Способ модифицирования сплавов на основе золота

Изобретение относится к области металлургии, а именно к модифицированию сплавов на основе золота, предназначенных для изготовления ювелирных изделий. Для повышения измельчения структуры сплавов золота при их модифицировании вводят рутений в расплав перед кристаллизацией сплава в виде лигатуры серебро-рутений. Лигатуру получают осаждением рутения из электролита гальваническим способом на серебро с содержанием рутения 0,001-0,01 масс.%. 1 ил., 1 табл.

 

Настоящее изобретение относится к области металлургии сплавов цветных металлов, в частности к модифицированию сплавов на основе золота, предназначенных для изготовления ювелирных изделий.

Известен способ модифицирования сплавов цветных металлов, включающий подачу расплава металла в индуктор, обработку его переменным магнитным полем, охлаждение и последующую кристаллизацию, при этом модифицирование и удержание расплава металла осуществляется непосредственно в области кристаллизации путем воздействия на него переменным электромагнитным полем повышенной частоты, а охлаждение осуществляют подачей охлаждающей жидкости непосредственно на поверхность расплава (Заявка №2011106625/02, опубл. 27.08.2012). Однако этот способ применим для сплавов цветных металлов, имеющих небольшой удельный вес (в основном алюминиевых), тогда как для сплавов золота необходимо значительное увеличение мощности генератора для удержания расплава в электромагнитном поле и на практике эта задача для сплавов тяжелых металлов еще не решена.

Наиболее близким к изобретению является сплав на основе золота (патент №2391425 Сплав на основе золота, опубл. 10.06.2010 бюл. №16), полученный следующим образом:

- сплавление цинка с серебром,

- расплавление золота,

- добавление лигатуры цинк-серебро в расплав,

- введение меди

- введение рутения.

Недостатком известного способа является плохая растворимость рутения в золоте из-за его высокой температуры плавления, в связи с чем, распределение рутения по объему сплава происходит неравномерно, а это приводит к снижению модифицирующего эффекта и наличию в структуре сплава нерастворившихся включений рутения.

Основная задача изобретения заключается в повышении качества и модифицирующей способности лигатурного материала, выражающейся в измельчении зеренного строения слитков сплавов золота.

Достигается это тем, что в способе модифицирования сплавов на основе золота, включающем приготовление расплава с использованием рутения, согласно изобретению, предварительно осаждают рутений из электролита гальваническим способом на серебро, и вводят его в расплав в виде лигатуры Ag-Ru с содержанием рутения в количестве 0,001 до 0,01 масс.% непосредственно перед кристаллизацией.

Отличием предлагаемого технического решения от прототипа является последовательность приготовление лигатурного материала для модифицирования. Нанесение рутения на серебро позволяет улучшить его растворение в золоте, в результате чего в сплаве происходит полное усвоение введенного рутения и его равномерное распределение по длине и сечению слитка. Кроме того, данный способ обеспечивает точное определение количества введенного в расплав рутения.

Рутений в пределах 0,001 до 0,01 мас.%, являясь модифицирующей добавкой, дает возможность получить мелкозернистую структуру, обеспечивая необходимый диапазон изменения размеров зерен в пределах 5-10 мкм, при этом повышается пластичность сплава и идет выравнивание механических свойств по дине литой заготовки.

Введение рутения в количестве меньше 0,001 мас.% не приводит к устойчивому эффекту модифицирования в связи с малым его количеством и техническими трудностями с получением такого тонкого слоя на лигатурном материале, а увеличение свыше 0,01 мас.% нецелесообразно, так как это ведет к значительному удорожанию сплава при небольшом увеличении модифицирующего эффекта.

Сущность изобретения поясняется примером. Для опробования предложенного способа были приготовлены сплавы, химический состав которых приведен в табл.1.

Таблица 1
Химический состав сплавов
Обозначение Содержание элемента, %
Au Ag Cu Zn Ru
Сплав 1 58,5 5,0 33,2 2,9 0,4
Сплав 2 58,5 5,0 33,59 2,9 0,01

Осаждение рутения может производиться, например, из сульфаматного электролита, в результате чего на пластине серебра образуется слой рутения, толщина которого может варьироваться в зависимости от заданного количества модификатора в пределах 0,001 до 0,01 мас.%.

Сплав 1 был приготовлен по используемому в прототипе способу прямым сплавлением основных компонентов в индукционной печи в атмосфере инертного газа.

Для приготовления сплава 2 была изготовлена пластина серебра заданной массы, на которую производилось осаждение рутения из сульфаматного электролита следующего состава:

сульфамат рутения Ru (NH2SO3) в пересчете на металл, г/л 4-7
сульфаминовая кислота (NH2SO2OH), г/л 45-55
температура, °С 70
плотность тока dk, А/дм2 5-10
выход по току ηк, % 12-13

Толщина слоя рутения за 30 мин электролиза оказалась равной 5 мкм, при этом использовался нерастворимый анод из платины. Составление электролита производилось путем сплавления в алундовом стакане порошка рутения с предварительно просушенными щелочью и окислителем, поскольку едкий калий и азотнокислый калий в сухом состоянии гигроскопичны и при сплавлении непросушенных реактивов бурно вскипают, теряя воду при этом расплав по мере образования гидроокиси рутения чернеет. Полученную гидроокись Ru(ОН)3 растворяли в водном растворе сульфаминовой кислоты. Электролит фильтровали с целью улавливания, не прореагировавшего рутения. В результате из этого электролита на пластине серебра получили светлые и плотные покрытия рутения толщиной до 5 мкм. Далее полученную лигатуру Ag-Ru вводили в расплав золота непосредственно перед кристаллизацией.

С целью определения модифицирующего эффекта проводили исследования структуры металлографическими методами. Микроструктура полуфабрикатов показана на рис.1 в литом (а, в) и деформированном состоянии (б, г) для сплава 1 (а, б) и для сплава 2 (б, г). Обработка литых заготовок проводилась в холодном состоянии методом сортовой прокатки в калибрах со степенью деформации 41%. Видно, что в обоих сплавах рутений обеспечивает получение благоприятной структуры сплавов, являясь эффективным модификатором. Однако в структуре сплава 1, который в соответствии с прототипом модифицировали рутением в виде порошка, выявились грубые включения (см. рис.1, а, б). Это связано с тем, что рутений не успел раствориться при приготовлении сплава, так как он ограниченно растворяется не только в твердом, но и в жидком состоянии. Для исключения образования таких включений уменьшили количество рутения и ввели его в виде лигатуры (Ag-Ru) в расплав непосредственно перед кристаллизацией. Микроструктура сплава 2, полученного по предлагаемому способу представлена на рисунке 1в, г. Видно, что избыточные кристаллы не растворившегося рутения в данном сплаве отсутствуют, что более благоприятно сказалось на свойствах и качестве получаемых полуфабрикатов и изделий из них. При этом мелкозернистая структура наблюдалась по всей длине литой заготовки.

Таким образом, литые и деформированные полуфабрикаты из сплава, полученного заявляемым способом, обладают равномерной мелкозернистой структурой по всей длине, что характеризует высокое качество и эффективность модифицирования.

Способ модифицирования сплавов на основе золота, включающий введение рутения в расплав, отличающийся тем, что рутений вводят в расплав перед кристаллизацией сплава в виде лигатуры серебро-рутений, полученной осаждением рутения из электролита гальваническим способом на серебро, с содержанием рутения 0,001-0,01 мас.%.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии и касается производства сплавов на основе золота, которые могут быть использованы для изготовления ювелирных изделий, наградных знаков, монет.
Изобретение относится к области металлургии и касается производства сплавов на основе золота, которые могут быть использованы для изготовления ювелирных изделий.
Изобретение относится к области металлургии и касается производства сплавов на основе золота, которые могут быть использованы для изготовления ювелирных изделий, наградных знаков, монет.
Изобретение относится к области металлургии и касается производства сплавов на основе золота, которые могут быть использованы для изготовления ювелирных изделий, наградных знаков, монет.
Изобретение относится к области металлургии и касается производства сплавов на основе золота, которые могут быть использованы для изготовления ювелирных изделий, наградных знаков, монет.
Изобретение относится к области металлургии и касается производства сплавов, которые могут быть использованы для изготовления монет. Сплав для изготовления монет содержит, мас.%: золото 10,0-25,0; палладий 25,0-30,0; платина 25,0-30,0; родий 25,0-30,0.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления ювелирных изделий, наградных знаков, монет. Сплав на основе золота содержит, мас.%: серебро 10,0-15,0, палладий 0,5-1,0, платина 0,5-1,0, индий или олово 7,0-9,0, родий 0,2-0,3, золото - остальное.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе золота, которые предназначены для изготовления литых стоматологических конструкций, а именно каркасов металлокерамических зубных протезов под покрытие преимущественно высокотемпературной керамикой, а также без покрытия.
Изобретение относится к области металлургии и касается производства сплавов на основе золота, которые могут быть использованы для изготовления ювелирных изделий. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе золота, которые могут быть использованы для изготовления ювелирных изделий. .
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка сплава на основе элементов 4 группы периодической таблицы. Может использоваться в пироиндустрии при получении запальных устройств, в качестве газопоглотителей в вакуумных трубках, в лампах, в вакуумной аппаратуре и в установках для очистки газов.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым антифрикционным материалам для сильноточных скользящих контактов. Может использоваться для изготовления токосъемных щеток, например, униполярных генераторов или токосъемных башмаков, контактирующих с рельсом туннельной железной дороги.

Изобретение относится к металлургии, в частности к внепечной обработке расплавов стали, чугуна и цветных металлов. Состав включает материал, содержащий карбонаты кальция, бария и стронция, при этом он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: СаО 16,0-40,0, ВаО 10,0-24,0, SrO 2,5-11,5, СО2 18,0-30,0, SiO2 2,0-15,0.

Изобретение относится к области производства новых разлагаемых металлических материалов, таких как разлагаемые сплавы на основе алюминия, и к способам получения продуктов из разлагаемых в среде ствола нефтепромысловой скважины алюминиевых сплавов, применимых на нефтепромыслах при разведке, добыче и испытаниях нефтяных месторождений.
Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к модифицированию легированного чугуна с шаровидным графитом, который используют в качестве быстроизнашивающихся деталей, например, мелющих элементов рудо- и углеразмольных мельниц.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению композиционных материалов, упрочненных нанодисперсными частицами. Упрочняющие нанодисперсные частицы оксида циркония вводят в расплав на основе сплава алюминий-магний.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к подбору состава материала при производстве изделий из порошковых металлических композиционных материалов с заданным физико-механическим свойством.
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и, в частности, к получению слитков из алюминиевых сплавов с недендритной структурой. Способ включает введение в расплав алюминиевого сплава модифицирующей добавки и кристаллизацию расплава, при этом в качестве модифицирующей добавки используют лигатуру Al-Sc-Zr, содержащую 0,002-0,02% Sc и 0,002-0,02% Zr, которую вводят в расплав в виде прутка перед кристаллизацией.

Изобретение относится к производству алюминиевых сплавов, в частности алюминиевых сплавов, содержащих обладающий высокой реакционной способностью магний. При приготовлении алюминиевого сплава, содержащего Mg, к расплаву сплава добавляют Са, Sr и Ва в таком количестве, чтобы содержание кальция составляло 0,001-0,5 мас.%, а их соотношение находилось в пределах, заключенных между линиями, соединяющими пять точек на фиг.1: точку Е (Са: 28 ат.%, Sr: 0 ат.%, Ва: 72 ат.%), точку F (Са: 26 ат.%, Sr: 30 ат.%, Ва: 44 ат.%), точку G (Са: 54 ат.%, Sr: 46 ат.%, Ва: 0 ат.%), точку Н (Са: 94 ат.%, Sr: 6 ат.%, Ва: 0 ат.%), точку I (Са: 78 ат.%, Sr: 0 ат.%, Ва: 22 ат.%), при исключении соотношений на образованных между указанными точками линиях.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению высокопористых ячеистых материалов на основе жаростойкого сплава. Может применяться для получения фильтров, носителей катализаторов, шумопоглотителей, теплообменников в энергетике, машиностроении и химической промышленности.
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к получению сплавов алюминия с редкоземельными металлами. Способ получения лигатуры алюминий-скандий включает расплавление алюминия, алюминотермическое восстановление скандия из исходной шихты, содержащей фторид скандия, хлорид калия и фторид натрия под покровным флюсом и последующую выдержку полученного расплава. Перед алюминотермическим восстановлением исходную шихту помещают в тигель и предварительно нагревают до температуры 790ºС, а затем вводят в расплавленный алюминий и осуществляют алюминотермическое восстановление при температуре не менее 830ºС. После выдержки расплава производят отдельно разливку солевого и металлического расплава. Используют исходную шихту, содержащую компоненты в следующем соотношении, мас.%: фторид скандия - 40-45; хлорид калия - 40-45; фторид натрия - остальное. Предварительный нагрев исходной шихты может быть проведен в графитовом тигле, предварительно пропитанном криолитом, или тигле из стеклоуглерода. Обеспечивается улучшение технологических характеристик шихты, сокращается оборот солей, увеличивается выход скандия в расплав алюминия. 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к модифицированию сплавов на основе золота, предназначенных для изготовления ювелирных изделий. Для повышения измельчения структуры сплавов золота при их модифицировании вводят рутений в расплав перед кристаллизацией сплава в виде лигатуры серебро-рутений. Лигатуру получают осаждением рутения из электролита гальваническим способом на серебро с содержанием рутения 0,001-0,01 масс.. 1 ил., 1 табл.

Наверх