专利名称:斑锡合金及其应用和生产方法
本发明涉及锡基合金，特别是涉及用于日用器皿和工艺美术制品的锡基合金及其生产方法。
锡制器皿在人类生活中的使用已有很长历史。随着科学技术的进步和人类物质文化生活水平的提高，现在日常生活中，锡制品除当用具使用外，主要是充当装饰品和艺术品了。但目前市场上流行的锡制品一般为传统的精锡制品，颜色单调，易变色，不够美观。
本发明的目的在于提供一种具有美丽花斑的锡基合金，即斑锡合金及其制品，以增加锡工艺品的花色品种，提高锡工艺品的艺术性和美感，从而给锡工艺品制造业带来显著的经济效益和社会效益。
本发明是通过对选定成分的锡基合金进行适当的成型、热处理和化学处理工序而实现的。通过这些工序之后，合金及其制品便具有由粗大晶粒组成的、明暗相间的、有光泽的花斑。
所说的斑锡合金的成分(重量%)为Ag 0.001～0.01Cu 0.002～0.05Bi 0.002～0.05余量为Sn及总量小于0.10的杂质。
优先推荐的成分(重量%)为Ag 0.001～0.005Cu 0.004～0.02Bi 0.004～0.02余量为Sn及总量小于0.03的杂质。
杂质主要是铅和氧化锡。应尽可能减少杂质，特别是铅含量。
用所说的斑锡合金可以制成各种富于美感的制品，例如各种工艺品及日用器皿。
所说的斑锡合金及其制品的生产方法，可采用通常的各类电炉熔炼合金，在熔炼中应避免氧化和污染。此外，还须进行下列工序1.成型 可采用铸造成型或冲压成型。而铸造成型又可分别采用金属型铸造或熔模铸造，其工艺条件分别是金属型铸造 熔模铸造浇注温度 320～420℃ 300～380℃铸型温度 80～200℃ 20～180℃浇注中应采取措施尽量减少表面氧化。
若用冲压成型，则先将铸锭在轧机上轧板，连续多次轧薄至所需厚度，每次轧制量小于30%，然后按制品形状多次冲压成型。除最后一次外，每次冲压的形变量以不发生破裂及能保持表面光洁度为宜。每次冲压前在100～140℃退火30～60分钟。最后一次冲压的形变量小于5%。
2.热处理 成型之后，对制品按下述条件进行热处理退火温度175～220℃退火时间2～50小时优先推荐的退火温度为200～220℃，退火时间则视制品的大小及具体的退火温度而定。若制品表面有某些缺陷，则应于退火前在水冷条件下进行机械打磨抛光。对于铸造的制品，若未经打磨就已有符合要求的光洁度和斑纹，则可不经过热处理工序。
3.腐蚀 先用一种或多种对制品无明显腐蚀作用的溶剂，如汽油、乙醇或洗衣粉溶液，除去表面油污，再用10～30%盐酸溶液在15～30℃内酸洗2～100秒钟。酸洗的目的在于除去表面氧化物，一旦表面已光亮，应立即取出，用水冲净。然后用5～15%三氯化铁溶液在15～50℃内腐蚀显斑1～30分钟。之后用水冲洗至中性，并在40～80℃内烘干。
4.上保护膜 除餐具制品外，对完成了腐蚀工序的制品可上有机保护膜。对保护膜的要求是附着力强，透明度高，耐蚀性好。本发明提供了一种简单易行的、具有上述性能的保护膜。这种保护膜溶液的制备方法是按重量比将3分无色透明的有机玻璃溶解于10分三氯甲烷中;将0.5～2分无色环氧树脂溶解于10分丙酮中。将上述二溶液混合，并用20～200分丙酮稀释，即得无色透明的保护膜溶液。若用溶解了染料的丙酮作稀释剂，则可得有色保护膜。操作方法是在室温下将制品浸入丙酮中0.5～1.5分钟，取出后直接浸入保护膜溶液中1～3分钟，取出后甩去多余的溶液，置于120～180℃烘箱中烘2～10分钟，自然冷却。
也可选用现有的环氧树脂型或其他类型的透明有机涂料作保护膜，并按其相应工艺实施。
最后就得到有明暗相间美丽花斑的、有光泽的、耐酸、碱腐蚀的斑锡制品。
本发明的主要优点在于，由于合金本身具有美丽的花斑，所以和传统的锡制品相比，斑锡合金制品更具有艺术性和富于美感。
实施例在电炉中用石墨坩埚熔炼合金，流动氩气保护。合金成分为(重量%)Ag 0.002，Bi 0.02，Cu 0.02.余量为Sn及总量小于0.03的铅、氧化锡等杂质。
成型分别采用铸造和冲压两种方法成型。
铸造成型使用金属型铸造。铸型材料为铸铁，浇注温度400±5℃，铸型温度150±5℃
冲压成型铸锭厚6±1毫米，宽200±2毫米。铸锭经连续6次轧板，轧薄至1.8毫米，每次轧制形变量小于30%，中间未退火。然后经两次冲压成型，第二次形变量小于5%。第一次冲压后在120℃退火30分钟。
所得制品为直径30、高16毫米的杯状器皿。
热处理未经打磨，在箱形炉中退火。退火温度210±5℃，退火时间10小时。
腐蚀因表面无明显油污，仅用5%洗衣粉溶液煮沸5分钟后用水冲净，再用20%盐酸溶液在20℃酸洗5秒钟。然后用8%三氯化铁溶液在30℃腐蚀显斑10分钟(每隔5分钟取出轻轻擦洗一次)。腐蚀完毕后，用水冲洗至中性，在70℃下烘干。
上保护膜所用保护膜溶液总成分重量比为有机玻璃∶环氧树脂∶三氯甲烷∶丙酮＝3∶1∶10∶100。在室温下将腐蚀好了的制品浸入丙酮中1分钟。取出后直接浸入保护膜溶液中2分钟。取出甩干，在140℃烘箱中恒温5分钟后自然冷却。
最后得到表面有明暗相间花斑的、有耐酸、碱腐蚀保护膜的斑锡合金制品。斑纹的最大直径在10毫米以上。其中，冲压成型制品的斑纹较均匀;铸造成型制品的斑纹大小与铸型形状和厚度有关。在散热较快的位置，花斑一般较细。
权利要求
1.斑锡合金，以锡为基体，含有银、铜、铋，其特征是合金具有由粗大晶粒组成的、明暗相间的花斑，合金成分为(重量%)Ag 0.001～0.01Cu 0.002～0.05Bi 0.002～0.05余量为Sn及总量小于0.10的杂质。
2.按权利要求
1的斑锡合金，其特征是合金含有Ag 0.001～0.005(重量)%Cu 0.004～0.02(重量)%Bi 0.004～0.02(重量)%余量为Sn及总量小于0.03(重量)%的杂质。
3.用权利要求
1和2的斑锡合金可以制成富于美感的制品，如日用器皿及各种工艺美术品。
4.如权利要求
1～3的斑锡合金及其制品的生产方法，合金采用通常的电炉熔炼方法制备，其特征在于下列工序4.1.成型 采用铸造成型或冲压成型铸造成型可分别采用金属型铸造或熔模铸造成型，其工艺条件是金属型铸造 熔模铸造浇注温度320～420℃ 300～380℃铸型温度80～200℃ 20～180℃冲压成型将铸锭在轧机上连续多次轧板，轧薄至所需厚度，每次轧制形变量小于30%，然后按制品形状多次冲压成型，除最后一次外，每次冲压的形变量以不发生破裂及能保持表面光洁度为宜，每次冲压前在100～140℃退火30～60分钟，最后一次冲压的形变量小于5%;4.2.热处理 对完成了成型工序的制品按下述条件进行热处理退火温度175～220℃退火时间2～50小时优先推荐的退火温度为200～220℃;4.3.腐蚀 先用一种或多种对制品无明显腐蚀作用的溶剂，如汽油，乙醇，洗衣粉溶液等，除去表面油污，再用10～30%盐酸溶液在15～30℃内酸洗2～100分钟，然后用5～15%三氯化铁溶液在15～50℃内腐蚀显斑1～30分钟，之后用水冲洗至中性，在40～80℃内烘干;4.4.上保护膜 对完成了腐蚀工序的制品按下述方法上保护膜保护膜溶液制备按重量比将3分无色透明有机玻璃溶解于10分三氯甲烷中，将0.5～2分无色环氧树脂溶解于10分丙酮中，将上述二溶液混合，并用20～200分丙酮稀释，即得无色透明的保护膜溶液，若用溶解了染料的丙酮作稀释剂，则可得有色保护膜;将完成了腐蚀工序的制品在室温下浸入丙酮中0.5～1.5分钟，取出后直接浸入保护膜溶液中1～3分钟，取出后甩去多余的溶液，置于120～180℃烘箱中烘2～10分钟，自然冷却。
专利摘要
传统的锡工艺品为精锡制成，颜色单调，易变色，不够美观。本发明提供的斑锡合金的特征在于，以锡为基体，含有Ag0.001～0.01％、Cu0.002～0.05％、Bi0.002～0.05％及微量杂质。对合金进行适当的铸造或冲压成型、热处理和化学处理，即可使合金具有由粗大晶粒组成的、明暗相间的美丽花斑。用斑锡合金可以制成各种制品，如日用器皿和工艺美术品，它们比传统的精锡制品更富于艺术性和美感。
文档编号C22C13/02GK86101369SQ86101369
公开日1987年9月16日 申请日期1986年3月4日
发明者张康侯 申请人:中国有色金属工业总公司昆明贵金属研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan