CN1093566C - 一种足金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种足金及其制备方法，该足金成分重量百分比中0.1%＜Ti≤1.0%或0.1%＜Ti≤0.95%再加0.05-0.15%的Y；余量为Au。该足金在氩气保护下于1300℃-1700℃熔炼，再依次于650℃-840℃进行固溶处理、塑性加工，最后在低于350℃进行0.5-15小时时效处理。所述足金高硬度、高强度，HV可达1.50GPa，σ_b≥0.500GPa并且具有同纯金相同的高质量外观与色调。

Description

一种足金及其制备方法

本发明涉及一种足金及其制备方法。

纯金色泽美观、耐腐蚀，但是强度和硬度很低，在60％的塑性变形下维氏硬度HV0.588GPa、抗拉强度σ_b0.230GPa、退火状态下则分别为HV0.245-0.265GPa、σ_b0.120GPa。由其制成的装饰品和首饰等在制造和使用中易受到磨损、变形、弯折甚至断裂。因此，通常加入Ag、Co、Cu等元素，制成18K、14K金合金，以改善其性能，但这些金合金含金量降低，导致外观以及价值的下降。申请号97116159.3，公开号CN1179475A的中国专利申请“金合金及其制备方法”提供了一种足金及其制造方法，该足金按重量计的成分是：至少0.06％Co，至少0.03％Ge，余量为至少99％或者99.9％Au和偶然杂质。其制备方法是：首先通过熔炼提供符合前述成份要求的足金锭，然后在300℃～500℃的温度下进行10～60分钟的时效处理；或者在至少700℃的温度下固溶热处理之后，再进行时效处理以提高足金硬度。但是这种足金的硬度仍然较低，维氏硬度在1.47GPa以下，并且没有提到抗拉强度是否得到了改善。

本发明的目的是提供一种抗拉强度σ_b≥0.500GPa、维氏硬度HV1.37～1.76GPa的高性能足金材料，同时改善耐磨性与抗弯折变形的能力，实现这一目的的足金材料，在组成成份中加入少量Ti或Y。本发明的另一目的是提供制备上述高性能足金的方法，其特点是对符合所需足金成分要求的铸锭进行低温形变热处理，以提高和改善其性能。

实现本发明目的这种足金，其成份重量百分比中：

0.1％＜Ti≤1.0％，余量为Au。

这种足金，也可以在其成份重量百分比中：

0.1％＜Ti≤0.95％、0.05％≤Y≤0.15％，余量为Au。

上述足金，可依次经过固溶处理、塑性加工和时效处理。

制备上述足金的方法是：通过熔炼形成符合上述足金成份重量百分比的铸锭，然后进行低温形变热处理，其中：

(1)熔炼过程在氩气保护下进行；

(2)所述低温形变热处理步骤依次为：对铸锭进行固溶处理、

   塑性加工，再进行时效处理。

在这种制备足金的方法中，可以限定：

熔炼过程所用氩气纯度≥99.99％、压力0.04-0.06MPa，熔炼温度1300℃-1700℃，

固溶处理温度650℃-840℃，

时效处理温度≤350℃、时间为0.5-15小时。

上述方法，还可以进一步要求：

熔炼在中频感应炉中进行、温度1500℃-1650℃，

固溶处理温度700℃-800℃，

塑性加工过程含有退火工序，

时效处理温度160℃-320℃，时间0.5-10小时。

本发明的足金在制造和使用过程中，具有良好的抗损伤能力，其抗拉强度σ_b≥0.500GPa、维氏硬度HV可达到1.5GPa，焊接性能优良，可以增加足金装饰品、首饰款式设计的自由度，并且足金的颜色丝毫不逊于纯金、外观质量还强于纯金。

以下结合实施例进一步说明本发明的技术效果。

为了控制足金的成分在规定范围之内，选用纯度在99.9％以上的原料Au、Ti、Y。Ti和Y是极其活泼的元素，在大气下加热易氧化，因此在熔炼前将中频感应炉反复抽真空三次或三次以上；为了抑制合金溶液的高温挥发与氧化，在氩气保护下熔炼。表1为三种试样的成分重量百分比。

足金需经过铸造与冷加工，才能制成各种型材。固溶处理后塑性加工时，希望足金具有良好的塑性，易于承受塑性变形；但是，由于变形过程中变形抗力的升高和塑性的下降，往往使继续变形、加工成所需形状与尺寸的半成品发生困难，因而可以在塑性变形过程中，增加退火工序，以消除加工硬化对继续塑性变形的影响。为了提高成品的力学性能，应增大最后一次塑性加工时的总变形率。见表二和表三。

制成成品使用时，则希望它具有足够高的强度、硬度，耐磨损、不易变形、弯折与断裂。然而加工硬化效果是有限的，而且变形组织存在各向异性，因而材料力学性能与耐蚀性等存在各向异性。为进一步提高足金的综合性能，在塑性加工后，进行低温时效处理。三种试样经时效处理不同时间的强度与硬度分别见表4、表5、表6。

     表1 01^#、02^#、03^#足金成分重量百分比(％)试样         Au         Ti         Y       元素(杂质)01^#       99.03       0.96                    0.0102^#       99.08       0.81       0.096        0.01403^#       99.02       0.87       0.100        0.01

    表2 01#、02#、03#足金制备工艺(一)试样    熔炼温度    氩气压力    固溶处理温度  固定处理时间01^#    1600℃       0.06MPa        800℃       30分02^#    1600℃       0.06MPa        650℃       30分03^#    1500℃       0.04MPa        810℃       30分

    表3 01#、02#、03#足金制备工艺(二)

        塑性加工      塑性加工过程      最后一次塑性试样

         次    数       退 火 次 数      加工总变形率01^#            10            9(800℃)          85％02^#            10            9(800℃)          85％03^#            8             7(810℃)          90％

表4 01#足金在260℃时效处理不同时间后的力学性能时间/小时         0         2         7        10HV/GPa          1.140     1.543     1.507     1.301σ_b/GPa        0.503     0.679     0.665     0.661

表5 02#足金在260℃时效处理不同时间后的力学性能时间/小时      0           2           7         10HV/GPa       1.034       1.200       1.613      1.043σ_b/GPa     0.498       0.539       0.548      0.548

表6  03#足金在260℃时效处理不同时间后的力学性能时间/小时      0           2           7         10HV/GPa       1.070       1.430       1.622      1.276σ_b/GPa     0.510       0.567       0.564      0.565

Claims (4)

1、一种足金，其成份重量百分比中：

0.1％＜Ti≤1.0％，余量为Au。

2、如权利要求1所述的一种足金，其特征为其成份重量百分比中：

0.1％＜Ti≤0.95％、0.05％≤Y≤0.15％。

3、一种制备足金的方法，通过熔炼形成符合权利要求1或2所述足金成份重量百分比的铸锭，然后进行低温形变热处理，其特征为：

(1)熔炼过程在氩气保护下进行，熔炼过程所用氩气纯度≥99.99％、压

   力0.04～0.06Mpa，熔炼温度1300℃～1700℃；

(2)所述低温形变热处理步骤依次为：对铸锭进行固溶处理、塑性加工，

   再进行时效处理，

   固溶处理温度650℃～840℃，

   时效处理温度≤350℃、时间为0.5～15小时。

4、如权利要求3所述的方法，其特征为：熔炼在中频感应炉中进行、温度1500℃～1650℃，固溶处理温度700-800℃，塑性加工过程含有退火工序，时序处理温度160℃～320℃，时间0.5～10小时。