一種用于高溫琺瑯首飾的白色金合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于高溫琺瑯首飾的白色金合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]白色金合金(俗稱K白金)作為鉑金的替代品，具有價(jià)格更便宜、強(qiáng)度更高、加工性能更好等優(yōu)點(diǎn)，在鑲嵌飾品中得到了廣泛應(yīng)用，成為飾品金合金中的主要材料。由于金是呈金黃色的元素，要使金合金得到有效漂白，需要在合金中添加能起有效漂白作用的合金元素。在自然界的所有金屬元素中，雖然除了 Au、Cu等少數(shù)幾個(gè)元素有顏色之外，其它絕大部分金屬元素均呈現(xiàn)白色或灰色，但真正能有效用作K白金漂白元素的金屬非常少，鎳、鈀是K白金的主要增白元素，銀、鋅一般作為輔助增白元素，它們的漂白作用有限。由于鈀的昂貴成本，鎳是應(yīng)用最廣的漂白元素。相對(duì)K黃金而言，已有的商業(yè)鎳K白金合金在首飾制作和使用時(shí)難度要大一些，主要有幾個(gè)方面的問題:
一是白度問題。K白金作為鉑金的替代品，要求具有較好的白度。MJSA與世界黃金協(xié)會(huì)對(duì)K白金進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)定，提出K白金的色區(qū)范圍對(duì)應(yīng)的顏色坐標(biāo)為a*介于_2~3之間，b*介于0~18之間，黃度指數(shù)應(yīng)低于32，并將K白金按顏色分成1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)共三個(gè)等級(jí)。但是市面上較多K白金的白色等級(jí)較差，當(dāng)首飾表面鍍層磨損后，露出基體金屬的本來顏色，與鍍層顏色反差大，引起客戶的投訴或質(zhì)疑。
[0003]二是在K白金的冷加工生產(chǎn)中，容易被兩個(gè)問題所困擾，由于其硬度更高，延展性降低，加工過程中需要進(jìn)行中間退火。一方面，如果合金從退火溫度緩慢冷卻，會(huì)形成兩相組織，導(dǎo)致后面的加工容易出現(xiàn)裂紋，因此在兩次退火之間允許的冷加工變形量減小，而這會(huì)導(dǎo)致材料斷面的變形程度有差別，在表面的加工形變量大，而中心部位更小，從而使內(nèi)應(yīng)力分布不均勻。這種應(yīng)力梯度會(huì)使材料退火時(shí)產(chǎn)生不均勻的晶粒尺寸，進(jìn)一步影響其冷加工性能。另一方面，如材料從退火溫度快速冷卻，又容易產(chǎn)生顯著的淬火應(yīng)力。
[0004]三是鑄造缺陷問題。與常規(guī)的K黃金、銀合金相比，鎳K白金的鑄造有一定難度，企業(yè)在生產(chǎn)過程中常遇到各種各樣的鑄造缺陷，如砂眼、硬點(diǎn)、氣孔、縮孔、縮松、熱裂、脆性等，其中硬點(diǎn)和氣縮松的問題較突出，如圖1和圖2所示。
[0005]琺瑯工藝運(yùn)用于首飾上，可以大大增加了首飾的藝術(shù)效果，但是這種效果受到多方面因素的影響，其中一個(gè)很主要的因素就是用于制作首飾坯底的合金材料。采用商業(yè)化K白金燒制透明琺瑯時(shí)，容易出現(xiàn)琺瑯底大量出現(xiàn)氣泡、琺瑯面發(fā)朦等問題，而基底金屬氧化嚴(yán)重也影響到琺瑯的顏色。當(dāng)燒制的琺瑯層與金屬基底的結(jié)合不夠牢固時(shí)，會(huì)出現(xiàn)爆裂、剝落等問題，特別是在電鍍環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)這方面的問題。而一旦琺瑯面出現(xiàn)了爆裂或者剝落，需要花費(fèi)很大的功夫才能修復(fù)，顯著增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種用于高溫琺瑯首飾的白色金合金及其制備方法。
[0007]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是: 一種用于高溫琺瑯首飾的白色金合金，其是由以下質(zhì)量份的成分組成:75.0-75.5wt%金、7.0-8.0wt% 鎳、3.0-4.0wt% 銀、9.5-10.5wt% 銅、3.0-3.5wt% 鋅、0.3-0.8wt% 鈀、0.01-0.03wt%硅、0.008-0.02wt°/c^jt，以及其它不可避免的雜質(zhì)。
[0008]該白色金合金是由以下質(zhì)量百分比的原料制成:0.8-2.0wt%銀鈧合金、0.8-2.0wt%銀鈀合金、0-1.0wt%銅銀合金、0_4wt%銀鋅合金、0.3-1.0wt%銅娃合金、0-1.0wt% 純銀、6-8wt% 銅鋅合金、12-13wt% 銅鎳合金、75.0-75.5wt% 純金。
[0009]所述的銀鈧合金，鈧的含量為lwt%。
[0010]所述的銀鈀合金中，鈀的含量為10wt%。
[0011]所述的銅銀合金中，銀的含量為20wt%。
[0012]所述的銀鋅合金中，鋅的含量為30 wt %。
[0013]所述的銅娃合金中，娃的含量為5wt%。
[0014]所述的銅鋅合金中，鋅的含量為30wt% ;所述的銅鎳合金中，鎳的含量為60wt%。
[0015]—種用于高溫琺瑯首飾的白色金合金的制備方法，步驟為:
1)將原料在保護(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉；
2)物料全部熔清后，調(diào)整金屬液的溫度，澆鑄得到鑄錠；
3)將鑄錠乳壓后，退火。
[0016]步驟1)為:在工業(yè)純氬的保護(hù)下，將原料在感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1030-1050°C。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明的白色金合金的顏色很好地滿足了 K白金的顏色指標(biāo)要求，具有優(yōu)良的抗硫化變色性能。
[0018](2)本發(fā)明的白色金合金具有優(yōu)異的抗高溫氧化性能，可以更好地承受高溫?zé)?，燒制的透明琺瑯層具有很好的透亮度。
[0019](3)本發(fā)明的白色金合金熱膨脹系數(shù)與常見的金用高溫釉的熱膨脹系數(shù)接近，使燒制后的琺瑯層較為穩(wěn)定，不易出現(xiàn)爆裂剝落等問題。
[0020](4)本發(fā)明的白色金合金能很好地滿足了鑲嵌珠寶的要求，且合金具有優(yōu)良的冷加工性能。
[0021](5)本發(fā)明的白色金合金晶粒細(xì)小，有利于獲得高度拋光的表面。
【附圖說明】
[0022]圖1為鎳18KW戒指柄上的硬點(diǎn)缺陷；
圖2為鎳18KW戒指柄上的氣縮松缺陷；
圖3為本發(fā)明18K白色金合金的顯微組織(200X )；
圖4為本發(fā)明18K白色金合金在5%硫化鈉溶液中的顏色指數(shù)變化率；
圖5為本發(fā)明18K白色金合金在5%硫化鈉溶液中的色差變化率；
圖6為本發(fā)明18K白色金合金在5%硫化鈉溶液中的黃度指數(shù)變化率；
圖7為本發(fā)明18K白色金合金在750°C加熱1.5小時(shí)后的氧化膜情況(200X );
圖8為本發(fā)明18K白色金合金的加工硬化行為。
【具體實(shí)施方式】
[0023]—種用于高溫琺瑯首飾的白色金合金，其是由以下質(zhì)量份的成分組成:75.0-75.5wt% 金、7.0-8.0wt% 鎳、3.0-4.0wt% 銀、9.5-10.5wt% 銅、3.0-3.5wt% 鋅、0.3-0.8wt% 鈀、0.01-0.03wt% 硅、0.008-0.02wt°/c^jt，以及其它不可避免的雜質(zhì)。
[0024]該白色金合金是由以下質(zhì)量百分比的原料制成:0.8-2.0wt%銀鈧合金、0.8-2.0wt%銀鈀合金、0-1.0wt%銅銀合金、0_4wt%銀鋅合金、0.3-1.0wt%銅娃合金、0-1.0wt% 純銀、6-8wt% 銅鋅合金、12-13wt% 銅鎳合金、75.0-75.5wt% 純金。
[0025]優(yōu)選的，所述的銀鈧合金，鈧的含量為lwt%;所述的銀鈀合金中，鈀的含量為10wt% ;所述的銅銀合金中，銀的含量為20wt% ;所述的銀鋅合金中，鋅的含量為30wt % ;所述的銅娃合金中，娃的含量為5wt% ;所述的銅鋅合金中，鋅的含量為30wt% ;所述的銅鎳合金中，鎳的含量為60wt%。
[0026]上述該種用于高溫琺瑯首飾的白色金合金的制備方法，步驟為:
1)將原料在保護(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉；
2)物料全部熔清后，調(diào)整金屬液的溫度，澆鑄得到鑄錠；
3)將鑄錠乳壓后，退火。
[0027]優(yōu)選的，步驟1)為:在工業(yè)純氬的保護(hù)下，將原料在感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為 1030-1050°C ；
優(yōu)選的，步驟2)中，調(diào)整金屬液的溫度到1020-1040°C ；
優(yōu)選的，步驟3)中，退火處理為:在700-800 °C下退火3-10分鐘。
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
實(shí)施例1:
本實(shí)施例的用于燒制高溫琺瑯的白色金合金，其是由以下質(zhì)量百分比的成分組成:
75.30wt% 金、9.97wt% 銅、7.50wt% 鎳、3.63wt% 銀、3.15wt% 鋅、0.40wt% 鈀、0.015wt%硅、0.015wt%鈧，以及其它不可避免的雜質(zhì)。
[0029]本實(shí)施例的制備方法，步驟為:
在真空感應(yīng)爐中進(jìn)行恪煉，所述原料的質(zhì)量百分比分別為:1.5wt%銀鈧合金，1.0wt%銀鈀合金，0.2 wt%銅銀合金，1.0wt%銀鋅合金，0.5wt%銅硅合金，0.8wt%純銀，12.5wt%銅鎳合金，7.2wt%銅鋅合金，75.3wt%純金。將上述材料依次放入石墨i甘禍內(nèi)，充填密實(shí)并關(guān)閉爐蓋，抽真空到5.0Pa，充入工業(yè)純氬到1.0atm。啟動(dòng)感應(yīng)加熱進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1040-1050°C。爐料全部熔清且成分均勻后，調(diào)整金屬液溫度為1030-1040°C，將金屬液澆注到鋼錠模內(nèi)制得鑄錠。將鑄錠乳壓后，在750°C退火10分鐘。
[0030]本實(shí)施例制得的18K白色金合金退火態(tài)顯微組織如圖3，合金的晶粒為細(xì)小的等軸晶，這有利于材料的強(qiáng)度性能和拋光性能。
[0031]本實(shí)施例制得的18K白色金合金的初始顏色坐標(biāo)值L*，a*，b*分別為87.4，1.03和10.89，位于色區(qū)圖的白色金合金區(qū)域內(nèi)。黃度指數(shù)為17.5，達(dá)到了一級(jí)白色的指標(biāo)。將其浸泡在溫度為30°C，濃度為5%的硫化鈉溶液內(nèi)，其變色情況如圖4所示，色差變化如圖5，黃度指數(shù)變化情況如圖6。隨著腐蝕時(shí)間的延長(zhǎng)，合金的亮度L*值緩慢下降，b*值緩慢上升，而a*值基本不變，表明合金逐漸轉(zhuǎn)黃，表面漸趨晦暗。但是合金浸泡64小時(shí)后，色差小于3，黃度指數(shù)依然在K白金規(guī)定的范圍內(nèi)，表現(xiàn)出優(yōu)良的抗硫化變色性能