[发明专利]高纯度的硬质金合金及其制造方法

说明书

技术领域

一般的珠宝饰品的金基材是14K、18K等的合金，为提高其硬度和抗张力等，需要加入Ni、Pd、Zn等，而且添加量较多。因此这种合金从纯度的角度来讲，不能称之为纯金。

本发明的高纯度的金合金的纯度在99.7％以上，制造方法包括①添加微量元素；②通过热处理，以较低的加工率进行硬质化至18K程度，改善作为高纯度金的缺点的加工性、耐热性和耐损伤性等。

背景技术

高纯度的黄金珠宝饰品的硬度较低，在日常生活中被长期佩带后就很难维持其美观性。而且，由于制造过程中进行的钎焊等加热处理，不可避免地使其硬度大幅度下降。作为装饰品其适用性受到了限制。

本发明的材料的金含量在99.85％以上，可制得维氏硬度(Hv)较高的物质，其铸造品在100以上，加工品在150以上。可称之为纯金的组成，其铸造品和加工品(加工率：99.6％)的硬度分别超过100Hv和150Hv。添加了Gd后，热处理过的本发明的纯金的硬度显著上升，耐热性有所提高、因摩擦或搔挠不易引起瑕庇、而且受其他物质的干扰而发生的变化减少、经钎焊等热处理后的硬度下降也减少。

从以上的观点出发，为了长时间保持纯金的高级感而进行的以得到高纯度硬质纯金为目的的研究开发的结果表明，所得到的高硬度材料的金含量在99.7重量％以上，添加了50ppm以上作为合金成分的Gd，另外还复合添加了其他一些元素，累积量为100ppm-3000ppm。这种材料经热处理后减少了硬度的下降，如果添加的元素减少则硬度会降低，硬度大致和抗拉强度成正比例。

经过固溶化处理等加热处理方法、急冷、老化处理，就得到了上述的高纯度合金。通过焊接、钎焊等处理使硬度的下降减少，能长期维持较高的美观性，是一种很好的适用于高纯度黄金珠宝饰品的材料。

发明的揭示

本发明的目的是提供改善了作为高纯度金合金的缺点的加工性、耐热性、耐损伤性等性质的高纯度硬质金合金及其制造方法。

本发明提供了以纯度为99.7重量％以上的Au中，含有50ppm以上的Gd以及一种以上的其他元素，这些添加元素的含量共计100-3000ppm为特征的高纯度硬质金合金。

较好的是上述的合金中提到的其他元素包括Al或Ca，添加元素中Gd的比例占10重量％以上。此外，较好的是上述的合金中其他的元素包括Si，添加元素中Gd的比例占50重量％以上。

这些金合金以维氏硬度计，能达到150Hv以上的高硬度。

而且，本发明提供了一种高纯度硬质金合金的制造方法，它以铸造纯度为99.7重量％以上的高纯度金合金后，于700℃以上进行固溶化处理，然后于150℃-350℃进行老化时处理，或只在150℃-350℃进行老化处理为特征。

本发明还提供了一种高纯度硬质金合金的制造方法，它以铸造对应纯度为99.7重量％以上的Au，含有50ppm以上的Gd的高纯度金合金后，于700℃以上进行固溶化处理，然后于150℃-350℃进行老化处理，或只在150℃-350℃进行老化处理为特征。

此外，本发明进一步提供了一种高纯度硬质金合金的制造方法，它以铸造对应纯度为99.7重量％以上的Au，含有一种以上的100ppm以上的稀土类以及碱土类元素的高纯度金合金后，于700℃以上进行固溶化处理，然后于150℃-350℃进行老化处理，或只在150℃-350℃进行老化处理为特征。

本发明中，将金含量在99.7重量％以上的合金作为装饰材料使用是因为要显示出金的高级感，就必须要有高含量的金的缘故。经过添加50ppm以上的Gd、热处理等加工，使硬度有所上升，而经过钎焊、焊接等处理又使硬度的下降减少，实现了添加的效果。

经过添加微量元素和热处理的方法，使铸造品和加工品的硬质化效果都显著地显现出来。硬质化高纯度金合金的软化曲线变得缓和，硬度、抗拉强度以及耐热性升高。

通过选择添加第3种元素，来选择热处理硬质化和加工硬质化。为铸造品时，①元素的复合添加；②通过热处理进行的硬质化，当合金为加工品时，还需考虑通过加工再硬质化。对于本发明的硬质化，较适用的是热处理硬质化的方法，所以在制造过程的初期就表现出来。它能使加工所需的成本大幅度下降，还能减少多余的加工时间。

Gd和其他元素的添加累积量为100-3000ppm，复合添加的各成分共存，在制造的初期可提高其硬度，又可减少因加热造成的硬度下降，且经时变化小，作为高纯度的硬质金合金，这样的添加量是合适的。

以下是对图的简单说明

图1表示的是本发明的高纯度硬质化金合金的热处理条件的影响。