CN108754210A - 一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金。按照重量百分比,该合金的成分为:Sr:0.2‑0.3wt.%,Ba:0.2‑0.5wt.%,Hf:0.6‑0.8wt.%,Se:0.4‑0.6wt.%,Pt:4.0‑5.0wt.%,Au:90.0‑92.0wt.%,余量为铜。该专利解决了目前22K金力学性能不够令人满意且技术落后的现状。通过合金成分的创新和优化突破首饰用22K金的发展瓶颈。可以预计，该材料的实施和产业化会取得丰硕的经济成果和社会效益。

Description

一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种金合金。

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，素以金属之王著称。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。黄金的一个重要应用领域是装饰材料，包括首饰等。柔软的黄金很容易变形，也很容易磨损。因此，人们就开始尝试在纯金中加入少量其它合金元素来增加黄金的硬度,其中银、铜、锌等都是现在常用被添加到黄金中增加强度和韧性的金属。加入了合金元素的金，也就是金合金。

金合金也称作K金，是黄金中按照一定比例加入少量其它金属熔合而成的合金。按含金量多少又分24K金、22K金、18K金、14K金等。国际标准把理论上100%纯度的黄金称为24K金，1K含金量约为4.166%，22K金就是指含金量为22K的黄金饰品。22K金含金量约为91.6%。根据国家的标准，24K金的含金量应该是百分之百的，但是金无足赤，24K金的含金量就是含金量达到99.96wt%的黄金就称作24K金，也叫做千足金。不同的含金量，就有着不同的硬度和不同的颜色。

同24K金相比，22K金具有一系列新的特点。1)外观上：22K金具有比24K金更加浓郁的颜色和黄金质感，契合国人源远流长的金色崇拜。2)可塑性：22K金解决了24K金质软的问题，具有与18K金一样强的塑性，能够胜任复杂工艺首饰制作，适合设计开发更加新潮时尚的款式，即使长时间佩戴也不易变形损坏。3)新贵：作为黄金家族中的时尚新贵，22K金目前仍属于蓝海市场，且融合了24K金的高贵颜色和18K金的款式特点，能完美地满足民众对黄金情节和时尚特色的双重需求。

但是目前而言,22K金的性能提升是通过合金化实现的，其中金的含量为91.6%，其它的合金元素大多为银和铜。这些合金元素，由于和金具有极大的固溶度，因而最终的22K金在生产后或者使用的初期为单相的fcc状态。由于银和铜的原子半径和金的差别不大，而且铜，银和金的化学性质也类似，因而固溶强化效应不够大，不会生成或者只能生成极少量的金属间化合物来进行第二相强化。综上所述，目前的22K金的力学性能在制备比较大的首饰时，完全满足现有的需求。但是在制备一些具有细小直径的首饰部分，比如鸟的羽毛灯，由于没有足够的强度，这些部件很容易在制备后发生长时间使用后的变形。这个问题对于22K金用合金尤其突出，生产厂家常常受到这个问题的困扰。

22K金的常温强度和韧性不足已经是首饰领域不可避免的问题,长久以来国内外的企业和研究机构进行了很多的尝试很研究。但是长久的研究发现，保持单相fcc状态且维持极高的力学强度极为困难。通过添加合金元素形成第二相进行强化并不困难，但是第二相析出物反而变成腐蚀的源泉。这种合金首饰经过长期佩戴后就会发生霉斑现象，就是由于汗液和这些第二相析出物产生腐蚀作用，引起22K金表面产生变色的斑点所致。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22K金的强度不足和产生腐蚀问题的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，提供一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金。按重量百分比计,合金的组成为Sr:0.2-0.3wt.%,Ba:0.2-0.5wt.%,Hf:0.6-0.8wt.%,Se:0.4-0.6wt.%,Pt:4.0-5.0wt.%,Au:90.0-92.0wt.%,余量为铜。

上述一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金。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1050度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1250度保温1分钟并浇铸出炉;金合金浇铸采用直径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30-40%;每两次轧制后中间退火温度为680度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的金板;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800度，时间为1-2小时。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）玫瑰金是一种金合金，由于其具有非常时尚、靓丽的粉红玫瑰色彩，因而广泛用于首饰设计和加工。玫瑰金需要经过十多道工序（热处理、压块、拉丝、电镀等）才能出成品，玫瑰金的做工非常细致，表面光洁，外观清爽，内光感非常强，是黄金无法比拟。玫瑰金首饰的一个重要制造和使用问题是脆断,这是和K玫瑰金的内在结构紧密相关的。玫瑰金的K红金材料很容易发生脆性断裂，严重时就像干柴一样易折，并没有表现出韧塑性优良的贵金属合金的力学性能。这种脆性断裂以及裂纹的产生不仅在首饰制造过程中会产生,在首饰的使用过程中也会突然发生。经常的在首饰制造车间,当K红金材料铸造后就能发现多处的裂纹,且断口处没有任何塑性变形,呈现典型的脆性断裂。目前为止,市面上的玫瑰金含金量最高为18K,高于18K的玫瑰金并没有产品面世。本专利产业化的22K玫瑰金就是为了弥补这一现状而做出的努力。

（2）本专利在本质上克服了由于结构有序化的造成的结构应力以及脆性。通过引入微量元素和含量，可以在冷却过程中避免新相的形核和长大，因而最终产品以单相的形式存在。由于没有有序化的产生或者相变应力的生成，因而该合金在室温下极具塑性，延伸率可以达到40-60%。在制备首饰的过程中，变形量可以达到50%而不用中间退火。由于提升了力学性能，因而加工效率和废品率大大降低。本专利申请的玫瑰金在长时间使用后不会产生脆断，在10-20年的使用过程中不会出现有序化或者新相的生成而导致的材料变硬或者断裂的现象。

（3）通过筛选合金元素以及限定其含量，可起到细化晶粒，防止偏析，消除气孔，去除杂质和改善组织等作用。此外，液相温度区间的增大，增大了合金凝固过程中的过冷度，有利于促进形核，细化晶粒。同时，由于合金液相线温度下降不大，液相温度区间扩大会导致合金严重偏析、合金流动性变差及热裂倾向增大等不利影响。本专利申请保护的金合金使晶粒得到细化。此外，该合金具有低的液固相凝固温度范围，可以解决铸造时热裂倾向大，铸造空洞和疏松明显制品成品率低等技术难题。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毕竟取得优异的经济效益和社会效益。

具体实施方式

实施例1

一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金。按重量百分比计，合金的组成为Sr:0.2wt.%,Ba:0.2wt.%,Hf:0.6wt.%,Se:0.4wt.%,Pt:4.0wt.%,Au:90.0wt.%,余量为铜。上述一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金的制备方法，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1050度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1250度保温1分钟并浇铸出炉;金合金浇铸采用直径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30-40%;每两次轧制后中间退火温度为680度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的金板;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800度，时间为1-2小时。

目前为止,市面上的玫瑰金含金量最高为18K,高于18K的玫瑰金并没有产品面世。该合金就是为了弥补这一现状而做出的努力。本专利在本质上克服了由于结构有序化的造成的结构应力以及脆性。通过引入微量元素和含量，可以在冷却过程中避免新相的形核和长大，因而最终产品以单相的形式存在。由于没有有序化的产生或者相变应力的生成，因而该合金在室温下极具塑性，延伸率可以达到40-60%。在制备首饰的过程中，变形量可以达到50%而不用中间退火。由于提升了力学性能，因而加工效率和废品率大大降低。本专利申请的玫瑰金在长时间使用后不会产生脆断，在10-20年的使用过程中不会出现有序化或者新相的生成而导致的材料变硬或者断裂的现象。此外，该合金具有低的液固相凝固温度范围，可以解决铸造时热裂倾向大，铸造空洞和疏松明显制品成品率低等技术难题。冶炼加工方法简单，生产成本比较低，降低了对设备要求。

实施例2

一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金。按重量百分比计，合金的组成为Sr:0.3wt.%,Ba:0.5wt.%,Hf:0.8wt.%,Se:0.6wt.%,Pt:5.0wt.%,Au:92.0wt.%,余量为铜。上述一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金的制备方法，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1050度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1250度保温1分钟并浇铸出炉;金合金浇铸采用直径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30-40%;每两次轧制后中间退火温度为680度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的金板;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800度，时间为1-2小时。

目前为止,市面上的玫瑰金含金量最高为18K,高于18K的玫瑰金并没有产品面世。该合金就是为了弥补这一现状而做出的努力。本专利在本质上克服了由于结构有序化的造成的结构应力以及脆性。通过引入微量元素和含量，可以在冷却过程中避免新相的形核和长大，因而最终产品以单相的形式存在。由于没有有序化的产生或者相变应力的生成，因而该合金在室温下极具塑性，延伸率可以达到40-60%。在制备首饰的过程中，变形量可以达到50%而不用中间退火。由于提升了力学性能，因而加工效率和废品率大大降低。本专利申请的玫瑰金在长时间使用后不会产生脆断，在10-20年的使用过程中不会出现有序化或者新相的生成而导致的材料变硬或者断裂的现象。此外，该合金具有低的液固相凝固温度范围，可以解决铸造时热裂倾向大，铸造空洞和疏松明显制品成品率低等技术难题。冶炼加工方法简单，生产成本比较低，降低了对设备要求。

实施例3

一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金。按重量百分比计，合金的组成为Sr:0.2wt.%,Ba:0.4wt.%,Hf:0.7wt.%,Se:0.5wt.%,Pt:4.2wt.%,Au:91.0wt.%,余量为铜。上述一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金的制备方法，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1050度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1250度保温1分钟并浇铸出炉;金合金浇铸采用直径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30-40%;每两次轧制后中间退火温度为680度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的金板;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800度，时间为1-2小时。

目前为止,市面上的玫瑰金含金量最高为18K,高于18K的玫瑰金并没有产品面世。该合金就是为了弥补这一现状而做出的努力。本专利在本质上克服了由于结构有序化的造成的结构应力以及脆性。通过引入微量元素和含量，可以在冷却过程中避免新相的形核和长大，因而最终产品以单相的形式存在。由于没有有序化的产生或者相变应力的生成，因而该合金在室温下极具塑性，延伸率可以达到40-60%。在制备首饰的过程中，变形量可以达到50%而不用中间退火。由于提升了力学性能，因而加工效率和废品率大大降低。本专利申请的玫瑰金在长时间使用后不会产生脆断，在10-20年的使用过程中不会出现有序化或者新相的生成而导致的材料变硬或者断裂的现象。此外，该合金具有低的液固相凝固温度范围，可以解决铸造时热裂倾向大，铸造空洞和疏松明显制品成品率低等技术难题。冶炼加工方法简单，生产成本比较低，降低了对设备要求。

Claims (3)

1.一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金；按照重量百分比,该合金的成分为: Sr:0.2-0.3wt.%,Ba:0.2-0.5wt.%,Hf:0.6-0.8wt.%,Se:0.4-0.6wt.%,Pt:4.0-5.0wt.%,Au:90.0-92.0wt.%,余量为铜。

2.权利要求1所述一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金，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1050度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1250度保温1分钟并浇铸出炉;金合金浇铸采用直径100-200mm的钢模，并采用水冷的方式降温。

3.据权利要求1所述一种不会发生脆断含Hf和Se的22K玫瑰金，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30-40%;每两次轧制后中间退火温度为680度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的金板;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800度，时间为1-2小时。