CN108728680A - 一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金 - Google Patents

一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金。按照重量百分比,该合金的成分为:Te:0.4‑0.6wt.%,Sr:0.2‑0.4wt.%,Nb:1.2‑1.5wt.%,Re:0.2‑0.3wt.%,Co:2.0‑2.5wt.%,Sc:0.4‑0.5wt.%,In:1.0‑1.6wt.%,Cu:24.0‑28.0wt.%,余量为铂。该专利提供了一种市面上尚没有的具有优异性能玫瑰色泽的铂合金，且大大丰富了市场上首饰用铂合金种类。

Description

一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金
技术领域
本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种铂合金。
背景技术
黄金是一种贵重金属，是人类最早发现和开发利用的金属之一。它是制作首饰和钱币的重要原料，又是国家的重要储备物资，它不仅被视为美好和富有的象征，而且还以其特有的价值，造福于人类的生活。为了克服金价格高、硬度低、颜色单一、易磨损、花纹不细巧的缺点，通常在纯金中加入一些其它的金属元素以增加首饰金的硬度，变换其色调和降低其熔点，这样就出现成色高低有别、含金量明显不同的金合金首饰，冠之以Karat一词。K金制是国际流行的黄金计量标准，并赋予K金以准确的含金量标准，因而形成了一系列K金饰品。
玫瑰金是一种金色偏粉的颜色，所以又称粉色金。玫瑰金具有延展性强、坚硬度高、色彩多变等特点，硬度大，不易变形或刮伤，运用在精密细巧的金饰设计上，能尽情发挥复杂精美的设计创意。常见的玫瑰金是一种含金量75%的18K金。最高含金量的玫瑰金是一种被称为皇冠金的22K金，这是一种铸币用金。典型的18K玫瑰金，通常含75％的黄金，约4％的银和21％的铜，呈现美丽的玫瑰色。14K（含金58.33%，含铜41.67％）玫瑰金多见于中东地区。作为彩金中的一种，玫瑰金同样具有非常强的可塑性，能够更好的胜任精密细巧的金饰设计，将设计师的天马行空发挥到极致。
玫瑰金，单从她那浪漫的名字，就能引起人们无数美妙的联想。在闪闪发光的黄金饰品与经典高雅的铂金饰品之后，色调柔和迷人的玫瑰金饰品渐成为时尚人士的新宠，以特有的风格与文化，演绎出贵金属饰品的又一片崭新天地。与传统的黄金和铂金相比，粉红色的玫瑰金不但能使有色宝石的色彩更加浓重，还体现了金属材质的精致、细腻。女性无论是着职业装，还是晚礼服及吊带裙，与之相配都显出高雅的气质。
除了黄金以及K金外，铂也是首饰领域常用的一种贵金属。早在公元前700年，古埃及人就用铂金铸成象形文字，装饰神匣。今天，铂金首饰已受到越来越多消费者的青睐。作为世界上最稀有的贵金属之一，铂金的特点是明显的。铂纯度极高，几乎没有杂质，其典雅纯朴的色泽是与生俱来的，不会随着时光的流逝褪缺。铂的白色能最佳地展现钻石的光芒和高贵，是珍贵珠宝的最佳底座。铂的纯净也不会使肌肤有过敏反应。铂的比重高，为21.45g/cm3(黄金和白银的比重分别为19. 3g/cm3和10. 5g/cm3)，具有超强的耐酸碱性。铂具有极其优异的塑性，比如将1克铂金拉成细丝，其长度延伸可达2公里。珠宝商们打造出了极其柔韧的网状铂金首饰，其呈现出的高贵和与众不同，是其它贵金属无法比拟的。铂的诸多优良特性，使其在首饰行业的竞争中一直占据优势，受到了更多消费者的垂青。但为了更适合制作首饰，一般都要在铂金中加入5%至10%的钯，市场上销售的铂金饰品几乎都是铂金含量90%和95%的铂钯合金。
尽管玫瑰金的销售和产业化已经取得了很亮丽的成绩,但是很遗憾的是,目前贵金属中具备玫瑰色只有金合金。对于其它金属而言,要想取得玫瑰金的色泽,必须通过表面离子镀的方法。由于TiCN具有玫瑰金类似的颜色和色泽,可以在贵金属表面镀上一层TiCN。但是由于TiCN的色泽和玫瑰金有些差距,通常还在TiCN的上边镀上一层薄的玫瑰金来提升玫瑰色的观感。但是,这些玫瑰金的镀层在使用几个月后经常出现镀层脱落,镀层变色的现象。严重的影响了贵金属表面通过镀层的办法获得玫瑰的观感。因而,直接开发具有玫瑰色的贵金属合金是一种底层性的解决方案。
尽管我国珠宝首饰业,尤其是首饰用金合金,发展迅速，但由于起步晚，起点低，在一些技术环节上与国际水平相比还有很大差距。行业难题长时间不解决,不仅影响了相关产品的市场销售量和使用体验,也严重的限制了该类产品在国际领域的市场占有量。开发并产业化具有玫瑰色的铂合金已经是首饰领域不可避免的问题，长久以来国内的很多研究机构和企业进行了多方位的尝试，但是令人遗憾的是，目前为止尚未取得任何实质性的进展。通过先进的材料设计技术可以通过底层性的热力学和动力学手段对合金材料进行创新,并且对研制和开发玫瑰铂的难题解决和产业化会有很大的市场价值。面对日趋激烈的的国际国内市场竞争，必须加快结构调整步伐，这不仅是我国首饰行业生存与发展的需要，也是当今世界相关领域的发展趋势。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金。按重量百分比计,合金的组成为: Te:0.4-0.6wt.%,Sr:0.2-0.4wt.%,Nb:1.2-1.5wt.%,Re:0.2-0.3wt.%,Co:2.0-2.5wt.%,Sc:0.4-0.5wt.%,In:1.0-1.6wt.%,Cu:24.0-28.0wt.%,余量为铂。
上述一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金的制备方法，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用石墨坩埚;金属熔化后采用低流量的氩气保护，避免大的气流使合金元素严重烧损;熔炼时在1850度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1850度保温1分钟并浇铸出炉;铂合金浇铸采用直径100-200mm的钢模，并采用水冷的方式降温。将所得的铸锭在室温下进行轧制，每道次轧下量为20-30%;每两次轧制后中间退火温度为920度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的铂板;在首饰成型过程中，需要进行中间退火处理，消除加工过程中的应力;其中，均匀化温度为900度，时间为3-5小时。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）尽管玫瑰金的销售和产业化已经取得了很亮丽的成绩,但是很遗憾的是,目前贵金属中具备玫瑰色只有金合金。对于其它金属而言,要想取得玫瑰金的色泽,必须通过表面离子镀的方法。由于TiCN具有玫瑰金类似的颜色和色泽,可以在贵金属表面镀上一层TiCN。但是由于TiCN的色泽和玫瑰金有些差距,通常还在TiCN的上边镀上一层薄的玫瑰金来提升玫瑰色的观感。但是,这些玫瑰金的镀层在使用几个月后经常出现镀层脱落,镀层变色的现象。严重的影响了贵金属表面通过镀层的办法获得玫瑰的观感。因而,直接开发具有玫瑰色的贵金属合金是一种底层性的解决方案。本专利申请保护的玫瑰铂在本质上克服了化学不稳定性以及容易褪色的现象。通过引入合适的微量元素和含量，可以在冷却过程中避免新相的形核和长大，因而最终产品以稳定相的形式存在。此外，该合金在室温下极具塑性，延伸率可以达到40-60%。
（2） 该合金的色泽测定采用在D65标准光源和日本柯尼卡美能达公司的CM-700d型分光测色仪测定合金表面的明度L*，红绿色度a*和黄蓝色度b*。对于传统玫瑰金而言，L*，a*和，b*分别为84.0，11.0和16.0，而本材料的这些参数分别为81.5，12.4和15.2。因而产品的视觉效果和玫瑰金的色差不明显，具有非常优异的装饰效果。该合金由于进行了材料成分和结构的创新来获得优异的外表观感，因而是一种底层性的解决方案。
（3） 采用振动研磨试验法对玫瑰铂的耐磨性能进行测试。将试样放入预先装有2L研磨陶瓷颗粒，400 mL水和12 mL表面活性剂的UB-SL振动研磨机内，在50 Hz下振动研磨2-48 h后取出试样，超声清洗10min，再用清水冲洗并干燥。结果表明，试样经2h振动研磨试验后，且玫瑰铂表面并没有明显的磨损现象，可见本专利申请保护的玫瑰铂具有优良的耐摩擦性能。在实际使用中，采用该合金制备的玫瑰铂首饰在使用10年内不会产生明显的表面划痕和凹陷。
（4）专利申请保护的玫瑰铂合金，由于优化了合金中和相的成分和含量，并在玫瑰铂表面形成了一层致密的保护膜而使得该合金具有优异的耐腐蚀，抗氧化作用看，因而延长了该合金的使用时间。该合金在日常佩戴6个月后，玫瑰色的表面没有发生明显的腐蚀现象或者表面划痕出现。采用该玫瑰铂制备的首饰具有良好的耐人工汗液腐蚀的能力。相比而言，实际应用中采用玫瑰金制备的腕表和首饰在佩戴6个月后玫瑰色就会变黄，甚至生成的金属间化合物会发生因为腐蚀而与基体造成相间结合力下降，以至于可以成片剥离。可以预计，该材料的实施和产业化必将取得优异的经济效益和社会效益。
具体实施方式
实施例1
一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金。按重量百分比计，合金的组成为: Te:0.4wt.%,Sr:0.2wt.%,Nb:1.2wt.%,Re:0.2wt.%,Co:2.0wt.%,Sc:0.4wt.%,In:1.0wt.%,Cu:24.0wt.%,余量为铂。上述一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金的制备方法，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用石墨坩埚;金属熔化后采用低流量的氩气保护，避免大的气流使合金元素严重烧损;熔炼时在1850度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1850度保温1分钟并浇铸出炉;铂合金浇铸采用直径100-200mm的钢模，并采用水冷的方式降温。将所得的铸锭在室温下进行轧制，每道次轧下量为20-30%;每两次轧制后中间退火温度为920度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的铂板;在首饰成型过程中，需要进行中间退火处理，消除加工过程中的应力;其中，均匀化温度为900度，时间为3-5小时。
该玫瑰铂在本质上克服了化学不稳定性以及容易褪色的现象。通过引入合适的微量元素和含量，可以在冷却过程中避免新相的形核和长大，因而最终产品以稳定相的形式存在。此外，该合金在室温下极具塑性，延伸率可以达到40-60%。该材料具有玫瑰金同样的色泽和外观。因而产品的视觉效果和玫瑰金的色差不明显，具有非常优异的装饰效果。玫瑰铂具有优良的耐摩擦性能。在实际使用中，采用该合金制备的玫瑰铂首饰在使用10年内不会产生明显的表面划痕和凹陷。该合金在日常佩戴6个月后，玫瑰色的表面没有发生明显的腐蚀现象或者表面划痕出现。采用该玫瑰铂制备的首饰具有良好的耐人工汗液腐蚀的能力。冶炼加工方法简单，生产成本比较低，降低了对设备要求。可以预计，该材料的实施和产业化必将取得优异的经济效益和社会效益。
实施例2
一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金。按重量百分比计，合金的组成为: Te:0.6wt.%,Sr:0.4wt.%,Nb:1.5wt.%,Re:0.3wt.%,Co:2.5wt.%,Sc:0.5wt.%,In:1.6wt.%,Cu:28.0wt.%,余量为铂。上述一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金的制备方法，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用石墨坩埚;金属熔化后采用低流量的氩气保护，避免大的气流使合金元素严重烧损;熔炼时在1850度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1850度保温1分钟并浇铸出炉;铂合金浇铸采用直径100-200mm的钢模，并采用水冷的方式降温。将所得的铸锭在室温下进行轧制，每道次轧下量为20-30%;每两次轧制后中间退火温度为920度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的铂板;在首饰成型过程中，需要进行中间退火处理，消除加工过程中的应力;其中，均匀化温度为900度，时间为3-5小时。
该玫瑰铂在本质上克服了化学不稳定性以及容易褪色的现象。通过引入合适的微量元素和含量，可以在冷却过程中避免新相的形核和长大，因而最终产品以稳定相的形式存在。此外，该合金在室温下极具塑性，延伸率可以达到40-60%。该材料具有玫瑰金同样的色泽和外观。因而产品的视觉效果和玫瑰金的色差不明显，具有非常优异的装饰效果。玫瑰铂具有优良的耐摩擦性能。在实际使用中，采用该合金制备的玫瑰铂首饰在使用10年内不会产生明显的表面划痕和凹陷。该合金在日常佩戴6个月后，玫瑰色的表面没有发生明显的腐蚀现象或者表面划痕出现。采用该玫瑰铂制备的首饰具有良好的耐人工汗液腐蚀的能力。冶炼加工方法简单，生产成本比较低，降低了对设备要求。可以预计，该材料的实施和产业化必将取得优异的经济效益和社会效益。
实施例3
一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金。按重量百分比计，合金的组成为: Te:0.5wt.%,Sr:0.3wt.%,Nb:1.4wt.%,Re:0.2wt.%,Co:2.2wt.%,Sc:0.4wt.%,In:1.2wt.%,Cu:26.0wt.%,余量为铂。上述一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金的制备方法，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用石墨坩埚;金属熔化后采用低流量的氩气保护，避免大的气流使合金元素严重烧损;熔炼时在1850度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1850度保温1分钟并浇铸出炉;铂合金浇铸采用直径100-200mm的钢模，并采用水冷的方式降温。将所得的铸锭在室温下进行轧制，每道次轧下量为20-30%;每两次轧制后中间退火温度为920度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的铂板;在首饰成型过程中，需要进行中间退火处理，消除加工过程中的应力;其中，均匀化温度为900度，时间为3-5小时。
该玫瑰铂在本质上克服了化学不稳定性以及容易褪色的现象。通过引入合适的微量元素和含量，可以在冷却过程中避免新相的形核和长大，因而最终产品以稳定相的形式存在。此外，该合金在室温下极具塑性，延伸率可以达到40-60%。该材料具有玫瑰金同样的色泽和外观。因而产品的视觉效果和玫瑰金的色差不明显，具有非常优异的装饰效果。玫瑰铂具有优良的耐摩擦性能。在实际使用中，采用该合金制备的玫瑰铂首饰在使用10年内不会产生明显的表面划痕和凹陷。该合金在日常佩戴6个月后，玫瑰色的表面没有发生明显的腐蚀现象或者表面划痕出现。采用该玫瑰铂制备的首饰具有良好的耐人工汗液腐蚀的能力。冶炼加工方法简单，生产成本比较低，降低了对设备要求。可以预计，该材料的实施和产业化必将取得优异的经济效益和社会效益。

Claims (3)

1.一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金；按照重量百分比,该合金的成分为:Te:0.4-0.6wt.%,Sr:0.2-0.4wt.%,Nb:1.2-1.5wt.%,Re:0.2-0.3wt.%,Co:2.0-2.5wt.%,Sc:0.4-0.5wt.%,In:1.0-1.6wt.%,Cu:24.0-28.0wt.%,余量为铂。
2.权利要求1所述一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金，其特征在于包括如下冶炼步骤：将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用石墨坩埚;金属熔化后采用低流量的氩气保护，避免大的气流使合金元素严重烧损;熔炼时在1850度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1850度保温1分钟并浇铸出炉;铂合金浇铸采用直径100-200mm的钢模，并采用水冷的方式降温。
3.据权利要求1所述一种耐腐蚀耐磨损首饰材料用玫瑰铂合金，其特征在于包含如下使用步骤：将所得的铸锭在室温下进行轧制，每道次轧下量为20-30%;每两次轧制后中间退火温度为920度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的铂板;在首饰成型过程中，需要进行中间退火处理，消除加工过程中的应力;其中，均匀化温度为900度，时间为3-5小时。
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