Драгоценные (благородные) металлы и их сплавы

Драгоценные металлы — это золото, серебро, платина и металлы пла­тиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений и осмий).

Драгоцен­ными эти металлы называют из-за высокой стоимости.

Важнейшими свойствами, благодаря которым их называют благо­родными, являются:

-красивый внешний вид;

-высокая устойчивость к химическим и атмосферным воздействиям;

-мягкость, тягучесть, пластичность;

-способность сплавляться с другими металлами.

Однако они имеют недостаточную твердость, а значит, износостойкость, поэтому для изготовления ювелирных изделий, как правило, применяются сплавы драгоценных металлов с другими драгоценными или цветными металлами. Добавки (лигатуры) повышают износо­стойкость, разнообразят цветовую гамму изделия из сплавов на основе золота, серебра и платины и снижают стоимость ювелирных изделий. Драгоценные метал­лы в чистом виде используют только в качестве защитно-декоративных покрытий.

Золото и его сплавы.

Золото (Аи) в чистом виде — это очень мягкий, пластичный, тягучий и ковкий металл интенсивного "желтого цвета с сильным металлическим блеском, плотностью 19,32 г/см³, температурой плавления 1063°С, твердость по шкале Мооса 2,5.

Золото химически стойкий металл:

-оно химически устойчиво на воздухе, в воде и в кислотах;

-оно растворяется только в «царской водке» это смесь концентрированных кислот (азотной и соляной);

-оно взаимодействует со свободными ионами хлора, цианидом калия и натрия, бромом и некоторыми другими химикатами, не применяющимися в ювелирной промышленности.

Высо­кая пластичность золота позволяет прокатывать его в листы толщи­ной до 0,0001 мм.

В природе золото находится в составе различных руд — золото-серебряных, золото-медных и других, а также в виде самородков (так в 1991 г. в Магаданской области найден самородок золота массой 6575 г и длиной 18 см).

Месторождения золота являются рентабельными при содержании 2-3 г драгоценного металла на 1 т руды. Добыча золота из руды осуществляется несколькими методами. Наиболее дешевым, а потому используемым во всем мире является метод «кучного» выщелачива­ния, сущность которого заключается в том, что на «кучу» руды пода­ется специальный состав — цианид, он растворяет золото в руде, в таком виде драгоценный металл по трубам перегоняется на фабрику, где и завершается процесс его извлечения. Недостатком данного метода является то, что до 40% золота остается в руде, т.е. требуется повторное выщелачивание.

Процесс очистки извлеченных драгоценных металлов от примесей и сопутствующих компонентов, доведение их до качества, соответствующего государственным стан­дартам и техническим условиям, действующим на территории Российской Федерации, и международным стандартам называется – аффинажем драгоценных металлов.

В ювелирном производстве золото используют как основу золотых сплавов.

Разработан и введен в действие ГОСТ Р 51152-98 «Сплавы на основе благородных металлов ювелирные. Марки», предусматривают 27 марок золотых ювелирных сплавов 6 проб.

Проба — количество массовых частей драгоценного металла в сплаве, общее количество массовых частей сплава равно одной тысяче.

В России с 1927 г. принята метрическая система проб, а в Италия, Англия, США и др. странах принята каратная система проб, а в некоторых — унциевая.

На практике используется два вида унций:

-Английская система мер веса;

- Тройский (монетный) вес.

Английская система мер веса – эта система применяется в англоязычных странах. В этой системе фунт равен 16 унциям, унция эквивалентна 28,35 грамма или 141,75 карата.

Тройский (монетный) вес – это система весов, применяемая для благородных металлов. В этой системе 24 грана равны одному пеннивейту, 20 пеннивейтов равны одной унции, 12 унций равны одному фунту. Следует заметить, что тройский гран равен грану в обычной системе веса, однако унция в тройской системе больше. Одна тройская унция равна 31,103 грамма, тогда как одна унция в обычной системе равна 28,35 грамма.

Гран – это единица измерения в тройской системе мер и весов. В тройской унции содержится 480 гран. Не путать с граном, применяемым для выражения веса жемчуга и равным одной четвертой части метрического карата.

Между различными системами проб существует определенное соотношение:

Метрическая система проб 999,9(1000) 958 750 585 500 375

Каратная система проб 24 23 18 14 12 9

Ювелирное золото представлено в виде различных сплавов желтого, белого, красного и зеленого цвета.

Для изменения или создания цвета сплава с золотом могут быть сплавлены в различных пропорциях медь, серебро, палладий, никель, цинк и др. Так, при увеличении содержания серебра в сплаве золота цвет золота меняется с желтого на зеленовато-желтый и затем на белый. Медь окрашивает сплав в красный цвет. Никель и палладий сплавляют с золотом для получения белого золота (в белом золоте никель и пал­ладий заменяют серебро). Цинк считают обесцвечивающим, и его используют для придания некоторым сплава красного золота более же того оттенка путем замены на него некоторой части меди и серебра.

Желтое золото наиболее часто используется за рубежом в ювелирном деле (сплавы 750-й пробы).

Белое золото в основном типично для ювелирных изделий с бриллиантами, так как оно гармонично выглядит с этим камнем.

Красным золотом называют сплавы 585-й пробы. За рубежом красное золото часто используют для создания эффекта контраста с белым золотом.

Зеленое золото используется редко для придания ювелирному изделию старинного вида.

Для золочения металлов, гипса, дерева, мрамора, багетов, мебели используют сусальное золото — листы чистого золота толщиной 0,0001 мм размером 120x70 мм. Для прикрепления к декорируемой поверхности применяют различные клеевые составы и горячее тиснение.

Сплавы 958-й пробы — так называемое червонное золото — по цве­ту не отличается от природного золота. Сплав имеет наиболее высокую хи­мическую стойкость, но низкие механические свойства. Используется для изготовления обручальных колец.

Сплавы 750-й пробы имеют в своем составе медь и серебро, в неко­торых случаях в виде лигатуры могут быть использованы палладий, никель и цинк. Цвет сплава, в зависимости от лигатуры, меняется от желтовато-зеленого через красноватые оттенки до белого.

Большинство ювелирных изделий в нашей стране выпускается из сплавов 585-й пробы.

Сплавы 375-й пробы имеют красноватый приглушенный цвет, при потере полировки приобретают серый оттенок; используются для изготовления обручальных колец, а также ритуально-обрядовых изделий. Изделия из сплавов 375-й пробы относятся к наиболее дешевым.

Сплавы 333-й пробы, используемые за рубежом для изготовления недорогих ювелирных изделий, они легко растворяются в азотной кислоте, на воздухе неустойчивы.

Сплав «дубле» — это золото 100-й пробы, покрытое слоем золота 916-й пробы толщиной 10 мкм. Сплав хорошо поддается пайке и ли­тью, он может служить основой для нанесения эмалей, однако при со­держании в нем более 16% меди эмаль становится тусклой. Его реко­мендуется использовать при изготовлении изделий с тонкой рельефной выколоткой, филигранью и при создании оправ для хрупких самоцве­тов (изумрудов), напряженных бриллиантов.

В большинстве стран, особенно на Востоке, настоящим ювелирным золотом считаются золотые сплавы не ниже 750-й пробы (18 карат). Популярно и золото 916-й пробы (22 карата), значительное количество изделий из золота 585-й пробы (14 карат) производится в Германии, Дании, Греции, США, Турции, Италии (в последних двух — в основном для российских покупателей). В ЮАР, Германии, Турции и др. странах производятся ювелирные изделия из сплава 375-й пробы (9 карат) и даже 333-й (8 карат). Но состав этих сплавов выбран очень грамотно и качество их достаточно высокое.

Серебро и его сплавы.

Серебро (Ag) — металл красивого ярко-белого цвета, легче золота (плотность 10,5 г/см³), твердость небольшая — 2,5 по шкале Мооса. Температура плавления 960,5°С. Это ковкий и пла­стичный металл, хорошо полируется и обладает самой высокой среди металлов отражательной способностью. Серебро бактерицидно, по­этому в серебряном сосуде вода не портится, а также не изменяется под действием кислорода при комнатной температуре, однако из-за наличия в воздухе сероводорода со временем покрывается темным нале­том сульфида серебра. Серебро имеет высокую химическую устойчи­вость — растворяется только в крепкой азотной и подогретой серной кислоте, а также в цианистом калии.

В природе серебро входит в состав свинцовых, цинковых и медных руд, встречаются в самородках, а иногда - в виде природного сплава с золотом (электра).

Из всех драгоценных металлов, серебро — самый дешевый (почти в 70 раз дешевле золота). Представление о серебре как драгоценном металле сложилось в те годы, когда курс серебра к золоту составлял 1:10. В последние десятилетия стоимость золота растет, а стоимость серебра падает.

Чтобы повысить твердость серебра в ювелирном производстве ис­пользуют его сплавы только с одним легирующим компонентом — ме­дью, поэтому все серебряные сплавы имеют одинаковый цвет.

Обычно используют сплавы серебра, в которых содержание этого металла превышает 72%. Белый цвет сплава серебра при увеличении содержания меди постепенно меняется на желтый. Если после литья необходимо получить мягкий сплав, то его подвергают закалке; в то же время нагревом до определенной температуры можно достичь су­щественного повышения твердости. Для эмалирования используют сплавы с высоким содержанием серебра или даже чистое серебро, что­бы изделие, на которое наносится эмаль, не расплавилось.

ГОСТ Р 51152-98 предусматривает пять марок серебряных сплавов пяти проб: 960, 925, 875, 830 и 800. Все они имеют высокую пла­стичность и ковкость. Чаще всего используются сплавы 875-й и 925-й

Платина и металлы платиновой группы (палладий, родий, ири­дий). Платина (Рт) — металл бело-серого цвета, плотность 21,45 г/см³, температура плавления 1773,5°С, твердость 5 по шкале Мооса. Плати­на пластична, хорошо полируется, химически устойчива. Из-за высокой температуры плавления платину используют редко, главным образом в ручном ювелирном деле для изготовления оправ под бриллианты, что позволяет очень прочно закрепить вставки и лучше показать их природный блеск. За рубежом популярность платины довольно высо­ка. В 90-е годы прошлого столетия, за счет активной рек­ламной деятельности, наблюдался резкий скачок спроса на ювелирные изделия из металлов платиновой группы.

Сплавы платины. В современных ювелирных изделиях платино­вые сплавы встречаются редко — они уступили место белому золоту. Для некоторых ювелирных изделий используется двухкомпонентный сплав 950-й пробы, в состав которого кроме платины входит медь или иридий (добавка иридия значительно повышает твердость сплава).

Палладий (Ра) — металл серебристо-белого цвета, пластичный и ковкий, светлее платины, плотность 12,2 г/см³, температура плавления

1552°С, твердость 5 по шкале Мооса, химически стоек.

Из металлов платиновой группы палладий выделяется благодаря следующим свойствам:

• обладает такой же, как платина, устойчивостью к потускнению на воздухе;

• имеет более интенсивный серебристо-белый цвет, чем платина;

• лучше поддается обработке;

• почти в 4 раза дешевле платины.

В ювелирном деле палладий главным образом используется в качестве металла, альтернативного никелю, для получения «белого» золота 500 и 850 проб. Применение палладия значительно улуч­шает технологические свойства сплава, придает ему высокую ковкость; изделия (медальоны, приборы для сервировки стола) не тускнеют, обладают хорошими декоративными свойства­ми, имеют невысокую стоимость.

Родий (Rh) — голубовато-белый металл, напоминающий алюминий, твер­дый и хрупкий, имеет высокую отражательную способность, при нагревании приобретает пластичность, плотность 12,41 г/см³, температура плавления 1960 °С, твердость 6 по шкале Мооса. Родий химически стойкий металл, в нормальных условиях на воздухе и в воде не окисля­ется, устойчив к действию кислот (кроме концентрированной серной кислоты), царской водки, серы, хлора, фтора. Применяется в ювелир­ном деле как декоративное защитное покрытие ювелирных изделий.

Иридий (Ir) — тугоплавкий металл серовато-белого цвета, очень твер­дый и хрупкий, что затрудняет его механическую обработку, плот­ность 22,4 г/см³; температура плавления 2454°С; твердость 6,5 по шкале Мооса. В химическом отношении иридий — один из самых стойких металлов. Ни кислоты, ни царская водка на него не действу­ют. Только при температуре свыше 800°С иридий поддается действию хлора, фтора и кислорода. В состав платиновых сплавов вводится для повышения их твердости.