Сплав золота с сере

Влияние примесей в сплавах золота и серебра на качество ювелирных изделий

Елена Голодаева, компания «Петрозолото», Санкт-Петербург, Россия

«Ложка дегтя портит бочку меда»

В российской ювелирной промышленности при производстве изделий редко пользуются сплавами, изготовленными на специализированном предприятии, в основном, из-за дороговизны металла. Большинство предприятий предпочитает проводить легирование благородного металла непосредственно на своем производстве. Это предъявляет определенные квалификационные требования к технологическому персоналу данного предприятия.

Как правило, технологи хорошо осведомлены о влиянии легирующих компонентов на технологические свойства сплавов. Влиянию же микропримесей, по моим наблюдениям, не уделяется должного внимания. Меж тем игнорирование этого факта нередко приводит к весьма плачевным последствиям в виде массового брака изделий. В этой статье рассматриваются вопросы влияния примесей на свойства сплавов золота и серебра.

Напомним основные примеси драгоценных металлов и их влияние на технологические свойства сплавов. ГОСТ 30649-99 [1] устанавливает предельное содержание в сплавах золота и серебра четырех металлических примесей: железа, свинца, сурьмы, висмута. Эти элементы содержатся в природном металле.

Свинец. Образует с золотом и серебром интерметаллические соединения, располагающиеся вокруг зерен металлической решетки, и охрупчивает сплав, делая его непригодным для прокатки и гибки. Последующий нагрев приводит к еще большей хрупкости.

Аналогичным действием характеризуются также сурьма и висмут.

Железо. Вследствие легкой окисляемости железо в сплавах золота и серебра присутствует в виде инородных включений. Это не оказывает влияния на обработку сплава давлением, но значительно осложняет обрабатываемость металла резанием и при доводочных операциях.

Из неметаллических примесей ГОСТ устанавливает максимальное содержание кислорода. Последний активно поглощается из атмосферы расплавленным серебром и окисляет легирующие компоненты сплава, в основном медь. Образующаяся закись меди вызывает охрупчивание сплава. [2,3]

Вышеупомянутые эффекты проявляются уже при содержании нескольких сотых долей процента этих примесей. Естественно, что при использовании оборотного металла из обратимых отходов предприятия, вредные примеси концентрируются, качественный состав их расширяется за счет внесения новых, попавших в металл в процессе выполнения различных технологических операций.

Алюминий. С повышением концентрации алюминия пластичность сплавов возрастает. Это означает, что алюминий действует как легирующий компонент и как раскислитель (очищает металл от газов и закиси меди). Однако в результате раскисления образуется Al2O3 и уже при содержании 0,01% прокат имеет значительные дефекты на поверхности.

Олово. Снижает прочность и твердость сплавов, пластичность не изменяется. При содержании олова более 0,008% качество поверхности проката резко ухудшается: появляются вздутия и плены.

Фосфор растворим только в меди и имеет ограниченную растворимость в золоте и серебре. Фосфор действует как раскислитель, повышая пластичность сплава. Твердость сплава минимальна, глубина вытяжки и число перегибов максимальны. При содержании не более 0,08% сохраняется хорошая поверхность проката, однако, структура сплава ухудшается.

Сера, растворяясь в расплавах золота и серебра, меди, не образует твердых растворов с этими металлами. Поэтому при затвердевании сплава слиток «кипит» уже при содержании 0,02% серы, характеризуется наличием газовой пористости и к прокату непригоден. При содержании серы 0,004-0,01% металл по механическим характеристикам близок к сплавам, легированным алюминием: повышается прочность при снижении пластичности. Сера попадает в сплавы золота и серебра при плавке и отжиге под слоем древесного угля, содержащего серу, из атмосферы, загрязненной промышленными газами, с остатками серной кислоты после травления изделий.

Особо следует остановиться на кремнии. Все исследования советского периода утверждают, что кремний исключительно вредная примесь, так как, не растворяясь в золоте и серебре, а только в меди, он значительно охрупчивает сплавы, снижая глубину вытяжки и количество перегибов [4]. Содержание кремния в сплавах они рекомендовали ограничить 0,003%. Однако, в последние годы большинство предприятий ювелирной промышленности России стали использовать при легировании готовые лигатуры импортного производства. Это оказалось значительно легче и дешевле проверенного «дедовского» способа составления сплава из чистых металлов. Оказалось, что эти лигатуры содержат кремний, в количествах, превышающих установленный ранее предел его содержания. Выяснилось, что в трех- и более компонентных системах кремний растворяется несколько лучше, чем в чистых металлах, увеличивая, как показали данные рентгеноструктурного анализа, периметр кристаллической решетки твердого раствора. За более детальным изучением вопроса о влиянии кремния на свойства золотых сплавов автор отсылает читателя к основательным работам [5,6]. Заметим, что в этом случае кремний следует считать не примесью, а легирующим компонентом согласно [7]. Введение кремния в сплавы дало два заметных преимущества: снижение окислительной способности сплава и снижение толщины обогащенного слоя на поверхности изделий, что позволило ликвидировать очень трудоемкую и экологически вредную операцию анодного травления отливок. Теперь вполне можно обойтись магнитной галтовкой.

Читайте также:  Немецкий ликер с золотом

Однако сия благая идея, понесясь по рытвинам и колдобинам российского бизнеса, понемногу стала превращаться в нечто крайне неудобоваримое. Большинство российских предприятий закупают лигатуру у поставщиков, действующих на территории России. И взаимоотношения с ними, в основном, разыгрываются по сценарию: «Зоя Ивановна, примите у этих граждан брак и выдайте им новый».

Поясню свою мысль. Дело в том, что партии лигатуры одной и той же марки, будучи запущенными в производство, иногда резко отличаются по своим технологическим свойствам, приводя к нестабильности технологического процесса и доставляя массу забот технологу: как ему угадать пути корректировки техпроцесса, чтобы выпустить качественное изделие, а не перерабатывать металл впустую.

Состав лигатур производитель обычно не сообщает заказчику, прикрываясь пресловутым «ноу-хау». Однако в нашем мире «промежпланетных сообщений» и высоких химических технологий, известных даже в отсталой в технологическом плане России это «ноу-хау» доживет только до первого грамотного химика. Тем не менее, некоторые поставщики лигатур частично знакомят своих клиентов с составами используемых ими лигатур. Таким образом и попала ко мне эта табличка.

Таблица 1 Состав лигатур Leg Or

Артикул Химический состав, масс. %
Ag Cu Zn Ni In Pd Si
Лигатура для белого золота
WD 481 CW 7 58 16 19
WD 480 C 60 20 20
WH 80 B2 56 16 28
OB 304 R 66 13 21
OB 307 W1 2 58 20 20
OB 325 F 50 16 30 4
OB 302 F 58 18 23
OB 306 A 58 19 23
OB 585 QP 58 14 28
Лигатура для желтого золота
OG 602 A 22 58 20
OG 604 O 25 55 10
OG 604 Z 46 45 9
OG 606 C4 58 37 5
Лигатура для красного золота
C 145 N 17 81 2
OR 125 A 5 93,4 1,6
OR 138 C 14 84 2
0R 127 C 13 85 2
0R 129 C 17 81 2
OR 129 W 17 81 2
Лигатуры для серебра
SCS3DEOX 79 20 1
SCS3DEOX 80 20
SF 928 CH 72,8 25 2 0,2
SF 928 DY 74 25 1
AG 103 92 8
Исходный сплав для припоев
LSA 425 (серебро) 48 30 20
LSR 490 (красн.) 5 73 2 20
LSR 489 (красн.) 10 80 5 5
LSG 409 (жел.-зел.) 30 33 25 12
LSG 413 (желт.) 33 35 24 8
LSG 412 (желт.) 33 33 25 9
LSB 455 (белое) 24 35 23 10 8
LSB 475 (белое) 12 43 29 7 9

Как видно из этой таблицы, кремний, как легирующий компонент показан только для серебряной лигатуры SF 928 DY.

(Любопытно, что при приготовлении припоев совсем не используется так повсеместно применяемый в России кадмий. Кадмий – крайне вредный компонент, этот металл часто является виновником развития рака. Источник)

Вооружившись этими данными, мы приступили к анализу закупленных нами лигатур. Результаты в сравнении с данными таблицы 1 представлены в следующей таблице.

Источник

Особенности сплава золота с серебром и другие виды сплавов

Большинство драгоценных металлов, используемых в ювелирной промышленности, в чистом виде не подходят в качестве сырья для изготовления ювелирных изделий. Для придания металлам прочности и износостойкости в них добавляются примеси других металлов. Таким образом получается сплав, состоящий из нескольких составляющих, которые и определяют его свойства. Сплав золота и серебра считается одним из наиболее востребованных в разных отраслях промышленности, в том числе и ювелирной.

Читайте также:  Бутары для мытья золота

Электрум

Состоящий из серебра и золота сплав называют электрумом, что в переводе с древнегреческого языка означает «янтарь». Электрум — это минерал, представляющий собой один из видов золотых самородков. Научно-технический прогресс позволил человечеству изготавливать электрум в промышленных условиях.

Сплав серебра и золота состоит из аргентума не менее чем на 50 %. Электрум был популярным еще несколько столетий назад. Такой сплав — подходящее сырьем для изготовления металлических денег — монет. Деньги из электрума отличались износостойкостью, поскольку серебро придает золоту прочность.

Кольца из сплава золота и серебра

А еще сплав золота с серебром применялся в изготовлении украшений, предметов декора и столовых приборов. Такие изделия характеризовались высоким качеством и износостойкостью, а все благодаря тому, что сплав сочетает в себе характеристики и серебра, и золота. Это прочность, противокоррозийные свойства и отсутствие реакций при взаимодействии с другими химическими веществами.

В ювелирной промышленности используются различные сплавы золота, начиная с пробы 375, где 37,5 % приходятся на золото, а остальное — на лигатуру, и заканчивая сплавом пробы 750, где на золото приходится 75 %. Можно ли считать такие сплавы электрумом? Ответ на этот вопрос будет отрицательным, поскольку электрумом можно назвать лишь тот сплав, который более чем наполовину состоит из серебра.

Другие сплавы с золотом

В ювелирной промышленности для изготовления золотых украшений применяются сплавы, основная часть которых представлена золотом. Чем же отличаются золотые сплавы?

  1. Сплав 375 пробы: это золото является низкопробным, так как оно лишь на 37,5 % состоит из золота, а это всего 375 граммов драгоценного металла на килограмм веса. Этот сплав можно смело назвать двухкомпонентным, так как он состоит из золота и меди. Последняя придает ему красноватый оттенок.
  2. 500 проба: на 50 % такой сплав состоит из золота. Остальная половина приходится на примеси. Однако такой состав сплава делает его низколитейным, а значит неприменимым в ювелирном деле.
  3. 585 проба: изделия считаются наиболее востребованными среди покупателей ювелирных украшений. Структура такого сплава позволяет «играть» с оттенками. К примеру, если в 41,5 % лигатуры преобладает серебро и палладий, то таким образом можно получить изысканное белое золото, во многом напоминающее платину. Добавление в лигатуру меди и небольшого количества серебра, взятых в равных частях, позволяет добиться эффекта розового золота. Другой разновидностью сплава с пробой 585 является желтое золото. Свое название оно получило за счет насыщенного желтого цвета в результате комбинации металлов лигатуры в равных частях.
  4. 750 проба: такой металл считается наиболее популярным в восточных странах, но в России изделия из него также пользуются популярностью. Изделия с пробой 750 имеют в своем составе не менее 75 % драгоценного металла, в то время как на лигатуру приходится всего 25 %.
  5. 916 проба: на российском ювелирном рынке практически невозможно встретить украшения из такого металла. В то же время такой сплав широко применяется в ювелирном деле на Востоке.
  6. 999 проба: это чистое золото, его можно встретить лишь в виде банковских слитков.

Существуют также и другие сплавы золота. Что касается сферы медицины, то здесь никогда не применяется сплав золота с пробой ниже 750. Так, металл с пробой 900, который состоит из 900 граммов золота, 60 граммов меди и 40 граммов серебра, применяется в медицине в качестве сырья для производства мостовидных протезов и коронок. Золото с пробой 585 является идеальным материалом для производства кляммеров.

Источник

Сплав золота и серебра

Сплав золота и серебра начали применять в 3-ем тысячелетии до нашей эры. Это времена Древнего Египта. Его народ использовал драгоценную смесь, к примеру, для наверший пирамид фараонов. Их усыпальницы считались святынями, были неприкосновенны.

К 20-му столетию золотосеребряные верхушки со строений исчезли. Пара досталась археологам, а остальные – черным кладоискателям. Сплав 2-х металлов зовется электрон (с ударением на первый слог). Ознакомимся с его формулой, происхождением, особенностями.

История электрона

Сплав стал первым из драгоценных в истории человечества. Формулу не пришлось изобретать. Золото с серебром в природе соединяются естественным способом. Близ Нила, в Древней Лидии, самородки драгоценной руды не были дефицитом.

Читайте также:  Почему дина аверина проиграла золото

В греческих изделиях серебра было 40-54%. Этого хватало, чтобы сплав приобрел молочно-желтый цвет. За это ювелиры прошлого звали его белым золотом. Технологии его очистки еще не существовало, отделять серебро не умели.

Сплав золота с серебром называется электрон. Но, в ходу и имя электрум. Так проще отличать на слух состав от магниевого. Соединение магния, цинка и алюминия создали в начале 20-го века. Плотность сплава невысока, зато, высока прочность. Название совпало с древним обозначением сплавом серебра и золота.

Кстати, о названии. «Электрон» переводится с древнегреческого, как « янтарь ». В честь ли его цвета именовали сплав, или окаменевшую смолу назвали в честь металла, неясно. Известно только, что элементарную частицу электрон сравнили с янтарем. Дело в том, что минерал при контакте с шерстью, или шелком, всегда заряжается отрицательно.

Нюансы формулы и свойств электрума

Сплав золота и серебра название электрум имеет лишь в том случае, если белого металла в нем не меньше 15-ти и не больше 50-ти процентов. Такова формула природной разновидности самородного золота, которую геологи причисляют к минералам. Камень электрум официально занесен в справочник геммологов. Встречается в виде дендритов, то есть кристаллических образований.

Сплав золота и серебра плотностью около 14-ти граммов на кубический сантиметр и твердостью примерно в 3 балла. Это на балл, а то и полтора больше, чем показатель чистого золота. Именно поэтому древние водрузили на те же пирамиды детали смешанного состава.

Белый металл сделал сплав устойчивее к износу и прочнее. Электрум так же пускали на производство посуды и украшений . Они были тверже обычного золота, дольше служили. Первые в истории человечества лидийские монеты тоже были из металлического минерала.

Формула современного электрона расширена. Сплав научились получать искусственным путем. Поэтому, доля серебра в составе может доходить до 70%. В этом случае цвет смеси полностью теряет желтизну. При этом, у металла остается лучистый блеск и способность противостоять окислению, чем грешит обычное серебро .

С целью изменений свойств смеси технологи добавляют в нее и неблагородные компоненты. Так, встречается сплав серебра, меди и золота. Именно такая формула, кстати, у состава 585-ой пробы. Правда, она не относится к электрону, — белого металла использовано лишь 8% .

Медь в современные модификации древнего сплава добавляют, чтобы сделать его прочнее, доведя твердость до 4-5-ти баллов по шкале Мооса. Серебро играет традиционную роль – делает электрум не только тверже, но и более ковким. К тому же, белый металл понижает температуру плавления, облегчая работу металлургам и ювелирам.

Запасы природного электрума

В трактатах древности указано, что в Египет сплав поступал из Пунта. Так называли территорию в Восточной Африке. Завозили драгоценные слитки так же с Плоскогорья и с рудника восточнее Родезии. Об этом пишет, к примеру, Плиний.

Он же дал определение, что состав, в котором меньше 15% серебра считается золотом, а сплав, в котором белого металла больше 70% — серебром. Между этими «точками» и находится электрум.

Электрум упоминается и в «Одиссее». В Сказании понятие применяется в разговоре о золотых вещах, покрытых серебром. Однако, в современности такие почти не встречаются. Это в прежние века белый металл, порой, ценили выше злата.

Земли, богатые самородной разновидностью золота в 3000 до нашей эры сегодня таковыми не являются. Драгоценности, лежавшие на поверхности собраны во времена «лихорадок». Это одна из причин искусственного получения электрона. В природе его почти не осталось, тем более, в промышленных масштабах.

Небольшие самородки встречаются в Западной Анатолии. Так именуют одну из областей Турции. К тому же, натуральные образцы временами содержат ненужные примеси, к примеру, железо и ту же медь. Создавая электрон вручную, удается составить идеальную формулу, не тратить время на отделение мизерных долей «загрязняющих» веществ.

Источник