[发明专利]一种铸造性能优良的饰用黄铜合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铸造性能优良的饰用黄铜合金及其制备方法，该饰用黄铜合金包括Zn 20～27％，Si 1.5～3％，Ru 0.03～0.15％，P 0.03～0.08％，Ga0.05～0.15％，Ge 0.05～0.2％，B 0.03～0.1％，In 0.1～0.25％，其余为Cu。上述饰用黄铜合金针对首饰铸造的特殊性，在成分设计上使合金的液相线温度降低到930℃以下，凝结温度间隔控制在55℃以内，使合金具有优良的流动性和充填性能；材料中含有改善细化晶粒的组分，可保证首饰铸件表面光滑细腻，材料中含有能改善金属液表面张力的组分，可改善金属液对铸型的润湿性，能有效保证精细纹饰的成型。

本发明涉及首饰合金材料技术领域，尤其涉及一种铸造性能优良的饰用黄铜合金及其制备方法。

背景技术

作为首饰材料，其性能要求明显区别于工业产品，尤其是对颜色及耐蚀性、铸造性能及安全性能更加关注。首饰材料应具有良好的色泽，颜色要达到要求的视觉效果，且具有优良的耐蚀性能，不容易发生腐蚀变色；首饰材料应具有良好的铸造性能，由于首饰结构纤细复杂，大部分是通过精密铸工艺成型的，而石膏型精密铸造工艺具有可清晰复制原版的精细纹饰、生产效率高、清理方便容易等特点，成为首饰铸造的主要生产工艺，因此材料必须适合石膏型铸造工艺要求。另外，首饰是与人体皮肤长时间直接接触的产品，要求材料对人体友好，不产生毒副作用。

黄铜具有黄色的色调，是广泛应用的装饰材料之一。但是目前市场上专门用于首饰铸造的黄铜材料种类极少，而主要采用建筑、工程、造币等领域的黄铜材料，例如H70、H80、HAl67-2.5等黄铜，这些黄铜具有较好的颜色，但是用于首饰铸造时，由于锌含量很高，容易产生熔渣，在饰品表面形成猫爪状缺陷，恶化铸件表面质量，影响首饰电镀效果，另外，这类材料容易发生脱锌腐蚀，容易出现变色影响装饰效果。

而近年来报道的一些黄铜合金材料研究成果，也不适合饰品生产。例如，专利CN201610482413.7公开了一种铜铝合金的仿24K金热处理方法，其化学组成为3~6％Al，0.5~0.8％Ni，0.03~0.06％RE，0.02~0.05％In，其余为铜。该合金难以满足首饰铸造工艺要求，且镍释放是超标的，不适合用作饰品材料。专利CN201110220810.4公开了一种黄色铜合金，其主要化学组成为Cu：75.0-77.0wt%、Al：1.8-2.4wt%、Ni：0.2-0.8wt%、B：0.003-0.01wt%、Si：0.10-0.20wt%、Ce≤0.1wt%、Fe≤0.06wt%、Pb≤0.05wt%、余量是Zn。该合金材料用于首饰铸造时，如此高的铝含量无法保证铸造质量，而且镍的释放率会明显高于国家标准的限制。专利CN201810319557.X公开了一种环保高性能仿金铜合金材料，其组成为Cu 79～83份、Zn 12～16份、Al 1～2.5份、Sn 0.3～4份、Si 0.2～3份、Ti 0.01～10份、稀土金属0.05～0.2份、碳材料0.006～0.02份，该材料难以满足首饰的铸造成型要求，铸件表面容易皱皮，而且熔铸时容易产生大量氧化渣，因而不适合用于饰品材料。专利CN01139154.5公开了一种耐蚀多元仿金色铸造铜合金及其制造方法，其组分按重量百分比为:Cu60～84%，Zn0～35%，Al 0.5～10%，Ni0.5～15%，Mn0.1～8%，Fe0～5%，Ti0.01～15%，Ce0.001～5%，Sn0～8%。该合金存在很高的镍过敏风险，而且容易与石膏铸型材料发生化学反应，不适合用作饰品材料。专利CN202011421859.1公布了一种种高强耐磨黄铜合金及其制备方法，它采用Mn、Co、Si、Pb、AL、Ni、Fe、Zn等元素，形成的一种具有优异耐磨性能、较高强度和硬度的黄铜合金，但是该合金含有致敏元素镍和有害元素铅，而且会与石膏铸型材料发生化学反应，也不适合用作饰品材料。

对于黄铜首饰而言，大部分均需要表面电镀或钝化处理，但是现有铸造材料制作的首饰也存在容易出现电朦、斑点等缺陷，产品质量得不到保证，给企业的生产经营和声誉都造成影响。

发明内容