CN112695224B - 一种铂基硬质合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及合金制造，属于金属材料领域。一种铂基硬质合金及其制备方法，该铂合金材料由以下质量组分的合金成分组成：铂85.0～86.0％，铜8～9％，锌0.1～0.3％，镍0.5～1.5％，钌2～4％，钴1.5～2.5％。在真空电弧炉中将铂，铜，锌，镍，钌和钴按上述比例进行配料真空熔炼，将熔炼好的铂合金在真空电阻炉中进行固溶处理，水淬至室温，再经过时效处理，再水淬，制得铂基硬质合金。本发明制备的铂基硬质合金材料有较大的硬度，可达350HV以上，具有高强度、良好的光泽度和良好的抗腐蚀性，且成本较低，很好的满足铂首饰尤其是珠宝镶嵌类饰品的使用。

Description

一种铂基硬质合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及铂合金加工领域，尤其涉及一种铂基硬质合金及其制备方法。
背景技术
铂作为贵金属，以其独有的纯白颜色和美学色泽，深受人们的喜爱。铂具有良好的理化性质,在首饰上有着广泛的使用。
铂具有良好的化学稳定性，但与其他贵金属材料相比，通常硬度和强度很低，退火态硬度约40HV,在佩戴过程中容易出现磨损或者变形，尤其是足铂材料作为镶嵌托架等时，强度不佳导致支撑能力不足，需要进一步进行强化，否则不能像其他贵金属一样制作成各种新颖款式，难以广泛用于珠宝镶嵌领域。
相比而言，足铂饰品因其性能上的缺陷，导致应用领域受限，铂合金饰品具有更好的硬度和光泽度应用范围更广。但现有饰品中铂合金的成分主要包含钯、铑、钇、钌、金、锇等贵金属，使得铂合金的成本价格反而比铂金的价格还要高。
本发明的主要目的在于，开发一种具有较高的硬度和强度的铂-普通金属的合金材料，同时具有现有铂合金高强度、良好的光泽度和良好的抗腐蚀性等优点，很好的满足铂首饰尤其是珠宝镶嵌类饰品的使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有铂饰品加工性能的不足，提供一种铂基硬质合金及其制备方法。
技术方案
一种铂基硬质合金，该铂基硬质合金由以下质量组分的合金成分组成：铂85.0～86.0%，铜8～9%，锌0.1～0.3%，镍0.5～1.5%，钌2～4%，钴1.5～2.5%。
本发明还提供上述铂基硬质合金的制备方法，步骤包括：
a.称取如下质量组分的物料：铂85.0～86.0%，铜8～9%，锌0.1～0.3%，镍0.5～1.5%，钌2～4%，钴1.5～2.5%，熔炼获得合金原料；
b.将所制备合金原料进行固溶处理后进行水淬；
c.进行时效处理，再水淬，即可得到铂基硬质合金。
进一步，步骤a中所述熔炼为真空电弧熔炼；所述真空熔炼在氩气保护条件下进行。
进一步，所述真空熔炼电流为80～120A。
进一步，步骤a中熔炼的温度为1850～2050℃，为保证熔炼均匀，反复熔炼2～5次，间隔时间10min，每次熔炼的时间为60～180 s。
进一步，步骤b中所述固溶处理的温度为1000～1200℃，固溶处理的时间为0.5～1h，水淬至室温。
进一步，步骤c中时效处理的温度为600～800℃，时效处理的时间为0.5～1h，再水淬至室温。
进一步，步骤a、b中时效处理、固溶处理均在氩气保护条件下进行。
有益效果
本技术方案提供一种铂基硬质合金，由铂、铜、锌、镍、钌和钴六种普通金属元素组成，合金硬度达到350HV以上，具有高强度、良好的光泽度和良好的抗腐蚀性，且有效降低了铂合金添加其他贵金属导致成本过高的问题，很好的满足铂首饰尤其是珠宝镶嵌类饰品的使用。本发明中以铂为主要成分元素，铜、锌、镍、钌和钴五种金属元素作为添加，充分考虑其他材料与铂的合金化，其中，铜、镍、钴是铂的主要强化元素，钌可以显著提高合金铸造性能和抗变色能力，锌能降低合金熔点，改善铸造性和可加工性，各金属的混合使得合金成分更加均匀，具备较高的硬度和光泽度及良好的抗腐蚀性，具有极大的应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。
实施例1
一种铂基硬质合金及其制备方法，称取如下质量组分的物料：铂85.4%，铜8.4%，锌0.2%，镍1.0%，钌3.0%，钴2.0%，混合后，放入真空电弧炉中，氩气保护下，进行真空电弧熔炼，熔炼温度为2050℃，熔炼2次，每次间隔10min，冷却后，制成合金原料。将合金原料依次进行固溶处理（1200℃，0.5h）-水淬-时效处理（800℃，0.5h）-水淬，即可得到铂合金。
从铂合金样品中间部位切下几块，进行硬度测试，试验力0.5kg，保持时间15s，随机取5个点，取平均值。
实施例2
一种铂基硬质合金及其制备方法，称取如下质量组分的物料：铂85.0%，铜8.5%，锌0.2%，镍1.3%，钌3.0%，钴2.0%，混合后，放入真空电弧炉中，氩气保护下，进行真空电弧熔炼，熔炼温度为1950℃，熔炼2次，每次间隔15min，冷却后，制成合金原料。将合金原料依次进行固溶处理（1100℃，0.8h）-水淬-时效处理（700℃，0.8h）-水淬，即可得到铂合金。
从铂合金样品中间部位切下几块，进行硬度测试，试验力0.5kg，保持时间15s，随机取5个点，取平均值。
实施例3
一种铂基硬质合金及其制备方法，称取如下质量组分的物料：铂86.0%，铜8.0%，锌0.2%，镍1.0%，钌2.8%，钴2.0%，混合后，放入真空电弧炉中，氩气保护下，进行真空电弧熔炼，熔炼温度为1850℃，熔炼5次，每次间隔7min，冷却后，制成合金原料。将合金原料依次进行固溶处理（1000℃，1.0h）-水淬-时效处理（650℃，1.0h）-水淬，即可得到铂合金。
从铂合金样品中间部位切下几块，进行硬度测试，试验力0.5kg，保持时间15s，随机取5个点，取平均值。
实施例4
一种铂基硬质合金及其制备方法，称取如下质量组分的物料：铂100%，放入真空电弧炉中，氩气保护下，进行真空电弧熔炼，熔炼温度为1950℃，熔炼2次，每次间隔10min，冷却后，制成铂合金原料。将铂合金原料进行固溶处理（1200℃，0.5h）-水淬-时效处理（800℃，0.5h）-水淬，即可得到铂合金。
实施例5 硬度检测
从铂合金样品中间部位切下几块，进行硬度测试，试验力0.2kg，保持时间15s，随机取5个点，取平均值。
检测依据：GB/T4340.1-2009 试验环境温度：室温
将实施例1～4获得的铂合金样品进行维氏硬度测试，测试结果如下表所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
由表中实施例1～4获得的铂合金样品的硬度结果来看，本发明获得的铂合金平均硬度达到了350HV以上，比高纯铂硬度有了大幅提高。从本技术方案实际效果来看，该比例下的强化元素含量，如该比例下铜、镍、钴含量对提高铂合金的强化有着显著的作用。
综上，本发明所述为一种铂基硬质合金，由铂、铜、锌、镍、钌和钴六种金属元素组成，合金硬度达到350HV以上，具有高强度、良好的光泽度和良好的抗腐蚀性，很好的满足铂首饰尤其是珠宝镶嵌类饰品的使用。

Claims (5)

1.一种铂基硬质合金制备方法，其特征在于，该铂基硬质合金由以下质量组分的金属成分组成：铂85.0～86.0%，铜8～9%，锌0.1～0.3%，镍0.5～1.5%，钌2～4%，钴1.5～2.5%，制备步骤包括：
a.称取如下质量组分的物料：铂85.0～86.0%，铜8～9%，锌0.1～0.3%，镍0.5～1.5%，钌2～4%，钴1.5～2.5%，熔炼获得合金原料；
b.将所制备合金原料进行固溶处理后进行水淬；
c.进行时效处理，再水淬，即得到铂基硬质合金；
所述固溶处理的温度为1000～1200℃，固溶处理的时间为0.5～1h，水淬至室温；所述时效处理的温度为600～800℃，时效处理的时间为0.5～1h，再水淬至室温。
2.如权利要求1所述的铂基硬质合金制备方法，其特征在于，所述熔炼为真空电弧熔炼；所述真空熔炼在氩气保护条件下进行。
3.如权利要求2所述的铂基硬质合金制备方法，其特征在于，所述真空电弧熔炼的电流为80～120A。
4.如权利要求1所述的铂基硬质合金制备方法，其特征在于，步骤a中熔炼的工艺包括：在1850～2050℃的熔炼温度下，熔炼60～180秒钟，间隔7～15min后重复上述熔炼工艺2～3次，确保熔炼均匀。
5.如权利要求2～4任意一项所述的铂基硬质合金制备方法，其特征在于，时效处理、固溶处理均在氩气保护条件下进行。
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