專利名稱：：用于首飾、飾品的鎢合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金產(chǎn)品及其制備方法。特別是用碳化鎢作硬質(zhì)相，鎳作金屬粘接劑、鉻、鉭、鈮、釩、鍶、鉬或它們的碳化物作添加劑的用于首飾.飾品的硬質(zhì)合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
：目前多數(shù)的鎢合金都應(yīng)用在工業(yè)上，隨著人們的生活水平的提高、審美觀的需求，首飾、飾品的材料從傳統(tǒng)的玉石及金、銀、鈀、鉑等貴金屬發(fā)展到開始應(yīng)用鎢合金材料。美國專利US6928734報(bào)到了一種用鎢合金制備環(huán)形首飾的方法。該專利公開了按重量百分比計(jì)量組成為碳化鎢50—90;粘接劑鎳2—10;鈷l一2及碳化鉻0.5—3。可見，該專利不足之處在于首先，所述飾品僅限于環(huán)形首飾；其次，則是碳化鎢下限太低。若碳化鎢占50%，配置的材料已達(dá)不到鎢合金首飾的要求。我們知道，鉤是一種很堅(jiān)硬的材料，其硬度僅次于金剛石。人們用來做刀具、高耐磨材料。其硬度決定于硬質(zhì)相碳化鎢的多少。碳化鎢重量百分比達(dá)到94%，其硬度(HRA)>93;碳化鎢重量百分比80%，其硬度(HRA)>82(服C:61)。硬度隨碳化鎢的減少而降低。碳化鎢低于70%，不再有高硬度，耐磨性了，也失去了鎢合金首飾的特性；其三，該專利缺乏對(duì)鎢合金材料用于飾品的要求。如對(duì)色澤、光亮、耐磨性、抗氧化、抗腐蝕、"人工汗"、放射性等多種適宜首飾材料的要求。即對(duì)材料的選用、配比、制備等缺乏全面了解、分析和提煉，以達(dá)到鎢合金飾品的材料要求。碳化鎢，粘接劑和添加劑的選用對(duì)抗腐蝕性、抗氧化性及"人工汗"的影響等，均缺乏有力的數(shù)據(jù)。按美國專利不可能做出優(yōu)良的飾品材料；其四，鈷是一種易于產(chǎn)生放射性的元素，對(duì)用于飾品是極其危險(xiǎn)的.其價(jià)格也高于鎳.
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適宜加工飾品的鉤合金材料。加工后的首飾，飾品具有鴇黑飽滿的色澤、明亮永存的光澤；具有高硬度、抗摔性，永不磨損、抗腐蝕、抗氧化、抗"人工汗"、無放射性、與人零接觸無傷害，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)的首飾、飾品的鎢合金材料及制備方法。本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的鎢合金按重量百分比計(jì)組成為碳化鎢80—94金屬粘接劑6—16添加劑0—4所述的粘接劑為鎳，鎳的類別優(yōu)選羧基鎳，所述的添加劑為鉻、鉭、鈮、釩、鍶、鉬或他們的碳化物.碳化鎢的平均粒度為0.4—1.5um。上述的鎢合金按重量百分比計(jì)優(yōu)選組成為碳化鎢85—92金屬粘接劑6—14添加劑l一4所述金屬粘接劑為鎳。鎳的類別優(yōu)選羥基鎳，平均粒度1.0-2.5um或更細(xì)。所述的添加劑碳化鉻為l一3，碳化鉭、碳化鈮、碳化釩、碳化鍶、碳化鉬中的一種或兩種為0—1。碳化鎢的粒度同上述。上述的鉤合金按重量百分比計(jì)組成為碳化鎢90—94金屬粘接劑6—9添加劑0—1所述的金屬粘接劑為鎳，所述的添加劑為碳化鉻、碳化鉭、碳化鈮。碳化鎢的平均粒度為0.4—1.5um。上述的鎢合金按重量百分比計(jì)最優(yōu)選組成為碳化鎢90.5金屬粘按劑8添加劑1.5所述的金屬粘接劑為鎳，鎳的類別優(yōu)選羥基鎳，所述的添加劑為碳化鉻、碳化鉭、碳化鈮。碳化鎢的平均粒度為0.4_1.5um。本發(fā)明選用的碳化鎢技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按GB/T429—1993。鎳為GB/T5247-1985?；蚋哂谏鲜鰳?biāo)準(zhǔn)。按上述配料制的鎢合金，碳化鎢為主成分，碳化鉤的晶粒度為0.2l.O"m保證了鎢金屬的基本特征色澤烏黑光亮，且鴿合金的硬度可達(dá)HRA82—服A92，耐磨性也較高。相同的配料選取的碳化鎢為亞細(xì)一超細(xì)納米晶粒的碳化鴇，其硬度更高，可達(dá)HRA86—HRA93.5、耐磨性更高。由于晶粒細(xì)，飾品磨削拋光后表面更細(xì)膩，更光亮平滑，飾品的視覺感更美、觸覺感更好。按合金中WC晶粒度不同分類如下表合金按wc晶粒分類納米晶粒超細(xì)晶粒亞細(xì)晶粒細(xì)晶粒中晶粒粗晶粒晶粒度范圍，um<0.20.2-0.50.5-0.80.8-1.01.0-2.0〉2.0本發(fā)明鎢合金的成分為碳化鎢、鎳、碳化鉻.碳化釩，碳化鈮都是具有穩(wěn)定的化學(xué)性能，抗腐蝕、抗氧化能力很強(qiáng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于黃金、銀、鈀、鉑等飾品材料。鎢合金用于首飾，重要的是抗腐蝕，特別是避免"人工汗"。所謂"人工汗"其實(shí)是人體表面排泄物(如腐蝕性的鹽類氯化鈉、尿素等)，對(duì)鎢合金的腐蝕，使其表面光潔度變模糊、變色，失去應(yīng)有的光亮和色澤。按本發(fā)明嚴(yán)格控制添加劑和粘接劑的含量，可以有效地防止"人工汗"，可以使鎢合金飾品永遠(yuǎn)光亮奪目。鈷是化學(xué)性不穩(wěn)定的金屬，慎用可以有效地防止放射性對(duì)人體的傷害以及鎢金屬的腐蝕。本發(fā)明選用的材料都等于或高于國家標(biāo)準(zhǔn)，能很好的防止雜質(zhì)對(duì)飾品純度、光亮度和瑕疵對(duì)飾品美觀的影響。本發(fā)明首飾、飾品的鎢合金制備方法，它包括配料、濕磨、干燥、摻成型劑，模壓成型、脫成型劑、燒結(jié)整個(gè)工藝。與傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金生產(chǎn)相當(dāng)。其中不同的是濕磨采用了球料比5:1，合金球用直徑6mm.濕磨時(shí)間72-96個(gè)小時(shí).燒結(jié)溫度為140(TC—144(TC。根據(jù)不同的配料選用不同的溫度。在這樣的生產(chǎn)工藝過程中，必須控制-1.合金的碳含量在COO范圍內(nèi)。不能脫碳，也不能滲碳。做到這點(diǎn)，碳化鎢的總碳含量選用適當(dāng)，一般采用碳化鎢的化合碳+成型劑殘留碳"6.13±0.02。對(duì)各種成分的氧含量及加工過程中的增氧嚴(yán)格控制。包括濕磨中的介質(zhì)水份，磨料時(shí)間、溫度、干燥過程中的增氧，料的存放、脫成型劑以及真空燒結(jié)時(shí)的真空度都要嚴(yán)格控制增氧，氧會(huì)奪取合金中的碳，而使合金脫碳。2.控制合金的晶粒度均勻而細(xì)，濕磨時(shí)間、球料比、轉(zhuǎn)速、燒結(jié)溫度都會(huì)直接影響合金的晶粒度，也影響鎢合金的光亮度。除加入不少于0.5%(重量百分比)的添加劑(鈮、釩、鍶、鉬)等外，控制好濕磨和燒結(jié)溫度的關(guān)系重大，保證鎢合金晶粒度在1.0um-0.2um。3.生產(chǎn)工藝中的各個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格控制污染，如塵埃、雜質(zhì)、贓物造成產(chǎn)品臟化、飾品的純凈受到污染、臟化。通過以上的過程，使得鎢合金飾品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到孔隙A00—A02(1.0-10um;)BOO—B02(10um-25um)孔洞25—75uml;75—125um無；〉125um無。碳C00.(不脫碳、不滲碳)硬度HRA86—HRA93.5密度13.5015.lg/cm3磁性無或弱晶粒度1.0—0.2um得到的鎢合金首飾、飾品與其它飾品材料比較<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發(fā)明技術(shù)方案帶來的優(yōu)點(diǎn)l.鎢合金有獨(dú)特的色調(diào)、光亮、耐磨、飾品的永久性都與鉆石相當(dāng)，不愧為很好的飾品材料。2.價(jià)廉環(huán)保.3.該材料的應(yīng)用范圍很廣.可根據(jù)市場需求設(shè)計(jì)不同形狀的飾品，制作不同的模具，壓制出不同的形狀，燒結(jié)加工成各種形態(tài)的飾品。如首飾、戒指、耳墜、吊墜、標(biāo)志(如產(chǎn)品或企業(yè)標(biāo)志)、標(biāo)牌、紀(jì)念品、獎(jiǎng)品、獎(jiǎng)杯等，具有廣泛的市場前景.具體實(shí)施例以下用具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明.實(shí)施例1:用1.5um的碳化鉤81%(wt)，鎳18%(wt)，余量Tac、Nbc，經(jīng)濕磨、沉淀、干燥、摻成型劑、干燥、過篩、壓制、燒結(jié)(140(TC)。制得鎢合金飾品材料。硬度HRA為85?？紫抖華02、BOO、COO。晶粒度為0.8um，密度為13.8g/cm3，磨削加工，拋光后，鎢黑發(fā)亮。在粗糙的水泥面上擦磨，光亮面有模糊霧狀，并有輕微的擦痕，抗磨損性稍差。制成為4)63X0.6的園片，1.2m水平自由落下，未摔壞，有較好的抗摔性能。把該材料磨削加工，拋光后，在模擬配制的人體汗液上，放在烘箱里保持4(TC，經(jīng)48小時(shí)人體汗液蒸試驗(yàn)(俗稱"人工汗試驗(yàn)")，飾品光亮度變暗。表面被侵濕呈霧狀，擦洗不掉。該材料抗"人工汗"能力較差。該材料可做要求不高，碰撞較頻繁的飾品。實(shí)施例2:用1.2um-1.5um的碳化鉤84%(wt)，羥基鎳14%(wt)，余量碳化鉻、碳化鉭。經(jīng)濕磨、摻膠、壓制、燒結(jié)(1410°C±10°C)。制得材料硬度服A87-88，密度14.1±0.lg/立方厘米，晶粒度0.8—0.6um，孔隙度A02，BOO，COO。磨削加工，拋光后烏黑發(fā)亮，在粗糙水泥面上擦磨，光亮面無損。制成4)63X0.6的園片，1.2米水平自由落下無摔損。經(jīng)4CTC，48小時(shí)"人工汗"測試，無侵蝕。經(jīng)放射性檢測對(duì)人體零距離接觸無害，該材料有一定抗蝕能力，較好的抗摔損和抗磨損性。做各種飾品都適應(yīng)，并有較好的飾品效果.該材料無磁性，用作表帶、表殼不影響走時(shí)的準(zhǔn)確性。用1.2iM碳化鴇85。/。(wt)、羥基鎳12y。(wt)、碳化鉻2%、碳化鉅、碳化鈮、碳化鉬iy。(wt)，經(jīng)濕磨，摻成型劑，壓制成型，脫成型劑，燒結(jié)(1420。C士10。C)制得的材料，硬度HRA90士0.2;密度13.9—14.0g/cm3;晶粒度0.6um，孔隙度A02、BOO、COO。經(jīng)磨削加工，拋光后，烏黑光亮，在粗糙水泥面上擦磨，光亮面毫發(fā)無損。制成小63X0.6的園片，1.2m水平自由落下，無摔損。經(jīng)40攝氏度，48小時(shí)"人工汗"測試無侵蝕。放射性檢測對(duì)人體無害.該材料具有很好的抗腐蝕，氧化性能和高的硬度。光亮度很好，做永不磨損，永不銹蝕的各種飾品都很好，該材料無磁性，用作表帶、表殼不影響走時(shí)準(zhǔn)確。實(shí)施例4:用1.5um的碳化鎢899Uwt)，鎳10%(wt)，余量為碳化鉭、碳化鉻。經(jīng)濕磨，摻成型劑，壓制、脫成型劑，燒結(jié)(1420。C)，制得材料硬度服A:89.5—90;密度14.1一14.2;晶粒度0,6-0.8um;孔隙度A02、B00、C00.磨削加工，拋光后，烏黑光亮。在粗糙水泥面摩擦，光亮面無損。制成小63X0.6的園片，1.2m水平自然落下，無摔損。經(jīng)40。C，48小時(shí)"人工汗"測試，無侵蝕。無磁，該產(chǎn)品可做飾品，標(biāo)志標(biāo)牌，紀(jì)念品，獎(jiǎng)口雄叩寺o實(shí)施例5:用1.2um的碳化鎢9iy。(wt)，鎳89Uwt)，余量為碳化鉻。經(jīng)濕磨，摻成型劑、壓制、脫成型劑、燒結(jié)(143(TC)。制得材料，硬度HRA92，密度14.7g/cm3，晶粒度0.6um，孔隙度A02、BOO、COO。磨削拋光后，烏黑光亮。在粗糙水泥面上摩擦，光面毫發(fā)無損，制成cl)63X0.6園片，1.2水平自由落下，摔損。經(jīng)48t:/小時(shí)"人工汗"測試，光亮面無侵蝕。無磁性。該材料有高的抗磨損性。更具有鎢合金的色澤和光亮。也有很強(qiáng)的抗氧化，抗腐蝕性。無磁性，但易摔碎。該材料可做成環(huán)形物飾品，用幾何形狀克服它的抗摔損性，也可以做成裝飾性，陳列性飾品，具有高的欣賞價(jià)值。實(shí)施例6:用1.2um碳化鎢93.5%(wt)、鎳6。/。(wt)、碳化鉭0.5%(wt)，經(jīng)濕磨、摻成型劑，壓制燒結(jié)(1440°C)，制得材料硬度HRA93。密度14.9g/cm3、晶粒度0.6咖，孔隙度A04、B02、COO。磨削拋光后，烏黑光亮，在粗糙水泥面上擦磨，光亮及棱角毫發(fā)無損，制成小63X0.6的園片，1.2m水平自由落下，摔損。經(jīng)48小時(shí)"人工汗"測試，光亮面有變色、無放射性。該材料是具有高硬度、高耐磨性，更具有鉤合金色澤和光亮特色，有很強(qiáng)的抗氧化、抗腐蝕性，無放射性，但抗摔性差。該材料可做成裝飾性飾品、飾物、具有真正的鎢合金飾品的色澤和光亮。外觀可做出棱角狀，棱角分明顯出剛毅性，其飾品具有陳列、保存.紀(jì)念的價(jià)值。權(quán)利要求1、用于首飾、飾品的鎢合金，其特征在于按重量百分比計(jì)組成為碳化鎢80-94金屬粘接劑6-16添加劑0-4所述的粘接劑為鎳所述的添加劑為路、鉭、鈮、釩、鍶、鉬或他們的碳化物。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于首飾、飾品的鎢合金按重量百分比計(jì)組成為碳化鎢85—92金屬粘接劑6—14添加劑l一4所述金屬粘接劑為鎳，鎳的類別為羥基鎳，所述的添加劑為鉻、鉭、鈮、釩、鍶、鉬或他們的碳化物。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于首飾、飾品的鉤合金按重量百分比組成為所述金屬粘接劑為鎳，鎳的類別為輕基鎳。所述的添加劑為碳化鉻、碳化鉭、碳化鈮。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于首飾、飾品的鎢合金按重量百分比組成為碳化鎢金屬粘接劑添加劑碳化轉(zhuǎn)金屬粘接劑添加劑碳化鉤90.5金屬粘接劑8添加劑1.5所述金屬粘接劑為鎳，鎳的類別為羥基鎳:所述的添加劑為碳化鉻、碳化鉭、碳化鈮。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于首飾.飾品的鎢合金，其特征在于碳化鎢的晶粒度為O.2-l.Oum.6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢合金制備方法，包括配料、濕磨、干燥、摻成型劑、壓制成型，脫成型劑，燒結(jié)步驟，在濕磨中采用球料比為5:1，所用的合金球?yàn)橹睆綖?-8mm。濕磨時(shí)間大于72小時(shí)，燒結(jié)溫度1400-1440。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于首飾、飾品的鎢合金及其制備方法。它包括按重量百分比計(jì)組成為碳化鎢80-94，鎳6-16，路、鉭、鈮、釩、鍶的一種或多種0-4。其制備方法為，將上述組份按適當(dāng)比例混合配料，經(jīng)濕磨、摻成型劑、模壓成型、脫成型劑、燒結(jié)等步驟。燒結(jié)溫度為1400～1440℃。鎢合金首飾、飾品硬度高、耐磨性強(qiáng)、色澤烏黑發(fā)亮、光耀奪目，抗腐蝕、抗氧化、抗“人工汗”、無放射性、可與人體零距離接觸無傷害，屬最佳新飾品材料，具有廣泛的市場前景。文檔編號(hào)C22C29/06GK101215662SQ20081004512公開日2008年7月9日申請日期2008年1月7日優(yōu)先權(quán)日2008年1月7日發(fā)明者嶸劉申請人:嶸劉