专利名称：一种耐腐蚀抗变色银合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种银合金，具体地说涉及一种主要用于银器、银首 饰、银币或奖牌的耐腐蚀抗变色银合金及其制备方法。
背景技术：
由于银及其银合金以其独特的光泽效果、抗菌以及较为低廉的成 本，自古以来就得到人们的喜爱，并被广泛用于制造首饰、餐具及各
种装饰品，上述用银占世界用银总消耗量的25 30%。但是无论是纯 银制品还是镀银产品，由于空气或者人体汗液中都含有硫，这些银产 品都很容易被侵蚀而变色。银与空气中悬浮的二氧化碳、硫化氢及水 分作用，在银表面形成一层晦暗的硫化银，而且随着反应深入，此硫 化银层不断增厚，使银表面慢慢由原来的光亮银色变成黄色，再变成 棕色，最后变成黑色。因此，开发一种耐腐蚀抗变色的银合金技术是 迫切需要的。这对珠宝制造业、金属制品业以及表面处理业生产高素 质的银产品尤其重要。
为了提高银的硬度，最为普遍的方法是在银中加入7.5% (重量) 的铜，这就是通常所称的925银，或标准纯银。然而925银仍然很容 易被硫化腐蚀。防止银硫化变色常用的方法是在金属银中加入其他贵 金属，如美国专利4255191、美国专利4909985、美国专利5037708 中所述，在金属银中加入金、铂、钯、铑、铱、钌等金属，形成硬银 合金，该方法制成的硬银合金己经用于金属假牙的生产。然而，由于 上述贵金属价格昂贵，而且这些合金中贵金属的含量比较高(4一 48%),造成生产成本增加，使该方法很难被广泛应用，而且此银合金 抗硫化的效果并不稳定。
近一个世纪以来，世界各国都进行了抗变色银合金方面的研究 工作，在低成本的条件下提高银合金抗晦暗变色的性能，但收效甚微， 至今未见卓有成效的抗变色银合金制品上市。
参看国内的有关银合金的专利，其制备方法都是将银合金的成 分进行配比，然后依次加入其他元素，但是一些化学性质较活泼的合 金元素与银一起添加熔炼时，会遇到合金元素的熔炼损耗大、合金成 分难以精确控制、银合金很难达到预期的性能技术指标要求等一系列 问题。
发明内容
3本发明所要解决的第一个技术问题是是提供一种耐腐蚀抗变色 性能好，并且制造成本不高的银合金。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种熔炼损耗小、合金 成分能精确控制、银合金能达到预期的性能技术指标要求的耐腐蚀抗 变色银合金的制备方法。
为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的耐腐蚀抗变色银合
金，其成分重量百分比为银90 93%，铜5 7%，铝1 3%，钇0. 01 0. 1%。
为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的耐腐蚀抗变色银合
金的制备方法，包括以下步骤
(1) 、将上述配比的铜、钇和铝在真空熔炼炉中熔化，制备中间 合金，俗称"银补口 "，备用；
(2) 、在中频感应炉中熔化配比的银，待温度到950 1050°C， 加入银补口 ，用木炭做覆盖剂，以防止金属被氧化；升温至1000 1100 °C，使炉内的银和补口材料熔化，然后搅拌，使之混合均匀，即可出 炉。
获得的耐腐蚀抗变色银合金，表面首先用锉刀挫平，然后依次用 180#、 400#、 800#、 1200#、 2000#、 4000#砂纸磨平，然后用金刚石 软膏研磨，接着用超声波在丙酮溶液中清洗30分钟，之后用蒸馏水、 无水乙醇清洗干净，然后放入干燥箱中干燥。
采用上述的耐腐蚀抗变色银合金及其制备方法，利用铝元素易被 氧化，能够在银合金表面形成一层致密、稳定的氧化膜来保护合金不 被氧化和硫化、利用铜元素提高银合金的硬度、采用适当含量的钇来 提高银合金的硬度及其抗变色能力，另外，此几种元素相互作用，以 达到更明显的抗变色效果。
本发明采用常见的金属元素及其稀土元素与银元素制造成银合 金，不仅可以保证银合金的力学性能和表面性能的稳定，而且大大降 低了成本，可以广泛地在装饰业行业以及其他领域中应用。
本发明提供的耐腐蚀抗变色银合金的制备方法，在制备银合金 时，先将除银以外的合金元素按一定的比例配制、熔炼，制成的标准 中间合金，然后只需将此中间合金与纯银一起熔炼，即得所需要的银 合金，克服了化学性质较活泼的合金元素与银直接熔炼时，合金元素 的熔炼损耗大、合金成分难以精确控制、银合金很难达到预期的性能 技术指标要求等问题。
本发明的银合金制备工艺简单，成本低，安全无毒性，力学性能 良好，耐腐蚀性能良好，暴露在大气条件下长期使用不变色。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行详细说明，下面的例子只是符合本 发明技术内容的几个实例，并不说明本发明仅限于下述实例所述的内 容，本行业中的技术人员依照本发明权利要求项制造的产品均属本发 明内容。
实施例1:
称取5.99克铜、1.5克铝以及0.01克钇，放在真空熔炼炉中熔 化，制备中间合金，俗称"银补口"，备用；称取92.5克银在中频感 应炉中熔化，待温度到105(TC，加入银补口，用木炭做覆盖剂，以防 止金属被氧化；升温至IIO(TC，使炉内的银和银补口熔化，然后搅拌， 使之混合均匀，即可出炉。做成的银合金表面首先用锉刀挫平，然后 依7欠用180#、 400#、 800#、 1200#、 2000#、 4000W砂、纟氏磨平，然后用 金刚石软膏研磨，接着用超声波在丙酮溶液中清洗30分钟，之后用 蒸馏水、无水乙醇清洗干净，然后放入干燥箱中干燥。最后做硫化腐 蚀测试。
实施例2:
称取5.97克铜、1.5克铝以及0.03克钇，放在真空熔炼炉中熔 化，制备中间合金，俗称"银补口"，备用；称取92.5克银在中频感 应炉中熔化，待温度到95(TC，加入银补口，用木炭做覆盖剂，以防 止金属被氧化；升温至IOO(TC，使炉内的银和银补口熔化，然后搅拌， 使之混合均匀，即可出炉。做成的银合金表面如实施例1中所述磨平、 抛光，做表面处理；再做硫化腐蚀测试。
实施例3:
称取5.94克铜、1.5克铝以及0.06克钇，放在真空熔炼炉中熔 化，制备中间合金，俗称"银补口"，备用；称取92.5克银在中频感 应炉中熔化，待温度到105(TC，加入银补口，用木炭做覆盖剂，以防 止金属被氧化；升温至1100°C，使炉内的银和银补口熔化，然后搅拌， 使之混合均匀，即可出炉。做成的银合金表面如实施例1中所述磨平、 抛光，做表面处理；再做硫化腐蚀测试。
实施例4:
称取5. 80克铜、1.5克铝以及0. 1克钇，放在真空熔炼炉中熔 化，制备中间合金，俗称"银补口"，备用；称取92.5克银在中频感 应炉中熔化，待温度到1050°C，加入银补口，用木炭做覆盖剂，以防 止金属被氧化；升温至IIO(TC，使炉内的银和银补口熔化，然后搅拌， 使之混合均匀，即可出炉。做成的银合金表面如实施例1中所述磨平、 抛光，做表面处理；再做硫化腐蚀测试。
对比例1:
称取6克铜、1.5克铝，放在真空熔炼炉中熔化，制备中间合金，
5俗称"银补口"，备用；称取92.5克银在中频感应炉中熔化，待温度 到1050'C，加入银补口，用木炭做覆盖剂，以防止金属被氧化；升温 至1000 1100°C,使炉内的银和补口材料熔化，然后搅拌，使之混合 均匀，即可出炉。做成的银合金表面如实施例1中所述磨平、抛光， 做表面处理；再做硫化腐蚀测试。 对比例2:
称取5.79克铜、1.5克铝以及0. 11克钇，放在真空熔炼炉中熔 化，制备中间合金，俗称"银补口"，备用；称取92.5克银在中频感 应炉中熔化，待温度到105(TC，加入银补口，用木炭做覆盖剂，以防 止金属被氧化；升温至1000 1100°C,使炉内的银和补口材料熔化， 然后搅拌，使之混合均匀，即可出炉。做成的银合金表面如实施例1 中所述磨平、抛光，做表面处理；再做硫化腐蚀测试。
硫化腐蚀实验是在新配置的0. lmo1/1的Na2S溶液中进行，测其 溶液PH值为9，常温状态下进行为期16天的同步实验，测其腐蚀速 率如表1所示。
表l实施例与比较例的腐蚀速率比较
试样代号腐蚀速率(mg/cm2)
Sl0.01X10—5
S22. 68X l(T5
S36. 45X 10—5
S47. 25X 10—5
Bl2.03X10—4
B21. 08X 10—4
注B代表比较例，S代表实施例。
从表1可以看出，当钇含量在0.01 0. 1%时，银合金的腐蚀速率 随着钇含量的增加而降低，当钇含量超过0. 1%时，银合金的腐蚀速率 与未添加钇的银合金差不多，表明添加适量的钇可以使银合金的耐腐 蚀能力大幅提高。这是因为适量钇的加入对银合金起到了细化晶粒的 作用，由于其特殊的结构和性质，适量钇的加入使银合金晶界的电极 电位趋于减小，腐蚀反应缓慢，耐腐蚀能力增强。
权利要求
1、一种耐腐蚀抗变色银合金，其特征是其成分重量百分比为银90～93％，铜5～7％，铝1～3％，钇0.01～0.1％。
2、 制备权利要求1所述的耐腐蚀抗变色银合金的方法，其特征是包括以下步骤(1) 、将上述配比的铜、钇和铝在真空熔炼炉中熔化，制备中间合金，备用；(2) 、在中频感应炉中熔化配比的银，待温度到950 1050°C,加入中间合金，用木炭做覆盖剂；升温至1000 1100°C，使中频感应炉内的银和中间合金熔化，然后搅拌，使之混合均匀，即可出炉。
3、 根据权利要求2所述的耐腐蚀抗变色银合金的制备方法，其特征是获得的耐腐蚀抗变色银合金首先用锉刀挫平其表面，然后依次用l画、400#、 800#、 1200#、 2000#、 4000#砂纸磨平，然后用金刚石软膏研磨，接着用超声波在丙酮溶液中清洗30分钟，之后用蒸馏水、无水乙醇清洗干净，然后放入干燥箱中干燥。
全文摘要
本发明公开了一种耐腐蚀抗变色银合金及其制备方法，耐腐蚀抗变色银合金的成分重量百分比为银90～93％，铜5～7％，铝1～3％，钇0.01～0.1％。制备方法包括以下步骤(1)将上述配比的铜、钇和铝在真空熔炼炉中熔化，制备中间合金，备用；(2)在中频感应炉中熔化配比的银，待温度到950～1050℃，加入中间合金，用木炭做覆盖剂；升温至1000～1100℃，使中频感应炉内的银和中间合金熔化，然后搅拌，使之混合均匀，即可出炉。结果显示这种银合金在Na<sub>2</sub>S溶液中抗腐蚀能力相对普通925银大幅提高。本发明公开的银合金制备工艺简单，成本低，安全无毒性，力学性能良好，耐腐蚀性能良好，暴露在大气条件下长期使用不变色。
文档编号C22C1/03GK101497949SQ20091004284
公开日2009年8月5日 申请日期2009年3月11日 优先权日2009年3月11日
发明者吴春莺, 吴春萍, 易丹青 申请人:中南大学