一种铸造白铜饰品材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铸造白铜饰品材料及其制备方法，该铸造白铜饰品材料包括Ni 9～11％，Zn 23～27％，Ge 0.5～1.0％，Ga 0.2～0.7％，Ru 0.05～0.1％，Gd0.1～0.4％，B 0.02～0.06％，P 0.04～0.1％，其余为铜。上述铸造白铜饰品材料以镍作为主漂白元素，同时引入锌、锗、镓元素等作为副漂白元素，有利于降低合金熔点，改善金属液流动性，还在合金中引入硼、磷和钆等元素，优化匹配，最终使合金具有较好的白度，能适合采用石膏型精密铸造工艺成型，而且合金的硬度适当，既可满足镶嵌操作要求，又具有较好的耐磨耐划擦性。又具有较好的耐磨耐划擦性。又具有较好的耐磨耐划擦性。

【技术实现步骤摘要】
一种铸造白铜饰品材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及白铜合金
，尤其涉及一种铸造白铜饰品材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]白铜的专利技术是我国古代冶金技术中的杰出成就，据考证，早在秦汉时期，在新疆西边的大夏国，便有白铜铸造的货币，含镍达20％。唐宋时，中国镍白铜已远销阿拉伯一带，当时波斯人称白铜为“中国石”。大约16世纪以后，中国白铜运销到世界各地，博得了广泛的赞扬，它经广州出口，由英国东印度公司贩往欧洲销售。英文“Paktong”或“Petong”一词就是粤语“白铜”的音译，其含义是来自中国的白铜。17至18世纪，镍白铜大量传入欧洲，并被贵为珍品，称作“中国银”，对西方近代化学工艺曾起过巨大影响。
[0003]白铜可分为简单白铜、复杂白铜和工业白铜三类，用于装饰的白铜多为工业白铜，以锌白铜为主，大都以型材方式供应，用于造币、饰品、拉链、箱包配件、建筑装饰等方面。饰品由于结构复杂纤细，且非常关注表面质量，通常需采用石膏型精密铸造工艺才能保证好的成型效果，而饰品铸件与工业铸件有着很大的区别，它是艺术创作和科学技术相结合的产物。石膏型精密铸造的一个典型特点是复印性能好，它采用浆料的方式对蜡模进行包埋，在凝结时发生膨胀，使得蜡模的字印、图案、缝隙等细微部位都可以被石膏铸型料充填紧实，因而在焙烧铸造后可以获得清晰的结构和表面细节；另外，石膏铸型在浇注后的溃散性较好，可以利用水爆清理的方式将铸件落砂清理干净，而对铸件的形状影响较小，不容易产生变形。但是，石膏铸型的的主要组成是作为粘结剂的硫酸钙和作为耐火骨料的二氧化硅，硫酸钙是热稳定性较差的物质，在1200℃时就会发生热分解，释放出二氧化硫气体，并导致铸型强度大幅降低，当铸型焙烧后存在残留炭，或者金属液有氧化夹杂时，硫酸钙的分解温度将大幅下降，而且因耐火骨料基本上是二氧化硅，因此对于产生氧化铁、氧化锰等碱性氧化物的金属液，是比较容易出现表面粘砂而影响铸件表面质量的。
[0004]当前市场上专门针对饰品铸造的白铜材料匮乏，在用的材料大多源自工业铸造白铜，含有铁、锰、铬等合金元素，熔点高，吸气氧化倾向大，容易出现皱皮、粘砂、缩松、气孔、夹杂等铸造缺陷，对石膏型精密铸造成型工艺的适用性差，还有一些合金含有铅等有害元素，不适合用作饰品材料。例如，C97300和C97800两种牌号的白铜，具有较好的机械加工性能和硬度，但是分别含有9.5％和1.8％的铅，对人体和环境产生有害影响，不适合用作饰品材料。专利CN202010535167.3公开了一种白铜合金熔液熔炼工艺，其化学组成中含有Fe1.0～1.5％，Mn0.5～1.0％，由于金属液中的铁和锰容易氧化，与石膏铸型材料发生化学反应，导致铸件表面粘砂，严重恶化铸件表面质量，因而不适合用作饰品材料。专利CN201710074609.7公开了一种高精度复杂白铜三元合金生产工艺，它在普通白铜的基础上，添加铁、锰、铝等合金元素，形成三元或以上合金，改善材料的机械性能，但是该合金中含有会与铸型材料发生反应的铁、锰等元素，而且材料的铸造温度达到1200～1350℃，远超过石膏铸型安全工作的范围，存在较高的热分解风险，因此该专利技术也不适合用于饰品生产。专利CN201510401206.X以及CN201510399282.1公开了一种镍白铜合金及其制备工艺，合金
的化学组成包括10～12％Ni，1.5～1.8％Fe，0.6～0.9％Mn，0～0.025％Pb，等等。同样，该材料中含有与铸型材料发生反应的铁、锰等元素，而且还含有毒元素铅，显然它是不适合用于饰品生产的。专利CN201310449701.9公开了一种白铜合金金属管，其化学组成包括：85.1～90.1％Cu，3.7～4.5％Ni，1.8～2.6％Pb，0.6～1.4％Fe，等等，该合金的颜色严格说来不能称为白铜，而且含有较高的铅含量，不适合用作饰品材料。专利CN201710361555.2公开了一种锌白铜合金及其制备方法，其化学组成为13～25％Ni，15～40％Zn，0.01～0.25％Fe，0.01～0.5％Mn，余量为Cu和不可避免的杂质；该合金具有较好的的抗高温氧化、耐盐雾腐蚀和焊锡性能，但是用于饰品铸造时，存在容易产生粘砂和氧化夹杂的问题。专利CN201911347809.0公开了一种易切削锌白铜及其制备方法和应用，其化学组成为Cu42.5～47.5％、Ni8.0～12.0％、Mn4.0～8.0％、Bi0.05～1.5％，余量为Zn和不可避免的杂质。这么高的锰含量既不适合采用石墨坩埚熔炼，也不适合采用石膏型铸造工艺。专利CN201610772204.6公开了一种高精度耐磨的白铜线材及其制备方法，其化学组成为铜55～85份、锰2～6份、锡3～6份、锌10～20份、铬2.1～5.2份和其他元素；所述其他元素包括钕1.2～4.4份、铈3.3～3.5份、硼3～6份、磷3～6份、铝8.2～10份、锆1.1～1.3份、硅1～1.5份、铁1～4份、稀土元素1.3～2.2份。该专利技术所述的化学组成既没有可行性，也不适合采用石膏型精密铸造工艺。专利CN201610245781.X公开了一种铸造加工材料用白铜合金，它由铜、钴、镍、铁、锰、钨、铌、铟以及钛九种成分组成，其中铜占95
‑
100份，钴占18
‑
22份，镍占23
‑
26份，铁占5
‑
8份，锰占7
‑
10份，钨占9
‑
12份，铌占4
‑
7份，铟占3
‑
6份，钛占11
‑
14份。这种材料不能采用常规熔炼方法，必须在高真空下采用陶瓷坩埚或水冷坩埚熔炼，其中的铁、锰、锆、钛等元素的氧化物均会与石膏铸型发生化学反应，因而不适合采用石膏型精密铸造工艺成型。专利CN201210149246.6公开了一种高强度高耐腐蚀性白铜合金及其制造方法，它以电解铜、电解镍为主成份，加入少量的海绵锆及金属硅粉，杂质≤2.0％，这种材料也必须在高真空下采用陶瓷坩埚或水冷坩埚熔炼，否则锆的氧化物会与坩埚和石膏铸型发生化学反应，因而也不适合采用石膏型精密铸造工艺成型。
[0005]由此可见，传统技术的白铜材料均不适合用作饰品材料，特别是不能采用石膏型精密铸造工艺来成型。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的不足，针对当前白铜材料均不适合用作饰品材料的问题，本专利技术目的之一在于提供一种铸造白铜饰品材料，解决上述传统技术的问题，其颜色满足饰用白色金属的黄度等级要求，具有较好的观赏性，柔和舒适，给人以美感，熔点适中，结晶间隔小，具有良好的铸造工艺性能，有利于获得造型美观、轮廓完整、纹饰清晰的饰品铸件，能采用石膏型精密铸造工艺，能满足镶嵌要求，可以稳固地将宝石镶嵌牢，不会因弹性过大而难以镶嵌，具有良好的耐蚀性，不容易腐蚀变色。
[0007]本专利技术的目的之二在于提供一种铸造白铜饰品材料的制备方法，其制备工艺简单，易于推广。
[0008]本专利技术目的之一采用如下技术方案实现：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸造白铜饰品材料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：Ni 9～11％，Zn 23～27％，Ge 0.5～1.0％，Ga 0.2～0.7％，Ru 0.05～0.1％，Gd 0.1～0.4％，B 0.02～0.06％，P 0.04～0.1％，其余为铜以及不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的铸造白铜饰品材料，其特征在于，所述Zn与所述Ni的质量比为2.2～3.0。3.根据权利要求1所述的铸造白铜饰品材料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：Ni 9～10.5％，Zn 23～26％，Ge 0.5～0.8％，Ga 0.2～0.4％，Ru 0.05～0.6％，Gd 0.15～0.4％，B 0.02～0.05％，P 0.04～0.6％，其余为铜以及不可避免的杂质元素。4.根据权利要求3所述的铸造白铜饰品材料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：Ni 10％，Zn 25％，Ge 0.5％，Ga 0.2％，Ru 0.05％，Gd 0.2％，B 0.04％，P 0.04％，其余为铜以及不可避免的杂质元素。5.根据权利要求3所述的铸造白铜饰品材料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：Ni 10.5％，Zn 26％，Ge 0.8％，Ga 0.4％，Ru 0.06％，Gd 0.15％，B 0.05％，P 0.06％，其余为铜以及不可避免的杂质元素。6.一种如权利要求1
‑
5任一项中所述的铸造白铜饰品材料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：S1：中间合金的预熔配制如下设计的中间合金的成分，分别为：含锌50％的铜锌合金，含钌10％的铜钌合金，含镍40％的铜镍合金，含镓20％的铜镓合金，含硼5％的铜硼合金，含钆10％的铜钆合金，含锗20％的铜锗合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁军平，
申请(专利权)人：广州番禺职业技术学院，
类型：发明
国别省市：