CN101497949A - 一种耐腐蚀抗变色银合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
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Na2S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。
Description
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已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—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
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℃，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℃，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1050℃，加入银补口，用木炭做覆盖剂，以防止金属被氧化；升温至1100℃，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。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950℃，加入银补口，用木炭做覆盖剂，以防止金属被氧化；升温至1000℃，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1050℃，加入银补口，用木炭做覆盖剂，以防止金属被氧化；升温至1100℃，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℃，加入银补口，用木炭做覆盖剂，以防止金属被氧化；升温至1100℃，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，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℃，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℃，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1050℃，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℃，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0.1mol/l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1 实施例与比较例的腐蚀速率比较
| 试样代号 | 腐蚀速率(mg/cm2) |
| S1 | 0.01×10-5 |
| S2 | 2.68×10-5 |
| S3 | 6.45×10-5 |
| S4 | 7.25×10-5 |
| B1 | 2.03×10-4 |
| B2 | 1.08×10-4 |
注：B代表比较例，S代表买施例。
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。
Claims (3)
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℃，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。
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。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109943745A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-06-28 | 邵明战 | 一种抗变色银合金及其制备方法 |
| CN110317968A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-10-11 | 中国地质大学（武汉） | 一种首饰用抗变色银合金及其制备方法 |
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2009
- 2009-03-11 CN CNA2009100428422A patent/CN101497949A/zh active Pending
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