[发明专利]铜镍铝合金

说明书

相关申请的交叉引用

本申请对2010年3月17日已备案的、序号为61/340517的美国临时申请，主张享有美国专利法35U.S.C.第119条第(e)1项规定的优先权，在此将其全部内容引入作为参考，进行了整合。

技术领域

本发明涉及铜镍铝合金。

背景技术

青铜是一种以铜为主要成分的合金，通常以锡为主要添加成分，但有时添加其它元素，例如磷、锰、铝或硅。青铜通常含88％的铜和12％的锡。阿伐青铜由阿伐固溶锡铜组成。含4％-5％的锡的阿伐青铜合金用来制造铜币、弹簧、涡轮机和刀片。商业用青铜(90％的铜和10％的锌)和建筑用青铜(57％的铜、3％的铅、40％的锌)实际上是黄铜合金，因为它们以所含的锌为主要合金成分。它们一般都是应用于建筑领域。

青铜的发现使人们可以创造比先前更好的金属物件。青铜制成的工具、武器、盔甲和各种建筑材料比先前(“红铜时代”)使用的石头和铜更坚硬、耐用。最初，由铜和砷制成青铜进而形成砷青铜，锡的使用只是更晚些，公元前三千年末期才成为青铜制作的专用方式。锡青铜比砷青铜的优越之处在于锡青铜的合金过程更易于得到控制(因为锡是一种随处可取的金属)，锡青铜更加坚固且更容易铸炼。同时，不同于砷的是，锡是无毒的。最早的锡合金青铜器源于公元前四千年末期的苏萨城(伊朗)和卢里斯坦(伊朗)与美索不达米亚(伊拉克)的一些古老场所。

青铜通常易于氧化形成铜氧化物和/或氧化亚铜，一般的空气暴露也同样导致了碳酸铜的形成。此外，暴露于各种腐蚀性环境时，会导致在普通青铜合金表面形成铜硫化物和其它铜盐。氧化铜产生黑色锈迹，而氧化亚铜产生微红的锈迹。碳酸铜是一种蓝绿色化合物，而其它各种铜盐也有蓝/绿的颜色。氧化铜、碳酸铜、铜硫化物和/或其它铜盐的成分锈蚀青铜，但却可以使青铜抵抗进一步的腐蚀。青铜锈蚀，尤其蓝色或绿色的腐蚀产物，使青铜不能成为理想的首饰材料。人类的汗液(例如，汗水)是一种极具腐蚀性的水混合物，各种溶解性固体物(主要是氯化物)，2-甲酚(邻甲酚)和4-甲酚(对甲酚)及尿素，可以导致普通青铜成分在与人类的皮肤亲密接触后快速锈蚀。众所周知，铜珠首饰经常给佩戴者留下绿色/蓝色的污点。

为防止这种锈蚀，研发了多种透明的涂层，然而这些涂层要么非常昂贵，要么使用过程中容易损坏，结果涂层的首饰还是会出现局部锈蚀和腐蚀。因此，虽然大多数铜基合金具有塑造可用物品所必需的可成型性，但是它们缺乏抗蚀性，限制了它们在装饰领域的使用。所以，许多年来，人们一直都在寻求具备不锈特性的铜基合金，即不需要保护涂层的合金。

发明内容

本发明提供一种合金，该合金含有至少6％的铝、6％以上的镍和至少50％的铜。特别体现在，该合金可应用于首饰的制作。

这种合金是一种铜基合金。在一些产品中，合金含有至少70％的铜。例如，合金中可含75％至80％的铜。而在一些产品中，合金含有76％至78％的铜。

该合金中可含有6％至9％的铝。在一些产品中，合金含有8％至8.5％的铝。

该合金中可含有小于或等于11％的镍。在一些产品中，合金含有7％至10％的镍。例如，合金可含有8％至9％的镍。

该合金中可含有铁和/或锰。在一些产品中，合金含有至少3％的铁加锰。在一些产品中，合金含有不超过6％的铁加锰。例如，合金可含有3％至6％的铁加锰。在一些产品中，合金含有1.5％至3％的铁。在一些产品中，合金含有1.5％至3％的锰。例如，合金可含有约2％的铁以及约2％的锰。

该合金中可含有硅。在一些产品中，合金含有至少1％的硅。一些产品中，合金含有小于或等于3％的硅。例如，合金可含有1％至3％的硅。

该合金中可含有锡。在一些产品中，合金可含有至少1％的锡。一些产品中，合金含有小于或等于5％的锡。例如，合金可含有1％至5％的锡。一些产品中，合金含有1％到2％的锡，例如，合金可含有2％的锡。一些产品中，锡可以更换为铅，或者和铅一起使用。例如，一些产品中，合金含有1％的锡和1％的铅。

该合金中可含有少于500ppm的氧。一些产品中，合金含有少于200ppm氧。

该合金中还可含有其它元素。一些产品中，合金含有最多5％的除了铜、铝、铁、锰、镍、硅和锡之外的其它元素。一些产品中，合金含有最多3％的除了铜、铝、铁、锰、镍、硅和锡之外的其它元素。例如，可以限制合金最多含有0.5％的除了铜、铝、铁、锰、镍、硅和锡之外的其它元素。铜、铝、铁、锰、镍、硅和锡之外的每一元素的含量可以限制在最多不超过1％。在一些产品中，铜、铝、铁、锰、镍、硅和锡之外的每一元素的含量可以限制在最多不超过0.1％。