Сплав белого золота и способ его получения

Изобретение относится к сплавам на основе золота, предназначенным для использования в ювелирной промышленности. Сплав содержит, мас.%: золото 75,0-78,0; палладий 5,0-12,0; индий 1,0-4,0; серебро 5,0-10,0; медь - остальное. Способ включает введение компонентов в плавильный тигель, их расплавление, перемешивание и последующий разлив в изложницы, при этом сначала в тигель вводят золото и плавят его при естественной температуре плавления 900-1100°C, затем в расплав вводят палладий и одновременно увеличивают температуру до 1600°C, перемешивают до получения однородного сплава, далее вводят индий и серебро, сохраняя температуру 1600°C, и при полном расплавлении индия и серебра добавляют медь. Изобретение направлено на получение высококаратного белого золота с повышенными свойствами по твердости, прочности, устойчивости к повреждениям и окислению при обработке и повседневном ношении. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к сплавам на основе золота, предназначенным для использования в ювелирной промышленности.

Известен сплав белого золота системы золото-серебро-палладий ЗлПдСр585 (хим. состав, мас.%: золото 58,5-59,0; серебро 25,0-26,0; палладий 15,0-17,0. ТУ 48-1-46-84). Недостатками данного сплава являются сравнительно низкие прочность, твердость и износоустойчивость, а также неоправданно высокая стоимость для данной каратности и собственно недостаточная каратность, не отвечающая стандарту европейских ювелирных домов. Указанные недостатки делают данный сплав практически непригодным для производства ювелирных изделий высокого класса, где стандартной каратностью является содержание золота минимум 75%.

Известен сплав на основе золота, содержащий, мас.%: золото 57,0-61,0; серебро 21,0-23,0; индий 0,5-1,0; никель 8,5-9,5; платина 8,5-9,5 (RU 2477330, С22С 5/02, заявл. 07.03.2012, опубл. 10.03.2013). Указанный состав компонентов обеспечивает получение золота, имеющего белый цвет. Сплав выплавляют в электропечах, а изготовление изделий из сплава осуществляют методом литья, штампования. Однако платина, которая входит в состав сплава и которая идеально сочетается с бриллиантами, достаточно дорогой металл (дороже золота) и, кроме того, - тугоплавкий, что существенно усложняет работу с такими сплавами.

Известен сплав на основе золота (белое золото), содержащий серебро и палладий, который для повышения физико-механических свойств и экономической эффективности содержит цинк и индий при следующем соотношении компонентов, мас.%: золото 58,5-59,0; серебро 25,0-26,0; палладий 11,5-10,0; индий 3,5-4,0; цинк 1,5-1,0 (RU 2202644, МПК C22C 5/02, заявл. 31.07.2000, опубл. 20.04.2003). Недостатками данного сплава являются сравнительно низкие прочность, твердость и износоустойчивость, а также неоправданно высокая стоимость для данной каратности и собственно недостаточная каратность, не отвечающая стандарту европейских ювелирных домов. Кроме того, присутствие цинка повышает его алергенность и в сочетании с индием придает сплаву хрупкость.

Известен также сплав на основе золота, содержащий, мас.%: золото 55,0-56,0; серебро 31,0-33,0; индий 0,5-1,0; иридий 1,0-1,5; палладий 1,5-11,5 (RU 2476615, МПК C22C 5/02, заявл. 07.03.2012, опубл. 27.02.2013). Индий увеличивает твердость сплава, иридий и палладий способствуют окрашиванию сплава в белый цвет. Серебро придает сплаву мягкость, но не способствует исчезновению желтого цвета. Кроме того, серебру свойственно быстро окисляться.

Известен сплав на основе золота, содержащий, мас.%: золото 75,0-75,5; серебро 12,0-13,0; медь - остальное (ГОСТ 30649-99. Сплавы на основе благородных металлов ювелирные. Таблица 1, с.2-3). Известен также сплав, содержащий, мас.%: золото 75,0-75,5; серебро 8,5-9,5; палладий 13,5-14,54; медь - остальное (там же). В соответствии с ГОСТом примеси в каждой марке сплава не должны превышать, мас.%: свинец - 0,005; железо - 0,15; сурьма - 0,005; висмут - 0,005; кислород - 0,007; всего - 0,17. С указанным содержанием золота сплавы могут иметь цвет: либо зеленый, либо ярко-желтый, либо желтый, либо желтоватый, либо белый.

Сплавы по указанному ГОСТу не обладают какими-либо уникальными или выдающимися свойствами, что делает их стандартными для массового производства и не позволяет производителю(покупателю) визуально подчеркнуть класс изделия. Также вышеприведенные сплавы не всегда удовлетворяют требованиям твердости, прочности, устойчивости к повреждениям и окислению при обработке изделия и повседневном ношении украшения. Сплавы по указанному ГОСТу также не обеспечивают цветовых изменений в цветовой гамме, что снижает их внешнюю привлекательность.

Задачей данного изобретения является получение высококаратного (содержание золота 75%) белого в художественном смысле мастер-сплава золота с уникальными, присущими только ему визуальными свойствами, при одновременном превосходстве над стандарт-сплавами по твердости, прочности, устойчивости к повреждениям и окислению при обработке и повседневном ношении украшения.

Поставленная задача решается тем, что сплав белого золота, содержащий серебро, палладий, медь, согласно изобретению дополнительно содержит индий при следующем соотношении компонентов, мас.%: золото 75,0-78,0; палладий 5,0-12,0; индий 1,0-4,0; серебро 5,0-10,0; медь - остальное.

Поставленная задача решается также тем, что в способе получения сплава белого золота, включающем введение компонентов в плавильный тигель, расплавление и перемешивание их, последующий разлив, согласно изобретению первоначально в тигель вводят золото и плавят при его естественной температуре плавления 900-1100°C, затем в сплав вводят палладий в виде фольги и одновременно увеличивают температуру до 1600°C, перемешивают до получения однородного сплава, далее в виде пластин вводят индий и серебро, сохраняя температуру 1600°C, и при полном расплавлении индия и серебра добавляют медь.

Содержание в сплаве названных компонентов в указанных пределах вызывает визуально заметный эффект хамелеона. Эффект хамелеона заключается в создании специфической, легкой и в то же время сложной гаммы блеска и оттенка, которые изменяются в зависимости от освещения (дневной свет, лампа накаливания, смешанное освещение и т.п.). Таким образом, предлагаемый сплав не является «белым» сплавом в общепринятом понимании цвета, а обладает уникальным свойством изменять свой оттенок и блеск в зависимости от окружающей среды. Этот мастер-сплав назван автором «Белый хамелеон».

Соотношение компонентов в сплаве в заявленных пределах установлено опытным путем и является оптимальным для достижения эффекта хамелеона, сохранения благородства цветовой гаммы, а также высоких физико-механических показателей сплава.

Золото: его процентное содержание в сплаве обусловлено требованием обеспечения пробности при изготовлении ювелирного изделия - оно должно соответствовать стандартной 750-й пробе (ГОСТ 6835-2002).

Палладий: его добавление обесцвечивает природный желтый цвет золота, придает сплаву собственно белый цвет. Палладий также улучшает блеск сплава, в частности делает его особенно светлым, не тусклым.

Индий: строго определенное присутствие индия в составе сплава обеспечивает ему повышенные твердость, прочность и износоустойчивость.

Медь: ее содержание обеспечивает легкий, едва уловимый золотисто-розовый (розово-золотистый) оттенок.

Серебро: обеспечивает пластичность сплава и усиливает свойства, обеспечиваемые палладием.

Золото и палладий обладают неограниченной растворимостью как в жидком, так и в твердом состоянии. От добавки в состав шихты палладия и индия в указанных количествах сплав золота приобретает приятно «белый» цвет и имеет лучший блеск. Уменьшение количества серебра, по сравнению с прототипом, объясняется тем, что серебру свойственно быстро окисляться, а предлагаемый сплав устойчив к окислению.

Изменение цвета связано не столько с простым снижением интенсивности желтого цвета чистого золота при его «разбавлении» белым металлом (палладием, серебром), сколько с изменением его атомной структуры за счет указанного соотношения введенных компонентов.

Основными задачами многочисленных экспериментов было достижение для мастер-сплава следующих критериев:

1) высокая каратность сплава, не менее 18 карат (проба 750);

2) исключительно приятный визуально розово-золотистый оттенок;

3) повышенная твердость в отличие от стандартных сплавов;

4) эффект «хамелеона» - изменение оттенка и блеска в зависимости от освещения;

5) высокая отражательная способность, выраженная светлым, не тусклым блеском;

6) высокая отражательная способность, выраженная светлым, не тусклым блеском в диапазоне от молочного до металлического.

Вышеприведенные критерии по отдельности присущи особо ценным и высококачественным сплавам, а сплав, обладающий всеми шестью критериями, - уникальному сплаву, которым является заявляемый сплав белого золота системы золото-серебро-палладий-индий-медь.

Способ получения сплава на основе золота осуществляют следующим образом. В плавильный тигель вводят золото в любом виде и плавят при его естественной температуре плавления - 900-1100°C. Далее сплав обесцвечивают палладием, который вводят в виде фольги для максимально быстрой и эффективной плавки, а температуру плавления одновременно увеличивают до 1600°C. Затем в тигель в виде пластин вводят индий и серебро, сохраняя температуру 1600°C, и на последнем этапе добавляют медь в виде слитка, гранулы или пластины. Сплав готов к разливу. Причем последние три ингредиента (индий, серебро, медь) должны быть добавлены и расплавлены максимально быстро, так как высокое и долговременное температурное воздействие может способствовать выгоранию меди, что, в свою очередь, приведет к значительному изменению визуальных свойств сплава.

Далее производится, например, разлив в изложницы или непрерывная вертикальная вытяжка слитка.

В таблице 1 приведены примеры составов предлагаемого и известных сплавов, в таблице 2 - свойства сплавов, перечисленных в таблице 1.

Предлагаемый сплав «белого» золота может быть использован для изготовления ювелирных и художественных изделий. Может поставляться потребителю в виде полосы, проволоки, литых заготовок и готовых изделий.

1. Сплав белого золота, содержащий серебро, палладий, медь, отличающийся тем, что он дополнительно содержит индий при следующем соотношении компонентов, мас.%: золото 75,0-78,0; палладий 5,0-12,0; индий 1,0-4,0; серебро 5,0-10,0; медь - остальное.

2. Способ получения сплава белого золота по п.1, включающий введение компонентов в плавильный тигель, расплавление, перемешивание и последующий разлив, при этом первоначально в тигель вводят золото и плавят при его естественной температуре плавления 900-1100°C, затем в сплав вводят палладий в виде фольги и одновременно увеличивают температуру до 1600°C, перемешивают расплав до получения однородного сплава, вводят в виде пластин индий и серебро, сохраняя температуру 1600°C, и при полном расплавлении индия и серебра добавляют медь.