本发明属于合金材料领域,具体涉及一种装饰品彩色合金材料。
背景技术:
现有的首饰大多是用黄金、铂金或白银制作而成,这些贵金属由于传统因素在国内具有广大的市场,但在欧美市场更注重饰品的外观、款式,而不在意饰品材质的价值。传统金、银质地较软,容易变形,不适合较复杂的镶嵌、焊接加工;时间一长还会氧化,失去光泽;采用其它金属制作戒指,如纯钨的太重,纯钛的太轻等等;也有用非金属材料制作的戒指如用石材或玉石,其缺点是:易碎且款式单一。传统的钨钢戒指的烧结温度1600℃,钨钢戒指的传统烧结时间为30小时,从能源角度来说,热能消耗量大;同时,传统烧结戒指的变形量低,冷加工的工艺成本高,传统烧结的工件在垂直方向的收缩比大于水平方向的收缩比,收缩率比的不均衡,故使产品的合格率很难达到90%以上。且钨钢饰品只有灰白色一种色彩,其他色彩需电镀其他有色金属。电镀的有色金属易磨损,饰品使用寿命受电镀层影响。
目前多数的钨合金都应用在工业上,随着人们的生活水平的提高、审美观的需求,首饰、饰品的材料从传统的玉石及金、银、钯、铂等贵金属发展到开始应用钨合金材料。美国专利us6928734报到了一种用钨合金制备环形首饰的方法。该专利公开了按重量百分比计量组成为:碳化钨50-90;粘接剂镍2-10;鈷1-2及碳化铬0.5-3。可见,该专利不足之处在于:首先,所述饰品仅限于环形首饰;其次,则是碳化钨下限太低。若碳化钨占50%,配置的材料已达不到钨合金首饰的要求。其硬度决定于硬质相碳化钨的多少。碳化钨低于70%,不再有高硬度,耐磨性了,也失去了钨合金首饰的特性;其三,该专利钨合金材料色彩为单一的灰白色,无法满足目前市场的多样性需求。
基于上述分析,一种密度、硬度高、孔隙度低,饰品厚重感更强,同时具有金黄色光泽,任意加工后仍然具有良好的色泽,饰品表面不易磨损,饰品经抛光后光泽度好,质感细腻,加工性能优良、市场需求量大的装饰品彩色合金材料是目前欧美市场畅销的。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种用于装饰品制作且密度、硬度高、孔隙度低,饰品厚重感更强任意加工后仍然具有良好的色泽,饰品表面不易磨损,饰品经抛光后光泽度好,质感细腻,加工性能优良制作手镯、戒指的彩色合金材料及其制备方法。
为了达到上述目的,本发明采用了以下技术方案:
一种装饰品彩色合金材料,按质量百分比计,该装饰品彩色合金材料的化学成分组成包括:
碳化钽(tac)50%-80%;碳化钛(tic)5%-25%;镍(ni)10%-15%;余量为钼(mo)以及其它不可避免的杂质。
进一步的,按质量百分比计,该装饰品彩色合金材料的化学成分组成为:
碳化钽(tac)65wt%;碳化钛(tic)10wt%;镍(ni)15wt%;余量为钼(mo)以及其它不可避免的杂质。
进一步的,按质量百分比计,该装饰品彩色合金材料的化学成分组成为:
碳化钽(tac)50wt%;碳化钛(tic)25wt%;镍(ni)15wt%;余量为钼(mo)以及其它不可避免的杂质。
进一步的,按质量百分比计,该装饰品彩色合金材料的化学成分组成为:
碳化钽(tac)35wt%;碳化钛(tic)40wt%;镍(ni)15wt%;余量为钼(mo)以及其它不可避免的杂质。
进一步的,按质量百分比计,该装饰品彩色合金材料的化学成分组成为:
碳化钽(tac)80wt%;碳化钛(tic)5wt%;镍(ni)10wt%;余量为钼(mo)以及其它不可避免的杂质。
一种装饰品彩色合金材料的制备方法包括以下步骤:
1)将金属粉末碳化钽(tac)、碳化钛(tic)、镍(ni)以及钼(mo)按比例混合,在球磨机中球磨,并加入酒精作为球磨介质;
2)将研磨后的粉末在真空环境下干燥,去除酒精,添加成型剂,将粉末制成颗粒状;
3)液压机模压成型;
4)真空状态下烧结融合。
进一步的,所述金属粉末混合后在球磨机中研磨76小时,球料比为3:1,每千克金属粉末混合物添加2l酒精。
进一步的,所述成型剂加入量为金属粉末质量的8%,成型剂为sd树脂。
进一步的,所述烧结温度为1480℃,烧结时间为12小时,真空度小于20pa。
本发明的有益效果是:
(1)本发明装饰品彩色合金材料的颜色很好地满足了饰品行业检验标准要求,具有优良的抗氧化变色性能。
(2)本发明装饰品彩色合金材料具有优异的耐磨性能,可以更好地承受磨损、划伤,保持饰品良好的外观。
(3)本发明装饰品彩色合金材料晶粒细小,具有较高的硬度、密度,抛光后质感细腻,厚重。
(4)本发明装饰品彩色合金材料能很好地满足镶嵌珠宝的要求,且合金具有优良的冷加工性能。
附图说明
图1实施例1制得的装饰品彩色合金材料显微组织图。
图2实施例1制得的装饰品彩色合金材料在750℃加热1.5小时后的氧化膜情况如图。
具体实施方式
实施例1
装饰品彩色合金材料(金黄色):
按质量百分比计,将65wt%碳化钽(tac)、10wt%碳化钛(tic)、15wt%镍(ni)以及余量为钼(mo)的粉末混合后,在球磨机中球磨76小时,球料比为3:1,研磨时每千克金属粉末混合物添加2l酒精作为球磨介质。然后将球磨后的粉末在真空环境下干燥,蒸出酒精。干燥粉末中加入成型剂sd树脂,sd树脂加入量占粉末质量的8%,使粉末具有压制性能,80目过筛制成颗粒状。25吨液压机模压压制成型,真空烧结炉烧结成坯体,其中,烧结温度为1480℃,烧结时间为12小时,真空度小于20pa。
本实施例制得的彩色合金材料显微组织如图1所示,合金的晶粒为细小的等轴晶,这有利于材料的强度性能和抛光性能。
本实施例制得的彩色合金材料的初始颜色坐标值x*,y*,z*分别为0.43,0.58和0.40,位于色区图的黄色区域内。达到了一级黄色的指标。
本实施例制得的彩色合金材料在750℃加热1.5小时后的氧化膜情况如图2所示,虽然经过长时间高温加热,但未形成明显的氧化膜层,体现了优良的抗高温氧化性能。
本发明制得的彩色合金材料的熔化温度范围为1580-1620℃,能很好地承受表面镶嵌或焊接温度。在600-830℃之间,合金的热膨胀系数在3.89×10-6/℃,有很小的热膨胀系数,镶嵌或焊接时不容易出现爆裂、剥落等问题。
本发明彩色合金材料色泽呈金黄色,很好地满足了镶嵌珠宝的力学性能要求:密度为11.0g/cm3;硬度>90hra;孔隙度<a02b02;强度>1800n/mm2。合金表现出优良的冷加工性能,镶嵌的宝石牢固。
实施例2
装饰品彩色合金材料:
按质量百分比计,将50wt%碳化钽(tac)、25wt%碳化钛(tic)、15wt%镍(ni)以及余量为钼(mo)的粉末混合后,在球磨机中球磨76小时,球料比为3:1,研磨时每千克金属粉末混合物添加2l酒精作为球磨介质。然后将球磨后的粉末在真空环境下干燥,蒸出酒精。干燥粉末中加入成型剂sd树脂,sd树脂加入量占粉末质量的8%,使粉末具有压制性能,80目过筛制成颗粒状。25吨液压机模压压制成型,真空烧结炉烧结成坯体,其中,烧结温度为1480℃,烧结时间为12小时,真空度小于20pa。
本实施例彩色合金材料色泽良好,密度为9.5g/cm3;硬度>90.5hra;孔隙度<a04b02;强度>1600n/mm2。
实施例3
装饰品彩色合金材料:
按质量百分比计,将35wt%碳化钽(tac)、40wt%碳化钛(tic)、15wt%镍(ni)以及余量为钼(mo)的粉末混合后,在球磨机中球磨76小时,球料比为3:1,研磨时每千克金属粉末混合物添加2l酒精作为球磨介质。然后将球磨后的粉末在真空环境下干燥,蒸出酒精。干燥粉末中加入成型剂sd树脂,sd树脂加入量占粉末质量的8%,使粉末具有压制性能,80目过筛制成颗粒状。25吨液压机模压压制成型,真空烧结炉烧结成坯体,其中,烧结温度为1480℃,烧结时间为12小时,真空度小于20pa。
本实施例彩色合金材料色泽偏白,密度为8.0g/cm3;硬度>91hra;孔隙度<a04b02;强度>1200n/mm2。
实施例4
装饰品彩色合金材料:
按质量百分比计,将80wt%碳化钽(tac)、5wt%碳化钛(tic)、10wt%镍(ni)以及余量为钼(mo)的粉末混合后,在球磨机中球磨76小时,球料比为3:1,研磨时每千克金属粉末混合物添加2l酒精作为球磨介质。然后将球磨后的粉末在真空环境下干燥,蒸出酒精。干燥粉末中加入成型剂sd树脂,sd树脂加入量占粉末质量的8%,使粉末具有压制性能,80目过筛制成颗粒状。25吨液压机模压压制成型,真空烧结炉烧结成坯体,其中,烧结温度为1480℃,烧结时间为12小时,真空度小于20pa。
本实施例彩色合金材料色泽良好,密度为12..0g/cm3;硬度>80hra;孔隙度<a04b02;强度>1800n/mm2。