制备包含铜和锗的银合金制成品或半制成品的方法技术

制备银合金制成品或半制成品的方法，所述方法包括步骤：提供含有至少７７重量％银、铜和至少０．５重量％的锗的银合金，该锗量能有效减少失泽和／或火斑；通过加热至少到退火温度制备或处理合金的制成品或半制成品；逐步冷却制品到环境温度；和再次加热制品以引起其析出硬化。淬冷的避免减小了制品损坏的危险。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制备银合金制成品或半制成品的方法，并涉及由上述方法制得的制品。
技术介绍
熔融的银和铜可以按任意比例完全互溶。然而，具有约2-27％铜含量的合金，当凝固并在显微镜下观察时，显示出两种分离的成分一种是接近100％银；另一种是熔点为1435(780℃)的银-铜“共晶”(71.9％银；28.1％铜)。当冷却斯特林银时，显微分析显示在凝固的斯特林银中存在上述的两种成分。合金在1640(890℃)完全是液态的，而在1435(780℃)完全是固态的。然而，铜在固体合金中的溶解程度依赖于使用的热处理，通过加热银到不同温度以及通过使用不同的冷却速度都能显著影响斯特林银的所有物理性能。银合金通常以软态提供以便容易加工。可以使用热处理提高硬度(和降低延展性)。通常所说的析出硬化方法包括以一定方式加热和冷却银以使铜从固溶体中析出，由此产生精细的二元结构。这种结构是硬的，但也难以加工，具有开裂的倾向。可以通过如下步骤实现常规斯特林银的析出硬化(a)加热合金到775℃或以上，(b)在该温度保持合金15-30分钟以使其退火(即，溶解银中的所有铜)，(c)在冷水中快速淬冷，这可防止形成对引起硬化不起作用的富Cu粗大析出物，(d)通过加热到例如300℃并持续30-60分钟使软化的合金再次硬化导致形成可有效引起硬化的非常细的富Cu颗粒，和(e)空气冷却。涉及的退火温度非常高且接近于熔化开始温度。此外，在实际生产中银匠很少能将接近制成品的制品安全淬冷，因为存在制得的制品变形和/或焊接接头损坏的危险。因此银匠们认为斯特林银的析出硬化只是在冶金重要。珠宝、银盘、凹形器皿等制品的商业或工业生产是非常困难的(参见Fischer-Buhner，“An Update on Hardening of Sterling SilverAlloys by Heat Treatment”，Proceedings，Santa Fe Symposium onJewellery Manufacturing Technology，2003，20-47 at p.29)而且不是必需的，因为通常生产的斯特林银具有70或以上的维氏硬度。更高维氏硬度的合金是通过加工硬化而非析出硬化获得的。专利GB-B-2255348(Rateau，Albert and Johns；MetaleuropRecherche)公开一种新型银合金，该合金在减小铜含量引起氧化的趋势所带来问题的同时保持了Ag-Cu合金固有的硬度和光泽性能。该合金是Ag-Cu-Ge三元合金，包含至少92.5重量％Ag、0.5-3重量％Ge和除杂质之外的余量铜。该合金在常规生产、运输和修整操作过程中在环境空气中不生锈、冷状态下容易变形、易于钎焊而且在铸造时不发生明显的收缩。它们还表现出优异的延展性和拉伸强度。据称锗起到保护作用，这是导致新合金表现出有利性能组合的原因，锗在银和铜相中都处于固溶体中。据称该合金的显微组织是由两相构成，被细丝状的锗和银在铜(本身含有少量金属间化合物CuGe相分散体)中的固溶体包围的锗和铜在银中的固溶体。据称富铜相中的锗通过形成防止在钎焊和火焰退火过程中出现火斑(firestain)的薄GeO和/或GeO2保护涂层抑制该相表面氧化。此外，添加锗使失泽的扩展明显延迟，表面变成淡黄而非黑色，而且容易用普通自来水除去失泽产物。其原因为通过对合金去张力(detension)获得增加的硬度，例如加热到500℃然后加热合金到低于400℃的“低退火”温度例如加热到200℃持续2小时以提供约140的维氏硬度。然而，没有提出不经过加热到退火温度接着进行淬冷的步骤就能获得这样的硬度，因此也没有提出能够在接近制成的工件中获得提高的硬度。专利US-A-6168071和EP-B-0729398(Johns)公开一种银/锗合金，其银含量至少为77重量％，锗含量为0.4-7％，除杂质之外其余主要是铜，该合金包含元素硼作为晶粒细化剂，浓度大于0ppm而小于20ppm。通过提供含有2重量％元素硼的铜/硼母合金中的硼可以获得该合金的硼含量。据报导这种低浓度的硼在银/锗合金中意外提供了优异的晶粒细化、赋予该合金比不含硼的银/锗合金更大的强度和延展性。合金中的硼甚至在珠宝业焊接所用的温度下也能抑制晶粒生长，据报导该合金的试样甚至在反复加热至常规合金中的铜/锗共晶熔化的温度时也具有抗点蚀性能。可以在两元件的自由表面之间在不使用填充材料的情况下在分立合金元件之间获得牢固且美观的接缝，而且可以通过扩散方法或者电阻或激光焊接技术形成对接或搭接。与斯特林银的焊缝相比，上述合金中的焊缝具有小得多的平均颗粒尺寸，使焊缝的可成形性和延展性得到改善，并且通过等离子焊接已对830合金进行焊接并且在不需要研磨的情况下进行抛光。仍然没有公开或提出可以在接近制成工件中实现析出硬化。Argentium(商标)斯特林银包含Ag 92.5重量％和Ge 1.2重量％，余量铜和约4ppm作为晶粒细化剂的硼。美国银匠协会(The Society ofAmerican Silversmiths)在网址http://www.silversmithing.com/largentium.htm中保留了称为Argentium(商标)的上述合金的商业实施方案的网站。公开了Argentium斯特林银是可析出硬化的(即，通过加热到退火温度并淬冷)，通过再次加热到可在家用烘箱中获得的温度例如450(232℃)并持续约2小时或在570(299℃)持续约30分钟，能够获得两倍的最终硬度。另外公开了可以通过常规退火(即，加热到退火温度并淬冷)软化该硬合金，然后如果需要再次硬化。然而并没有提到析出硬化适合于接近制成的工件，以及可以解决变形和焊接接头损坏的问题。US-A-6726877(Eccles)具体公开了据称抵抗耐氧化皮(firescale)、可加工硬化的珠宝银合金组成，该组成包含81-95.409重量％Ag、0.5-6重量％Cu、0.05-5重量％Zn、0.02-2重量％Si、0.01-2重量％B、0.01-1.5重量％In和0.01至不多于2.0重量％Ge。据称锗含量可使合金具有常规0.925银合金所表现出的加工硬化的特性，同时具有1994年6月前已知的据称是耐火斑合金的耐火斑性能。据称合金中约0.04-2.0重量％的Ge量可提供相对于不包含锗的耐火斑合金改良的加工硬化性能，但硬化性能既不与锗的增加呈线性，也不与加工程度呈线性。合金中的Zn含量与合金的颜色有关系并可充当银和铜的氧化物的还原剂，且优选为2.0-4.0重量％。优选相对于所用的Zn比例调整合金中的Si含量，且优选为0.15-0.2重量％。没有公开退火之后的析出硬化，也没有公开或提到可以避免由这种合金制成的接近制成工件中的变形和焊接接头损坏的问题。作为背景，US-A-4810308(Leach & Garner)公开了可硬化的银合金，该合金包含不少于90％银；不少于2.0％铜；和至少一种选自锂、锡和锑的金属。该银合金也可以包含至多0.5重量％的铋。优选地，将构成该合金的金属混合，并加热到不低于1250-1400(676-760℃)的温度并持续例如约2小时以将合金退火为固溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备银合金制成品或半制成品的方法，所述方法包括步骤：提供包含至少７７重量％银、铜和至少０．５重量％锗的银合金，该锗量能有效减少失泽和／或火斑；通过加热到至少退火温度制备或处理合金的制成品或半制成品；逐步冷却制品到 环境温度；和再次加热制品以引起其析出硬化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PG约翰斯，
申请(专利权)人：米德尔塞克斯银有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]