一种高亮泽高耐蚀抗菌装饰锡青铜合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高亮泽高耐蚀抗菌装饰锡青铜合金及其制备方法，该锡青铜合金包括Sn5～8wt％，Zn2～5wt％，Ag1～2wt％，Ge0.5～2.5wt％，Ga0.2～0.6wt％，B0.002～0.01wt％，Ru0.03～0.15wt％，Gd0.01～0.1wt％，Nb0.05～0.15wt％，其余为铜。上述锡青铜合金适合用作首饰装饰材料，具有较高的亮泽度，优良的耐蚀性、耐候性和抗氧化性能，可有长时间保持表面亮泽度；不含有毒有害元素，并具有优良的抗菌功效，对人体友好；其熔点适中，凝固温度范围较小，不含与石膏铸型材料发生化学反应的元素，可以满足饰品的石膏型精密铸造成型工艺的要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种高亮泽高耐蚀抗菌装饰锡青铜合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及青铜合金
，尤其涉及一种高亮泽高耐蚀抗菌装饰锡青铜合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]锡青铜是人类历史上的一个伟大创举，将锡添加到铜中，可以降低其熔点，使金属的冶炼和铸造更加容易；可以提高材料硬度，改善其机械性能和实用性；可以提高材料的耐蚀性，改善其使用寿命和装饰性能。我国古代春秋年间齐国官书《考工记》中记载了关于制造六类青铜制品时的合金比例：“金有六齐，六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐”。世界各大文明都先后经历过青铜时代，但只有中华文明创造出青铜时代的别样辉煌，使人类青铜文化臻于鼎盛。青铜时代夯实了中华文明的根基，对中华文明的发展和演进产生了深远的影响。
[0003]当前，锡青铜广泛应用于电气、汽车、拖拉机、航空、航海和机械工业等领域，包括弹性元件、耐磨零件、抗磁元件、敏感元件、管配件、化工器械、轴套和轴承衬垫等典型产品。除此之外，锡青铜的一个重要应用是在装饰领域，特别是随着经济社会的发展，锡青铜在建筑装饰领域和现代家居生活中的应用日渐受到青睐，点缀和美化了人们的日常生活，提高了人们的生活品质。
[0004]但是，传统技术用于装饰的锡青铜还存在许多待攻克的难题。一是以有毒有害元素作为合金元素，如铅、砷、镍等，对人体健康和环境保护不利。传统锡青铜材料大都含有铅，它不固溶于青铜，以纯组元状态存在，呈黑色夹杂物分布在枝晶之间，可改善切削和耐磨性，但是铅对环境或人体健康都不利。近年来报道的新型锡青铜，也有相当一部分是以铅作为合金元素的；此外，新开发的锡青铜中，也有部分材料含有镍，而镍是一个典型的致敏元素，容易导致皮肤过敏。例如，CN201110248713.6公开了一种铸造耐磨锡青铜合金及其制备方法，其铅含量为2～5％。CN201811264256.8公开了一种钛微合金化锡青铜合金棒材及其制备方法，其化学组成为Sn:3.5～4.5％、Zn:2.7～3.3％、P:0.01～0.03％、 Ni:0.1～0.2％、Al:0.001～0.002％、Fe:0.02～0.05％、Pb:0.01～0.02％、Ti:0.5~1.0％，余量为Cu以及总量不大于0.2％的杂质。CN201810076969.5公开了一种高流动性铸造用锡青铜及其制造方法，它以熔炼QSn7
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0.1的原材料为原料，其内还含有占2.4％～2.5％质量分数的镍、1％～3％质量分数的锌、0.15％～0.21％质量分数的磷，这种含镍量将导致材料的镍释放率明显超标。CN201610611495.0公开了一种具备高可锻性能的锡青铜，其化学组成为：Zn2～6％、Sn2.0～7.0％、Si0.1～ 0.75％、Ca0.02～0.75％、P0.01～0.3％、Zr0.01～0.4％、Ni0.05～0.75％、Fe＜ 0.15％，其余为Cu。CN201711135120.2公开了一种高强度高弹性的锡青铜合金及其固溶工艺，其化学组成为：Mn0.5％～7％，Sn3.0～14.0％，Zn0.1～2％，Ni0.05～ 0.5％，Fe0.01～0.05％，P0.3～0.5％，RE0.001～0.02％，B0.01～0.05％，其余为 As和Cu。研究表明，铜合金中的镍哪怕是微量，其镍释放率也明显超过标准规定的阈值，
存在较大的致敏隐患。同时，当前的锡青铜开发中，大都不适合采用首饰的石膏型精密铸造工艺来成型，例如，CN201510727395.X公开了一种新型无Pb锡青铜合金及采用该合金制造管材的方法，其化学组成为：4
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6质量％的Zn、4
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6质量％的Sn、1
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2.2质量％的Bi、1
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2质量％的Fe、0.1
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0.5质量％的Mn、0.5
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1.5质量％的Si、0.02
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0.1质量％的稀土，余量为Cu及不可避免的杂质。由于铁、锰在熔炼浇注中容易发生氧化，产生氧化铁和氧化锰，而石膏铸型以二氧化硅为耐火骨料，容易与氧化铁、氧化锰发生化学反应，导致饰品铸件表面发生严重的粘砂、粗糙等缺陷。再如，应用最广泛的Sn6
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Zn6
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Pb3传统锡青铜，锡青铜的凝固范围大，枝晶偏析严重；凝固时不易形成集中缩孔，体积收缩很小；铸锭中易出现锡的逆偏析，严重时铸锭表面可见到白色斑点，甚至出现富锡颗粒，一般称为锡汗，恶化产品的表面质量。
[0005]因此，上述有关于锡青铜方面的专利技术公开都是围绕工业应用方面，装饰锡青铜方面的改进与创新甚少见到有报道，这些专利技术对穿戴饰品的需求并不关注，用于制作饰品时普遍存在对人体健康不利、亮泽度不佳、容易晦暗灰朦、易长霉菌、不适合采用石膏型精密铸造工艺成型等问题的问题。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的不足，针对当前锡青铜不适合用作首饰装饰材料的问题，本专利技术目的之一在于提供一种高亮泽高耐蚀抗菌装饰锡青铜合金，解决上述传统技术的问题，其具有较高的亮泽度，优良的耐蚀性、耐候性和抗氧化性能，可有长时间保持表面亮泽度；合金不含有毒有害元素，并具有优良的抗菌功效，对人体友好；合金的熔点适中，凝固温度范围较小，不含与石膏铸型材料发生化学反应的元素，可以满足饰品的石膏型精密铸造成型工艺的要求；合金具有适中的韧塑性，可以满足宝石镶嵌的要求；合金的晶粒组织较细小，便于抛光，获得细腻亮泽的表面；合金熔炼损耗少，可以多次回用；合金导热性降低，可以方便地采用火焰钎焊或激光焊接，焊缝质量较好。
[0007]本专利技术的目的之二在于提供一种高亮泽高耐蚀抗菌装饰锡青铜合金的制备方法，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：
[0009]一种高亮泽高耐蚀抗菌装饰锡青铜合金，包括如下重量百分比的组分：
[0010]Sn 5～8wt％，Zn 2～5wt％，Ag 1～2wt％，Ge 0.5～2.5wt％，Ga 0.2～0.6wt％，B0.002～0.01wt％，Ru 0.03～0.15wt％，Gd 0.01～0.1wt％，Nb 0.05～0.15wt％，其余为铜以及不可避免的杂质元素。
[0011]即，本专利技术的锡青铜合金通过铜与锡(Sn)、锌(Zn)、银(Ag)、镓(Ge)、锗(Ga)等元素配合，使铜合金材料具有较高的亮泽度，同时，不含铅、砷、锑、镍、钴等元素含量，从而保证合金材料的安全性；由于铜本身具有一定的抗菌功效，引入了抗菌效果突出的银元素(Ag)，从而使材料能有效杀灭金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等典型类别的细菌，并且，通过在合金元素表面形成致密钝化膜，提高合金的耐蚀性、耐候性和抗氧化性能，加上，将锡(Sn)含量控制在合适范围，同时选择锌(Zn)、锗(Ga)、银(Ag)、镓(Ge)、硼(B)、钆 (Gd)等合金元素，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高亮泽高耐蚀抗菌装饰锡青铜合金，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：Sn 5～8wt％，Zn 2～5wt％，Ag 1～2wt％，Ge 0.5～2.5wt％，Ga 0.2～0.6wt％，B 0.002～0.01wt％，Ru 0.03～0.15wt％，Gd 0.01～0.1wt％，Nb 0.05～0.15wt％，其余为铜以及不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的高亮泽高耐蚀抗菌装饰锡青铜合金，其特征在于，所述不可避免的杂质元素的总含量不超过0.1wt％。3.根据权利要求1所述的高亮泽高耐蚀抗菌装饰锡青铜合金，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：Sn 6.0wt％，Zn 3.0wt％，Ag 1.5wt％，Ge 1.0wt％，Ga 0.4wt％，B 0.006wt％，Ru 0.09wt％，Gd 0.05wt％，Nb 0.1wt％，其余为铜以及不可避免的杂质元素。4.根据权利要求1所述的高亮泽高耐蚀抗菌装饰锡青铜合金，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：Sn 5.0wt％，Zn 5.0wt％，Ag 2.0wt％，Ge 2.5wt％，Ga 0.6wt％，B 0.01wt％，Ru 0.15wt％，Gd 0.01wt％，Nb 0.15wt％，其余为铜以及不可避免的杂质元素。5.根据权利要求1所述的高亮泽高耐蚀抗菌装饰锡青铜合金，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：Sn 8.0wt％，Zn 2.0wt％，Ag 1.0wt％，Ge 0.5wt％，Ga 0.2wt％，B 0.002wt％，Ru 0....

【专利技术属性】
技术研发人员：袁军平，陈德东，薄海瑞，陈湘平，马春宇，朱佳宜，
申请(专利权)人：广州番禺职业技术学院，
类型：发明
国别省市：