CN108950355A

CN108950355A - 耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8k白金用合金

Info

Publication number: CN108950355A
Application number: CN201810807441.0A
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: 2018-07-21
Filing date: 2018-07-21
Publication date: 2018-12-07

Abstract

耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金；按照重量百分比,该合金的成分为:Ca:1.0‑1.5wt.%,Mg:2.0‑2.4wt.%,Co:1.2‑1.5wt.%,Si:2.5‑3.0wt.%,Zn:24.0‑28.0wt.%,In:18.0‑20.0wt.%,Au:33.0‑34.0wt.%,余量为锡。该专利解决了目前低金含量K白金性能不足的现状，也就是在使用2年后就会出现腐蚀斑的现象。该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

耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种金合金。

背景技术

金灿灿的黄金首饰永远是众多女性的心头之爱。虽然它传统，款式单一，但是佩戴金首饰的女性，所彰显出的雍容华贵的气质和高雅大气的品味却是淋漓尽致的。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，尤其当镶嵌珍珠、宝石和翡翠等珍品时容易被丢失。因此，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金可以根据需要配制成各种颜色，常见的颜色有黄色和白色。当金合金中混入适当的元素后合金可以拥有和铂一样的白色，这就是首饰领域常用的K白金。衡量金制品中金含量的金位标准K，一般是将纯金称为24K金。1K即代表金制品含纯金占1/24，约4.16%。常见的K白金有18K白金和14K白金。

K白金并不是纯度较低的铂金。也就是说，K白金根本不含铂。由于铂金产出稀少，价格昂贵，加上熔点高，因而一般国家很少用铂来生产真正的K白金。通常，选用黄金和钯或镍、银、铜、锌等金属熔炼成一种白色合金，并将它称之为K白金。所以，K白金是用黄金和钯或镍、银、铜、锌等金属熔炼而成的白色合金。所以，更加确切地说，K白金应称为白色的金合金。

K白金具有和铂一样贵重的白色，除了价格比铂便宜很多外。相对于铂而言，K白金具有很多优点。相对于黄金而言，K金具有一系列优点。K白金的硬度和韧性高于铂，因而K白金能够设计和制作出更为细致、精巧且坚固的首饰。这也是市场上K金首饰的款式相对于铂来说更为丰富的原因。K白金的白色可以保持更长的时间。铂首饰表面通常都要镀上一层薄薄的金属铑，以增强白度和光亮的美感。佩戴时间长了，镀铑层受到磨损，铂首饰的白度会降低，而K白金的白色可以保持更长的时间。因此，相对于铂镶嵌首饰，白色K金镶嵌首饰更受消费者的青睐。在价格方面，K金的价格相对于铂要低得多。

K金因加入了其它金属成了金合金，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。

K金首饰的品种很多，除了项链、手镯、戒指、耳环外，还有手链、脚链、胸针、发夹及各种工艺品摆件、挂件等，可以满足消费者的各种不同需求。K金首饰在佩戴上选择空间大。随着消费群体文化修养普遍提高，首饰的装饰功能和要求达到的效果也在变化。佩戴首饰已不单单是显示华丽和象征富贵，而是突出佩戴者的文化素质。

但是令人遗憾的是，尽管目前市场上的K白金已经取得了不俗的市场销售量，但是该材料在使用2年以后白色会慢慢发黄。用科技术语来说，就是发生了选择性腐蚀。其中的一些活泼元素在外界环境的影响下，发生了优先氧化，造成了K白金整体上偏黄。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白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，提供耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金。按重量百分比计,合金的组成为Ca:1.0-1.5wt.%,Mg:2.0-2.4wt.%,Co:1.2-1.5wt.%,Si:2.5-3.0wt.%,Zn:24.0-28.0wt.%,In:18.0-20.0wt.%,Au:33.0-34.0wt.%,余量为锡。

上述耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金的制备方法，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） K白金因其色泽与铂相似且价格低廉，故将它作为白色K金首饰的材料。目前用作首饰材料的白色金合金主要有三大类:含Ni白K合金，含Pd白K金，以及不含Ni和Pd的白K金。含Ni白K金的优点是具有良好的机械性能和铸造性能，但是容易氧化和产生色斑。此外，Ni容易引起人体过敏，在多个发达国家已经开始对镍含量进行限制。含Pd白K金的优点是变色性能好，缺点是熔化温度高，硬度不高，由于含有Pd而成本偏高。对于不含Ni和Pd的白K合金，尽管价格便宜，但是耐腐蚀能力差。本专利通过先进的材料学技术对8K白金用材料进行了合金成分和性能的优化，所得合金不含Ni和Pd，但是具备了含Ni白K金具有的优异的力学和铸造性能，以及含Pd白K金材料具有的耐腐蚀性能。由于不含Ni，当然不会引起人体的Ni过敏。由于不含Pd，所得合金具有廉价的特点。也就是说，该专利解决了首饰领域8K白金用材料难以兼顾价格，颜色，耐腐蚀性能和加工性能的现状。

（2）该合金的优化克服了含Ni白K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。在常温下进行冷加工，可以每道次进行50-60%的大变形量。此外，含Ni的白K金容易氧化生成灰色膜。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。该材料制备的首饰在人造汗水环境下(酸性汗水pH 4-5,碱性汗水pH=8-9，6%氯化钠溶液)中240 h以上，颜色没有改变。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。该材料制备的首饰在海洋和沙漠性环境下佩戴10年内没有发生变色现象。

（3）该合金中通过添加的少量合金元素形成金属间化合物作为晶粒的细化剂，以使得该合金在凝固或者随后冷加工后的再结晶过程中作为新晶粒的形核中心而使得晶粒得到细化，硬度和强度增加，热稳定性提高。采用振动研磨试验法对该合金的耐磨性能进行测试。将试样放入预先装有2L研磨陶瓷颗粒，400 mL水和12 mL表面活性剂的UB-SL振动研磨机内，在50 Hz下振动研磨2-48 h后取出试样，超声清洗10min，再用清水冲洗并干燥。结果表明，试样经2h振动研磨试验后，该合金表面并没有明显的磨损现象，可见本专利申请保护的合金具有优良的耐摩擦性能。在实际使用中，采用该合金制备的首饰和装饰品在使用10年内不会产生明显的表面划痕和凹陷。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

耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金。按重量百分比计，合金的组成为Ca:1.0wt.%,Mg:2.0wt.%,Co:1.2wt.%,Si:2.5wt.%,Zn:24.0wt.%,In:18.0wt.%,Au:33.0wt.%,余量为锡。上述耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金，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。

该专利解决了首饰领域8K白金用材料难以兼顾价格，颜色，耐腐蚀性能和加工性能的现状。该合金的优化克服了含Ni白K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。在常温下进行冷加工，可以每道次进行50-60%的大变形量。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。该材料制备的首饰在海洋和沙漠性环境下佩戴10年内没有发生变色现象。本专利申请保护的合金具有优良的耐摩擦性能。在实际使用中，采用该合金制备的首饰和装饰品在使用10年内不会产生明显的表面划痕和凹陷。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。

实施例2

耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金。按重量百分比计，合金的组成为Ca:1.5wt.%,Mg:2.4wt.%,Co:1.5wt.%,Si:3.0wt.%,Zn:28.0wt.%,In:20.0wt.%,Au:34.0wt.%,余量为锡。上述耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金，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

耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金。按重量百分比计，合金的组成为Ca:1.2wt.%,Mg:2.1wt.%,Co:1.4wt.%,Si:2.8wt.%,Zn:25.0wt.%,In:19.0wt.%,Au:33.0wt.%,余量为锡。上述耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金，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.耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金；按照重量百分比,该合金的成分为:Ca:1.0-1.5wt.%,Mg:2.0-2.4wt.%,Co:1.2-1.5wt.%,Si:2.5-3.0wt.%,Zn:24.0-28.0wt.%,In:18.0-20.0wt.%,Au:33.0-34.0wt.%,余量为锡。

2.权利要求1所述耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金，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所述耐摩擦耐磨损首饰用低金含量8K白金用合金，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。