Серебро (А g )
Серебро (А g ) - металл белого цвета, очень тягучий, пластичный и ковкий, режется ножом. Серебро тверже золота, но мягче меди. Очень хорошо полируется, имеет наивысшую отражательную способность, является самым электро- и теплопроводным металлом.
Плотность серебра 10.50;
Температура плавления 960,5°С;
Твердость по Бринеллю 25 (по Моосу 2,5).
Серебро устойчиво к действию влажной среды, не взаимодействует с органическими кислотами, с растворами щелочей, азотом, углеродом, устойчиво по отношению к кислороду.
Однако при длительном пребывании на воздухе серебро постепенно темнеет под действием сероводорода, находящегося в воздухе. Серебро легко соединяется с серой. Озон также образует на поверхности серебра черный налет. Хлор, бром, йод реагируют с ним даже при комнатной температуре. Серебро легко растворяется в азотной кислоте и концентрированной серной при нагревании. Растворяется серебро в цианистых щелочах, хорошо соединяется с ртутью, образуя серебряную амальгаму.
В природе серебро образует более 60 минералов, в которых находится в различном состоянии.
Самородное серебро встречается значительно реже самородного золота, так как легче образует соединения с другими элементами. Самородное серебро представляет собой природный сплав с золотом, медью, железом, висмутом, ртутью, платиной и другими элементами. Встречается в виде неправильных зерен, пластинок листочков, проволочных и нитевидных выделений. Крупные самородки чрезвычайно редки и могут достигать сотен килограммов.
Благодаря своим уникальным свойствам: высоким степеням электро- и теплопроводности, отражательной способности, светочувствительности и т. д. - серебро имеет очень широкий диапазон применения. Его применяют в ювелирном деле, фотографии, электронике, электротехнике, точном приборостроении, ракетостроении, медицине, для защитных и декоративных покрытий, для изготовления монет, медалей и других памятных изделий.
СПЛАВЫ СЕРЕБРА, ПРИМЕНЯЕМЫЕ НА ПРАКТИКЕ
Свойства сплавов.
В ювелирном деле используются сплавы с содержанием серебра выше 72%. С увеличением добавки меди блестящее белое серебро приобретает желтоватый оттенок. Сплав А g 800 уже значительно отличается от чистого серебра; сплав А g 720 имеет желтовато-белый оттенок; сплав с 50%-ым содержанием меди выглядит красноватым; сплав с 70%-ым содержанием меди - просто ярко-красным. Кроме меди при добавке других металлов сплав серебра становиться трех- или многокомпонентным, что существенно меняет его свойства. Например, в сплав можно добавить до 10 частей никеля, что повысит прочность сплава, но если его содержание превысит 25 частей, то сплав получиться ломким, и следовательно непригодным для использования. В серебре растворяется до 200 частей цинка, который придает сплавам высокую пластичность и защищает их от потускнения. Добавка кадмия также защищает сплавы серебра от потускнения и понижает температуру плавления, серебро может растворить до 300 частей кадмия.
Со временем сформировался ряд серебряных сплавов, которые применяются в основном для изготовления ювелирных украшений, декоративных изделий и столовых приборов и обладают хорошими технологическими и эксплуатационными свойствами.
Сплав А g 970
В данном сплаве содержание меди очень низкое, поэтому по некоторым свойствам, например, по цвету, устойчивости к потускнению, он очень схож с чистым серебром. Благодаря высокой температуре плавления сплав А g 970 часто используется для изготовления изделий с эмалью (прозрачные краски подсвечиваются более интенсивно). Особенно подходит для ковки, глубокой вытяжки и исполнения тонких филигранных работ.
Сплав А g 925
Этот сплав называется также стерлинговым или стандартным серебром. В нем удачно сочетаются технологические и эксплуатационные свойства, и он широко применяется для изготовления ювелирных украшений. Его цвет и коррозионная стойкость почти такие же, как и у чистого серебра. Сплав подходит для получения черни, возможно, его использование при нанесении низкоплавких эмалей. В этом сплаве сочетаются хорошая способность к формоизменению при обработке и значительная стабильность при эксплуатации.
Сплав А g 900
Данный сплав все чаще применяется для изготовления ювелирных украшений, правда, по своим свойствам он несколько уступает сплаву А g 925. А g 900 подходит для литья,гибки, пайки, ковки и чеканки, но для исполнения тонких филигранных операций и глубокой чеканки он слишком твердый. В качестве основы для нанесения эмали сплав А g 900 не пригоден.
Сплав А g 875
Сплав чаще других используется при промышленном изготовлении ювелирных изделий; из-за высокой твердости труднее, чем другие сплавы, поддаемся механической обработке.
Сплав А g 800
Из данного сплава изготавливаются в основном столовые приборы. Главными его недостатками являются заметный желтоватый оттенок и более быстрая окисляемость на воздухе. Кроме того, вследствие высокого содержания в сплаве меди при его взаимодействии с кислыми растворами происходит образование токсичных солей меди. При больших деформациях, например, гибке или растяжении, заготовки из этого сплава следует обязательно подвергать промежуточному отжигу (рекристаллизации). Литейные свойства сплава А g 800 лучше, чем у сплавов с более высоким содержанием серебра.
Сплав А g 720
Данный сплав из-за желтоватой окраски почти не применяется в ювелирном деле. Сплав трудно поддается формоизменению, но сохраняет твердость и упругость в процессе эксплуатации. Поэтому в отдельных случаях из сплава А g 720 изготавливают пружины, иглы для булавок или другие сильно нагружаемые детали. Сплав А g 720 применяют также в качестве припоя.
Потускнение сплавов А g - Cu
Серебро обладает очень высокой отражательной способностью и хорошо полируется: полированная поверхность серебряных изделий отличается особенно ярким блеском. Впрочем, посредством «белого» кипячения можно получить и матовую белую поверхность, причем не только на чистом серебре, но также и на других ювелирных сплавах с содержанием в них серебра более А g 800.
Серебру присущ и существенный недостаток, который еще больше проявляется с увеличением содержания в сплаве меди: взаимодействуя с содержащимися в воздухе сернистыми соединениями, серебро образует сульфид серебра, медь - сульфид меди и, кроме того, закись меди красного цвета и окись меди черного цвета. Это приводит к потемнению изделий, причем темный налет формируется постепенно: вначале изделие кажется желтоватым, почти золотистым, затем поверхность становится коричневатой, потом грязно-синей, темно-синей и, наконец, черной. При этом, чем больше в сплаве меди, тем интенсивнее и быстрее он тускнеет и покрывается темным налетом.
Родирование
Износостойкое родиевое покрытие надежно защищает поверхность серебра, но изделие при этом теряет блеск и выглядит синевато-белым. К тому же в процессе ремонта (при пайке) родиевое покрытие становится синевато-черным, что можно устранить только нанесением нового покрытия.
Лакирование
Покрытие из лака долгое время защищает поверхность серебра, но при условии, что украшения не носят, а столовым серебром не пользуются. В процессе использования изделий покрытие на отдельных участках стирается и поверхность в этом месте тускнеет. В итоге предмет, покрытый такого рода пятнами, трудно чистить.
Пассивирование
Суть пассивирования заключается в нанесении на изделие тонкого невидимого слоя воска, который хорошо укрывает поверхность. Этот метод применяется при хранении изделий на складах (при пользовании предметами покрытие быстро стирается).
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.
Это мягкий металл, поэтому применение его в ювелирном деле ограничено. Серебро в чистом виде может использоваться в качестве компонента для золотых и серебряных припоев, а так же как защитно-декоративное покрытие изделий из недорогих металлов. Для того чтобы изменить механические свойства чистого серебра его часто смешивают с другими цветными металлами. Славы из таких металлов прочны и имеют различные цветовые оттенки. Очень часто чистое серебро смешивают с медью. Сплавы серебро-медь представляют собой двухкомпонентные смеси металлов находящееся в различных процентных соотношениях. Содержание серебра в сплаве определяет его пробу.
Где применяются сплавы серебра?
Разные сплавы серебра используются для изготовления ювелирных изделий. Низкопробное серебро содержит большой процент меди, поэтому такой сплав серебра с медью часто используют для изготовления предметов сервировки стола и декоративных настольных украшений. Сплавы высокопробного серебра, наделенные прекрасными пластическими свойствами, хорошо сочетаются в ювелирных изделиях с цветными камнями, эмалью и жемчугом.Какие бывают сплавы серебра?
Согласно постановлению Правительства РФ № 643 на территории России приняты следующие пробы ювелирных сплавов из серебра: 800-ая, 830-ая, 875-ая, 925-ая, 960-ая, 999-ая.Сплав серебра 720 пробы
Сплав серебра 720-ой пробы содержит не менее 72 процентов серебра. Сплав этой пробы содержит большой процент меди, которая придает ему ярко выраженную желтоватую окраску. Сплав 720 пробы серебра ограничено применяется в ювелирном деле. Сплав этой пробы сохраняет свои прочные упругие свойства в процессе эксплуатации и трудно поддается формоизменению. Обычно сплав 720 пробы серебра применяют в качестве припоя, в изготовлении игл, пружинок, булавок и других предметов которые могут испытывать на себе сильную нагрузку.Сплав серебра 800 пробы
Сплав серебра 800-ой пробы содержит не менее 80 процентов серебра. Так как сплав этой пробы серебра содержит большой процент меди, он имеет легкий желтоватый цветовой оттенок и быстро окисляется на атмосферном воздухе. Обладая хорошими литейными свойствами, сплав 800-ой пробы серебра в основном используется для изготовления столовых приборов.Сплав серебра 830 пробы
Сплав серебра 830-ой пробы содержит не менее 83 процентов серебра. Качественные свойства его не чем не отличаются от сплава 800-ой пробы серебра. Он применяется для изготовления декоративных украшений.Сплав серебра 875 пробы
Сплав серебра 875-ой пробы содержит не менее 87,5 процентов серебра, а остальные 12,5 процента приходятся на лигатурный металл. Этот сплав серебра используется в основном при изготовлении ювелирных украшений и предметов сервировки стола. Сплав 875 пробы серебра считается низкопробным.Сплав серебра 925 пробы
Сплав серебра 925-ой пробы содержит не менее 92,5 процента серебра. Сплав этой пробы серебра серебристо–белый цвет и такие антикоррозийные свойства, как и у чистого серебра. Сплав 925-ой пробы является серебряным стандартом, прекрасно сочетает в себе технологические и эксплуатационные свойства, такие как твердость, упругость и легко подвергается при обработке формоизменению. Такие ценные свойства этого сплава позволяют использовать его в производстве ювелирных украшений.Сплав серебра 916 пробы
Сплав серебра 916-ой пробы до недавнего времени был материалов для производства ювелирных изделий за рубежом, но сейчас почти не используется.Сплав серебра 960 пробы
Сплав серебра 960-ой пробы содержит не менее 96 процентов серебра. По своим техническим свойствам он ни чем не отличается от чистого серебра. Имеет серебристо–белый цвет. Из сплава 960-ой пробы серебра часто изготавливают изделия из серебра покрытые эмалью и ювелирные предметы с тонкой художественной филигранной работой.Сплав серебра 999 пробы
Сплав 999 пробы серебра представляет собой чистое серебро. Это сплав виртуальной пробы серебра. Не удалось пока получить абсолютно чистое серебро. Поэтому 1000 граммов чистого серебра представляет собой сплав 999 пробы имеющий кроме чистого серебра еще и наличие небольшого количества различных примесей.Чистое серебро 999 пробы это мягкий металл, который ограничено, используют при изготовлении ювелирных изделий. Из чистого серебра изготавливают серебряные монеты и банковские слитки. Чистое серебро используют в качестве покрытия изделий из недрагоценных металлов.
Серебро (аргентум) - это металл, который известен человеку с древних времен. В природе серебро встречается в виде самородков. Металл обладает рядом неоспоримых преимуществ - он легко поддается ковке, не вступает в реакцию с другими металлами, обладает антибактериальными свойствами и т. д. на планете по приблизительным подсчетам составляют 570 тысяч тонн, а добыча этого металла развита в таких странах, как Перу, Чили, Мексика и Австралия. Известно, что серебро, как и любой другой драгоценный металл, для производства ювелирных украшений не используется в чистом виде, поскольку он легко деформируется. Именно по этой причине серебро соединяется с другими металлами, придающими ему прочность, а такие соединения представляют собой сплавы серебра.
Виды и применение
Для оценки содержания аргентума в сплаве используется такой показатель, как проба. Он демонстрирует количественное содержание серебра в сплаве. Число пробы эквивалентно количеству граммов драгоценного металла в одном килограмме сплава. Что касается лигатуры (примесей других металлов), то она представлена в основном медью. Также в состав сплава меди и серебра могут входить такие металлы, как кадмий, никель, алюминий и цинк.
Сплавы серебра в ювелирных изделиях
В Российской Федерации и странах постсоветского пространства утверждены следующие : 720, 800, 875, 916, 925, 960, 999. Все сплавы серебра характеризуются определенными свойствами.
- 720: этот сплав считается наиболее низкопробным, так как в одном килограмме содержится всего 720 граммов драгоценной составляющей. Остальные 280 граммов приходятся на лигатуру, в которой преобладает медь. Она придает металлу желтоватый оттенок, поэтому серебро с пробой 720 не применяется в ювелирной промышленности. Однако из такого сплава успешно производятся пружины, иглы и другие детали, на которые может распределяться повышенная нагрузка. Такой сплав очень прочный, поэтому он характеризуется отменной износостойкостью. В России серебро с пробой 720 не подлежит клеймированию, а значит не может продаваться в ювелирных магазинах.
- 800: в таком сплаве содержится в количестве не более 800 граммов, в то время как на лигатуру, представленную медью, приходится 200 граммов. Для такого металла характерен желтый оттенок, поэтому сплав непригоден для изготовления ювелирных украшений. Однако свойства этого вида низкопробного серебра позволяют изготавливать из него предметы, которые предназначены для воздействия повышенных нагрузок. Речь идет о ручках, чашках и блюдцах для ежедневного использования, рукоятках ножей и прочего.
- 830: своими свойствами такой металл напоминает серебро с пробой 800, но разница заключается в том, что в сплаве с пробой 830 на 30 граммов больше содержится чистого драгоценного металла. Также не задействован в ювелирной промышленности.
- 875: серебро содержит как минимум 87,5% драгоценной составляющей, а остальные 12,5% приходятся на лигатуру. Характеризуется твердостью и износостойкостью. Такой сплав, в отличие от предыдущих, широко применяется в ювелирной промышленности. Сплав серебра с пробой 875 примечателен тем, что многие люди путают его с белым золотом, чем и пользуются недобросовестные продавцы или мошенники. Также на изделия из серебра с пробой 875 наносится позолота, что делает их похожими на золотые. Но каждый человек должен знать, что пробы 875 для золота не существует.
- 916: на 91,6% , а на медь приходится лишь 8,4% драгоценной части. Такой металл существует, но ныне для производства украшений не применяется, хотя во времена СССР из серебра с пробой 916 изготавливали столовые приборы - чайники, соусники, сахарницы, кувшины, лопатки для торта и прочее.
- 925: так называемый серебряный стандарт. Такой металл обладает антикоррозионными свойствами. Вид серебра с пробой 925 характеризуется привлекательным серебристо-белым отливом, из-за чего такой металл великолепно выглядит в ювелирных изделиях, а также подчеркивает красоту драгоценных камней. Пластичность сплава позволяет использовать его для изготовления изделий, имеющих мелкие элементы, грани и т. д. Из чеканились монеты английского фунта стерлингов, из-за чего сплав и стал называться стерлинговым.
- 960: состав такого металла мало чем отличается от того, который характерен для чистого аргентума, ведь в нем содержится не менее 96% драгоценной части. Из такого сплава изготавливают высококачественные изделия, покрытые эмалью, а также для изготовления украшений с тонкой художественной работой, рельефными композициями и т. д. Однако у украшений, произведенных из серебра с пробой 960, есть недостаток - они легко деформируются, а значит, требуют особого ухода и бережного отношения к себе.
- 999: чистый металл применяется лишь для производства слитков и коллекционных монет.
Также существуют сплавы, содержащие серебро и большое количество лигатуры, к примеру, до 75% меди. Изделия из них не реализуются на ювелирном рынке, однако из подобных сплавов производятся эстетически привлекательные изделия. Популярным сплавом является шибуичи, состоящий на три четверти из меди и на четверть - из серебра. Материал используется для изготовления брошей, колец, сережек, браслетов и рукояток ножей.
Мельхиор - это еще один сплав, имитирующий серебро, и он состоит из никеля, железа и марганца. Сплав-имитация очень пластичный, поэтому поддается механической обработке. К дополнительным преимуществам мельхиора можно отнести его антикоррозионные свойства. Также мельхиор устойчив к воздействию соленой воды. Мельхиор широко применяется в изготовлении бижутерии и столовых приборов с напылением серебра. Внешний вид сплава также позволяет изготавливать из него подделки ювелирных украшений, чем и пользуются мошенники.
Свойства сплавов
Сплавы серебра, кроме драгоценного металла, содержат в себе примеси, которые и определяют свойства серебра:
- никель: усиливает прочность металла;
- свинец: придает серебру хрупкость при нагреве;
- олово: при незначительном содержании в сплаве понижает , но если олова будет более 9%, то сплав станет слишком хрупким;
- алюминий: также придает серебру хрупкость;
- цинк и кадмий: понижают температуру плавления серебра, поэтому используются для изготовления серебряных припоев.
Сплавы драгоценного металла широко применяются в промышленном производстве. К примеру, так называемое (или металл с пробой 999), добытое путем аффинажа. Такой металл отлично проводит тепло и электроток, а также обладает светоотражающим свойством, что позволяет использовать его для изготовления высокоточных зеркал.
Серебро также входит в состав припоев, предназначенных для пайки элементов ювелирных изделий, швов и т. д. Металл также применяется в изготовлении серебряно-цинковых аккумуляторов и батарей.
Аргентум широко применяется в медицине, а все благодаря его дезинфицирующим свойствам, к примеру, серебро эффективно дезинфицирует воду.
Если человек желает приобрести качественные изделия из серебра, он должен делать покупку в ювелирном салоне или магазине, в котором реализуется сертифицированный товар. Не рекомендуется покупать драгоценные украшения у частных лиц, так как в таком случае существует высокий риск приобретения подделки.
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
