Назовите металлы, используемые в качестве добавок в сплавы для изготовления художественных изделий.

Олово имеет серебристо-белый цвет, температура его плавления составляет всего 232С, плотность 7,3 г/см3. Это мягкий и вязкий металл, немного тверже свинца. В холодном состоя­ нии он легко прокатывается в самые тонкие листы, но проволока из него рвется. Олово очень устойчиво на воздухе, но растворяется в концентрированной соляной и азотной кислотах, подвержено также воздействию смеси кислот, щелочей, серы, хлора, бро­ ма, ртути, фтора и йода.

Свинец – очень мягкий и вязкий металл, легко прокатывается, штампуется, прессуется, хорошо отливается. Плотность свинца (11,34 г/см3) значительно выше, чем у большинства применяемых металлов. Температура плавления 327С. Металл имеет голубовато-белый цвет, на воздухе быстро покрывается плотным защит­ ным тускло-серым слоем окиси. В воде, в серной и соляной кислотах на поверхности свинца образуется такой же нерастворимый защитный слой; в азотной кислоте свинец растворяется.

Чистый цинк имеет серовато-белый цвет с синеватым оттенком. На свежем изломе он имеет характерный блеск, быстро исчезающий на воздухе: цинк покрывается слоем окиси тускло-серого цвета. Оксидная пленка очень прочная и надежно защищает металл от даль­ нейшей коррозии. Плавится цинк при температуре 419°С, куется плохо, легко паяется и об­ рабатывается инструментами, а также гравируется, и при соответствующей обработке ему можно придать различный вид.

Кадмий – металл серебристо-белого цвета с синеватым оттенком и металлическим блес­ ком; очень мягкий, вязкий, тягучий; при изгибе кадмиевого (как и оловянного) прутка слыш­ но характерное потрескивание. Кадмий хорошо куется, режется ножом, протягивается в листы и вытягивается в прово­ локу; легко растворяется в азотной кислоте; используется как компонент сложных сплавов и припоев с невысокой температурой плавления.

Ртуть – жидкий металл зеркально-белого цвета с хорошей отражательной способнос­ тью; растворяет в себе другие металлы (золото, серебро, олово, цинк, алюминий и др.), обра­ зуя жидкие и твердые сплавы, называемые амальгамами. В художественной промышленности ртуть применяется в качестве добавок в легкоплав­ кие сплавы. Ювелиры используют ртуть для получения золотой и серебряной амальгам при горячем золочении и серебрении. При помощи ртути отделяют самородное золото от приме­ сей

Висмут – блестящий металл серовато-белого цвета с красноватым оттенком. Его плот­ ность составляет 9,75 г/см3; температура плавления – 277С.

Сурьма – блестящий серебристо-белый металл, обладающий кристаллическим изломом. Это наиболее хрупкий металл, легко обращаемый в порошок. Плотность сурьмы составляет 6,71 г/см3, температура его плавления 630С. Металлическая сурьма в виде тонкого черного порошка, носящего название «же­ лезной черни», применялась как краска для покрытия фигур из гипса, папье-маше и литых цинковых изделий. Хлористая сурьма под названием сурьмяного масла применяется для ок­ сидировок стальных, латунных и бронзовых изделий.

Хром – металл светло-серого цвета, очень твердый, хрупкий металл, хорошо сопротивляется коррозии. Он применя­ ется главным образом в качестве присадки при получении легированных сталей и чугунов. При значительных количествах хрома (свыше 12 %) сталь становится нержавеющей и жаро­ стойкой. Хромистые сплавы применяются для изготовления инструментов и высокоомной проволоки для нагревательных приборов. В художественной промышленности Cr применяется главным образом для гальваниче­ ских покрытий черных металлов.

Кобальт – металл серебристо-белого цвета с розоватым отблеском. Его плотность 8,7 г/см3; температура плавления 1444С. Он растворяется в азотной кислоте и царской водке; стоек в серной и соляной кислотах. Кроме того, в художественной промышленности кобальт применяется в виде кобальто­ вой сини, т.е. сплава закиси кобальта (салора) с поташом и кварцевым песком. Кобальтовая синь употребляется как краска для горячей эмали, стекла, фарфора и фаянса, сообщая им красивый синий цвет.

Марганец – твердый, темного цвета металл. Его плотность 7,4 г/см3; температура плав­ ления 1230С. Он применяется в доменном процессе при получении белого (передельного) чугуна.

25. Плавка металлов – сущность процесса, плавильное оборудование.

Металлы, входящие в сплав с драгоценным металлом, называются лигатурой. Для определения состава рассчитывают шихту. Плавку драгоценных металлов и лигатуры осуществляют под действием высоких температур. При этом атомы металлов освобождаются от внутрикристаллических связей, кристаллиты распадаются и между ними образуется все больше жидкого металла. Процесс растворения структуры продолжается до тех пор, пока весь металл из твердого состояния не перейдет в жидкое. Сначала начинают плавить драгоценные металлы, а затем добавляют цветные (лигатурные). Когда лигатура полностью расплавится, сплав выливают в металлические изложницы, где он остывает. Для облегчения процесса плавления при различных методах его проведения применяется флюс (бура) в количестве 5г на каждые 100г сплава. Расплавленная бура образует при охлаждении на стенках тигля или плавильной чаши глазурь, предохраняет расплав от доступа кислорода и растворяет окислы. Стальные изложницы, в которые разливают сплавы, перед заполнением очищают стальной щеткой, чисто протирают и смазывают слоем машинного масла.

Индивидуальная плавка – это плавление небольшого количества металлов для получения сплава необходимой пробы и профиля или выполнении конкретного заказа. Выполняется она ювелиром непосредственно на рабочем месте в плавильной чаше или ложке. Металлы при таком методе плавки легко нагреваются открытым пламенем горелки и сплавляются в небольшой слиток или в горячем расплавленном состоянии разливаются в специальные формы для получения при остывании необходимой заготовки. При плавке открытым пламенем необходимо, чтобы оно было сильным, шумящим, с вытянутой восстановительной зоной.

Централизованная плавка – это плавление компонентов предполагаемого (согласно расчету шихты) сплава и разлив его в соответствующие изложницы для получения при остывании заготовок нужных профилей. При таком методе плавки в состав шихты могут входить драгоценные металлы в различном виде и различных проб (лом ювелирных изделий, отходы собственного производства и чистые драгоценные металлы), которые при расчете шихты учтены в соответствии с пробой, определенной различными методами. Однако учитывая, что при опробировании раствором хлорного золота, пробирными реактивами и на пробирном камне с пробирными иглами проба определяется ориентировочно, с отклонениями, то и сплав, полученный при централизованной плавке, часто имеет отклонения от расчетной пробы. Поэтому, как правило, если в состав сплава входят драгоценные металлы, проба которых определена ориентировочно, то при плавлении весь состав тигля выливают в изложницы и полученные слитки проходят химический анализ муфельным методом. А затем, в соответствии с полученной пробой, проводят повторный уточненный расчет шихты и сплав повторно плавится и долегируется с целью точного выхода на планируемую пробу. При повторной уточненной плавке сплав разливают в специальные изложницы для получения при остывании заготовок нужных профилей. Если перед первой плавкой проба драгоценных металлов определена точно, то проводить повторную плавку не следует и полученный расплав можно разливать в специальные изложницы для получения при остывании заготовок нужных профилей. Чтобы избежать неравномерности сплава, следует тщательно перемешивать шихту.

Централизованная плавка золота проводится в электроконтактных или высокочастотных установках (печах).

Электроконтактная печь. В настоящее время наиболее широкое применение получили электроконтактные печи. Принцип действия такой печи заключается в том, что через графитовый тигель, помещенный между двумя токопроводящими контактными пластинами, пропускают электрический ток. Тигель, в который помещают металл, служит одновременно контактным нагревателем (электрическим сопротивлением). Питание печи осуществляется от понижающего трансформатора, который, в свою очередь питается от сети и трансформирует напряжение сети в низкое напряжение (наиболее часто 6В). Мощность трансформатора определяется в зависимости от загрузки тигля. Для плавки металла в количествах до 10 кВт. При этом можно достигнуть необходимой температуры плавления и полного сплавления металлов в течение 5-7 мин.

Индукционная печь. Эти печи отличаются высокой производительностью и применяются в основном на специализированных ювелирных предприятиях. В условиях индивидуального производства коэффициент их использования незначителен. Принцип действия индукционной печи состоит в нагреве электропроводящих материалов в электромагнитном поле высокой частоты, которое создается высокочастотным генератором типа ВЧИ4-10У4.

В качестве плавильных тиглей в ювелирном производстве применяются графитовые и глиняные (гессенские). Графитовые тигли изготавливаются из графита, который размалывают и смешивают с глиной. Перед первым употреблением тигель медленно нагревают и прокаливают. При первом подогреве внутренняя поверхность тигля должна быть обработана бурой для предотвращения шелушения его поверхности и, следовательно, загрязнения плавки. Гессенские глиняные тигли изготавливают из жирной глины, не содержащей железа и извести. Примеси кварцевого песка и шамотной муки предотвращают растрескивание и усыхание тиглей. Они дешевле и прочнее графитовых, но срок их эксплуатации меньше. Перед эксплуатацией их также прокаливают и глазуруют бурой, прилипшие остатки металла не выбирают, а выплавляют вместе с бурой. Каждый тигель должен применяться для металла определенной пробы, поэтому снаружи на стенке тигля делают соответствующую маркировку. Для сокращения времени плавления и уменьшения возможности окисления металла перед загрузкой тигель необходимо прогреть.

26. Флюсы – виды и их назначения.

Спаеваемый металл и припой должны плотно соприкасаться, без грязи и оксидной пленки. Флюсы удаляют оксидную пленку. Они бывают:

Восстанавливающие окиси металлов до металлов (соляная кислота, хлористый цинк, хлорная кислота, бура).

Не производят никакого действия, защищают ранее очищенный металл. Используются при пайке оловянно-свинцовым припоем (канифоль, воск, смола).

После пайки изделия отбеливают, обычно в растворе серной кислоты.