Результат интеллектуальной деятельности: СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЗОЛОТА БЕЛОГО ЦВЕТА 585 ПРОБЫ

Настоящее изобретение относится к области металлургии сплавов на основе золота, имеющих белый цвет и предназначенных для изготовления ювелирных изделий методами литья и обработки металлов давлением.

Известен сплав золота 585 пробы белого цвета (ГОСТ 30 649-99. Сплавы на основе благородных металлов ювелирные. Марки. - Введ. 01.07.2000. - Москва: Стандартинформ, 2000), содержащий мас. %: золото 58,5, никель 7,0-8,0, цинк 2,1-2,9, медь остальное. Сплав обладает достаточно низкой температурой плавления и высокой твердостью, но содержит никель, который способен вызвать у человека аллергическую реакцию при длительном контакте с кожей, а также имеет неоднородную структуру в связи с химической неоднородностью, что приводит к риску возникновения брака при изготовлении изделий методами обработки давлением.

Известен сплав на основе золота белого цвета 585 пробы (Патент РФ №2156824, C22C 5/02, 27.09.2000), содержащий 58,5-59,0 мас. % золота, 15-20 мас. % палладия, 10-14 мас. % никеля, 1,5-3,0 мас. % цинка, остальное - медь. Он характеризуется высокой коррозионной стойкостью, износостойкостью и устойчивым белым цветом. Но сплав обладает неравномерной крупнозернистой структурой, что вызывает разброс механических свойств по длине и поперечному сечению слитка и вызывает обрывы при волочении и последующем цепевязании, приводит к увеличению брака. Кроме того, этот сплав также содержит никель, что по вышеуказанным причинам ограничивает его потребительские свойства.

Наиболее близким к изобретению является сплав на основе золота белого цвета 585 пробы (Патент РФ №2430982, С22С 5/02, 10.10.2011), содержащий следующие компоненты мас. %: золото 58,5-59,0; палладий 7,0-9,0; медь 5,0-6,0; цинк 1,4-1,6; индий 0,4-0,6; рутений 0,01-0,10; серебро остальное. Данный сплав обладает высоким уровнем механических свойств. Однако ограниченная растворимость выступающего в роли модификатора рутения в золоте из-за высокой температуры плавления приводит к образованию крупных включений в структуре сплава, что становится причиной возникновения брака при обработке давлением и требует иного способа введения его в расплав (Патент РФ №2507284, С1 C22C 5/02 C22C 1/03, 20.02.2014).

Основной задачей изобретения является создание нового сплава белого цвета на основе золота 585 пробы, имеющего повышенный уровень эксплуатационных и механических свойств, их. равномерное распределение по длине и сечению слитка, расширяющие область применения сплава при изготовлении ювелирных изделий.

Для решения поставленной задачи предложенный сплав на основе золота, содержащий палладий, серебро, медь, цинк и индий, в качестве модификатора содержит родий при следующем соотношении компонентов, по мас. %:

золото - 58,5-59,0;

палладий - 7,5-10,0;

медь - 5,0-6,0;

цинк - 1,4-1,6;

индий - 0,4-0,6;

родий - 0,01-0,10;

серебро - остальное.

Содержание золота в сплаве обусловлено требованием обеспечения пробности и соответствует стандартной 585 пробе (ГОСТ 30649-99).

Введение в состав сплава палладия в заявленных пределах является оптимальным для замещения никеля и создания благородного белого цвета, повышает коррозионную стойкость. Содержание палладия более 10% (масс.) приводит к образованию упорядоченных твердых растворов на основе интерметаллида Au₃Pd и охрупчиванию сплава.

Серебро в заявленных пределах повышает пластичность сплава, мягкость, ковкость и его коррозионную стойкость при литье.

Медь обеспечивает понижение температуры плавления и необходимую пластичность сплава, улучшает его технологичность при литье, в заявленных пределах не уменьшает отбеливающее влияние палладия и серебра.

Цинк снижает температуру плавления и играет роль раскислителя.

Индий в указанных пределах обеспечивает повышение механических свойств и отсутствие растрескивания при пайке.

Родий использовался в качестве модифицирующей добавки, позволяющей получить равномерную мелкозернистую структуру, повысить пластичность и выровнять свойства по длине и сечению литой заготовки.

Сплав был получен прямым сплавлением основных компонентов в индукционной печи в атмосфере инертного газа (аргона). Модифицирующие добавки вводились в расплав непосредственно перед литьем. Температурный интервал сплава определялся методом дифференциально-термического анализа. Состав сплава контролировался с помощью количественного химического анализа. После литья полуфабрикаты из сплава подвергались гомогенизационному отжигу в атмосфере инертного газа (аргона).

Временное сопротивление разрыву и предел текучести определяли на деформированных образцах с помощью разрывной машины типа H5KS. Структуру образцов сплава анализировали с помощью металлографических методов исследования. Для сравнения в таблицах 1 и 2 приведены составы и физико-механические свойства заявляемого и известных сплавов.

Для изучения деформируемости слитки известного и заявляемого сплавов обрабатывали с помощью сортовой прокатки в три прохода с промежуточными отжигами после каждого, далее полученные прутки подвергали волочению на стане барабанного типа до диаметра проволоки 0,25 мм, которую затем также отжигали и направляли на цепевязание. Свойства деформированных образцов заявляемого и известного сплавов (степень деформации 73%) приведены в таблице 2.

Как видно, заявляемый сплав, благодаря оптимальному сочетанию компонентов в указанном количественном соотношении, обладает равномерной структурой и высоким уровнем механических свойств. Введенный в качестве модификатора родий в заявленных пределах обеспечивает получение однородной мелкозернистой структуры сплава и значительное повышение пластичности, позволившее провести сортовую прокатку без промежуточных отжигов без разрушения заготовки.

Заявляемый сплав, таким образом, по сравнению с известными имеет более однородную мелкозернистую структуру, обладает высокими технологическими и эксплуатационными свойствами.

Таким образом, применение заявляемого сплава по сравнению с известными позволяет повысить технологические свойства сплава и использовать его в производстве ювелирных изделий методами обработки металлов давлением и литья.