Сплавы системы А u -А g -С u

  Медь повышает твердость, сохраняя ковкость и тягучесть. Придает красноватые оттенки, усиливающиеся по мере повышения содержания меди; при 14,6% сплав становится ярко-красным. Но медь снижает коррозионные свойства.

 В ювелирной промышленности для изготовления золотых изделий исполь­зуют в большинстве случаев сплавы системы золото-серебро-медь, которые мо­гут содержать добавки других металлов: никеля, палладия, цинка, платины.

 Химическая стойкость сплавов системы Аu-Аg-Сu меняется неравномер­но. По Тамману различаются следующие зоны химической стойкости сплавов системы Аu-Аg-Сu:

  стойкие ( атомная доля золота 100-50 %). Эти сплавы устойчивы против сильных минеральных кислот и растворяются только в «царской водке»;

слаборастворимые (атомная доля золота 50-37,5 %). Сильные кислоты растворяют компоненты сплава до тех пор, пока содержание атомов золота в нем не достигнет 50 % и сплав не станет стойким;

растворимые (атомная доля золота 37,5-25 %). Присадочные металлы под действием сильных кислот полностью разрушаются, и золото остается в виде нерастворимого осадка;

тускнеющие (атомная доля золота менее 25 %). Сплавы этой области разлагаются под действием кислот. Присутствие в воздухе сероводорода, аммиака и влаги вызывает потускнение их поверхности.

 

10.3.4. Сплавы золото и никель

Никель изменяет цвет, повышает твердость, повышает литейные качества (жидкотекучесть).Золото и никель о бладают неограниченной растворимостью в жидком, а при высоких температурах и в твердом состоянии. Никель хорошо растворяется в меди, а в сереб ­ ре он практически нерастворим. Никель входит в состав менее благородного, чем с палладием, белого золота системы Аu-Сu-Ni-Zn. Для придания сплаву белой окраски достаточно, как правило, содержания в сплаве от 10 до 14 % Ni. Максимум белой окраски достигается при 17 % никеля.

 

Сплавы золото и палладий

  Палладий повышает температуру плавления, изменяет цвет; при 10% белый цвет. Пластичность и ковкость сохраняются.

Сплавы золото и палладий обладают неограниченной растворимостью как в жид­ком, так и в твердом состоянии. При исследовании механических свойств уста­новлено, что кривая изменения твердости сплавов в зависимости от состава проходит через максимум при содержании около

 75 % Рd для отожженных и 60 % Рd для наклепанных сплавов. 16 % Рd достаточно для того, чтобы сплав золота приобрел приятный белый цвет. Белое золото с добавками палладия превосходит по своим свойствам сплавы золота с никелем и является более благород­ным. Белое золото на основе палладия дороже, чем золото на основе никеля, но имеет ряд преимуществ: обладает более высокой пластичностью; имеет лучший блеск; белый цвет более устойчив при нагреве.

 

10.3.6. Влияние добавок цинка, кадмия, алюминия, олова, железа на структуру и свойства золотых сплавов

Цинк растворяется в металлах тройной системы следующим образом: в золоте до I %, в серебре до 20 % и в меди до 40 %. Добавка нескольких десятых процента цинка в расплав системы Аu-Аg-Сu перед разливкой оказывает раскисляющее действие и повышает жидкотекучесть сплава. Благодаря добавкам цинка к сплавам золота красноватого цвета последние приобретают желтоватый цвет. Цинк имеет большое значение при изготовлении припоев. Небольшие добавки цинка значительно сужают область плавления тройного сплава. Введение Zn в сплавы белого золота системы Аu-Аg-Сu делает их технологичнее, снижает температуру плавления, уменьшает твердость.

Кадмий в золоте растворяется до 20 %, серебре - свыше 30 %, меди - практически не растворяет кадмий. Благодаря добавкам кадмия сплавы Аu-Аg зеленого цвета приобретают более интенсивную окраску. Кадмий еще более, чем цинк, понижает область плавления тройной системы. Совместное введение цинка и кадмия более существенно понижает температу­ру плавления тройной системы, чем при вводе их порознь.

  Цинк и кадмий важнейшие присадочные материалы, используемые для изготовления припоев благородных металлов. При введении в сплавы золота более 4 % Zn и 20 % Сd при открытой плавке и разливке на воздухе они обра­зуют окислы, которые прочной пленкой покрывают слиток и при деформации приводят к шиферному излому.

 Алюминий даже в незначительном количестве увеличивает пластичность и склонность к потускнению сплавов золота. Однако, как только количество алюминия превысит растворимость его в серебре и меди, образуется фиолетовое хрупкое соединение АuА1 - «аметистовое золото», Алюминий действует и как легирующий элемент (растворяется в сплаве), и как раскислитель (очищает металл от газов и закиси меди). Поскольку в результате раскисления в расплаве остается окись алюминия А1₂0₃, поверхность металла ухудшается уже при 0,01 % А1, а при 0,05 % А1 прокат имеет значительные де­фекты поверхности. Предельно допустимое содержание алюминия в сплаве ЗлСрМ583-80 равно 0,005 % по массе, что соответствует максимальному

 фак­тическому содержанию алюминия в металле централизованной поставки.

Олово влияет на механические свойства также, как и алюминий, ухудшая качество поверхности металла. Установленный предел содержания олова в золотых сплавах - 0,005 % по массе.

Содержание железа в золотых сплавах, применяемых в ювелирной про­мышленности, не должно превышать 0,18 %. Из-за высокой температуры плав­ления и легкой окисляемости железные и стальные частицы, попавшие в сплав золота, присутствуют в нем в виде инородных включений. Эти включения зна­чительно ухудшают обрабатываемость металла резанием и при доводочных операциях.

 

10.3.7. Влияние примесей кремния, мышьяка, свинца, висмута, сурьмы на свойства золотых сплавов

 

 Кремний, мышьяк, свинец, висмут о бразуют с золотом хрупкие интерме­таллические соединения, вызывающие явления хладноломкости при несколь­ких сотых процента. Присутствие небольших количеств сурьмы резко снижает пластичность золота. Содержание сурьмы и висмута в сплавах золота, приме­няемых для изготовления ювелирных изделий, не должно превышать 0,005 %.

 

10.3.8. Влияние примесей сера и фосфора

 

 С золотом сера не взаимодействует, однако она активно реагирует с леги­рующими элементами. Сера в количестве нескольких сотых долей процента в сплавах золота, содержащих никель и палладий, делает их полностью непри­годными для обработки давлением. При затвердевании сера выделяется из расплава в виде газообразного соединения.

  Г азы при плавке в чистом золоте не растворяются. Попа­дая в расплав, они становятся причиной получения пористых слитков или обра­зуют химические соединения с легирующими элементами золотых сплавов. В обоих случаях пластичность сплава значительно снижается. При отжиге де­формированных слитков, содержащих газовые поры и раковины, на поверхности проката появляются вздутия поверхностного слоя (дефекты, аналогичные «дутому» серебру).

 Фосфор, не реагирует с золотом, а с легирующими компонентами образует хрупкие соединения: Аg₂Р, Сu₃Р и Ni₃Р, которые, в свою очередь, образуют легкоплавкие эвтектики с Аg, Сu и Ni. Применяется в виде фосфористой меди для раскисления металла при выплавке сплавов золота. Действуя как раскисли­тель, фосфор повышает пластичность сплавов золота.