Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

10. 4. Сплавы серебра для припоев

10.4. Сплавы серебра для припоев

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.

Серебряно-медные 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 6836-72, 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, из-за 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 4,5-процентном содержании его в сплаве образуется кремнисто-серебряная 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.

Читайте так же:
Машина для изготовления сигарет

Углерод. Углерод не реагирует с серебром и не растворяется в нем. Попадая в расплав, частицы углерода остаются в нем в виде инородных включений.

Ниже представлены марки некоторых припоев на основе серебра (табл. 10.5).

Бронза состав сплава

Бронза представляет собой сплав меди и специальных добавок, которые необходимы для придания металлу определенных технологических свойств. Бронза может содержать следующие компоненты: Sn (олово), Mn (марганец), Be (бериллий), Pb (свинец), Si (кремний), Cr (хром), P (фосфор), Fe (железо) и прочие элементы.

Бронзовый сплав имеет устойчивость к истиранию, коррозии, агрессивным средам, вроде морской воды. Эти свойства достигаются за счет добавления легирующих компонентов в определенных пропорциях. Соотношение компонентов регламентируется нормативными документами: ГОСТ, отраслевые стандарты, методики, стандарты предприятий.

Классификация сплава

В соответствии с наличием в составе легирующих компонентов принято выделять следующие виды бронз:

  • оловянные – основной легирующий компонент в них олово;
  • не содержащие олова вообще, то есть, безоловянные.

Помимо состава бронзы, есть еще один критерий их классификации – технологические параметры. Выделяются бронзы:

  • деформируемые, предназначенные для обработки давлением;
  • литейные для изготовления отливок.

Основные легирующие компоненты

Основной компонент, который определяет большую часть технических характеристик бронз – медь. Для придания сплаву необходимых параметров применяют специальные добавки – легирующие компоненты. Одним из распространенных легирующих компонентов, содержащихся в бронзе, является олово. Именно из оловянных бронз производили отливку колоколов и называли «колокольной» бронзой.

Также в качестве легирующего элемента могут быть использованы:

  • Be – бериллий. Повышает прочность бронзы.
  • Si – кремний и Zn, цинк для повышения устойчивости поверхности к истиранию. Эти же элементы увеличивают текучесть бронз, что положительно сказывается на качестве литья.
  • Pb – свинец. Повышает антикоррозионные свойства металла.
  • Al – алюминий. Повышает устойчивость к коррозии, устойчивость к окислению при высоких температурах и уменьшает реакцию металла с соединениями серы и продуктами выхлопа двигателей.

Марки бронз

Бронзы маркируются аббревиатурой «Бр», а также добавлением буквы или нескольких букв, которые обозначают легирующие добавки. Объем легирующих добавок определяется ГОСТами.

Различные марки бронз имеют свои индивидуальные особенности: химический состав, технические характеристики, область применения. По маркировке бронз можно узнать, какие в них входят компоненты, и по специальным таблицам определить назначение данного сплава и его технологические параметры.

Маркировка сплавов на примере оловянных бронз

Некоторые марки оловянных бронз показаны в приведенной ниже таблице. Здесь же можно найти важные технологические параметры сплава, а также область применения каждой конкретной марки бронз.

В данной таблице указан также способ литья бронз. «К» в соответствующем столбце означает, что литье производилось в кокиль, «П» – литье производилось в песчаную форму.

В столбце «марка» приведены наименования сплавов. «Бр» в названии марки обозначает бронзу, далее указываются присутствующие в сплаве легирующие компоненты.

Исходя из маркировок, видно, что в приведенных в таблице марках металла содержится олово. Некоторые помимо олова содержат цинк, свинец и фосфор.

Процентное соотношение компонентов бронз

Процентное соотношение элементов, также как и химический состав, закладывается в аббревиатуру марки сплава. В ней не указывается процентное содержание основного элемента – меди, но указывается содержание всех легирующих элементов в процентном соотношении.

К примеру, в марке БрО3Ц12С5 содержание компонентов такое:

остальные 80% приходятся на медь.

Количество процентов меди в сплаве оказывает влияние на его цвет. Чем больше меди, тем более яркий золотистый цвет имеет бронза. При содержании меди 50% цвет сплава станет белым, близким к цвету серебра. В соответствии с поставленными задачами можно получить различный цвет металла путем варьирования процентного соотношения легирующих элементов и меди.

Некоторые разновидности бронзовых сплавов

Наиболее часто требуется использование оловянных, бериллиевых, кремниевых и алюминиевых бронз.

Оловянная бронза

Оловянная бронза содержит олово в качестве основного легирующего компонента. Также могут содержаться фосфор, цинк, свинец, никель и пр.

В таблице приведены предельные содержания элементов в некоторых марках:

Как видно из таблицы, сплавы содержат не менее 80% меди. При увеличении объема олова в сплаве изменяются и его свойства:

  • твердость и прочность металла возрастает;
  • снижается пластичность;
  • снижается ударная вязкость;
  • увеличивается усталостная прочность.

Одним из легирующих компонентов является P (фосфор). Легирующим данный элемент называют в случае его содержания более 0,1%.

Фосфор при попадании в медный сплав раскисляет медь. Помимо этого, именно фосфор в качестве легирующей добавки увеличивает износостойкость металла. У данного состава есть и обратная сторона. Фосфор при превышении его содержания снижает пластичность получаемого металла. Поэтому при добавлении фосфора в качестве легирующего компонента в деформируемую оловянную бронзу крайне важно строго придерживаться ГОСТа и прочих регламентирующих документов.

Еще один легирующий компонент – Zn (цинк). Он добавляется в бронзу, которая не содержит фосфор. Цинк вводится в количестве, которое может раствориться. Часто вместе с цинком может быть введен свинец. Свинец слаборастворим, получаемые сплавы БрОЦС4-4-2,5 и БрОЦС4-4-4 представляют собой кристаллы твердого раствора и нерастворенные включения свинца. Добавление свинца повышает антифрикционные свойства металла и возможность его резки. Однако, свинец в качестве легирующего элемента снижает некоторые прочие механические свойства получаемого металла.

Также может добавляться Ni (никель). Элемент повышает прочность, пластичность и способность к деформации.

Бериллиевая бронза

К данному типу относятся безоловянные дисперсионно упрочняемые сплавы меди и бериллия. Это означает, что растворимость легирующего элемента напрямую зависит от температуры. Закалка производится из однофазной области, то есть сразу из расплава. Очень важно правильно подобрать используемую температуру процесса. Именно эта величина определяет, насколько хорошо расплав перейдет в твердый раствор и насколько он будет гомогенным, что важно для придания металлу конкретных свойств. Оптимальная температура закалки 760-800 °С. При увеличении температуры более указанного диапазона есть вероятность увеличения зернистости металла и как результат снижения технологических параметров. Температура ниже указанного диапазона не позволяет твердому раствору насытиться бериллием в нужной степени.

Читайте так же:
Железные перила для лестниц фото

Скорость охлаждения раствора должна быть не менее 30-60 градусов в секунду. Это необходимо для того, чтобы в твердом растворе не начался распад компонентов. Иногда в качестве дополнительной легирующей добавки для снижения предела скорости охлаждения могут быть введены Ni (никель) и Co (кобальт). Эти добавки повышают устойчивость твердого раствора в случае его переохлаждения. Для этих же целей может быть использован магний. Гибка металла

Наиболее часто применяются в промышленности и на производстве следующие сплавы:

  • БрБ2 – с содержанием бериллия 2%;
  • МНБ – сплав меди-никеля-бериллия, содержание бериллия не превышает 0,8%
  • МКБ – соотношение меди-кобальта-бериллия с таким же содержанием бериллия, что и в МНБ.

И БрБ2, и МНБ и МКБ имеют высокую пластичность и прочность, легко подвергаются гибке и вытяжке, а также прочим видам пластических деформаций.

Содержание компонентов в некоторых бериллиевых бронзах отражено в таблице:

Кремниевая бронза

Данный безоловянный сплав имеет в своем составе Cu (медь) в размере 80%, Zn (цинк) 20 % и Si (кремний) около 3% и 1% марганца (БрКМц-3-1), проявляет устойчивость к деформации сжатия и растяжения. Высокие механические и антифрикционные свойства, пластичность при низких температурах позволяет применять этот сплав для антифрикционных деталей, пружин, подшипников и пр.

У кремний содержащих сплавов есть еще одно полезное свойство – текучесть. Они широко применяются при литье сложных деталей. Также благодаря составу бронза не дает искру при ударе.

Алюминиевая бронза

Алюминиевая бронза в качестве легирующего компонента содержит алюминий. Содержание алюминия может достигать 12%. В зависимости от содержания алюминия меняются и свойства получаемого металла.

Например, однофазная бронза, в которой алюминия до 9,4% легко подвергается деформации давлением при любой температуре. Это связано с ее высокой пластичностью. Примером такой марки является БрА7. Лазерная резка металла

Добавление алюминия в качестве легирующего компонента существенно повышает прочность металла и его устойчивость к коррозии в сложных условиях: соленая вода, повышенная влажность и пр. Данный тип металла применяется для нефтяных платформ, расположенных в море.

Al также оказывает существенное влияние на теплопроводность металла. При увеличении содержания алюминия падает теплопроводность получаемого металла, если сравнивать этот параметр с медью в чистом виде. Добавление даже 10% Al снижает теплопроводность меди в 390-401 Вт/(м*К) до 75 Вт/(м*К). Добавление дополнительных легирующих компонентов еще больше снижает теплопроводность.

Таким образом, можно сделать следующие выводы: технологические параметры бронз зависят от того, какие легирующие компоненты и в каком соотношении были введены при изготовлении металла. Основным компонентом является медь, процентное соотношение легирующих добавок регламентируется ГОСТами и прочими нормативными документами.

Бронза: состав сплава, свойства и применение

Характеристика бронзы

С незапамятных времён человечество добывало бронзу. Множество археологических раскопок, в которых были найдены древнейшие артефакты — изделия из бронзы, подтверждают распространение этого сплава в далёком прошлом.

Её использовали как в военных целях — для изготовления холодного оружия, пушек и ядер для них, так и для создания прекрасных произведений искусства — ювелирных украшений и скульптур.

История

Описание исторических фактов о бронзе

Одно из наиболее известных мест, где были найдены бронзовые изделия, располагалось в районе реки Кубань. В этом месте археологом Николаем Веселовским в 1897 году была раскопана так называемая Майкопская культура, существовавшая во второй половине IV тысячелетия до нашей эры.

Бронзовые артефакты, найденные в майкопских курганах, были изготовлены в основном из сплава меди и мышьяка, поэтому считается, что исторически первыми были именно такие сплавы, называемые мышьяковистыми бронзами.

Она ничем не уступала по своим свойствам сплавам меди с оловом или свинцом, и даже превосходила их по ряду характеристик. Она широко применялась в различных областях человеческой деятельности тех времён, начиная от изготовления ответственных деталей и заканчивая ювелирными изделиями.

Состав бронзы

Составляющие компоненты бронзы

Бронза — это сплав меди с такими металлами, как олово, алюминий, свинец, бериллий, и неметаллами — мышьяк, кремний и фосфор. Кроме того, такие сплавы могут дополнительно легироваться фосфором, цинком, марганцем, железом и никелем.

Состав бронзы зависит от марки сплава и указывается в её обозначении. Например, в состав сплава, имеющего маркировку БрАМц7−1, входят 7% алюминия, 1% марганца и 92% меди.

Таким образом, основным компонентом этого металла является медь (от 35% до 90% и выше). Вторым же компонентом может являться либо мышьяк, либо олово или бериллий, свинец, алюминий, кремний и другие компоненты. Для придания особых свойств в сплав могут добавляться дополнительные компоненты — цинк, железо, никель, марганец, фосфор и другие.

Особенности бронзы и свойства

Особенности бронзы и свойства

Основные свойства всех бронзовых сплавов — это пластичность и твёрдость. В зависимости от соотношения основных и дополнительных компонентов, можно получать большое разнообразие новых свойств. Кроме того, количество меди в сплаве определяет его цвет.

Так, золотистая бронза получится, если в составе сплава будет около 85% меди, а при уменьшении её количества до 50% получится сплав, имеющий серебристый цвет. Уменьшение же количества меди до 35% и ниже приведёт к получению на выходе серой и даже чёрной бронзы, а увеличение количества меди до 90% и выше приведёт к образованию красной бронзы.

Одной из старых марок бронзовых сплавов является колокольная бронза, применяемая и поныне для литья колоколов. Она содержит 20% олова и 80% меди. Её недостаток — повышенная хрупкость из-за наличия в сплаве большого содержания олова.

Как уже было упомянуто выше, наиболее используемыми являются сплавы меди и олова с добавлением небольшого количества других компонентов. Широкое применение таких сплавов обусловлено, прежде всего, исторически сложившимися причинами, которые привели к вытеснению мышьяковой бронзы из производства.

Такими причинами являются следующие:

  • выработка за многие века месторождений теннантита и других блёклых руд, богатых медью и мышьяком. Такие руды были наиболее удобны для выделки мышьяковой бронзы, так как залегали не очень глубоко, что делало процесс производства более дешёвым по сравнению с другими источниками меди и мышьяка;
  • высокая токсичность производства такой бронзы, вызванная наличием в месторождениях мышьяка, что с неизбежностью приводило к потере здоровья и дальнейшей способности трудиться у опытных металлургов и кузнецов;
  • непригодность металлургического брака и сломанных изделий из мышьяковой бронзы для дальнейшей переплавки на сортовой металл. В лучшем случае такие изделия шли на изготовление бижутерии или неответственных деталей.
Читайте так же:
Как снять кронштейн со стены

Пришедшие на смену мышьяковым бронзам сплавы меди и олова хоть и отличались большей дороговизной производства, но были экономически предпочтительны, так как развитие гужевого транспорта и налаживание вследствие этого торговых связей между городами и странами приводило к увеличению импорта немышьяковой бронзы.

Виды бронзы и характеристики

Виды бронзы и характеристики

Развитие же крупного промышленного производства вообще привело к тому, что оловянные бронзы стали чуть ли не самым массовым видом бронз. И лишь в последние сто лет этот вид стали вытеснять сплавы меди с заменителями олова, такие как алюминиевые, кремниевые и, особенно, бериллиевые бронзы.

Таким образом, существуют следующие виды:

  1. безоловянная. К ней относят бронзу, в которой вторыми компонентами являются алюминий, кремний, бериллий и другие металлы и неметаллы. Каждый из этих компонентов придаёт ей особые свойства. Например, алюминий наделяет сплав повышенными антифрикционными свойствами и высокой коррозионной устойчивостью, бериллий повышает прочность и твёрдость, а кремний и цинк улучшают её текучесть и устойчивость к истиранию;
  2. оловянная. Медно-оловянный сплав, в котором медь преобладает. Является одним из первых, освоенных человеком. Обладает высокой, по сравнению с чистой медью, твёрдостью и прочностью, а также более легкоплавка. В таких сплавах олово всегда является вторым по количеству после меди и основным легирующим компонентом.

Третьими же по количеству являются такие дополнительные компоненты, как мышьяк, цинк и свинец. Этот металл из-за очень низкой усадки в основном предназначается для литья, так как с трудом поддаётся обработке давлением, резанию и заточке. Даже склонность к ликвации и низкая текучесть не мешают использовать этот сплав для изготовления конфигурационно-сложных отливок, в том числе и в художественном литье.

Бронза с добавлением цинка носит название «адмиралтейской» и используется для изготовления деталей, имеющих частый или постоянный контакт с морской водой (судостроение). Такая особенность связана с тем, что цинк придаёт сплаву повышенную коррозионную стойкость в указанной среде.

Однако, для придания бронзе коррозионной стойкости в солёной морской воде её всё чаще обогащают алюминием и никелем. Такие сплавы, часто называемые «морскими», идут на изготовление элементов нефтяных платформ, работающих на морских и океанских шельфах.

Чтобы придать бронзе дополнительные характеристики, в неё легируют небольшие количества фосфора, серебра, цинка, мышьяка, марганца и других компонентов. Так, внесение небольшого количества серебра повышает электропроводность бронзы и делает её сравнимой с электропроводностью меди.

Области применения и маркировка

Области применения и маркировка бронзы

Существуют специальные таблицы, в которых приводятся маркировки и описания всех бронзовых сплавов, выпускаемых промышленностью. Однако, даже не обращаясь к подобным таблицам, можно определить тип и химический состав, если знать, как расшифровывается её маркировка.

По простой маркировке можно узнать их состав. Характерным её признаком в обозначении являются буквы «Бр», что означает «Бронза».

Далее за ними следуют буквы, обозначающие, помимо меди, наличие соответствующих компонентов. Эти буквенные обозначения, установленные нормативными документами, следующие: А — алюминий, Б — бериллий, К — кремний, Ж — железо, Н — никель, Мц — марганец, Мг — магний, С — свинец, О — олово, Т — титан, Ф — фосфор, Ц — цинк.

После буквенных обозначений через дефисы идут числа, обозначающие процентное содержание каждого компонента (после меди). А также применяются обозначения, в которых после каждой буквы указывается процентное содержание того или иного компонента. Чтобы узнать содержание меди, нужно из 100% вычесть процентное содержание всех компонентов.

Вот примеры маркировок и их расшифровок: БрО5Ц6С5 — бронзовый сплав, в котором содержание олова составляет 5%, цинка — 6%, свинца — 5%, меди — 84%; БрО3Ц8С4Н1 — содержание олова — 3%, цинка — 8%, свинца — 4%, никеля — 1%, меди — 84%; БрО10Ф1 — содержание олова — 10%, фосфора — 1%, меди — 89%; БрБ2 — содержание бериллия — 2%, меди — 98%; БрАЖМц10−3−1,5 — содержание алюминия — 10%, железа — 3%, марганца — 1,5%, меди — 85,5%; БрАЖН10−4−4 — содержание алюминия — 10%, железа — 4%, никеля — 4%, меди — 82%.

Благодаря своим разнообразным свойствам этот металл находит самое широкое применение в различных сферах. Из него изготавливают следующие изделия:

  • элементы декора (светильники, статуэтки, подсвечники, пепельницы, решётки, украшения перил и прочие);
  • различную фурнитуру (замки, ручки, накладные петли, краны, смесители и прочую сантехнику);
  • детали машин и механизмов (втулки, уплотнители, шестерни, подшипники, части аппаратуры, работающие под водой);
  • детали для высокоточной техники, навигационных приборов, схем автомобилей;
  • многочисленные фитинги (отводы, углы, переходники, муфты, тройники и прочее);
  • в незначительном количестве ювелирные украшения.

Бронза широко применяется в ракетной технике и машиностроении, авиации и судостроении. Из неё делают предметы высокохудожественного искусства для театров, залов и дворцов, отливают памятники и скульптуры.

Благодаря развитию металлургии, этот металл приобретает всё новые и необычные свойства, недоступные кузнецам и металлургам прошлого. Изобретённый древними, сплав продолжает исправно служить человечеству и прогрессу на протяжении многих и многих веков.

10 металлов, что имитируют серебро и золото: как не купить подделку

Вы нашли ювелирное изделие похожее на серебро и сомневаетесь. Отметки «серебряный никель» или «немецкое серебро» — это признаки благородного металла? Какое различие между нейзильбером, мельхиором и альпака? Чем отличаются медные сплавы и как имитировали золото? Некоторые изделия можно идентифицировать по внешним признакам, но для точного определения бижутерного сплава или металла нужен химический анализ. Вот краткий ликбез по металлам в декоративно-прикладном искусстве:

Читайте так же:
Диски для распиловки древесины

Медь — первый металл человечества

Медь первый металл для производства орудий после камня. По словам Плиния «Медь впервые добывалась на Кипре». Отсюда ее латинское название.

Розовато-золотистый, красно-коричневый мягкий металл. Вязкий и тягучий. Меняет форму под ударом и очень пластичная. Легко придать ей любую форму и рельеф. Можно выгибать самые сложные и причудливые орнаменты и прокатывать листы до 00.5 мм. Филигранный и чеканный материал. Легко спаивается, серебрится и золотится. На красной меди хорошо держится эмаль. Чистая медь не притягивается к магниту.

Как используют медь

На открытом воздухе медь окисляется и покрывается зеленым или черным цветом. Эта пленка из окислов защищает металл от дальнейшей коррозии. Поэтому изделия из чистой меди хорошо сохраняются без специальных покрытий. Чистую или красную медь применяют не редко, но чаще используют для сплавов. А еще для производства красного цветного стекла, эмали и смальты.

Бронза. Cамый древний сплав

Бронза — это сплав меди, цинка и олова. Древние люди научились выплавлять бронзу из медной и оловянной руды. Этот период сменил Медный век в истории человечества. Античные скульпторы отливали бронзовые статуи уже в 470 г. до н.э. В составе самых древних бронз 88% меди и 12% олова. Но позже стали добавлять цинк, улучшая свойства металла. Цвет бронзы изменяется от красного к желтому (90-85% меди) и от белого до серо-стального (50-35% меди).

Для чего нужна бронза

Долговечная и стойкая к морозу бронза — отличный материал для памятников и монументов. Она тверже меди. Для украшения театров и дворцов ее также использовали. Отливали люстры, канделябры, декоративные вазы. В XVIII в. появилась золоченая бронза.

Латунь — вечный металл

Латунь — сплав меди с цинком благородного желтого цвета. Впервые получена в Англии в 1781 г., хотя применялась еще в древнем Риме, где сплавляли медь с цинковой рудой.

Желтая медь

Латунь называют желтой медью. Она сравнительно легче меди. Со временем цвет золота меняется, приобретает патину и теряет блеск. Поэтому латунь больше подходит для интерьерных украшений. При этом она более прочная и износостойкая, чем медь. Твердая, тяжело гнется. Ее называют «вечным металлом».

Латунь долго сохраняет полированную поверхность. Может покрываться позолотой и быть тонирована в любые цвета.

Подделка золота

Механические свойства латуни Л68 и Л62 аналогичны золоту 583 пробы. Их используют как учебный материал для ювелиров. Однако, эта особенность латуни известна и мошенникам, которые изготавливают из нее поддельные «золотые» украшения.


Медный сплав томпак

Томпак (фр. tombac) — это медный сплав с малым содержанием цинка (3-20%). Томпак относят к латуням, иногда называют латунь томпаком и наоборот. Они похожи по составу и почти не отличаются внешне. Томпак, как и медь, легко обрабатывается и темнеет на воздухе. Хорошо покрывается эмалью или позолотой. Потому его применяли для изготовления посуды, значков, орденов и наград. Делали механизмы и цепочки для часов. Из-за красновато-желтого цвета использовали в бижутерии для имитации золота. Лучший пример изделия из томпака — старинные чешские броши с пиропами. В Европе томпак был впервые использован лондонским часовщиком Кристофером Пинчбеком.

Пинчбек — заменитель золота

В 1720 г. Кристофер Пинчбек (Christopher Pinchbeck, 1670-1732) изобрел сплав — дешевый заменитель золота из меди и цинка. Он назвал его своим именем.

Пинчбек обычно содержит медь и цинк. Ювелирный сплав хорош в работе и смотрится как золото, но легче его. Считается, что у изобретателя был секрет, который позволял изделиям не терять блеск. Семья Пинчбек производила из изобретенного сплава не только украшения и часы. В объявлениях были мечи, пинцет, табакерки, вилки, ложки, пуговицы, пряжки для ремней и многое другое. В 1720 г. Кристофер Пинчбек (Christopher Pinchbeck, 1670-1732) изобрел сплав — дешевый заменитель

Популярность пинчбека

Украшения из пинчбека стали популярными в XVIII в. Их покупали средние слои населения. Также сплав использовали для украшений в театральных постановках.

Богатые путники надевали изделия из пинчбека, чтобы защитить себя от грабежа на дорогах. Иногда украшения были копиями фамильных драгоценностей. Иногда выступали самостоятельными предметами и по виду ничем не уступали безумно дорогим. А не украсить себя в путешествиях знатным особам было неприлично.

В начале XIX в. украшения из пинчбека стали выдавать за золото. Именно тогда за ним закрепилась слава «поддельного золота».

В 1830-1840 годы пинчбек даже подделывали, но почти не использовали после 1854 г., когда сняли запрет на использование низкопробного золота. Позже методы нанесения золотого покрытия на базовые металлы вытеснили пинчбек окончательно.

Олово — самый чистый металл

Олово известно человеку с IV тысячелетия до н.э. Из него чеканили монеты и изготовляли сосуды. В древней Руси ажурным оловянным литьем украшали церкви, двери и иконостасы.

Олово серебристо-белого цвета, но темнее серебра. Это — самый чистый металл и он не ржавеет. Очень ценится посуда из олова — она никак не влияет на вкус и запах пищи. Мягкий, вязкий металл. Не окисляется на воздухе и очень медленно в воде.

Оловяная чума

Олово устойчиво к коррозии, но при сильном охлаждении теряет свои металлические свойства. На изделии появляются отдельные серые пятна. При дальнейшем охлаждении они распространяются по всей поверхности. Превращение олова в порошок называют «оловянная чума«. Остановить ее можно нагрев до +18 °C.

Под воздействием воздуха олово красиво выцветает. Этот бархатный оттенок высоко ценят коллекционеры. Олово нельзя мыть в посудомоечной машине и лучше полировать. Посуда для еды должна быть с маркировкой 95%. Но стоит учесть, что олово плавится при температуре 170-230 °C.

Читайте так же:
Листорез из подшипника своими руками

Применение олова

В настоящее время чистое олово не применяют. Его используют для сплавов с медью, свинцом. Также из олова получают «сусальное золото» в виде тончайших листиков или порошка. Это двусернистое олово, блестящая масса. Стойкая и похожая на золото по цвету. Долго сохраняет блеск на изделиях в интерьере и снаружи. (А. В, Флеров «Материаловедение и технология художественной обработки металлов.»)

Оловянный сплав пьютер

Пьютер (анг. “pewter”) начали использовать на Ближнем Востоке. Предметы из него обнаружили в египетской гробнице 1450 г. до н.э.

Пьютер и свинец

Пьютер – это сплав олова с медью, сурьмой, висмутом и реже свинцом. Они нужны для отвердения олова. Пьютер низкого качества имеет голубоватый оттенок из-за содержания свинца до 60%. Включение свинца запрещено из-за токсичности, но может присутствовать в антикварных изделиях. Например, сплав «английский пьютер» запретили в 1972 г. С конца 1950х стандарты качества пьютера предполагают наличие 90% олова.

Недостаток пьютера

Пьютер – сплав серебристо-серого цвета. Хорошо поддаётся полировке, напылению металлами. Используется для создания декоративной посуды и украшений, особенно фурнитуры. Недостаток пьютера – его хрупкость на излом. Если согнуть, то изделие треснет на месте сгиба. Пьютер также подвержен «оловянной чуме».


Серебро — любимый металл ювелиров

Серебро известно человеку с V в. до н.э., но «моложе» золота. Родиной серебра считают доисторическую Сардинию. В Ассирии и Вавилоне серебро было символом Луны и считалось священным. В Средние Века было популярно среди алхимиков.

Это драгоценный металл белого блестящего цвета. Встречается в природе в виде руды или самородном состоянии. Серебро тверже золота и мягче меди. Очень пластично и легко прокатывается в тончайшие листы и проволоку. Хорошо режется и полируется. Серебро не окисляется на воздухе и при нагреве. Но темнеет под воздействием серы или сероводорода, которые присутствуют в воздухе и теле человека. Чем выше проба серебра, тем меньше окисление. Во влажном климате или помещении металл темнеет быстрее.

Особенности серебра

Особое свойство серебра — звонкость. Чистота звона церковных колоколов и струн инструментов достигается добавлением серебра. Тончайший слой серебра наносится на поверхность зеркал. Это материал для ювелирных украшений, посуды и приборов. Для филигранного производства и эмалевых изделий. Также серебро может содержаться в золотых и платиновых сплавах, делая их светлее. Используется для спаивания медных и латунных изделий.

На серебро не действуют кипящие едкие щелочи. Оно растворяется в азотной и горячей серной кислоте.

Мельхиор и нейзильбер

Кто придумал мельхиор?

Мельхио́р (нем. Melchior, искажённое фр. Maillot-Chorier) — сплав меди с никелем, иногда с добавками железа и марганца. Получил своё название по именам французских изобретателей из Лиона Майо (Maillot) и Шорье (Chorier), которые создали его в 1819 г. Однако, наиболее древний сплав, имитирующий серебро это пактонг – белая китайская медь. В ее составе 40.4% меди, 25.4% цинка, 31.6% никеля и 2.6% железа. В древнем персидском сплаве было больше меди, а железо и кобальт составляли незначительную часть примесей. Из него чеканили монеты.

Разновидности мельхиора

Мельхиор стал популярен в ХIХ в. Он тверже серебра, серовато белого цвета. Легко чистится, полируется и не поддается коррозии. Сплав разнится по количеству в нем меди, цинка и никеля, иногда других примесей. Это зависит от производителя и назначения мельхиора. Например, мельхиор с примесью олова использовали для выделки ложек и вилок. Эти сплавы, кроме мельхиора, называли «новым серебром», аргентаном, немецким серебром, серебром для бедняков. Немцы использовали сплав для быта, украшений и чеканки монет.

Мельхиор в СССР

В Советском Союзе для художественной промышленности применяли два никелевых сплава: Мельхиор (НМ 81), содержащий 81% меди и 19% никеля. И нейзильбер (НМЦ 65-20), содержащий 65% меди, 20% цинка и 15% никеля. Оба сплава прочные, пластичные и стойкие к коррозии.

Нейзильбер — «новое серебро»

Клеймо МНЦ можно было встретить как на мельхиоре, так и на нейзильбере. Нейзильбер (нем. neusilber — «новое серебро») дешевле мельхиора. Схож с мельхиором внешне и по составу. Зачастую при его изготовлении не придерживаются точных пропорций.

Нейзильбер, как и мельхиор используют для украшений с филигранью и финифтью. В приборостроении, производстве технической посуды, медицинских инструментов, деталей часов. Сплав безопаснее красной меди и латуни в качестве посуды для еды. Нейзильбер прочнее серебра и надолго сохраняет белый цвет не темнея. Столовые приборы из нейзильбера обычно серебрят, чтобы убрать металлический привкус и сделать их гипоаллергенными.

Нейзильбер дает такую же черту, как сплавы, содержащие 75% серебра. Но если эту черту обработать каплей чистой азотной кислоты и к раствору прибавить каплю соляной кислоты, то жидкость остается прозрачной. А в случае присутствия серебра она дает беловатую муть или становится молочно-белой.

Часто продавцы винтажных украшений не делают различий между мельхиором и нейзильбером. Визуально их отличить сложно. Случается, что мельхиор переводят как german silver , а нейзильбер как argenton .

Альпака. Мексиканская замена серебра

Еще одной заменой серебра выступает альпака. Это сплав мексиканского или южноамериканского происхождения. Альпака также время от времени называют «новое серебро» и в сущности это и есть нейзильбер. В его составе 60% меди, 20% никеля, 20% цинка и 5% олова. Серебряный цвет альпака имеет слегка серый оттенок и лёгкий налёт. На украшениях из этого сплава встречается клеймо Alpaca или Alpacсa. Его иногда используют в качестве основного металла под серебряное покрытие или подделок винтажной бижутерии.

Для написания статьи использовались книги: «Материаловедение и технология художественной обработки металлов» Флеров А. В., Москва 1981 г. и «Камень, рождающий металл» Здорик Т. Б., Москва 1984 г.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector