CN104357703A - 一种玫瑰红18k金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及合金技术领域，具体涉及到一种玫瑰红18K金，包括以下各重量百分比的组分：铜15.5％～20.8％、银1.5％～2.8％、铈0.11％～0.25％、钛0.13％～0.21％、钴0.04％～0.16％、铟0.1％～0.17％、钕0.1％～0.5％、余量为金和不可避免的杂质。本发明还提供上述金合金的合成方法。本发明所述金合金具有优良的高温特性及很长的使用寿命，耐高温、抗氧化、抗蠕变，制作成的金饰品价格便宜，硬度高，色泽持久，可长期佩戴。
Description
技术领域
本发明涉及合金领域，具体涉及一种玫瑰红18K金及其制备方法。
背景技术
黄金在镶嵌宝石时由于强度不够容易脱落，因此，人们在黄金中加入银、铜、锌等金属以增加黄金的强度和韧性，这样制成的K金饰。K金是珠宝首饰中最常用和变化最丰富的材料。K数与含金量的关系式：Au wt％＝K/24×100％。K金可以根据需要配制成各种颜色，在国际上流行的K金首饰各种颜色都有，常见的一般有黄色和白。K金一直是欧洲人很喜欢的首饰材料。彩金饰品因其重量较轻、价格稍低、工艺精美、款式新颖，越来越受到大家的喜欢。K金可以有更多的其他元素的掺入，可以调节出不同的颜色，硬度高，镶嵌宝石的加工多样，并且价格相对便宜，更受到大众欢迎。人们选择微量添加元素来提高强度、防氧化、提高铸造性能和细化晶粒等几个方面，此外微量添加元素对合金颜色的影响也是不可忽视的一个方面。玫瑰红色K金可由金、银、铜三元合金而成，但加大铜的比例，颜色向铜的色调靠近，不是很亮丽。
发明内容
为解决现有技术难题，本发明提供一种价格便宜，硬度高，色泽持久的玫瑰红18K金。
一种玫瑰红18K金，包括以下各重量百分比的组分：
铜15.5％～20.8％、银1.5％～2.8％、铈0.11％～0.25％、钛0.13％～0.21％、钴0.04％～0.16％、铟0.1％～0.17％、钕0.1％～0.5％、余量为金和不可避免的杂质。
优选的是，所述的玫瑰红18K金中，包括以下各重量百分比的组分：
铜17.5％～20.5％、银1.8％～2.0％、铈0.15％～0.20％、钛0.13％～0.19％、钴0.05％～0.15％、铟0.1％～0.17％、钕0.1％～0.4％、余量为金和不可避免的杂质。
优选的是，所述的玫瑰红18K金中，包括以下各重量百分比的组分：
铜20.5％、银2.0％、铈0.20％、钛0.19％、钴0.14％、铟0.15％、钕0.4％、余量为金和不可避免的杂质。
一种玫瑰红18K金的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将上述各组分浸泡在溶有清洁剂的水中超声去油，在300-500W的功率条件下，超声波超声30min后，在纯水中清洗掉清洁剂，再擦拭或者烘干水分，备用；
步骤二、制备钴-钛中间合金，取重量份数为0.04份钴和0.19份的钛在真空中频熔炉内合金化，混合均匀后，保温10-20min,；
步骤三、制备钴-银中间合金，取重量份数为0.1份钴和2份的银在真空中频熔炉内合金化，混合均匀后，保温10-20min；
步骤四、将钴-钛中间合金和钴-银中间合金和重量份数为53份的黄金在真空高频熔炉加热至熔融，保温20-30min，制得钴-钛-银合金，备用；
步骤五、制备铜-铈中间合金，取重量份数为9.5份的铜和0.2份的铈在真空中频熔炉内合金化，混合均匀后，保温15-25min；
步骤六、制备铜-铟-钕中间合金，取重量份数为11份的铜、0.15份铟和0.14份的钕在真空中频熔炉内合金化，保温处理20-30 min；
步骤七、将铜-铈中间合金和铜-铟-钕中间合金在真空高频熔炉加热至熔融，保温20-30min，制得铜-铈-铟-钕合金，备用；
步骤八、将钴-钛-银合金、铜-铈-铟-钕合金和黄金机械破碎成碎块，混合均匀后，将碎块混合物在真空高频熔炉内合金化，形成熔融混合物，保温30-45min；
步骤九、将步骤八所述熔融混合物倒模成型，退火处理制得金合金。
优选的是，所述的玫瑰红18K金的制备方法中，所述真空中频或者所述真空高频的的真空度为：大于1×10-3Pa。
优选的是，所述的玫瑰红18K金的制备方法中，所述步骤二中真空合金 化的加热温度为1678-2000℃；所述步骤三中真空合金化的加热温度为1500-1700℃；所述步骤四中真空合金化的加热温度为1300-1600℃。
优选的是，所述的玫瑰红18K金的制备方法中，所述步骤中真空合金化的加热温度为1000-1400℃；所述步骤六中真空合金化的加热温度为1100-1800℃；所述步骤七中真空合金化的加热温度1000-1200℃。
优选的是，所述的玫瑰红18K金的制备方法中，所述步骤八中真空合金化加热温度为1100-1200℃。
优选的是，所述的玫瑰红18K金的制备方法中，所述碎块粒度小于7mm。
优选的是，所述的玫瑰红18K金的制备方法中，所述退火处理是在氦气氛中进行的。
银是一种银白色有光泽的面心立方结构的过渡金属，银在自然界中很少量以游离态单质存在，主要以含银化合物矿石存在。银的化学性质稳定，活跃性低，价格贵，导热、导电性能很好，不易受化学药品腐蚀，质软，富延展性。
铜是一种呈紫红色光泽的金属。有很好的延展性、导热和导电性能。常见的铜合金为：锡铜锡合金为青铜，铜锌合金为黄铜，铜金合金可制成各种饰物和器具。
银和铜的化学性质比较稳定，不容易氧化变色，加入金合金中可以保证金合金的色泽和品质，并且一定程度上提高金合金的硬度的同时，又不影响其延展性。
钛是带银光泽的银白色金属，由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度，被美誉为“太空金属”。在金属元素中，钛的比强度很高。它是一种高强度但低质量的金属，而且具有相当好的延展性(尤其是在无氧的环境下)。钛的表面呈银白色金属光泽。它的熔点相当地高，所以是良好的耐火金属材料。它具有顺磁性，其电导率及热导率皆甚低。钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，仅为钢的60％，纯钛的密度才接近普通钢的密度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢 的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的合金。
钴是银白色铁磁性金属，表面抛光后有淡蓝光泽，其具有光泽的钢灰色金属，比较硬而脆，有铁磁性，加热到1150℃时磁性消失，金属钴主要用于制取合金。
铈是一种银白色的镧系金属，和铁的光泽类似，有延展性，比铁软。灰色金属，有展性。密度：正方晶体6.9，立方晶体6.7，熔点799℃，沸点3426℃。可在合金中添加少量来影响合金铸态组织及其硬度。
铟是银白色并略带淡蓝色的金属，质地非常软，能用指甲刻痕，在自然界中未曾发现过游离态的铟。铟的可塑性强，有延展性，可压成片。金属铟主要用于制造低熔合金、轴承合金、半导体、电光源等的原料。单质铟在地壳中的分布量比较小，又很分散。它的富矿还没有发现过，只是在锌和其他一些金属矿中作为杂质存在，因此它被列入稀有金属。
钕为银白色金属，熔点1024℃，密度7.004克/厘米3，有顺磁性。钕是最活泼的稀土金属之一，在空气中能迅速变暗，生成氧化物；在冷水中缓慢反应，在热水中反应迅速。掺钕的钇铝石榴石和钕玻璃可代替红宝石做激光材料，钕和镨玻璃可做护目镜。钕元素的到来活跃了稀土领域，在稀土领域中扮演着重要角色，并且左右着稀土市场。
银和铜的化学性质比较稳定，不容易氧化变色，加入金合金中可以保证金合金的色泽和品质，并且一定程度上提高金合金的硬度的同时，又不影响其延展性，且铜的含量在玫瑰红18K金中起着调色作用。
钛的加入可以很大程度提高合金的硬度，并且使得生成的金合金延展性好的同时可塑性高。并且钛钴合金可以提高钛或者钴的耐腐蚀性能，保持金合金品质的同时，提高金合金硬度。
铈的加入是影响铸态组织和硬度，铸态合金的硬度随Ce含量增加而升高,过量Ce对金合金的铸态硬度影响不大。
掺入钴主要为了硬化较软的的纯金，需要控制合适的量，不然，其硬化效果不能充分体现。
铟和钕能细化合金的组织晶粒、改善流动性和浸润性。
金合金中由于高温熔化后的铜和银对黄金溶液起到调色的作用，使得制成的金合金呈现为玫瑰色，铜的含量越高，越接近红色。同时，经检测，本发明实施例提供的金合金洛氏硬度GB/T230.1-2009约88.89HRB，维氏硬度GB/T4340.1-2009约192.96HV1，密度GB/T1423-1996约14.13g/cm3，相对于千足金的洛氏硬度GB/T230.1-2004约68.9HRF，维氏硬度GB/T4340.1-1999约72.4HV1，密度GB/T1423-1996约19.352g/cm3，可见硬度高于千足金的硬度，从而提高了金合金的硬度；此外，本发明所述玫瑰色18K金中黄金的含量约为75％-83％，相比千足金制备成本更低。
本发明所述玫瑰红18K金具有优良的高温特性及很长的使用寿命，耐高温、抗氧化、抗蠕变，制作成的金饰品可在常温条件下长期佩戴。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
一种玫瑰红18K金，包括以下各重量百分比的组分：
铜20.5％、银2.0％、铈0.20％、钛0.19％、钴0.14％、铟0.15％、钕0.4％、余量为金和不可避免的杂质。
实施例2
一种玫瑰红18K金，包括以下各重量百分比的组分：
铜15.5％、银1.5％、铈0.11％、钛0.13％、钴0.04％、铟0.1％、钕0.1％、余量为金和不可避免的杂质。
实施例3
一种玫瑰红18K金，包括以下各重量百分比的组分：
20.8％、银2.8％、铈0.25％、钛0.21％、钴0.16％、铟0.17％、钕0.5％、余量为金和不可避免的杂质。
实施例4
一种玫瑰红18K金，包括以下各重量百分比的组分：
铜20.3％、银1.8％、铈0.19％、钛0.15％、钴0.10％、铟0.11％、钕0.2％、余量为金和不可避免的杂质。
实施例5
一种玫瑰红18K金，包括以下各重量百分比的组分：
铜19％、银2.1％、铈0.22％、钛0.20％、钴0.11％、铟0.12％、钕0.3％、余量为金和不可避免的杂质。
实施例6
一种玫瑰红18K金，包括以下各重量百分比的组分：
铜20％、银2.5％、铈0.23％、钛0.18％、钴0.13％、铟0.13％、钕0.35％、余量为金和不可避免的杂质。
实施例1至实施例6提供了玫瑰红18K金的部分实施例，在具体的实施过程中，根据玫瑰红18K金中各组分的重量份数范围，还可以列出其他的实施例，此处不再逐一列举。
铜的含量若是低于15.5％，所制备的18K金就不呈玫瑰色，接近于白灰色；高于20.8％，所制备的18K金就呈玫瑰黄色，不呈现玫瑰红色。银的化学性质比较稳定，不容易氧化变色，加入金合金中可以保证金合金的色泽和品质，并且一定程度上提高金合金的硬度的同时，又不影响其延展性，银的含量若是低于1.5％，则制备的18K金的延展性降低了24％；若是含量高于2.8％，则制备的18K金的延展性升高，降低了18K金的可塑性。加入钴的含量如果低于0.04％，那么制备的18K金的抗拉强度降低了10％，使18K金在加工过程中容易断裂，降低其可塑性；如果含量高于0.16％，钴本身的颜色会影响玫瑰红18K金的亮丽红色。在钛的含量低于0.13％的条件下制备出来的玫瑰红18K金，其耐蚀性下降，从而导致放置一段时间后，18K金的亮度降低，不能长期佩戴；如果钛的含量超过0.21％，那么硬度过硬，不利于在18K金上雕刻。铈的含量低于0.11％时，其将不能细化金的晶粒，使制备的 玫瑰18K金的强度降低，抗磨损能力降低，从而亮度和可塑性都随着降低；如果含量大于0.25％，则过渡软化金，使18K金过硬，就会产生热脆性。铟和钕的含量均小于0.10％的话，那么两者就和铈不能发挥协同作用，共同促进形核、抑制晶粒长大，从而共同细化金的晶粒组织结构，使制备的玫瑰18K金的强度降低；如果铟的含量大于0.17％，钕的含量大于0.5％的话，易使熔体中金属间化合物增多并聚集，影响熔体质量。这些都是本发明人经过艰苦劳动实验发现的。
实施例7
一种玫瑰红18K金的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将上述各组分浸泡在溶有清洁剂的水中超声去油，在300W的功率条件下，超声波超声30min后，在纯水中清洗掉清洁剂，再擦拭或者烘干水分，备用；
步骤二、制备钴-钛中间合金，取重量份数为0.04份钴和0.19份的钛在真空中频熔炉内合金化，加热温度1678℃，混合均匀后，保温15min,；
步骤三、制备钴-银中间合金，取重量份数为0.1份钴和2份的银在真空中频熔炉内合金化，加热温度为1500℃，混合均匀后，保温15min；
步骤四、将钴-钛中间合金和钴-银中间合金和重量份数为53份的黄金在真空高频熔炉加热至熔融，加热温度为1300℃，保温25min，制得钴-钛-银合金，备用；
步骤五、制备铜-铈中间合金，取重量份数为9.5份的铜和0.2份的铈在真空中频熔炉内合金化，加热温度为1000℃，混合均匀后，保温20min；
步骤六、制备铜-铟-钕中间合金，取重量份数为11份的铜、0.15份铟和0.14份的钕在真空中频熔炉内合金化，加热温度为1100℃，保温处理25 min；
步骤七、将铜-铈中间合金和铜-铟-钕中间合金在真空高频熔炉加热至熔融，加热温度为1000℃，保温23min，制得铜-铈-铟-钕合金，备用；
步骤八、将钴-钛-银合金、铜-铈-铟-钕合金和黄金机械破碎成碎块，混合均匀后，将碎块混合物在真空高频熔炉内合金化，加热温度为1100℃，形成熔融混合物，保温35min；
步骤九、将步骤八所述熔融混合物倒模成型，退火处理制得金合金。
实施例8
一种玫瑰红18K金的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将上述各组分浸泡在溶有清洁剂的水中超声去油，在500W的功率条件下，超声波超声30min后，在纯水中清洗掉清洁剂，再擦拭或者烘干水分，备用；
步骤二、制备钴-钛中间合金，取重量份数为0.04份钴和0.19份的钛在真空中频熔炉内合金化，加热温度为2000℃，混合均匀后，保温20min,；
步骤三、制备钴-银中间合金，取重量份数为0.1份钴和2份的银在真空中频熔炉内合金化，加热温度为1700℃，混合均匀后，保温20min；
步骤四、将钴-钛中间合金和钴-银中间合金和重量份数为53份的黄金在真空高频熔炉加热至熔融，加热温度为1600℃，保温-30min，制得钴-钛-银合金，备用；
步骤五、制备铜-铈中间合金，取重量份数为9.5份的铜和0.2份的铈在真空中频熔炉内合金化，加热温度为1400℃，混合均匀后，保温25min；
步骤六、制备铜-铟-钕中间合金，取重量份数为11份的铜、0.15份铟和0.14份的钕在真空中频熔炉内合金化，加热温度为1800℃，保温处理30 min；
步骤七、将铜-铈中间合金和铜-铟-钕中间合金在真空高频熔炉加热至熔融，加热温度为1200℃，保温30min，制得铜-铈-铟-钕合金，备用；
步骤八、将钴-钛-银合金、铜-铈-铟-钕合金和黄金机械破碎成碎块，混合均匀后，将碎块混合物在真空高频熔炉内合金化，加热温度为1200℃，形成熔融混合物，保温45min；
步骤九、将步骤八所述熔融混合物倒模成型，退火处理制得金合金。
实施例9
一种玫瑰红18K金的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将上述各组分浸泡在溶有清洁剂的水中超声去油，在400W的功率条件下，超声波超声30min后，在纯水中清洗掉清洁剂，再擦拭或者烘干水分，备用；
步骤二、制备钴-钛中间合金，取重量份数为0.04份钴和0.19份的钛在真空中频熔炉内合金化，加热温度为1800℃，混合均匀后，保温17min,；
步骤三、制备钴-银中间合金，取重量份数为0.1份钴和2份的银在真空中频熔炉内合金化，加热温度为1600℃，混合均匀后，保温17min；
步骤四、将钴-钛中间合金和钴-银中间合金和重量份数为53份的黄金在真空高频熔炉加热至熔融，加热温度1500℃，保温27min，制得钴-钛-银合金，备用；
步骤五、制备铜-铈中间合金，取重量份数为9.5份的铜和0.2份的铈在真空中频熔炉内合金化，加热温度为1300℃，混合均匀后，保温17min；
步骤六、制备铜-铟-钕中间合金，取重量份数为11份的铜、0.15份铟和0.14份的钕在真空中频熔炉内合金化，加热温度为1500℃，保温处理27 min；
步骤七、将铜-铈中间合金和铜-铟-钕中间合金在真空高频熔炉加热至熔融，加热温度为1100℃，保温27min，制得铜-铈-铟-钕合金，备用；
步骤八、将钴-钛-银合金、铜-铈-铟-钕合金和黄金机械破碎成碎块，混合均匀后，将碎块混合物在真空高频熔炉内合金化，加热温度为1150℃，形成熔融混合物，保温38min；
步骤九、将步骤八所述熔融混合物倒模成型，退火处理制得金合金。
实施例7至实施例9提供了玫瑰红18K金的制备方法的部分实施例，在具体的实施过程中，根据玫瑰红18K金的制备方法中各步骤中的温度和时间范围，还可以列出其他的实施例，此处不再逐一列举。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (10)
1.一种玫瑰红18K金，其特征在于，包括以下各重量百分比的组分：
铜15.5％～20.8％、银1.5％～2.8％、铈0.11％～0.25％、钛0.13％～0.21％、钴0.04％～0.16％、铟0.1％～0.17％、钕0.1％～0.5％、余量为金和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的玫瑰红18K金，其特征在于，包括以下各重量百分比的组分：
铜17.5％～20.5％、银1.8％～2.0％、铈0.15％～0.20％、钛0.13％～0.19％、钴0.05％～0.15％、铟0.1％～0.17％、钕0.1％～0.4％、余量为金和不可避免的杂质。
3.如权利要求2所述的玫瑰18K金，其特征在于，包括以下各重量百分比的组分：
铜20.5％、银2.0％、铈0.20％、钛0.19％、钴0.14％、铟0.15％、钕0.4％、余量为金和不可避免的杂质。
4.如权利要求1至3的任意一项所述的玫瑰红18K金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将上述各组分浸泡在溶有清洁剂的水中超声去油，在300-500W的功率条件下，超声波超声30min后，在纯水中清洗掉清洁剂，再擦拭或者烘干水分，备用；
步骤二、制备钴-钛中间合金，取重量份数为0.04份钴和0.19份的钛在真空中频熔炉内合金化，混合均匀后，保温10-20min，；
步骤三、制备钴-银中间合金，取重量份数为0.1份钴和2份的银在真空中频熔炉内合金化，混合均匀后，保温10-20min；
步骤四、将钴-钛中间合金和钴-银中间合金和重量份数为53份的黄金在真空高频熔炉加热至熔融，保温20-30min，制得钴-钛-银合金，备用；
步骤五、制备铜-铈中间合金，取重量份数为9.5份的铜和0.2份的铈在真空中频熔炉内合金化，混合均匀后，保温15-25min；
步骤六、制备铜-铟-钕中间合金，取重量份数为11份的铜、0.15份铟和0.14份的钕在真空中频熔炉内合金化，保温处理20-30min；
步骤七、将铜-铈中间合金和铜-铟-钕中间合金在真空高频熔炉加热至熔融，保温20-30min，制得铜-铈-铟-钕合金，备用；
步骤八、将钴-钛-银合金、铜-铈-铟-钕合金和黄金机械破碎成碎块，混合均匀后，将碎块混合物在真空高频熔炉内合金化，形成熔融混合物，保温30-45min；
步骤九、将步骤八所述熔融混合物倒模成型，退火处理制得金合金。
5.如权利要求4所述的玫瑰红18K金的制备方法，其特征在于，所述真空中频或者所述真空高频的的真空度为：大于1×10-3pa。
6.如权利要求4所述的玫瑰红18K金的制备方法，其特征在于，所述步骤二中真空合金化的加热温度为1678-2000℃；所述步骤三中真空合金化的加热温度为1500-1700℃；所述步骤四中真空合金化的加热温度为1300-1600℃。
7.如权利要求4所述的玫瑰红18K金的制备方法，其特征在于，所述步骤五中真空合金化的加热温度为1000-1400℃；所述步骤六中真空合金化的加热温度为1100-1800℃；所述步骤七中真空合金化的加热温度1000-1200℃。
8.如权利要求4所述的玫瑰红18K金的制备方法，其特征在于，所述步骤八中真空合金化加热温度为1100-1200℃。
9.如权利要求4所述的玫瑰红18K金的制备方法，其特征在于，所述碎块粒度小于7mm。
10.如权利要求4所述的玫瑰红18K金的制备方法，其特征在于，所述退火处理是在氦气氛中进行的。
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