一种抗变色银合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗变色银合金，按照重量百分数计，包括以下组分：银89.0～99.0％，铝0.01～10％，铁0.01～11％，铜0.01～6％，钛0.01～10％，锆0.01～11％，铟0.01～6％，铝钛硼合金0～8％，钴0.01～5％；还公开了将上述组分放入电弧炉中进行熔炼，制成铸锭，铸锭放入保护气氛的电阻炉中，进行均匀化热处理，之后淬火热处理得到银合金的方法。本发明专利技术通过添加的合金元素，细化银合金晶粒尺寸，提高了银合金抗氧化，抗硫化，耐腐蚀性能，并且银合金的制备工艺简单，合金元素成本低，解决了银合金首饰和器皿在使用过程中易变色的难题，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种抗变色银合金及其制备方法
本专利技术涉及金属材料
，更具体的说是涉及一种抗变色银合金及其制备方法。
技术介绍
银和银合金作为一种贵金属，由于其具有良好的化学稳定性和导热导电性，已经被广泛应用于生产制造珠宝首饰，器皿和电子器件等领域，纯的金属银硬度低，易磨损，难以成型制造。通过在纯银中添加7.5wt％铜元素制备出斯特林银(简称925银)，显著提高了银合金的硬度和力学性能，使其广泛应用于珠宝首饰行业。但银和银合金易于硫化变色，在银首饰佩戴过程中，易于与大气中存在的硫化物(硫化氢等)和汗液反应变色，主要的反应机理是：Ag+H2S→Ag2S+H2，由于在银饰品表面生成硫化银，导致银和银合金变色，生成黑斑。为了防止银硫化变色，近年来，人们通过隔绝空气的方法在银表面镀上一层保护膜，保护膜材料可以是金属氧化物或者透明有机物，然而通过在银表面镀上一层保护膜的方法其缺点在于，在佩戴首饰过程中若划伤和损害，将直接导致保护膜破损失效，进而引起银硫化而变色；同时在银表面镀保护膜，增加了银和银合金产品的生产工序，大大增加了生产成本。另外，还有通过银金属合金化改善其抗变色性能解决银和银合金易于硫化变色的技术。通过添加贵金属(金，钯，铂等)，贱金属(锌，锗，铟，锡，镓等)和稀土元素(铼，钇等)来防止银和银合金硫化变色。其中贵金属和稀土元素的添加，大大增加了银和银合金的生产成本，难以被广泛应用，而贱金属的添加可有效的提高银和银合金的力学性能和抗变色性能，但是由于贱金属在银金属室温溶解度的限制，其少量的添加不能显著提高银合金的力学性能和抗硫化变色的能力。因此，如何提供一种抗变色性能显著的银合金，以及工艺简单、生产成本低的银合金的制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种抗变色银合金及其制备工艺，增加贱金属在银金属室温溶解度，显著提高了银合金抗氧化、抗硫化、耐腐蚀、抗变色的性能。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种抗变色银合金，按照重量百分数计，包括89.0～99.0％的银，以及余量的铝、铁、铜、钛、锆、铟、铝钛硼合金或者钴中的任意一种或者几种的混合物。优选的，在上述一种抗变色银合金中，按照重量百分数计，包括89.0～99.0％的银，以及0.01～10％的铝，0.01～11％的铁，0.01～6％的铜，0.01～10％的钛，0.01～11％的锆，0.01～6％的铟，0～8％的铝钛硼合金或0.01～5％的钴中的任意一种或者几种的混合物。优选的，在上述一种抗变色银合金中，所述铝钛硼合金为AlTi5B1、AlTi5B0.6、AlTi5B0.2、AlTi3B1中任意一种。本专利技术添加于银的合金元素中，铝和铁元素需要至少添加一种，其他元素可任意比例添加，铝提高了银合金的抗拉强度和抗氧化性；铁细化了银合金晶粒尺寸，提高了银合金的抗硫化性；铜提高了银合金的硬度和强度；钛和锆改善了银合金的耐腐蚀性能；铟提高了银合金的硬度和耐磨性；铝钛硼合金细化了银合金晶粒尺寸，提高了银合金的强度和抗硫化性。合金在添加铜元素的基础上，添加铝，钛，锆任意元素，可同时提高银合金的强度和抗氧化性；合金在添加铜元素的基础上，添加铁，铟，钴，铝钛硼合金，可同时提高银合金的强度和抗硫化性。本专利技术还公开了一种抗变色银合金的制备方法，包括以下步骤：(1)称取上述各个元素组分放入非自耗电极电弧炉中进行熔炼，制成铸锭；(2)将步骤(1)熔炼的铸锭放入保护气氛的电阻炉中，进行均匀化热处理；(3)将步骤(2)热处理的铸锭进行淬火热处理。优选的，在上述一种抗变色银合金中，步骤(2)所述均匀化热处理的温度是600-800℃，保温时间1-24h。优选的，在上述一种抗变色银合金中，步骤(2)所述保护气氛为高纯氩气或真空。优选的，在上述一种抗变色银合金中，步骤(3)所述淬火热处理条件是：将热处理的铸锭炉冷至温度100-300℃，水冷至室温，保留了在高温时合金元素在银中的固溶度，消除冷却过程中析出相的形成，进而提高了合金元素在银中的室温固溶度，是一种制备高合金元素含量银合金的有效途径。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种抗变色银合金及其制备方法，具有以下优点：(1)本专利技术添加于银中的合金元素，能细化银合金的晶粒尺寸，显著提升银合金的力学性能，解决了银合金易氧化硫化以及易变色的问题；(2)本专利技术制备获得的银合金，不含贵金属元素，生产成本低，工艺简单，易于工业化生产；(3)本专利技术制备获得的银合金，含有高的合金元素含量，能够显著改善银合金的抗氧化，抗硫化，耐腐蚀，抗变色的性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为实施例1制得的银合金与纯银的硫化实验结果；图2附图为实施例2制得的银合金与纯银的硫化实验结果；图3附图为实施例3制得的银合金暴露于空气中的实验结果；图4附图为实施例4制得的银合金浸泡于人体汗液中的实验结果；图5附图为实施例5制得的银合金浸泡于人体汗液中的实验结果。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1按重量百分比，取92.5％银，5％铜，2.5％铝混合后放入非自耗电极电弧炉中进行熔炼，重复熔炼三次制成纽扣状铸锭。将熔炼的铸锭，放入氩气保护气氛的电阻炉中750℃，保温4小时，炉冷却至温度100℃，水冷至室温。在3kg载荷下，合金维氏硬度为80。根据HB5051-93，将制成的银合金锭在23℃条件下，放入1％的硫化钠溶液中30min，如图1所示，左边的银合金表面未变色，而右边的纯银明显变黑。实施例2按重量百分比，取92.5％银，7.5％铝混合后放入非自耗电极电弧炉中进行熔炼，重复熔炼三次制成纽扣状铸锭。将熔炼的铸锭，放入氩气保护气氛的电阻炉中800℃，保温4小时，炉冷却至温度300℃，水冷至室温。在3kg载荷下，合金维氏硬度为83。根据HB5051-93，将制成的银合金锭在23℃条件下，放入1％的硫化钠溶液中30min，如图2所示，左边的银合金表面未变色，而右边的纯银明显变黑。实施例3按重量百分比，取92.5％银，5％铜，2.5％铝钛硼合金AlTi5B1混合后放入非自耗电极电弧炉中进行熔炼，重复熔炼三次制成纽扣状铸锭。将熔炼的铸锭，放入氩气保护气氛的电阻炉中800℃，保温4小时，炉冷却至温度300℃，水冷至室温。在3kg载荷下，合金维氏硬度为85。将制成的银合金锭在23～35℃条件下，置于于空气中暴晒和在礼品盒中3个月，如图3所示，银合金表面未变色，优于文献(对比例)中[温涌波，曾权辉，李嘉伟.探究纯银饰品的抗氧化性能.现代测量与实验室管理.2016,5:10-13]报道的纯银效果(暴晒22天，普通封装48天)，结果如表1所示。表1氧化结果对比表合金暴晒结果普通封本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗变色银合金，其特征在于，按照重量百分数计，包括89.0～99.0％的银，以及余量的铝、铁、铜、钛、锆、铟、铝钛硼合金或者钴中的任意一种或者几种的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种抗变色银合金，其特征在于，按照重量百分数计，包括89.0～99.0％的银，以及余量的铝、铁、铜、钛、锆、铟、铝钛硼合金或者钴中的任意一种或者几种的混合物。2.根据权利要求1所述的一种抗变色银合金，其特征在于，按照重量百分数计，包括89.0～99.0％的银，以及0.01～10％的铝，0.01～11％的铁，0.01～6％的铜，0.01～10％的钛，0.01～11％的锆，0.01～6％的铟，0～8％的铝钛硼合金或0.01～5％的钴中的任意一种或者几种的混合物。3.根据权利要求1所述的一种抗变色银合金，其特征在于，所述铝钛硼合金为AlTi5B1、AlTi5B0.6、AlTi5B0.2、AlTi3B1中的任意一种。4.一种抗变色银...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵明战，
申请(专利权)人：邵明战，
类型：发明
国别省市：广东,44