Чорні та кольорові метали в ювелірній справі

Чорні метали

Відео: Популярні відео - Метали і Сплав

Залізо (Fe) - метал сріблясто-білого кольору, блискучий, ковкий і пластичний. Щільність 7,87- температура плавлення 1539 ° С твердість по Брінеллю 60 (по Моосу 5). На повітрі окислюється - покривається пухкої іржею.

У чистому вигляді в природі не зустрічається. Отримують залізо із залізних руд. Залізо з домішками називають технічним. Технічне залізо містить 99,8 ... 99,9% заліза, решта домішки, в яких більше десятка елементів. Залізо в чистому вигляді практичного застосування не має, використовується тільки в сплавах. Сплави заліза в залежності від вмісту вуглецю називають сталлю або чавуном.

Сталь - сплав заліза з вуглецем та іншими елементами, вміст вуглецю в якому менше 2%. Залежно від складу стали володіють різними фізико-хімічними властивостями.

Основна кількість обладнання, пристосувань та інструментів ювелірного виробництва виготовлено із застосуванням конструкційних і інструментальних сталей.

Чавун - залізний сплав, який містить більше 2% вуглецю.

По складу чавуни ділять на нелегіровані та леговані (містять хром, нікель, марганець та інші легуючі елементи). За структурою розрізняють білий чавун (з білим зламом) і сірий чавун (з сірим зламом).

Широко застосовується як матеріал виробів прикладного мистецтва: ваз, скульптур, фонтанів, огорож, воріт, грат і т. Д. У ювелірному виробництві з чавуну крім станин верстатів виготовляють виливниці (форми для відливання злитків).

Кольорові метали

Відео: Видобуток руд чорних і кольорових металів

Чисті кольорові метали (хімічні елементи) прийнято групувати за схожими властивостями. Наприклад, легкі метали (щільність нижче 3,0), важкі метали (щільність вище, ніж у заліза, - 7,87), легкоплавкі (температура плавлення нижче температури плавлення олова 232 ° С), тугоплавкі (з температурою плавлення вище, ніж у заліза, 1539 ° С), шляхетні (володіють хімічною інертністю) і т.д. Тут кольорові метали і їх сплави розглядаються з позиції їх застосування в ювелірній практиці в якості прямих (що входять в сплави дорогоцінних металів), а також непрямих учасників виробництва або матеріалів, можливих для застосування. Знання властивостей кольорових металів допоможе при діагностиці виробів з дорогоцінних металів на відміну від близьких імітацій.

Мідь (Cu) - метал червонувато-рожевого кольору, м`який і пластичний, має високі показники тепло- і електропровідності. Легко паяется. Добре полірується. Через свою м`якості погано обробляється ріжучим інструментом. Має погані ливарні властивості.

Щільність 8,96- температура плавлення 1083 ° С твердість по Бріннелю 35 (по Моосу 3).

Хімічно малоактивна. У вологому середовищі покривається зеленуватим нальотом закису міді (мідною патиною), який зберігає її від подальшого руйнування. Мідь легко розчиняється в азотної і концентрованої соляної кислотах при нагріванні. У розведеної соляної кислоти розчиняється в присутності кисню. У художній промисловості її використовують для виробів під емаль і інших виробів. Мідь входить до складу майже всіх сплавів дорогоцінних металів. Служить основою мідних сплавів - латуні, бронз, мельхіору, нейзильберу.

Латунь - мідний сплав, двокомпонентний і більш, з основним легуючим елементом - цинком. Зміст міді в латунях, як правило, більше 57%. Латунь з високим вмістом міді (90% і більше) називають томпак, з вмістом міді 79 ... 86% - полутомпакі. По складу латуні ділять на прості (двокомпонентні) і спеціальні (багатокомпонентні).

За призначенням ділять на деформуються і ливарні. Латуні мають жовтий колір, легко піддаються обробці тиском (за винятком свинцовоутримуюча) в холодному і гарячому стані. Всі латуні добре паяются, легко обробляються ріжучим інструментом, добре поліруються.

Відео: Матеріалознавство. Сплави кольорових металів. мідні сплави

Щільність латуні 8,20 ... 8,60- температура плавлення 900 ... 1045 ° С. У сухому приміщенні довго зберігають колір і блиск. На відкритому повітрі латуні нестійкі, швидко втрачають блиск і темніють. Розчиняються в більшості кислот.

Широко використовуються в якості декоративного матеріалу для художніх виробів, карбувань, дешевих виробів ювелірної галантереї, сувенірних виробів, пам`ятних медалей та ін. Механічні властивості латуней (марок Л62 і Л68) схожі з золотими сплавами 583-ої проби і використовуються як навчальний матеріал при практичному навчанні ювелірів.

Бронза - мідний сплав, в якому основним легуючим компонентом може бути будь-який метал, крім цинку. Бронзи можуть бути двокомпонентними і більш. Колір залежить від складу, але частіше за все золотисто-жовтий. У порівнянні з латунню бронзи мають більш високу міцність, мають високі ливарні якостями і зносостійкість. Добре піддаються пайку і приймають полірування. По складу бронзи поділяють на оловяністие, алюмінієві, кремнієві, берилієві та ін.

Щільність бронз 7,50 ... 8,80- температура плавлення 1010 ... 1140 ° С.

У порівнянні з латунню володіє більш високу корозійну стійкість. Бронза (особливо берилієва) стійка на повітрі, у воді, в розчинах органічних кислот, вуглекислих розчинах. Легко розчиняється в азотній кислоті і в присутності окислювача в сірчаної та соляної кислоти. Бронза широко застосовується в художній промисловості, є незамінним ливарним матеріалом, йде на виготовлення деталей інтер`єру - люстр, бра, канделябрів, різних фігурок і ін. Пам`ятні значки, медалі, сувеніри, отримані литтям, також виготовляють з бронзи.

Мельхіор - мідно-нікелевий сплав, який містить до 30% нікелю. Колір - сріблясто-білий, на зрізі і полірованих частинах з жовтуватим відтінком. М`який, пластичний, добре обробляється ріжучим інструментом і паяется.

Щільність 8,90- температура плавлення П70 ° С.

На повітрі коррозійноустойчів. Окислюючись у вологому середовищі, покривається зеленим нальотом. Розчиняється в азотній кислоті. Гарячі сірчана і соляна кислоти діють на нього роз`їдає.

Широко застосовується для виготовлення галантерейних виробів, а також виробів посудній групи. Зазвичай вироби посудній групи Сріблом.

Нейзильбер - трикомпонентний сплав на мідній основі, до складу якого крім міді входять 13,5 ... 16,5% нікелю і 18 ... 22% цинку. Нейзильбер за зовнішнім виглядом нагадує срібло. Залежно від змісту нікелю може мати блакитний або зеленуватий відтінок. Має достатню міцність і пластичністю, добре паяется.

Щільність 8,45- температура плавлення 1050 ° С.

Має високу корозійну стійкість в нормальних умовах. У вологому середовищі покривається зеленим нальотом. Розчиняється в азотній кислоті. Гарячі сірчана і соляна кислоти роз`їдають його. Нейзильбер набув широкого поширення як декоративний метал. Йде на виготовлення галантерейних виробів, виробів посудній групи з посрібленням. Є основним матеріалом для ювелірних виробів художнього промислу. Філігранні вироби, як бескаменка, так і вироби з різними вставками з оксидированной поверхнею, зовні не поступаються срібним.

Цинк (Zn) - білий метал з синюватим відтінком, крихкий, але при нагріванні до 100 ... 150 ° С набуває пластичність, легко прокочується в листи.

Щільність 7,13- температура плавлення 419,5 ° С твердість по Брінеллю 35 (по Моосу 3).

На повітрі в нормальних і вологих умовах покривається щільним шаром оксиду матово-сірого відтінку, який оберігає його від подальшого руйнування. При нагріванні на повітрі перетворюється в білий порошок. Цинк швидко руйнується концентрованими і розведеними кислотами, а також лугами. Є одним з компонентів деяких золотих сплавів, а також неодмінною компонентом золотих і ряду срібних припоїв, застосовуваних в ювелірному виробництві.

Кадмій (Cd) - білий метал (за кольором схожий з цинком), м`який, пластичний, ковкий.

Щільність 8,65- температура плавлення 321 ° С твердість по Брінеллю 16 (по Моосу 2,5).

Кадмій має значно більшу хімічну стійкість в порівнянні з цинком. На повітрі швидко тьмяніє, покриваючись стійкою захисною плівкою, що оберігає його від подальшого руйнування. При нагріванні на повітрі перетворюється в бурий порошок, виділяючи бурі пари. Пари і солі кадмію отруйні. Кадмій легко розчиняється в азотній кислоті, гірше - в соляній і сірчаній, розбавлені соляна і сірчана кислоти майже на нього не діють. Кадмій є одним з компонентів більшості золотих припоев, що застосовуються в ювелірному виробництві.

Нікель (Ni) - білий метал з жовтуватим відтінком, твердий, міцний, пластичний, добре обробляється ріжучим інструментом. Має високу відбивну здатність. Володіє слабкими магнітними властивостями.

Щільність 8,90- температура плавлення 1 453 ° С твердість по Брінеллю 60 (по Моосу 5).

Відноситься до числа хімічно стійких металів. На повітрі не окислюється, стійкий до вологому середовищі. Розчини лугів на нікель майже не діють. Розчиняється в азотній кислоті (неконцентрированной). Гарячі соляна і сірчана кислоти також роз`їдають нікель. Нікель використовують як захисне або декоративне покриття (нікелювання), а також для легування чорних і кольорових сплавів. Застосовується як компонент при складанні золотих сплавів білого і кольорового ливарного золота.

Олово (Sn) - метал сріблясто-білого кольору, м`який, дуже пластичний.

Щільність 7,30- температура плавлення 231,9 ° С твердість по Брінеллю 5 (по Моосу 2).

Олово кородують на повітрі і у вологому середовищі. При згорянні утворює білий порошок. Охолодження олова нижче 18 ° С призводить до утворення на поверхні сірих плям ( «олов`яної чуми»). Концентровані соляна і азотна кислоти легко розчиняють його, розбавлені діють слабо. Сильно діють на олово лугу, сірка, хлор, бром, фтор і йод.

Олово є основою м`яких (легкоплавких) припоев для контактної пайки. У сучасному виробництві ювелірних виробів олов`яний припій не застосовується. Наявність олова в дорогоцінних металах вважається небажаною домішкою. Сліди олова на ювелірних виробах з дорогоцінних металів повинні бути ретельно видалені. Однак в ювелірних прикрасах XIX - початку XX ст. можна помітити, що найбільш ніжні елементи - ажурні касти із заздалегідь закріпленими камінням, тонкі листочки з легкоплавку прозорою емаллю, квіточки - фіксувалися в штифтове з`єднанні за допомогою олова. Олов`яний припій в таких випадках не виходить назовні, і реставрація подібних виробів повинна проводитися кваліфіковано.

Свинець (Pb) - синювато-сірий метал з сильним блиском на свіжому зрізі. Дуже ковкий, м`який (легко ріжеться ножем), в`язкий.

Щільність 11,34- температура плавлення 327 ° С твердість по Брінеллю 4 (по Моосу 2).

На сухому повітрі стійкий. У вологому середовищі швидко покривається темно-сірої оксидною плівкою, що зберігає його від подальшого руйнування. Свинець стійкий до дії сірчаної та соляної кислот. Добре розчиняється в азотної, а також в оцтової, лимонної і винної кислоти, руйнується під дією лугів. Розчинні сполуки свинцю отруйні і вимагають обережності при роботі з ними. У всіх сплавах дорогоцінних металів свинцева домішка є шкідливою, тому під час роботи дорогоцінні метали оберігають від попадання в них свинцю. При індивідуальному виготовленні ювелірних виробів свинцеві або свинцево-олов`яні (в залежності від необхідної жорсткості) подушки використовують в якості матриць для формоутворення деталей. Свинець також є одним з компонентів при складанні черні.

Алюміній (Al) - легкий метал сріблясто-блакитно-білого кольору, ковкий і пластичний. Добре полірується. Має високі показники електро- і теплопровідності. У звичайних умовах не паяется ні контактної, ні газопламенной пайкою.

Щільність 2,70- температура плавлення 660 ° С твердість по Брінеллю 26 (по Моосу 2,5).

На повітрі миттєво покривається тонкою і дуже стійкою оксидною плівкою, яка захищає його від руйнування. У воді руйнується. Стійкий до дії на нього концентрованої азотної і органічних кислот. Швидко розчиняється в соляній і концентрованої сірчаної кислотах.

Алюміній використовується для виготовлення дешевої ювелірної галантереї (брошки, браслети, кільця, діадеми і ін.) З дешевими вставками і без них. Вироби з алюмінієвих сплавів часто прикрашають емалевими фарбами, анодируют під золото і в інші кольори.

Ртуть (Hg) - єдиний рідкий метал, дзеркально-білого кольору, важкий. Має високу відбивну здатність.

Щільність 13,52- температура плавлення - 38,97 ° С.

Відео: Як визначити вид металу? Чорні та кольорові метали

На повітрі ртуть стійка, але навіть при кімнатній температурі виділяє отруйні пари. На ртуть не діють луги, розбавлені соляна і сірчана кислоти. Легко розчиняється в азотної, навіть слаборазбавленной, і концентрованої сірчаної кислотах. Ртуть легко вступає в з`єднання з багатьма металами, утворюючи сплави (амальгами). Особливо легко ртуть амальгамируют з золотом, на цьому принципі засновано відділення самородного золота від порожньої породи. Застосовують ртуть також при вогневому золоченні і сріблення.