CN100999792A

CN100999792A - 抗变色银合金

Info

Publication number: CN100999792A
Application number: CN 200610122251
Authority: CN
Inventors: 袁军平; 王昶; 申柯娅; 黄云光
Original assignee: Panyu Vocational Tech College
Current assignee: Panyu Vocational Tech College
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2007-07-18

Abstract

本发明抗变色银合金属于合金领域，采用稀土以及锌、硅、锗、锡、铟、钴等多种合金元素进行多元合金化，银Ag92.5～93.0％，铜Cu3～5％，锌Zn1～3％，锗Ge0～0.8％，硅Si0～0.12％，锡Sn0～1％，铟In0～0.5％，钇Y0～0.15％，铈Ce0～0.15％，镧La0～0.15％，钴Co0～0.3％，硼B0～0.1％，镁Mg0～0.01％。改善合金的组织，细化晶粒，净化晶界，提高抗氧化变色能力，提高机械性能和制造性能，该合金具有较好的加工性能、铸造性能和焊接性能，适合机械加工、手造和铸造生产等不同的制作方法，合金中不采用贵金属元素进行合金化，成本相对低廉，合金中也不采用有害元素，对环境和操作人员不产生有害影响。

Description

抗变色银合金

技术领域

本发明抗变色银合金属于合金领域，特别是涉及一种首饰用的抗变色银合金。

现有技术

斯特林银合金是以铜为合金元素构成的银-铜二元合金，具有很好的时效硬化特性，被广泛用于首饰业、银器及其他许多工业领域。但是它具有两个很突出的问题：一是产生硫化变色，二是形成氧化红斑。这两个问题大大影响了饰品的表面效果，形成红斑也使得银合金很难焊接，既给生产厂家带来了很大麻烦，产品质量得不到保证，增加了生产成本等；也给消费者带来了损失。目前市场上商品化的抗氧化变色银合金品种较多，只是少数合金具有较好的抗变色性能，但是涉及到合金的综合性能方面则大都不尽人意，而且价格高，给企业增加了很大的负担，使用过程中经常出现问题。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，而提供一种具有优异的抗氧化及抗硫化变色性能，合金具有较好的机械性能、铸造性能和加工性能，成本相对低廉，对环境不产生有害影响的抗变色银合金。

本发明的目的是通过以下措施来达到的，采用稀土以及硅、锗、锌、锡等合金元素进行多元合金化，改善合金的组织，细化晶粒，净化晶界，提高抗氧化变色能力，提高机械性能和制造性能，

合金的成分重量百分比为：

银Ag92.5～93.0％，铜Cu3～5％，锌Zn1～3％，锗Ge0～0.8％，硅Si0～0.12％，锡Sn0～1％，铟In0～0.5％，钇Y0～0.15％，铈Ce0～0.15％，镧La0～0.15％，钴Co0～0.3％，硼B0～0.1％，镁Mg0～0.01％。锗、硅、锡、铟、钇、铈、镧、La、钴、硼、镁不同时为零。

合金的制作方法：

选取银Ag92.5～93.0％，铜Cu3～5％，锌Zn1～3％，锗Ge0～0.8％，硅Si0～0.12％，锡Sn0～1％，铟In0～0.5％，钇Y0～0.15％，铈Ce0～0.15％，镧La0～0.15％，钴Co0～0.3％，硼B0～0.1％，镁Mg0～0.01％，将各合金元素制作成Ag-Me中间合金后，分析各中间合金的成分，按照要求的比例配料，在首饰合金粒化装置中熔炼，用氩气进行保护，温度达880℃后，开始用玻璃棒轻轻搅拌，促使合金元素溶解，使成分均匀，当温度达到1010～1030℃后，在此合金化温度保持约30秒钟，将温度降低到980℃，温度均匀后将金属液制作成合金颗粒。

本发明的合金采用钇、镧、铈稀土元素及锌、硅、锗、锡、铟、硼等多种氧活性元素进行多元合金化，这些氧活性元素的氧化物自由能比铜的氧化物都低，与氧亲和力更强，可以形成更稳定的氧化物。稀土元素进一步改善氧化物的生长机制及氧化膜的塑性，改善氧化膜的粘附性，降低氧化膜开裂的倾向，并抑制硫的有害作用。这些合金元素的综合作用使合金具有良好的抗硫化变色和抗氧化变色性能。本发明的多元少量的原则，可对合金起到有效的固溶强化作用，使其具有较高的硬度，利用稀土元素细化晶粒和净化晶界，改善了合金的塑性，使之具有较好的加工性能。在熔炼、铸造和焊接过程中，合金元素起到了有效的保护作用，减少了合金的吸气氧化，降低了银合金的导热性能，铟、硼合金元素改善了合金的润湿性，使合金的铸造性能、回用性能及焊接性能良好。

本发明的综合性能优良的抗变色银合金，在抗硫化变色性能方面达到传统斯特林银合金的10倍左右，抗氧化变色方面达到5倍左右，合金的铸态硬度非常接近斯特林银，大大高于目前常用的知名抗变色银合金的硬度(一般只有HV60左右)，通过时效处理，可以使合金的硬度超过HV120。该合金具有较好的加工性能、铸造性能和焊接性能，适合机械加工、手造和铸造生产等不同的制作方法，合金中不采用贵金属元素进行合金化，成本相对低廉，合金中也不采用有害元素，对环境和操作人员不产生有害影响。

附图说明

附图1是本发明的合金的加工硬化情况与标准斯特林银合金对比示意图。

附图2是本发明的合金的硫化氢腐蚀30小时后的表面状况情况与标准斯特林银合金对比示意图。

附图3是本发明的合金经700℃加热1.5小时后的氧化膜情况与标准斯特林银合金对比示意图。

附图4是本发明的合金的铸造性能与标准斯特林银合金对比示意图。

附图5是本发明的合金时效处理后的硬度情况与标准斯特林银合金对比示意图。

附图6是本发明的合金的金相组织情况与标准斯特林银合金对比示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

选取银Ag92.7％，铜Cu4％，锌Zn1.5％，锗Ge0.5％，硅Si0.05％，锡Sn0.78％，铟In0.3％，钇Y0.03％，铈Ce0.01％，镧La0.01％，Co0.1％，硼B0.018％，镁Mg0.002％，配制成合金颗粒后，将合金颗粒在中频感应炉中熔炼，用氩气进行保护，温度达880℃后，开始用玻璃棒轻轻搅拌，促使合金元素溶解，使成分均匀，继续缓慢升温，直至浇注温度960～980℃，温度均匀后用夹模浇注成铸锭。将铸锭表面清理干净、修平整后，用轧压机进行轧片，进行加工性能试验，当试片轧压到2mm后，截取试样，打磨抛光后分别进行抗硫化氢腐蚀试验和抗氧化红斑试验。

加工性能试验，测铸锭的铸态硬度，以及轧压过程中的加工硬化曲线。合金的铸态硬度为HV74.6，合金在多元合金化及稀土元素作用下，获得了良好的铸态硬度，大大高于目前常用的知名抗变色银合金的硬度(一般只有HV60左右)整个轧压过程中表现出稳定的硬化特性。如附图1所示。1#为本发明的合金试样，2#为标准斯特林银合金试样。

抗硫化变色腐蚀试验：采用硫化氢加速腐蚀试验方法，向腐蚀试验箱内充入硫化氢气体，用硫化氢检测仪检测和调整试验室内的气体浓度，使气体浓度保持在15ppm，调节试验室内温度为30℃，相对湿度为75％。试片用尼龙丝吊挂在塑料棒上，试片的间距均匀，高度一致。标准斯特林银合金试样经硫化氢腐蚀不到3小时其表面就完全变暗黑色，而本发明的合金试样经30小时后的表面状况呈暗灰色。如附图2所示。1#为本发明的合金试样，2#为标准斯特林银合金试样。

抗氧化变色试验：在电阻炉内进行抗氧化试验，试片悬挂在炉腔中心，间距均匀，高度一致。加热温度700℃，加热时间1.5小时。到规定时间后取出，截取一定长度制作镶嵌样，在显微镜下观察氧化膜的厚度和结构。试样经700℃加热1.5小时后的氧化膜很薄，均匀分布。如附图3所示。1#为本发明的合金试样，2#为标准斯特林银合金试样。

实施例2

选取银Ag92.7％，铜Cu4％，锌Zn1.5％，锗Ge0.45％，硅Si0.08％，锡Sn0.8％，铟In0.3％，钇Y0.03％，铈Ce0.01％，镧La0.01％，Co0.1％，硼B0.018％，镁Mg0.002％，按上述成分配制成合金颗粒。分别准备筛网蜡模、台阶蜡模、平板蜡模，采用熔模铸造方法分别检测合金的铸造性能、时效硬化性能和晶粒组织检测。将合金颗粒在中频感应炉中熔炼，用氩气进行保护，温度达880℃后，开始用玻璃棒轻轻搅拌，促使合金元素溶解，使成分均匀，继续缓慢升温，直至浇注温度960～980℃，温度均匀后，在-0.08MPa的弱真空下，将金属液浇入石膏型内，石膏型温度为600℃。

充型能力试验：将铸造后的试样冲洗干净，对比筛网试样的充填率，本发明合金的筛网试样完全充填成型，试样表面呈白色，标准斯特林银合金只有很少部分充填成型，试样表面呈暗黑色，如附图4所示。1#为本发明的合金试样，2#为标准斯特林银合金试样。

时效处理：将台阶试样加热到700℃，保温0.5小时，淬水，然后在300℃保温1小时，空冷，用显微硬度计检测硬度值。合金时效处理后硬度提高了72％，也表现了较好的时效硬化特性。如附图5所示。1#为本发明的合金试样，2#为标准斯特林银合金试样。

晶粒度检测：用新鲜配制的氨水—双氧水溶液浸蚀平板试样，在显微镜下观察晶粒组织。合金的晶粒细小，没有明显的树枝晶和孔洞缺陷。如附图6所示。1#为本发明的合金试样，2#为标准斯特林银合金试样。

Claims

1、一种抗变色银合金，其特征是合金的成分重量百分比为：

银Ag 92.5～93.0％，

铜Cu 3～5％，

锌Zn 1～3％，

锗Ge 0～0.8％，

硅Si 0～0.12％，

锡Sn 0～1％，

铟In 0～0.5％，

钇Y 0～0.15％，

铈Ce 0～0.15％，

镧La 0～0.15％，

钴Co 0～0.3％，

硼B 0～0.1％，

镁Mg 0～0.01％，

锗、硅、锡、铟、钇、铈、镧、La、钴、硼、镁不同时为零。

2、一种抗变色银合金的制作方法，采用钇、镧、铈稀土元素及锌、硅、锗、锡、铟、钴等多种氧活性元素进行多元合金化，选取银Ag92.5～93.0％，铜Cu3～5％，锌Zn1～3％，锗Ge0～0.8％，硅Si0～0.12％，锡Sn0～1％，铟In0～0.5％，钇Y0～0.15％，铈Ce0～0.15％，镧La0～0.15％，钴Co0～0.3％，硼B0～0.1％，镁Mg0～0.01％，锗、硅、锡、铟、钇、铈、镧、La、钴、硼、镁不同时为零，将各合金元素制作成Ag-Me中间合金后，分析各中间合金的成分，按照要求的比例配料，在首饰合金粒化装置中熔炼，用氩气进行保护，温度达880℃后，开始用玻璃棒轻轻搅拌，促使合金元素溶解，使成分均匀，当温度达到1010～1030℃后，在此合金化温度保持约30秒钟，将温度降低到980℃，温度均匀后将金属液制作成合金颗粒。