Металлы

Золото и его сплавы

Самородок золота

Золото – металл желтого цвета, один из самых инертных металлов.

  • плотность 19,32 гр/см³;
  • температура плавления 1064°С,
  • температура кипения 2856°С;
  • твёрдость по Бринеллю 24,5 (по Моосу 2,5).

Золото – благородный металл, который не взаимодействует с кислотами, растворяется в «царской водке» (смесь концентрированных азотной и соляной кислот, в соотношении 1:3 по объёму). Золото не окисляется на воздухе, в пресной и морской воде. При попадании на поверхность йода появляются бурые пятна.

Золото хорошо полируется, имеет высокую отражательную способность и обладает высокой пластичностью – можно прокатать до толщины 0,0001 мм. При изготовлении ювелирных украшений из-за низкой твёрдости золото используется как правило в виде сплавов с другими металлами и очень редко в чистом виде.

В ювелирной промышленности чистое золото применяется в качестве гальванического покрытия. Сплавы золота легируют медью, серебром, никелем, палладием, цинком, в зависимости какие свойства сплава необходимо получить.

Легирующие металлы, а также различные примеси оказывают различное влияние на свойства золотого сплава:

  • серебро делает сплав более пластичным и ковким. Оно же меняет оттенок сплава, делая его светлее. Если добавить в лигатуру свыше 30% серебра, оттенок желтого сплава станет заметно светлее, а при росте количества серебра в лигатуре до 65% золото приобретает зеленоватый оттенок.
  • медь придаёт сплаву красноватый оттенок, сплав становится твёрже, но снижаются его антикоррозийные свойства. По мере увеличения процентного содержания меди (до 15%) сплав приобретает ярко-красный цвет. При большом содержании меди поверхность сплава со временем обычно темнеет.
  • палладий делает сплав более тугоплавким, содержания 16 % палладия достаточно для того, чтобы сплав золота приобрёл 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 на основе никеля, однако при этом оно имеет ряд преимуществ: обладает более высокой пластичностью, чем сплавы, легированные никелем, имеет лучший блеск; более белый цвет без явного жёлтого нацвета, более устойчив при нагреве.
  • никель повышает твердости и температуру плавления золотого сплава. Никель входит в состав менее благородного, чем с палладием, белого золота системы золото – медь – никель – цинк. Для придания сплаву белого цвета достаточно, как правило, содержания в сплаве от 10 до 14 % никеля, но при этом сплав имеет желтоватый оттенок и напоминает по цвету мельхиор. Максимум белой окраски достигается при 17 % никеля.
  • цинк имеет большое значение при изготовлении припоев. Небольшие добавки цинка значительно снижают температуру плавления сплава. Введение цинка в сплавы белого золота делая его технологичнее (снижает температуру плавления, уменьшает твёрдость). Чистое золото уже с 5 % цинка образует хрупкое соединение, которое, однако, не образуется в тройном сплаве из-за растворимости цинка в меди. Добавка нескольких десятых процента цинка в расплав, системы Au-Ag-Сu, перед разливкой оказывает раскисляющее действие и повышает жидкотекучесть сплава. Благодаря добавкам цинка сплавы золота красноватого цвета приобретают желтоватый оттенок.
  • кадмий делает сплав более легкоплавким. Он же даёт сплаву зеленоватый тон. Благодаря добавкам кадмия в сплавы Au-Ag зеленоватый оттенок становится более интенсивным. Кадмий ещё более, чем цинк, понижает температуру плавления сплавов. Одновременное введение цинка и кадмия более существенно понижает температуру плавления тройной системы, чем введение их по отдельности. Цинк и кадмий – важнейшие присадочные материалы, используемые для изготовления припоев благородных металлов. Следует отметить, что при введении в сплавы золота более 4 % цинка и 20 % кадмия, при открытой плавке и разливке на воздухе, сплавы образуют окислы, которые прочной пленкой покрывают слиток и при деформации приводят к растрескиваниям.
  • платина интенсивнее других лигатура обесцвечивает золото и увеличивает его упругость и температуру плавления. Жёлтый цвет золотого сплава теряется уже при содержании в нём около 8% платины.
  • алюминий действует и как легирующий элемент, и как раскислитель (очищает металл от газов и закиси меди). Поскольку в результате раскисления в расплаве остается окись алюминия Al2Og, поверхность сплава ухудшается уже при содержании 0,01% Al, а при 0,05% Al прокат имеет значительные дефекты поверхности.
  • олово воздействует на механические свойства так же, как и алюминий, и тоже ухудшает качество поверхности металла. Установленный предел содержания в сплавах – 0,005 % по массе;
  • железо является нежелательной примесью. Попавшие в сплав золота железные и стальные частицы, из-за высокой температуры плавления и легкой окисляемости, присутствуют в нем в виде инородных включений. Эти включения не оказывают какого-либо влияния на свойства сплава при обработке давлением, но значительно ухудшают обрабатываемость металла резанием и при доводочных операциях. Содержание железа в золотых сплавах, применяемых в ювелирной промышленности, не должно превышать 0,18%.

В России для ювелирных изделий из золота предусмотрены ГОСТом 30649-99 следующие пробы: 999, 958, 750, 585, 500, 375.

  • 999 проба. Чистое золото используется для гальванических покрытий – золочения.
  • 958 проба. Содержит до 96, 3% чистого золота. В качестве легирующих компонентов включает серебро и медь. Сплав устойчив к воздействию внешней среды, хорошо сохраняет полировку, но очень мягкий, поэтому редко используется при изготовлении ювелирных украшений. Обладает максимально насыщенным ярко-жёлтым цветом.
  • 750 проба. Основные компоненты: золото (75 %), серебро, платина, медь, палладий, никель. Сплавы 750 пробы имеют отличные механические свойства, они прочные, ковкие, хорошо полируются и со временем не окисляются в нормальных условиях, поэтому изделия из 750 пробы долговечны и обладают красивым блеском. Цветовая гамма сплавов 750 пробы варьируется от ярко-жёлтого розового, красного, белого, и до зелёного. Как правило сплав 750 пробы применяется для изготовления ювелирных украшений с драгоценными камнями.
  • 585 проба. Основные компоненты: золото (58,5%), серебро, медь, палладий, никель. Сплавы 585 пробы имеют хорошие механические свойства, они достаточно твердые и прочные, менее ковкие чем сплавы 750 пробы, они практически не тускнеют, потускнеть могут сплавы с большим содержанием меди в лигатуре (например, сплав ЗлСрМ 585-80). Сплавы 585 пробы могут быть различных цветов – от желтого, розового, красного, белого, и до зеленого различных оттенков, но при этом сплав жёлтого цвета не имеет такой насыщенности цвета как жёлтый сплав 750 пробы. Сплав 585 пробы является самым популярным сплавом золота при изготовлении ювелирных украшений. Он широко применяется для изготовления различных ювелирных украшений с различными ювелирными вставками, как натуральными, так и синтетическими.
  • 500 проба. Основные компоненты – золота (50 %), серебро и медь. Цвет сплава зависит от содержания серебра. Отрицательные свойства 500 пробы – это низкие литейные свойства. Также 500 пробу золота называют «дополнительной» – в пробирном надзоре её ставят на изделия в том случаи, когда ювелир «не попал» в 585 пробу (содержание золота в славе оказалось ниже 58%).
  • 375 проба. Основные компоненты – серебро и медь, золото (38 %). 375 сплав обычно называют золотосодержащим сплавом серебра и меди. Он тускнеет на воздухе из-за образования сульфида серебра. Золото 375 пробы имеет цветовую гамму от жёлтого до красного цвета. сплав 375 пробы редко применяется в ювелирном производстве, этот сплав используют как правило с искусственными вставками.
Разнообразие цветов золотых сплавов в зависимости от лигатуры

Каждый сплав имеет свою маркировку, по которой можно определить содержащиеся в нём компоненты. Для маркировки компонентов сплавов золота введены буквенные обозначения: Зл – золото, Ср – серебро, М – медь, Пд – палладий, Пл – платина, Н – никель, Кд – кадмий, Ц – цинк. Содержание компонентов определяется цифровым шифром. Наименование марок сплавов состоит из букв, обозначающие компоненты сплава, и следующих за ними цифр. Цифры, стоящие после букв, указывают номинальное содержание компонента сплава в тысячных долях (пробах), если компонент – благородный металл, и в процентах, если компонент – неблагородный металл.

В марках золотомедных сплавов цифровой шифр указывается только для золота. Например, марка золота ЗлМ585 означает двухкомпонентный сплав с содержанием золота 58,5 % (585 проба), остальное медь.

В марках золотосеребряных сплавов цифровой шифр указывается и для золота, и для серебра. Например, марка золота 750 пробы ЗлСр750-250 означает двухкомпонентный золотосеребряный сплав с содержанием золота 750 долей из 1000 в сплаве (75 %) и содержание серебра 250 долей, (25 %).

В сплавах золота с содержанием серебра и меди цифровой шифр ставится только для золота и серебра. Например, марка ЗлСрМ585-80 означает трехкомпонентный золотой сплав 585 пробы, в котором присутствует кроме золота (58,5%), 8% серебра, остальное (33,5 %) медь. Последний компонент в наименовании марки цифрой не обозначается, если он неблагородный.

В сплавах золота с содержанием платины, палладия и никеля цифровой шифр указывает на процентное содержание каждого компонента, кроме золота. Например, марка ЗлМНЦ12,5-10-2,5 означает золотой сплав 750 пробы, в котором меди 12,5 %, никеля 10 % и цинка 2,5 %. В настоявшие время существует большое количество сплавов золота, которые в зависимости от состава обладают различными свойствами, необходимыми для той или иной операции, при изготовлении ювелирных украшений.

Актуальные темы

Металлы