[发明专利]一种硬质足金补口材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及足金微合金硬化技术领域，具体公开了一种硬质足金补口材料及其制备方法。

背景技术

当前，足金饰品依然是国人在首饰市场的首选，足金的用量也在首饰市场占据主导地位。普通足金的机械性能表现较软，足金首饰容易发生磨损或变形，削弱首饰的外观、亮度。在珠宝钻石等镶嵌类首饰中，足金也常常用作托架材料，力学性能的薄弱往往导致镶钻或宝石的脱落。因此，在保证足金成色的前提下，提高足金的硬度，同时兼顾足金饰品制备加工过程中的流动性、加工性能等，是饰品加工市场的迫切需求。

目前市场上较为成熟的硬质足金饰品叫做“3D硬金”，通过电铸技术，可以获得纳米尺度晶粒尺寸存在的层状硬金，细晶强化效应极为突出，使得该材料在保持高纯度的同时具有非常高的硬度。但是电铸工艺只能加工薄壁饰品件，限制了首饰设计的自由度。而且，这种纳米晶粒能量极高，在焊接加热下容易导致晶粒粗化，使得饰品硬度急剧下降，失去硬化效应。“3D硬金”加工工艺还涉及黄金的电解溶液，往往会用到剧毒的氰化物，对环境造成极大的影响。

通过微合金强化技术，特别是引入第二相是较为理想的强化方式，该技术的关键在于第二相的设计和有效实现硬化目的的工艺技术。中国专利98113521.8公开的“首饰用超强高纯合金材料”，提出使用钛作为强化元素，引入第二相强化析出物为Au₄Ti，可以大幅度提高足金的硬度。但是，钛元素本身具有非常活泼的化学属性以及较高的熔化温度，必须要投入价格高昂的熔炼、加工设备及设定精密的工艺才能发挥其作用，因此在传统的首饰加工行业中的推广遇到非常大的困难，难以大范围的推广。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的缺陷，提供一种硬质足金补口材料及其制备方法，该硬质足金补口材料能够提高足金综合力学性能，并且操作工艺简单，降低生产成本。

为了实现以上目的，本发明通过包括以下技术方案实现的：一种补口材料，包括如下组分及重量百分比：镝60％～85％、铟10％～15％、锌0.5％～10％、钴2％～10％；所述镝与所述铟两种元素的重量配比为85:15。本发明以稀土元素镝作为主要的强化元素，其第二相硬化物为Au4Dy，使用铟元素按可以降低镝的熔化温度，添加锌可以提高足金在铸造过程中的流动性；钴元素不溶于足金熔体，是另一种辅助强化相，其周围应力场有助于促进Au₄Dy的析出形核。

优选地，该补口材料由如下组分及重量百分比组成：镝80％～85％、铟13％～15％、锌0.5％～10％、钴2％～10％。

优选地，所述镝与所述铟两种元素的重量配比为84.5～85.5:14.5～15.5。

更优选地，所述镝与所述铟两种元素的重量配比为85：15。该重量配比能够使得共晶合金的熔点最低，熔炼效果最好。

本发明公开一种制备上述所述补口材料的方法，包括以下步骤：1)在惰性气氛保护下，按照重量比例称取所述镝和所述铟，加入至熔炼炉内进行熔炼；2)待所述镝和所述铟完全熔化后，依次加入所述锌和所述钴，并振动搅拌均匀；3)浇铸成块，然后加工成丝材或颗粒。

优选地，所述钴为粉末状。本发明中钴元素以粉末形态加入，还起到形核剂作用从而显著地细化晶粒，提高足金综合力学性能。

优选地，在所述步骤1)中熔炼的温度为1400℃～1500℃。

优选地，在所述步骤2)中待所述镝和所述铟完全熔化后，降低熔体温度至1100℃～1250℃，依次加入所述锌和所述钴。

本发明公开一种硬质足金的制备方法，包括以下步骤：1)将上述所述补口材料与纯度不小于99.9％的纯金按重量比为1:100进行配料，使用熔炼工艺进行熔炼，获得硬质足金；2)将所述硬质足金进行时效处理。

优选地，所述步骤1)中的所述熔炼的温度为1150℃～1200℃。

优选地，所述步骤1)获得所述硬质足金的硬度达到69.3Hv以上。

优选地，所述步骤2)中所述时效处理的温度为450℃～600℃。

优选地，所述步骤2)中所述时效处理的时间为0.5-3h。

优选地，所述步骤2)中，经时效处理后所述硬质足金的硬度达到105.1Hv以上。

本发明还公开一种上述所述的方法制备的硬质足金。

综上所述，本发明提供一种硬质足金补口材料及其制备方法，本发明的有益效果：