一種抗氧化硫化耐高溫的銀合金材料的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種抗氧化硫化耐高溫的銀合金材料，其特征在于，由以下重量組分的合金成分組成：銀9.25-9.90，銅1-3，鋅1.2-3.5，硼0.2-3，鋁0.1-1，鎵0.2-1，銦0.1-1.5，硅0.02-1，鈹0.1-0.7，鎳0.2-2，鎂0.1-2，釔0.03-1，鉬0.2-1，錳0.2-3。添加的合金成分，提高了銀合金的耐高溫性能，解決了現社會銀合金生產工藝當中銀合金易于氧化硫化變色的難題的同時在生產過程中減少了高溫損耗，大大降低了生產的成本，具有很大的開發前景。
【專利說明】一種抗氧化硫化耐高溫的銀合金材料
【技術領域】
[0001]本發明涉及化學材料領域，尤其涉及一種抗氧化硫化耐高溫的銀合金材料。
【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的抗氧化硫化變色能力，提高其耐高溫性能，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，本發明提供了一種抗氧化硫化耐高溫的銀合金材料，所述銀合金材料由以下重量組分的合金成分組成:
[0006]銀9.25-9.90，
[0007]銅1-3，
[0008]鋅1.2-3.5，
[0009]硼0.2-3，
[0010]鋁0.1-1，
[0011]鎵0.2-1，
[0012]Ig 0.1-1.5,
[0013]硅0.02-1，
[0014]鈹0.1-0.7，
[0015]鎳0.2-2，
[0016]鎂0. 1_2，[0017]釔0.03-1，
[0018]鑰0.2-1，
[0019]錳0.2-3。
[0020]優選的是，所述的具有抗氧化硫化耐高溫的銀合金材料，是由以下重量組分的合金成分組成銀9.58，銅1，鋅1.2，硼0.3，鋁0.2，鎵0.2，銦0.1，硅0.02，鈹0.2，鎳0.2，鎂0.3，釔 0.08，鑰 0.2，錳 0.2。
[0021]在銀中添加的各種元素的作用分別在于:添加了銅，增強了合金的硬度；鋅作為銅的替代金屬，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；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；銦，熔點低，熔煉時先熔化，在固態跟表面形成液態薄膜，可改善合金的可煅性；添加了稀土元素硅和釔，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；鈹，是唯一具有較高熔點的穩定輕金屬，具有良好的導電性、導熱性、高溫機械性能及耐氧化性，添加到合金當中可在合金表面形成保護膜，避免其氧化；鎳，添加了一定比例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；鎂，添加了鎂可以使銀合金再結晶溫度呈線性提高，硬度提高，改善銀合金的力學性能；鑰，使得銀合金材料具有較好的耐磨性和延展性；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。
[0022]本發明提供的一種抗氧化硫化耐高溫的銀合金材料，具有以下有益效果:采用重量組分在9.25-9.90之間，特別優選的是重量組分在9.58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易于氧化硫化變色的難題；最后添加的稀土元素跟其他合金成分協同使得銀合金的熔點低，提高了銀合金的耐高溫性能，在生產過程中減少了高溫損耗，大大降低了生產的成本，具有很大的發展前景。
【具體實施方式】
[0023]下面對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域的技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0024]實施例1
[0025]稱取銀9.58克，銅I克，鋅1.2克，硼0.3克，鋁0.2克，鎵0.2克，銦0.1克，硅0.02克，鈹0.2克，鎳0.2克，鎂0.3克，釔0.08克，鑰0.2克，錳0.2克，將稱取好的合金成分放進1000攝氏度的熔爐中熔煉制造30分鐘，將非自耗電極電弧熔煉的鈕扣狀鑄錠在采用氬氣保護的情況之下放入電阻爐中720攝氏度保溫4小時，在Sisma型冷軋機軋制成2mm厚的薄片，然后放進高溫箱式電阻爐中700攝氏度寶保溫I小時，水冷至室溫，進行冷變形處理，將所得2mm的薄片繼續Sisma型冷軋機軋制成1.4mm厚的薄片,然后放進高溫箱式電阻爐中800攝氏度寶保溫30分鐘，水冷至室溫再進行固溶處理。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110.2HV ；DSC分析:在保護氣氛為高純氬氣，測試溫度范圍為50-640攝氏度，掃描速率為20c / min,的條件下對銀合金材料進行差示掃描量熱分析；然后通過在olympus PMG3型上進行OM觀察,在Quanta400型上進行SEM觀察，在JEM-2000FXII上進行TEM觀察，最后進行XRD分析，得出結論，制造出的銀合金材料不會大幅度提高基體銀的層錯能，顯微組織無明顯變化，樹枝晶中縮孔減小，增強了銀合金材料的流動性，降低了銀合金材料的表面張力，改善了其填模性能；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；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%。
[0026]實施例2
[0027]稱取銀9.58克，銅I克，鋅1.2克，硼0.3克，鋁0.2克，鎵0.2克，銦0.1克，硅0.02克，鈹0.2克，鎳0.2克，鎂0.3克，釔0.08克，鑰0.2克，錳0.2克，將稱取好的合金成分放進1050攝氏度的熔爐中熔煉制造30分鐘，將非自耗電極電弧熔煉的鈕扣狀鑄錠在采用IS氣保護的情況之下放入電阻爐中750攝氏度保溫3小時,在Sisma型冷軋機軋制成2mm厚的薄片，然后放進高溫箱式電阻爐中700攝氏度寶保溫I小時，水冷至室溫，進行冷變形處理，將所得2mm的薄片繼續Sisma型冷軋機軋制成1.4mm厚的薄片,然后放進高溫箱式電阻爐中750攝氏度寶保溫30分鐘，水冷至室溫再進行固溶處理。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130.4HV ；DSC分析:在保護氣氛為高純氬氣，測試溫度范圍為50-640攝氏度，掃描速率為20c / min，的條件下對銀合金材料進行差示掃描量熱分析；然后通過在olympus PMG3型上進行OM觀察,在Quanta400型上進行SEM觀察，在JEM-2000FXII上進行TEM觀察，最后進行XRD分析，得出結論，制造出的銀合金材料不會大幅度提高基體銀的層錯能，顯微組織無明顯變化，樹枝晶中縮孔減小，增強了銀合金材料的流動性，降低了銀合金材料的表面張力，改善了其填模性能；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；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15%，24小時交變鹽霧試驗，銀合金材料氧化面積占總面積的33%。
[0028]實施例3
[0029]稱取銀9.58克，銅I克，鋅1.2克，硼0.3克，鋁0.2克，鎵0.2克，銦0.1克，硅0.02克，鈹0.2克，鎳0.2克，鎂0.3克，釔0.08克，鑰0.2克，錳0.2克，將稱取好的合金成分放進1000攝氏度的熔爐中熔煉制造30分鐘，將非自耗電極電弧熔煉的鈕扣狀鑄錠在采用氬氣保護的情況之下放入電阻爐中800攝氏度保溫4小時，在Sisma型冷軋機軋制成2mm厚的薄片，然后放進高溫箱式電阻爐中740攝氏度寶保溫I小時，水冷至室溫，進行冷變形處理，將所得2mm的薄片繼續Sisma型冷軋機軋制成1.4mm厚的薄片,然后放進高溫箱式電阻爐中800攝氏度寶保溫30分鐘，水冷至室溫再進行固溶處理。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98.6HV ;DSC分析:在保護氣氛為高純氬氣，測試溫度范圍為50-640攝氏度，掃描速率為20c / min,的條件下對銀合金材料進行差示掃描量熱分析；然后通過在olympus PMG3型上進行OM觀察,在Quanta400型上進行SEM觀察，在JEM-2000FXII上進行TEM觀察，最后進行XRD分析，得出結論，制造出的銀合金材料不會大幅度提高基體銀的層錯能，顯微組織無明顯變化，樹枝晶中縮孔減小，增強了銀合金材料的流動性，降低了銀合金材料的表面張力，改善了其填模性能；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；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23%，24小時交變鹽霧試驗，銀合金材料氧化面積占總面積的46%。
[0030]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】
1.一種抗氧化硫化耐高溫的銀合金材料，其特征在于，所述的銀合金材料由以下重量組分的合金成分組成:
銀 9.25-9.90，
銅 1-3，
鋅 1.2-3.5，
硼 0.2-3，
鋁 0.1-1，
鎵 0.2-1，
銦 0.1-1.5，
硅 0.02-1，
鈹 0.1-0.7，
鎳 0.2-2，
鎂 0.1-2，
宇乙 0.03-1，
鑰 0.2-1，
猛 0.2-3。
2.如權利要求1中所述的具有良好力學性能的銀合金材料，其特征在于，所述銀合金材料由以下重量組分的合金成分組成銀9.58，銅1，鋅1.2，硼0.3，鋁0.2，鎵0.2，銦0.1，硅.0.02，鈹 0.2，鎳 0.2，鎂 0.3，釔 0.08，鑰 0.2，錳 0.2。
【文檔編號】C22C5/06GK103643073SQ201310589530
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2013年11月20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