CN102127659A - 用于千足金首饰的强度优化方法及其合金材料 - Google Patents

Abstract

一种黄金制造技术领域的用于千足金首饰的强度优化方法及其合金材料，首先将微合金化钙元素和稀土元素混合后，再配取高纯金，并使用真空感应熔炼法进行中间合金熔炼，得到中间合金；再将中间合金和高纯金配比后进行二次熔炼，最后加入晶粒细化元素，冷却凝固后实现强度优化，得到的成品组分含量为：99.90～99.91％的金元素、0.07～0.08％的钙元素、0.005～0.01％的稀土元素以及0.008～0.010％的晶粒细化元素。本发明有效的提高千足金的强度，并保证其满足24K金的成分要求，即金含量不低于99.9％，从而做出具有新组分的金合金材料，适用于金饰品加工的高强度千足金材料。

Description

用于千足金首饰的强度优化方法及其合金材料

技术领域

本发明涉及的是一种黄金制造技术领域的方法及材质，具体是一种用于千足金首饰的强度优化方法及其合金材料。

背景技术

千百年来，中国人对黄金有着特殊的感情，他象征着富贵、吉祥，人们对黄金的渴望，黄金首饰自古就在中国人的珠宝首饰中扮演着最重要的角色。高纯度黄金不仅色泽鲜亮，并且具有保值功能，尤其受到国人的喜爱。然而，由于高纯度千足金硬度极低，在使用过程中容易磨损，同时限制了某些薄壁饰品件的开发设计，因此对于提高千足金的强度具有很大要求，并满足一下特点：金含量不得低于99.9％，以满足国内对24K金的含量要求；具有良好的机械性能，一方面有高的强度和硬度，使其在日常使用过程中不变形，降低磨损；同时具有良好的塑性，使其满足各种加工条件；金饰品在加工过程中需要处于重熔和高温等处理，在这种情况下要不影响材料的机械性能指标。

金是具有低堆垛层错的金属，通过单独控制晶粒尺寸或冷加工变形不能使其明显硬化和强化。通常状态下，24K金(包括99.0％，99.5％ or 99.9％，主要参杂物为银)退火硬度为HV 20-30，冷加工后能达到HV 50-80，仍然难以达到一些金属饰品的需求。目前，通常使用微合金强化的方法，引入固溶强化、沉淀强化，但仍然不足以达到很好的效果。

经过对现有技术的检索发现，目前首饰金强化较多使用合金化方法，Ti，Co和稀土是最常用的强化材料。以潘明等1998年12月30日公开发明的“首饰用超强高纯合金材料”为例，主要使用Ti作为合金原料强化金合金。但是由于Ti元素本身原子重量大，只有当加入重量达到接近1％时，Ti原子数量才足够多，强化效果才明显，因此，这种强化技术难以满足国内足金99.9％的需求。山东招金公司于2008年10月22日公开发明的“硬质千足金黄金饰品加工工艺”，使用电铸技术开发了高强度的足金，但是其采用的电铸技术有一定的使用局限，不符合传统的首饰加工工艺。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于千足金首饰的强度优化方法及其合金材料，有效的提高千足金的强度，并保证其满足24K金的成分要求，即金含量不低于99.9％，从而做出具有新组分的金合金材料，适用于金饰品加工的高强度千足金材料。

本发明涉及一种用于千足金首饰的强度优化方法，首先将微合金化钙元素和稀土元素混合后，再将混合粉体与99.99％高纯金以1∶99的重量比配比，并使用真空感应熔炼法进行中间合金熔炼，得到中间合金；再将中间合金和99.99％高纯金以7.5～8.5∶91.5～92.5的重量比配比后进行二次熔炼，最后加入晶粒细化元素，冷却凝固后实现强度优化。

所述的微合金化钙元素和稀土元素的质量比为8～9∶1～2。

所述的晶粒细化元素的用量为熔炼产物总质量的0.008～0.010％。

所述的中间合金熔炼是指：采用真空感应法熔炼合金，熔炼温度为1100摄氏度。

所述的二次熔炼是指：采用开放式感应熔炼，将中间合金与工艺与99.99％高纯金按比例混合后升温熔化，然后加入晶粒细化元素粉末，冷却凝固或者浇铸。

本发明涉及上述方法制备得到的合金材料，其组分及质量百分比含量为：99.90～99.91％的金元素、0.07～0.08％的钙元素、0.005～0.01％的稀土元素以及0.008～0.010％的晶粒细化元素。

本发明的金合金材料，在保证千足金纯度(99.9％)的前提，并适应金首饰加工工艺情况下，力学性能得到很大提高，同时保证了黄金的色泽，实用此发明材料制作首饰将广泛适应市场需求。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

首先，将金属钙和稀土镱按8∶1混合，再以1∶99的比例加入到99.99％高纯金中，然后使用真空感应熔炼法进行熔炼，得到中间合金。然后进行二次熔炼，将中间合金和99.99％高纯金以8∶92的重量比配比后，感应加热熔炼，熔化后，加入重量比0.01％的钌粉，凝固后即得到目标千足金。分别对千足金进行冷轧，退火，然后进行硬度和拉伸强度的测量，得到数据如下：

	纯度	硬度	拉伸强度
				铸造态	≥99.9％	78.6	-
轧制态	≥99.9％	108.4	211.00
				退火态	≥99.9％	55.7	118.06

实施例2

首先，将金属钙和稀土镱按7.5∶1.5混合，再以1∶99的比例加入到99.99％高纯金中，然后使用真空感应熔炼法进行熔炼，得到中间合金。然后进行二次熔炼，将中间合金和99.99％高纯金以8.1∶91.9的重量比配比后，感应加热熔炼，熔化后，加入重量比0.009％的钌粉，凝固后即得到目标千足金。分别对千足金进行冷轧，退火，然后进行硬度和拉伸强度的测量，得到数据如下：

	纯度	硬度	拉伸强度
				铸造态	≥99.9％	76.4	-
轧制态	≥99.9％	100.7	204.15

退火态

≥99.9％

53.8

107.50

实施例3

首先，将金属钙和稀土镱按7.5∶1混合，再以1∶99的比例加入到99.99％高纯金中，然后使用真空感应熔炼法进行熔炼，得到中间合金。然后进行二次熔炼，将中间合金和99.99％高纯金以7.8～92.2的重量比配比后，感应加热熔炼，熔化后，加入重量比0.01％的钌粉，凝固后即得到目标千足金。分别对千足金进行冷轧，退火，然后进行硬度和拉伸强度的测量，得到数据如下：

	纯度	硬度	拉伸强度
				铸造态	≥99.9％	73.3	-
轧制态	≥99.9％	103.1	207.42
				退火态	≥99.9％	55.2	99.73

Claims (8)

1.一种用于千足金首饰的强度优化方法，其特征在于，首先将微合金化钙元素和稀土元素混合后，再将混合粉体与99.99％高纯金以1∶99的重量比配比，并使用真空感应熔炼法进行中间合金熔炼，得到中间合金；再将中间合金和99.99％高纯金以7.5～8.5∶91.5～92.5的重量比配比后进行二次熔炼，最后加入晶粒细化元素，冷却凝固后实现强度优化。

2.根据权利要求1所述的用于千足金首饰的强度优化方法，其特征是，所述的微合金化钙元素和稀土元素的质量比为8～9∶1～2。

3.根据权利要求1所述的用于千足金首饰的强度优化方法，其特征是，所述的晶粒细化元素的用量为熔炼产物总质量的0.008～0.010％。

4.根据权利要求1所述的用于千足金首饰的强度优化方法，其特征是，所述的中间合金熔炼是指：采用真空感应法熔炼合金，熔炼温度为1100摄氏度。

5.根据权利要求1所述的用于千足金首饰的强度优化方法，其特征是，所述的二次熔炼是指：采用开放式感应熔炼，将中间合金与工艺与99.99％高纯金按比例混合后升温熔化，然后加入晶粒细化元素粉末，冷却凝固或者浇铸。

6.根据上述任一权利要求所述的用于千足金首饰的强度优化方法，其特征是，所述的稀土元素为镱元素。

7.根据上述任一权利要求所述的用于千足金首饰的强度优化方法，其特征是，所述的晶粒细化元素为钌元素。

8.一种根据上述任一权利要求所述方法制备得到的合金材料，其特征在于，其组分及质量百分比含量为：99.90～99.91％的金元素、0.07～0.08％的钙元素、0.005～0.01％的稀土元素以及0.008～0.010％的晶粒细化元素。