CN105087996B - 一种用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金及其制备方法。该黄色金合金，其是由以下成分组成：75.0‑75.5wt%金、6.5‑8.0wt%银、13.5‑15wt%铜、3.0‑4.0wt%锌、0.2~0.5wt%钯、0.01‑0.03wt%硅、0.008‑0.02wt%钪，以及其它不可避免的杂质。用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金的制备方法，步骤为：1）将原料在保护气氛下进行熔炼；2）物料全部熔清后，调整金属液的温度，浇注到模具内制得铸锭。本发明黄色金合金具有优异的抗高温氧化性能，可以更好地承受高温烧制；其热膨胀系数与常见的金用高温釉的热膨胀系数接近，使烧制后的珐琅层较为稳定，不易出现爆裂剥落等问题；其退火态硬度为HV170‑183，很好地满足了镶嵌珠宝的要求，且合金具有优良的冷加工性能；其晶粒细小，有利于获得高度抛光的表面。

Description

一种用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金及其制备方法。

背景技术

在珠宝首饰中，金饰品一直占据了最重要的位置，按金的含量可分为纯金饰品和金合金饰品（俗称K金）两大类。纯金的质地柔软，容易变形和磨损，不适合造型和镶嵌。而随着人们消费观念的变化，以金合金为基体材料或镶嵌各种宝石而加工制作的K金首饰在颜色、品质、款式等方面都优于纯金首饰，并随着设计及加工工艺水平的不断提高，K金首饰以其个性化、艺术化的创意在市场中的所占的份额越来越大。常见的K金成色有8K~10K、14K、18K等，其中18K金占据了K金市场的大部分份额。

根据添加合金元素的不同，K金有多种颜色，其中黄色金合金（俗称K黄金）是传统的颜色金合金，在K金首饰中占据了重要比例。它主要以银、铜、锌作为合金元素，通过调节它们之间的比例，获得了相应的颜色。

珐琅工艺运用于首饰上，可以大大增加了首饰的艺术效果，但是这种效果受到多方面因素的影响，其中一个很主要的因素就是用于制作首饰坯底的合金材料。一般的K黄金镶嵌首饰制作工艺流程为制版---铸造---执模---（镶嵌）---抛光---（电镀）几个典型工序，铸造后的坯件无需经过多次高温烧制，大部分市售的K黄金可以满足现有的生产要求。但是直接采用这类金合金制作首饰坯底来烧制珐琅时，常遇到三个典型的问题，一是合金在烧制珐琅后氧化严重，甚至产生疏松的氧化物，影响珐琅透明度和颜色效果；二是经多次重复烧制后，晶粒长大较明显，导致产品在抛光时出现桔皮状表面，影响表面光亮度，如图1所示；三是烧制的珐琅层与金属基底的结合不够牢固，有时出现爆裂、剥落等问题，而一旦珐琅面出现了爆裂或者剥落，需要花费很大的功夫才能修复，显著增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金，其是由以下成分组成：75.0-75.5wt%金、6.5-8.0wt%银、13.5-15wt%铜、3.0-4.0wt%锌、0.2~0.5wt%钯、0.01-0.03wt%硅、0.008-0.02wt%钪，以及其它不可避免的杂质。

其是由以下质量百分比的原料制成：0.8-2.0wt%银钪合金、1-2.5wt%银钯合金、8-11.3wt%银铜合金、0.4-1.0wt%铜硅合金、0.5-3.5wt%纯银、7.7-10 wt%铜锌合金、75.0-75.5wt%纯金。

所述的银钪合金中，钪的含量为1wt%。

所述的银钯合金中，钯的含量为20wt%。

所述的铜硅合金中，硅的含量为3wt%。

所述的铜锌合金中，锌的含量为40wt%；所述的银铜合金中，银的含量为20wt%。

所述的用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金的制备方法，步骤为：

1）将原料在保护气氛下进行熔炼；

2）物料全部熔清后，调整金属液的温度，浇注到模具内制得铸锭；

3）将铸锭轧压后，退火。

步骤1）中，所述的保护气氛为工业纯氩。

步骤1）中，在感应炉中进行熔炼，熔炼温度为1010-1030℃。

步骤2）中，调整金属液的温度到1000-1020℃。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的黄色金合金具有优异的抗高温氧化性能，可以更好地承受高温烧制，烧制的透明珐琅层具有很好的透亮度，且经数次反复烧制后晶粒没有长大。

（2）本发明的黄色金合金的热膨胀系数与常见的银用高温釉的热膨胀系数接近，使烧制后的珐琅层较为稳定，不易出现爆裂剥落等问题。

（3）本发明的黄色金合金退火态硬度为HV170-183，很好地满足了镶嵌珠宝的要求，且合金具有优良的冷加工性能。

（4）本发明的黄色金合金晶粒细小，有利于获得高度抛光的表面。

附图说明

图1为市售18K黄金在经多次烧制后明显长大的晶粒（40×）；

图2为本发明18K黄色金合金的显微组织（100×）；

图3为本发明18K黄色金合金的抗硫化变色性能曲线；

图4为本发明18K黄色金合金在750℃加热1.5小时后的氧化膜情况（200×）；

图5为本发明18K黄色金合金的温度线膨胀系数曲线；

图6为本发明18K黄色金合金的加工硬化行为；

图7为本发明制作的珐琅镶嵌珠宝实物图。

具体实施方式

一种用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金，其是由以下成分组成：75.0-75.5wt%金、6.5-8.0wt%银、13.5-15wt%铜、3.0-4.0wt%锌、0.2~0.5wt%钯、0.01-0.03wt%硅、0.008-0.02wt%钪，以及其它不可避免的杂质。

其是由以下质量百分比的原料制成：0.8-2.0wt%银钪合金、1-2.5wt%银钯合金、8-11.3wt%银铜合金、0.4-1.0wt%铜硅合金、0.5-3.5wt%纯银、7.7-10 wt%铜锌合金、75.0-75.5wt%纯金。

优选的，本发明（包括实施例）所用的原料中：所述的银钪合金中，钪的含量为1wt%；所述的银钯合金中，钯的含量为20wt%；所述的银铜合金中，银的含量为20wt%；所述的铜硅合金中，硅的含量为3wt%；所述的铜锌合金中，锌的含量为40wt%。

所述的用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金的制备方法，步骤为：

1）将原料在保护气氛下进行熔炼；

2）物料全部熔清后，调整金属液的温度，浇注到模具内制得铸锭；

3）将铸锭轧压后，退火。

优选的，步骤1）中，所述的保护气氛为工业纯氩。

优选的，步骤1）为：将纯金轧成薄片，用其包裹银钪合金、银钯合金、银铜合金、铜锌合金、铜硅合金、纯银，放入石墨坩埚内，在保护气氛下利用感应加热进行熔炼，熔炼温度为1010-1030℃；

优选的，步骤2）中，调整金属液的温度到1000-1020℃。

优选的，退火处理为：在700-800℃下退火3-10分钟。

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：

实施例1：

本实施例的用于烧制高温珐琅的黄色金合金，按质量百分比由下列成分组成：

75.2wt%金、6.75wt%银、14.00wt%铜、3.60wt%锌、0.34wt%钯、0.024wt%硅、0.011wt%钪，以及其它不可避免的杂质。

本实施例的制备方法包括以下步骤：

在真空感应炉中进行熔炼，所述原料的质量百分比分别为：1.1wt%银钪合金，1.7wt%银钯合金，9.7wt%银铜合金，0.8wt%铜硅合金，2.4wt%纯银，9.1wt%铜锌合金，75.2wt%纯金。将上述材料依次放入石墨坩埚内，充填密实并关闭炉盖，抽真空到4.7Pa，充入工业纯氩到0.99atm。启动感应加热进行熔炼，熔炼温度为1010-1020℃。炉料全部熔清后，调整金属液温度为1000-1010℃，将金属液浇注到钢锭模内制得铸锭。将铸锭轧压后，在750℃退火10分钟。

本实施例制得的18K黄色金合金退火态显微组织如图2，合金的晶粒为细小的等轴晶，这有利于材料的强度性能和抛光性能。

本实施例制得的18K黄色金合金的初始颜色坐标值L*，a*，b*分别为88.14，4.68和23.17，位于色区图的黄色金合金区域内。将其浸泡在5%的硫化钠溶液内，其抗硫化变色性能曲线如图3所示，合金在36小时内变色很小，表现出优良的抗硫化变色性能。

本实施例制得的18K黄色金合金在750℃加热1.5小时后的氧化膜情况如图4，氧化膜层很薄，结构致密，起到有效的保护作用，阻止内部金属继续氧化，体现了优良的抗高温氧化性能。

本发明18K黄色金合金的熔化温度范围为878-908℃，能很好地承受珐琅的烧制温度，在39-829℃的范围内的温度线膨胀曲线如图5，与常见金用高温釉料的热膨胀系数接近，因而有利于珐琅面与基底的结合，不容易出现爆裂或剥落等问题。

本发明18K黄色金合金的退火态硬度达到HV177，很好地满足了镶嵌珠宝的力学性能要求。退火态的合金表现出优良的冷加工性能，其加工硬化行为如图6。

本发明18K黄色金合金作为基底制作的透明珐琅镶嵌首饰，如图7，珐琅层的透明度高，基底的纹理清晰可见，气泡少，与基底的结合稳定，镶嵌的宝石牢固。

实施例2：

本实施例的用于烧制高温珐琅的黄色金合金，按质量百分比由下列成分组成：

75.5wt%金、6.65wt%银、13.59wt%铜、3.96wt%锌、0.22wt%钯、0.027wt%硅、0.008wt%钪，以及其它不可避免的杂质。

本实施例的制备方法包括以下步骤：

在真空感应炉中进行熔炼，所述原料的质量百分比分别为：0.8wt%银钪合金，1.1wt%银钯合金，8.4wt%银铜合金，0.9wt%铜硅合金，3.3wt%纯银，10wt%铜锌合金，75.5wt%纯金。将上述材料依次放入石墨坩埚内，充填密实并关闭炉盖，抽真空到4.6Pa，充入工业纯氩到1.02atm。启动感应加热进行熔炼，熔炼温度为1010-1020℃。炉料全部熔清后，调整金属液温度为1000-1010℃，将金属液浇注到钢锭模内制得铸锭。将铸锭轧压后，在750℃退火10分钟。

实施例3：

本实施例的用于烧制高温珐琅的黄色金合金，按质量百分比由下列成分组成：

75.3wt%金、6.62wt%银、13.95wt%铜、3.56wt%锌、0.50wt%钯、0.012wt%硅、0.02wt%钪，以及其它不可避免的杂质。

本实施例的制备方法包括以下步骤：

在真空感应炉中进行熔炼，所述原料的质量百分比分别为：2wt%银钪合金，2.5wt%银钯合金，10.2wt%银铜合金，0.4wt%铜硅合金，0.6wt%纯银，7.9wt%铜锌合金，75.3wt%纯金。将上述材料依次放入石墨坩埚内，充填密实并关闭炉盖，抽真空到4.8Pa，充入工业纯氩到1.01atm。启动感应加热进行熔炼，熔炼温度为1020-1030℃。炉料全部熔清后，调整金属液温度为1010-1020℃，将金属液浇注到钢锭模内制得铸锭。将铸锭轧压后，在750℃退火10分钟。

实施例4：

本实施例的用于烧制高温珐琅的黄色金合金，按质量百分比由下列成分组成：

75.1wt%金、7.79wt%银、13.60wt%铜、3.13wt%锌、0.32wt%钯、0.024wt%硅、0.012wt%钪，以及其它不可避免的杂质。

本实施例的制备方法包括以下步骤：

在真空感应炉中进行熔炼，所述原料的质量百分比分别为：1.2wt%银钪合金，1.6wt%银钯合金，10.1wt%银铜合金，0.8wt%铜硅合金，3.3wt%纯银，7.9wt%铜锌合金，75.1wt%纯金。将上述材料依次放入石墨坩埚内，充填密实并关闭炉盖，抽真空到4.5Pa，充入工业纯氩到0.99atm。启动感应加热进行熔炼，熔炼温度为1010-1020℃。炉料全部熔清后，调整金属液温度为1000-1010℃，将金属液浇注到钢锭模内制得铸锭。将铸锭轧压后，在750℃退火10分钟。

实施例5：

本实施例的用于烧制高温珐琅的黄色金合金，按质量百分比由下列成分组成：

75.0wt%金、6.69wt%银、14.93wt%铜、3.09wt%锌、0.22wt%钯、0.03wt%硅、0.011wt%钪，以及其它不可避免的杂质。

本实施例的制备方法包括以下步骤：

在真空感应炉中进行熔炼，所述原料的质量百分比分别为：1.1wt%银钪合金，1.1wt%银钯合金，11.6wt%银铜合金，1wt%铜硅合金，2.4wt%纯银，7.8wt%铜锌合金，75.0wt%纯金。将上述材料依次放入石墨坩埚内，充填密实并关闭炉盖，抽真空到4.8Pa，充入工业纯氩到1.01atm。启动感应加热进行熔炼，熔炼温度为1010-1020℃。炉料全部熔清后，调整金属液温度为1000-1010℃，将金属液浇注到钢锭模内制得铸锭。将铸锭轧压后，在750℃退火10分钟。

实施例6：

本实施例的用于烧制高温珐琅的黄色金合金，按质量百分比由下列成分组成：

75.4wt%金、6.77wt%银、13.84wt%铜、3.52wt%锌、0.40wt%钯、0.018wt%硅、0.01wt%钪，以及其它不可避免的杂质。

本实施例的制备方法包括以下步骤：

在真空感应炉中进行熔炼，所述原料的质量百分比分别为：1.0wt%银钪合金，2wt%银钯合金，9.9wt%银铜合金，0.6wt%铜硅合金，2.2wt%纯银，8.9wt%铜锌合金，75.4wt%纯金。将上述材料依次放入石墨坩埚内，充填密实并关闭炉盖，抽真空到4.9Pa，充入工业纯氩到1.0atm。启动感应加热进行熔炼，熔炼温度为1020-1030℃。炉料全部熔清后，调整金属液温度为1010-1020℃，将金属液浇注到钢锭模内制得铸锭。将铸锭轧压后，在750℃退火10分钟。

Claims (5)

1.一种用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金，其特征在于：其是由以下成分组成：75.0-75.5wt％金、6.5-8.0wt％银、13.5-15wt％铜、3.0-4.0wt％锌、0.2～0.5wt％钯、0.01-0.03wt％硅、0.008-0.02wt％钪，以及其它不可避免的杂质；所述黄色金合金是由以下质量百分比的原料制成：0.8-2.0wt％银钪合金、1-2.5wt％银钯合金、8-11.3wt％银铜合金、0.4-1.0wt％铜硅合金、0.5-3.5wt％纯银、7.7-10wt％铜锌合金、75.0-75.5wt％纯金；所述的银钪合金中，钪的含量为1wt％；所述的银钯合金中，钯的含量为20wt％；所述的铜硅合金中，硅的含量为3wt％；所述的铜锌合金中，锌的含量为40wt％；所述的银铜合金中，银的含量为20wt％。

2.权利要求1所述的用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金的制备方法，其特征在于：步骤为：

1)将原料在保护气氛下进行熔炼；

2)物料全部熔清后，调整金属液的温度，浇注到模具内制得铸锭；

3)将铸锭轧压后，退火。

3.根据权利要求2所述的用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述的保护气氛为工业纯氩。

4.根据权利要求2所述的用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金的制备方法，其特征在于：步骤1)中，在感应炉中进行熔炼，熔炼温度为1010-1030℃。

5.根据权利要求2所述的用于烧制高温透明珐琅的黄色金合金的制备方法，其特征在于：步骤2)中，调整金属液的温度到1000-1020℃。