專利名稱:斑錫合金及其應(yīng)用和生產(chǎn)方法
本發(fā)明涉及錫基合金，特別是涉及用于日用器皿和工藝美術(shù)制品的錫基合金及其生產(chǎn)方法。
錫制器皿在人類生活中的使用已有很長(zhǎng)歷史。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類物質(zhì)文化生活水平的提高，現(xiàn)在日常生活中，錫制品除當(dāng)用具使用外，主要是充當(dāng)裝飾品和藝術(shù)品了。但目前市場(chǎng)上流行的錫制品一般為傳統(tǒng)的精錫制品，顏色單調(diào)，易變色，不夠美觀。
本發(fā)明的目的在于提供一種具有美麗花斑的錫基合金，即斑錫合金及其制品，以增加錫工藝品的花色品種，提高錫工藝品的藝術(shù)性和美感，從而給錫工藝品制造業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
本發(fā)明是通過對(duì)選定成分的錫基合金進(jìn)行適當(dāng)?shù)某尚?、熱處理和化學(xué)處理工序而實(shí)現(xiàn)的。通過這些工序之后，合金及其制品便具有由粗大晶粒組成的、明暗相間的、有光澤的花斑。
所說的斑錫合金的成分(重量%)為Ag 0.001～0.01Cu 0.002～0.05Bi 0.002～0.05余量為Sn及總量小于0.10的雜質(zhì)。
優(yōu)先推薦的成分(重量%)為Ag 0.001～0.005Cu 0.004～0.02Bi 0.004～0.02余量為Sn及總量小于0.03的雜質(zhì)。
雜質(zhì)主要是鉛和氧化錫。應(yīng)盡可能減少雜質(zhì)，特別是鉛含量。
用所說的斑錫合金可以制成各種富于美感的制品，例如各種工藝品及日用器皿。
所說的斑錫合金及其制品的生產(chǎn)方法，可采用通常的各類電爐熔煉合金，在熔煉中應(yīng)避免氧化和污染。此外，還須進(jìn)行下列工序1.成型 可采用鑄造成型或沖壓成型。而鑄造成型又可分別采用金屬型鑄造或熔模鑄造，其工藝條件分別是金屬型鑄造 熔模鑄造澆注溫度 320～420℃ 300～380℃鑄型溫度 80～200℃ 20～180℃澆注中應(yīng)采取措施盡量減少表面氧化。
若用沖壓成型，則先將鑄錠在軋機(jī)上軋板，連續(xù)多次軋薄至所需厚度，每次軋制量小于30%，然后按制品形狀多次沖壓成型。除最后一次外，每次沖壓的形變量以不發(fā)生破裂及能保持表面光潔度為宜。每次沖壓前在100～140℃退火30～60分鐘。最后一次沖壓的形變量小于5%。
2.熱處理 成型之后，對(duì)制品按下述條件進(jìn)行熱處理退火溫度175～220℃退火時(shí)間2～50小時(shí)優(yōu)先推薦的退火溫度為200～220℃，退火時(shí)間則視制品的大小及具體的退火溫度而定。若制品表面有某些缺陷，則應(yīng)于退火前在水冷條件下進(jìn)行機(jī)械打磨拋光。對(duì)于鑄造的制品，若未經(jīng)打磨就已有符合要求的光潔度和斑紋，則可不經(jīng)過熱處理工序。
3.腐蝕 先用一種或多種對(duì)制品無明顯腐蝕作用的溶劑，如汽油、乙醇或洗衣粉溶液，除去表面油污，再用10～30%鹽酸溶液在15～30℃內(nèi)酸洗2～100秒鐘。酸洗的目的在于除去表面氧化物，一旦表面已光亮，應(yīng)立即取出，用水沖凈。然后用5～15%三氯化鐵溶液在15～50℃內(nèi)腐蝕顯斑1～30分鐘。之后用水沖洗至中性，并在40～80℃內(nèi)烘干。
4.上保護(hù)膜 除餐具制品外，對(duì)完成了腐蝕工序的制品可上有機(jī)保護(hù)膜。對(duì)保護(hù)膜的要求是附著力強(qiáng)，透明度高，耐蝕性好。本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單易行的、具有上述性能的保護(hù)膜。這種保護(hù)膜溶液的制備方法是按重量比將3分無色透明的有機(jī)玻璃溶解于10分三氯甲烷中;將0.5～2分無色環(huán)氧樹脂溶解于10分丙酮中。將上述二溶液混合，并用20～200分丙酮稀釋，即得無色透明的保護(hù)膜溶液。若用溶解了染料的丙酮作稀釋劑，則可得有色保護(hù)膜。操作方法是在室溫下將制品浸入丙酮中0.5～1.5分鐘，取出后直接浸入保護(hù)膜溶液中1～3分鐘，取出后甩去多余的溶液，置于120～180℃烘箱中烘2～10分鐘，自然冷卻。
也可選用現(xiàn)有的環(huán)氧樹脂型或其他類型的透明有機(jī)涂料作保護(hù)膜，并按其相應(yīng)工藝實(shí)施。
最后就得到有明暗相間美麗花斑的、有光澤的、耐酸、堿腐蝕的斑錫制品。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于，由于合金本身具有美麗的花斑，所以和傳統(tǒng)的錫制品相比，斑錫合金制品更具有藝術(shù)性和富于美感。
實(shí)施例在電爐中用石墨坩堝熔煉合金，流動(dòng)氬氣保護(hù)。合金成分為(重量%)Ag 0.002，Bi 0.02，Cu 0.02.余量為Sn及總量小于0.03的鉛、氧化錫等雜質(zhì)。
成型分別采用鑄造和沖壓兩種方法成型。
鑄造成型使用金屬型鑄造。鑄型材料為鑄鐵，澆注溫度400±5℃，鑄型溫度150±5℃
沖壓成型鑄錠厚6±1毫米，寬200±2毫米。鑄錠經(jīng)連續(xù)6次軋板，軋薄至1.8毫米，每次軋制形變量小于30%，中間未退火。然后經(jīng)兩次沖壓成型，第二次形變量小于5%。第一次沖壓后在120℃退火30分鐘。
所得制品為直徑30、高16毫米的杯狀器皿。
熱處理未經(jīng)打磨，在箱形爐中退火。退火溫度210±5℃，退火時(shí)間10小時(shí)。
腐蝕因表面無明顯油污，僅用5%洗衣粉溶液煮沸5分鐘后用水沖凈，再用20%鹽酸溶液在20℃酸洗5秒鐘。然后用8%三氯化鐵溶液在30℃腐蝕顯斑10分鐘(每隔5分鐘取出輕輕擦洗一次)。腐蝕完畢后，用水沖洗至中性，在70℃下烘干。
上保護(hù)膜所用保護(hù)膜溶液總成分重量比為有機(jī)玻璃∶環(huán)氧樹脂∶三氯甲烷∶丙酮＝3∶1∶10∶100。在室溫下將腐蝕好了的制品浸入丙酮中1分鐘。取出后直接浸入保護(hù)膜溶液中2分鐘。取出甩干，在140℃烘箱中恒溫5分鐘后自然冷卻。
最后得到表面有明暗相間花斑的、有耐酸、堿腐蝕保護(hù)膜的斑錫合金制品。斑紋的最大直徑在10毫米以上。其中，沖壓成型制品的斑紋較均勻;鑄造成型制品的斑紋大小與鑄型形狀和厚度有關(guān)。在散熱較快的位置，花斑一般較細(xì)。
權(quán)利要求
1.斑錫合金，以錫為基體，含有銀、銅、鉍，其特征是合金具有由粗大晶粒組成的、明暗相間的花斑，合金成分為(重量%)Ag 0.001～0.01Cu 0.002～0.05Bi 0.002～0.05余量為Sn及總量小于0.10的雜質(zhì)。
2.按權(quán)利要求
1的斑錫合金，其特征是合金含有Ag 0.001～0.005(重量)%Cu 0.004～0.02(重量)%Bi 0.004～0.02(重量)%余量為Sn及總量小于0.03(重量)%的雜質(zhì)。
3.用權(quán)利要求
1和2的斑錫合金可以制成富于美感的制品，如日用器皿及各種工藝美術(shù)品。
4.如權(quán)利要求
1～3的斑錫合金及其制品的生產(chǎn)方法，合金采用通常的電爐熔煉方法制備，其特征在于下列工序4.1.成型 采用鑄造成型或沖壓成型鑄造成型可分別采用金屬型鑄造或熔模鑄造成型，其工藝條件是金屬型鑄造 熔模鑄造澆注溫度320～420℃ 300～380℃鑄型溫度80～200℃ 20～180℃沖壓成型將鑄錠在軋機(jī)上連續(xù)多次軋板，軋薄至所需厚度，每次軋制形變量小于30%，然后按制品形狀多次沖壓成型，除最后一次外，每次沖壓的形變量以不發(fā)生破裂及能保持表面光潔度為宜，每次沖壓前在100～140℃退火30～60分鐘，最后一次沖壓的形變量小于5%;4.2.熱處理 對(duì)完成了成型工序的制品按下述條件進(jìn)行熱處理退火溫度175～220℃退火時(shí)間2～50小時(shí)優(yōu)先推薦的退火溫度為200～220℃;4.3.腐蝕 先用一種或多種對(duì)制品無明顯腐蝕作用的溶劑，如汽油，乙醇，洗衣粉溶液等，除去表面油污，再用10～30%鹽酸溶液在15～30℃內(nèi)酸洗2～100分鐘，然后用5～15%三氯化鐵溶液在15～50℃內(nèi)腐蝕顯斑1～30分鐘，之后用水沖洗至中性，在40～80℃內(nèi)烘干;4.4.上保護(hù)膜 對(duì)完成了腐蝕工序的制品按下述方法上保護(hù)膜保護(hù)膜溶液制備按重量比將3分無色透明有機(jī)玻璃溶解于10分三氯甲烷中，將0.5～2分無色環(huán)氧樹脂溶解于10分丙酮中，將上述二溶液混合，并用20～200分丙酮稀釋，即得無色透明的保護(hù)膜溶液，若用溶解了染料的丙酮作稀釋劑，則可得有色保護(hù)膜;將完成了腐蝕工序的制品在室溫下浸入丙酮中0.5～1.5分鐘，取出后直接浸入保護(hù)膜溶液中1～3分鐘，取出后甩去多余的溶液，置于120～180℃烘箱中烘2～10分鐘，自然冷卻。
專利摘要
傳統(tǒng)的錫工藝品為精錫制成，顏色單調(diào)，易變色，不夠美觀。本發(fā)明提供的斑錫合金的特征在于，以錫為基體，含有Ag0.001～0.01％、Cu0.002～0.05％、Bi0.002～0.05％及微量雜質(zhì)。對(duì)合金進(jìn)行適當(dāng)?shù)蔫T造或沖壓成型、熱處理和化學(xué)處理，即可使合金具有由粗大晶粒組成的、明暗相間的美麗花斑。用斑錫合金可以制成各種制品，如日用器皿和工藝美術(shù)品，它們比傳統(tǒng)的精錫制品更富于藝術(shù)性和美感。
文檔編號(hào)C22C13/02GK86101369SQ86101369
公開日1987年9月16日 申請(qǐng)日期1986年3月4日
發(fā)明者張康侯 申請(qǐng)人:中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司昆明貴金屬研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan