83047

Золото и его сплавы

Реферат

Производство и промышленные технологии

Примерно два с половиной тысячелетия назад появились первые золотые монеты. Родиной их стала Лидия – могущественное рабовладельческое государство, располагавшееся в западной части Малой Азии. Лидия вела обширную торговлю с Грецией и своими восточными соседями.

Русский

2015-03-06

42.72 KB

9 чел.

Золото и его сплавы

Введение

Золото. История золота.

История золота – это история цивилизации. Первые крупицы этого металла попали в руки людей несколько тысячелетий назад, и тогда же он был возведен человеком в ранг драгоценного.

Самой богатой страной древнего мира считался Египет. Не случайно при раскопках захоронений египетской знати археологи находят много украшений и других золотых предметов.

Примерно два с половиной тысячелетия назад появились первые золотые монеты. Родиной их стала Лидия – могущественное рабовладельческое государство, располагавшееся в западной части Малой Азии. Лидия вела обширную торговлю с Грецией и своими восточными соседями. Для удобства расчетов при торговых сделках лидийцы ввели в обращение золотую чеканную монету – статер.

После завоевания Лидии персидским царем Киром золотые монеты начали чеканить и в других странах Ближнего и Среднего Востока.

Первые русские золотые монеты - гривенники и пятаки - появились в начале XVII века, выпущенные в обращение Василием Шуйским.

При императрице Елизавете Петровне появилась крупная золотая монета достоинством в 10 рублей, получившая название “империал”.

Свойства золота

Золото – один из самых тяжелых металлов.

Чистое золото - очень мягкий и пластичный металл. Кусочек его со спичечную головку можно вытянуть в проволоку длиной в несколько километров или раскатать в прозрачный голубовато-зеленый лист площадью 50 м2.

Если царапнуть ногтем по чистому золоту, на нем останется след. Поэтому золото, идущее на ювелирные украшения, обычно содержит лигатуры – добавки меди, серебра, никеля, кадмия, палладия и других металлов, придающих золоту прочность.

Одно из самых важных свойств золота – его исключительно высокая химическая стойкость. На него не действуют кислоты и щелочи. Лишь “царская водка” (смесь азотной и соляной кислот) способна растворить золото:

Применение

В настоящее время сравнительно большая доля добываемого золота идет на изготовление ювелирных изделий, украшений, сувениров и зубных протезов, спрос на которые продиктован прежде всего модой и ценой на золото.

Использование золота в таких отраслях промышленности, как электроника, связь, космическая техника, химия меньше зависит от колебаний цен на золото.

Несомненно, что если бы не специфические монетарные функции золота, этот металл гораздо более широко применялся бы в технике уже в настоящее время.

СВОЙСТВА ЗОЛОТА

Атомарный номер золота 79, атомная масса 196,9665, атомный объем 10,2 см3/моль. Природное золото в нормальных условиях инертно по отношению к большинству органических и неорганических веществ.

Золото имеет гранецентрированную кубическую решетку (ГЦК) с периодом 0,407855 нм при 25ºС и не претерпевает аллотропических превращений. Плотность при комнатной температуре 19,299 г/см3, температура плавления по новейшим данным 1046,49ºС.

Теплопроводность золота при 20ºС составляет 0,743 кал/(см∙сºС) и мало изменяется с повышением температуры.

Как благородный металл, золото химически мало активно. На воздухе оно не претерпевает изменений. Золото не растворяется ни в щелочах, ни в большинстве минеральных (серной, соляной, азотной, плавиковой), за исключением горячей селеновой кислоты H2SeO4. Золото также растворяется в смесях минеральных кислот: серной с азотной, марганцевой с серной, соляной с азотной (царской водке) и растворе хлорида натрия в азотной кислоте; в водных растворах цианидов щелочных металлов.

С сухими галогенидами при обычных условиях не реагирует. С кислородом, водородом, азотом и углеродом не соединяется вплоть до температуры плавления. Соединения золота химически неустойчивы и большинство из них разлагается при нагревании, а некоторые – на свету. Золото склонно к образованию комплексных соединений. В соединениях валентность Au равна единице или трем.

Известны следующие соединения золота: Au2O – монооксид (закись) золота, фиолетовый порошок, образующийся при нагревании гидрата закиси AuOH; Au2O3 – оксид (окись) золота, черно-бурый порошок, получается при осторожном обезвоживании при нагревании гидрооксида Au(OH)3. При действии газообразного хлора на порошкообразное золото при температурах 140-150ºС образуется желто-бурое хлорное золото, растворимое в воде и спирте.

В водном растворе цианистых натрия и калия при доступе воздуха золото растворяется с образованием комплексного соединения:

4Au+8NaCN+H2O+O2=4NaAu(CN)2 +4 NaOH.

На этом основан один из важнейших промышленных способов извлечения золота из руд.

ПРОИЗВОДСТВО ЗОЛОТА

1 Получение золота из руды

Извлечение золота из руд и песков россыпных месторождений производится гравитационным и флотационным обогащением. В случае добычи из руд их предварительно подвергают дроблению и измельчению. Золото из измельченного материала извлекают либо непосредственно, либо после его обогащения.

Одним из методов химического извлечения золота является амальгамация, известная с начала промышленной добычи драгметаллов, но в настоящее время практически не используемая по данному способу измельченную руду обрабатывают ртутью, которая избирательно смачивает золото, образуя амальгаму, или же извлекают золото вследствие только поверхностного амальгамирования его частичек. Амальгамацию иногда совмещают с измельчением. Очищенную и промытую амальгаму отжимают для удаления избытка ртути; ее жидкую часть возвращают на извлечение Au, а отжатую подвергают отпарке – отгонке ртути путем нагревания. В результате получают черновое золото, которое отправляют на переплавку.

Наиболее широко распространенным способом извлечения золота является растворение его в водном растворе цианида натрия или калия (после механического извлечения крупных частиц) в присутствии кислорода. Поскольку извлечение золота резко возрастает при повышении концентрации растворенного кислорода, чаще используют чистый кислород, а не воздух. Получающийся комплекс затем разлагают цинковой пылью или стружкой согласно реакции:

2NaAu(CN)2 + Zn = NaZn(CN)4 + Au↓.

Образовавшийся шлам золота в смеси с избытком цинковой пыли обрабатывают затем серной кислотой, промывают, отфильтровывают и плавят с добавкой флюсов. Полученное таким образом золото содержит много примесей, для очистки от которых его подвергают аффинажу.

Извлечение золота из песков россыпных месторождений сводится к предварительному разрыхлению с последующей промывкой на шлюзе, представляющем собой наклонный желоб, покрытый деревянными трафаретами, на которых задерживаются частички золота при промывке водой золотоносных песков.

Более совершенными методами являются: отсадка, производимая с помощью отсадочных машин, и добыча при помощи драг - сложных агрегатов, в которых совмещается добыча и извлечение золота.

Золото в настоящее время добывают с помощью драг, достигающих высоты четырехэтажного дома, оснащенных автоматическими устройствами, приборами дистанционного управления, промышленными телевизионными установками. Мощная драга, которую обслуживают всего несколько операторов, заменяет труд 12 тысяч старателей.

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ДОБАВОК И ПРИМЕСЕЙ НА СВОЙСТВА СПЛАВОВ ЗОЛОТА

МЕТАЛЛЫ

Помимо основных сплавов золота, описанных выше, важнейшими являются также припои и сплавы белого золота. Для того чтобы правильно ориентироваться в возможностях сплавления, необходимо знать взаимодействие золота и его основных легирующих элементов – серебра и меди с другими присадочными металлами. Кроме того, необходимо знать, с какими недостатками можно встретиться, если содержание присадочного металла в сплаве перейдет допустимые пределы.

Никель. Золото и никель обладают неограниченной растворимостью в жидком, а при высоких температурах и в твердом состояниях. Сплавы системы золото-никель имеют гранецентрированную кристаллическую решетку. Между 15 и 20% по массе сплава (ат. доля 37-46%) при 950ºС на диаграмме имеется минимум, обусловленный пересечением линий ликвидус и солидус.

При охлаждении сплавов ниже 820ºС происходит распад гомогенного твердого раствора на смесь твердых растворов на основе золота и никеля. Легирование золота никелем, также как и легирование никеля золотом, сопровождается повышением твердости легируемого металла. Никель хорошо растворяется в меди, а в серебре он практически не растворим. Никель входит в состав менее благородного, чем с палладием, белого золота системы золото-медь-никель-цинк. Для придания сплаву белой окраски достаточно содержания в сплаве от 10 до 14% Ni. Максимум белой окраски достигается при 17% никеля, поэтому его добавляют в сплавы золота 585 пробы для получения более дешевого неблагородного белого золота.

Из-за различного отношения легирующих металлов сплава к никелю возникают значительные трудности при обработке этих сплавов, которые устраняются добавками других металлов, например, цинка.

В общем можно сказать, что неблагородное белое золото имеет следующие основные недостатки:

твердость и прочность сплавов настолько велики, что обработка их вызывает значительные трудности;

при отжиге сплав легко окисляется и поэтому должен покрываться, например, борной кислотой;

нельзя производить переплав отходов своими силами,их необходимо сдавать в специализированный плавильный цех.

Палладий. Золото и палладий обладают неограниченной растворимостью, как в жидком, так и в твердом состоянии.

Содержания 16% Pdдостаточно для того, чтобы сплав золота приобрел приятный белый цвет.белое золото с добавками палладия превосходит по свойствам сплавы золота с никелем и является более благородным. Белое золото на основе палладия дороже, чем на основе никеля, но имеет ряд преимуществ: обладает более высокой пластичностью, чем сплавы, легированные никелем; имеет лучший блеск; белый цвет более устойчив при нагреве.

Кобальт. В отличие от железа и никеля предельная растворимость кобальта в золоте невелика и составляет лишь 23,5% при эвтектической температуре 996ºС, сильно понижаясь до <0,2% при температуре, близкой к комнатной. Максимальная растворимость золота в кобальте достигает 2,5%, при эвтектической температуре она составляет 1,9%, при 400ºС – 1,1%.

Низкая растворимость указывает на возможность использовать кобальт для упрочнения золота. С этой целью его вводят в состав золотых электролитов для получения твердых покрытий.

Индий. Впервые сведения о диаграмме состояния системы Au-In содержались в работе О.Кубашевского. Он указывал на образование пяти соединений: AuIn2, AuIn, Au7In3, Au3In, Au4In. Впоследствии появились данные о существовании соединения Au3In, которое образуется в результате перитектической реакции при 400ºС. Предельная растворимость индия в золоте в твердом состоянии составляет 9%.

Эвтектический сплав Au-In используют в качестве припоя для низкотемпературной пайки элементов электронного оборудования.

Цинк. Растворимость цинка в металлах тройной системы составляет: в золоте до 4%, в серебре до 20%, в меди до 40%. Чистое золото образует уже с 5% Zn хрупкое соединение Au3Zn, которое не образуется в тройном сплаве из-за растворимости цинка в меди. Добавка нескольких десятых процента цинка в расплав системы Au-Ag-Cu перед разливкой оказывает раскисляющее действие и повышает жидкотекучесть сплава. Благодаря добавкам цинка к сплавам золота красноватого цвета последние приобретают желтоватый цвет.

У сплавов золота 333 пробы определенная добавка цинка значительно повышает их устойчивость против серы и сернистых соединений.

Цинк имеет большое значение при изготовлении припоев. Небольшие добавки цинка значительно сужают область плавления тройного сплава. Введение цинка в сплавы белого золота системы Au-Cu-Ni делает их технологичнее, снижает температуру плавления, уменьшает твердость.

Кадмий. Золото растворяет в себе в твердом состоянии до 20% кадмия, серебро – свыше 30%, медь – практически не растворяет кадмий. Благодаря добавкам кадмия сплавы Au-Ag зеленого цвета приобретают более интенсивную окраску. Кадмий еще более, чем цинк, понижает область плавления тройной системы. Совместное введение цинка и кадмия более существенно понижает температуру плавления тройной системы, чем при вводе их порознь.

Цинк и кадмий. – важнейшие присадочные материалы для изготовления припоев благородных металлов.

Следует отметить, что при введении в сплавы золота более 4% Zn и 20%Cd при открытой плавке и разливке на воздухе они образуют окислы, которые прочной пленкой покрывают слиток и при деформации приводят к шиферному излому.

Алюминий. Пластичность и склонность к потускнению сплавов золота увеличивается из-за присутствия в сплаве незначительного количества алюминия. Однако, как только количество алюминия превысит растворимость его в серебре и меди, образуется фиолетовое хрупкое соединение Au4Al – “аметистовое золото”. Алюминий действует и как легирующий элемент (растворяется в сплаве), и как раскислитель (очищает металл от газов и закиси меди). Поскольку в результате раскисления в расплаве остается окись алюминия Al2O3, поверхность металла ухудшается уже при 0,01% Al, а при 0,05% Al прокат имеет значительные дефекты поверхности. Предельно допустимое содержание алюминия в сплаве ЗлСрМ583-80 равно 0,005% по массе, что соответствует максимальному фактическому содержанию алюминия в металле централизованной поставки.

Быстрый поиск по Банку Рефератов:   | Описание работы | Похожие работы

Олово. Воздействует на механические свойства в том же направлении, что и алюминий, и тоже ухудшает качество поверхности металла. Установленный предел содержания в сплавах – 0,005% по массе.

Сплавы Au-Ag-Cu могут растворить в себе без заметного вреда дро 4% олова. Хрупкость сплавов золота из-за загрязнения их оловянными припоями возникает вследствие присутствия в припое свинца, а не олова. Если количество олова в сплаве превысит 4%, то образуется окись олова, которая при затвердевании располагается по границам зерен и делает сплав хрупким.

Свинец. Несколько десятых долей процента свинца достаточно для того,чтобы образовалось хрупкое соединение Au2Pb. Оно располагается по границам зерен и,так как это соединение плавится при 418ºС, то сплав не поддается обработке давлением. Свинец может попасть в сплав из свинцовистых припоев или из подкладок при выколотке рельефа.

Железо. Из-за высокой температуры плавления и легкой окисляемости железные и стальные частицы, попавшие в сплав золота, присутствуют в нем в виде инородных включений. Эти включения не оказывают какого-либо влияния на свойства сплава при обработке давлением, но значительно ухудшают обрабатываемость металла резанием и при доводочных операциях.

Согласно ГОСТ 6585-72, содержание железа в золотых сплавах, применяемых в ювелирной промышленности, не должно превышать 0,18%.

НЕМЕТАЛЛЫ.

Кремний, мышьяк, свинец, висмут образуют с золотом хрупкие интерметаллические соединения, которые выделяются в виде эвтектики по границам зерен. Эти твердые выделения настолько снижают пластичность сплава, что уже нескольких сотых процента достаточно для того, чтобы сплав стал хладноломким.

Кремний. Он может попасть в расплав из материала тигля, содержащего кварц. С золотом кремний образует эвтектику, которая плавится при температуре 370ºС. При этом обрабатываемость сплава в целом ставится под угрозу.

Сурьма. Золото создает с сурьмой только одно химическое соединение AuSb2 (55,26% Sb), образующееся по перетектической реакции при 460ºС и вступающее в эвтектическую реакцию с золотом при 380ºС. В эвтектике содержится 25% Sb.

Присутствие небольших количеств сурьмы и висмута в сплавах золота, применяемых для изготовления ювелирных изделий, согласно ГОСТ 6825-72, не должно превышать 0,005%.

Сера. Попадает в сплавы золота при плавке и отжиге под слоем древесного угля, содержащего серу, загрязненного сернистыми соединениями городского газа, а также при пайке изделий в гипсовых формах. Остатки серной кислоты после травления при отжиге и пайке, разлагаясь, тоже приводят к загрязнению сплава серой.

С золотом сера не вступает во взаимодействие, однако она активно реагирует с легирующими металлами – серебром и медью, с никелем и металлами платиновой группы. Хрупкие соединения Ni3S2 образуют с никелем эвтектику, которая плавится при температуре 645ºС, и для образования которой достаточно всего 0,05% серы.

Во избежание попадания в сплав белого золота серы в процессе плавки ее проводят не в графитовых тиглях, а в корундовых.

В сплаве ЗлСрМ 583-80 содержание серы необходимо ограничить 0,005% по массе.

Фосфор. Применяется в виде фосфористой меди для раскисления металла при выплавке сплавов золота.Как и кремний, фосфор растворяется только в меди, практически не растворяясь ни в золоте, ни в серебре. Не реагируя с золотом, с легирующими компонентами, фосфор образует хрупкие соединения: Ag2P, Cu3P, Ni3P, которые образуют легкоплавкие эвтектики с Ag, Cu, Ni.

Действуя как раскислитель, фосфор повышает пластичность сплавов золота. Избыточный фосфор, располагаясь по границам зерен в виде фосфидной эвтектики, приводит к разрушению металла при нагреве выше температуры ее плавления (например, при нагреве под пайку до температур порядка 800ºС). В сплаве ЗлСрМ 583-80 при содержании фосфора до 0,03% по массе сохраняется хорошая поверхность проката, но по границам зерен появляются выделения эвтектики. В связи с этим рекомендуется ограничить в сплаве ЗлСрМ 583-80 массовую долю фосфора 0,01%.

При исследовании на красноломкость сплавов ЗлСрМ 750 пробы централизованной поставки установлено, что склонность к растрескиванию при нагреве проявляют полуфабрикаты, содержащие более 0,001% P и имеющие величину зерна более 0,03 мм.

СИСТЕМЫ СПЛАВОВ ЗОЛОТА

В ювелирной промышленности для изготовления золотых изделий используют в большинстве случаев сплавы системы золото-серебро-медь, которые могут содержать добавки никеля, палладия, цинка, индия, кобальта, кадмия, бора.

Соотношение серебра и меди определяет цветовые оттенки сплавов и их механические свойства.

Быстрый поиск по Банку Рефератов:   | Описание работы | Похожие работы

Смотрите также: Платина (Реферат, 2004) и Металлургия цветных металлов (Курсовая, 2001)

В обозначении марок сплавов золота буквы означают: Зл – золото, Ср – серебро, Пл. – платина, М – медь, Н – никель, Ц – цинк, Пд – палладий, Рд – родий, И – иридий, Кд – кадмий.

Цифры в марках сплавов обозначают: в золотых, золото-серебряных, золото-серебряно-медных, золото-медных сплавах – массовую долю золота и серебра в тысячных долях (пробах); в марках золото-никелевых, золото-платиновых, золото-палладиевых, золото-медно-никелево-цинковых сплавах – массовую долю второго, третьего и четвертого компонентов.

Механические свойства сплавов существенно зависят от их составов и режимов термической обработки. Чем меньше в сплаве серебра, тем эффективнее можно упрочнять сплав в результате фазовых превращений, поскольку соотношение золота и меди в нем все еще мало отклоняется от стехиометрического состава CuAu.

Составы сплавов различных систем приведены в таблицах 1-9.

ТРОЙНАЯ СИСТЕМА Au – Ag – Cu

Диаграмма состояния. Если диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов изображаются на плоскости, то процессы, происходящие в трехкомпонентном сплаве, описываются пространственной диаграммой, которая представляет собой трехгранную призму (рис 1). В основании призмы лежит треугольник, углы которого соответствуют чистым металлам, а стороны – двойным системам (Au-Ag, Au-Cu, Ag-Cu). Из кривых ликвидуса образуется поверхность ликвидуса. Выше этой поверхности все сплавы находятся в жидком состоянии. Кривые солидуса образуют поверхность солидуса. Между этими поверхностями металл находится в “тестообразном” состоянии, т.е. сосуществует расплав и твердые кристаллы.

Концентрационные треугольники и вертикальные разрезы. На практике такие объемные диаграммы не используются. Наиболее приемлемой формой диаграмм тройной системы являются концентрационные треугольники поверхностей ликвидуса и солидуса.

Если через определенный температурный интервал провести горизонтальные плоскости через поверхность ликвидуса и спроектировать линии пересечения на основание диаграммы, то получим концентрационный треугольник поверхности ликвидуса (рис 2). Аналогично строится концентрационный треугольник поверхности солидуса (рис 3). Линии пересечения плоскостей называются изотермами, так как горизонтальная плоскость отвечает по диаграмме одной определенной температуре. Содержание чистого металла в сплаве определяется линией параллельной стороне треугольника, лежащей против соответствующего угла. Из цифр на сторонах треугольника определяется количественное значение компонента.

В качестве примера возьмем несколько точек ( A, B, C) на треугольнике изотерм ликвидуса (рис 2).

Эти точки отвечают следующим составам сплавов:

A__________460/000 Au 360/000 Ag 180/000 Cu

B__________320/000 Au 280/000 Ag 400/000 Cu

C__________680/000 Au 280/000 Ag 260/000 Cu

Кроме такого изображения, связанного с горизонтальными сечениями и проекциями изотерм на плоскость основания, рассмотрим получение вертикальных сечений в той же диаграмме. Для этого рассмотрим пространственную диаграмму на рис 4, на которой изображена лишь поверхность ликвидуса. Все три сечения проходят так, что плоскость разреза равномерно удалена от “угла золота”. Благодаря этому все точки сечения соответствуют постоянному содержанию золота. Меняется лишь соотношение серебра и меди.

Из изотерм ликвидуса и солидуса можно сделать вывод о начале и конце затвердевания сплава, а также установить соотношение жидкой и твердой фаз в области плавления. Однако из этих концентрационных треугольников нельзя сделать вывод о поведении компонентов в твердом состоянии. Эти соотношения дают вертикальные разрезы диаграммы.

Структура тройной системы. Так же, как и в системе AG-cu, в тройной системе Au-Ag-Cu различают сплавы с эвтектикой и твердые растворы. В области эвтектической “канавки”, которая простирается от точки эвтектики системы Ag-Cu до точки К (см рис 2), образуя эвтектические сплавы при одновременном выделении α- и β-твердых растворов.

α-твердый раствор представляет собой сплав золота, серебра и небольшого количества меди (до 9%).

β-твердый раствор – сплав золота, меди и небольшого количества серебра (до 8%).

Сплавы, не входящие в эвтектическую область, кристаллизуются так же, как в описанной ранее системе Ag-Cu: если содержание серебра больше эвтектического состава, то как доэвтектические, если меньше – как заэвтектические.

На микрофотографии структур видны большие первичные кристаллы и между ними мелкодисперсная эвтектика. Соответственно системе Ag-Cu сплавы, лежащие вне эвтектической области, будут затвердевать как твердые растворы.

Быстрый поиск по Банку Рефератов:   | Описание работы | Похожие работы

Смотрите также: Металлургия цветных металлов (Курсовая, 2001) и Алюминий и его сплавы (Реферат, 1998)

При этом образуется однородная структура, соответствующая чистому металлу. Если состав твердого раствора близок к сплавам с эвтектикой, то при медленном охлаждении происходит частичное распадение твердого раствора, т.е. выделение второй фазы.

Подобно тому, как это было описано выше, можно построить тройную диаграмму механических свойств. В концентрационном треугольнике такой диаграммы все усредненные значения рассматриваемых величин, например твердости по Бринелю, лежат в одной плоскости (рис 5).

Как видно из диаграммы, максимальную твердость имеет сплав 500/000 Au розового цвета. Сплавы, находящиеся вблизи угла серебра, обладают наименьшей твердостью. Сплав золота 750 пробы красного цвета, имеющий в своем составе эвтектику Ag-Cu, имеет наивысшую твердость среди других сплавов золота этой системы.

Сравнивая с этой диаграммой концентрационный треугольник прочности на растяжение (рис 6), можно видеть, что последний сильно напоминает диаграмму твердости: сплавы с высокой твердостью имеют большую прочность.

В диаграмме относительного удлинения (рис 7) это соотношение обратное: сплавы с высокой твердостью и прочностью имеют незначительное удлинение. В области сплавов золота 400 пробы розового цвета, относительное удлинение наименьшее.

Химическая стойкость системы Au-Ag-Cu меняется неравномерно. Границы стойкости лежат в пределах отношения атомов золота к общему содержанию атомов как 2/8; 3/8; 4/8. При этом учитывается также различие серебра и меди в атомных весах и в химической стойкости. По Тамману различают следующие группы сплавов системы Au-Ag-Cu, различающиеся по химической стойкости (рис 8).

Стойкие (8/8 ...4/8; 100 ...50% атомов золота).

Эти сплавы устойчивы против сильных минеральных кислот и растворяются только в царской водке.

Слабо растворимые (4/8 ...3/8; 50....37,5% атомов золота).

Сильные кислоты растворяют компоненты сплава до тех пор, пока содержание атомов золота в нем не достигнет 50% и сплав не станет стойким.

Растворимые (3/8 ...2/8; 37,5 ...25% атомов золота).

Присадочные материалы под действием сильных кислот полностью разрушаются и золото остается в виде нерастворимого осадка.

Тускнеющие (2/8 ...0/8; 25 ...0% атомов золота).

Сплавы этой области разлагаются не только под действием кислот, но даже присутствие в воздухе сероводорода, аммиака и влаги вызывает потускнение их поверхности.

СПЛАВЫ ЗОЛОТА 750 ПРОБЫ

Золотые сплавы 750 пробы делятся на цветные и белые. Технологические и декоративные свойства этих сплавов зависят от соотношения меди и серебра в сплаве.

Особенностью сплавов марки ЗлСрМ750 является то, что в них никогда не наблюдается самопроизвольное растрескивание при упорядочении, что позволяет подвергать их многократным термообработкам.

Цвет сплавов ЗлСрМ750 изменяется в зависимости от содержания легирующих элементов от зеленого (золото-серебро) до красного (золото-медь).

Как видно из диаграммы состояния (рис 1), кривые ликвидуса и солидуса со стороны серебра от температуры 1020ºС идут в сторону меди до температуры несколько ниже 900º С. После затвердевания образуется однородный твердый раствор, который у сплавов средней части диаграммы при температуре 400ºС распадается на α- и β-фазы. С уменьшением содержания серебра или меди температура начала распада уменьшается.

В химическом отношении сплавы золота 750 пробы представляют собой почти чистое золото. Они устойчивы против сильных кислот и разрушаются только в царской водке. Сравнение механических свойств сплавов 750 пробы и сплавов 585 пробы показывают, что сплавы 750 пробы легче поддаются обработке. С увеличением содержания меди твердость и прочность сплавов увеличиваются. С другой стороны, у сплавов с большим содержанием серебра прочность еще достаточно велика и изделия из них имеют хорошие эксплуатационные свойства (рис 2). При тонкой рельефной выколотке, проволочно-гибочных работах или других подобных методах обработки, подвергающих металл сильным напряжениям, наиболее подходящим материалом является желтоватый сплав золота 750 пробы. Эксплуатационные свойства готовых изделий из него можно значительно повысить старением сплава. Особенно увеличивается твердость при старении красноватых сплавов. Это объясняется тем, что в таких сплавах происходит не только распад твердого раствора на α- и β-фазы, но и выделение соединения Aucu3 . поэтому, если необходимо иметь мягкий материал, эти сплавы нужно подвергать закалке.

Быстрый поиск по Банку Рефератов:   | Описание работы | Похожие работы

Смотрите также: Алюминий и его сплавы (Реферат, 1998) и Редкие металлы-металлы будущего (Доклад, 1999)

Сплавы 750 пробы хорошо поддаются пайке и литью, а также являются подходящей основой для нанесения эмали, однако при содержании меди в сплаве свыше 16% цвет эмали становится тусклым.

Обрабатываемость и возможность дисперсионного твердения сплавов золота 750 пробы настолько благоприятны, что им следует отдавать предпочтение в производстве единичных изделий, несмотря на удорожание материала. Данные по некоторым физико-механическим сплавов 750 пробы приведены в таблице 11.

Режимы термообработки отдельных сплавов золота 750 пробы приведены в таблице 12.

СПЛАВЫ ЗОЛОТА 583 И 585 ПРОБ

Физико-механические свойства некоторых сплавов на основе золота 585 пробы приведены в таблице 13.

Химический состав золото-медных сплавов указан в таблице 14 (ГОСТ 6835-80).

Сплавы золота 583 и родственной ей 585 пробы обладают хорошими технологическими свойствами, имеют красивый внешний вид, высокие антикоррозионные и механические свойства.

Наиболее широко в ювелирной промышленности применяется сплав ЗлСрМ 583-80.

Режимы термообработки отдельных сплавов золота 585 пробы приведены в таблице 15.

Из диаграммы состояния сплавов (рис 2,а) видно, что после затвердевания их структура представляет собой твердый раствор. Бросается в глаза различие областей температур плавления бледно-желтых и красных сплавов, а также различия между ними и промежуточными сплавами. При температуре 600ºС проходит зона распада средних сплавов, а при более низких температурах – зона распада остальных сплавов. За пределами этой зоны растворимость компонентов друг в друге уменьшается, и однородный твердый раствор распадается на α- и β-фазы.

Сплавы золота 585 пробы идут главным образом на изготовление украшений. По стоимости они являются доступными, имеют хороший блеск и нравящийся покупателям красивый цвет. Твердость и прочность этих сплавов отвечают требованиям эксплуатации изделий (рис 2, б), и тем не менее они хорошо поддаются формоизменению. На воздухе сплавы золота 585 пробы устойчивы и практически не тускнеют. Если красноватые сплавы еще могут растворяться в кислотах, то желтые растворяются очень слабо.

Сплавы золота 585 пробы имеют хорошую паяемость и литейные свойства. Как показывает диаграмма (рис 2, б), почти все сплавы этой пробы – дисперсионно-твердеющие. Если после литья или отжига необходимо получить более пластичный металл, то сплав следует подвергнуть закалке при температуре 650ºС.

СПЛАВЫ ЗОЛОТА 375 И 333 ПРОБ

Из сплавов 375 пробы и родственной ей 333 пробы на ювелирных предприятиях изготавливают дешевую продукцию массового назначения. Составы и свойства некоторых сплавов золота 375 пробы приведены в таблице 16.

Физико-механические свойства сплавов на основе золота 333 пробы приведены в таблице 17.

За основу можно взять сплавы ЗлСрМ375-100 (красное золото), ЗлСрМ375-20 (желтое золото) и ЗлСрИнН375-580 (белое золото), содержащее 37,5%Au, 58%Ag, 3%In, 1,5%Ni.

Режимы термообработки отдельных сплавов золота 375 и 333 проб приведены в таблице 18.

Диаграмма состояния (рис 3,а) получается из вертикального разреза диаграммы трехкомпонентной системы. Слева на диаграмме находятся богатые серебром бледно-желтые сплавы, вправо с увеличением содержания меди цвет сплавов становится красноватым и при содержании меди 66,7% сплав имеет красный цвет. Сплав с содержанием меди 28,5% имеет эвтектическую структуру. Бледно-желтые сплавы с содержанием меди от 12 до 28,5% затвердевают с выделением вначале α- и β-фазы, а сплавы с содержанием меди от 28,5 до 50% - с выделением вначале β-фазы. В обоих случаях остаточный расплав затвердевает при прохождении через эвтектическую область с одновременным выделением мелких α- и β-кристаллов эвтектики, располагающихся вокруг первоначально затвердевших крупных зерен фазы (рис 4 и 5).

Все сплавы золота 333 пробы легко растворяются в азотной кислоте. На воздухе они (особенно красноватые сплавы) довольно неустойчивы и быстро тускнеют. При выборе сплава для работы нельзя руководствоваться только цветом, необходимо учитывать и его свойства. Предпочтительнее сплавы розового цвета, имеющие наибольшие твердость и прочность, в то время как относительное удлинение их наименьшее. Эти сплавы выдерживают лишь малые степени деформации и при обработке давлением должны чаще подвергаться отжигу, чем бледно-желтые или красные. Добавками никеля или цинка механические свойства этих сплавов можно улучшить настолько, что они становятся пригодными даже для глубокой вытяжки, однако эти добавки сильно ухудшают жидкотекучесть и способность к пайке. Поэтому при выборе этих сплавов ювелир должен ясно представлять, для какой работы будет предназначен данный сплав.

Графики изменения механических свойств сплавов 333 пробы в зависимости от увеличения содержания меди приведены на рис 3,б.

Быстрый поиск по Банку Рефератов:   | Описание работы | Похожие работы

Смотрите также: Редкие металлы-металлы будущего (Доклад, 1999) и Сплавы (Реферат, 1998)

Почти все сплавы золота 333 пробы мало пригодны для пайки. Это объясняется низкой температурой плавления эвтектики и узким диапазоном плавления. У некоторых сплавов этот диапазон настолько мал, что повышения температуры всего на 25ºС достаточно для того, чтобы основной металл изделия, подвергающегося пайке, полностью расплавился.

После нагрева и медленного охлаждения у некоторых сплавов благодаря старению может значительно повыситься твердость. У сплавов, лежащих на границе областей твердых растворов и доэвтектических сплавов, т.е. при содержании меди около 10%, благодаря старению твердость увеличивается в два раза./

Необходимо отметить, что главное преимущество сплавов золота 333 пробы – их небольшая стоимость, хотя обработка их затруднена, особенно сплавов розового цвета. Отрицательным свойством сплавов является также малая устойчивость на воздухе.

СПЛАВЫ БЕЛОГО ЗОЛОТА

Золото приобретает белый цвет при добавлении к нему палладия (около 16%), а также никеля и цинка, например, сплав ЗлСрПдН 750-90-140 и ЗлСрПдН 750-70-140. в отечественной промышленности наиболее широко применяется сплав белого золота 750 пробы ЗлМНЦ -12,5-10-2,5.

Химический состав сплава :золото – 74,5-75,5%; медь – 12,0-13,0%; никель – 9,5-10,5%; цинк – 2,0-3,0%; допуская примеси свинца, сурьмы и висмута в количестве не более 0,005% каждая и железа не более 0,1%.

Сплав 585º пробы ЗлСрПд 585-255-160 содержит 58,5-59% Au, 25-26% Ag, 16% Pd.

Сплав 375º пробы ЗлСрИнН 375-580 содержит 37,5% Au, 58% Ag, 3% In, 1,5% Ni.

Компоненты должны иметь высокую (химически чистые металлы и сплавы) степень чистоты, т.е. 99,99-99,999% основного металла.

Более подробно свойства сплавов на основе золота приводятся в ГОСТ Р51152-98, приложение А (справочное).

Отдельные рекомендации по применению сплавов на основе благородных металлов (выдержка из ГОСТ Р51152-98) приведены в приложении 1 и 2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Золото - металл красивого желтого цвета с сильным блеском, вязкий, мягкий, ковкий,тягучий (из одного грамма золота можно вытянуть проволоку длиной 3,5 км); химически очень стойкий – растворяется в “царской водке” (смеси соляной и азотной кислот), а также в ртути, растворах цианистых щелочей, хлорной и бромной воде. Редко в чистом виде, чаще в виде сплава с другими металлами золото применяется для изготовления всех без исключения ювелирных украшений и как материал декоративного покрытия при золочении недрагоценных металлов. В ювелирном деле (за счет введения в сплавы специальных легирующих добавок) широко используется золото белого, желтого, красного, зеленого, розового и даже черного и голубого цвета, причем такая многоцветность нередко присуща одному изделию. Ювелиры охотно применяют золото в сочетании с платиной, серебром, коррозионностойкой сталью,титаном, черным деревом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

“Ручное изготовление ювелирных изделий” В.П.Новиков политехника1991

“Технология сплавов благородных металлов” Бошин С.Н., Гусев В.А. и др. Кострома 2002

“Теория и практика ювелирного дела” Э.Бреполь Ленинград 1975

СОДЕРЖАНИЕ:

Введение

Золото и его сплавы

Быстрый поиск по Банку Рефератов:   | Описание работы | Похожие работы

Смотрите также: Сплавы (Реферат, 1998) и Платиновые металлы (Доклад, 2002)

Золото в природе

Своцства золота

Производство золота

получение золота из руды

получение слитков

6. Влияние легирующих добавок и примесей на свойства сплавов золота

металлы

неметаллы

системы сплавов золота

Тройная система Au-Ag-Cu

сплавы золота 750 пробы

Сплавы золота 583 и 585 проб

Сплавы золота 375 и 333 проб

Сплавы белого золота

Приложение 1. рекомендации по применению сплавов на основе благородных металлов

Приложение 2. свойства сплавов на основе золота

Заключение

Список литературы

Федеральное агентство науки и образования Российской Федерации

Восточно-Сибирский Государственный Технологический Университет


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82757. Товарные биржи как организаторы торгового оборота 45.14 KB
  Местом совершения биржевых сделок является биржа выполняющая функции организатора торговли. Биржа разрабатывает механизм управления финансовыми рисками в частности осуществляет антимонопольное регулирование устанавливает перечень требований предъявляемых к участникам торговли собирает с членов биржи...
82758. Социальное государство 121 KB
  Процесс возникновения и становления социального государства имеет довольно долгую и сложную историю. Идеи социального государства зарождались давно они уходят в глубокую античность где античные мыслители выдвигали мысли в необходимости определенного государственного устройства при котором...
82759. Поняття атмосфери у сценічний творчості та в роботі актора над роллю 35.82 KB
  Цій меті режисер сягає лише в тому разі якщо в процесі створення творчого колективу в наслідку створення цілісного художнього твору присутній сприятлива атмосфера. Немає більш загадкового і невловимого поняття в режисерській технології ніж атмосфера.
82760. Понятие культуры. Функции культуры 40.85 KB
  Несмотря на многообразие научных взглядов на культуру как систему, существуют и общие (традиционные) положения, поддерживаемые большинством исследователей. Многие ученые рассматривают культуру как сложное многокомпонентное явление, связанное с многообразием жизни и деятельности человека.
82761. Развитие прокуратуры в переходный период. Упразднение прокуратуры СССР Постановлением Президиума ВС РСФСР от 28.12.1991 года 27.19 KB
  С распадом СССР в начале 90-х годов прошлого века органы военной прокуратуры как и вся страна переживали непростые времена: трудности в экономике резко осложнили финансирование вооружённые конфликты в различных регионах лавинообразный всплеск преступности многочисленные реорганизации вызвали...
82762. Расходы бюджетной системы 592 KB
  В современных условиях бюджетные кредиты предоставляются в основном в форме связанных кредитов иностранных государств зарубежных банков фирм и международных финансовых организаций. Таким образом сумма налога на имущество физических лиц в следующем финансовом году составит...
82763. Биологический возраст человека 41.42 KB
  Определение биологического возраста. Понятие биологического возраста возникло в результате осознания неравномерности развития зрелости и старения. Биологический возраст может опережать либо отставать от хронологического возраста.
82764. Білінгвізм як психолінгвістичний феномен 43.01 KB
  Двомовність привертає увагу лінгвістів, психологів, педагогів відповідно до динаміки когнітивних підходів до опису мовних явищ та мовленнєвих процесів. У вивченні й оволодінні іноземною мовою надзвичайно велику роль відіграють різноманітні нейро- та психолінгвістичні аспекти.
82765. Типическое и индивидуальное в образах Онегина и Ленского 38.77 KB
  Цели: Формировать у учащихся представление об эпохе, в которой жил и создавал свои произведения А.С. Пушкин; Раскрыть причину недуга времени - равнодушия, разочарования во всем; Воспитывать чувство прекрасного и уважение к русской культуре.