CN108823459A

CN108823459A - 一种具有时效稳定性首饰用不过敏14k白金及其工艺

Info

Publication number: CN108823459A
Application number: CN201810773792.4A
Authority: CN
Inventors: 杨长江
Original assignee: Guangzhou Xianzhi Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Xianzhi Technology Co Ltd; Guangzhou Yuzhi Technology Co Ltd
Priority date: 2018-07-15
Filing date: 2018-07-15
Publication date: 2018-11-16

Abstract

本发明公开了一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺。按照重量百分比,该合金的成分为:Li:0.5‑0.8wt.%,Cr:1.0‑1.2wt.%,Pd:2.0‑2.4wt.%,Al:4.0‑5.0wt.%,Mg:3.0‑4.0wt.%,In:12.0‑14.0wt.%,Au:57.0‑59.0wt.%,余量为锡。该专利解决了目前K白金中普遍含有能令人产生过敏的镍元素。通过合金成分的优化和创新开发了不含镍的人体友好型K白金材料，有效地突破了首饰领域内的发展瓶颈。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

一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种金合金。

背景技术

黄金的特点之一就是柔软，所以难以镶制出各种精美的款式。人们在黄金中加入少量银、铜、锌等金属以增加黄金的强度和韧性，这样制成的金饰又称K金。K金是黄金与其它金属熔合而成的合金，特点是用金量少、成本低，又可配制成各种颜色，且不易变形和磨损。按国际标准，K金分为24种，即1K到24K。不过，作为首饰用的K金种类还不到这些，世界各国采用的首饰材料都不低于8K。这样，实际上真正算作首饰用的 K金种类是 17种。在这17种K金材料中，18K和14K是使用最多的，它在各国首饰业中都是主要首饰原料。我国市场上最多见的18K 金，其含金量为75%。但是随着人们生活水平的提高和首饰销售量的增大，14K金的需求量也越来越多。

为了丰富各种K金的表现力，国外在金含量标准不变的情况下，调节其它合金配比系数，合成色彩各异的K金。最常用的18K彩金中有5种：红色、偏红色、黄色、淡黄色、暗黄色。14K彩金中有6种：红色、红黄色、深黄色、淡黄色、暗黄色、绿黄色。此外，白色K金，也分为18K白金和14K白金。严格来说，K白金不能简称为白金。由于外观像白金，所以市场上才出现商家将K白金说成白金，让消费者误以为是铂。只有铂金才可以称为白金，市面上所谓的K白金其实准确的表述为白色的金合金。对于K白金来说，镍是其合金组成中最重要的能让金合金退去其本身的金黄色而呈现出类似铂白色的元素。在纯度、稀有度、耐久性以及天然的颜色和光泽上，白色K金都无法与铂相提并论。但是由于具备了铂的白色光泽以及金的保值性，K白金在问世后就得到了极大的市场欢迎，并在世界范围内取得了很大的市场销售量。

据国外媒体报道，多数佩戴合金耳环的女性容易出现疼痛红肿、水疱症状。硬币、皮带搭扣甚至电话机接触皮肤后也能引起过敏反应。原因就在于，这些物品均含有镍，工业生产中最常见的皮肤接触性过敏物质。研究表明，镍会附着在一种特殊的免疫系统蛋白质上，该蛋白质参与身体识别有害入侵物质的过程中。镍会触发免疫系统中一种特殊蛋白质的免疫反应，引起灼热、瘙痒、红肿等过敏症状。在受影响的人的体内，免疫系统会把镍当作一种感染性物质，当免疫系统反应过激时，身体就会出现一系列典型症状，如灼热、痒、红肿、水疱等。会引发一系列的生物化学反应，致使血流增加、组织渗漏、免疫细胞大量涌入，最终形成感染。

因而，在首饰行业内，开发和产业化一种具有K白金色泽的无镍金合金具有极其现实的市场意义。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。简单而言,通过技术创新和优化设计来突破制约我国18K白金生产与使用发展瓶颈。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺。按重量百分比计,合金的组成为Li:0.5-0.8wt.%,Cr:1.0-1.2wt.%,Pd:2.0-2.4wt.%,Al:4.0-5.0wt.%,Mg:3.0-4.0wt.%,In:12.0-14.0wt.%,Au:57.0-59.0wt.%,余量为锡。

上述一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺的制备方法，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;金合金浇铸采用直径50-100mm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380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350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）传统的14K白金材料成分也不复杂，但是浇注后枝晶偏析严重，不利于其加工性能与耐蚀性。在加工前必须进行均匀化处理，造成了加工过程的繁琐以及使用时耐腐蚀性能不足。因而，14K白金在使用后1-2年内就有脱色或者褪色的现象发生。本专利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，选择加入到金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。

（2）镍是长期以来在K白金中使用的增加首饰亮度的金属，已经是K白金中不可或缺的组成。镍在传统上就是黄金的增白剂，在首饰领域人们一般认为当镍的成分在9-12wt.%就可以获得接近白色的合金。但是，镍的加入也使得首饰用K白金有了对人体过敏的过敏源。部分人在佩戴改了首饰后，会出现明显的过敏现象。本专利申请保护的无镍14K白金用合金，由于从成分上避免了镍的加入，而同时也能获得优异的铂金般的白色，因而对于首饰领域来说是一项创新性的产品。

（3）该合金具有极其优异的力学性能。该材料的屈服强度为160-190MPa,抗拉强度为300-320MPa,延伸率为50-60%,弹性模量为120-130GPa。且该合金具备长时间的时效稳定性。在使用5年后，该合金的力学性能变化不超过3%，由强度和硬度上升引起的塑性变形量下降不超过1%。因而该材料在制备成首饰后，在使用5年后，不会发生脆断和表面脱落的现象。

（4）该材料具有和含镍K白金同样的白色色泽和良好的物理性能，低廉的价格、较低的液相线温度、良好的机械和铸造性能以及良好的漂白效果。是一种比较理想的含镍白色金合金的替代品。该合金由于液相线比较低而适合于铸造，此外合金的成分可以使得合金在铸造和锻造后获得细小的晶粒。此外，该合金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。

（5）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，其耐蚀性靠加入热力学稳定性较高的合金元素。在腐蚀环境中，能形成钝化的保护膜，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。该合金在海洋性环境下腐蚀速度为1.810^-4mm/年，因而采用该材料制备的首饰在相关环境下使用10内仍能保持原有的可以和铂白色媲美的品质，显示出对环境极其巨大的耐腐蚀能力。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

一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺。按重量百分比计，合金的组成为Li:0.5wt.%,Cr:1.0wt.%,Pd:2.0wt.%,Al:4.0wt.%,Mg:3.0wt.%,In:12.0wt.%,Au:57.0wt.%,余量为锡。上述一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺，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;金合金浇铸采用直径50-100mm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380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350度，时间为1-2小时。

该无镍14K白金用合金，由于从成分上避免了镍的加入，而同时也能获得优异的铂金般的白色，因而对于首饰领域来说是一项创新性的产品。该材料具有和含镍K白金同样的白色色泽和良好的物理性能，低廉的价格、较低的液相线温度、良好的机械和铸造性能以及良好的漂白效果。是一种比较理想的含镍白色金合金的替代品。该合金由于液相线比较低而适合于铸造，此外合金的成分可以使得合金在铸造和锻造后获得细小的晶粒。该合金具备长时间的时效稳定性。在使用5年后，该合金的力学性能变化不超过3%，由强度和硬度上升引起的塑性变形量下降不超过1%。因而该材料在制备成首饰后，在使用5年后，不会发生脆断和表面脱落的现象。该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，选择加入到金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。因而采用该材料制备的首饰在相关环境下使用10内仍能保持原有的可以和铂白色媲美的品质，显示出对环境极其巨大的耐腐蚀能力。

实施例2

一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺。按重量百分比计，合金的组成为Li:0.8wt.%,Cr:1.2wt.%,Pd:2.4wt.%,Al:5.0wt.%,Mg:4.0wt.%,In:14.0wt.%,Au:59.0wt.%,余量为锡。上述一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺，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;金合金浇铸采用直径50-100mm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380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350度，时间为1-2小时。

实施例3

一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺。按重量百分比计，合金的组成为Li:0.6wt.%,Cr:1.1wt.%,Pd:2.2wt.%,Al:4.5wt.%,Mg:3.2wt.%,In:13.0wt.%,Au:58.0wt.%,余量为锡。上述一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺，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;金合金浇铸采用直径50-100mm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380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350度，时间为1-2小时。

Claims

1.一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺；按重量百分比计,合金的组成为Li:0.5-0.8wt.%,Cr:1.0-1.2wt.%,Pd:2.0-2.4wt.%,Al:4.0-5.0wt.%,Mg:3.0-4.0wt.%,In:12.0-14.0wt.%,Au:57.0-59.0wt.%,余量为锡。

2.权利要求1所述一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺，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;金合金浇铸采用直径50-100mm的钢模，并采用水冷的方式降温。

3.据权利要求1所述一种具有时效稳定性首饰用不过敏14K白金及其工艺，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30-40%;每两次轧制后中间退火温度为380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350度，时间为1-2小时。