CN108913940A - 一种首饰用不褪色韧性具备18k玫瑰金颜色仿金合金 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金。按照重量百分比,该合金的成分为:Ca:0.2‑0.4wt.%,In:1.0‑2.0wt.%,Sc:0.5‑0.8wt.%,Ti:1.2‑1.4wt.%,Ce:0.4‑0.6wt.%,Mo:1.0‑1.5wt.%,Zn:10.0‑16.0wt.%,Cu:25.0‑30.0wt.%,余量为锡。该专利在提供一种具备极其优异性能的玫瑰金替代用的仿金合金同时，也大大丰富了市场上首饰和装饰用材料的种类。

Description

一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种仿金合金。

背景技术

玫瑰金在闪闪发光的黄金饰品与经典高雅的铂金饰品之后，色调柔和迷人的玫瑰金饰品渐成为时尚人士的新宠。粉色的玫瑰金，不仅象征着爱情，更蕴含着温馨隽永的情愫，演绎出贵金属饰品的又一片崭新天地。通常，玫瑰金由75%的黄金与其它合金组成。硬度较纯金高，与传统的黄金和铂金相比，粉红色的玫瑰金不但能使有色宝石的色彩更加浓重，还体现了金属材质的精致、细腻。其粉红、玫瑰等暖色调给人们带来温暖与愉快；在款式上也是千姿百态，有心形、榄尖形、椭圆形、梨形、祖母绿形。各种风格迥异的饰品，可谓璀璨耀眼，女性无论是着职业装，还是晚礼服及吊带裙，与之相配都显出高雅的气质。

玫瑰金首饰之所以受到欢迎，是因为它们在许多方面优于纯金首饰款式新潮。玫瑰金具有较高的硬度和好的耐磨性、耐腐蚀性、不易变形及良好的铸造性等特性。由于金硬度的提高促进了首饰业的迅猛发展，也改变了原来落后的加工工艺，可以大量生产，再加上镶嵌的材料采用高科技合成，达到与天然高档品真假难分的程度。因此，合金与不同镶嵌材料的有机结合，使K金首饰的款式更加丰富多彩，多达几万种、十几万种，它的新颖、美感完全可与时代同步。

我国的珠宝首饰消费从20世纪80年代初发展至今，从发展初期以购买饰品为主，注重保值作用，但款式、风格极少变化，品种单调。演化到现在玫瑰金首饰开始大量面市，而且发展势头迅猛。很明显的可以看到,人们的消费观念由注重价值转向追求个性化，讲究首饰的款式、工艺，讲究首饰与自身个性、穿着的匹配。K金首饰由于款式新潮、颜色丰富、价格低、多元化、个性化的款式满足了消费者的需求，而它也因此得到不断发展。

黄金在国民经济中具有多种用途,但黄金价格昂贵和资源稀少。在装饰材料领域,世界各国正从不同角度努力寻找其代用材料。人们常将代替黄金的材料，称之为人造金或仿金材料。仿金材料是不含金但是具有K金色泽的多元合金，通常与18K金具有相似的颇色、良好的抗变色能力、铸造、加工及抛光性能。用于珠宝饰品和工艺美术制品深为人们所喜爱。近年来，玫瑰金色以其富丽堂皇、瑰丽悦目的特点使其成为时髦的国际流行色，使得国内外仿金材料的研制和生产迅速发展，其产品波及重要建筑物的室内装磺、建筑五金、工艺制品和旅游纪念品等。随着我国经济形势的发展，人民生活的逐步改善和不断提高，对仿金制品的要求，必将潜在着新的应用前景。

但是令人遗憾的是，尽管目前市场上的首饰和装饰用合金可以通过离子镀的办法在其表面镀上一层具备玫瑰色的TiCN镀层。但是该类镀层并不具备优异的防腐蚀能力。在使用几个月后就会发生镀层脱落，镀层变色，镀层褪色的现象。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具备玫瑰金的仿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，提供一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金。按重量百分比计,合金的组成为: Ca:0.2-0.4wt.%,In:1.0-2.0wt.%,Sc:0.5-0.8wt.%,Ti:1.2-1.4wt.%,Ce:0.4-0.6wt.%,Mo:1.0-1.5wt.%,Zn:10.0-16.0wt.%,Cu:25.0-30.0wt.%,余量为锡。

上述一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金的制备方法，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1250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;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20-30%;每两次轧制后中间退火温度为620度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-15mm的合金板;在成型过程中，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400度，时间为2-3小时。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）目前市场上已经有致力于玫瑰金的仿金材料研制和小型化生产，此外也有产品通过离子镀的办法在材料表面镀上一层TiCN层来使得表面具备玫瑰色泽。但是这些材料目前并不具备在大气条件下以及人工汗水环境中使用色泽稳定不变，并兼具良好的加工性，耐磨性，焊接性。为了解决如上问题，本专利力图采用廉价金属合金代替首饰用玫瑰合金，并进行了创新性的研制和产业化工作。

（2）通过从电化学的角度对合金成分进行了筛选，选择的合金元素能在材料表面形成钝化膜，从而对周围环境的腐蚀起到了保护的作用。其次，合金元素相比贵金属来说价格低廉，资源丰富。第三，为了提高抗蚀性和加工性，选择的合金元素和基体元素形成的相数量要少，而且整体相含量要趋近于单一的基体相。最后，制备的首饰或者装饰件的最重要的问题是提高在大气条件下及其使用环境中的抗变色性。本专利就是在这些苛刻的要求下，采用正交设计的办法来对合金元素的选择和加入量对合金的色泽，耐腐蚀行为，可加工性能的影响进行优化，从而确定了合金元素的筛选以及其成分的确定。

（3）该合金铸造性能好，可以浇铸成仿金铸件或者仿金型栋。其色泽自然逼真，工艺操作简单，容易掌握，成本低廉。该合金的结晶温度范围窄，具有良好的流动性，形成晶内偏析和疏松的倾向小。此外，该合金具有很小的体收缩和线收缩，线收缩率为0.1%，不容易形成集中缩孔。该合金在熔炼过程中也不会产生较多的氧化夹杂阻碍合金的流动，造成铸件表面皱皮和结疤缺陷。该材料由于进行了成分优化，在晶界及晶内也不会发生低熔点元素富集的情况，不会促使晶间腐蚀倾向增大。该材料具有极其优异的韧性，抗拉强度达到200-240MPa，伸长率为40-50%。在材料成型过程中，可以实现每道次40%左右的大变形而不用采用多道次的逐步变形法。因而大大提高了工作效率，减少了能源耗费。

（4）该材料具有玫瑰金同样的色泽和外观。在标准光源D65的灯光下，并采用CM-700d型分光测色仪(日本柯尼卡美能达)测定其颜色的明度值L^*，绿色度值a^*和黄蓝色度值b^*。对于传统玫瑰金而言，L^*，a^*和，b^*分别为84.0，11.0和16.0，而本材料的这些参数分别为82.6，11.2和15.9。因而产品的视觉效果和玫瑰金的色差不明显，具有非常优异的装饰效果。

（5）该材料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。该合金的抗变色性能可以通过人工汗液实验来评价其耐腐蚀性。实验周期为60hr，对汗液(放置60hr后)浸泡前后合金测定合金颜色的变化。结果表明，该合金经过汗液腐蚀试验后，表面并没有发生脱色，褪色或者表面产生腐蚀斑点的现象。相比而言，目前采用的玫瑰金镀层在使用6个月后就发生变色和脱落的现象。该合金在日常佩戴后，表面没有发生明显的腐蚀现象或者表面划痕出现，且具有良好的耐人工汗液腐蚀的能力。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

一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金。按重量百分比计，合金的组成为: Ca:0.2wt.%,In:1.0wt.%,Sc:0.5wt.%,Ti:1.2wt.%,Ce:0.4wt.%,Mo:1.0wt.%,Zn:10.0wt.%,Cu:25.0wt.%,余量为锡。上述一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金制备方法，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1250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;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20-30%;每两次轧制后中间退火温度为620度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-15mm的合金板;在成型过程中，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400度，时间为2-3小时。

该合金铸造性能好，可以浇铸成仿金铸件或者仿金型栋。结晶温度范围窄，具有良好的流动性，形成晶内偏析和疏松的倾向小。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。该合金经过汗液腐蚀试验后，表面并没有发生脱色，褪色或者表面产生腐蚀斑点的现象。相比而言，目前采用的玫瑰金镀层在使用6个月后就发生变色和脱落的现象。该合金在日常佩戴后，表面没有发生明显的腐蚀现象或者表面划痕出现，且具有良好的耐人工汗液腐蚀的能力。该材料具有极其优异的韧性，抗拉强度达到200-240MPa，伸长率为40-50%。在材料成型过程中，可以实现每道次40%左右的大变形而不用采用多道次的逐步变形法。因而大大提高了工作效率，减少了能源耗费。

实施例2

一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金。按重量百分比计，合金的组成为: Ca:0.4wt.%,In:2.0wt.%,Sc:0.8wt.%,Ti:1.4wt.%,Ce:0.6wt.%,Mo:1.5wt.%,Zn:16.0wt.%,Cu:30.0wt.%,余量为锡。上述一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金制备方法，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1250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;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20-30%;每两次轧制后中间退火温度为620度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-15mm的合金板;在成型过程中，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400度，时间为2-3小时。

该合金铸造性能好，可以浇铸成仿金铸件或者仿金型栋。结晶温度范围窄，具有良好的流动性，形成晶内偏析和疏松的倾向小。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。该合金经过汗液腐蚀试验后，表面并没有发生脱色，褪色或者表面产生腐蚀斑点的现象。相比而言，目前采用的玫瑰金镀层在使用6个月后就发生变色和脱落的现象。该合金在日常佩戴后，表面没有发生明显的腐蚀现象或者表面划痕出现，且具有良好的耐人工汗液腐蚀的能力。该材料具有极其优异的韧性，抗拉强度达到200-240MPa，伸长率为40-50%。在材料成型过程中，可以实现每道次40%左右的大变形而不用采用多道次的逐步变形法。因而大大提高了工作效率，减少了能源耗费。

实施例3

一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金。按重量百分比计，合金的组成为: Ca:0.3wt.%,In:1.8wt.%,Sc:0.6wt.%,Ti:1.3wt.%,Ce:0.5wt.%,Mo:1.2wt.%,Zn:14.0wt.%,Cu:26.0wt.%,余量为锡。上述一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金制备方法，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1250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;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20-30%;每两次轧制后中间退火温度为620度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-15mm的合金板;在成型过程中，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400度，时间为2-3小时。

该合金铸造性能好，可以浇铸成仿金铸件或者仿金型栋。结晶温度范围窄，具有良好的流动性，形成晶内偏析和疏松的倾向小。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。该合金经过汗液腐蚀试验后，表面并没有发生脱色，褪色或者表面产生腐蚀斑点的现象。相比而言，目前采用的玫瑰金镀层在使用6个月后就发生变色和脱落的现象。该合金在日常佩戴后，表面没有发生明显的腐蚀现象或者表面划痕出现，且具有良好的耐人工汗液腐蚀的能力。该材料具有极其优异的韧性，抗拉强度达到200-240MPa，伸长率为40-50%。在材料成型过程中，可以实现每道次40%左右的大变形而不用采用多道次的逐步变形法。因而大大提高了工作效率，减少了能源耗费。

Claims (3)

1.一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金；按照重量百分比,该合金的成分为: Ca:0.2-0.4wt.%,In:1.0-2.0wt.%,Sc:0.5-0.8wt.%,Ti:1.2-1.4wt.%,Ce:0.4-0.6wt.%,Mo:1.0-1.5wt.%,Zn:10.0-16.0wt.%,Cu:25.0-30.0wt.%,余量为锡。

2.权利要求1所述一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金，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1250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;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所述一种首饰用不褪色韧性具备18K玫瑰金颜色仿金合金，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20-30%;每两次轧制后中间退火温度为620度，保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-15mm的合金板;在成型过程中，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400度，时间为2-3小时。