CN110669961A - 一种高白高亮铜基补口合金 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高白高亮铜基补口合金，铜基补口合金按质量百分比包括：50~70wt%的Zn、0.8~3wt%的Sn、0.02~0.3wt%的B、0.2~2wt%的Ge、1~3wt%的In、0.2~1wt%的Si和0.02~0.2wt%的Mn，余量为Cu，其中，Cu和Zn制备为Cu‑Zn二元中间合金，B采用Cu‑B中间合金，Si采用Cu‑Si中间合金，Mn还采用Cu‑Mn中间合金，将Cu‑Zn中间合金、Cu‑B中间合金、Cu‑Si中间合金和Cu‑Mn中间合金还与Sn、In、Ge均匀混合后冶炼、造粒。采用本发明的铜基补口合金制备的925银铸件表面光滑，合金白度及亮度高。

Description

一种高白高亮铜基补口合金

技术领域

本发明属于合金领域，具体涉及一种高白高亮铜基补口合金。

背景技术

纯银具有美丽的颜色和光泽，在国内外历史上被广泛用作货币和工艺品，纯银由于质软、抗氧化能力弱、机械性能差等缺点，在首饰饰品行业的使用受到了极大制约。通过将首饰铸造用中间合金加入纯银制品中，可改善纯银制品各项性能。

纯银首饰制品使用最为广泛的是925银，即在92.5%的纯银中加入7.5%的补口合金，其中斯特林银Ag-7.5%Cu在英国有千年以上的使用历史。铜基补口合金中铜可提高925银合金机械性能，但是铜的抗氧化、抗硫化效果不及纯银，在铸造使用过程中极易形成红斑，影响银合金白度和亮度。添加锌可提高银合金白度和亮度，同时提高合金铸造性能。同时，锌元素在银合金中合金化程度低导致表面白斑，降低银合金亮度。由于锌熔点低易氧化，在铸造过程中极易挥发并形成氧化物，在铸件表面在表面形成氧化物夹杂和疏松，影响铸件表面质量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种高白高亮铜基补口合金，用于925银精密铸造中，获得铸件表面光滑，高温烧损低，银合金白度、亮度高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高白高亮铜基补口合金，用于925银饰品的精密铸造，其特征在于：铜基补口合金按质量百分比包括：50~70wt%的Zn、0.8~3wt%的Sn、0.02~0.3wt%的B、0.2~2wt%的Ge、1~3wt%的In、0.2~1wt%的Si和0.02~0.2wt%的Mn，余量为Cu。

进一步的，Sn的质量百分比为0.8wt%≤Sn＜1wt%，Ge和Si两种成分的质量百分比之和为1.5wt%≤Ge+Si≤2.5wt%。

进一步的，Sn的质量百分比为1wt%≤Sn＜3wt%，Ge和Si两种成分的质量百分比之和为0.4wt%≤Ge+Si≤1.5wt%。

进一步的，所述Cu和所述Zn还制备为Cu-Zn二元中间合金，所述B采用Cu-B中间合金，所述Si采用Cu-Si中间合金，所述Mn还采用Cu-Mn中间合金。

进一步的，所述Cu-Zn二元中间合金通过两次重复冶炼实现合金化，冶炼过程中采用氯化铵作为精炼剂覆盖。

进一步的，所述Cu-B中间合金为Cu-5wt%B中间合金。

进一步的，所述Cu-Si中间合金为Cu-16wt%Si中间合金。

进一步的，所述Cu-Mn中间合金为Cu-30wt%Mn中间合金。

进一步的，Cu-Zn中间合金、Cu-B中间合金、Cu-Si中间合金和Cu-Mn中间合金还与Sn、In、Ge均匀混合后在保护气氛下冶炼，冶炼的精炼剂包括30wt%硼砂、30wt%食盐和40wt%氟硼酸钾，冶炼完成后还通过造粒机进行补口合金造粒。

添加一定量锡及其他微量元素可提高合金流动性和机械性能，降低锌元素在高温下烧损，本发明的锡含量适量，避免添加过量锡会降低合金亮度和白度的弊端；同时铟、锗在铸造过程中形成液态氧化膜，保护银及其它元素不被氧化，可提高银合金亮度。添加微量硼和锰可降低合金熔液表面张力，去除内部氧化物。

本发明的有益效果为：本发明的一种高白高亮铜基补口合金，利用锌元素提高熔体流动性，降低表面张力，提高对模具的润湿性，降低铸件表面粗糙度，进而改善银合金铸造性能，提高银合金白度和亮度；利用铜元素提高合金机械性能；通过添加锡元素，降低锌元素高温挥发性，提高合金流动性，改善铸件表面质量；添加铟元素可细化晶粒，提高合金机械性能，降低合金熔点，提高合金流动性；添加锗、硅元素是合金优良的脱氧剂，提高合金铸造性能，同时漂白合金，增加银合金白度和亮度；添加硼、锰元素防止铸造过程中银及其它元素氧化，提高亮度。通过重复验证试验，得出最佳成分范围及合金冶炼铸造工艺，本发明通过将以上成分合理搭配并多次试验证明，采用本发明的铜基补口合金制备的925银铸件表面光滑，合金白度及亮度高，具有广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为实施例1的925银表面微观形貌图；

图2为实施例2的925银表面微观形貌图；

图3为实施例3的925银表面微观形貌图；

图4为实施例4的925银表面微观形貌图。

具体实施方式

为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。

实施例1

一种高白高亮铜基补口合金，成分设计为：按质量百分比，Zn：50%；Sn：1%；B：0.05%；Ge：0.4%；In：1.5%；Si：0.8%；Mn：0.2%；Cu余量。先制备Cu-5%B、Cu-16%Si、Cu-30%Mn铜基二元中间合金，将制备的二元中间合金取样分析成分。将余量Cu与Zn冶炼制备成二元中间合金，取样分析成分，对比成分后进行二次冶炼。冶炼过程中利用氯化氨作为覆盖剂，将合金完全除气脱硫。随后将Cu-Zn合金、Cu-B合金、Cu-Si合金、Cu-Mn合金与Sn、In、Ge均匀混合在保护气氛下冶炼，并采用30%硼砂，30%食盐，40%氟硼酸钾作为精炼剂覆盖，最终熔炼并通过造粒机制成铜基补口合金。将92.5%纯银与7.5%铜基补口合金完全混合，在保护气氛炉中冶炼925银合金，待炉温保持在980℃，等待30s，合金熔液浇铸在平面尺寸Φ35mm，厚度10mm，用浓度30%的氢氟酸酸浸泡去除试样表面氧化物，试样损耗重量与配比实际重量相比损耗率为0.085%。试样清洗后使用600#、800#、1000#、2000#砂纸打磨，再抛光处理，使用压缩空气将表面吹干，在YT-ACM全自动色度仪测试颜色数据。CLELAB方法是珠宝领域普遍采用的方法，将颜色代替为一个三坐标系统，其中a*、b*为色度指数，L*为明度指数，其中a*表示红色或绿色的强度（100为全红，-100为全绿），b*表示黄色或蓝色的强度（100为全黄，-100为全蓝），测试结果为L*=75.40；a*=2.25；b*=0.66。对925银进行微观组织观察，组织无气孔、疏松、夹杂等铸造缺陷，表面质量高，附图1为实施例1的925银表面微观形貌图。

实施例2

一种高白高亮铜基补口合金，成分设计为：按质量百分比，Zn：50%；Sn：0.8%；B：0.1%；Ge：1%；In：2%；Si：0.8%；Mn：0.1%；Cu余量。先制备Cu-5%B、Cu-16%Si、Cu-30%Mn铜基二元中间合金，将制备的二元中间合金取样分析成分。将余量Cu与Zn将Cu-Zn冶炼制备成铜基二元中间合金，取样分析成分，对比成分后进行二次冶炼。冶炼过程中利用氯化氨作为覆盖剂，将合金完全除气脱硫。随后将Cu-Zn合金、Cu-B合金、Cu-Si合金、Cu-Mn合金与Sn、In、Ge均匀混合在保护气氛下冶炼，并采用30%硼砂，30%食盐，40%氟硼酸钾作为精炼剂覆盖，最终熔炼并通过造粒机制成铜基补口合金。将92.5%纯银与7.5%铜基补口合金完全混合，在保护气氛炉中冶炼925银合金，待炉温保持在980℃，等待30s，合金熔液浇铸在平面尺寸Φ35mm，厚度10mm，用浓度30%的氢氟酸酸浸泡去除试样表面氧化物，试样损耗重量与配比实际重量相比损耗率为0.095%。试样清洗后使用600#、800#、1000#、2000#砂纸打磨，再抛光处理，使用压缩空气将表面吹干，在YT-ACM全自动色度仪测试颜色数据。CLELAB方法是珠宝领域普遍采用的方法，将颜色代替为一个三坐标系统，其中a*、b*为色度指数，L*为明度指数，其中a*表示红色或绿色的强度（100为全红，-100为全绿），b*表示黄色或蓝色的强度（100为全黄，-100为全蓝），测试结果为L*=87.40；a*=-1.96；b*=3.22。对925银进行微观组织观察，组织无气孔、疏松、夹杂等铸造缺陷，表面质量高，附图2为实施例2的925银表面微观形貌图。

实施例3

一种高白高亮铜基补口合金，成分设计为：按质量百分比，Zn：60%；Sn：0.9%；B：0.1%；Ge：1.4%；In：2%；Si：0.6%；Mn：0.05%；Cu余量。先制备Cu-5%B、Cu-16%Si、Cu-30%Mn铜基二元中间合金，将制备的二元中间合金取样分析成分。将余量Cu与Zn将Cu-Zn冶炼制备成铜基二元中间合金，取样分析成分，对比成分后进行二次冶炼。冶炼过程中利用氯化氨作为覆盖剂，将合金完全除气脱硫。随后将Cu-Zn合金、Cu-B合金、Cu-Si合金、Cu-Mn合金与Sn、In、Ge均匀混合在保护气氛下冶炼，并采用30%硼砂，30%食盐，40%氟硼酸钾作为精炼剂覆盖，最终熔炼并通过造粒机制成铜基补口合金。将92.5%纯银与7.5%铜基补口合金完全混合，在保护气氛炉中冶炼925银合金，待炉温保持在980℃，等待30s，合金熔液浇铸在平面尺寸Φ35mm，厚度10mm，用浓度30%的氢氟酸酸浸泡去除试样表面氧化物，试样损耗重量与配比实际重量相比损耗率为0.105%。试样清洗后使用600#、800#、1000#、2000#砂纸打磨，再抛光处理，使用压缩空气将表面吹干，在YT-ACM全自动色度仪测试颜色数据。CLELAB方法是珠宝领域普遍采用的方法，将颜色代替为一个三坐标系统，其中a*、b*为色度指数，L*为明度指数，其中a*表示红色或绿色的强度（100为全红，-100为全绿），b*表示黄色或蓝色的强度（100为全黄，-100为全蓝），测试结果为L*=89.60；a*=-0.69；b*=4.66。对925银进行微观组织观察，组织无气孔、疏松、夹杂等铸造缺陷，表面质量高，附图3为实施例3的925银表面微观形貌图。

实施例4

一种高白高亮铜基补口合金，成分设计为：按质量百分比，Zn：70%；Sn：3%；B：0.5%；Ge：0.4%；In：1%；Si：0.2%；Mn：0.1%；Cu余量。先制备Cu-5%B、Cu-16%Si、Cu-30%Mn铜基二元中间合金，将制备的二元中间合金取样分析成分。将余量Cu与Zn将Cu-Zn冶炼制备成铜基二元中间合金，取样分析成分，对比成分后进行二次冶炼。冶炼过程中利用氯化氨作为覆盖剂，将合金完全除气脱硫。随后将Cu-Zn合金、Cu-B合金、Cu-Si合金、Cu-Mn合金与Sn、In、Ge均匀混合在保护气氛下冶炼，并采用30%硼砂，30%食盐，40%氟硼酸钾作为精炼剂覆盖，最终熔炼并通过造粒机制成铜基补口合金。将92.5%纯银与7.5%铜基补口合金完全混合，在保护气氛炉中冶炼925银合金，待炉温保持在980℃，等待30s，合金熔液浇铸在平面尺寸Φ35mm，厚度10mm，用浓度30%的氢氟酸酸浸泡去除试样表面氧化物，试样损耗重量与配比实际重量相比损耗率为0.114%。试样清洗后使用600#、800#、1000#、2000#砂纸打磨，再抛光处理，使用压缩空气将表面吹干，在YT-ACM全自动色度仪测试颜色数据。CLELAB方法是珠宝领域普遍采用的方法，将颜色代替为一个三坐标系统，其中a*、b*为色度指数，L*为明度指数，其中a*表示红色或绿色的强度（100为全红，-100为全绿），b*表示黄色或蓝色的强度（100为全黄，-100为全蓝），测试结果为L*=88.67；a*=-0.21；b*=3.13。对925银进行微观组织观察，组织无气孔、疏松、夹杂等铸造缺陷，表面质量高，附图4为实施例4的925银表面微观形貌图。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种高白高亮铜基补口合金，用于925银饰品的精密铸造，其特征在于：铜基补口合金按质量百分比包括：50~70wt%的Zn、0.8~3wt%的Sn、0.02~0.3wt%的B、0.2~2wt%的Ge、1~3wt%的In、0.2~1wt%的Si和0.02~0.2wt%的Mn，余量为Cu。

2.根据权利要求1所述的一种高白高亮铜基补口合金，其特征在于：Sn的质量百分比为0.8wt%≤Sn＜1wt%，Ge和Si两种成分的质量百分比之和为1.5wt%≤Ge+Si≤2.5wt%。

3.根据权利要求1所述的一种高白高亮铜基补口合金，其特征在于：Sn的质量百分比为1wt%≤Sn＜3wt%，Ge和Si两种成分的质量百分比之和为0.4wt%≤Ge+Si≤1.5wt%。

4.根据权利要求1所述的一种高白高亮铜基补口合金，其特征在于：所述Cu和所述Zn还制备为Cu-Zn二元中间合金，所述B采用Cu-B中间合金，所述Si采用Cu-Si中间合金，所述Mn采用Cu-Mn中间合金。

5.根据权利要求4所述的一种高白高亮铜基补口合金，其特征在于：所述Cu-Zn二元中间合金通过两次冶炼实现合金化，冶炼过程中的精炼剂为氯化铵。

6.根据权利要求4所述的一种高白高亮铜基补口合金，其特征在于：所述Cu-B中间合金为Cu-5wt%B中间合金。

7.根据权利要求4所述的一种高白高亮铜基补口合金，其特征在于：所述Cu-Si中间合金为Cu-16wt%Si中间合金。

8.根据权利要求4所述的一种高白高亮铜基补口合金，其特征在于：所述Cu-Mn中间合金为Cu-30wt%Mn中间合金。

9.根据权利要求4~8任一项所述的一种高白高亮铜基补口合金，其特征在于：Cu-Zn中间合金、Cu-B中间合金、Cu-Si中间合金和Cu-Mn中间合金还与Sn、In、Ge混合均匀后在保护气氛下冶炼，冶炼的精炼剂包括30wt%硼砂、30wt%食盐和40wt%氟硼酸钾，冶炼完成后还通过造粒机进行补口合金造粒。

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