Припой – весьма важный вспомогательный материал в ювелирном деле.
Для соединения различных элементов ювелирных изделий между собой, при работе в технике скань и зернь применяют серебряные припои – сплавы на основе серебра. Основное требование к припойному сплаву – низкая температура плавления, для этого в сплав добавляют различные легирующие элементы.
Серебряные припои маркируются иначе, чем сплавы для изделий. В марках серебряных припоев серебро имеет обозначение ПСр, а цифровой шифр в процентном отношении ставится после каждого компонента, кроме последнего.
Например, обозначение ПСр70М26Ц означает, что припой состоит из 70 % серебра, 26 % меди, остальное (4 %) – цинк.
Влияние на свойства сплавов серебра также оказывают легирующие элементы и примеси, попадающие в сплав.
Цинк и кадмий. Так как оба металла имеют сравнительно низкую температуру кипения, то при введении их в расплавы серебра следует соблюдать особую осторожность. Эти металлы являются важнейшими легирующими компонентами при получении припоев, и поэтому влияние их на свойства сплавов следует рассмотреть более детально.
Ag – Zn. В серебре в твердом состоянии растворяется до 20 % цинка, но практически содержание цинка в сплаве не должно превышать 14 %. Такие сплавы не тускнеют, хорошо полируются и имеют хорошую пластичность.
Ag – Cd. Предел растворимости кадмия в серебре составляет около 30 %. Эти сплавы пластичны и устойчивы против коррозии на воздухе.
Ag– Zn – Cd. Сплавы имеют низкую температуру плавления и в некоторых случаях применяются в качестве припоев. Сплавы имеют широкую область кристаллизации, а паяный шов обладает низкими механическими свойствами, что обусловливает ограниченное применение припоев на основе этой системы.
Ag– Си – Cd. Медь совершенно не растворяет кадмий, а образует с ним хрупкое соединение Cu2Cd. При достаточно большом содержании серебра в сплаве кадмий, растворяясь в серебре, делает сплав вязким, пластичным и весьма устойчивым к потускнению.
Серебряномедные сплавы с небольшими добавками кадмия особенно хорошо подходят для глубокой вытяжки и чеканки.
Ag Си– Zn. Несколько сотых долей процента цинка, введенных в расплав перед разливкой, значительно повышают жидкотекучесть сплавов серебра с медью. Кроме того, небольшие добавки цинка делают сплавы более устойчивыми к потускнению и более пластичными. Медь растворяет до 39 % цинка. При большем содержании цинка в сплавах серебра с медью образуются тройные сплавы с низкой температурой плавления. Такие сплавы нашли широкое применение в качестве припоев.
Для получения припоев применяют сплав серебро – медь эвтектического состава с добавками цинка, понижающими температуру плавления сплава.
Ag – C – Zn – Cd. Сплавы этой четырехкомпонентной системы имеют низкую температуру плавления и вследствие этого нашли широкое применение в качестве припоев. Значительное понижение температуры плавления этих сплавов объясняется тем, что цинк и кадмий образуют низкоплавкую эвтектику.
Свинец. Серебро и свинец образуют эвтектику с температурой плавления 304 °C. Располагаясь по границам зерен, эти эвтектические соединения делают сплав красноломким. Согласно ГОСТу 683672, содержание свинца в сплавах серебра не должно превышать 0,005 %.
Олово. Присутствие в небольших количествах олова значительно снижает температуру плавления сплавов системы серебро – медь. В чистом серебре растворяется до 19 % олова. При этом получаются сплавы более мягкие и пластичные, чем сплавы серебра с медью, однако эти сплавы имеют тусклый цвет. При содержании олова в сплавах серебра с медью более 9 % и при температуре 520 °C образуется хрупкое соединение Cu4Sn. Кроме того, изза образования при плавке окиси олова SnО2 хрупкость увеличивается.
Алюминий. В сплавах серебро – медь в твердом состоянии алюминий растворяется до 5 %, при этом структура и свойства сплава почти не меняются. При более высоком содержании алюминия в сплаве образуется хрупкое соединение Ag3Al. При плавке и отжиге образуется также окись алюминия Al2О3, которая располагается по границам зерен. Эти соединения делают сплав хладноломким и непригодным к обработке.
Железо. Не растворяется в серебре и всегда является вредной примесью в сплавах серебра. Попадая в сплав, частицы железа остаются в нем в виде инородных твердых включений. Кроме того, железо взаимодействует с материалом тигля, частицами угля, наждаком, солями, используемыми при плавке, и образует твердые и хрупкие соединения. Попадая на поверхность слитка или изделия, эти соединения при шлифовке вырываются из металла и оставляют на поверхности изделия характерные вытянутые следы.
Кремний. Кремний в серебре не растворяется, и при 4,5процентном содержании его в сплаве образуется кремнистосеребряная эвтектика с температурой плавления 830 °C. Располагаясь по границам зерен, эти эвтектические выделения значительно снижают пластичность сплава и в большинстве случаев делают сплав полностью непригодным к обработке пластической деформацией. В сплав кремний может попасть из кварца, который служит материалом для изготовления тиглей.
Сера. С основными компонентами сплавов сера образует твердые и хрупкие соединения Ag2S и Cu2S, которые, располагаясь между кристаллами и внутри зерен, вызывают хрупкость сплавов. Для появления хрупкости сплава достаточно присутствия в нем 0,05 % серы. Серу зачастую содержит древесный уголь, под слоем которого производится отжиг, а также горючие материалы, газы, травители и т. д.
Присутствие в сплаве серы или сернистых соединений приводит к его потемнению вследствие образования сульфида серебра.
Фосфор. Сплавы серебра перед разливкой в большинстве случаев раскисляют фосфористой медью, содержащей от 10 до 15 % фосфора. Фосфор быстро реагирует с окислами сплава, присоединяя находящийся в них кислород, и образует газообразное соединение, которое либо улетучивается, либо реагирует с другими частицами окислов меди, образуя шлаковые соединения метафосфата меди. Ввиду того что фосфористая медь добавляется, как правило, в избытке, так как содержание окислов в металле неизвестно, то фосфор попадает в металл. Незначительного количества фосфора достаточно для образования хрупких интерметаллических соединений AgP2 и Ag3P, которые в виде эвтектики располагаются по границам зерен. Температура плавления тройной эвтектики Ag – Си – Р составляет 641 °C. В результате образования фосфидов сплавы становятся красноломкими, быстро тускнеют и на них плохо ложатся гальванические покрытия.
В ювелирной промышленности используются сплавы системы серебро-медь. Диаграмма состояния данной системы приведена на рис. 94
Эта система затвердевает с образованием твердых растворов с ограниченной растворимостью. При затвердевании ее образуются следующие фазы, легко различаемые под микроскопом: обогащенный серебром α-твердый раствор с наибольшим содержанием меди 8,8%; обогащенный медью β-твердый раствор с наибольшим содержанием серебра 9%. Только в сплаве состава 71,5%Ag и 28,5%Сu образуются одновременно α и β фазы. Температура затвердевания этого сплава от начала процесса до конца остается постоянной и равной 779 о С. Кривая охлаждения его подобна кривой охлаждения чистого металла. Структура сплава данного состава является мелкозернистой и равномерной. Такую структуру принято называть эвтектической. Если содержание серебра в сплаве меньше 71,5%, то такой сплав принято называть заэвтектическим. К этой области сплавов принадлежит, например, сплав, содержание серебра в котором составляет 50%. Он начинает затвердевать при такой же температуре, как и сплав 875 пробы, но в отличие от последнего при затвердевании из расплава выделяются кристаллы β-фазы. С их ростом содержание меди в расплаве уменьшается, а содержание серебра увеличивается. Когда содержание серебра достигнет
71,5%, а температура упадет до 779°С, остаточная жидкая фаза кристаллизуется вокруг кристаллов β-фазы в виде эвтектики, т.е. происходит одновременное образование α- и β-фаз.
Если содержание серебра в сплаве выше 71,5%, то такие сплавы называют доэвтектическими как, например, сплав серебра 875 пробы. При затвердевании его при температуре 840°С из расплава выделяются обогащенные серебром кристаллы α-фазы. Содержание серебра в расплаве уменьшается и при температуре 779°С остаток расплава достигает эвтектического состава, который затвердевает в виде эвтектики, располагаясь по границам зерен.
Если содержание меди в сплаве соответствует составу α-фазы или еще меньше, то образуется гомогенный твердый раствор. Такие сплавы называются твердыми растворами. К ним относятся все сплавы с содержанием серебра выше 91,2%. В качестве примера может служить сплав серебра 925 пробы. Он начинает затвердевать при температуре 900°С и имеющаяся в сплаве медь полностью растворяется в серебре. Так как в сплаве находится 7,5% меди, то предел насыщения серебра медью, равный 8,8%, не достигается и при 810°С сплав застывает с образованием гомогенного твердого раствора.
Подобные твердые растворы образуются и со стороны меди, но в производстве ювелирных изделий эти сплавы не применяются.
С понижением температуры растворимость металлов в твердом состоянии уменьшается и избыточный металл начинает выделяться из сплава по кривой, идущей вниз от точки, соответствующей пределу насыщения. Практически почти во всех случаях используются сплавы, в которых содержание серебра выше 71,5%, т. е. доэвтектические сплавы.
Белый цвет серебра с увеличением содержания меди становится все более и более желтоватым. Если медь составляет 50% сплава, то сплав становится красноватым и сплав с 70% Сu имеет уже красный цвет.
Процессы выделения в твердом состоянии способствуют повышению твердости, особенно в сплавах, лежащих в пограничных областях твердых растворов и доэвтектических сплавов, как, например, у сплава 925 пробы. Если этот сплав после литья или отжига необходимо получить мягким, то его следует подвергать закалке; с другой стороны, нагревом до определенной температуры можно достигнуть существенного повышения его твердости.
Как видно из таблиц и диаграмм, у сплавов серебро-медь с повышением содержания мели твердость и прочность повышаются, а пластичность понижается. Это означает, что высокопробные сплавы серебра хорошо поддаются обработке давлением.
Стойкость сплавов системы серебро-медь к кислотам почти одинакова, так как оба исходных металла одинаково устойчивы против важнейших кислот. Сплавы серебра легко растворяются в азотной и концентрированной серной кислотах, в то время как к разбавленной серной кислоте, наиболее распространенном травителе, они не растворяются. Однако даже чистое серебро неустойчиво на воздухе. Из-за образования черного сульфида серебра сплав становится тусклым. С увеличением содержании меди в сплаве, стойкость его на воздухе уменьшается, ввиду того, что серные и аммиачные соединения приводят к потемнению меди.
Данных диаграмм и таблиц вполне достаточно для того, чтобы иметь полное представление о свойствах сплавов. Однако следует указать на некоторые свойства основных сплавов серебра, применяемых в ювелирном деле
Серебро 950 пробы. Цвет этого сплава соответствует цвету чистого серебра. При отжиге на воздухе на поверхности сплава образуется тонкая внешняя окисная пленка, под которой находится гетерогенный внутренний окислый слой. Благодаря высокой температуре плавления и цвету этот сплав следует использовать для эмалирования и чернения, так как краски эмали и черни на этой основе имеют интенсивный блеск. Этот сплав в очень хорошо поддается обработке давлением. Его следует применять при глубокой вытяжке, чеканке, а также для изготовления очень тонкой проволоки. При температуре 600 о С начинается старение сплава. После разливки или отжига следует сразу же приступать к обработке сплава, так как в противном случае может произойти естественное старение и пластичность сплава сильно понизится. К недостаткам сплава серебра 950 пробы следует отнести невысокие механические свойства. Изделия, изготовленные из этого сплава, при эксплуатации деформируются. Старением можно увеличить прочность сплава от 50 кгс/мм 2 до 100 кгс/мм 2 , но это приводит к усложнению и удорожанию технологического процесса обработки сплава.
Серебро 925 пробы. Этот сплав иначе еще называется «стерлинговое серебро» или «стандартное серебро». Из-за высокого содержания «серебра в сплаве и высоких механических свойств оно нашло широкое распространение во многих странах. Цвет сплава такой же, как у серебра 950 пробы, однако механические свойства выше. Сплав пригоден для эмалирования и чернения, но краски эмали и черни не должны иметь высокую температуру плавления. Для получения высокой пластичности после отжига этот сплав следует подвергать закалке. Благодаря старению при температуре 300°С прочность сплава повышается с 60 до 160 кгс/мм 2 .
Серебро 900 пробы. Этот сплав применяется, главным образом, для филигранных работ. Цвет его несколько отличается от цвета чистого серебра. Зачастую после окончания обработки изделие из этого сплава подвергают многократному травлению для того, чтобы удалить медь с поверхности изделия. Этот сплав менее стойкий на воздухе, чем сплавы 950 — 925 проб. Однако он имеет хорошие литейные свойства, хорошо обрабатывается давлением, но для глубокой чеканки он является слишком прочным. В качестве основы для нанесении эмали и черни сплав 900 пробы непригоден, поскольку у него при температуре 779°С начинается оплавление границ зерен.
Серебро 875 пробы. Это сплав применяется дли изготовления декоративных украшений. Цвет сплава и стойкость к потускнению почти такая же, как и у сплава серебра 900 пробы. Механические свойства его более высокие, а, следовательно, обрабатываемость давлением хуже, чем у сплавов серебра 900 пробы.
Серебро 800 пробы. Этот сплав применяется, в основном, для изготовления корпусов и столовых приборов. Его преимущество состоит, главным образом, в том, что он дешевле описанных выше сплавов. Главным недостатком является желтоватый цвет и малая химическая стойкость на воздухе. Для устранения этих недостатков многократным нагреванием и последующим травлением увеличивают содержание серебра в поверхностном слое. В связи с высоким содержанием меди в сплаве, в кислых продуктах происходит образование ядовитого ацетата меди. Примером может служить появление зеленого налета ацетата меди на столовых приборах при соприкосновении их с уксусом. Механические свойства сплава 800 пробы незначительно отличаются от свойств сплава 875 пробы, однако при обработке давлением его следует чаще подвергать промежуточному отжигу, чем вышеописанные сплавы. Литейные свойства его лучше, чем у сплавов с более высоким содержанием серебра. Точка ликвидуса находится при температуре 800°С. Это позволяет производить разливку при температуре 900°С, что соответствует температуре солидуса сплава 925 пробы.
Серебро 720 пробы. Этот эвтектический сплав из-за своих механических свойств и желтой окраски почти не находит применения. Правда, сплав серебра 750 пробы нашел довольно широкое применение в качестве припоя в 19 столетии. Твердость и прочность эвтектических сплавов — наибольшая, а пластичность — наименьшая из всех сплавов системы Ag-Cu. Кроме того, этот сплав обладает хорошей упругостью и в некоторых случаях из него изготавливают пружины, иглы и подобные им изделия. Иногда сплав 720 пробы применяют в качестве припоя. Свойства сплавов серебра даны в табл. 30.
Таблица 30. Свойства сплавов серебра
Влияние примесей на свойства сплавов системы серебро — медь. Если сплав системы серебро-медь содержит какой-либо другой сопутствующий элемент, то он превращается в сплав трех или более компонентов и его свойства изменяются более или менее сильно. В этом случае необходимо делать различие между вредными примесями и легирующими элементами.
В сплавах серебра, применяемых в производстве ювелирных изделий, содержание никеля до 1% препятствует росту зерна и тем самым улучшает механические свойства сплавов. С увеличением содержания никеля до 2,5% ухудшается обрабатываемость сплава. При еще большем содержании никеля он не растворяется в сплаве и становится вредной примесью.
Железо всегда является вредной примесью в сплавах серебра. Оно не растворяется в серебро и присутствует в его сплавах в виде чужеродных частиц, ухудшающих обрабатываемость сплава.
Сплавы серебра, содержащие свинец, всегда становятся хрупкими при нагреве, т.е. красноломкими. Свинец и серебро образуют эвтектику, которая плавится при температуре 304°С. В связи с этим ни в коем случае нельзя допускать присутствие свинца в сплаве.
Незначительное количество олова, присутствующее в сплаве, снижает температуру плавления сплава. Чистое серебро может растворить в себе до 19% однако сплав получается более тусклый, мягкий и пластичный, чем сплав Ag—Сu. Если в сплаве Ag—Cu содержание олова превысит 9%, то образуется хрупкое соединение Cu 4 Sn. Так как олово при плавлении окисляется, то хрупкость сплава возрастает из-за образования SnO 2 .
До 5% алюминия растворяются в твердом сплаве и почти не влияют на структуру и свойства сплава. Однако при более высоком содержании алюминия в сплаве образуется хрупкое соединение Ag 3 Al. При отжиге и плавке образуется также соединение Al 2 O 3 , которое, располагаясь по границам зерен, делает сплав хрупким и ломким.
Несмотря на то, что кремний в серебре не растворяется, он образует с серебром твердые и хрупкие кремнисто-серебряные соединения, которые, располагаясь по границам зерен, сильно затрудняют обработку сплава. Кремний может попасть в сплав, будучи восстановлен из материала тигля.
Сера образует с серебром и медью твердые соединения Ag 2 S и Cu 2 S. Которые могут располагаться как по границам, так и внутри зерен. Источниками попадания серы в сплавы могут быть содержащий серу исходный материал, горючие материалы, горючий газ, травители.
Незначительных следов фосфора уже достаточно для того, чтобы образовались хрупкие интерметаллические соединения Ag 2 P или Cu 3 P, которые в виде эвтектики располагаются по границам зерен. Сплавы от этого становятся хрупкими, быстро тускнеют, на них плохо ложатся гальванические покрытия. Фосфор может попасть в сплав при раскислении расплава фосфористой медью.
Серебро при температуре, несколько большей точки плавления, может растворить в себе кислорода в 20 раз больше своего объема, т.е. 1 часть расплавленного серебра может поглотить 20 частей кислорода. При температуре несколько ниже точки затвердевания растворимость кислорода в серебре составляет половину объема серебра, и кислород выделяется из металла. Кислород, не успевший выделиться из металла при его затвердевании, образует в краевой зоне слитка раковины, которые уменьшают прочность сплава и ухудшают обработку металла давлением. При вальцовке и вытяжке металл дает трещины. При нагреве такого металла газ расширяется, и на поверхности металла образуются вспучивания, так называемое «дутое серебро». Если серебро находится в сплаве с медью, то образуется закись меди Сu 2 О. В зависимости от месторасположения частичек закиси меди, они могут оказывать различное действие на свойства сплавов серебра. Если они располагаются тонким слоем по границам зерен, то влияние их на обрабатываемость сплава давлением незначительное. Если частицы закиси меди прижаты к твердым инородным телам, то при полировке они не вырываются и выступают над поверхностью. При прокатке металла они выкрашиваются и оставляют на поверхности следы в виде штрихов, образуя так называемое «штриховое серебро».
Двуокись серы содержится в горючих газах и оказывает вредное действие на сплавы серебра тем, что подобно кислороду поглощается расплавленным металлом. И при затвердевании его улетучивается и, как кислород, образует в металле раковины. Кроме того, образуются химические соединения в виде Сu 2 S и Ag 2 S, которые, располагаясь по границам зерен, ослабляют сцепление их в слитке.
Процесс литья по выплавляемым моделям сплавов на основе серебра и производство слитков изучены в настоящее время слабо . Показано, что при многократных переплавах сплава СрМ875 в слитках появляется газовая пористость, увеличивается содержание неметаллических включений и ухудшается пластичность металла. Плавка сплава СрМ 875 в вакууме 0,3 — 0,8мм.рт.ст. позволила уменьшить содержание примесей в металле и повысить его плотность. Использование вакуумированного металла при литье по выплавляемым моделям ювелирных изделий позволило ликвидировать такой дефект, как газовую пористость, а также улучшить чистоту поверхности отливок.
Л.А. Гутов Литье по выплавляемым моделям сплавов золота и серебра
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.
| 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.
| 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.
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.
Добавить сайт в закладки
Характеристика разных сплавов серебра и меди
Серебро любили и любят во всем мире и зачастую предпочитают его более ценному золоту. Из этого красивого светлого металла на протяжении веков делали разные вещи: столовые приборы, подсвечники, шкатулки и др. Однако наибольшее распространение он получил в ювелирном деле. Опытные мастера задействовали всю свою фантазию, чтобы изготовить из драгоценного металла замысловатые кольца, серьги, браслеты, колье и подвески для украшения тел королей, принцесс и богатых граждан. В наши дни серебро считается «женским» металлом, поскольку изделия из него больше носят представительницы прекрасного пола. Но часто серебряные цепочки можно заметить и на мужских шеях.
Ювелирные украшения из чистого серебра может позволить себе не каждый, так как они имеют высокую стоимость. К тому же металл высшей пробы непрактичен. Он мягкий, поэтому легко царапается. Изготовленные из него ажурные ювелирные изделия при ежедневной носке быстро теряют выразительность рельефа и уже не так красивы, как раньше. Поэтому в ювелирном деле используют сплавы серебра с другими металлами (лигатуры). Разные виды сплавов придают драгоценному материалу твердость, увеличивают его износоустойчивость. Благодаря лигатурам современные ювелиры могут выполнить серебряные украшения в сложнейшей технике исполнения. Какие же существуют сплавы серебра?
Влияние металлов на качество сплава
В современном мире к жидкому серебру в качестве общепринятой лигатуры добавляют медь, считается, что эти 2 металла хорошо взаимодействуют друг с другом.
Вводят в сплавы вместе с медью или без нее также небольшое количество никеля, кадмия, цинка и других примесей, которые не только улучшают качество серебряных изделий, но и могут ухудшить их.
Так, если в сплаве присутствует 1% никеля, то его прочность повышается, при содержании же 2,6% примесь делает сплав ломким. Если в сплавы серебра с медью добавлено более 9% олова, оно начинает плавиться, окисляется и увеличивает хрупкость лигатуры. По этой же причине содержание больше 6% алюминия в сплаве нежелательно. Кадмий с цинком снижают температуру плавления, стойки к потускнению на воздухе, пластичны, хорошо обрабатываются. Если в сплаве содержится от 15 до 21% цинка, его полезные свойства сводятся на нет. Медь в сочетании с кадмием образует достаточно хрупкое соединение. Содержание кремния и свинца не должно превышать в соединении серебра с медью более 1,5%, так как он становится ломким, а фосфор, сера и свинец совсем не должны присутствовать в драгоценном металле в качестве лигатур.
Из-за вышеописанных проблем ювелиры предпочитают добавлять к чистому серебру лучший для него металл – медь. Может быть введено от 5 до 50% этого золотисто-розового металла. При небольшом содержании меди в сплаве изделия смотрятся великолепно и по внешнему виду близки к чистому металлу.
Чем больше меди содержится в соединении, тем сильнее его цвет будет отличаться от серебра без примесей. Если готовые украшения имеют легкий красноватый отлив, это первая примета того, что в сплаве содержится 50% меди. Если покраснение изделия выражено заметно, это свидетельствует о наличии в нем более 50% меди. На рынках арабских стран очень часто встречаются драгоценности такого вида, а продавцы уверяют доверчивых туристов, что серебра в них не менее 60%. Хотя на восточных рынках изделия из серебра стоят дешевле, лучше покупать их в специализированных магазинах. Это послужит гарантом качества украшений и поможет избежать покупки фальшивок.
Как разобраться в пробах серебра?
Узнать, сколько процентов меди добавлено к драгоценному металлу, помогают пробы: их номер, состоящий из 3-х цифр, указывает, какое количество граммов чистого серебра содержится в 1 кг сплава. В мировой ювелирной практике существуют специально принятые стандарты пробирования серебряных и золотых сплавов, которые должны соблюдать производители драгоценных украшений. В странах Азии выпускают ювелирные шедевры 600-й пробы, хотя они не являются качественными и быстро теряют внешний вид.
Согласно международным стандартам самой низкой пробой считается Ag 720. Хотя такой сплав и обладает легкой желтизной, его в России используют в ювелирных мастерских для изготовления замочков и застежек к цепочкам и колье.
Из сплавов 750-й и 800-й пробы производят столовые приборы и посуду. За изделиями из данных проб нужен постоянный уход, так как на воздухе они быстро окисляются.
Серебро 830-ой и 875-й проб годится в качестве материала для изготовления не только приборов и посуды. Оно нашло применение и в производстве декоративных украшений для интерьеров комнат.
Самым знаменитым сплавом серебра с медью считается стерлинг. Он содержит 92,5% драгоценного металла и лишь 7,5% меди. Именно 925-ая проба наиболее востребована в ювелирном деле. Из нее делают большую часть всех драгоценных украшений. Ослепительный стерлинг своим цветом похож на чистое серебро, но обладает большей твердостью, устойчивостью к почернению.
Для производства ювелирных изделий применяют и металл 960-й пробы. Однако такие украшения нужно носить очень аккуратно и бережно ухаживать за ними. Из-за пластичности металла изделия не отличаются долговечностью.
Всего 1% золотисто-розового металла содержит 999-ая проба серебра. Несмотря на недолгий срок эксплуатации, такие украшения охотно покупают жители Японии. Они считают, что чистое серебро тесно связано с Луной, являющейся местожительством милостивых к людям божеств, и через ношение этого драгоценного металла хотят быть ближе к ним.
С чем можно спутать лигатуры?
Часто сплавы серебра пытаются подделать, заменяя их похожими по виду материалами. Самыми распространенными из них являются медные сплавы мельхиор и нейзильбер. Мельхиор был очень известен в древности под названием «варшавское серебро». Из него изготавливали подвески, браслеты, обкладывали им ружья и кинжалы. Сверху материал покрывали тонким слоем серебра, поэтому он ничем не отличался от настоящего металла. Стоил он намного дешевле, и приобрести изделия из него могли не только богатые люди.
Нейзильбер имеет в своем составе медь, никель и цинк. По цвету и яркому блеску он настолько похож на драгоценный металл, что его даже называют «новым серебром». В наши дни нейзильбер используется в ювелирном деле для производства застежек и булавок к украшениям, но многочисленные мошенники могут изготавливать из него и мельхиора кольца и броши, чтобы продать доверчивым покупателям по цене драгметалла. Часто на таких изделиях отсутствуют пробы, что уже должно натолкнуть на мысли о сомнительном качестве украшений. Поэтому лучше не гнаться за довольно дешевым «серебром», а покупать его в ювелирных салонах.
Чем хорош сплав шибуичи?
Помимо общепризнанных пробированных лигатур существуют соединения серебра, содержащие высокий процент меди (от 30 до 75). Они не имеют огромной ценности на ювелирном рынке, но применяются в изготовлении интересных украшений. Одним из таких сплавов является шибуичи. Его по-другому называют еще «японская бронза», так как он был придуман японцами, которые повсеместно использовали лигатуру в производстве рукояток для кинжалов и ножей. Сейчас из шибуичи делают красивые броши, браслеты, кольца и серьги.
http://www.youtube.com/watch?v=jnuq3jNfPHw
Слово шибуичи означает «три четверти», так как в нем содержится ¾ меди и лишь ¼ серебра. Натуральными цветами этого сплава являются бледно-розовый и желтовато-белый. Прелесть «японской бронзы» заключается в том, что при патинировании материал приобретает разнообразные оттенки от светло-серого до шоколадно-коричневого. Благодаря им изделия смотрятся необычно и фантастически красиво. Какой бы сплав серебра ни выбрали себе мужчины и женщины, они могут быть уверены в том, что изделия будут радовать их внешним видом и блеском долгое время.
В литературе имеются сведения о сплавах, которые в настоящее время промышленностью не производятся, однако их широко использовали ранее; они до сих пор интересуют тех, кто занимается художественной обработкой металлов. Рецептуры сплавов, которые приводятся ниже, даны в основном не в процентах, а в весовых частях (ч.).
Нюрнбергское золото состоит из 5,5 ч. золота и 5,5 ч. серебра.
Золото Тальми , имеющее сходный с золотом цвет: 84,4 % меди, 12,2 % цинка и 1,7 % олова; применяется преимущественно для изготовления часовых цепочек.
Французское золото — сплав, по цвету не отличающийся от золота, очень тягуч, упруг, легко прессуется и прекрасно полируется. 100 ч. меди расплавляют и при постоянном помешивании добавляют в нее 6 ч. магнезии, 3.6 ч. нашатыря, 1,8 ч. извести и 9 ч. винного камня; все смешивают, прибавляют 17 ч. цинка, держат в расплавленном состоянии 1 ч, снимают слой шлака и выливают в форму.
Американское золото : 100 ч. чистой меди, 17 ч. олова, б ч. магнезии, 9 ч. винного камня, 3,6 ч. нашатыря и 1,6 ч. негашеной извести. Сплав очень тягуч, плавок, из него можно делать любые изделия: по наружному виду «американское золото » почти не отличается от золота.
Сплав Айха отличается твердостью, почти не уступающей стали, имеет красивый золотисто-желтый цвет и трудно окисляется; содержит 1,6-1,8 ч. железа, 38,1-38,2 ч. цинка, 60- 60,2 ч. меди.
Сплавы платиновые для искусственных зубов :
- 9 ч. золота и 1 ч. платины, очень упруг и служит для изготовления пружин к искусственным зубам;
- «зубной сплав »: 32 ч. платины и 68 ч. серебра.
Сплав Рудольца (французское серебро ) : 20 ч. серебра, 45- 55 ч. меди и 25-35 ч. никеля.
Серебро-имитация : 17 ч меди, 16,5 ч. никеля, 1,75 ч. кобальта, 2,5 ч. олова, 1,25 ч. железа, 7 ч. цинка и 1.5 ч. алюминия.
Сплав для изготовления столовых приборов имеет серебристый цвет, состоит из 50 ч. меди, 25 ч. никеля и 25 ч. цинка.
Сплав, не окисляющийся на воздухе : 72 ч. цинка, 21 ч. олова и 7 ч. меди.
Латунь французская — сплав для мелких отливок, хорошо обрабатывается и принимает позолоту: 63,7 ч. меди, 33,55 ч. цинка, 2,5 ч. олова и 0,25 ч. свинца.
Сплавы серебра с алюминием : 5 ч. серебра и 16 ч. алюминия или 1 ч. серебра и 2 ч. алюминия. Эти сплавы превосходят твердостью серебро, совершенно не отличаются от него по внешнему виду и с успехом применяются для изготовления художественных изделий.
Сплав цинка с серебром : 2 ч. цинка и 1 ч. серебра; похож по виду на серебро и не окисляется на воздухе.
Сплав для изготовления звонков к часам и колокольчиков с серебристым звуком : 40 ч. меди и 60 ч. олова.
Сплав Сореля — очень тверд, вязок, применяется для отливки статуй, памятников и т. п. Для изготовления его берут 10 ч. чугуна и 80 ч. цинка, плавят их вместе, затем прибавляют 10 ч. меди и плавят всю полученную смесь в тигле под слоем угля до получения однородной массы.
Сплав на основе платины : 1 ч. платины и 4 ч. меди. Имеет бело-серый цвет, обладает высокой коррозионной стойкостью, хорошо деформируется и обрабатывается. Сплав из 16 ч. меди, 1 ч. цинка и 7 ч. платины по цвету, коррозионной стойкости, механическим свойствам и обрабатываемости полностью соответствует высокопробным золотым сплавам.