CN115044798B - 一种硬度提高的Au-Ag-Cu-Ni基合金的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于合金技术领域，具体涉及一种硬度提高的Au‑Ag‑Cu‑Ni基合金的制备方法，以及采用所述方法制备得到的Au‑Ag‑Cu‑Ni基合金。所述硬度提高的Au‑Ag‑Cu‑Ni基合金具体为Au‑Ag‑Cu‑Ni系合金，所述制备方法包括以下步骤：按照一定配比，采用市售的99.99％Au、99.99％Ag、电解Cu，和电解Ni为原材料，Cu‑Gd中间合金，采用高频真空感应熔炼制成Au‑Ag‑Cu‑Ni合金空心铸锭，再冷变形开坯，制成一定规格的管材，随后进行退火。所述硬度提高的Au‑Ag‑Cu‑Ni基合金具有显微硬度大于等于Hv360。根据金基合金冷变形强化和有序转变相结合的对合金的硬度的影响，发明设计出满足高耐磨状态下使用的高硬度金基合金，有助于扩大合金的应用领域。

Description

一种硬度提高的Au-Ag-Cu-Ni基合金的制备方法
技术领域
本发明属于合金技术领域，具体涉及一种硬度提高的Au-Ag-Cu-Ni基合金的制备方法，以及采用所述制备方法制备得到的Au-Ag-Cu-Ni基合金。
背景技术
Au-Ag-Cu-Ni合金是一个可热处理强化的合金，可以通过热处理获得不同硬度级别的合金材料。Au-Cu系合金在400℃可以形成CuAu，Cu3Au有序相，Au-Ni系合金在520K以下可以发生调幅分解，使得合金得到明显的强化。可以通过热处理调整合金的组织类型和组织特征，调整合金的强度。
可以通过热处理调整合金的组织类型和组织特征，调整合金的强度。可选择的热处理工艺方案有形变热处理和固溶时效处理。两种热处理方式分别获得不同硬度级别。形变热处理在冷变形后进行热处理，调整组织，去除内应力。温度一般在300℃以下，热处理时尽量保持冷加工带来的强化效果，通过低温热处理去除内应力，保证导电环的在后续加工不会因为内应力造成环体的变形。低温形变热处理后使得其硬度略低于冷加工状态，显著高于热加工态。固溶时效处理可以使得合金发生调幅分解和有序化转变，使得合金的硬度发生显著提高，可达热加工态两倍以上，耐磨性也会显著提高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明设计了一种提高Au-Ag-Cu-Ni基合金硬度的方法，通过以下技术路径，获得最佳的硬度。
具体地，通过以下几个方面的技术方案实现了本发明：
在第一个方面中，本发明提供了一种硬度提高的Au-Ag-Cu-Ni基合金的制备方法，所述硬度提高的Au-Ag-Cu-Ni基合金具体为Au-Ag-Cu-Ni系合金，合金中各组分重量百分比为Ag：14.5-18.5％、Cu：10.0-14.0％、Ni：4.0-7.0％、Gd：0-1.0％、余量为Au和不可避免的杂质。硬度提高的Au-Ag-Cu-Ni基合金具有显微硬度大于等于Hv360。
所述制备方法包括以下步骤：按照上述配比，采用市售的99.99％Au、99.99％Ag、电解Cu，和电解Ni为原材料，采用高频真空感应熔炼制成Au-Ag-Cu-Ni合金空心铸锭。在冷变形开坯，道次变形量10％-20％左右，累计变形量45-60％左右，制成一定规格的管材，进行200-350℃退火，通过热处理后测得其显微硬度。
在第二个方面中，本发明提供了采用上述第一个方面所述制备方法制备得到的硬度提高的Au-Ag-Cu-Ni基合金。
表1加工工艺(wt％)
累计冷变形量 45-60％
热处理制度 200℃-350℃/1-3h，AC
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
根据金基合金冷变形强化和有序转变相结合的对合金的硬度的影响，发明设计出满足高耐磨状态下使用的高硬度金基合金，有助于扩大合金的应用领域。
具体实施方式
下面参照具体的实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明的范围。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道购买得到的常规产品。
下面实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为市售产品。
实施例1
Au-Ag-Cu-Ni合金的原材料为：99.99％的Au、99.99％的Ag，电解Cu、电解镍，按照表2成分配比进行配料，混合后经过高频真空感应熔炼后浇铸到石墨坩埚中，得到Au-14.5Ag-14.0Cu-6.0Ni合金空心铸锭。合金铸锭表面精车去除表面气孔，进行冷轧加工，冷轧加工道次变形量15％，累计变形量为55％以内，制成Φ22.5mm×4.5mm×300mm。经过300℃/1h，空冷(AC)热处理后进行显微硬度测试Hv为360。
表2实施例1中合金的成分配比
合金元素 Ag Cu Ni Au
含量 14.5 14.0 6.0 Bal.
实施例2
Au-Ag-Cu-Ni合金的原材料为：99.99％的Au、99.99％的Ag，电解Cu、电解镍，Cu-Gd中间合金，按照表3成分配比进行配料，混合后经过高频真空感应熔炼后浇铸到石墨坩埚中，得到Au-18.5Ag-10.0Cu-4.0Ni-1.0Gd合金铸锭。合金铸锭表面精车去除表面气孔，进行冷轧加工，冷轧加工道次变形量20％，累计变形量为60％，制成Φ14.5mm×3mm×200mm。经过200℃/2h，AC热处理后进行显微硬度测试Hv为375。
表3实施例2中合金的成分配比
合金元素 Ag Cu Ni Gd Au
含量 18.5 10.0 4.0 1.0 Bal.
实施例3
Au-Ag-Cu-Ni合金的原材料为：99.99％的Au、99.99％的Ag，电解Cu、电解镍，Cu-Gd中间合金，按照表4成分配比进行配料，混合后经过高频真空感应熔炼后浇铸到石墨坩埚中，得到Au-15.0Ag-12.0Cu-6.0Ni-0.42Gd合金铸锭。合金铸锭表面精车去除表面气孔，进行冷轧加工，冷轧加工道次变形量13％，累计变形量控制为50％，制成Φ12.5mm×2.5mm×200mm。经过350℃/1h热处理后进行显微硬度测试Hv为362。
表4实施例3中合金的成分配比
合金元素 Ag Cu Ni Gd Au
含量 15.0 12.0 6.0 0.42 Bal.
实施例4
Au-Ag-Cu-Ni合金的原材料为：99.99％的Au、99.99％的Ag，电解Cu、电解镍，按照表5成分配比进行配料，混合后经过高频真空感应熔炼后浇铸到石墨坩埚中，得到Au-17.5Ag-10.0Cu-7.0Ni合金铸锭。合金铸锭表面精车去除表面气孔，进行冷轧加工，冷轧加工道次变形量10％，累计变形量为45％，制成Φ27.5mm×4mm×200mm。经过250℃/2h热处理后进行显微硬度测试Hv为380。
表5实施例4中合金的成分配比
合金元素 Ag Cu Ni Au
含量 17.5 10.0 7.0 Bal.
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种硬度提高的Au-Ag-Cu-Ni基合金的制备方法，其特征在于：所述硬度提高的Au-Ag-Cu-Ni基合金具体为Au-Ag-Cu-Ni系合金，所述制备方法包括以下步骤：Au-Ag-Cu-Ni合金的原材料为：99.99％的Au、99.99％的Ag，电解Cu、电解镍，所述合金中各组分重量百分比为Ag：17.5％、Cu：10.0％、Ni：7.0％、余量为Au和不可避免的杂质，按照上述成分配比进行配料，混合后经过高频真空感应熔炼后浇铸到石墨坩埚中，得到Au-17.5Ag-10.0Cu-7.0Ni合金铸锭，合金铸锭表面精车去除表面气孔，进行冷轧加工，冷轧加工道次变形量10％，累计变形量为45％，制成Φ27.5mm×4mm×200mm，经过250℃/2h热处理后进行显微硬度测试Hv为380。
2.采用权利要求1所述的制备方法制备得到的硬度提高的Au-Ag-Cu-Ni基合金。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1213703A (zh) * 1998-09-28 1999-04-14 华中理工大学 一种足金及其制备方法
CN1387585A (zh) * 2000-07-03 2002-12-25 小笠和男 硬质贵金属合金部件及其制造方法
US20140308158A1 (en) * 2011-11-16 2014-10-16 M. Technique Co., Ltd. Solid metal alloy

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"Au-20Ag-10Cu-(1-3)Ni 四元合金时效强化行为研究";张强;《中国优秀硕士学位论文全文数据库（工程科技Ⅰ辑）》(第第1期，期);第B022-95页 *

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