Сплав золото алюминий свинец

Сплав золото алюминий свинец

4. Сплавы драгоценных металлов

Для изготовления ювелирных изделий применяются сплавы драгоценных металлов, в которых за счет ввода легирующих материалов изменяются физические и химические свойства (твердость, прочность, пластичность, цвет, коррозийная стойкость, температура плавления и др.).

Сплавы золота. Процентное содержание золота в сплаве зависит от предусматриваемой пробы сплава. В качестве легирующих материалов в сплавах применяются в различных сочетаниях серебро, медь, платина, палладий, цинк, кадмий (табл. 1). Наиболее часто в ювелирном производстве применяются сплавы золото — серебро — медь; золото — серебро; золото — медь. Эти металлы являются основной частью сплава, а для придания сплаву определенного цвета в виде добавок применяют платину, палладий, кадмий, цинк, никель и др.

Таблица 1. Свойства и состав сплавов золота
Цвет сплава Проба Состав сплава, % Плотность, г/см 3 Температура плавления, °С
Золото Серебро Палладий Медь Верхний предел Нижний предел
Бледно-желтый 375 37,5±0,3 10,0±0,5 3,8±0,3 Остальное 11,55 949 926
Желтый 583 58,3±0,3 8,0±0,5 Остальное 13,24 905 878
Зеленый 583 58,3±0,3 30,0±0,5 Остальное 13,92 880 835
Красный 583 58,3±0,3 Остальное 13,01 922 907
Белый 583 58,3±0,3 25,7±0,5 16,0±1,0
Желтый 750 75,0±0,3 17,0±0,5 Остальное 15,3 930 920
Розовый 750 75,0±0,3 12,5±0,5 Остальное 15,4 920 900
Белый 750 75,0±0,3 5,0±0,5 20,0±1,0 Остальное 16,6 1280 1272

Сплав золото — серебро — медь (Au-Ag-Cu) имеет желтый цвет, обладает высокой прочностью и хорошо поддается обработке как механическим способом, так и методом литья.

Сплав золото — серебро (Au-Ag) может иметь цвет от желтого до белого в зависимости от процентного содержания в нем серебра, хорошо поддается обработке как механическим способом, так и методом литья. В производстве ювелирных изделий применяется редко, так как имеет бледный цвет.

Сплав золото — медь (Au-Cu) изменяет цвет от желтого до красного в зависимости от процентного содержания меди. С увеличением содержания меди твердость сплава повышается, однако он хуже поддается механической обработке. В связи с этим при изготовлении ювелирных изделий в сплав вводят небольшую часть серебра, что делает его более пластичным и ковким.

Сплав золото — платина (Au-Pt) изменяет цвет от желтого до белого в зависимости от процентного содержания платины. Сплав белого цвета называют «белым золотом». Он обладает большой твердостью и тугоплавкостью. В производстве ювелирных изделий применяется редко, в основном для изготовления оправ и кастов для крепления бриллиантов.

Сплав золото — палладий (Au-Pd) изменяет цвет от желтого до белого в зависимости от процентного содержания палладия. Сплав обладает большой твердостью и тугоплавкостью, в результате чего крайне редко применяется в ювелирном производстве.

Сплав золото — кадмий (Au-Cd) изменяет цвет от желтого до серого в зависимости от процентного содержания кадмия. Сплав хрупкий, в результате чего в ювелирном производстве применяется редко.

Сплавы серебра. Процентное содержание серебра в сплаве зависит от предусматриваемой пробы сплава. В качестве легирующих материалов применяются в различных сочетаниях цинк, кадмий, никель и алюминий (табл. 2). Наиболее часто в ювелирном производстве применяется сплав серебро — медь. Могут также применяться сплавы серебро — цинк, серебро — кадмий и др.

Таблица 2. Свойства и состав сплавов серебра
Цвет сплава Проба Состав сплава, % Плотность, г/см 3 Температура плавления, °С
Серебро Медь Другие металлы Верхний предел Нижний предел
Белый 875 87,5± 0,3 Остальное 0,30 10,28 779 855
Белый 916 91,6± 0,3 Остальное 0,25 10,35 779 888
Белый 925 92,5± 0,3 Остальное 0,18 10,36 779 896
Белый 960 96,0± 0,3 Остальное 0,18 10,43 880 927

Сплав серебро — медь (Ag-Cu) изменяет цвет от блестяще-белого до красновато-желтого в зависимости от процентного содержания в нем меди. Твердость такого сплава выше твердости чистого серебра. При этом он обладает хорошей пластичностью.

Сплав серебро — цинк (Ag-Zn) белого цвета, обладает хорошей пластичностью, хорошо поддается механической обработке.

Сплав серебро — кадмий (Ag-Cd) белого цвета, обладает высокой твердостью, однако при высоком содержании кадмия (более 50%) становится хрупким.

Читайте также:  Что такое свинец кратко

Сплав серебро — алюминий (Ag-Al) бело-серого цвета. При содержании алюминия более 6% сплав становится хрупким, а до 6% -обладает хорошей пластичностью.

Сплав серебро — медь — кадмий (Ag-Cu-Cd) белого цвета, обладает хорошей пластичностью, устойчив на воздухе к потускнению, хорошо поддается механической обработке.

Сплав серебро — медь — цинк (Ag-Cu-Zn) бело-серого цвета. Добавление небольшого количества цинка резко повышает жидкотекучесть сплавов серебро — медь. Эти сплавы используют в основном как припои, которые имеют хорошую пластичность и поддаются механической обработке.

Четырехкомпонентные сплавы серебро — медь — цинк — кадмий (Ag-Cu-Zn-Cd) и серебро — никель — медь — цинк (Ag-Ni-Cu-Zn) в ювелирном производстве применяются редко, так как они тверды и трудно плавятся.

Сплавы платины. Платина применяется в сплавах с золотом, палладием и иридием. В ювелирном производстве сплавы платины применяются для изготовления оправ и кастов под бриллиантовые камни.

Источник

Выбор литейных сплавов.

Выбор сплавов для художественного литья — довольно сложная задача. Ее решение зависит от замысла художника, определяющего форму и цвет изделия, особенности технологии литья и окончательной обработки отливки, себестоимости изделия. Поэтому можно дать лишь общие рекомендации.

Сплавы для литья ювелирных изделий и бижутерии. В ювелирной промышленности применяют сплавы, основой которых являются драгоценные металлы: золото, серебро и платина.

Золотые сплавы. В состав золотых сплавов в качестве легирующих добавок водят серебро, медь, палладий, никель, платину, кадмий.

При введении серебра по мере увеличения его содержания цвет золота из насыщенного желтого переходит в желто-зеленый. Если содержание серебра превышает 30 % цвет становиться желто-белым.

Медь повышает твердость золотого сплава. Сплав приобретает красноватые оттенки. При содержании меди, равном 14,6, сплав имеет ярко-красный цвет.

Палладий повышает температуру плавления. При 10 % -ном содержании палладия цвет сплава становится белым.

Никель улучшает литейные свойства сплава. Сплав имеет бледно-желтый цвет. При большом содержании никеля сплав приобретает магнитные свойства.

Платина резко повышает температуру плавления, окрашивает сплав в белый цвет.

Цинк охрупчивает сплав, если его содержание превышает 0,3 %.

Сплавы золота подразделяют прежде всего по содержанию (%) золота, а затем уде по цвету и другим свойствам (таблицах 20-23)

Номер пробы указывает сколько массовых частей золота содержится в 1000 массовых частях.

Таблица 20. Сплавы золота 958-й пробы.

Массовая доля, % Цвет
золота серебра меди
95,8 2,0 2,2 Ярко-желтый
95,8 2,1 2,1 Ярко-желтый

Таблица 21. Сплавы золота 750-й пробы.

Массовая доля, % Цвет
золота серебра меди платины свинца никеля цинка
75 4,0 21,0 Красный
75 8,3 16,7 Красноватый
75 12,5 12,5 Ярко-желтый
75 25,0 Зеленый
75 5,0 20 Белый
75 7,0 14 4 Белый
75 8,0 8,0 9 Белый
75 3,5 16,5 5 Белый

Несколько сложнее классифицировать золотые сплавы по цвету. Сплавы одной и той же пробы могут быть или оттенку цвета. Наиболее широка цветовая гамма сплавов 583-й и 750-й проб. Они бывают белыми, серебристо-белыми, бледно- и ярко-желтыми, розовыми, оранжевыми, красноватыми и красными. Поэтому используемые иногда обиходные названия вроде «белое золото», «бледное золото», «желтое золото», «зеленое золото» и «красное золото» нельзя рассматривать как термины.

Таблица 22. Сплавы золота 583-й пробы.

Массовая доля, % Цвет
золота серебра меди свинца никеля цинка
58,3 2,0 39,7 Ярко-красный
58,3 8,0 33,7 Красный
58,3 21,7 20,0 Бледно-красный
58,3 30,0 11,7 Зеленый
58,3 3,25 35,7 2,75 Розовый
58,3 23,7 18,0 Белый
58,3 23,5 12,2 6,0 Белый

Маркировка золотых сплавов включает обозначения компонентов и их содержание. Буквенный шифр означает: Зл — золото; Ср — серебро; М — медь; Пл — платина; Н — никель; Кд — кадмий; Ц — цинк. Цифры соответствуют массовой доле (%) компонента а сплаве. Например, сплав марки ЗлВрПд 5-20 содержит 5% серебра, 20 % палладия, остальное — золото.

Читайте также:  Сульфид свинца 2 среда раствора

Таблица 23. Сплавы золота 500-й пробы.

Массовая доля, % Цвет
золота серебра меди
50,0 10,0 40,0 Красный
50,0 28,0 22,0 Бледно-желтый
50,0 37,5 12,5 Зеленоватый

Серебряные сплавы. Сплавы из серебра, используемые в ювелирной промышленности, в отличие от золотых, содержат только один легирующий элемент — медь. В соответствии с действующим стандартом серебряные сплавы должны иметь в своем составе 91,6 %, 87,5 %, 80 % или 50 % серебра. Маркируются серебряные сплавы аналогично золотым.

Платиновые сплавы. В ювелирной промышленности применяются только два сплава на основе платины — с 5 %-ным содержанием меди и с 5 %-ным содержанием иридия. Медь понижает температуру плавления. Иридий повышает эту температуру и одновременно износостойкость. Добавки не влияют на цвет сплава, и он остается характерным для платины.

Медные сплавы. Кроме сплавов на основе драгоценных металлов для ювелирных изделий широко применяются сплавы на основе меди (бронзы, латуни, нейзильбер, мельхиор).

Высокими художественными качествами обладают бронзы, которые ранее были известны под названием «Мангеймскре золото», или «симилор» (7 % олова, 9 % цинка), бронза «орейде» (5 % олова, 15 % цинка), золотистая бронза «хризокальк» (7 % олова, 3 % цинка).

В конце ХIХ века в качестве заменителей драгоценных металлов стали широко применять декоративные латуни, сплав хризат (36,8% цинка, 0,2 % свинца), сплав Вигольди (31 % цинка, 0,8 % алюминия, 0,2 % свинца) и в настоящее время при производстве украшений используются сплавы на основе меди, имитирующие золотые и серебряные сплавы (таблица 24).

Таблица 24. Состав (массовая доля, % компонентов сплавов,имитирующих золото)

Медь Цинк Алюминий Никель Другие компоненты
90 10
60 25 15
75 25
88 10 2
91,6 0,4 6 2

Сплавы меди с цинком, алюминием, другими металлами обладают широкой цветовой гаммой. Большой популярностью пользуется кремнистая латунь ЛК80-3Л.

Поскольку большинство медных сплавов обладают невысокой коррозионной стойкостью, для защиты изделия применяют лаковые покрытия.

Добавки до 0,3 % алюминия не приводят к образованию плен, но украшают качество поверхности. Легирование медных сплавов алюминием несколько повышает их коррозионную стойкость.

Из всех бронз в ювелирной промышленности чаще всего используется бериллиевая бронза. Она отличается высокой твердостью и наиболее стойка коррозии.

Медно-никелевые сплавы с цинком, алюминием и другими металлами обладают высокими декоративными свойствами. Имитируя серебро.

Мельхиор — двухкомпонентный медный сплав, содержащий 18-20 5 никеля. Он обладает красивым серебристым цветом, хорошо сопротивляется атмосферной коррозии. Широко применяется для изготовления столовых приборов инедорогих ювелирных изделий.

Нейзильбер — трехкомпонентный медный сплав — содержит 13,5-16,5 % никеля и 18-22 5 цинка. Нейзильбер дешевле мельхиора. Он обладает достаточной коррозионной стойкостью и широко применяется в ювелирной промышленности.

В таблице 25 приведен химический состав других сплавов, имитирующих с серебро.

Таблица 25. Состав (массовая доля, % компонентов) сплавов, имитирующих серебро.

Медь Никель Цинк Алюминий Олово Свинец Железо
57 20 20 3
59 11 24,5 0,15 5 0,35
55 16 29
58 20 19 3
66 18 16

Кроме того, используется свинцовистый нейзильбер МНЦС 16-29-1,8. сплав хорошо обрабатывается резанием, имеет высокую коррозионную стойкость, красивый серебристый цвет.

Для изготовления бижутерии применяют сравнительно дешевые легкоплавкие сплавы на основе цинка, олова, свинца и алюминия.

Для сплавов на основе первых трех металлов разработана специальная технология литья в резиновые пресс-форм.

Сплавы для литья колоколов. В старину существовало четыре сорта бронз: пушечная (13 % олова), зеркальная (32 % олова), монетная (7 % олова) и колокольная (20 % олова).

Пушки, зеркала и монеты теперь из бронзы не делают. А колокола по-прежнему льют из бронзы, причем ставший классическим состав колокольной бронзы сохранился до наших дней.

Колокольный металл окутан многими легендами. Люди верили в особую силу звучания колокола — очистительную, охраняющую, заклинающую. Звон колокола обращал мысли человека к силам природы, к небу, к высшему идеалу. Отсюда одна из основных функций колокольного звона — защита от бесов и злых духов. Звучанием колокола или колокольчиков пользовались жрецы, прорицатели, знахари.

Долгое время считалось, что рецепт колокольного сплава представляет собой тайну за семью печатями. Также полагали, что для красивого звучания сплав должен обязательно включать примесь серебра. Например, когда в 1911г. в городе Лодзи плавили колокольную бронзу в вагранке, жители города, собравшиеся поглядеть, как будут выпускать металл в ковш, бросали в расплав золотые и серебряные вещи. А наблюдало за плавкой почти 900 человек.

Читайте также:  Что тяжелее мрамор или свинец

Однако исследования, выполненные во второй половине ХХ века, развеяли красивые легенды. Примесь серебра в сплаве никак не влияет на звучание.

В музыкальном материаловедении основные требования, предъявляют к металлу, формулируются как наилучшее возбуждение, излучение всех частот, возникающих при ударе, и большая длительность звучания. Этим требованием отвечают металлы, обладающие высокой упругостью, низким затуханием звука, высокой плотностью и минимальной пористостью.

При оценке акустических качеств материалов используют константу, учитывающую плотность и внутреннее трение материала.

На звучании колокола плохо сказываются примеси, которые резко снижают акустические характеристики бронзы. Содержание примесей не должно превышать 2 %, а в особых ответственных случаях — 1 %. Примеси алюминия, висмута, мышьяка дают себе знать, даже если их содержание исчисляется в сотых долях процента.

Звучание колокольной бронзы определяется содержанием интерметаллидной фазы Cu31Sng. чем выше ее доля в сплаве, тем чище, звонче, мелодичнее звук. Однако эта фаза обладает исключительной хрупкостью. При 32 5-ном содержании олова колокол не выдержал бы и одного удара. Сплав с 22 %-ным содержанием олова находится на границе области допустимой хрупкости.

Таким образом, наилучшим колокольным сплавом является двухкомпонентная бронза, содержащая 20-22 5 олова и не более 1-2 5 примесей.

Сплавы для кабинетных украшений. Металлические кабинетные украшения весьма разнообразны. Это — статуэтки, подсвечники, шкатулки, бра, плакетки, тарелки, предметы с инструкцией.

Среди кабинетных украшений выделяются изделия из чугуна. Высокого совершенства художественного чугунного литья достигли уральские литейщики, и ив частности — каслинские мастера.

Одним из основных требований, предъявляемых к чугуну для литья кабинетных украшений, является высокая жидкотекучесть, которая обеспечивает заполнение форм, как правило, имеющих очень сложную, ажурную конфигурацию. Повышать жидкотекучесть металла за счет его перегрева нельзя, так как это может привести к образованию пригара на поверхности отливки.

Существует зависимость между жидкотекучестью и углеродистым эквивалентом жидкотекучести.

Очень много художественных кабинетных украшений делают из сплавов на основе меди. Наибольшее распространение получили изделия из бронзы. Основой принятых в нашей стране стандартных бронз являются четырехкомпонентные системы Cu-Sn-Zn-Pb, которая обеспечивает весь комплекс необходимых технологических и эстетических свойств. Эти бронзы хорошо поддаются различным видам обработки (чеканке, гравировке, резанию), имеют красивый цвет, высокую коррозионную стойкость.

Состав литейных художественных бронз приведен в таблице 26.

Таблица 26. Состав (массовая доля, % компонентов) литейных художественных бронз.

Марка Медь Легирующие добавки Примеси (не более) Назначение
Олово Цинк Свинец Сурьма Железо Алюминий Всего
БХ1 Основа 4-7 5-8 1-4 1,0 1,0 0,1 3,0 Для бюстов
БХ2 Основа 1-5 8-13 1-6 1,0 1,0 0,1 3,0 Для крупного декоративного литья
БХ3 Основа 0,5-3 25-35 1,3 0,5 1,0 0,5 3,0 Для мелкого декоративного литья

Хорошими литейными и декоративными свойствами обладают также деформируемые бронзы БрОЦС 4-4-2,5 и БрОЦС 4-4-4- и литейные бронзы ОЦС 5-5-5 и БрОЦС 6-6-3 (таблица 27)Хорошими литейными и декоративными свойствами обладают также деформируемые бронзы БрОЦС 4-4-2,5 и БрОЦС 4-4-4- и литейные бронзы ОЦС 5-5-5 и БрОЦС 6-6-3 (таблица 27)

Таблица 27. Состав (массовая доля, %) оловянистых бронз.

Марка Олово Цинк Свинец Фосфор Никель
БрОЦС 4-4-2,5 3,0-5,0 3,0-5,0 1,5-3,5
БрОЦС 6-6-3 5,0-7,0 5,0-7,0 2,0-4,0
БрОЦС 5-5-5 4,0-6,0 4,0-6,0 4,0-6,0
БрОЦС 4-4-4 3,0-5,0 3,0-5,0 3,5-4,5
БрОЦСН 3-7-5-1 2,5-4,0 6,0-9,5 3,0-6,0 0,5-2,0
БрОЦС 3-12-5 2,0-3,5 8,0-15,0 3,0-6,0
БрОФ 5-0,4 6,0-7,0 0,26-0,4
БрОФ 10-1 9,0-11,0 0,8-1,2

Художественные отливки, кроме того, изготавливают из безоловянистых бронз БрА5, брА7, БрКМс 3-1 (таблица 28).

Хорошими литейными свойствами и красивым золотистым цветом обладают кремнистые латуни ЛК 80-3 и ЛКС 80-3-3.

Таблица 28. Состав (массовая доля, % компонентов) безоловянистых бронз.

Источник