CN108796288A - 一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺。按照重量百分比,该合金的成分为:C:0.2‑0.3wt.%,B:0.5‑0.6wt.%,Ba:1.2‑1.4wt.%,Ti:0.4‑0.8wt.%,Mo:0.8‑1.2wt.%,Sb:0.3‑0.5wt.%,Ag:95.0.0‑96.0wt.%，余量为铜。该材料为我国首饰用958银合金提供了一种具备红色外观的崭新材料，且该材料具有优异的压铸特征。该材料的实施和产业化可以有效的推动我国首饰行业产品更新和行业升级的需求，且会在解决行业难题的同时，获得丰硕的经济成果和社会效益。

Description

一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺
技术领域
本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种银合金。
背景技术
银具有白色光泽，位于周期表中金和铜之间。虽然在贵金属中化学惰性较低，但远比铜和铝稳定，在空气中即使加热也不氧化。银最早的用途是装饰品和货币，之后是用作餐具。随着工业的发展，逐渐开拓了其它用途，如:电接触器、钎接合金、催化剂和照相材料等。中国是个多民族的国家，少数民族银饰品一直有较大市场。随着人民生活水平的提高，银饰品和银器会更多更快地进入一般的家庭。
由于银相比金而言价格低廉，质地柔软可以加工成各式首饰饰品、餐具等。如果说黄金象征着富贵的话，那么闪闪的银光亦同样动人，所以价格因素也是白银饰品更受普通百姓欢迎的主要原因之一。采用银材料制备的银器不仅包括有素雅、纯美的银摆件、银首饰和银礼品系列；有美观大方、经济实惠的成套餐具；还有豪华气派富贵华丽的纯银餐具系列。许多产品造型逼真，工艺精湛，深受国内外顾客的欢迎。在中国，银首饰和器皿的用途已趋多元化，遍布于社会各个阶层。
自然法则告诉我们，任何物质吸收能量以后，处于高能状态就变得不稳定，科学上称作热力学不稳定性。因此，金属会自然不断地放出能量，力图回到原始的、极为稳定的矿石状态。白银是辉银矿（Ag2S）经高温加热后得出金属银。纯银由于自身能量升高变得性能很不稳定，此外银与硫之间有很大的亲和力。银在空气中遇到硫化氢气体或硫离子时很容易生成极难溶解的银盐（Ag2S），该化合物就是辉银矿的主要成分。这种化学变化可以在极微量的情况下发生。银在空气中只要遇上几万亿至几十万亿分之一的硫化氢或硫离子，就会使得银的表面产生了硫化银。因为硫化银是灰黑色的，所以随着反应的加剧，硫化银增多增厚，白银表面颜色便逐步由白变黄变灰最后变黑。
银本身的特性很软，很容易划伤，但是加入合金元素形成的银合金具有优异的力学性能。传统饰用银主要有3种牌号:纯银、958银和925银，其中958银和925银是以铜作为合金元素构成的二元合金。958银合金的银含量高，可以通过合金化的办法来进一步增加该材料的强度和加工性能，以及尽可能的提升材料的耐硫化氢腐蚀能力。随着材料科学的发展，银合金的配方也不断更新，出现了很多种类的958银，因其加入的金属元素种类、含量、加工方法有差异，导致各958银的抗腐蚀性能也有些差异。
市面上出现了形形色色的958抗变色银合金，但是从首饰企业使用的反馈结果来看，许多产品都存在这样那样的问题。与产品的描述和客户期许值还有相当的差距。目前而言，客户要求这些合金首饰至少保持1年不变色，但是相关企业对这方面的保证是很乏力度。这其中除了使用环境，保管方式的影响外，很大程度是合金本身的抗变色性能不突出。尽管采用钯，铂等贵金属的银合金有较好的抗变色性能，但是这些元素的添加量必须很大（40wt%以上）。但是目前而言，抗变色958银合金只是在比较低的程度上延缓了硫化物形成的速度，也就是说比起使用2个月后就会硫化变黑的普通925银合金，目前的一般抗变色958银合金只能将变色时间推迟到8个月左右。且该类合金还面临着铸造缺陷明显，以及冷加工性能差的一系列缺点。
此外，目前彩银合金并没有形成像彩色K金那样的丰富的系列。因而，市场上的银首饰大多是白色，或者采用离子镀的办法获得的镀膜彩银合金。这种类型的合金在使用后不具备足够的耐腐蚀性能而变色，或者因为磨损而漏出基体合金而使得硫化变黑加速。开发并产业化具有理想表面色泽和优异加工性能的首饰用958银合金，对研制和开发新材料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，提供一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺。按重量百分比计,合金的组成为C:0.2-0.3wt.%,B:0.5-0.6wt.%,Ba:1.2-1.4wt.%,Ti:0.4-0.8wt.%,Mo:0.8-1.2wt.%,Sb:0.3-0.5wt.%,Ag:95.0.0-96.0wt.%，余量为铜。
上述一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到氩气环境下的感应电炉内，并采用石墨坩埚;熔炼时在1200度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1200度保温1分钟并浇铸出炉;合金浇铸采用直径20-30mm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520度，保温0.8小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的合金板;在首饰成型过程中，需要进行真空退火处理，消除加工过程中的应力;其中，温度为350度，时间为1小时；最后在首饰着色的过程中，需要进行微氧化操作，大气环境下温度240度，时间为30分钟。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1） 首饰用金合金的类型非常多，除了具备黄金的本来颜色外，还有丰富多彩的多种彩色K金。并且这些彩色K金冶炼和加工性能优异，已经取得了非常大的市场销售量。但是对于首饰用银合金而言，尤其对于958银，还没有形成完整的彩色银合金系列。原因在于该类合金的含银量高达95.8wt%。要想依赖4.2wt%的合金含量来取得优异的耐硫化性能，同时具备优异的色彩外观和加工性能，目前国内外市场上还没有相关的首饰材料面世。尽管我国首饰材料行业发展迅速，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。本专利提供了一种新型具有红色观感的958银合金，且该合金具有优异的耐变色性能。该合金不仅为彩银材料提供了一种新型的材料学解决方案，在产业化后有望获得极大的市场销售量。
（2） 该类合金表面色泽的出现不是靠基体合金相的特征颜色，而是通过在首饰制备完工前的最后阶段通过表面微氧化的技术，在材料表面生成一层致密的氧化物层，可以使得首饰表面具备需要的颜色。而目前市场上，具备亮丽非白色的银首饰一般是通过表面离子镀的方法进行各种颜色的镀层工艺。但是所得镀层容易褪色和磨损。在使用6个月后，就会由于磨损而使得由于镀层带来的色彩退去。此外，由于露出了基体银合金，又使得银和硫化氢作用生成黑色的硫化银，导致首饰变黑和腐蚀部分脱落。本专利申请保护的银合金，由于外观颜色来源于基体合金氧化后形成的氧化层，因而在表层受到局部破坏后还能在新鲜的基体上形成新的氧化层，从而使得表层的色泽观感得到修补。因而，从材料学角度来看具有自修复功能，并使得采用该银合金制备的首饰具有长久保持不变的能力。该材料在首饰成型后续要进行微氧化操作，使得表面生成一层红色的氧化层。
（3） 本专利申请保护的银合金具有宽松的凝固温度范围，可以达到860-910度。在凝固范围高达50度的条件下进行铸造，不仅可以避免了铸件中缩孔的形成，也可以使得铸件的组织以等轴晶的形式出现，避免了枝晶的产生。此外，铸件表面光洁，没有明显的砂孔、渣孔、气孔等铸造缺陷，筛网的筋条间连接完好，没有产生任何收缩裂纹。该合金铸造性能十分优良，且具有流动性好，充填性能甚佳、缩孔形成倾向小，金属液吸气性小等优点。它可以制造出高尺寸精度和低表面粗糙度的薄壁铸件，压铸件壁厚可达到最小壁厚为1mm的铸件，可铸出直径为0.2mm左右的小孔。
（4） 该合金的优化克服了传统958银合金中容易氧化生成灰色膜，而且该膜由于和基体结合力疏松而容易从首饰表面脱落。因而，传统958银合金很容易在使用过程中变色，并造成表面合金的整体脱落。本专利申请的合金在进行合金成分和性能优化的时候，合金成分的筛选首先从电化学腐蚀机理的角度考虑，选择加入到合金中的合金元素能在表面形成钝化膜，从而对周围环境腐蚀起到保护作用。这种膜在不同的介质中，由于去极化作用的结果，从而表现出不同的耐腐蚀性能，对强酸、强碱性汗水的抗腐蚀性也较稳定。该材料制备的首饰在正常的人体佩戴环境下4年内没有发生变色现象。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
一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺。按重量百分比计，合金的组成为C:0.2wt.%,B:0.5wt.%,Ba:1.2wt.%,Ti:0.4wt.%,Mo:0.8wt.%,Sb:0.3wt.%,Ag:95.0wt.%，余量为铜。上述一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到氩气环境下的感应电炉内，并采用石墨坩埚;熔炼时在1200度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1200度保温1分钟并浇铸出炉;合金浇铸采用直径20-30mm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520度，保温0.8小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的合金板;在首饰成型过程中，需要进行真空退火处理，消除加工过程中的应力;其中，温度为350度，时间为1小时；最后在首饰着色的过程中，需要进行微氧化操作，大气环境下温度240度，时间为30分钟。
该合金铸造性能十分优良，且具有流动性好，充填性能甚佳、缩孔形成倾向小，金属液吸气性小等优点。它可以制造出高尺寸精度和低表面粗糙度的薄壁铸件，压铸件壁厚可达到最小壁厚为1mm的铸件，可铸出直径为0.2mm左右的小孔。该材料在首饰成型后续要进行微氧化操作，使得表面生成一层红色的氧化层。采用该合金制备的银首饰在使用4年后仍然没有明显的褪色和表面磨痕产生，而普通的银首饰在使用2个月后就会因为接触硫化氢或者硫离子而产生变黑。
实施例2
一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺。按重量百分比计，合金的组成为C:0.3wt.%,B:0.6wt.%,Ba:1.4wt.%,Ti:0.8wt.%,Mo:1.2wt.%,Sb:0.5wt.%,Ag:96.0wt.%，余量为铜。上述一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到氩气环境下的感应电炉内，并采用石墨坩埚;熔炼时在1200度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1200度保温1分钟并浇铸出炉;合金浇铸采用直径20-30mm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520度，保温0.8小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的合金板;在首饰成型过程中，需要进行真空退火处理，消除加工过程中的应力;其中，温度为350度，时间为1小时；最后在首饰着色的过程中，需要进行微氧化操作，大气环境下温度240度，时间为30分钟。
该合金铸造性能十分优良，且具有流动性好，充填性能甚佳、缩孔形成倾向小，金属液吸气性小等优点。它可以制造出高尺寸精度和低表面粗糙度的薄壁铸件，压铸件壁厚可达到最小壁厚为1mm的铸件，可铸出直径为0.2mm左右的小孔。该材料在首饰成型后续要进行微氧化操作，使得表面生成一层红色的氧化层。采用该合金制备的银首饰在使用4年后仍然没有明显的褪色和表面磨痕产生，而普通的银首饰在使用2个月后就会因为接触硫化氢或者硫离子而产生变黑。
实施例3
一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺。按重量百分比计，合金的组成为C:0.2wt.%,B:0.5wt.%,Ba:1.3wt.%,Ti:0.5wt.%,Mo:0.9wt.%,Sb:0.4wt.%,Ag:95.0.0wt.%，余量为铜。上述一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到氩气环境下的感应电炉内，并采用石墨坩埚;熔炼时在1200度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1200度保温1分钟并浇铸出炉;合金浇铸采用直径20-30mm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520度，保温0.8小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的合金板;在首饰成型过程中，需要进行真空退火处理，消除加工过程中的应力;其中，温度为350度，时间为1小时；最后在首饰着色的过程中，需要进行微氧化操作，大气环境下温度240度，时间为30分钟。
该合金铸造性能十分优良，且具有流动性好，充填性能甚佳、缩孔形成倾向小，金属液吸气性小等优点。它可以制造出高尺寸精度和低表面粗糙度的薄壁铸件，压铸件壁厚可达到最小壁厚为1mm的铸件，可铸出直径为0.2mm左右的小孔。该材料在首饰成型后续要进行微氧化操作，使得表面生成一层红色的氧化层。采用该合金制备的银首饰在使用4年后仍然没有明显的褪色和表面磨痕产生，而普通的银首饰在使用2个月后就会因为接触硫化氢或者硫离子而产生变黑。

Claims (3)

1.一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺；按重量百分比计,合金的组成为C:0.2-0.3wt.%,B:0.5-0.6wt.%,Ba:1.2-1.4wt.%,Ti:0.4-0.8wt.%,Mo:0.8-1.2wt.%,Sb:0.3-0.5wt.%,Ag:95.0.0-96.0wt.%，余量为铜。
2.根据权利要求1所述一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺，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环境下的感应电炉内，并采用石墨坩埚;熔炼时在1200度保温10分钟，靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1200度保温1分钟并浇铸出炉;合金浇铸采用直径20-30mm的钢模，并采用水冷的方式降温。
3.根据权利要求1所述一种压铸用的红色银首饰用958合金及其加工工艺，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520度，保温0.8小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的合金板;在首饰成型过程中，需要进行真空退火处理，消除加工过程中的应力;其中，温度为350度，时间为1小时；最后在首饰着色的过程中，需要进行微氧化操作，大气环境下温度240度，时间为30分钟。
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