CN108796295A - 一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺 - Google Patents

一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺。按照重量百分比,该合金的成分为:Li:1.0‑1.2wt.%,Os:0.4‑0.6wt.%,Mg:5.0‑6.0wt.%,Ta:0.2‑0.4wt.%,Cd:1.5‑1.8wt.%,Mn:2.0‑3.0wt.%,Ag:29.0‑31.0wt.%，余量为铜。该材料为我国藏银合金提供了一种轻量化的选择方案，所得产品不仅具有优异的棕色观感，且极其耐硫化氢腐蚀。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。

Description

一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺
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
银是具有银白色金属的贵金属，由于银本身的特性很软而加入合金元素形成具有优异力学性能的银合金。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，含银量为95.8wt%，而925银含银量为92.5wt%。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和925银，因其加入的金属元素种类、含量、加工方法有差异，导致各种银合金的化学性能和力学性能也有些差异。由于进行了合金化和性能改良，银合金有了理想的硬度、及抗氧化性,而且能够镶嵌各种宝石、钻石、玉器以及皓石。从此银首饰以色泽光鲜、款式别致、工艺精美价格中档的时尚品位，迅速风靡全世界，成为时尚界的新一代领袖。
除了以上含银量高的银合金种类外，在西藏和尼泊尔等地流行含银量为30wt%的银合金，一般称为藏银。在中国的民族工艺品和旅游纪念品市场上，藏银首饰和器皿已经成为了一个非常流行的物质标签。以藏银之名制造、交易、消费的各色物品占据了颇为可观的市场份额。各类藏银饰品，包括戒指、项链、手镯、嘎乌盒、护身符、发箍，以及一些小型佛像、油灯盏、茶杯碗筷等，占其产品种类的近70%。
藏银一般是同石头相配做小首饰的，多见的是绿松石，珊瑚石。藏饰的镶嵌工艺十分高超，藏银饰品上常会镶嵌红珊瑚、玛瑙等点缀，显得古朴粗犷。它们的轮廓线条都能在第一眼就能直观地体现出藏族独有的式样、格调和美感。通常来说，它们可能镶嵌绿松石、珊瑚、琥珀或水晶等作为装饰。并且，其常见的装饰图纹符号，如六字真言、万字符等，大多都源自藏传佛教的基本教义。藏银事实上已经成为中国旅游市场中最为成功的藏族文化商品和文化象征符号之一。
我国金属表面工艺历史悠久，制作技艺精湛，品种繁多，风格独特。采用藏银制备的首饰和器皿，使加工程度越来越精细。现在随着手工业的发展以及科技的进步，使用工具的多种开发，饰品的加工越来越精致，在继承传统的基础上内涵上又有了新的表达。结合材质的自身的特点，应用适当的表面处理工艺，赋予了藏银质感更多的感染力和表现力。
银在空气中遇到硫化氢气体或硫离子时很容易生成一种极难溶解的银盐，银在空气中只要遇上几万亿至几十万亿分之一的硫化氢气体或硫离子，便在银表面产生了硫化银。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，银表面颜色便逐步由白变黄变灰最后变黑。空气中硫化氢的来源是多种的。首先是人和动物的粪便经过细菌分解后产生大量硫化氢，植物体中的蛋白质腐败后也产生硫化氢。另外人的汗水中也含有硫，特别是城市空气中由污水与垃圾排放所产生的硫化氢更为惊人。
但是令人遗憾的是，目前藏银合金并没有形成像彩色K金那样的丰富的彩色银系列。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。随着近年来藏银首饰风暴的到来，藏银饰品走俏街头，需求量显著增加。在首饰加工的工艺技术方面，我国的银饰品厂已有相当水平，如有代表当今国际首饰最新工艺的中空电铸成型，三维立体车花;有领先国内首饰技术的全自动制链流水线，精密失浇铸流水线;还有点金、喷砂、彩镀等加工技法。而且国内产家正大力开发新的藏银合金产品，以品牌和技术迎接市场的检验与挑战。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺。按重量百分比计,合金的组成为Li:1.0-1.2wt.%,Os:0.4-0.6wt.%,Mg:5.0-6.0wt.%,Ta:0.2-0.4wt.%,Cd:1.5-1.8wt.%,Mn:2.0-3.0wt.%,Ag:29.0-31.0wt.%，余量为铜。
上述一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺，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410度，保温0.5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430度，时间为0.4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270度，时间为0.5小时。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）但是令人遗憾的是，目前藏银合金并没有形成像彩色K金那样的丰富的彩色银系列。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。随着近年来藏银首饰风暴的到来，藏银饰品走俏街头，需求量显著增加。同时具备棕色光泽且具有优异耐硫化褪色的藏银用合金并没有面世。此外，藏族姑娘一身银饰盛装，饰品可达半人高，部件多可达数百件，重逾二三十斤。这一身繁复的盛装银饰，承载了丰富而生动的藏族历史与文化。显然，如果能获得低密度且具有银首饰外观和保值性能的新型藏银用合金，对于促进我国首饰材料行业发展迅速，提高相关产品的市场销售量和使用体验,加快该类产品在国际领域的市场占有量起到了非常积极的作用。
（2）传统藏银首饰的一个不足之处是其晶粒较大，并且在铸态下存在明显的枝晶结构。晶粒粗大引起铸件表面的桔皮现象，这也会增加抛光的工作量，延展性也导致降低。本专利申请保护的藏银合金，由于表面张力降低，以及防止在凝固过程中多孔的氧化层形成的结果，这将使得铸件表面获得更加光亮的表面。特别是充型能力的提高使其能获得清晰的外形轮廊，提高光泽、亮度，耐腐蚀性能，使其能满足工艺品和旅游纪念品、制作需要，使其栩栩如生。该合金具有接近共晶组织，拥有最佳的抗蚀性能和加工变形性能。在铸造后能有效地控制初生相的产生，并细化组织。同时，该合金由于液相线比较低，因而适合于铸造。由于晶粒得到细化，以及解决了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，因而具有广阔的市场前景。
（3）该合金是具有棕色表观的藏银合金。在热加工和冷加工成型后该合金在轧制或者冲压后晶粒明显被轧扁、拉长整体呈线条状分布。合金表面不会出现裂纹，晶粒的边界处也不会有开裂发生，保持极好的塑性状态。合金元素不会在偏聚在晶界处，晶界处晶粒间的结合能较强，界面能比较低，因而具有极高的塑性，延伸率可以达到50%左右。因而在压力加工中可以经受每道次30%以上的变形而不用中间退火热处理。此外，该材料具有优异的低密度特性，密度维持在8.2-8.5g/cm3,而传统藏银合金的密度一般在10.0g/cm3左右变动。由于大大降低了密度，对于一身银饰盛装，饰品可达半人高，部件多可达数百件，重逾二三十斤的藏族妇女而言，可以达到明显的减低首饰重量的效果，同时还具有优异的保值性能。
（4）由于空气中含有硫化氢或二氧化硫会使银发生变色，生成黑色的硫化银覆盖于饰品表面，或是由于长时间佩戴经汗液腐蚀而变色。市场上绝大多数的藏银合金经常遇到在使用过程中变色问题，尽管可以添加合金元素在银合金表面形成保护膜来阻止合金的变色和腐蚀，从而改善银合金的抗硫化变色性能。但是添加的金属元素、合金的组织结构、合金成分的分布等都会影响氧化膜的结构。如果银合金表面形成的氧化膜分布不均匀、存在裂隙，这时氧化膜对合金并不能起保护作用。腐蚀性气体可以从镀层的空隙中扩散到内部，使银合金仍会被硫化。并且带有镀层的饰品佩戴一段时间后，镀层会发生磨损，甚至脱落，导致硫化仍会发生，不能从根本上解决银合金的变色问题。该合金在空气中的耐蚀性属于较稳定材料，在弱酸、弱碱汗水中属于稳定型材料，对强酸、强碱性汗水的抗腐蚀性也较稳定。该合金在海洋性环境下腐蚀速度为2.110-4mm/年，因而采用该材料制备的首饰在相关环境下使用4年内都没有明显的腐蚀现象发生。而传统的藏银首饰在使用4个月后就会发生明显的硫化发黑的现象。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
一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺。按重量百分比计，合金的组成为Li:1.0wt.%,Os:0.4wt.%,Mg:5.0wt.%,Ta:0.2wt.%,Cd:1.5wt.%,Mn:2.0wt.%,Ag:29.0wt.%，余量为铜。上述一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺，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410度，保温0.5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430度，时间为0.4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270度，时间为0.5小时。
该材料具有优异的低密度特性，密度维持在8.2-8.5g/cm3,而传统藏银合金的密度一般在10.0g/cm3左右变动。由于大大降低了密度，对于一身银饰盛装，饰品可达半人高，部件多可达数百件，重逾二三十斤的藏族妇女而言，可以达到明显的减低首饰重量的效果，同时还具有优异的保值性能。采用该材料制备的首饰在相关环境下使用4内都没有明显的腐蚀现象发生。而传统的藏银首饰在使用4个月后就会发生明显的硫化发黑的现象。
实施例2
一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺。按重量百分比计，合金的组成为Li:1.2wt.%,Os:0.6wt.%,Mg:6.0wt.%,Ta:0.4wt.%,Cd:1.8wt.%,Mn:3.0wt.%,Ag:31.0wt.%，余量为铜。上述一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺，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410度，保温0.5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430度，时间为0.4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270度，时间为0.5小时。
该材料具有优异的低密度特性，密度维持在8.2-8.5g/cm3,而传统藏银合金的密度一般在10.0g/cm3左右变动。由于大大降低了密度，对于一身银饰盛装，饰品可达半人高，部件多可达数百件，重逾二三十斤的藏族妇女而言，可以达到明显的减低首饰重量的效果，同时还具有优异的保值性能。采用该材料制备的首饰在相关环境下使用4内都没有明显的腐蚀现象发生。而传统的藏银首饰在使用4个月后就会发生明显的硫化发黑的现象。
实施例3
一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺。按重量百分比计，合金的组成为Li:1.1wt.%,Os:0.5wt.%,Mg:5.2wt.%,Ta:0.3wt.%,Cd:1.6wt.%,Mn:2.5wt.%,Ag:29.0wt.%，余量为铜。上述一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺，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410度，保温0.5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430度，时间为0.4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270度，时间为0.5小时。
该材料具有优异的低密度特性，密度维持在8.2-8.5g/cm3,而传统藏银合金的密度一般在10.0g/cm3左右变动。由于大大降低了密度，对于一身银饰盛装，饰品可达半人高，部件多可达数百件，重逾二三十斤的藏族妇女而言，可以达到明显的减低首饰重量的效果，同时还具有优异的保值性能。采用该材料制备的首饰在相关环境下使用4内都没有明显的腐蚀现象发生。而传统的藏银首饰在使用4个月后就会发生明显的硫化发黑的现象。

Claims (3)

1.一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺；按照重量百分比,该合金的成分为: Li:1.0-1.2wt.%,Os:0.4-0.6wt.%,Mg:5.0-6.0wt.%,Ta:0.2-0.4wt.%,Cd:1.5-1.8wt.%,Mn:2.0-3.0wt.%,Ag:29.0-31.0wt.%，余量为铜。
2.根据权利要求1所述一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺，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所述一种轻量化藏银首饰用耐硫化棕色低银合金及其工艺，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410度，保温0.5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430度，时间为0.4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270度，时间为0.5小时。
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