CN1141957A - 金色耐汗液浸蚀铜基合金 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金色耐汗液浸蚀铜基合金，其组分(重量百分比)为：15-25％Zn，2-6％Al，0.1-1.2％Si，0.01-1.0％Re，余量为铜。经机械抛光的合金试样具有相当18k金成色，在人工汗液中浸泡452天后尚无锈迹，保持金黄光泽。合金具有良好铸造性能、压力加工性能和可焊性，σb＝240～260MPa，δ＝50～55％，HB50～60，合金适用于制造装饰件和结构件。
Description
本发明涉及一种铜基合金，特别是耐汗液浸蚀的金色铜基合金。
现有技术中，已公开的专利有：美国专利：US.36.655.367； US3.958.322；US.3.988.633； US.4.113.475；US.4.493.736；US.4.589.938。日本专利：JP61.143.545；Jp61.243.141；JP85.041.692。这些专利文献报道的仿金合金按其主要元素组成大致可以分为三类，即铝青铜基、黄铜基和铝黄铜基合金，在这些基体中含有一种或多种微量元素，如Au、Pt、Pd、In、Ir、Ag、Ti等。
1984年联邦德国专利DE3235873发布，含1-7％Sn，1-7％Al的铜合金，用于制造钟表、首饰、奖杯等。1987年中国专利CN87102903，金色抗变暗铜基装饰合金及制造方法(1988年4月6日公布)。这二个专利分别是无稀土和含稀土铜铝锡系合金，虽然具有很接近黄金的色泽和一定的耐蚀性能，在人工汗液中浸泡时间最长45天即失去光泽，这个合金系的另一个缺点是加工工艺性能较差，即铸造流动性差、收缩率大，铸件表面易于产生铸造缺陷，铸锭热轧时容易开裂，因而成品率较低，成本较高。
1994年4月，中国腐蚀与防护学会建会十五周年学术年会论文集刊登仿金铜合金腐蚀行为的研究，按该文献报导数据，有两个合金的抗变色性较好，即CuAlZnNiSnPIn(IG412)及CuZnNiSn2rIn(IG593)它们在人工汗液中抗变色时间分别为65分钟和70分钟，另一个合金(IG112)的抗变色时间也不过32天。
本发明的目的是针对CuAlSnRE系合金耐汗液浸蚀性能差、在精铸艺术制品实践中铸造流动性差，容易形成缺陷等缺点，提出新的合金系，任务是寻找适合于大工业生产用于装饰性结构件制造且用量较大的合金材料，要求成本低廉，加工性能好，有较好的耐蚀性能。
本发明的要点在于合金的组份，其内容如下(重量百分比)：15-25％Zn，2-6％Al，0.1-1.2％Si，0.01-1.0％RE，其余为Cu。本发明的一个较佳的合金组份是15-25％Zn，2-6％Al，0.1～1.2％Si，0.2～1.2％Sn，0.01～1.0％RE，余量为Cu。熔铸工艺：按熔配黄铜常规工艺在坩锅中制成Cu-Zn合金熔液，再加入铝和铝硅中间合金，搅拌均匀，用冰晶石精炼除渣，最后加入锡和稀土元素(或稀土中间合金)。用钟罩将它们扣入液面之下，搅拌均匀后即可浇铸。浇铸温度为1050℃～1150℃。
均匀化退火和热轧：铸锭，经表面铣削后，在空气炉中加热840-880℃，保温1小时开轧。热炉装料。开轧变形量小于25％，若按六次轧制，总变形量可达88％。要求轧辊予热到300℃。
本发明合金具有18k金的色泽，表里一致，越磨越显示出仿金合金大大优于仿金镀层一类技术。
该合金不含贵重元素，合金成分都采用我国富产的元素。并充分发挥锌在铜中的强化作用和熔炼工艺简单的优点；采用能生成致密牢固防护膜的合金元素铝、硅、锡；再加入能起微妙作用的微量稀土元素。概括地说，在铝黄铜基础上加入Si＋Sn＋RE或Si＋RE形成了新的耐汗合金。合理的配方确保合金试样在人工汗液中浸泡452天之后尚无锈迹，保持金黄光泽。人工汗液试验采用轻工部SG282-83不锈钢表带腐蚀试验标准进行，汗液配方为NaCl10克，乳酸1克，尿素1.5克配成1000毫升水溶液，滴入氨水质其pH值达4.2。试验温度35±2℃，浸泡36小时，表面无锈迹。
按试验合金配方重新熔配5公斤合金锭，热轧后试样在人工汗液中浸泡，耐蚀性能得到重复，说明该合金配方具有良好的耐汗液浸蚀性能。经多次重复试验，该合金系还具有良好的综合性能，精铸、焊接、热轧、冲压成形性能都很好，σb＝240～260MPa，δ＝50-55％，HB50～60，适于制造装饰件和结构件。
实施例一：
合金组份为20％Zn、4％Al、1.0％Sn、0.8％Si和稀土元素La＋Ce的加入量为0.15％。油炉加热30公斤坩锅中熔配得到熔融合金，再加入锡和稀土，浇入熔模壳型中，获得高低起伏形状复杂艺术精铸制品，铸件质量优良，抛先后成色达18k金。合金锭热轧制成试样抛先后在人工汗液中浸泡，耐蚀性大大超过SG 282-83试验规范所要求的标准。
实施例二：
合金具有24％Zu、2.5％Al、0.8％Sn、0.5％Si和以La和Ce为主要成分的混合稀土加入量为0.2％。油炉加热30公斤坩锅中熔配得到熔融合金，液温保持在1100℃以上，炉外加入Sn和RE，静止片刻后浇注，获得25×100×300毫米锭子，表面铣削后炉中加热，850-880℃保温1小时后轧成6毫米厚的板，650℃退火，经酸洗冷轧至2毫米，切成样品，抛先后在人工汗液中浸泡452天仍保持金黄光泽，无锈迹。
实施例三：
合金配方15％Zn、5.5％Al、0.6％Si、1.2％Sn，稀土元素La＋Ce加入量0.1％。在30公斤坩锅油炉中熔化，先按黄铜熔配，然后加入铝硅和铝，出炉再加入锡和稀土。浇注温度高于1050℃。获得精密艺术铸造优质铸件，表面质量完好。抛光后，色泽达到18k合金。铸态试样在人工汗液中浸泡250天仍保持光亮色泽。
实施例四：
合金配方为21％Zn、3.0％ Al、0.3％Si，La＋Ce加入量为0.1％。电炉坩锅中熔配，炉中用冰晶石精炼除渣，炉外加入Sn和稀土。铸成锭后热轧成2毫米厚的试样，抛光后色泽相当18k金，在人工汗液中浸泡到96天其色泽保持不变。
Claims (2)
1.金色耐汗液浸蚀铜基合金，其特征在于该合金的组份(重量百分比)为：15-25％Zn，2-6％Al，0.1-1.2％Si，0.01-1.0％RE，余量为Cu。
2.按照权利要求1所述的铜基合金，其特征在于其组份中加入0.2-1.2％Sn，余量为Cu。
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