白18K金的特性

【日期:2017-07-10 | 阅读次数:

      概述
      目前白K金越来越多的被应用在珠宝首饰的生产中,大有取代铂金之势(铂金不仅生产成本高而且其浇铸与冷却工序十分复杂)。然而Au-Ag-Cu的配料已不能被用于白K金的生产中,因为随着Au含量的高与低,首饰的颜色也会呈现出偏黄或偏暗。另外用含Ni的配料来增加K金亮度也是不可取的,因为Ni元素易使皮肤产生过敏。此文主要描述不含Ni或含微量Ni的18K白金的工艺特性以及它们的熔点范围,显微硬度,颜色和金属释放量的测定。使之既能对人体安全又有良好的物理、机械特性和商业价值,让此种白金能在未来的合金市场上更具竞争力。
      特性
      18K白金是由99.50%~99.99%的纯金(Au)与补口(除了Au以外的配料的通称)铸造而成。表1中列举出了18K白金的不同补口中各金属元素的百分含量。

      1.颜色的测定:
      表2列出了不同配料18K白金的CIELAB颜色参数(L,a,b&C的值)。
      其中OB325-F与OB304-R是两种K白金商品配料。OB304-R是少有的不涂铑(Rh)层的K白金配料。所谓的CIELAB颜色系统可由图-1的三维坐标来表示。其中a、b轴是处在同一平面的表示有色的坐标轴。L轴是表示明亮度的坐标轴,它与a、b轴交与同一点,其值从0到100分别表示K白金的明亮度。

   

    

      由黑到白。另外在极坐标中还有一种能直接表示K白金亮度的参数(C)。C值是利用标准方程计算而得,C值越小则表示K白金的亮度越高。
      我们从表-2中可以看出除了OB-20白K金外,其它K金都显示出了较好的明亮度。要想使OB-20也能有较好的明亮度,只有在其表面涂铑。也有人提出可以加热使之韧化,但即使是加热很短时间,其就会显示出明显的黄色,一般不予采纳。
      2.金属释放量的测定:
      表3是遵照欧洲标准prEN1811:1996测定出的各种K金中金属元素释放量的数据结果,单位为μg/cm2 /week。

   

      其中OB-18中Ni的释放量为0.3μg/cm2/week其值低于欧标94/27CE所规定的上限值0.5μg/cm2/week。当然此值会随着合金被加热韧化而有轻微的上升。我们可以从表2、表3的显微镜下的放大图中看出,由于K金经加热后其内部颗粒结构会产生粗化及重排,这样也导致了其它元素释放量的提高。另外我们可以观察到OB-19虽然含有Ni,但其释放量为0,因此可以忽略其引起的Ni元素过敏。
      硬度:
      表4列出了不同配料的18K白金的显微硬度值,基本上所有合金的硬度值都超过了200HV这一所规定的理论上的最佳工作值。这主要是由于加工过程中冷却与压片两道工序使使合金内部结构更加稳定,加强了其硬度。如果一旦把合金进一步加热至650℃,其显微硬度将会有明显的下降。OB-19R就是很好的例子,经过进一步加热后,其硬度值已不足200HV。在此说明:加热韧化的时间一般采用5秒钟,但稍长一点的时间能是合金的硬度值更理想。
      3.熔点范围的确定:
      根据各种配料中所含元素的不同及多少,我们可以很明显地把它们的熔点范围分成3组。 
      ① OB 1和OB 11,它们的熔点都低于1100℃(传统意义上的金属浇铸温度)。这主要是由于两者的主量及大量元素熔点都比较低,虽然有高熔点的元素Pd,但其量较小,不足以影响其熔点。
      ② OB 5和OB 20,它们的熔点在1100℃左右,主要是由于两者含一定量的Fe和Pd。
      ③ OB 18和OB 19,它们的熔点都超过了1100℃,主要是由于两者含有高熔点元素铬(Cr)。

   

      4.结 论
      由于K金引起的皮肤过敏问题已使得目前的白K金的Ni含量都被控制在规定的上限以下。现在的白K金无需涂铑(Rh)也能有较好的亮度,Pd已取代了Ni来保证白K金的颜色,虽然这样的成本会很高。但是最理想的白K金配料还是同时含有少量的Ni与Cr,就如同OB 19一样。这样即能保证首饰颜色,又不会使Ni的释放量超过标准上限。而且这种配料也能满足生产商对原料性质要求的需要。当然,此种配料也还有不足之处,就是其熔点太高,还有待进一步研究。

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