CN108913935A

CN108913935A - 一种首饰用耐褪色高韧性18k紫金及其加工工艺

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Publication number: CN108913935A
Application number: CN201810808273.7A
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: 2018-07-22
Filing date: 2018-07-22
Publication date: 2018-11-30

Abstract

本发明公开了一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺。按照重量百分比,该合金的成分为:Sr:1.2‑1.4wt.%,Zn:2.0‑3.0wt.%,Ca:1.0‑1.2wt.%,Ge:1.0‑1.5wt.%,In:2.0‑4.0wt.%,Al:10.0‑12.0wt.%,Au:74.0‑76.0wt.%,余量为银。该专利解决了目前K紫金性能不足的现状，并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

一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺

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，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。为了克服纯金价格高、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，称为K金并形成了一系列K金饰品。

我国的黄金珠宝首饰消费从20世纪80年代初发展至今，经历了几个发展阶段:发展初期以购买纯金饰品为主，注重保值作用。进入90年代以来，K金以及K金镶嵌红宝石、蓝宝石、钻石、翡翠为主的首饰开始大量面市，而且发展势头迅猛，但消费观念仍注重首饰的价值;近几年来，人们的消费观念发生了变化，由注重价值转向追求个性化，讲究首饰的款式、工艺。市场上开始出现了众多K金饰品，已经得到了有效的推广和市场的广泛认可。

纯金首饰只有一种颜色，即金的本色。K金颜色丰富，并且K金的出现把人们带到了一个五彩缤纷的世界。当纯金与其它金属巧妙地结合，就会呈现不同的颜色。K金首饰采用的新材料在色彩和材质上较纯金有优势。颜色是靠造型的光暗、浓淡及色彩的搭配来表现的。K金首饰选用的材料颜色丰富，采用不同的搭配产生不同的视觉效果。协调的颜色搭配会令人愉快、和平与安详。纯黄金的延展性虽好，但太软，对造型或镶嵌等不太适合，采用K金材料则有较好的铸造性，有利于造型加工。

K金首饰品种多，佩戴部位不同，尤其是脸部，作为首饰直接衬托的对象，选择合适的首饰，可以起到突出优点、弥补不足的饰美效果。不同人的气质修养、生理特点各不同，另外佩戴者的年龄、职业、形体、肤色、气质不同，所选的首饰风格不同。K金首饰个性化的设计满足了消费者的需求。K金首饰以人为本，满足高矮胖瘦等不同形体、不同修养的消费者需求，做到同款多式，或一款多变，同一品牌，多种款式。

K金的颜色除了上述的黄色，白色和红色，还具有紫色的种类。传统上，当铝加入到金中时形成的金铝合金便具有紫色的色泽。但是令人遗憾的是，铝的加入量必须达到50wt.%以上。但是如此高的铝含量，势必引起金属间化合物的大量生成。也就是说，传统工艺和配方制备而得到的紫色K金太脆。在加工工程中，极其容易因为金属间化合物的大量生成而形成脆性裂纹或者断裂。不仅不易加工，而且商业上应用有限，市场销售量也不大。此外，该材料制备的首饰在使用1年以后紫色会发生褪色。此外，由于时效的影响，该材料的强度，硬度也会在使用过程中不断增加，造成材料变脆而发生脆断。不仅影响了该类材料的观感，也严重降低了该类材料的市场销售量和市场推广。

我国珠宝和装饰行业虽然在数量和产量上的绝对数字较大，但是企业规模小、核心竞争力不强。在发展过程中，珠宝企业通常作为加工者，并未在生产积累的过程中创新，形成出自己的特色。长期以来，国内大部分珠宝企业都停留在接单加工生产的OEM形式，使用自己的生产线，生产自己的产品，最后却贴上他人的品牌。即使是一些较大的企业，其首饰和装饰用合金生产的关键材料却几乎完全依赖进口，在新型饰品材料研发方面几乎是一片空白。因此，研发并产业化高性能具有自主知识产权的K金材料及其制备技术，对于增强我国珠宝和装饰产业的竞争力将具有十分积极的作用。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺。按重量百分比计,合金的组成为Sr:1.2-1.4wt.%,Zn:2.0-3.0wt.%,Ca:1.0-1.2wt.%,Ge:1.0-1.5wt.%,In:2.0-4.0wt.%,Al:10.0-12.0wt.%,Au:74.0-76.0wt.%,余量为银。

上述一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺的制备方法，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）传统上，当铝加入到金中时形成的金铝合金便具有紫色的色泽。但是令人遗憾的是，铝的加入量必须达到50wt.%以上。但是如此高的铝含量，势必引起金属间化合物的大量生成。也就是说，传统工艺和配方制备而得到的紫色K金太脆。在加工工程中，极其容易因为金属间化合物的大量生成而形成脆性裂纹或者断裂。不仅不易加工，而且商业上应用有限，市场销售量也不大。此外，该材料制备的首饰在使用1年以后紫色会发生褪色。不仅影响了该类材料的观感，也严重降低了该类材料的市场销售量和市场推广。本专利通过先进的材料学技术对K紫金进行了多方位的创新和提高，所得合金的铝含量可以降低到15wt.%以下。由于减少了金属间化合物的含量，该材料因而在室温下具有极其优异的韧性。也就是说，本专利解决了首饰领域K紫金材料难以兼顾的颜色，耐腐蚀能力和加工性能不能同时得到的现状。

（2）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10年内没有发生变色现象。

（3）该材料具有传统紫色K金迷人的颜色，但是却避免了传统紫金性能脆，易碎，不宜加工，以及商业应用有限的现状。由于该材料进行了材料学底层的优化，因而具有较低的液相线温度、良好的机械和铸造性能以及良好的漂白效果。是一种比较理想的紫色K金的升级品。随着合金含量在优化范围的变动，该合金的机械性能可以进行很大程度的调整。同时，该合金由于液相线比较低，850度左右，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。

（4）该合金的优化克服了传统K紫金中在低温下相分解，导致合金易产生应力开裂。所以该合金的冷热加工性能非常优异。此外，传统K紫金容易氧化生成氧化膜，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K紫金很容易在使用过程中变色，并造成表面合金的整体脱落。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

一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺。按重量百分比计，合金的组成为Sr:1.2wt.%,Zn:2.0wt.%,Ca:1.0wt.%,Ge:1.0wt.%,In:2.0wt.%,Al:10.0wt.%,Au:74.0wt.%,余量为银。上述一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺，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。

专利解决了首饰领域K紫金材料难以兼顾的颜色，耐腐蚀能力和加工性能不能同时得到的现状。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10年内没有发生变色现象。该合金由于液相线比较低，850度左右，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。

实施例2

一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺。按重量百分比计，合金的组成为Sr:1.4wt.%,Zn:3.0wt.%,Ca:1.2wt.%,Ge:1.5wt.%,In:4.0wt.%,Al:12.0wt.%,Au:76.0wt.%,余量为银。上述一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺，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

一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺。按重量百分比计，合金的组成为Sr:1.3wt.%,Zn:2.5wt.%,Ca:1.1wt.%,Ge:1.2wt.%,In:3.0wt.%,Al:11.0wt.%,Au:75.0wt.%,余量为银。上述一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺，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

1.一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺；按照重量百分比,该合金的成分为:Sr:1.2-1.4wt.%,Zn:2.0-3.0wt.%,Ca:1.0-1.2wt.%,Ge:1.0-1.5wt.%,In:2.0-4.0wt.%,Al:10.0-

12.0wt.%,Au:74.0-76.0wt.%,余量为银。

2.权利要求1所述一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺，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所述一种首饰用耐褪色高韧性18K紫金及其加工工艺，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。