一種高硬度抗時效軟化的銀合金及其制備方法
【專利摘要】本發明提供的一種高硬度抗時效軟化的銀合金材料，具有以下有益效果：采用重量組分在92.5-95.0之間，特別優選的是重量組分在92.5的銀的成分一方面在銀占比例大從而占據價值優勢，另一方面在這個比例的銀的基礎添加其他成分，使得合金的力學性能得到明顯性地提高的同時，解決了現社會銀合金生產工藝當中銀合金抗時效軟化性能差的難題；其他合金成分協同使得銀合金抗氧化性能提高，具有很大的發展前景。
【專利說明】一種高硬度抗時效軟化的銀合金及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及化學材料領域，特別涉及一種高硬度抗時效軟化的銀合金及其制備方法。
【背景技術】
[0002]我國是一個崇尚金銀珠寶飾品文化的國家，隨著我國內地黃金白銀市場的開放，各類珠寶進口稅的下調，國民經濟的持續增長，百姓消費能力不斷提高，我國已經成為第三大金銀珠寶飾品消費大國，僅次于印度、美國，其中K金和抗變色925銀合金飾品是市場需求量增長最快的。據世界權威專家預測，隨著國內外金銀珠寶飾品行業在理念、技術、工藝、人才等方面交流合作的不斷深入，我國金銀珠寶飾品市場潛力和產業發展空間非常巨大，金銀珠寶飾品產業年均增幅將保持在6%以上。純的金屬銀硬度低，有延展性，不容易制造成型，而且易于氧化變色，不適用于用在飾品、工藝品及其餐具的加工當中，所以在制造當中會選擇在一定重量組分比的銀中添加一些其他成分材料。
[0003]斯特林銀合金是以銅合金元素構成的銀-銅二元合金，其中銀為92.5wt%，銅為
7.5wt%，也就是通常我們所稱的925銀，雖然添加了銅的銀合金提高了一定的硬度，但是還是一樣易于硫化變色，為了防止銀硫化變色，往往添加金、鉬、鈀、銠、鋨、銥、銠等貴金屬，但是僅僅是為了防止銀硫化變色從而添加這些貴金屬，造成生產成本居高，得不償失，很難被大眾所接受。
[0004]隨著科技的發展，技術研發人員的研究發現，確實一些由賤金屬跟銀的合金材料可以稍稍提高銀合金的硬度和改善其抗硫化變色的能力，但是所得的材料效果并非非常顯著跟明顯。
【發明內容】
[0005]為了明顯提高銀合金材料硬度和抗時效軟化的性能，增加其款式的設計自由度，更好地應用到飾品、工藝品等生產工藝當中，，本發明提供一種高硬度抗時效軟化的銀合金，包括按重量份計的以下組分:
[0006]銀92.5~95.0份，白銅2.6~3.4份，鈦0.6~1.0份，鈰0.3~0.6份，銪0.8~
.0.9份，鉭0.2~0.5份，和釷0.7~1.1份。
[0007]優選的是，所述的高硬度抗時效軟化的銀合金，包括按重量份計的以下組分:
[0008]銀92.5~94.0份，白銅3.0~3.4份，鈦0.8~0.9份，鈰0.3~0.5份，銪0.8~
.0.9份，鉭0.3~0.4份，和釷0.8~1.0份。
[0009]優選的是，所述的高硬度抗時效軟化的銀合金，包括按重量份計的以下組分:
[0010]銀92.5份，白銅3.2份，鈦0.9份，鋪0.4份，銪0.8份，鉭0.4份，和釷0.9份。
[0011]優選的是，所述的高硬度抗時效軟化的銀合金，所述白銅按重量份計包括銅78~86份，鎳3~5份，錳11~17份。
[0012]優選的是，所述的高硬度抗時效軟化的銀合金，還包括按重量份計的以下組分:[0013]鋅1.2~1.4份，硼0.3~0.5份，鋁0.2~0.6份，鎵0.2~0.4份。[0014]一種制造高硬度抗時效軟化的銀合金的制備方法，包括以下步驟:
[0015]I)、將按重量份計的銀92.5~95.0份，白銅2.6~3.4份，鈰0.3~0.6份，銪
0.8~0.9份，鋅1.2~1.4份，硼0.3~0.5份，鋁0.2~0.6份，和鎵0.2~0.4份的合
金材料，放入真空中頻感應爐；
[0016]2)所述真空中頻感應爐抽真空后，充入氬氣，在所述氬氣保護下通電熔煉，所述氬氣的壓力為0.02~0.04MPa，熔煉溫度為750~1050°C ；
[0017]3)在所述銀合金鑄錠之前，將按重量份計的釷0.7~1.1份和鈦0.6~1.0份加入到所述真空中頻感應爐中，熔煉均勻，
[0018]4)將按重量份計的鉭0.2~0.5份加入到所述真空中頻感應爐中繼續熔煉，進行鑄錠。
[0019]在銀中添加的各種元素的作用分別在于:添加了白銅，增強了合金的硬度，不僅可以降低合金熔點，可做脫氧劑，改善熔體的流動性，還具有漂白效果，白銅中的鎳，可以細化銀合金材料晶粒，提高了銀合金材料的硬度、耐磨性和抗高溫燒損能力，錳，降低了銀合金的熔點，提高了銀合金的硬度，提高了銀合金的耐腐蝕性；硼，可減少合金熔體的表面張力，使熔體混合均勻；鋁，一方面能夠有效地提高了合金的抗拉強度跟拉長率，另一方面能夠提高合金的高溫性能；鎵，電阻率小，電阻溫度系數小，提高合金的強度以及硬度。
[0020]尤其是本發明在銀合金中，加了鈦，增大了銀合金材料晶界面積從而提高了合金的錯位密度，增強了鑄態硬度跟加工硬度，最大的優點是增加了銀合金的抗時效軟化性能；加了鈰和銪，增加了層錯的數量，并釘扎了層錯缺陷，有效的阻礙的再結晶晶粒的長大，起到細化晶粒的作用，并進一步提高其熱穩定性，增強了抗時效軟化性能；加了鉭和釷，可以與氧生成一層薄而穩定的氧化層，可保護銀合金不受破壞，且當所述氧化層破壞后，能夠優先與硫反應，從而提高其抗硫化性能和抗變色性能。
[0021]本發明提供的一種高硬度抗時效軟化的銀合金材料，具有以下有益效果:采用重量組分在92.5-95.0之間，特別優選的是重量組分在92.5的銀的成分一方面在銀占比例大從而占據價值優勢，另一方面在這個比例的銀的基礎添加其他成分，使得合金的力學性能得到明顯性地提高的同時，解決了現社會銀合金生產工藝當中銀合金抗時效軟化性能差的難題；其他合金成分協同使得銀合金抗氧化性能提高，具有很大的發展前景。
【具體實施方式】
[0022]下面結合實施例對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0023]實施例一
[0024]一種高硬度抗時效軟化的銀合金，包括按重量份計的以下組分:銀92.5份，白銅
3.4份，鈦1.0份，鈰0.6份，銪0.9份，鉭0.5份，和釷1.1份，鋅1.4份，硼0.5份，鋁0.6份，和鎵0.4份。
[0025]其制備方法，包括以下步驟:
[0026]I)將按重量份計的銀92.5份，白銅3.4份，鈰0.6份，銪0.9份，鋅1.4份，硼0.5份，鋁0.6份，和鎵0.4份的合金材料，放入真空中頻感應爐；[0027]2)所述真空中頻感應爐抽真空后，充入氬氣，在所述氬氣保護下通電熔煉，所述氬氣的壓力為0.04MPa，熔煉溫度為750~1050°C ；
[0028]3)在所述銀合金鑄錠之前，將按重量份計的釷1.1份和鈦1.0份加入到所述真空中頻感應爐中，熔煉均勻，
[0029]4)將按重量份計的鉭0.5份加入到所述真空中頻感應爐中繼續熔煉，進行鑄錠。
[0030]硬度測試:將處理好的銀合金材料在HXS-1000AK型半自動顯微硬度計上進行，選擇室溫，加載載荷0.2克，加載時間20秒，測十個點，取平均值，得出銀合金材料的硬度值為108.9HV ；
[0031]抗時效軟化性能測試:將制備好的銀合金材料在50°C的環境中靜置90天，在HXS-1000ΑΚ型半自動顯微硬度計上進行，選擇室溫，加載載荷0.2克，加載時間20秒，測十個點，取平均值，得出銀合金材料的硬度值為108.7HV ；
[0032]抗硫化測試:將制備出的銀合金材料放進濃度為5%的硫化鈉浸泡48小時，銀合金沒有發生變色；
[0033]抗氧化測試:24小時中性鹽霧試驗，銀合金材料沒有發生變色，24小時醋酸鹽霧試驗，銀合金材料沒有發生變色反應，24小時銅鹽加速醋酸鹽霧試驗銀合金材料氧化面積占總面積的26%，24小時交變鹽霧試驗，銀合金材料氧化面積占總面積的53%。
[0034]實施例二
[0035]一種高硬度抗時效軟化的銀合金，包括按重量份計的以下組分:銀95.0份，白銅
2.6份，鈦0.6份，鈰0.3份，銪0.8份，鉭0.2份，釷0.7份，鋅1.2份，硼0.3份，鋁0.2份，和鎵0.2份。
[0036]其制備方法，包括以下步驟:
[0037]1)、將按重量份計的銀95.0份，白銅2.6份，鈰0.3份，銪0.8份，鋅1.2份，硼0.3
份，鋁0.2份，和鎵0.2份的合金材料，放入真空中頻感應爐；
[0038]2)所述真空中頻感應爐抽真空后，充入氬氣，在所述氬氣保護下通電熔煉，所述氬氣的壓力為0.02~0.04MPa，熔煉溫度為750~~1050°C ；
[0039]3)在所述銀合金鑄錠之前，將按重量份計的釷0.7份和鈦0.6份加入到所述真空中頻感應爐中，熔煉均勻，
[0040]4)將按重量份計的鉭0.2份加入到所述真空中頻感應爐中繼續熔煉，進行鑄錠。
[0041]硬度測試:將處理好的銀合金材料在HXS-1000AK型半自動顯微硬度計上進行，選擇室溫，加載載荷0.2克，加載時間20秒，測十個點，取平均值，得出銀合金材料的硬度值為107.6HV ；
[0042]抗時效軟化性能測試:將制備好的銀合金材料在50°C的環境中靜置90天，在HXS-1000ΑΚ型半自動顯微硬度計上進行，選擇室溫，加載載荷0.2克，加載時間20秒，測十個點，取平均值，得出銀合金材料的硬度值為106.8HV ；
[0043]抗硫化測試:將制備出的銀合金材料放進濃度為5%的硫化鈉浸泡48小時，銀合金沒有發生變色；
[0044]抗氧化測試:24小時中性鹽霧試驗，銀合金材料沒有發生變色，24小時醋酸鹽霧試驗，銀合金材料沒有發生變色反應，24小時銅鹽加速醋酸鹽霧試驗銀合金材料氧化面積占總面積的26%，24小時交變鹽霧試驗，銀合金材料氧化面積占總面積的53%。[0045]實施例三
[0046]—種高硬度抗時效軟化的銀合金，包括按重量份計的以下組分:銀92.5份，白銅
3.2份，鈦0.9份，鈰0.4份，銪0.8份，鉭0.4份，釷0.9份，鋅1.3份，硼0.3份，鋁0.4份，鎵0.3份。
[0047]其制備方法，包括以下步驟:
[0048]I)、將按重量份計的銀92.5份，白銅3.2份，鈰0.4份，銪0.8份，鋅1.3份，硼0.3份，鋁0.4份，和鎵0.3份的合金材料，放入真空中頻感應爐；
[0049]2)所述真空中頻感應爐抽真空后，充入氬氣，在所述氬氣保護下通電熔煉，所述氬氣的壓力為0.02~0.04MPa，熔煉溫度為750~1050°C ；
[0050]3)在所述銀合金鑄錠之前，將按重量份計的釷0.9份和鈦0.9份加入到所述真空中頻感應爐中，熔煉均勻，
[0051]4)將按重量份計的鉭0.4份加入到所述真空中頻感應爐中繼續熔煉，進行鑄錠。
[0052]硬度測試:將處理好的銀合金材料在HXS-1000AK型半自動顯微硬度計上進行，選擇室溫，加載載荷0.2克，加載時間20秒，測十個點，取平均值，得出銀合金材料的硬度值為109.1HV ；
[0053]抗時效軟化性能測試:將制備好的銀合金材料在50°C的環境中靜置90天，在HXS-1000ΑΚ型半自動顯微硬度計上進行，選擇室溫，加載載荷0.2克，加載時間20秒，測十個點，取平均值，得出銀合金材料的硬度值為108.9HV ；
[0054]抗硫化測試:將制備出的銀合金材料放進濃度為5%的硫化鈉浸泡48小時，銀合金沒有發生變色；`
[0055]抗氧化測試:24小時中性鹽霧試驗，銀合金材料沒有發生變色，24小時醋酸鹽霧試驗，銀合金材料沒有發生變色反應，24小時銅鹽加速醋酸鹽霧試驗銀合金材料氧化面積占總面積的26%，24小時交變鹽霧試驗，銀合金材料氧化面積占總面積的53%。
[0056]實施例四
[0057]—種高硬度抗時效軟化的銀合金，包括按重量份計的以下組分:銀92.5份，白銅
3.4份，鈦0.9份，鈰0.5份，銪0.9份，鉭0.4份，釷1.0份，鋅1.3份，硼0.3份，鋁0.4份，鎵0.3份。
[0058]其制備方法，包括以下步驟:
[0059]I)、將按重量份計的銀92.5份，白銅3.4份，鈰0.5份，銪0.9份，鋅1.3份，硼0.3
份，鋁0.4份，和鎵0.3份的合金材料，放入真空中頻感應爐；
[0060]2)所述真空中頻感應爐抽真空后，充入氬氣，在所述氬氣保護下通電熔煉，所述氬氣的壓力為0.02~0.04MPa，熔煉溫度為750~1050°C ；
[0061]3)在所述銀合金鑄錠之前，將按重量份計的釷1.0份和鈦0.9份加入到所述真空中頻感應爐中，熔煉均勻，
[0062]4)將按重量份計的鉭0.4份加入到所述真空中頻感應爐中繼續熔煉，進行鑄錠。
[0063]硬度測試:將處理好的銀合金材料在HXS-1000AK型半自動顯微硬度計上進行，選擇室溫，加載載荷0.2克，加載時間20秒，測十個點，取平均值，得出銀合金材料的硬度值為108.3HV ；
[0064]抗時效軟化性能測試:將制備好的銀合金材料在50°C的環境中靜置90天，在HXS-1OOOAK型半自動顯微硬度計上進行，選擇室溫，加載載荷0.2克，加載時間20秒，測十個點，取平均值，得出銀合金材料的硬度值為107.9HV ；
[0065]抗硫化測試:將制備出的銀合金材料放進濃度為5 %的硫化鈉浸泡48小時，銀合金沒有發生變色；
[0066]抗氧化測試:24小時中性鹽霧試驗，銀合金材料沒有發生變色，24小時醋酸鹽霧試驗，銀合金材料沒有發生變色反應，24小時銅鹽加速醋酸鹽霧試驗銀合金材料氧化面積占總面積的26%，24小時交變鹽霧試驗，銀合金材料氧化面積占總面積的53%。
[0067]實施例五
[0068]一種高硬度抗時效軟化的銀合金，包括按重量份計的以下組分:銀94.0份，白銅
3.0份，鈦0.8份，鈰0.3份，銪0.8份，鉭0.3份，釷0.8份，鋅1.3份，硼0.3份，鋁0.4份，鎵0.3份。
[0069]其制備方法，包括以下步驟:
[0070]I)、將按重量份計的銀94.0份，白銅3.0份，鈰0.3份，銪0.8份，鋅1.3份，硼0.3
份，鋁0.4份，和鎵0.3份的合金材料，放入真空中頻感應爐；
[0071]2)所述真空中頻感應爐抽真空后，充入氬氣，在所述氬氣保護下通電熔煉，所述氬氣的壓力為0.02~0.04MPa，熔煉溫度為750~~1050°C ；
[0072]3)在所述銀合金鑄·錠之前，將按重量份計的釷0.8份和鈦0.8份加入到所述真空中頻感應爐中，熔煉均勻，
[0073]4)將按重量份計的鉭0.3份加入到所述真空中頻感應爐中繼續熔煉，進行鑄錠。
[0074]硬度測試:將處理好的銀合金材料在HXS-1000AK型半自動顯微硬度計上進行，選擇室溫，加載載荷0.2克，加載時間20秒，測十個點，取平均值，得出銀合金材料的硬度值為107.4HV ；
[0075]抗時效軟化性能測試:將制備好的銀合金材料在50°C的環境中靜置90天，在HXS-1000ΑΚ型半自動顯微硬度計上進行，選擇室溫，加載載荷0.2克，加載時間20秒，測十個點，取平均值，得出銀合金材料的硬度值為107.1HV ；
[0076]抗硫化測試:將制備出的銀合金材料放進濃度為5%的硫化鈉浸泡48小時，銀合金沒有發生變色；
[0077]抗氧化測試:24小時中性鹽霧試驗，銀合金材料沒有發生變色，24小時醋酸鹽霧試驗，銀合金材料沒有發生變色反應，24小時銅鹽加速醋酸鹽霧試驗銀合金材料氧化面積占總面積的26%，24小時交變鹽霧試驗，銀合金材料氧化面積占總面積的53%。
[0078]盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的實施例。
【權利要求】
1.一種高硬度抗時效軟化的銀合金，其特征在于，包括按重量份計的以下組分: 銀92.5~95.0份，白銅2.6~3.4份，鈦0.6~L O份，鈰0.3~0.6份，銪0.8~.0.9份，鉭0.2~0.5份，和釷0.7~1.1份。
2.如權利要求1所述的高硬度抗時效軟化的銀合金，其特征在于，包括按重量份計的以下組分: 銀92.5~94.0份，白銅3.0~3.4份，鈦0.8~0.9份，鈰0.3~0.5份，銪0.8~.0.9份，鉭0.3~0.4份，和釷0.8~L O份。
3.如權利要求2所述的高硬度抗時效軟化的銀合金，其特征在于，包括按重量份計的以下組分: 銀92.5份，白銅3.2份，鈦0.9份，鈰0.4份，銪0.8份，鉭0.4份，和釷0.9份。
4.如權利要求1所述的高硬度抗時效軟化的銀合金，其特征在于，所述白銅按重量份計包括銅78~86份，鎳3~5份，錳11~17份。
5.如權利要求1所述的高硬度抗時效軟化的銀合金，其特征在于，還包括按重量份計的以下組分: 鋅1.2~1.4份，硼0.3~0.5份，鋁0.2~0.6份，鎵0.2~0.4份。
6.一種制造如權利要求1所述的高硬度抗時效軟化的銀合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)、將按重量份計的銀92.5~95.0份，白銅2.6~3.4份，鈰0.3~0.6份，銪0.8~.0.9份，鋅1.2~1.4份，硼0.3~0.5份，鋁0.2~0.6份，和鎵0.2~0.4份的合金材料，放入真空中頻感應爐； 2)所述真空中頻感應爐抽真空后，充入氬氣，在所述氬氣保護下通電熔煉，所述氬氣的壓力為0.02~0.04MPa，熔煉溫度為750~1050°C ； 3)在所述銀合金鑄錠之前，將按重量份計的釷0.7~1.1份和鈦0.6~1.0份加入到所述真空中頻感應爐中，熔煉均勻， 4)將按重量份計的鉭0.2~0.5份加入到所述真空中頻感應爐中繼續熔煉，進行鑄錠。
【文檔編號】C22C1/02GK103710565SQ201310703498
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】張寧, 許星乾 申請人:北海鑫利坤金屬材料科技開發有限公司