Цветные метаморфозы золота

Золото называют вечным металлом. Проходят тысячелетия, а золотые изделия и ювелирные украшения остаются наиболее дорогими и престижными. Притягательная сила драгоценного сияния многие века будоражит фантазию ювелиров, заставляет искать совершенную формулу золотых шедевров. Одна из тенденций в современной ювелирной моде – использование нетрадиционного цветного золота и даже объединение в одном изделии двух и более цветов золота. Введенные в различных пропорциях легирующие добавки позволяют придать золоту самые необычные цвета и оттенки. О зависимости цветовой амплитуды и физических свойств сплавов золота от его пробы и содержания в сплаве лигатурных металлов, а также о рекомендуемых режимах его обработки рассказывает Анатолий Кочешков, к.т.н., доцент кафедры «Литейное производство черных и цветных металлов» Национального технического университета Украины.

Сергей Мухарский. Колье "Арт-нуво". Розовое, белое, зелёное золото, жемчуг

Сергей Мухарский. Колье "Арт-нуво". Розовое, белое, зелёное золото, жемчуг. Фото: artnow.ru

Латинское название золота Aurum означает «желтое». Ярко-желтый цвет, иногда оранжевый оттенок, имеет чистое золото пробы 24 карата. Цветовая амплитуда сплавов золота пробы от 8 до 22 карат (при содержании соответственно от 33 до 91,6% золота) может значительно изменяться в зависимости от содержания золота и сочетания лигатурных компонентов. Традиционное для ювелирных сплавов сочетание – золото, серебро, медь – позволяет в рамках проб получать цвета сплавов от желтого до розового. Так в сплав пробы 22 карата (91,6% золота) можно добавить максимум 8,4% лигатурных металлов. А если сплав по нормативам содержит белый или серый металл, тогда его цвет бледнеет и с понижением пробности в конечном итоге переходит в белый. В сплавах пробы 18 карат (75% золота) и ниже количество лигатурных металлов возрастает. Соответственно цветовая гамма расширяется от зеленого – через желтый – до красного цвета. Влияние соотношения «серебро-медь» (без учета возможного присутствия цинка) на цвет сплава золота можно проследить по табл. 1.

Таблица 1. Влияние соотношения «серебро-медь» на цвет сплава золота

Проба Содержание металла, % Цвет сплава
Каратная Метрическая Золото Серебро Медь
22 916/000* 91,6 8,4 Желтый
-//- -//- 91,6 5,5 2,8 Желтый
-//- -//- 91,6 3,2 5,1 Темно-желтый
-//- -//- 91,6 8,4 Розовый
18 750/000 75,0 25,0 Зелено-желтый
-//- -//- 75,0 16,0 9,0 Бледно-желтый
-//- -//- 75,0 12,5 12,5 Желтый
-//- -//- 75,0 9,0 16,0 Розовый
-//- -//- 75,0 4,5 20,5 Красный
14 585/000 58,5 41,5 Бледно-зеленый
-//- -//- 58,5 30,0 11,5 Желтый
-//- -//- 58,5 9,0 32,5 Красный
9 375/000 37,5 62,5 Белый
-//- -//- 37,5 55,0 7,5 Бледно-желтый
-//- -//- 37,5 42,5 20,0 Желтый
-//- -//- 37,5 31,25 31,25 Темно-желтый
-//- -//- 37,5 20,0 42,5 Розовый
-//- -//- 37,5 7,5 55,0 Красный

Как правило, золотые сплавы – это смесь двух или более чистых металлов. Но может быть также сплав чистых металлов и лигатур или использование собственного возврата производства и чистых металлов (или чистых металлов и лигатур). Основными составляющими почти всех сплавов золота являются медь и серебро. Их соотношение в большей степени определяет цвет и физико-механические свойства сплава.

Лигатурные добавки к золоту усиливают такие механические характеристики сплава, как прочность и твердость. Незначительное содержание серебра и меди позволяет в 2-3 и более раз повысить прочностные свойства. Причем медь в большей степени, чем серебро способствует более плотной упаковке исходной гранецентрированной кристаллической решетки, и, соответственно, повышению механических свойств. Еще более проявляется изменение структуры сплава после специальной термической обработки. Показательно влияние содержания серебра и меди на механические свойства сплавов золота пробы 18 карат.

Для придания сплаву тех или иных свойств в его состав, кроме серебра и меди, включают строго определенное количество других легирующих добавок, например: кадмия, цинка, кремния, никеля, кобальта, платины, палладия, иридия.

Если медь и серебро, имея очень схожую с золотом структуру кристаллической решетки и небольшую разницу в температурах плавления, незначительно влияют на механические свойства, то остальные присадки существенно изменяют металлургические свойства сплава. Так, при содержании уже до 1-2% цинка улучшается жидкотекучесть сплавов. Никель, кобальт и иридий при кристаллизации измельчают зерно сплава, чем повышают его механические свойства. Цинк и кадмий снижают температуры плавления сплавов золота, чем обеспечивают лучшее заполнение форм-монолитов и получение качественной отливки. Даже значительное содержание цинка (до 10%) может улучшать литейные свойства золота, особенно пробы 14 карат и ниже. Использование цинка, олова и кадмия позволяет значительно снизить температуры плавления сплавов золота для создания припоев, идентичных по цвету основному сплаву.

Если изделие требует дополнительной механической обработки, то твердость сплава желательно уменьшить. Твердость сплавов золота пробы 8-18 карат можно регулировать содержанием меди. Зафиксировать удовлетворительную твердость сплава можно выбивкой из литейной формы в воде (так называемая «мокрая выбивка»). В этом случае процесс ускоряется.

В дальнейшем твердость сплавов можно значительно повысить при искусственном высокотемпературном старении (нагрев в течение 3-4 часов при 280-300° C).

Таблица 2. Влияние высокотемпературной термообработки на свойства сплавов золота 18 карат

Составляющие сплава, % Цвет Состояние Твердость, H V Предел прочности, Н/мм 2
Серебро Медь
12,5 12,5 Желтый Отожженный 150 520
Состаренный 239 750
4,5 20,5 Красный Отожженный 165 550
Состаренный 325 950

В практике ювелирного дела большое значение имеют опыт и навыки работы с тем или иным сплавом. После любой операции пластической деформации обязательно следует рекристаллизационный отжиг, т.к. неотожженный металл в конечном итоге будет ломаться.

О ПРОБАХ

Достоинство ювелирных украшений, изготовленных из сплавов драгоценных металлов, определяется пробой, т. е. количеством содержащихся в сплавах металлов. Чем выше проба, тем больше драгоценных металлов содержится в конкретном изделии. Существует метрическая и каратная система проб. Карат – единица массы драгоценных камней, равная 200 мг. По этой системе метрическая проба со значением 1000 соответствует 24 каратам. Для перевода одной пробы в другую применяют соотношение 24/1000, согласно которому, например, метрической пробе 750 соответствует 18-каратная проба.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *