TECHNOLOGIA MATERIAŁÓW I NARZĘDZIA – cz. 2

Stopy metali szlachetnych

Stopami metali szlachetnych nazywamy takie, w których głównym składnikiem jest jeden z metali szlachetnych, np. złoto, platyna i inne. Jeśli stop zawiera najwięcej złota, wtedy mówimy, że jest to stop złota, choćby w skład jego wchodziły też inne metale szlachetne. Wszystkie pozostałe składniki oprócz głównego noszą w złotnictwie nazwę ligatury lub ligury.

Stopy złota

W stopach złota najczęściej stosuje się miedź i srebro. Jako składniki często też występują nikiel, platyna, pallad, mangan i cynk, w rzadkich zaś przypadkach kadm, kobalt i beryl. Z miedzią, srebrem, palladem, niklem i platyną tworzy złoto stałe roztwory ciągłe. Stopy złota mają zastosowanie przede wszystkim do wyrobu monet i biżuterii. Spoiwa do lutowania wyrobów złotych wyrabia się ze stopów złota z miedzią, srebrem i cynkiem lub miedzią, srebrem i kadmem.

Powstające w stopach z miedzią nadstruktury są bardzo kruche i twarde. Dotyczy to zwłaszcza nadstruktury AuGu. Toteż jeśli stop o składzie zbliżonym do AuCu ma być poddany obróbce plastycznej, należy go bardzo szybko chłodzić, np. w zimnej wodzie. Dodatek srebra do złota zmienia jego zabarwienie od żółtego przez zielonożółte do białego, a dodatek miedzi od żółtego przez czerwono-żółte do czerwonego. Zabarwienie jest zależne od stanu, w jakim stop się znajduje. Przeróbka plastyczna na zimno powoduje przesunięcie zabarwienia w kierunku żółtym. Podczas ogrzewania w temperaturze 200°C zabarwienie znika.

Jednoczesny dodatek srebra i miedzi powoduje duży wzrost twardości i wytrzymałości. Największe wartości tych cech posiada stop o składzie 52% złota, 26% miedzi i 22% srebra. Wytrzymałość jego na rozciąganie wynosi 60 KG/mm2, a twardość 40-150 KG/mm2. Niewielki dodatek cynku i kadmu obniża znacznie temperaturę topnienia stopu i bardzo silnie zmienia jego barwę. Dzięki dużej skali zabarwienia stopy takie są stosowane często do lutowania, gdyż można dobrać przez niewielką zmianę ich składu odpowiednią barwę.

Stopy złota z niklem lub palladem znane są pod nazwą białego złota ze względu na białą barwę, zbliżoną do barwy platyny. Zwykle zawierają one dodatkowo cynk, który obniża temperaturę topnienia i poprawia lejność. Są one stosowane w jubilerstwie, mają bowiem dobrą wytrzymałość i dają się ulepszać drogą obróbki cieplnej i plastycznej. W jubilerstwie używa się zwykle białego złota niklowego. Stopów białego złota znanych jest obecnie bardzo wiele. Posiadają one różną zawartość złota.

Stopy srebra

Głównym składnikiem stopów srebra jest miedź. Często stosowane są stopy srebra z cynkiem, kadmem, niklem, manganem i palladem, rzadziej z antymonem, cyną, chromem, magnezem i aluminium. Szkodliwymi domieszkami są siarka, arsen i bizmut, gdyż nie rozpuszczają się w srebrze i czynią stop kruchym. Miedź tworzy ze srebrem stałe roztwory graniczne, przy czym wzajemna rozpuszczalność maleje w miarę spadku temperatury. Można więc stopy srebra z miedzią ulepszać cieplnie – przesycać lub hartować. Wyżarzanie konieczne przy tym zabiegu przeprowadza się w temperaturze 750°C.

Większa zawartość miedzi podnosi wprawdzie wytrzymałość stopu, lecz nadaje brzydkie złotawe zabarwienie. Celem jego usunięcia wyroby ze stopów o niższej zawartości srebra poddaje się wytrawieniu w kwasie siarkowym o niewysokim stężeniu. Powoduje to usunięcia z powierzchni atomów miedzi, dzięki czemu przedmiot uzyskuje piękną srebrzystą barwę.

Stopy srebra z cynkiem można utwardzać drogą przesycenia podobnie jak stopy srebra z miedzią. Stosuje się je w przemyśle głównie do lutowania. Skład chemiczny i postać, w jakiej są dostarczane srebrne spoiwa do lutowania, określa norma PN/M-69411. Srebro w stanie ciekłym pochłania bardzo dużo tlenu (lOO gram srebra wchłania przeszło 200 cm3 tlenu), a podczas krzepnięcia g wydziela go z powrotem. Uniemożliwia to wykonywanie odlewów z czystego srebra, gdyż na jego powierzchni tworzą się kratery po uchodzącym tlenie. Stopiona ze srebrem miedź odciąga ze srebra tlen, tworząc tlenek miedzi, którego powstaje tym więcej, im dłużej trwa proces topienia. Tlenek ten jest szkodliwy, gdy stop jest twardy i kruchy. Jeśli stapianie odbywa się zbyt długo, wewnątrz stopu występują pustki wypełnione tlenem lub wydziela się tlenek miedzi w postaci pasów bądź siatki. Przy walcowaniu i żarzeniu nie wolno dopuścić do zbytniego stwardnienia blachy, należy więc w porę ją żarzyć.

Stopy platyny

Stopy platyny wykonuje się prawie wyłącznie z metalami szlachetnymi oraz miedzią i niklem. Stopy te zazwyczaj mają nie tylko lepsze własności mechaniczne, lecz również większą odporność chemiczną. Wszystkie platynowce (osm, ruten, iryd, rod, pallad) podnoszą twardość platyny, przy czym osm w największym stopniu. Stop platyny z irydem ze względu na wysoką twardość (HB – 265 KG/mm2) przy zawartości 40% irydu znajduje często zastosowanie w przemyśle jubilerskim i innych.

Odpadki platyny bardzo trudno dają się przerobić na materiał zdolny do dalszej przeróbki. Wymaga to długotrwałego topnienia w wysokiej temperaturze, w wyniku czego zanieczyszczenia utleniają się i wypływają na wierzch. Można je także usunąć przez wrzucenie drobnych kawałeczków azbestu, do których przywrą i po ostygnięciu razem z nimi odpadną.

Stopy palladu

Pallad tworzy liczne stopy z innymi metalami szlachetnymi, półszlachetnymi, jak miedź, nikiel, kobalt.

Najczęściej stosowanymi stopami palladu są połączenia ze srebrem bądź z miedzią lub jednocześnie ze srebrem i miedzią. Stopy te odznaczają się bardzo dużą odpornością na korozję i stosunkowo niską temperaturę topnienia. Dodanie do nich nieznacznych ilości kadmu i cynku jeszcze bardziej obniża temperaturę topnienia. Znalazły one szerokie zastosowanie w jubilerstwie. Odznaczają się ładną srebrnobiałą barwą.

Autor: Beata

Staram się przekazywać ciekawe ale także ważne informacje szczególnie ze świata mody, lifestylu i życia gwiazd.

Podziel się tym artykułem na

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.