CN110317968A - 一种首饰用抗变色银合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种首饰用抗变色银合金及其制备方法，属于合金材料领域。本发明的首饰用抗变色银合金由下述组分按重量百分比组成：Cu 1‑8％；Ni 0.5‑4％；Zr 0‑0.5％；Al 0.2‑2％；Mo 0.2‑1％，余量为Ag；本发明采用粉末冶金工艺制备上述银合金，通过预烧结和放电等离子烧结，有效改善了传统熔炼过程中元素烧蚀的缺陷，产品在烧结过程中氧化小，产品致密度高。在此工艺基础上，本发明制得的一种新配方的银合金在正常佩戴过程中具有较好的抗变色能力，银合金产品塑性良好，能保证首饰行业的加工要求。
Description
技术领域
本发明涉及合金材料领域，尤其涉及一种首饰用抗变色银合金及其制备方法。
背景技术
银相比其他贵金属，有着更好的延展可加工性，能够加工成形状复杂的饰品，银也因此成为制作贵重饰品的主要材料之一。世界首饰用银量十分庞大，但不论是100％纯银还是925银等银产品，在含有硫离子的人体汗液或大气中，饰品中的银容易与含硫化合物发生反应而变色。同时，银在一定条件下与氧也会发生反应，由于氧的标准电极电位为+1.229V，高于Ag的标准电极电位+0.7991V。因此，在有氧条件下，Ag表现出热力学不稳定性，空气中的O2可以氧化Ag，生成产物皆为灰白色固体。
对于首饰用银合金而言，其应用要求与电子、航空航天等行业的要求不同，主要有三点：第一，首饰用银合金银含量较高，一般不低于为92.5％，银含量少则合金光泽难以达到标准。第二，首饰用银合金对强度和硬度要求不高，但必须具有一定的延展性，便于后期进行加工制作。第三，首饰用银合金在复杂的佩戴条件下，需要同时具备在干燥条件、轻微摩擦和湿态环境下的综合抗变色能力。
尽管当前已经有部分专利通过在银合金中添加各种元素来改善其抗变色能力，但仍有以下两点局限性难以解决。第一，工艺方面仍采用传统的熔炼技术，无论是真空熔炼还是中高频感应熔炼，由于各种添加元素的熔点和蒸发压与银不同，容易造成元素烧蚀等问题，最终产品的成分控制难以得到保证。第二，添加的元素往往只考虑在烘箱、真空干燥或者湿态环境下的抗变色行为，在真实的佩戴情况下难以保证抗变色能力。因此，当前主要解决方案是采用电镀或PVD等表面处理技术，在银合金表面增加一层铂、铑、钯等镀层。表面改性工艺成本较低、且抗腐蚀变色效果优良，经过这些方法处理后，银合金的抗变色性能会显著提高，但是由于表面镀膜较薄的缺点，如果产生磕碰容易出现划痕，则划痕处暴露的银仍会被腐蚀产生变色，通常消费者佩戴2-3年后容易发生表面变黑变褐等现象。因此当前迫切需要从银合金成分及制备方式两方面提高银的抗变色能力。
发明内容
有鉴于此，本发明从银在电子材料中的应用中得到启发，通过使用粉末冶金工艺流程，制备了一种新配方的银合金，能达到首饰用的要求，具有较好的抗变色能力；其中银合金配方中Cu的添加能显著改善其塑性加工能力，其他元素的添加对提高银合金的电极电位进而提高抗变色能力起到了良好的协同效应。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
在本发明中，提供了一种首饰用抗变色银合金，其合金成分由下述组分按重量百分比组成：Cu 1-8％；Ni 0.5-4％；Zr 0-0.5％；Al 0.2-2％；Mo 0.2-1％，余量为Ag。
进一步的，所述首饰用抗变色银合金由下述组分按重量百分比组成：Ag 92.5％；Cu 2％；Ni 4％；Al 1％；Mo 0.5％。
在本发明中，另一方面还提供了一种制备上述首饰用抗变色银合金的方法，包括以下步骤：
(1)将纯银粉末与其他组分的粉末按比例混合形成混合粉；
(2)将混合后的粉末进行球磨处理，球磨时间为10-20小时，球磨至占绝大多数重量的银粉末成片状；
(3)将球磨后的粉末压制成板材、棒材或其他所需要的形状，制成胚体，压制压力为200MP以上；
(4)将压制成型的坯体放置于烧结炉中进行预烧结，烧结温度为380-450℃，烧结时间不超过20分钟；
(5)将预烧结的坯体使用放电等离子体方法再次进行烧结，烧结温度为750-850℃，烧结压力不低于20MPa，时间不超过10分钟，制得抗变色银合金，用于首饰加工。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有的有益效果如下：本发明采用粉末冶金工艺，通过预烧结和放电等离子烧结，有效改善了传统熔炼过程中元素烧蚀的缺陷，产品在烧结过程中氧化小，产品致密度高。在此工艺基础上，本发明制得的新配方银合金在正常佩戴过程中具有较好的抗变色能力，银合金产品塑性良好，能保证首饰行业的加工要求。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为本发明实施例1制备的抗变色银合金采用人工汗液测试其抗变色能力图；
图2为商业用925银采用人工汗液测试其抗变色能力图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
实施例1：抗变色银合金样品的制备
(1)将以下重量份的组分：Ag 92.5％，Cu 2％，Mo 0.5％，Ni 4％，Al 1％混合，形成混合粉。
(2)将步骤(1)混合后的粉末球磨10小时，其中混合粉中占绝大部分重量的银粉末成片状。
(3)将步骤(2)中球磨后的粉末在200MP的压制压力下压制成胚体。
(4)将步骤(3)中压制成型的坯体放置于烧结炉中进行预烧结，在400℃下烧结20分钟。
(5)将步骤(4)预烧结获得的坯体使用放电等离子体方法再次进行烧结，烧结温度为750℃，烧结压力为45MPa，烧结时间为10分钟，制得抗变色银合金样品1。
抗变色测试
配置人工汗液，人工汗液的成分为：氯化钠(NaCl)20g/L、氯化铵(NH4Cl)17.5g/L、尿素(CH4N2O)5g/L、醋酸(CH3COOH)2.5g/L、乳酸(C3H6O3)15g/L，再加入氢氧化钠(NaOH)调节pH值至4.7左右。
将实施例1制得的样品1和商用925银试样分别用25ml上述配制的人工汗液浸泡，然后放入37℃的烘箱中，浸泡时间段为24h、48h、72h、96h。每次浸泡结束后，将两个试样放入酒精溶液中用超声波清洗，取出后用清水冲洗试样表面，再用吹风机烘干。
最终腐蚀完成后，观察实施例1制得的样品1和商用925银试样的表面腐蚀程度和变色程度，分别对其表面形貌进行扫描电镜分析测试，它们的测试结果分别如图1和图2所示。
对比图1和图2，可以看出：在相同的腐蚀条件下，相比于商用925银，本发明实施例1基于粉末冶金工艺制备出的一种新配方银合金样品1表面平整度更高、腐蚀面积更小，具有更好的抗变色能力。
这一现象说明了本发明创造性的采用的粉末冶金工艺，通过预烧结和放电等离子烧结制备的银合金，有效改善了传统熔炼过程中元素烧蚀的缺陷，银合金产品在烧结过程中氧化小、致密度高。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种首饰用抗变色银合金，其特征在于，该银合金由下述组分按重量百分比组成：Cu1-8％；Ni 0.5-4％；Zr 0-0.5％；Al 0.2-2％；Mo 0.2-1％，余量为Ag。
2.根据权利要求1所述的一种首饰用抗变色银合金，其特征在于，该银合金由下述组分按重量百分比组成：Ag 92.5％；Cu 2％；Ni 4％；Al 1％；Mo 0.5％。
3.一种制备如权利要求1-2任一项所述首饰用抗变色银合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将纯银粉末与其他组分的粉末按比例混合形成混合粉；
(2)将混合后的粉末进行球磨处理，球磨时间为10-20小时，球磨至占绝大部分重量的银粉末成片状；
(3)将球磨后的粉末压制、制成胚体，压制压力为200MP以上；
(4)将压制成型的坯体放置于烧结炉中进行预烧结；
(5)将预烧结的坯体使用放电等离子体方法再次进行烧结，制得抗变色银合金，用于首饰加工。
4.根据权利要求3所述的一种制备首饰用抗变色银合金的方法，其特征在于，在步骤(4)中，预烧结的烧结温度为380-450℃、烧结时间不超过20分钟。
5.根据权利要求4所述的一种制备首饰用抗变色银合金的方法，其特征在于，在步骤(5)中，使用放电等离子体方法再次进行烧结的烧结温度为750-850℃、烧结压力不低于20MPa、时间不超过10分钟。
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