CN115747562B - 一种饰品铜合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种饰品铜合金及其制备方法，该饰品铜合金包括22～26％锌，0.02～0.2％银，0.5～0.9％铝，0.2～0.4％锡，0.3～0.5％锗，0.05～0.2％镓，0.01～0.1％钕，0.01～0.1％铌，其余为铜。上述饰品铜合金以锌作为调色主剂元素，配以银、铝、锡等作为调色副剂元素，有助于改善合金的黄度值，同时也能改善合金的铸造性能和抗氧化变色性能，以及改善合金的铸造性能和耐蚀性，还在合金中引入锗、镓、钕、铌等元素，优化匹配，进一步地改善合金的抗氧化性以及合金的明亮度，使其具有很好的晶粒细化效果，并且所得的产品对人体穿戴友好，综合性能优良且能够满足首饰生产的要求。
Description
技术领域
本发明涉及铜合金技术领域，尤其涉及一种饰品铜合金及其制备方法。
背景技术
铜合金是应用广泛的首饰材料，尤其是黄色系列铜合金具有与金或者金合金相近的颜色，有较好的装饰效果，且价格便宜，在饰品行业使用广泛。
铜合金作为首饰材料，其性能要求明显区别于工业产品，更加关注以下几方面：一是具有良好的色泽，颜色要达到要求的视觉效果，且具有优良的耐蚀性能，不容易发生腐蚀变色；二是具有良好的成型加工性能，由于首饰产品结构复杂纤细，需要借助石膏型负压铸造工艺才能保证完整健全的成型，材料的铸造性能必须优良；三是首饰大都镶嵌宝石，需要借助纤细的镶爪或镶边将宝石固定，要求材料具有足够的强度，能保证镶嵌宝石的稳固，而且镶嵌操作中需要反复钳夹、敲打金属镶嵌部位，对材料的冷加工性能有明确要求；四是首饰大都需要组装焊接，要求材料具有良好的焊接性能；五是首饰是与人体皮肤长时间直接接触的产品，要求材料对人体友好，不出现镍过敏，不产生毒副作用。一直以来，饰品行业尚无专门的商业化饰用黄铜合金，而是直接沿用了工业生产中的黄铜材料，以H62、H68、H70等牌号最为普遍，这些材料大都是铜锌二元合金，适用于体量较大的建筑、工程、工艺品等装饰，但是耐蚀性相对较差，用作首饰材料时容易因汗液作用而发生电化学腐蚀，而且硬度普遍偏低，耐用性较差，因此难以满足质量要求高一些的首饰生产。
而近年来报道的一些装饰铜合金材料研究成果，也不适合饰品生产。例如，CN201110220810.4公开了一种黄色铜合金，其主要化学组成为Cu：75.0-77.0wt％、Al：1.8-2.4wt％、Ni：0.2-0.8wt％、B：0.003-0.01wt％、Si：0.10-0.20wt％、Ce：≤0.1wt％、Fe：≤0.06wt％、Pb：≤0.05wt％、余量是Zn。该合金材料用于首饰铸造时，如此高的铝含量无法保证铸造质量，而且镍的释放率会明显高于国家标准的限制。CN201710688041.8公开了一种金黄色铜基仿金合金及其制备方法，其化学组成为6.5～6.8％铝，3.5％镍，1.5％铁，0.5％铬，0.5％锡，0.5％锰，0.5％钴，0.1％铟，0.1％镧，余量为铜。该材料存在严重的镍过敏风险，不能满足饰品材料要求。CN201610604733.5公开了一种抗变色仿金色铜合金材料，其成分为Cu：79～83wt％，Al：1.5～2.5wt％，Ni：0.5～1.0wt％，Sn：0.3～1.0wt％，Fe：0.2～0.5wt％，Ce：0.01～0.05wt％，其余组分为Zn和不可避免的杂质。该材料用于饰品生产时，镍释放不能满足国家标准，存在镍过敏的风险，而且其铝、铁含量使之不适合首饰铸造。CN201210364872.7公开了一种含金仿金铜合金及其制备方法，其基本组成为Au：0.5％～10％；Zn：0.5％～40％；Si：≦1％；RE：≦1％；调色剂：0.4％～5.0％；余量为Cu。该合金的颜色与高成色金的颜色相差较大，合金中含有较高含量的黄金，成本非饰品材料所能承担，无实用价值，其所述实施例硬度超过HV440，无法用于首饰镶嵌。CN201210369055.0公开了一种含银仿金铜合金及其制备方法，其组成为Ag：1％～20％；Zn：0.5％～40％；Si：≤1％；RE：≤1％；调色剂：0.4％～5.0％；余量为Cu。该合金所用的调色剂含有致敏元素镍，成分过于宽泛，无实际指导意义，其所述实施例硬度超过HV400，无法用于首饰镶嵌。CN201610482413.7公开了一种铜铝合金的仿24K金热处理方法，其化学组成为3～6％Al，0.5～0.8％Ni，0.03～0.06％RE，0.02～0.05％In，其余为铜。该合金难以满足首饰铸造工艺要求，且镍释放是超标的，不适合用作饰品材料。CN01139154.5公开了一种耐蚀多元仿金色铸造铜合金及其制造方法，其组分按重量百分比为:Cu60～84％，Zn0～35％，Al 0.5～10％，Ni0.5～15％，Mn0.1～8％，Fe0～5％，Ti0.01～15％，Ce0.001～5％，Sn0～8％。该合金存在很高的镍过敏风险，且成分范围过于宽泛，无实际指导意义。CN201810319557.X公开了一种环保高性能仿金铜合金材料，其组成为Cu 79～83份、Zn 12～16份、Al 1～2.5份、Sn0.3～4份、Si 0.2～3份、Ti 0.01～10份、稀土金属0.05～0.2份、碳材料0.006～0.02份，该材料难以满足首饰的铸造成型要求，铸件表面容易皱皮，而且熔铸时容易产生大量氧化渣，因而不适合用于饰品材料。CN201910178416.5公开了一种高抗变色金色黄铜合金及制备方法，它含有0.7～2％Ni，不能满足首饰镍释放的标准要求，容易导致皮肤过敏，因而不适合用于饰品材料。上述黄色铜合金除了存在对人体健康不利、不适合首饰铸造要求之外，还普遍存在颜色偏离。
综上，现有黄色铜合金大多数对人体穿戴不友好，主要用于体量较大的建筑、工程、造币等装饰，其性能不能满足首饰生产的要求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明目的之一在于提供一种饰品铜合金，其对人体穿戴友好，综合性能优良且能够满足首饰生产的要求。
本发明目的之二在于提供一种上述饰品铜合金的制备方法。
本发明目的之一采用如下技术方案实现：
一种饰品铜合金，包括如下重量百分比的组分：
22～26％锌，0.02～0.2％银，0.5～0.9％铝，0.2～0.4％锡，0.3～0.5％锗，0.05～0.2％镓，0.01～0.1％钕，0.01～0.1％铌，其余为铜以及不可避免的杂质元素。
即，本发明的饰品铜合金通过铜与锌、银、铝、锡、锗、镓、钕、铌等元素配合，以锌作为铜黄色值的调色主剂元素，配以银、铝、锡等作为黄色值的调色副剂元素，有助于改善合金的黄度值，同时也能改善合金的铸造性能和抗氧化变色性能，以及改善合金的铸造性能和耐蚀性，还在合金中引入锗、镓、钕、铌等元素，优化匹配，进一步地改善合金的抗氧化性以及合金的明亮度，使其具有很好的晶粒细化效果，并且所得的产品对人体穿戴友好，综合性能优良且能够满足首饰生产的要求。
其具体的技术原理为：
铜，是合金的基本组成元素。铜本身呈现紫红色，与白色金属化合时，紫红色得以漂白，并提高亮度值。铜含量过高时合金颜色偏紫红，明亮度降低，且不利于铸造质量；铜含量过低时合金颜色淡，合金的加工性能也受到影响。为此，本发明的饰品铜合金材料采用了多元合金化，从不同性能角度通过相应的合金元素及组成范围对性能进行调控，使其达到综合性能的优化匹配。
其中，(1)锌。可以调节铜的颜色，使其黄色值增加，可改善合金的抗氧化变色性能，降低合金的熔点，有较好的改善铸造性能的作用。但锌含量过高时，对合金的加工性能不利，熔炼铸造容易产生氧化锌夹杂，影响首饰表面质量，而且降低材料的耐蚀性能。
(2)银。银具有优良的抗菌性能，对可见光具有很强的反射作用，有助于改善合金的抗菌抑菌性能，提高合金的明亮度，并改善合金的铸造性能和耐蚀性。但是过高的银含量促进合金颜色变白，增加致色难度，提高材料成本。
(3)铝。有助于改善合金的黄度值，少量的铝有助于改善铜合金的冶金质量，但是含量多时会降低合金的抗变色性，而且恶化铸件表面质量。
(4)锡。有助于改善合金的黄度值，可改善合金的铸造性能和抗氧化变色性能，但是含量过高时有导致合金热裂和晶粒粗大的倾向，使加工性能变差。
(5)锗。有助于改善合金的抗氧化性，但是会影响合金的黄度，扩大结晶间隔，并降低合金的韧塑性。
(6)镓。可改善合金的抗氧化变色性能，降低合金熔点，改善合金流动性和铸造性能。但含量高时会增加缩松和热裂倾向。
(7)钕。可改善合金的抗氧化变色性能，细化晶粒组织，提高合金的硬度，改善铸造性能。但是含量过高时易形成偏析，降低合金的延展性和抛光性能。
(8)铌。有很好的晶粒细化效果，并有助改善合金的明亮度，但是过高时增加合金成本，并使合金熔炼更加困难。
综上，通过综合上述材料的性能，考虑材料的颜色、耐蚀性、成型性能和加工性能的要求，设计了上述的材料组成。
进一步地，所述不可避免的杂质元素的总含量不超过0.1wt％。
进一步地，所述铝与所述锗的质量比为1.7～2。鉴于合金元素铝和锗对合金的颜色和铸造性能影响较大，在设计合金成分时须控制两者的比例，即需控制所述铝与所述锗的质量比为1.7～2。
进一步地，饰品铜合金包括如下重量百分比的组分：
24％锌，0.15％银，0.75％铝，0.26％锡，0.38％锗，0.15％镓，0.02％钕，0.02％铌，其余为铜以及不可避免的杂质元素。
进一步地，饰品铜合金包括如下重量百分比的组分：
22％锌，0.2％银，0.9％铝，0.4％锡，0.5％锗，0.05％镓，0.1％钕，0.1％铌，其余为铜以及不可避免的杂质元素。
进一步地，饰品铜合金包括如下重量百分比的组分：
26％锌，0.08％银，0.55％铝，0.3％锡，0.32％锗，0.1％镓，0.05％钕，0.06％铌，其余为铜以及不可避免的杂质元素。
本发明目的之二采用如下技术方案实现：
一种饰品铜合金的制备方法，包括如下制备步骤：
S1：配制中间合金
配制如下设计的中间合金的成分，分别为：
含锌20％的1#铜锌合金、含锌40％的2#铜锌合金、含银5％的铜银合金、含铝20％的铜铝合金、含锡10％的铜锡合金、含锗10％的铜锗合金、含镓5％的铜镓合金、含钕2％的铜钕合金、含铌2％的铜铌合金；
分别采用纯铜以及锌、银、铝、锡、锗、镓、钕、铌的合金元素的纯物质配料，在真空保护气氛下熔炼浇注成锭；
此步骤中，由于合金中涉及一些熔点高或易氧化的合金元素，为避免直接采用纯金属材料配制合金时带来的熔炼温度高、成分波动大、冶金质量差等问题，先采用纯铜与相关的合金元素配制中间合金，再进行整体合金的熔制。
S2：合金熔制
称取如下重量份的组分：
1#铜锌合金27～45份，2#铜锌合金40～52份、铜银合金0.4～4份、铜铝合金2.5～5份、铜锡合金2～4.3份、铜锗合金3～5.2份、铜镓合金1～4份、铜钕合金0.5～5份、铜铌合金0.5～5份；
将铜银合金、铜铝合金、铜锡合金、铜锗合金、铜镓合金、铜钕合金、铜铌合金放在真空粒化机熔炼室的石墨坩埚中，将1#铜锌合金放置在二次加料装置中，并将2#铜锌合金放置在三次加料装置中；
将真空粒化机熔炼室抽真空到10～20Pa，然后充入工业纯氩，升温到1160～1180℃，待炉料全部熔清，启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀，然后将温度降至1080～1100℃，通过二次加料装置将1#铜锌合金加入到坩埚中，熔化后再启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀，接着，再将温度降至1040～1060℃，通过三次加料装置将2#铜锌合金加入到坩埚中，熔化后再启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀，将温度降低到990～1010℃，将金属液注入清水池中，制成金属珠，即得。
进一步地，在步骤S1中，纯铜为含铜量为99.95wt％的无氧纯铜、锌为含锌量为99.95wt％的纯锌、银为含银量为99.99wt％的纯银、铝为含铝量为99.95wt％的纯铝、锡为含锡量为99.95wt％的纯锡、锗为含锗量为99.9wt％的纯锗、镓为含镓量为99.95％的纯镓、钕为含钕量为99.5％的纯钕、铌为含铌量为99.95wt％的金属铌。
进一步地，在步骤S2中，1#铜锌合金与2#铜锌合金的质量比为0.7～1。
进一步地，在步骤S3中，在金属液进入水中前，采用速度为100～200m/s的高压水射流冲击金属液流。
进一步地，在步骤S3中，金属珠的粒度为2～5mm。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的饰品铜合金通过铜与锌、银、铝、锡、锗、镓、钕、铌等元素配合，以锌作为调色主剂元素，配以银、铝、锡等作为调色副剂元素，有助于改善合金的黄度值，同时也能改善合金的铸造性能和抗氧化变色性能，以及改善合金的铸造性能和耐蚀性，还在合金中引入锗、镓、钕、铌等元素，优化匹配，进一步地改善合金的抗氧化性以及合金的明亮度，使其具有很好的晶粒细化效果，并且所得的产品对人体穿戴友好，综合性能优良且能够满足首饰生产的要求。
(2)本发明的饰品铜合金的颜色呈现雅致黄色，且颜色明亮，亮度值L*达到88以上，色度a*值介于2～3之间，色度b*值介于21～25，满足欧洲的黄色金合金3N颜色标准；具有良好的耐腐蚀性能，尤其是对汗液、化妆品等耐蚀性良好，不容易黯淡变色、出现斑点等；对人体友好，不含有毒有害元素，不引起皮肤刺激反应，且能产生优良的抑菌杀菌作用；合金的结晶间隔在50℃以内，具有良好的铸造性能，熔铸过程平稳，满足精细首饰件的铸造成型，表面光洁细腻，不容易出现缩松、氧化夹杂、冷隔纹、残缺等缺陷；具有适宜的硬度和良好的形变加工性能，能满足首饰品的镶嵌、形变加等工艺要求；良好的焊接性能，能满足首饰组装焊接工艺要求；晶粒细小，组织致密，具有良好的抛光性能。
附图说明
图1为实施例1的铜合金位于颜色坐标区的位置示意图；
图2为实施例1的铜合金铸造的首饰坯件外观第一视图；
图3为实施例1的铜合金铸造的首饰坯件外观第二视图；
图4为实施例1的铜合金铸造的首饰坯件外观第三视图；
图5为实施例1-3与对比例1在人工汗液中的塔菲尔曲线对比图。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。在以下实施例中，纯铜为含铜量为99.95wt％的无氧纯铜、锌为含锌量为99.95wt％的纯锌、银为含银量为99.99wt％的纯银、铝为含铝量为99.95wt％的纯铝、锡为含锡量为99.95wt％的纯锡、锗为含锗量为99.9wt％的纯锗、镓为含镓量为99.95％的纯镓、钕为含钕量为99.5％的纯钕、铌为含铌量为99.95wt％的金属铌。
实施例1
一种饰品铜合金包括如下重量百分比的组分：
24％锌，0.15％银，0.75％铝，0.26％锡，0.38％锗，0.15％镓，0.02％钕，0.02％铌，其余为铜以及不可避免的杂质元素。其中，控制Al与Ge的比例为1.97。
该饰品铜合金的制备方法包括如下制备步骤：
S1：配制中间合金
配制如下设计的中间合金的成分，分别为：
含锌20％的1#铜锌合金、含锌40％的2#铜锌合金、含银5％的铜银合金、含铝20％的铜铝合金、含锡10％的铜锡合金、含锗10％的铜锗合金、含镓5％的铜镓合金、含钕2％的铜钕合金、含铌2％的铜铌合金；
分别采用纯度为99.95％以上的无氧铜以及各纯合金元素，配制上述的中间合金，这些中间合金均在真空保护气氛下熔炼浇注成锭。
S2：合金熔制
称取如下重量份的组分：
1#铜锌合金38.3份，2#铜锌合金43.4份、铜银合金3份、铜铝合金4份、铜锡合金2.7份、铜锗合金3.9份、铜镓合金3份、铜钕合金3份、铜铌合金1.3份。其中，控制1#铜锌合金与2#铜锌合金的比例为0.88。
将铜银合金、铜铝合金、铜锡合金、铜锗合金、铜镓合金、铜钕合金、铜铌合金放在真空粒化机熔炼室的石墨坩埚中，将1#铜锌合金放置在二次加料装置中，并将2#铜锌合金放置在三次加料装置中；
将真空粒化机熔炼室抽真空到15Pa，然后充入工业纯氩。升温到1170℃，待炉料全部熔清，启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀。然后将温度降至1090℃，通过二次加料装置将1#铜锌合金加入到坩埚中，熔化后再启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀。接着再将温度降至1050℃，通过二次加料装置将1#铜锌合金加入到坩埚中，熔化后再启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀。将温度降低到1000℃，将金属液注入清水池中，在金属液进入水中前采用速度为150m/s的高压水射流冲击金属液流，制成粒度为3～4mm的金属珠。将金属珠烘干，即可用作首饰铸造或冲压成形的原料。
经测试，(1)在颜色方面。如图1所示，本实施例1的首饰用铜合金具有优雅的黄色，其颜色指标色度a*值为2.63，色度b*值为21.83，非常接近3N标准颜色，而亮度值L*为89.72，呈现雅致的黄色。如图2-4，采用本实施例1的配方及制备方法铸造所得的首饰坯件外观。
(2)在铸造性能方面。本实施例1的液相线温度为953℃，凝固结晶间隔为47℃，具有优良的铸造性能。
实施例2
一种饰品铜合金包括如下重量百分比的组分：
22％锌，0.2％银，0.9％铝，0.4％锡，0.5％锗，0.05％镓，0.1％钕，0.1％铌，其余为铜以及不可避免的杂质元素。其中，控制Al与Ge的比例为1.81。
该饰品铜合金的制备方法包括如下制备步骤：
S1：配制中间合金
配制如下设计的中间合金的成分，分别为：
含锌20％的1#铜锌合金、含锌40％的2#铜锌合金、含银5％的铜银合金、含铝20％的铜铝合金、含锡10％的铜锡合金、含锗10％的铜锗合金、含镓5％的铜镓合金、含钕2％的铜钕合金、含铌2％的铜铌合金；
分别采用纯度为99.95％以上的无氧铜以及各纯合金元素，配制上述的中间合金，这些中间合金均在真空保护气氛下熔炼浇注成锭。
S2：合金熔制
称取如下重量份的组分：
1#铜锌合金29.7份，2#铜锌合金42.5份、铜银合金4份、铜铝合金4.8份、铜锡合金4.2份、铜锗合金5.1份、铜镓合金1份、铜钕合金5份、铜铌合金5份。其中，控制1#铜锌合金与2#铜锌合金的比例为0.7。
将铜银合金、铜铝合金、铜锡合金、铜锗合金、铜镓合金、铜钕合金、铜铌合金放在真空粒化机熔炼室的石墨坩埚中，将1#铜锌合金放置在二次加料装置中，并将2#铜锌合金放置在三次加料装置中；
将真空粒化机熔炼室抽真空到15Pa，然后充入工业纯氩。升温到1170℃，待炉料全部熔清，启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀。然后将温度降至1090℃，通过二次加料装置将1#铜锌合金加入到坩埚中，熔化后再启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀。接着再将温度降至1050℃，通过二次加料装置将1#铜锌合金加入到坩埚中，熔化后再启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀。将温度降低到1000℃，将金属液注入清水池中，在金属液进入水中前采用速度为150m/s的高压水射流冲击金属液流，制成粒度为3～4mm的金属珠。将金属珠烘干，即可用作首饰铸造或冲压成形的原料。
经测试，在颜色方面，本实施例2的首饰用铜合金在颜色方面与实施例1的首饰用铜合金在颜色方面相同，即本实施例2的首饰用铜合金具有优雅的黄色，其颜色指标色度a*值为2.63，色度b*值为21.83，非常接近3N标准颜色，而亮度值L*为89.72，呈现雅致的黄色。
实施例3
一种饰品铜合金包括如下重量百分比的组分：
26％锌，0.08％银，0.55％铝，0.3％锡，0.32％锗，0.1％镓，0.05％钕，0.06％铌，其余为铜以及不可避免的杂质元素。其中，控制Al与Ge的比例为1.72。
该饰品铜合金的制备方法包括如下制备步骤：
S1：配制中间合金
配制如下设计的中间合金的成分，分别为：
含锌20％的1#铜锌合金、含锌40％的2#铜锌合金、含银5％的铜银合金、含铝20％的铜铝合金、含锡10％的铜锡合金、含锗10％的铜锗合金、含镓5％的铜镓合金、含钕2％的铜钕合金、含铌2％的铜铌合金；
分别采用纯度为99.95％以上的无氧铜以及各纯合金元素，配制上述的中间合金，这些中间合金均在真空保护气氛下熔炼浇注成锭。
S2：合金熔制
称取如下重量份的组分：
1#铜锌合金43.5份，2#铜锌合金43.5份、铜银合金2份、铜铝合金2.9份、铜锡合金3份、铜锗合金3.5份、铜镓合金2份、铜钕合金3份、铜铌合金3份；其中，控制1#铜锌合金与2#铜锌合金的比例为1。
将铜银合金、铜铝合金、铜锡合金、铜锗合金、铜镓合金、铜钕合金、铜铌合金放在真空粒化机熔炼室的石墨坩埚中，将1#铜锌合金放置在二次加料装置中，并将2#铜锌合金放置在三次加料装置中；
将真空粒化机熔炼室抽真空到12Pa，然后充入工业纯氩。升温到1160℃，待炉料全部熔清，启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀。然后将温度降至1100℃，通过二次加料装置将1#铜锌合金加入到坩埚中，熔化后再启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀。接着再将温度降至1050℃，通过二次加料装置将1#铜锌合金加入到坩埚中，熔化后再启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀。将温度降低到1000℃，将金属液注入清水池中，在金属液进入水中前采用速度为180m/s的高压水射流冲击金属液流，制成粒度为3～4mm的金属珠。将金属珠烘干，即可用作首饰铸造或冲压成形的原料。
经测试，在颜色方面，本实施例3的首饰用铜合金在颜色方面与实施例1的首饰用铜合金在颜色方面相同，即本实施例3的首饰用铜合金具有优雅的黄色，其颜色指标色度a*值为2.63，色度b*值为21.83，非常接近3N标准颜色，而亮度值L*为89.72，呈现雅致的黄色。
对比例1
对比例1为H62黄铜。
性能测试
采用电化学工作站检测材料在人工汗液中极化曲线，如图4所示。
从图5中可看出，相对于对比例1，实施例1-3的耐蚀性较高。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种饰品铜合金，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：
22~26%锌，0.02~0.2%银，0.5~0.9%铝，0.2~0.4%锡，0.3~0.5%锗，0.05~0.2%镓，0.01~0.1%钕，0.01~0.1%铌，其余为铜以及不可避免的杂质元素；其中，所述铝与所述锗的质量比为1.7~2；
该饰品铜合金的制备包括如下制备步骤：
S1：配制中间合金
配制如下设计的中间合金的成分，分别为：
含锌20%的1#铜锌合金、含锌40%的2#铜锌合金、含银5%的铜银合金、含铝20%的铜铝合金、含锡10%的铜锡合金、含锗10%的铜锗合金、含镓5%的铜镓合金、含钕2%的铜钕合金、含铌2%的铜铌合金；
分别采用纯铜以及锌、银、铝、锡、锗、镓、钕、铌的合金元素的纯物质配料，在真空保护气氛下熔炼浇注成锭；
S2：合金熔制
称取如下重量份的组分：
1#铜锌合金27~45份，2#铜锌合金40~52份、铜银合金0.4~4份、铜铝合金2.5~5份、铜锡合金2~4.3份、铜锗合金3~5.2份、铜镓合金1~4份、铜钕合金0.5~5份、铜铌合金0.5~5份；
将铜银合金、铜铝合金、铜锡合金、铜锗合金、铜镓合金、铜钕合金、铜铌合金放在真空粒化机熔炼室的石墨坩埚中，将1#铜锌合金放置在二次加料装置中，并将2#铜锌合金放置在三次加料装置中；
将真空粒化机熔炼室抽真空到10~20Pa，然后充入工业纯氩，升温到1160~1180℃，待炉料全部熔清，启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀，然后将温度降至1080~1100℃，通过二次加料装置将1#铜锌合金加入到坩埚中，熔化后再启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀，接着，再将温度降至1040~1060℃，通过三次加料装置将2#铜锌合金加入到坩埚中，熔化后再启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀，将温度降低到990~1010℃，将金属液注入清水池中，制成金属珠，即得。
2.根据权利要求1所述的饰品铜合金，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：
24%锌，0.15%银，0.75%铝，0.26%锡，0.38%锗，0.15%镓，0.02%钕，0.02%铌，其余为铜以及不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的饰品铜合金，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：
22%锌，0.2%银，0.9%铝，0.4%锡，0.5%锗，0.05%镓，0.1%钕，0.1%铌，其余为铜以及不可避免的杂质元素。
4.根据权利要求1所述的饰品铜合金，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：
26%锌，0.08%银，0.55%铝，0.3%锡，0.32%锗，0.1%镓，0.05%钕，0.06%铌，其余为铜以及不可避免的杂质元素。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的饰品铜合金的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
S1：配制中间合金
配制如下设计的中间合金的成分，分别为：
含锌20%的1#铜锌合金、含锌40%的2#铜锌合金、含银5%的铜银合金、含铝20%的铜铝合金、含锡10%的铜锡合金、含锗10%的铜锗合金、含镓5%的铜镓合金、含钕2%的铜钕合金、含铌2%的铜铌合金；
分别采用纯铜以及锌、银、铝、锡、锗、镓、钕、铌的合金元素的纯物质配料，在真空保护气氛下熔炼浇注成锭；
S2：合金熔制
称取如下重量份的组分：
1#铜锌合金27~45份，2#铜锌合金40~52份、铜银合金0.4~4份、铜铝合金2.5~5份、铜锡合金2~4.3份、铜锗合金3~5.2份、铜镓合金1~4份、铜钕合金0.5~5份、铜铌合金0.5~5份；
将铜银合金、铜铝合金、铜锡合金、铜锗合金、铜镓合金、铜钕合金、铜铌合金放在真空粒化机熔炼室的石墨坩埚中，将1#铜锌合金放置在二次加料装置中，并将2#铜锌合金放置在三次加料装置中；
将真空粒化机熔炼室抽真空到10~20Pa，然后充入工业纯氩，升温到1160~1180℃，待炉料全部熔清，启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀，然后将温度降至1080~1100℃，通过二次加料装置将1#铜锌合金加入到坩埚中，熔化后再启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀，接着，再将温度降至1040~1060℃，通过三次加料装置将2#铜锌合金加入到坩埚中，熔化后再启动电磁搅拌功能将金属液搅拌均匀，将温度降低到990~1010℃，将金属液注入清水池中，制成金属珠，即得。
6.根据权利要求5所述的饰品铜合金的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，纯铜为含铜量为99.95wt%的无氧纯铜、锌为含锌量为99.95wt%的纯锌、银为含银量为99.99wt%的纯银、铝为含铝量为99.95wt%的纯铝、锡为含锡量为99.95wt%的纯锡、锗为含锗量为99.9wt%的纯锗、镓为含镓量为99.95%的纯镓、钕为含钕量为99.5%的纯钕、铌为含铌量为99.95wt%的金属铌。
7.根据权利要求5所述的饰品铜合金的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，1#铜锌合金与2#铜锌合金的质量比为0.7~1。
8.根据权利要求5所述的饰品铜合金的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，在金属液进入水中前，采用速度为100~200m/s的高压水射流冲击金属液流。
9.根据权利要求5所述的饰品铜合金的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，金属珠的粒度为2~5mm。
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- 2022-11-26 CN CN202211495250.8A patent/CN115747562B/zh active Active
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