CN102051533A - 锆基非晶合金、眼镜架及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种锆基非晶合金，按重量计，其含有10.0％～15.0％的铜；7.0％～13.0％的镍；5.0％～8.0％的铌；2.0％～6.0％的铝，其余为锆及不可避免的杂质。采用该锆基非晶合金制造的眼镜架的杨氏模量大于75GPa，其刚性相较于钛合金大，佩戴后不易松弛。并且，该眼镜架的最大弹性应变量远远大于1％，其弹性应变性能相较于钛合金好，其适于制成多种样式。

Description

锆基非晶合金、眼镜架及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种锆基非晶合金、采用该锆基非晶合金制造的眼镜架及该眼镜架的制造方法。
背景技术
钛合金由于其具有重量轻、耐腐蚀、表面易着色、美观且耐用等特点，而广泛用于制造眼镜架。
一种眼镜架，其采用钛合金制造，该钛合金化学成分及其重量百分比为：锆20％～40％，铪0.5％～3％，钽0.0％～2％，氧0.05％～0.20％，碳0.0～0.15％，氮0.0％～0.01％，氢0.0％～0.02％，余量为钛，其中，锆和铪的重量比为30～50。经实验测定，该眼镜架的杨氏模量小于75GPa，最大弹性应变量小于1％。
然而，上述的眼镜架的杨氏模量小于75GPa，其刚性较小，容易变形，配戴后容易松弛。并且，上述的眼镜架的最大弹性应变量小于1％，使得其制造的样式单一。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种具有较高刚性且较大弹性应变量的锆基非晶合金、采用该锆基非晶合金的眼镜架及其制备方法。
一种锆基非晶合金，按重量计，其含有10.0％～15.0％的铜；7.0％～13.0％的镍；5.0％～8.0％的铌；2.0％～6.0％的铝，其余为锆及不可避免的杂质。
一种眼镜架，该眼镜架采用锆基非晶合金制造，按重量计，该锆基非晶合金含有10％～15％的铜；7％～13％的镍；5％～8％的铌；2.0％～6.0％的铝，其余为锆及不可避免的杂质。
一种眼镜架的制造方法，其包括如下步骤：采用真空电弧熔炼法制造镍铌合金，其中镍与铌之间的重量比值为7∶8～13∶5；采用真空感应熔炼炉熔炼镍铌合金，同时添加55.0％～75.0％重量百分比的锆、10.0％～15.0％重量百分比的铜及2.0％～6.0％重量百分比的铝，从而形成母合金；在真空条件下，将该母合金融化后，采用压铸成型的方法形成该眼镜架。
上述眼镜架的杨氏模量大于75GPa，其刚性相较于钛合金大，佩戴后不易松弛。并且，上述眼镜架的最大弹性应变量远远大于1％，其弹性应变性能相较于钛合金好，其适于制成多种样式。
具体实施方式
下面对本发明的锆基非晶合金及采用该锆基非晶合金制造的眼镜架作进一步的详细说明。
本发明提供一种锆基非晶合金，按重量计，该锆基非晶合金含有10.0％～15.0％的铜(Cu)；7.0％～13.0％的镍(Ni)；5.0％～8.0％的铌(Nb)；2.0％～5.0％的铝(Al)，其余为锆(Zr)及不可避免的杂质。
本发明还提供一种眼镜架，该眼镜架采用上述锆基非晶合金制造，按重量计，该锆基非晶合金含有10％～15％的铜(Cu)；7％～13％的镍(Ni)；5％～8％的铌(Nb)；2.0％～6.0％的铝(Al)，其余锆(Zr)为及不可避免的杂质。
优先地，Cu的重量含量为10.2％～13.2％；Ni的重量含量为7.5％～10.3％；Nb的重量含量为6.0％～9.1％；Al的重量百分含量为2.8％～5％。
上述锆基非晶合金的力学性能较优越，其密度为6.2～7.0g/cm3，泊松比为0.35～0.4，杨氏模量大于75GPa，拉伸强度大于1500MPa，最大弹性应变量大于1.6％。
本发明还提供一种眼镜架的制造方法，其包括如下步骤：采用真空电弧熔炼法制造Ni，Nb合金，其中Ni与Nb之间的重量比值为7∶8～13∶5；采用真空感应熔炼炉熔炼Ni、Nb合金，同时添加55.0％～75.0％重量百分比的Zr、10.0％～15.0％重量百分比的Cu及2.0％～6.0％重量百分比的Al，从而形成母合金；在真空条件下，将母合金融化后，采用压铸成型的方法形成该眼镜架。
以下通过具体实施例来对本发明的眼镜架作进一步说明。
实施例一
制造本发明的眼镜架时，首先，采用真空电弧熔炼法制造Ni、Nb合金，其中Ni与Nb之间的重量比值为9.7∶6.1。然后，采用真空感应熔炼炉熔炼Ni、Nb合金，同时添加63.8％重量百分比的Zr、12.9％重量百分比的Cu及3.5％重量百分比的Al，从而形成母合金。最后，在真空条件下，将母合金融化后，采用压铸成型的方法形成眼镜架。
实施例二
制造本发明的眼镜架时，首先，采用真空电弧熔炼法制造Ni、Nb合金，其中Ni与Nb之间的重量比值为10.3∶6.0。然后，采用真空感应熔炼炉熔炼Ni、Nb合金，同时添加67.2％重量百分比的Zr、13.7％重量百分比的Cu及2.8％重量百分比的Al，从而形成母合金。最后，在真空条件下，将母合金融化后，采用压铸成型的方法形成眼镜架。
实施例三
制造本发明的眼镜架时，首先，采用真空电弧熔炼法制造Ni、Nb合金，其中Ni与Nb之间的重量比值为7.5∶8.9。然后，采用真空感应熔炼炉熔炼Ni、Nb合金，同时添加69.8％重量百分比的Zr、10.2％重量百分比的Cu及3.5％重量百分比的Al，从而形成母合金。最后，在真空条件下，将母合金融化后，采用压铸成型的方法形成眼镜架。
实施例四
制造本发明的眼镜架时，首先，采用真空电弧熔炼法制造Ni、Nb合金，其中Ni与Nb之间的重量比值为9.6∶9.1。然后，采用真空感应熔炼炉熔炼Ni、Nb合金，同时添加65.3％重量百分比的Zr、12.5％重量百分比的Cu及3.5％重量百分比的Al，从而形成母合金。最后，在真空条件下，将母合金融化后，采用压铸成型的方法形成眼镜架。
实施例五
制造本发明的眼镜架时，首先，采用真空电弧熔炼法制造Ni、Nb合金，其中Ni与Nb之间的重量比值为10.0∶6.3。然后，采用真空感应熔炼炉熔炼Ni、Nb合金，同时添加65.0％重量百分比的Zr、13.2％重量百分比的Cu及5.5％重量百分比的Al，从而形成母合金。最后，在真空条件下，将母合金融化后，采用压铸成型的方法形成眼镜架。
为进一步验证本发明的眼镜架具有较高的强度及较大的最大弹性应变量等特性，对上述5个实施例(见表1)进行力学性能测试，其中，采用GB/T1423-78标准测试密度，采用GB/T8653-88标准测试泊松比，采用GB/T8653-88标准测试杨氏模量，采用GB/T6397-86标准测试拉伸强度，采用HB5488-91标准测试最大弹性应变量，所得测试数据见表2。
表1各实施例化学成分(重量％，其余为锆及不可避免的杂质)
  试验编号   Cu   Ni   Nb   Al
  实施例1   12.9   9.7   6.1   3.5
  实施例2   13.7   10.3   6.0   2.8
  实施例3   10.2   7.5   8.9   3.5
  实施例4   12.5   9.6   9.1   3.5
  实施例5   13.2   10.0   6.3   5.5
表2各实施例力学性能测试结果
从上可知，本发明的眼镜架至少具有如下优点：
本发明的眼镜架的密度小于7.0g/cm3，其重量较轻，便于配戴。
(2)本发明的眼镜架的泊松比约为0.38，泊松比即横向应变与纵向应变之比值，其反映材料横向变形的弹性常数，因此，本发明的眼镜架的横向弹性性能较好，便于制造。
(3)本发明的眼镜架的杨氏模量大于75GPa，杨氏模量是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量，它是沿纵向的弹性模量，杨氏模量的大小标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变，因此，本发明的眼镜架的刚性大于钛合金的刚性，配戴后不易松弛。
(4)本发明的眼镜架的拉伸强度远远大于700MPa，拉伸强度是指材料产生最大均匀塑性变形的应力，因此，本发明的眼镜架的拉伸强度较大，其不易损坏。
(5)本发明的眼镜架的最大弹性应变量远远大于1％，其弹性应变性能比一般的钛合金的弹性应变性能较好，适于制成各种各样的样式。
可以理解，本发明的锆基非晶合金不限于制造眼镜架，还可制造其它用品，例如，手表带，钮扣等等。
本领域技术人员还可以在本发明精神内作其它变化，当然，这些依据本发明精神所作的变化，都包含在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种锆基非晶合金，按重量计，其含有10.0％～15.0％的铜；7.0％～13.0％的镍；5.0％～8.0％的铌；2.0％～6.0％的铝，其余为锆及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的锆基非晶合金，其特征在于：其含有10.2％～13.2％的铜；7.5％～10.3％的镍；6.0％～9.1％的铌；2.8％～5.0％的铝。
3.一种眼镜架，该眼镜架采用锆基非晶合金制造，按重量计，该锆基非晶合金含有10.0％～15％的铜；7.0％～13.0％的镍；5.0％～8.0％的铌；2.0％～6.0％的铝，其余为锆及不可避免的杂质。
4.如权利要求3所述的眼镜架，其特征在于：其含有10.2％～13.2％的铜；7.5％～10.3％的镍；6.0％～9.1％的铌；2.8％～5.0％的铝。
5.如权利要求3所述的眼镜架，其特征在于：该锆基非晶合金的密度为6.2～7.0克/立方厘米。
6.如权利要求3所述的眼镜架，其特征在于：该锆基非晶合金的泊松比为0.35～0.4。
7.如权利要求3所述的眼镜架，其特征在于：该锆基非晶合金的杨氏模量大于75吉帕斯卡。
8.如权利要求3所述的眼镜架，其特征在于：该锆基非晶合金的拉伸强度大于1500兆帕斯卡。
9.如权利要求3所述的眼镜架，其特征在于：该锆基非晶合金的最大弹性应变量大于1.6％。
10.一种眼镜架的制造方法，其包括如下步骤：
采用真空电弧熔炼法制造镍铌合金，其中镍与铌之间的重量比值为7∶8～13∶5；
采用真空感应熔炼炉熔炼镍铌合金，同时添加55.0％～75.0％重量百分比的锆、10.0％～15.0％重量百分比的铜及2.0％～6.0％重量百分比的铝，从而形成母合金；以及
在真空条件下，将该母合金融化后，采用压铸成型的方法形成该眼镜架。
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