CN109097659A

CN109097659A - 一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺

Info

Publication number: CN109097659A
Application number: CN201811015683.2A
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: 2018-08-31
Filing date: 2018-08-31
Publication date: 2018-12-28

Abstract

本发明公开了一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺。按照重量百分比,该合金的成分为:Li:0.6‑1.0wt.%,Mg:12.0‑14.0wt.%,Ge:8.0‑10.0wt.%,Th:0.4‑0.6wt.%,Sc:0.2‑0.3wt.%,Zn:14.0‑20.0wt.%,Au:20.0‑25.0wt.%，余量为铜。该材料为我国苗金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黄色观感，且具有优秀的耐腐蚀性能。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

一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种金合金。

背景技术

苗族人酷爱银饰,关于苗族佩戴银饰的描述最早出于明朝。到今天，银饰的佩戴已经成为苗族文化的一种物化表述。银饰对盛装和便装的区分划分着苗族的神圣与世俗的二元空间。按照苗族人的说法，就是“无银无花不成姑娘，有衣无银不成盛装”。在苗族的盛大节日与重要的礼仪场合，银饰盛装是女性的入场券。任何看起来简单的生活习惯之中，都有着极为深厚的文化传统。以银饰为重要组成部分的苗族服饰，也被称为“穿在身上的史书”。苗族古歌、嘎百福歌、苗族民间传说中，也都有不少的篇章句段，表述着苗族人对银饰的偏爱。

在苗族银饰艺术中银饰几乎装饰包裹于人体的各个部位，头、颈、手、足无不用银的艺术来繁饰，唯恐不足绝不会有繁缉累赘之感。苗族银饰上讲究大、重、多传统盛装的苗族女子们头饰、胸颈饰、手饰、衣饰、背饰、腰坠饰等饰品遍布全身，且圆形饰品居多以彰显饰品之硕大而繁重。银饰与刺绣点缀的蜡染青衣相映成趣。经过几代苗族人的不断传承和丰富，苗族银饰已成为苗族鲜明的服饰特征和民族标块。与此同时，随着与外界交流日益丰富，苗族银饰也不断吸收外来文化，呈现出时代特征。银饰品与现代设计的结合也越来越普遍，其种类和样除了体现苗族本族文化特色外，也融合了现代审美需求.变得日渐丰富。

苗银是苗族特有的一种银合金，一般添加白铜、镍等。苗银中含银量为20-60wt%，具有良好的加工性能。苗银饰品曾经是苗族囤积财富的一种形式，通过压、寥、刻、搂等复杂的手工过程制成各种花式，形成极具民族特色的苗族饰。我国是一个崇尚金银饰品文化的国家，且随着我国黄金白银市场的开放，珠宝进口税的下调，经济持续增长及百姓消费能力不断提高，我国已成为黄金白银饰品加工和消费大国。历史上由于苗族地区经济不发达的原因，苗族首饰用合金主要是银合金。且伴随着历史的发展，苗银首饰也越来越得到发展和壮大。

与美国、意大利、口本、印度和南非等饰品制造业兴旺的国家相比，我国饰品制造业起步较晚，20世纪80年代初期才真正兴起。且目前我国的新型首饰用合金和首饰产品的研发和产业化不太理想。由于地域和文化背景差异，东方国家尤其是中国更注重饰品的保值功能(即贵金属含量)，欧美西方国家更注重饰品的装饰功能。研发需要一定的资金及技术力量投入且利薄，从事相关领域研究的科研单位或企业甚少这严重制约了我国饰品制造业的健康发展。此外，对于饰品加工企业而言，其经济效益与社会效益主要来自于饰品的低成本、高艺术附加值和品牌效应。

但是令人遗憾的是，目前苗金合金并没有形成像苗银合金那样的丰富的首饰用合金系列。随着近年来苗金首饰风暴的到来，苗金饰品走俏街头，需求量显著增加。我国金属制备工艺历史悠久，制作技艺精湛，品种繁多，风格独特。现在随着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与淦释。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。开发并产业化具有理想表面色泽和优异加工性能的苗金首饰用合金，对研制和开发新材料的难题解决和产业化会有很大的市场价值。面对日趋激烈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。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺。按重量百分比计,合金的组成为Li:0.6-1.0wt.%,Mg:12.0-14.0wt.%,Ge:8.0-10.0wt.%,Th:0.4-0.6wt.%,Sc:0.2-0.3wt.%,Zn:14.0-20.0wt.%,Au:20.0-25.0wt.%，余量为铜。

上述一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺，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420度，保温0.4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450度，时间为0.6小时。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）目前，苗族首饰用合金主要是苗银合金，采用金合金的苗金首饰材料目前还没有形成丰富的苗金系列。随着近年来苗金首饰风暴的到来，苗金饰品走俏街头，需求量显著增加。同时具备黄色光泽且耐腐蚀的苗金合金并没有面世。此外，苗寨里姑娘一身首饰盛装，饰品可达半人高，部件多可达数百件，重逾二三十斤。这一身繁复的盛装首饰，承载了丰富而生动的苗族历史与文化。显然，如果能获得低密度苗金材料制备的苗金首饰，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）该材料进行了严格而高效的材料学优化，不仅使用性能有了大幅度的提升，加工性能也非常优异。该苗金合金的熔点比较低，维持在700-830度左右。金属液与铸型发生反应的机会和程度更小，且合金的抗吸气氧化能力较强，金属液的纯净度提高。对铸造首饰工艺而言，铸造工艺出品率一般较低，生产过程中会产生大量的浇道、废品等回用料。首饰企业基于生产成本和效率，总是希望尽可能采用回用料。由于合金在熔炼过程中，不避免地会发生挥发、氧化、吸气等问题，因此每一次铸造，合金的成分都会发生一定的变化，影响合金的冶金质量和铸造性能。合金重复使用过程中的性能恶化问题与合金本身的回用性能有密切关系。该合金经4次回用后铸造首饰件的外形轮廓清晰，表面光洁，无明显黑斑或变色，说明合金的回用性能良好。因而，该材料的产业化，不仅可以提高成品率，还可以通过多次回用大大降低生产成本。

（3）由于首饰要进行各种形式的精密铸造和锻造成型，合金的铸造性能对产品质量具有非常重要的影响。在铸造生产过程中，许多首饰企业经常被气孔、砂眼、缩松、夹渣、裂纹等多种铸造问题困扰，影响了生产的正常秩序，增加了生产成本。本专利申请保护的轻量化苗金合金，在凝固过程中枝晶间的空隙得到有效的补偿，因而铸件的密度高。它可以制造出高尺寸精度和低表面粗糙度的薄壁铸件，压铸件壁厚可达到最小壁厚为1mm的铸件，可铸出直径为0.5mm左右的小孔。具有低的液固相凝固温度范围，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。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40%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7.1-7.8g/cm³,而传统苗银合金的密度一般在10.0 g/cm³左右变动。由于大大降低了密度，对于一身苗饰盛装，饰品可达半人高，部件多可达数百件，重逾二三十斤的苗族妇女而言，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）该合金具有黄色的外在观感，且具有优异的加工和使用性能。目前市场上的苗银的铸态硬度比较低，往往不到60HV。本专利申请保护的苗金合金，由于进行了材料学上的结构和成分优化，因而具有极高的硬度，可以达到110-130HV。采用该合金制备的苗金首饰，即使指甲在表面划过也不会留下任何划痕。在正常使用4年后，表面也没有因接触硬物形成的使用划痕。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，其耐蚀性靠形成热力学稳定性较高的合金元素氧化膜。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。采用该材料制备的苗金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。

具体实施方式

实施例1

一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺。按重量百分比计，合金的组成为Li:0.6wt.%,Mg:12.0wt.%,Ge:8.0wt.%,Th:0.4wt.%,Sc:0.2wt.%,Zn:14.0wt.%,Au:20.0wt.%，余量为铜。上述一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺，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420度，保温0.4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450度，时间为0.6小时。

该苗金合金的熔点比较低，维持在700-830度左右。金属液与铸型发生反应的机会和程度更小，且合金的抗吸气氧化能力较强，金属液的纯净度提高。该合金经4次回用后铸造首饰件的外形轮廓清晰，表面光洁，无明显黑斑或变色，说明合金的回用性能良好。在凝固过程中枝晶间的空隙得到有效的补偿，因而铸件的密度高。它可以制造出高尺寸精度和低表面粗糙度的薄壁铸件，压铸件壁厚可达到最小壁厚为1mm的铸件，可铸出直径为0.5mm左右的小孔。该材料具有优异的低密度特性，密度维持在7.2g/cm³,而传统苗银合金的密度一般在10.0g/cm³左右变动。具有极高的硬度，可以达到110-130HV。采用该合金制备的苗金首饰，即使指甲在表面划过也不会留下任何划痕。在正常使用4年后，表面也没有因接触硬物形成的使用划痕。采用该材料制备的苗金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。

实施例2

一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺。按重量百分比计，合金的组成为Li:1.0wt.%,Mg:14.0wt.%,Ge:10.0wt.%,Th:0.6wt.%,Sc:0.3wt.%,Zn:20.0wt.%,Au:25.0wt.%，余量为铜。上述一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺，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420度，保温0.4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450度，时间为0.6小时。

该苗金合金的熔点比较低，维持在700-830度左右。金属液与铸型发生反应的机会和程度更小，且合金的抗吸气氧化能力较强，金属液的纯净度提高。该合金经4次回用后铸造首饰件的外形轮廓清晰，表面光洁，无明显黑斑或变色，说明合金的回用性能良好。在凝固过程中枝晶间的空隙得到有效的补偿，因而铸件的密度高。它可以制造出高尺寸精度和低表面粗糙度的薄壁铸件，压铸件壁厚可达到最小壁厚为1mm的铸件，可铸出直径为0.5mm左右的小孔。该材料具有优异的低密度特性，密度维持在7.1-7.8g/cm³,而传统苗银合金的密度一般在10.0g/cm³左右变动。具有极高的硬度，可以达到110-130HV。采用该合金制备的苗金首饰，即使指甲在表面划过也不会留下任何划痕。在正常使用4年后，表面也没有因接触硬物形成的使用划痕。采用该材料制备的苗金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。

实施例3

一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺。按重量百分比计，合金的组成为Li:0.8wt.%,Mg:13.0wt.%,Ge:9.0wt.%,Th:0.5wt.%,Sc:0.2wt.%,Zn:15.0wt.%,Au:24.0wt.%，余量为铜。上述一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺，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420度，保温0.4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450度，时间为0.6小时。

Claims

1.一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺；按照重量百分比,该合金的成分为:Li:0.6-1.0wt.%,Mg:12.0-14.0wt.%,Ge:8.0-10.0wt.%,Th:0.4-0.6wt.%,Sc:0.2-0.3wt.%,Zn:14.0-20.0wt.%,Au:20.0-25.0wt.%，余量为铜。

2.根据权利要求1所述一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺，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所述一种黄色低密度高硬度耐腐蚀低金含量苗金合金及其工艺，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420度，保温0.4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450度，时间为0.6小时。