Результат интеллектуальной деятельности: ЮВЕЛИРНЫЙ СПЛАВ ПЛАТИНЫ 585 ПРОБЫ ДЛЯ МИКРОЛИТЬЯ

Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к ювелирным сплавам платины, применяемым для изготовления ювелирных изделий, преимущественно микролитьем.

Платина в чистом виде в ювелирном деле практически не применяется из-за низких механических свойств - недостаточных прочности и твердости. Ее свойства улучшают незначительными добавками других металлов, повышающих износостойкость изделий. Полученные, таким образом, сплавы на основе платины широко используются в ювелирном деле благодаря высоким потребительским качествам. Они имеют красивый внешний вид, коррозионную устойчивость к воздействию внешних факторов, прекрасно сочетаются с драгоценными камнями, хорошо обрабатываются.

На мировом рынке существуют и пользуются высоким спросом ювелирные платиновые изделия 585, 950 и 990 проб.

В частности, известен ювелирный сплав на основе платины, содержащий по массе, %:

(RU 2561562 C1, 13.05.2014).

Данный сплав используется в ювелирном деле и может быть принят в качестве аналога к заявляемому сплаву.

Получение сплава-аналога сопровождается сложными операциями, что связано с введением большого числа легирующих и модифицирующих компонентов. При введении данных компонентов в сплав увеличивается область его кристаллизации (расстояние между ликвидусом и солидусом), что нередко сопровождается высокой химической неоднородностью по сечению отливки. Введение в сплав таких компонентов как родий и иридий значительно повышают его твердость, что может вызвать затруднение при полировке и закрепки камней в изделия. Следует отметить дефицитность и высокую стоимость иридия и родия, входящего в состав сплава-аналога.

Из уровня техники известен ювелирный сплав платины, содержащий, мас. %: платина - 55,0-63,0 кобальт 2,0-10,0 и медь 27,0-43,0 (WO 2005/075690 A1, 18.08.2005).

Данный сплав является наиболее близким по составу к заявляемому сплаву и принят в качестве прототипа. Имея высокую твердость, сплав имеет невысокую пластичность, что затрудняет полировку и вставку камней в изделия, получаемых способом микролитья из данного сплава. Высокая температура плавления кобальта (1494°C) значительно снижает литейные свойства сплава, что осложняет его широкое применение для изделий, получаемых микролитьем. Также кобальт, входящий в состав сплава, является гипоаллергенным металлом.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является разработка состава ювелирного сплава платины 585 пробы для микролитья, который обладает хорошей пластичностью при достаточно высокой твердости. Невысокая температура плавления сплава (1100°C) обеспечивает ему высокие литейные свойства. Предлагаемый сплав имеет твердость после литья 1400 МПа, что благоприятно сказывается при полировке изделий и вставке в них камней.

Технический результат достигается тем, что предлагаемый ювелирный сплав платины содержит в своем составе серебро, палладий, медь и цинк в следующих соотношениях компонентов, мас. %:

Общим для известного и заявляемого ювелирных сплавов на основе платины является наличие в сплаве меди.

Содержание платины в сплаве обусловлено необходимостью обеспечения требуемой 585 пробы для конечных ювелирных изделий.

Высокое содержание цинка в сплаве от 6,5% до 7,5% значительно повышает его жидкотекучесть, что благоприятно влияет на литейные свойства.

Сплав имеет в своем составе медь, которая повышает твердость сплава, следовательно, повышается его износостойкость. Медь обеспечивает хорошую технологичность сплава при полировке. Содержание меди выше 20% способствует окисляемости сплава, что оказывает влияние на его цветность и отрицательно сказывается на механических свойствах.

Палладий в сплаве (2,9-3,1%) повышает его пластичность и контролирует цветность.

Серебро в сплаве при содержании (14,6-15,6%) значительно снижает его температуру плавления, повышает пластичность. Высокая пластичность предлагаемого сплава благоприятно сказывается на закрепке камней в изделиях. Данные пределы содержания серебра соответствуют эвтектической горизонтали на диаграмме состояния, повышение содержания серебра обеспечивает попадания сплава в химическое соединение, которое выделяется в структуре отдельной фазой, повышая твердость сплава и обеспечивая ему хрупкость.

Соотношение компонентов, вводимых в предлагаемый платиновый сплав, значительно понижает его температуру плавления (T_пл=1100°C), что положительно сказывается на механических и технологичных свойствах сплава.

Пример

Получение ювелирного сплава платины 585 пробы проводили прямым сплавлением следующих компонентов: платины аффинированной в слитках (ПлА-0, чистотой 99,98%); палладия аффинированного (ПдА-1, чистотой 99,95%); катодного серебра, бескислородной меди и цинка в виде латуни-35.

В плавильный тигель из диоксида циркония индукционной вакуумной установки FIM/FPT фирмы «ITALIMPIANTI ORAFI» загрузили шихту, приготовленную из расчетных количеств компонентов: 871,65 г платины, 43,5 г палладия, 219 г серебра, 82,5 г меди и 277,5 г латуни-35.

Установку вакуумировали и заполнили затем инертным газом - аргоном. Плавку шихты проводили в среде аргона. После полного расплавления компонентов выдержали полученный расплав и произвели его слив в массивную медную изложницу.

После охлаждения извлекли из изложницы слиток сплава в форме бруска прямоугольной формы, массой 1490 г (или 99,30% от загрузки).

После механической зачистки поверхности полученный слиток был опробован, проба подвергнута химическому анализу.

Химический анализ пробы показал, что полученный ювелирный сплав платины содержит, мас. %: платины 58,5 палладия 2,9, меди 17,5, цинка 6,5, серебра 14,6.

Полученный ювелирный сплав платины соответствует 585 пробе, имеет красивый, цветовой оттенок, достаточную для изготовления ювелирных изделий микротвердость (1400 МПа в литом состоянии).

Процесс изготовления ювелирных изделий со вставками камней из полученного сплава способом микролитья не вызвал затруднений.

Сплав был рекомендован к использованию в ювелирном производстве для изготовления изделий подвесок и сережек со вставками камней способом микролитья.