RU2604147C1 - Сплав на основе золота, упрочненный интерметаллидами, содержащими никель, (варианты) - Google Patents
Сплав на основе золота, упрочненный интерметаллидами, содержащими никель, (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2604147C1 RU2604147C1 RU2015129053/02A RU2015129053A RU2604147C1 RU 2604147 C1 RU2604147 C1 RU 2604147C1 RU 2015129053/02 A RU2015129053/02 A RU 2015129053/02A RU 2015129053 A RU2015129053 A RU 2015129053A RU 2604147 C1 RU2604147 C1 RU 2604147C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gold
- alloy
- nickel
- copper
- boron
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C5/00—Alloys based on noble metals
- C22C5/02—Alloys based on gold
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Adornments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии благородных металлов и сплавов, в частности к сплавам на основе золота, и может быть использовано в электронике, авиакосмической промышленности, ювелирном производстве. По одному из вариантов сплав содержит, мас.%: золото - 50-95, никель - 3-5, кремний - 0,5-2, бор - 0,01-1,0, медь - остальное, при суммарном содержании никеля и кремния, не превышающем 5%, при этом после термической или термомеханической обработки сплав имеет структуру, упрочненную интерметаллидом Ni2Si. По второму варианту сплав содержит, мас.%: золото - 50-85, кобальт - 11-13,5, алюминий - 1,5-4, бор - 0,01-1,0, медь - остальное, при суммарном содержании никеля и алюминия, не превышающем 15%, при этом после термической или термомеханической обработки сплав имеет структуру, упрочненную интерметаллидами Ni3Al, NiAl, Νi2Αl3. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств, особенно твердости, при сохранении уровня литейных свойств и пластичности. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 пр.
Description
Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к сплавам на основе золота, предназначенным для использования в различных отраслях промышленности, в частности для изготовления ювелирных изделий.
Золото обладает уникальным комплексом свойств, которого не имеет ни один другой металл. Оно обладает самой высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, по электро- и теплопроводности уступает лишь серебру и меди, способность золота к отражению инфракрасных лучей близка к 100%. Золото хорошо паяется и сваривается под давлением. Такая совокупность полезных свойств золота послужила его широкому использованию в различных отраслях промышленности: электронике, космической и авиационной технике и т.д. Однако основная масса золота идет на получение сплавов, используемых для изготовления ювелирных изделий, монет, медалей, зубных протезов, сусального золота, декоративных покрытий.
Золото технической чистоты в отожженном состоянии имеет невысокую прочность и твердость.
Для повышения прочностных характеристик золота используют легирование золота элементами, способствующими дисперсионному твердению сплава при последующей термообработке. Одним из таких элементов является никель. Легирование золота никелем повышает твердость золота по механизму твердорастворного упрочнения.
Известны сплавы на основе золота, содержащие в качестве одного из основных легирующих компонентов до 15 мас. % никеля (JP 05-195114 А, С22С 5/02, опубликован 03.08.1993; RU 2156824 C1, С22С 5/02, опубликован 27.09.2000; RU 2151211 C1, C22C 5/02, 20.06.2000; RU 2361942 C1, C22C 5/02, 20.07.2009). Недостатком известных сплавов является недостаточный уровень механических свойств, обусловленный при термической обработке твердорастворным упрочнением.
Наиболее близким к предложенному изобретению является сплав, содержащий, мас. %: 56-60 золота, 3-5 никеля, 7,5-8,5 серебра, 0,8-1,2 титана, 0,01-0,03 бора, 0,001-0,003 кальция, медь - остальное (RU 2326954 С2, С22С 5/02, 20.06.2008). Недостатком сплавов является их низкая твердость.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание сплава на основе золота, обладающего оптимальным сочетанием физико-механических свойств.
Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств, особенно твердости, при сохранении уровня литейных свойств и пластичности.
Технический результат достигается тем, что сплав на основе золота, содержащий никель, медь, бор, дополнительно содержит кремний при следующем соотношении компонентов, мас. %:
золото | 50-95 |
никель | 3-5 |
кремний | 0,5-2 |
бор | 0,01-1,0 |
медь | остальное, при суммарном содержании |
никеля и кремния до 5%, |
при этом после термической или термомеханической обработки сплав имеет структуру, упрочненную интерметаллидом Ni2Si.
По другому варианту осуществления изобретения технический результат достигается тем, что сплав на основе золота, содержащий никель, медь, бор, дополнительно содержит алюминий при следующем соотношении компонентов, мас. %:
золото | 50-85 |
никель | 11-13,5 |
алюминий | 1,5-4 |
бор | 0,01-1,0 |
медь | остальное, при суммарном содержании |
никеля и алюминия до 15%, |
при этом после термической или термомеханической обработки сплав имеет структуру, упрочненную интерметаллидами Ni3Al, NiAl, Ni2Al3.
Сплавы по обоим вариантам могут дополнительно содержать, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, содержащей до 30 мас. % палладия, до 30 мас. % платины, до 30 мас. % серебра, до 10 мас. % индия, до 10 мас. % галлия.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Дисперсионное твердение при низкотемпературном отжиге приводит к росту твердости с одновременным снижением пластичности, что позволяет повысить износостойкость сплавов.
Заявленные сплавы обладают способностью упрочняться в процессе термической или термомеханической обработки, при этом они имеют сравнительно низкую температуру плавления и хорошую технологичность при литье, горячей и холодной деформации.
Упрочнение сплавов на основе золота основано на эффекте дисперсионного твердения. Термическая обработка дисперсионно твердеющих сплавов заключается в их нагреве до образования пересыщенного твердого раствора, последующего быстрого охлаждения (закалки) и старения. В результате такой термической обработки твердый раствор распадается с выделением нанофазных частиц фаз - упрочнителей. Упрочняющий эффект при этом достигается за счет выделяющихся интерметаллидов. Отличие от упрочнителей иного состава является существенным как по методу образования, так и по структуре, характеру температур плавления, кинетике распада твердого раствора, эффекту упрочнения и его стабильности. Способ упрочнения сплавов на основе золота включает введение в состав сплава двух компонентов, образующих между собой химическое соединение. В качестве таких компонентов в одном из вариантов изобретения используют никель и кремний, а в другом варианте - никель и алюминий. Их количественное содержание в сплавах определяется стехиометрическим соотношением, необходимым для образования при последующей термической или термомеханической обработке интерметаллидов Ni2Si и Ni3Al, NiAl, Ni2Al3 соответственно.
Являясь раскислителем, бор в количестве 0,01-1% снижает влияние кислорода при выплавке сплавов, уменьшает потерю легирующих компонентов на угар и уменьшает размер зерна, увеличивая при этом жидкотекучесть расплава.
Медь повышает твердость золотого сплава, сохраняя ковкость и тягучесть. Увеличение содержания меди в сплаве выше 40 мас. % приводит к снижению прочностных характеристик сплава, а также понижает его антикоррозионные свойства.
Упрочнение сплавов на основе золота, содержащих никель и кремний или алюминий, основано на механизме дисперсионного твердения, реализуемого посредством термической или термомеханической обработки. Термическая обработка заключается в нагреве сплава до образования пересыщенного твердого раствора, последующего быстрого охлаждения - закалки и старения, в результате которого твердый раствор распадается с выделением упрочняющих нанофазных частиц Ni2Si или Ni3Al, NiAl, Ni2Al3.
При термомеханической обработке между закалкой и старением или после старения осуществляют пластическую деформацию.
Примеры реализации изобретения.
Пример 1. Был получен сплав нижеприведенного химического состава: 75% Au, 4% Ni, 1% Si, 19,5% Cu, до 0,5% В, примесей не более 0,1%.
Шихтовые материалы были загружены в тигель из искусственного сапфира, который был помещен в разогреваемый графитовый тигель. Плавка велась в вакуумной печи резистивного нагрева. Температура плавки составила 1250°С. Были получены слитки цилиндрической формы диаметром 30 мм и высотой 8 мм. Для улучшения литейных свойств сплава и повышения жидкотекучести был введен бор. Кроме того, металлографический анализ показал уменьшение размеров зерна. Введение меди позволило получить насыщенный "красный" цвет интересных оттенков.
Для увеличения твердости слитки подвергли термической обработке по схеме: нагрев сплава до температуры 920°С, обеспечивающей образование пересыщенного твердого раствора, выдержка при этой температуре в течение одного часа, проведение закалки в воде от этой температуры до температуры менее 100°С. После этого провели старение при температуре 480°С в течение одного часа.
Твердость сплава после термообработки составляла 270 НВ, что почти в два раза превышало твердость литых сплавов с твердорастворным упрочнением.
Пример 2. Был получен сплав нижеприведенного химического состава: 75% Au, 12% Ni, 3% Al, 9,9% Ag, до 0,1% В, примесей не более 0,1%.
Плавка велась аналогично примеру 1 при температуре 1250°С. Сплав получился красивого "белого" оттенка с равномерным металлическим блеском.
После выдержки сплава при температуре 940°С в течение одного часа была проведена закалка в воду. Старение проводили при температуре 470°C с выдержкой в течение двух часов.
Полученный после термообработке сплав имел твердость 260 НВ, по сравнению с литым сплавов, твердость которого составляла 125 НВ, с сохранением литейных свойств и пластичности.
Таким образом, заявленные сплавы обладают высокими литейными свойствами. Они имеют высокую твердость в сочетании с пластичностью и интересные цветовые оттенки, что позволяет изготавливать из них ювелирные изделия с высокими потребительскими свойствами.
Claims (4)
1. Сплав на основе золота, содержащий никель, медь и бор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:
золото 50-95
никель 3-5
кремний 0,5-2
бор 0,01-1,0
медь остальное, при суммарном содержании
никеля и кремния до 5%,
при этом после термической или термомеханической обработки сплав имеет структуру, упрочненную интерметаллидом Ni2Si.
при этом после термической или термомеханической обработки сплав имеет структуру, упрочненную интерметаллидом Ni2Si.
2. Сплав по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, содержащей до 30 мас.% палладия, до 30 мас.% платины, до 30 мас.% серебра, до 10 мас.% индия, до 10 мас.% галлия.
3. Сплав на основе золота, содержащий никель, медь и бор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
золото 50-85
никель 11-13,5
алюминий 1,5-4
бор 0,01-1,0
медь остальное, при суммарном содержании
никеля и алюминия до 15%,
при этом после термической или термомеханической обработки сплав имеет структуру, упрочненную интерметаллидами Ni3Al, NiAl, Ni2Al3.
при этом после термической или термомеханической обработки сплав имеет структуру, упрочненную интерметаллидами Ni3Al, NiAl, Ni2Al3.
4. Сплав по п. 3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, содержащей до 30 мас.% палладия, до 30 мас.% платины, до 30 мас.% серебра, до 10 мас.% индия, до 10 мас.% галлия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015129053/02A RU2604147C1 (ru) | 2015-07-17 | 2015-07-17 | Сплав на основе золота, упрочненный интерметаллидами, содержащими никель, (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015129053/02A RU2604147C1 (ru) | 2015-07-17 | 2015-07-17 | Сплав на основе золота, упрочненный интерметаллидами, содержащими никель, (варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2604147C1 true RU2604147C1 (ru) | 2016-12-10 |
Family
ID=57776909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015129053/02A RU2604147C1 (ru) | 2015-07-17 | 2015-07-17 | Сплав на основе золота, упрочненный интерметаллидами, содержащими никель, (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2604147C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU94003450A (ru) * | 1994-01-28 | 1995-09-20 | Акционерное общество "Русские самоцветы" | Сплав на основе золота |
RU2151211C1 (ru) * | 1999-12-07 | 2000-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Лизингпромсервис" | Сплав на основе золота |
RU2326954C2 (ru) * | 2006-08-03 | 2008-06-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сплав на основе золота |
RU2361942C1 (ru) * | 2008-03-27 | 2009-07-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сплав на основе золота |
-
2015
- 2015-07-17 RU RU2015129053/02A patent/RU2604147C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU94003450A (ru) * | 1994-01-28 | 1995-09-20 | Акционерное общество "Русские самоцветы" | Сплав на основе золота |
RU2151211C1 (ru) * | 1999-12-07 | 2000-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Лизингпромсервис" | Сплав на основе золота |
RU2326954C2 (ru) * | 2006-08-03 | 2008-06-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сплав на основе золота |
RU2361942C1 (ru) * | 2008-03-27 | 2009-07-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сплав на основе золота |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5793136B2 (ja) | ニッケルおよび銅を含まないグレーゴールド合金 | |
CN110592444B (zh) | 一种700-720MPa强度耐热高抗晶间腐蚀铝合金及其制备方法 | |
JP5237801B2 (ja) | 改善された高温特性を有するドープされたイリジウム | |
RU2007140308A (ru) | Cu-Ni-Si-Co-Cr МЕДНЫЙ СПЛАВ ДЛЯ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОНИКИ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА | |
CN1611619A (zh) | 硬质贵金属合金部件及其制造方法 | |
US3475166A (en) | Aluminum base alloy | |
GB2127039A (en) | Fine-grained copper-nickel-tin alloys | |
CN110592445A (zh) | 720-740MPa冷挤压Al-Zn-Mg-Cu-Ti铝合金及制备方法 | |
JP2009515034A (ja) | 白金合金およびその製造方法 | |
TW200837203A (en) | Cu-Ni-Si-based copper alloy for electronic material | |
NO139165B (no) | Keramisk silisiumcarbidgjenstand med hoey densitet og fremgangsmaate ved fremstilling derav | |
JP2021050420A (ja) | パラジウム系合金 | |
US9428821B2 (en) | Gold alloys | |
RU2604148C1 (ru) | Сплав на основе золота, упрочненный интерметаллидами, содержащими железо, (варианты) | |
RU2650220C1 (ru) | Ювелирный сплав платины 585 пробы | |
RU2604147C1 (ru) | Сплав на основе золота, упрочненный интерметаллидами, содержащими никель, (варианты) | |
JP2009503261A (ja) | 白金合金およびその製造方法 | |
RU2604145C1 (ru) | Сплав на основе золота, упрочненный интерметаллидами, содержащими кобальт, (варианты) | |
JP7472318B2 (ja) | アルミニウム合金及びアルミニウム合金鋳物材 | |
RU2582837C1 (ru) | Ювелирный сплав на основе палладия, упрочненный интерметаллидами, содержащими железо, (варианты) | |
JP2886818B2 (ja) | 装飾用の銅合金の製造方法 | |
RU2606679C2 (ru) | Ювелирный сплав на основе палладия (варианты) | |
RU2645624C1 (ru) | Ювелирный сплав платины 585 пробы для микролитья | |
RU2582836C1 (ru) | Ювелирный сплав на основе палладия, упрочненный интерметаллидами, содержащими кобальт (варианты) | |
KR101741681B1 (ko) | 내변색성 및 경도가 우수한 Ag-Cu계 합금 조성물 및 이의 제조방법 |