專利名稱：具有18k斯斑效應(yīng)金合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種貴金屬和熱處理技術(shù)領(lǐng)域的合金及其制備方法，具體 是一種用于首飾加工制造的具有18K斯斑效應(yīng)金合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)首飾材料的表面處理往往是通過(guò)表面打磨拋光獲得鏡面般光整的表 面。斯斑金是一種新型的裝飾K金材料。斯斑效應(yīng)很早就已經(jīng)提出，它實(shí)質(zhì)是馬 氏體相變產(chǎn)生的表面浮突。許多合金在奧氏體狀態(tài)下經(jīng)過(guò)表面拋光后，經(jīng)過(guò)馬氏 體轉(zhuǎn)變，表面便出現(xiàn)細(xì)密的浮突條紋，在光線照射下出現(xiàn)色彩斑斕的效果，通常 稱之為"斯斑效應(yīng)"。研究發(fā)現(xiàn)，CuZnAl， CuSn， PtTi， PtAlCu， AuCu， AuCuZn 等合金中均會(huì)產(chǎn)生這種斯斑效應(yīng)。這類合金的"斯斑效應(yīng)"特征被引入到裝飾首 飾類貴金屬合金中，在國(guó)外受到廣泛關(guān)注。其中在AuCu合金中添加Al元素可以 使得相變更加充分，產(chǎn)生很好的斯斑效應(yīng)。目前開發(fā)的18K斯斑金制備通常采用 的是高溫淬火加長(zhǎng)時(shí)間時(shí)效的方式，其工藝路線比較繁瑣，對(duì)控制成本不利。因 此，通過(guò)研究AuCuAl合金的相變機(jī)理，簡(jiǎn)化獲得斯斑效應(yīng)的工藝路線具有非常 現(xiàn)實(shí)的必要性。
經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)F. Levey等人在《Metallurgical and Materials Transactions A》(冶金與材料學(xué)報(bào)A) (2000年31A巻1917頁(yè))上 發(fā)表了文章"Displacive Transformations in Au_18 Wt Pet Cu-6 Wt Pet Al" (Aul8Cu6Al中的切變轉(zhuǎn)變)。該文章中指出含Al 5 6% (質(zhì)量百分比)的18K AuCuAl合金經(jīng)過(guò)80 25(TC的時(shí)效處理(IO(TC需時(shí)效約1小時(shí)，溫度越低所需 時(shí)效時(shí)間越長(zhǎng))，母相發(fā)生L2i有序轉(zhuǎn)變，具有1Z有序結(jié)構(gòu)的母相會(huì)在淬火過(guò)程 中發(fā)生切變轉(zhuǎn)變產(chǎn)生表面浮突(斯斑效應(yīng))。其馬氏體轉(zhuǎn)變溫度在2CTC到3(TC之 間，逆相變溫度在55。C到80。C之間。M.Cortie等人在《Intermetallics》(金 屬間化合物)(2000年第8巻第7期793-804頁(yè))上發(fā)表的文章"Structure and Ordering of 18-carat Al-Au-Cu e-Phase" (18K Al_Au-Cu合金e相的結(jié)構(gòu)與 有序化)中指出，含銅30%鋁25% (原子百分比)的18KAuCuAl合金如果不經(jīng)過(guò)
4100 20(TC的時(shí)效處理，直接淬火到冰水中就不會(huì)有切變轉(zhuǎn)變發(fā)生，也就不會(huì)產(chǎn) 生斯斑效應(yīng)。通過(guò)時(shí)效獲得母相有序進(jìn)而淬火得到斯斑效應(yīng)的熱處理工藝過(guò)程較 為繁瑣，在表面打磨拋光之后仍需進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間時(shí)效，耗時(shí)耗能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種具有l(wèi)服斯斑效應(yīng)金合金及 其制備方法，無(wú)需進(jìn)行時(shí)效即可獲得馬氏體相變，獲得的18K斯斑在室溫下具有 很好的穩(wěn)定性，馬氏體逆相變溫度在60'C以上。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明涉及的具有18K斯斑效應(yīng)金合金，其成分及質(zhì)量百分比為Au 75. 00 82.00%， Cu 13. 1 19. 01%， Al 4.0 6. 0%。
本發(fā)明涉及的具有18K斯斑效應(yīng)金合金的制備方法，包括以下步驟
1、制備金合金鑄坯選取99.9%純金，99.9%純銅，99.9%純鋁，按照質(zhì) 量百分比為Au 75.00 82.00%， Cu 13.1 19. 01%， Al 4. 0 6. 0%進(jìn)行配料， 然后將配料依次進(jìn)行真空熔煉處理和退火處理，制得金合金鑄坯；
所述的真空熔煉處理是指在真空或者惰性氣體保護(hù)下，將配料置于坩堝內(nèi)， 加熱至熔點(diǎn)以上50 200。C，攪拌均勻后冷卻，得到合金鑄坯；
所述的退火處理是指在真空環(huán)境下進(jìn)行退火處理，退火溫度為600 680 °C，時(shí)間大于4小時(shí)。
2、獲得斯斑效應(yīng)將金合金鑄坯熔化后，澆鑄進(jìn)入設(shè)計(jì)好的模型中，得到 合金鑄件，接著將合金鑄件依次進(jìn)行拋光處理、加熱保溫處理和淬火處理，或者 將合金鑄件依次進(jìn)行加熱保溫處理、拋光處理和淬火處理，獲得具有18K斯斑效 應(yīng)金合金。
所述的拋光處理是指采用機(jī)械拋光或化學(xué)拋光的方法對(duì)鑄件表面進(jìn)行拋
光處理，獲得帶有光整表面的合金鑄件；
所述的加熱保溫處理是指在真空保護(hù)下將合金鑄件加熱至630 68(TC并
保溫30分鐘，然后通過(guò)常溫純水將將合金鑄件進(jìn)行淬火；
所述的淬火處理是指通過(guò)液氮將合金鑄件置于一3(TC以下環(huán)境進(jìn)行淬火。 本發(fā)明對(duì)18K斯斑金的處理工藝中在630 680。C保溫一段時(shí)間之后，直接
淬火，無(wú)論在這個(gè)工藝之前或之后進(jìn)行拋光處理，淬火到-3(TC以下之后，均能
產(chǎn)生表面斯斑效應(yīng)，而且整個(gè)工藝無(wú)需進(jìn)行時(shí)效。從相變機(jī)理上看，由于該合金的馬氏體相變發(fā)生必須基于具有L2i有序結(jié)構(gòu)的母相，而以往文獻(xiàn)中使用的熱處 理工藝之所以要在80 25(TC時(shí)效，就是為了使母相充分有序得到L2,有序結(jié)構(gòu)， 從而使馬氏體轉(zhuǎn)變成為可能(馬氏體轉(zhuǎn)變溫度在20 3(TC)。而我們所采取的這 個(gè)工藝，淬火過(guò)程雖然很短，但是樣品中也會(huì)發(fā)生有序轉(zhuǎn)變生成L2i結(jié)構(gòu)的母相。 只是由于有序化程度比原低溫時(shí)效處理的樣品低，所以馬氏體轉(zhuǎn)變溫度就比較低 (低于O'C)。但是馬氏體轉(zhuǎn)變依然會(huì)發(fā)生，從而也會(huì)有斯斑效應(yīng)，產(chǎn)生大量的 表面浮突。


圖1為本發(fā)明的低溫馬氏體相變溫度曲線示意圖2為實(shí)施例一效果示意圖3為實(shí)施例二效果示意圖4為實(shí)施例三效果示意圖5為實(shí)施例四效果示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下 進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限 于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例一制備含有18k金的具有斯斑效應(yīng)的金合金，其成分及質(zhì)量百分比
為Au 75.00%、 Cu 19. 01X和A1 5.99%。
本實(shí)施例所述的具有18K斯斑效應(yīng)金合金通過(guò)以下步驟制備 第一步、選取99. 9%純金，99. 9%純銅，99. 9%純鋁，按照Au: Cu: Al= 75: 19.01: 5.99的重量百分比進(jìn)行配料；然后在惰性氣體保護(hù)下，將配料進(jìn)行真空 熔煉，獲得金合金鑄坯，最后在真空環(huán)境下進(jìn)行退火處理，退火溫度為60(TC，
時(shí)間5小時(shí)；
第二步、將金合金鑄坯熔化后，澆鑄進(jìn)入設(shè)計(jì)好的模型中，得到合金鑄件； 然后對(duì)合金鑄件依次進(jìn)行機(jī)械拋光處理，獲得光整的表面；再在真空保護(hù)下加熱 至68(TC，保溫30分鐘，然后通過(guò)常溫純水將將合金鑄件進(jìn)行淬火，最后通過(guò) 液氮將合金鑄件置于一3(TC以下環(huán)境進(jìn)行淬火，獲得具有18K斯斑效應(yīng)金合金。
所述的機(jī)械拋光是指采用金相砂紙對(duì)合金鑄件進(jìn)行打磨，然后用布輪拋光， 直至沒(méi)有肉眼或50 100倍光學(xué)顯微鏡觀察可見的劃痕為止。如圖2所示，為本實(shí)施例制備獲得的具有18K斯斑效應(yīng)金合金的金相照片示 意圖。
實(shí)施例二制備含有18k金的具有斯斑效應(yīng)的金合金，其成分及質(zhì)量百分比
為Au 81.21%， Cu 14.47%， Al 4.32%。
本實(shí)施例所述的具有18K斯斑效應(yīng)金合金具體通過(guò)以下步驟制備
第一步、選取99.9%純金，99.9%純銅，99.9%純鋁，Au: Cu: Al- 81.21:
14.47: 4.32的重量百分比進(jìn)行配料；然后在惰性氣體保護(hù)下，將配料進(jìn)行真空
熔煉，獲得金合金鑄坯，最后在真空環(huán)境下進(jìn)行退火處理，退火溫度為60(TC，
時(shí)間4小時(shí)。
第二步、將金合金鑄坯熔化后，澆鑄進(jìn)入設(shè)計(jì)好的模型中，得到合金鑄件， 然后將合金鑄件依次在真空保護(hù)下加熱至680°C，保溫30分鐘后通過(guò)常溫純水 將將合金鑄件進(jìn)行淬火，最后進(jìn)行化學(xué)拋光處理之后，再通過(guò)液氮將合金鑄件置 于一3(TC以下環(huán)境進(jìn)行淬火，獲得具有18K斯斑效應(yīng)金合金。
所述的化學(xué)拋光是將合金鑄件放入強(qiáng)酸溶液中浸泡，由于強(qiáng)酸溶液的氧化作 用，使合金鑄件的表面微觀凸出的部分較凹洼部位優(yōu)先溶解。
如圖3所示，為本實(shí)施例制備獲得的具有18K斯斑效應(yīng)金合金的金相照片示 意圖。
實(shí)施例三制備含有18k金的具有斯斑效應(yīng)的金合金，其成分及質(zhì)量百分比
為Au 82.00%、 Cu 13. 10X和A1 4.90%。
本實(shí)施例所述的具有18K斯斑效應(yīng)金合金通過(guò)以下步驟制備 第一步、選取99.9%純金，99.9%純銅，99.9%純鋁，按照Au: Cu: Al= 82: 13.10: 4.90的重量百分比進(jìn)行配料；然后在惰性氣體保護(hù)下，將配料進(jìn)行真空 熔煉，獲得金合金鑄坯，最后在真空環(huán)境下進(jìn)行退火處理，退火溫度為60(TC，
時(shí)間5小時(shí)；
第二步、將金合金鑄坯熔化后，澆鑄進(jìn)入設(shè)計(jì)好的模型中，得到合金鑄件； 然后對(duì)合金鑄件依次進(jìn)行機(jī)械拋光處理，獲得光整的表面；再在真空保護(hù)下加熱 至68(TC，保溫30分鐘，然后通過(guò)常溫純水將將合金鑄件進(jìn)行淬火，最后通過(guò) 液氮將合金鑄件置于一3(TC以下環(huán)境進(jìn)行淬火，獲得具有18K斯斑效應(yīng)金合金。
所述的機(jī)械拋光是指采用金相砂紙對(duì)合金鑄件進(jìn)行打磨，然后用布輪拋光， 直至沒(méi)有肉眼或50 100倍光學(xué)顯微鏡觀察可見的劃痕為止。
7如圖4所示，為本實(shí)施例制備獲得的具有18K斯斑效應(yīng)金合金的金相照片示 意圖。
實(shí)施例四制備含有18k金的具有斯斑效應(yīng)的金合金，其成分及質(zhì)量百分比 為Au 77.79%、 Cu 18. 21%和八1 4.00%。
本實(shí)施例所述的具有18K斯斑效應(yīng)金合金通過(guò)以下步驟制備
第一步、選取99. 9%純金，99.9%純銅，99. 9%純鋁，按照Au: Cu: Al = 77. 79:
18.21: 4.00的重量百分比進(jìn)行配料；然后在惰性氣體保護(hù)下，將配料進(jìn)行真空
熔煉，獲得金合金鑄坯，最后在真空環(huán)境下進(jìn)行退火處理，退火溫度為60(TC，
時(shí)間5小時(shí)；
第二步、將金合金鑄坯熔化后，澆鑄進(jìn)入設(shè)計(jì)好的模型中，得到合金鑄件； 然后對(duì)合金鑄件依次進(jìn)行機(jī)械拋光處理，獲得光整的表面；再在真空保護(hù)下加熱 至68(TC，保溫30分鐘，然后通過(guò)常溫純水將將合金鑄件進(jìn)行淬火，最后通過(guò) 液氮將合金鑄件置于一3(TC以下環(huán)境進(jìn)行淬火，獲得具有18K斯斑效應(yīng)金合金。
所述的機(jī)械拋光是指采用金相砂紙對(duì)合金鑄件進(jìn)行打磨，然后用布輪拋光， 直至沒(méi)有肉眼或50 100倍光學(xué)顯微鏡觀察可見的劃痕為止。
如圖5所示，為本實(shí)施例制備獲得的具有18K斯斑效應(yīng)金合金的金相照片示 意圖。
權(quán)利要求
1、一種具有18K斯斑效應(yīng)金合金，其特征在于，所述金合金的成分及質(zhì)量百分比為Au 75.00～82％，Cu 13.1～19.01％，Al 4.0～6.0％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有18K斯斑效應(yīng)金合金的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟-第一步、制備金合金鑄坯選取99.9%純金，99.9%純銅，99.9%純鋁，進(jìn) 行配料，然后將配料依次進(jìn)行真空熔煉處理和退火處理，制得金合金鑄坯；第二步、獲得斯斑效應(yīng)將金合金鑄坯熔化后，澆鑄進(jìn)入設(shè)計(jì)好的模型中， 得到合金鑄件，接著將合金鑄件依次進(jìn)行拋光處理、加熱保溫處理和淬火處理， 或者將合金鑄件依次進(jìn)行加熱保溫處理、拋光處理和淬火處理，獲得具有18K斯 斑效應(yīng)金合金。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有18K斯斑效應(yīng)金合金的制備方法，其特征是， 所述的真空熔煉處理是指在真空或者惰性氣體保護(hù)下，將配料置于坩堝內(nèi)，加 熱至熔點(diǎn)以上50 200'C，攪拌均勻后冷卻，得到合金鑄坯。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有18K斯斑效應(yīng)金合金的制備方法，其特征是， 所述的退火處理是指在真空環(huán)境下進(jìn)行退火處理，退火溫度為600 68(TC, 時(shí)間大于4小時(shí)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有18K斯斑效應(yīng)金合金的制備方法，其特征是， 所述的拋光處理是指采用機(jī)械拋光或化學(xué)拋光的方法對(duì)鑄件表面進(jìn)行拋光處 理，獲得帶有光整表面的合金鑄件。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有18K斯斑效應(yīng)金合金的制備方法，其特征是， 所述的機(jī)械拋光是指采用金相砂紙對(duì)合金鑄件進(jìn)行打磨，然后用布輪拋光。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有18K斯斑效應(yīng)金合金的制備方法，其特征是， 所述的化學(xué)拋光是將合金鑄件放入強(qiáng)酸溶液中浸泡，由于強(qiáng)酸溶液的氧化作用， 使合金鑄件的表面微觀凸出的部分較凹洼部位優(yōu)先溶解。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有18K斯斑效應(yīng)金合金的制備方法，其特征是， 所述的加熱保溫處理是指在真空保護(hù)下將合金鑄件加熱至630 68(TC并保溫 30分鐘，然后通過(guò)常溫純水將合金鑄件進(jìn)行淬火。
9、根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有18K斯斑效應(yīng)金合金的制備方法，其特征是， 所述的淬火處理是指通過(guò)液氮將合金鑄件置于一3(TC以下環(huán)境進(jìn)行淬火。
全文摘要
一種貴金屬合金熱處理技術(shù)領(lǐng)域的具有18K斯斑效應(yīng)金合金及其制備方法，其成分及質(zhì)量百分比為Au 75.00～82％，Cu 13.1～19.01％，Al 4.0～6.0％。本發(fā)明無(wú)需進(jìn)行時(shí)效即可獲得馬氏體相變，獲得的18K斯斑在室溫下具有很好的穩(wěn)定性，馬氏體逆相變溫度在60℃以上。
文檔編號(hào)C21D1/18GK101565783SQ200910052130
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者張偉民, 張心一, 朱冬亮, 王若川, 金學(xué)軍, 金明江, 捷 陳, 顧一嘉 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué);上海老鳳祥有限公司