[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

本发明属于首饰加工领域，涉及一种硬质足金补口材料及其制备方法。

背景技术

普通足金在机械性能上表现较软，因此纯金首饰容易发生磨损或变形，严重削弱首饰的外观、亮度，甚至导致镶钻的脱落。首饰行业从业者都在寻找合适的途径，期望在保证足金成色的前提下，增加足金的硬度，同时不明显牺牲足金在浇铸过程中的流动性和后续的加工性能。

当前市场上最成熟的高纯硬金饰品是“3D硬金”，该硬金是通过电铸技术成型的。这种成型技术获得的硬金以亚稳态的纳米尺度晶粒尺寸存在，因此具有非常高的硬度。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。此外，“3D硬金”加工工艺还涉及黄金的电解液，往往会用到剧毒的氰化物，对环境造成极大的影响。

国内外研究人员还提出了微合金强化的方式硬化足金，该方式主要通过固溶强化以及析出强化等方式实现。固溶强化是一种不错的强化方式，但是由于成色的限制，添加固溶强化元素的量十分有限，因此固溶强化对足金硬度的提高不够明显，难以满足市场需要。相对而言，析出强化是较为理想的强化方式，其中析出元素的选择和添加方式是提高足金硬度的关键。中国专利98113521.8公开的“首饰用超强高纯合金材料”，使用钛作为强化元素可以有效的提高足金的硬度，其中提高足金硬度的有效强化析出相为Au₄Ti。但是一方面该强化相必须通过依次固溶和长时间的时效热处理才能实现，这在传统首饰加工行业中不太容易实现的。另一方面，用钛作为硬化足金的补口，其高熔点和极易氧化的特性使得其制备工艺要求极为苛刻，传统的足金首饰加工工艺难以满足，难以大范围的推广。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种硬质足金补口材料及其制备方法。所述的硬质足金补口材料由铽、镓、铟和钌四元合金组成，能够提高首饰用足金的硬度。

本发明的技术方案如下：

一种硬质足金补口材料，按重量百分比计由以下组分组成：镓20.5～38.5％，铟6.5～22.5％，钌0.5～4.5％，其余为铽。

进一步地，上述硬质足金补口材料的制备方法，具体步骤如下：

将铽、镓、铟按比例混合后，惰性气体保护下，0.5～0.8个大气压下，于850～950℃感应熔炼，待铽镓铟三元合金完全熔化后，加入钌粉末并快速振动搅拌均匀，最后将四元合金浇铸成块或通过坩埚漏孔滴入水中得到硬质足金补口材料颗粒。

所述的镓、铟和铽的纯度均为99.9％以上，所述的钌粉末的平均直径为0.5微米～100微米。

本发明的硬质足金补口材料由铽、镓、铟和钌组成。其中，稀土元素铽作为主要的强化元素，与金原子形成化合物获得析出强化效果，部分未析出的铽元素也可以很好的起到固溶强化效果。镓、铟两种元素可以有效地降低补口的熔点，提高铸造过程中的流动性。钌元素本身熔点极高，在补口制备过程中不会熔化，以粉末形态加入，作为形核剂，可以显著地细化晶粒。本发明的硬质足金补口材料能够提高硬质足金的硬度，与纯金配合熔炼可得到122HV以上的高硬度24K足金，满足各类首饰材料的选用。

附图说明

图1为硬质足金补口材料熔炼的设备示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详述。

实施例1

一种硬质足金补口材料，按重量百分比计由以下组分组成：镓27.3％，铟6.5％，钌1.1％，其余为铽。选用的镓、铟和铽原材料均为纯度99.9％以上的块体，机械切割成小块后按比例配料；选用的钌原材料为平均直径为5微米的粉末。将铽镓铟三组元素混合后，放入石墨坩埚，然后打开熔炼电源，以感应熔炼方式进行熔炼，熔炼目标温度为850摄氏度；开始加热后，用气管通入氩气进行适当保护，压强保持在0.5个大气压；在铽镓铟三元合金完全熔化后，加入准备好的钌粉末并快速振动搅拌均匀；最后，拔起石墨塞棒，将四元硬金补口合金通过坩埚漏孔滴入水中，可以直接获得补口颗粒。硬质足金补口材料熔炼的设备如图1所示。颗粒的直径与坩埚漏孔直径，熔体温度相关，通常平均颗粒直径可控制在1～3毫米。浇铸结束后，关闭电源、气源，从水槽中取出补口合金颗粒，烘干即制得硬质足金补口材料。

实施例2