CN115896527B - 一种16k金、弹簧的制作方法、弹簧及首饰 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种16K金，包括以下组分：AU 66.6%~68%；CU 18.64%~19.04%；Ni 6.21%~7.6%；Fe 0.17%~0.24%；Zn 4.19%~4.8%；Ag 1.5%~1.83%；Ru 0.12%~0.24%；上述组分配比使得金合金达到16K金的标准，适于制造为贵重首饰中所用的弹簧，本发明还公开了利用上述16K金制造弹簧的方法以及由此制得的弹簧，以及采用弹簧制作的首饰，该弹簧具有比较好的弹性和耐用性，能够用于贵重首饰中。
Description
技术领域
本发明涉及贵金属合金领域，更具体的说，涉及一种16K金、弹簧的制作方法、弹簧及首饰。
背景技术
K金（或开金）是黄金与其他金属熔合而成的合金。K金的“K”是外来语“Karat”一词的编写，完整的表示法:Karat gold（即K黄金），“AU”或“G”是国际上用来表示黄金纯度（即含金量）的符号；K金饰品的特点是用金量少、成本低，又可配制成各种颜色，且提高了硬度，不易变形和磨损。K金按含金量多少又分24K金、22K金、18K金、9K金等。
目前，黄金首饰中的某些部件，即使是采用K金也难以实现相应的性能要求，例如项链、手链等的锁扣中所用的弹簧，只能利用不锈钢等材料才能获得适宜的弹性，现有的技术中CN 111961909 A公开了14K金的弹簧相关技术，在人们越来越注重黄金首饰的整体品相的情况下，进一步提高弹簧基体的含金量是急需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种进一步提高含金量的同时保证弹簧的良好性能的16K金、弹簧的制作方法、弹簧及首饰。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种16K金，包括以下组分：
AU 66.6%~68%；
CU 18.64%~19.04%；
Ni 6.21%~7.6%；
Fe 0.17%~0.24%；
Zn 4.19%~4.8%；
Ag 1.5%~1.83%；
Ru 0.12%~0.24%；
进一步地，所述组分中包括80%K白补口及20%K黄补口，所述K白补口包括Zn、Ag和CU，所述K黄补口包括Ni、Fe和Ru。
本发明的另一个方面提供了一种弹簧的制造方法，所述弹簧采用上述的16K金的原料制作，所述制造方法包括步骤：
S1：将上述的16K金的原料按比例配好通过熔炼加热至1200℃~1280℃，熔炼加热过程中采用超声波共频同步处理，持续加热10~15分钟后，浇铸成横截面15mm×15mm的16K金铸条；
S2：将所述16K金铸条扎制横截面为10mm×10mm～14mm×14mm的四方铸条，将所述四方铸条置于700℃~850℃的温度下进行退火流程，退火时间持续25~30分钟后自然冷却至室温；
S3：将退火流程后的所述四方铸条扎制成直径为7mm～9mm的16K圆线；
S4：将所述16K圆线拉伸至直径为0.2mm～6mm的金属线，将所述金属线置于650℃~700℃的温度下进行回火流程，回火时间持续25~30分钟后自然冷却至室温；
S5：将回火流程后的所述金属线置于600℃~620℃的温度下进行淬火流程，淬火时间持续4~6分钟后放进常温冷却液中快速冷却；
将淬火处理后的所述金属线通过弹簧设备进行轧制，制得弹簧。
进一步地，所述回火流程中加入工业氨气体。
进一步地，所述步骤S2以下流程：
S21：将15mm×15mm的16K金铸条通过轧轮机轧制成横截面为14mm×14mm的第一四方铸条，将所述第一四方铸条置于800℃~850℃的温度下进行退火，退火时间持续25~30分钟后自然冷却至室温；
S22：将所述第一四方铸条通过轧轮机轧制成横截面为12mm×12mm的第二四方铸条，将所述第二四方铸条置于750℃~800℃的温度下进行退火，退火时间持续25~30分钟后自然冷却至室温；
S23：将所述第二四方铸条通过轧轮机轧制成横截面为10mm×10mm的第三四方铸条，将所述第三四方铸条置于700℃~750℃的温度下进行退火，退火时间持续25~30分钟后自然冷却至室温。
进一步地，所述第一四方铸条、第二四方铸条和第三四方铸条在经过所述轧轮机的压力挤压后的维氏硬度范围为160~170HV；所述第一四方铸条、第二四方铸条和第三四方铸条在经过退火并冷却至室温后的维氏硬度范围为130~140HV。
进一步地，所述步骤S4以下流程：
S41：将所述16K圆线通过钻石线孔拉伸至直径5mm的第一金属线，将所述第一金属线置于650℃~700℃的温度下进行回火，回火时间持续10~15分钟后自然冷却至室温；
S42：将所述第一金属线通过钻石线孔拉伸至直径3mm的第二金属线，将所述第二金属线置于650℃~680℃的温度下进行回火，回火时间持续10~15分钟后自然冷却至室温；
S43：将所述第二金属线通过钻石线孔拉伸至直径1mm的第三金属线，将所述第三金属线置于650℃~680℃的温度下进行回火，回火时间持续10~15分钟后自然冷却至室温；
S44：将所述第二金属线通过钻石线孔拉伸至直径0.2mm的第四金属线，将所述第四金属线置于650℃~680℃的温度下进行回火，回火时间持续10~15分钟后自然冷却至室温。
进一步地，所述第一金属线、第二金属线、第三金属线和第四金属线在经过所述钻石线孔拉伸后的维氏硬度范围为160~170HV；所述第一金属线、第二金属线、第三金属和第四金属线线在经过回火并冷却至室温后的维氏硬度范围为130~140HV。
进一步地，所述制造方法在S4之后还包括步骤：
S6：将所述弹簧进行超声波清洗后，置于300℃~350℃的环境持续恒温至8~12分钟，获得定型后的第一弹簧；
S7：将所述第一弹簧进行超声波清洗后，加入电解粉对所述第一弹簧的表面去油渍和其他杂质，置于50℃~60℃的环境持续恒温至8~12分钟，获得电解后的第二弹簧；
S8：将所述第二弹簧进行超声波清洗后，置于含有24K金的电镀液的中进行表面电镀，获得电镀后的16K金弹簧。
本发明的另一个方面提供了一种弹簧，所述弹簧采用上述制作弹簧的方法所制得。
本发明的另一个方面提供了一种首饰，所述首饰包括首饰本体以及上述弹簧。
本发明由于在制造16K金弹簧中电镀过程中会让弹簧的硬度、韧性得到一定的减弱，所以在主要成分中元素Fe含量、Ag含量、Ru含量进一步优化比例，从而弥补因电镀后造成16K金弹簧内部组织性质减弱，达到平衡点，进而有效的16K金弹簧的弹性、硬度、韧性和强度，使得制得的16K金弹簧相对于14K金弹簧在保证更高金含量的同时还能保证更好的硬度、韧性和强度的性能，更加适用于制成贵重首饰中所用的弹簧；并且由于金（Au）物理性质是软的，相比14K金弹簧，16K金弹簧含金（Au）量高，使弹簧的硬度、韧性、强度降低，所以在主要成分含量上，对铁（Fe）、银（Ag）、钌（Ru）的比例进一步地提高，弥补金（Au）软的物理性质，保证金合金材料达到16K金的标准得同时，更加适于制成贵重首饰中所用的弹簧，同时还能有效的保证弹簧的弹性、硬度、韧性和强度，使得制得的16K金弹簧耐用性更好。
具体实施方式
这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
下面结合较佳的实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例公开了一种16K金，包括以下主要成分含量，金Au：66.6%~68%；铜Cu：18.64%~19.04%；镍Ni ：6.21%~7.6%；铁Fe ：0.17%~0.24%；锌Zn ：4.19%~4.8%；银Ag ：1.5%~1.83%；钌Ru ：0.12%~0.24%；其中上述所含量主要由80%K白补口及20%K黄补口，K白补口主要成分由：锌、银、铜，起到韧性，硬度及稳定性，K黄补口主要成分由：镍、铁、钌，起到综合硬度，耐疲劳及抗蚀能力。
并且，由于金（Au）物理性质是软的，相比14K金弹簧，16K金弹簧含金（Au）量高，使弹簧的硬度、韧性、强度降低，所以在主要成分含量上，对铁（Fe）、银（Ag）、钌（Ru）的比例进一步地提高，弥补金（Au）软的物理性质，保证金合金材料达到16K金的标准得同时，更加适于制成贵重首饰中所用的弹簧，同时还能有效的保证弹簧的弹性、硬度、韧性和强度，使得制得的16K金弹簧耐用性更好的。
并且，由于在制造16K金弹簧中电镀过程中会让弹簧的硬度、韧性得到一定的减弱，所以在主要成分中元素Fe含量、Ag含量、Ru含量进一步优化比例，从而弥补因电镀后造成16K金弹簧内部组织性质减弱，达到平衡点，进而有效的16K金弹簧的弹性、硬度、韧性和强度，使得制得的16K金弹簧相对于14K金弹簧在保证更高金含量的同时还能保证更好的硬度、韧性和强度的性能，更加适用于制成贵重首饰中所用的弹簧。
本发明的另一实施例公开了一种弹簧的制造方法，弹簧采用上述的16K金的原料制作，制造的工艺流程：
将上述金属原料按比例配好通过熔炼加热至1200℃~1280℃，加热过程中通过超声波共频使上述各金属成色能充分熔炼均匀，加热时厂持续至10~15分钟，后浇铸成截面15mm×15mm的金合金铸条，冷却后得到16K金铸条。
将上述16K金铸条通过轧轮机轧成横截面为14mm×14mm的第一四方铸条，通过第一次压力挤压后，此时的第一四方铸条的维氏硬度范围为160~170HV，其中组分中元素Ru的合理比例能够有效的提升硬度，防止硬度过硬造成后续加工金属铸条开裂现象，将上述第一四方铸条置于800℃~850℃的温度下进行退火，降低元素Ru和Ni的内应力，时间持续25~30分钟后自然冷却于室温，此时的第一四方铸条维氏硬度范围为130~140HV得以备用。
将上述第一四方铸条通过轧轮机轧成横截面为12mm×12mm的第二四方铸条，通过第二次压力挤压后，此时的第二四方铸条的维氏硬度范围为160~170HV，其中组分中元素Ru的合理比例能够有效的提升硬度，防止硬度过硬造成后续加工金属铸条开裂现象，将上述第二四方铸条置于750℃~800℃的温度下进行退火，进一步的降低元素Ru和Ni的内应力，时间持续25~30分钟后自然冷却于室温，此时的第一四方铸条维氏硬度范围为130~140HV得以备用。
将上述第二四方铸条通过轧轮机轧成横截面为10mm×10mm的第三四方铸条，通过第三次压力挤压后，此时的第三四方铸条的维氏硬度范围为160~170HV，其中组分中元素Ru的合理比例能够有效的提升硬度，防止硬度过硬造成后续加工金属铸条开裂现象，将上述第三四方铸条置于700℃~750℃的温度下进行退火，进一步的降低元素Ru和Ni的内应力，时间持续25~30分钟后自然冷却于室温，此时的第一四方铸条维氏硬度范围为130~140HV得以备用。
将退火流程后的上述四方铸条扎制成直径为8mm的16K圆线，之后通过钻石线孔拉伸至直径5mm的第一金属线，此时的第一金属线的维氏硬度范围为160~170HV，其中组分中元素Ru的合理比例能够有效的提升硬度，防止硬度过硬造成后续加工金属线开裂、断裂现象，将上述第一金属线置于650℃~700℃的温度下进行回火，降低元素Ru和Ni的内应力，并在回火过程中加入工业氨气体加以保护，防止第一金属线出现氧化现象，同时提高第一金属线的韧性，使上述各原料融合更充分并让第一金属线内部组织能够均匀分配，回火时间持续10~15分钟后自然冷却至室温，同时稳定第一金属线的强度、韧性、强度，此时的第一金属线维氏硬度范围为130~140HV得以备用。
将上述5mm的第一金属线，通过钻石线孔拉伸至直径3mm的第二金属线，此时的第二金属线的维氏硬度范围为160~170HV，其中组分中元素Ru的合理比例能够有效的提升硬度，防止硬度过硬造成后续加工金属线开裂、断裂现象，将上述第二金属线置于650℃~680℃的温度下进行回火，进一步地降低元素Ru和Ni的内应力，并在回火过程中加入工业氨气体加以保护，防止第二金属线出现氧化现象，同时进一步的提高第二金属线的韧性，使上述各原料融合更充分并让第二金属线内部组织能够均匀分配，回火时间持续10~15分钟后自然冷却至室温，同时进一步的稳定第二金属线的强度、韧性、强度，此时的第二金属线维氏硬度范围为130~140HV得以备用。
将上述3mm的第二金属线，通过钻石线孔拉伸至直径1mm的第三金属线，此时的第三金属线的维氏硬度范围为160~170HV，其中组分中元素Ru的合理比例能够有效的提升硬度，防止硬度过硬造成后续加工金属线开裂、断裂现象，将上述第三金属线置于650℃~680℃的温度下进行回火，进一步地降低元素Ru和Ni的内应力，并在回火过程中加入工业氨气体加以保护，防止第三金属线出现氧化现象，同时进一步的提高第三金属线的韧性，使上述各原料融合更充分并让第三金属线内部组织能够均匀分配，回火时间持续10~15分钟后自然冷却至室温，同时进一步的稳定第三金属线的强度、韧性、强度，此时的第三金属线维氏硬度范围为130~140HV得以备用。
将上述1mm的第三金属线，通过钻石线孔拉伸至直径0.2mm的第四金属线，此时的第四金属线的维氏硬度范围为160~170HV，其中组分中元素Ru的合理比例能够有效的提升硬度，防止硬度过硬造成后续加工金属线开裂、断裂现象，将上述第四金属线置于650℃~680℃的温度下进行回火，更进一步地降低元素Ru和Ni的内应力，并在回火过程中加入工业氨气体加以保护，防止第四金属线出现氧化现象，同时更进一步的提高第四金属线的韧性，使上述各原料融合更充分并让第四金属线内部组织能够均匀分配，回火时间持续10~15分钟后自然冷却至室温，同时更进一步的稳定第四金属线的强度、韧性、强度，此时的第四金属线维氏硬度范围为130~140HV得以备用。
将上述直径0.2mm的第四金属线通过600℃~620℃的温度下进行淬火，淬火时间持续5分钟，后快速放进常温冷却油里快速冷却，此时的第四金属线维氏硬度在150HV左右，同时对于第四金属线的强度、硬度，韧性，稳定性进一步的提升。通过不同温度、不同时间反复的退火流程、回火流程和淬火流程，需要金属从14mm×14mm拉伸到直径0.2 mm的16K金的金属线，通过压力挤压过后16K金的四方铸条会变硬，退火流程、回火流程和淬火流程的能够让金属线变软后方便接下来拉伸不易因过硬而出现开裂、断裂，进一步加强弹簧的稳定性且不易变形。
将上述第四金属线通过弹簧设备上轧制成所需的弹簧尺寸、长度、和弹簧的外径和圈数及弹簧的形态，由此制作成金含量为16K金的弹簧。
将上述制好的16K金的弹簧通过超声波清洗后，在300℃~350℃的烤箱持续恒温至10分钟，得到定型后的第一弹簧，进一步加强弹簧的稳定性且不易变形。
将上述定型后的第一弹簧通过超声波清洗后，放置于烧杯中加以电解粉对第一弹簧表面去油渍和其他杂质，温度在50°-60°电解时间持续10分钟，获得电解后的第二弹簧。
将上述电解后的第二弹簧通过超声波清洗后，放进含有24K金液的烧杯中进行表面电镀，使第二弹簧表面光泽度，亮度及颜色更加贴近24K足金，由此制成16K弹簧。
由于电镀过程中会让弹簧的硬度，韧性得到一定的减弱，所以对16K金的组分的主要成分中元素Fe含量、Ag含量、Ru含量进一步优化比例，从而弥补因电镀后造成16K弹簧内部组织性质减弱，达到弹簧最佳性能参数的平衡点。
本发明的另一实施例公开了一种弹簧，所述弹簧采用上述制作弹簧的方法所制得。
本发明的另一实施例公开了一种首饰，所述首饰包括首饰本体以及上述弹簧。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明上述技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种弹簧，其特征在于，采用16K金的原料制作，所述16K金由以下组分组成：
Au 66.6%~68%；
Cu 18.64%~19.04%；
Ni 6.21%~7.6%；
Fe 0.17%~0.24%；
Zn 4.19%~4.8%；
Ag 1.5%~1.83%；
Ru 0.12%~0.24%；
所述弹簧的制备方法包括以下步骤：
S1：将上述的16K金的原料按比例配好通过熔炼加热至1200℃~1280℃，熔炼加热过程中采用超声波共频同步处理，持续加热10~15分钟后，浇铸成横截面为15mm×15mm的16K金铸条；
S2：将所述16K金铸条轧制成横截面为10mm×10mm～14mm×14mm的四方铸条，将所述四方铸条置于700℃~850℃的温度下进行退火流程，退火时间持续25~30分钟后自然冷却至室温；
S3：将退火流程后的所述四方铸条轧制成直径为7mm～9mm的16K圆线；
S4：将所述16K圆线拉伸至直径为0.2mm～6mm的金属线，将所述金属线置于650℃~700℃的温度下进行回火流程，回火时间持续25~30分钟后自然冷却至室温；
S5：将回火流程后的所述金属线置于600℃~620℃的温度下进行淬火流程，淬火时间持续4~6分钟后放进常温冷却液中快速冷却；
将淬火处理后的所述金属线通过弹簧设备进行轧制，制得弹簧。
2.如权利要求1所述一种弹簧的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括步骤：
S1：将上述的16K金的原料按比例配好通过熔炼加热至1200℃~1280℃，熔炼加热过程中采用超声波共频同步处理，持续加热10~15分钟后，浇铸成横截面为15mm×15mm的16K金铸条；
S2：将所述16K金铸条轧制成横截面为10mm×10mm～14mm×14mm的四方铸条，将所述四方铸条置于700℃~850℃的温度下进行退火流程，退火时间持续25~30分钟后自然冷却至室温；
S3：将退火流程后的所述四方铸条轧制成直径为7mm～9mm的16K圆线；
S4：将所述16K圆线拉伸至直径为0.2mm～6mm的金属线，将所述金属线置于650℃~700℃的温度下进行回火流程，回火时间持续25~30分钟后自然冷却至室温；
S5：将回火流程后的所述金属线置于600℃~620℃的温度下进行淬火流程，淬火时间持续4~6分钟后放进常温冷却液中快速冷却；
将淬火处理后的所述金属线通过弹簧设备进行轧制，制得弹簧。
3.如权利要求2所述的一种弹簧的制造方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下流程：
S21：将15mm×15mm的16K金铸条通过轧轮机轧制成横截面为14mm×14mm的第一四方铸条，将所述第一四方铸条置于800℃~850℃的温度下进行退火，退火时间持续25~30分钟后自然冷却至室温；
S22：将所述第一四方铸条通过轧轮机轧制成横截面为12mm×12mm的第二四方铸条，将所述第二四方铸条置于750℃~800℃的温度下进行退火，退火时间持续25~30分钟后自然冷却至室温；
S23：将所述第二四方铸条通过轧轮机轧制成横截面为10mm×10mm的第三四方铸条，将所述第三四方铸条置于700℃~750℃的温度下进行退火，退火时间持续25~30分钟后自然冷却至室温。
4.如权利要求3所述的一种弹簧的制造方法，其特征在于，所述第一四方铸条、第二四方铸条和第三四方铸条在经过所述轧轮机的压力挤压后的维氏硬度范围为160~170HV；所述第一四方铸条、第二四方铸条和第三四方铸条在经过退火并冷却至室温后的维氏硬度范围为130~140HV。
5.如权利要求2所述的一种弹簧的制造方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下流程：
S41：将所述16K圆线通过钻石线孔拉伸至直径5mm的第一金属线，将所述第一金属线置于650℃~700℃的温度下进行回火，回火时间持续10~15分钟后自然冷却至室温；
S42：将所述第一金属线通过钻石线孔拉伸至直径3mm的第二金属线，将所述第二金属线置于650℃~680℃的温度下进行回火，回火时间持续10~15分钟后自然冷却至室温；
S43：将所述第二金属线通过钻石线孔拉伸至直径1mm的第三金属线，将所述第三金属线置于650℃~680℃的温度下进行回火，回火时间持续10~15分钟后自然冷却至室温；
S44：将所述第三金属线通过钻石线孔拉伸至直径0.2mm的第四金属线，将所述第四金属线置于650℃~680℃的温度下进行回火，回火时间持续10~15分钟后自然冷却至室温。
6.如权利要求2或5所述的一种弹簧的制造方法，其特征在于，所述回火流程中加入工业氨气体。
7.如权利要求2所述的一种弹簧的制造方法，其特征在于，所述制造方法在S4之后还包括步骤：
S6：将所述弹簧进行超声波清洗后，置于300℃~350℃的环境持续恒温8~12分钟，获得定型后的第一弹簧；
S7：将所述第一弹簧进行超声波清洗后，加入电解粉对所述第一弹簧的表面去油渍和其他杂质，置于50℃~60℃的环境持续恒温8~12分钟，获得电解后的第二弹簧；
S8：将所述第二弹簧进行超声波清洗后，置于含有24K金的电镀液中进行表面电镀，获得电镀后的16K金弹簧。
8.一种首饰，其特征在于，所述首饰包括首饰本体以及权利要求1中所述弹簧。
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