Применение драгоценных металлов в производстве ювелирных изделий
Материалы, используемые для производства ювелирных украшений, делятся на металлические, неметаллические и вспомогательные. К металлическим материалам относятся драгоценные металлы, сплавы драгоценных металлов, цветные металлы, сплавы цветных металлов, другие металлы; к неметаллическим – драгоценные, полудрагоценные и поделочные камни, органические и искусственные камни, стекло, пластические массы, кость, рог, дерево, текстиль, кожа, резина, фарфор, папье-маше, лаки, эмаль; роль вспомогательных материалов играют кислоты, щелочи, соли, пасты, огнеупоры, клеи.
- Драгоценные металлы
Золото-металл красивого желтого цвета с сильным блеском, вязкий, мягкий, ковкий, тягучий (из одного грамма золота можно вытянуть проволоку длинной 3,5 км); химически очень стойкий-растворяется в “царской водке” (смеси соляной и азотной кислот), а также в ртути, растворах цианистых щелочей, хлорной и бромной воде. Редко в чистом виде, чаще в виде сплава с другими материалами золото применяется для изготовления всех без исключения ювелирных украшений и как материал декоративного покрытия при золочении недрагоценных металлов. В ювелирном деле (за счет введения в сплавы специальных легирующих добавок) широко используется золото белого, желтого, красного, зеленого, розового и даже черного и голубого цвета, причем такая многоцветность нередко присуща одному изделию. Ювелиры охотно применяют золото в сочетании с платиной, серебром, коррозионностойкой сталью, титаном, черным деревом.
Серебро- металл блестяще-белого цвета с очень высокой (95%) отражательной способностью, тягучий, ковкий, пластичный; хорошо полируется, режется, скручивается, прокатывается в листы толщиной до 0,00025 мм и вытягивается в тончайшую проволоку. Серебро устойчиво на воздухе и во влажной среде, не вступает в реакцию с “царской водкой”, плавиковой и соляной кислотами; растворяется в азотной и серной концентрированных кислотах. В чистом виде серебро используется для серебряных припоев; как материал для изготовления ювелирных украшений применяется только в виде сплавов (чаще всего с медью). Из серебра во многих странах изготавливают в больших количествах предметы сервировки стола и украшения интерьера. Широко используется серебро и при изготовлении ювелирных украшений- серег, колец, брошей, кулонов, браслетов, колье, ожерелий, цепочек, запонок и т. д.; причем серебро может быть применено в сочетании с золотом, эмалью, чернью, драгоценными и полудрагоценными камнями, жемчугом, кораллами, слоновой костью.
Платина-металл серебристо-белого цвета, мягкий и ковкий, тугоплавкий, по твердости превосходит золото и серебро; легко поддается прокатке, штамповке, волочению; химически стойкий-растворяется только в горячей “царской водке”, цианистом калии и расплавленных щелочах. Пластичность, прочность, износостойкость, игра цвета-эти качества платины привлекают ювелиров. Очень тонкая платиновая проволока используется при изготовлении филигранных украшений, тонких цепочек, изящных оправ для колец. Платина нарядна и эффектна в сочетании с драгоценными камнями, особенно бриллиантами. Часто из платины изготавливают тонкие ленточные браслеты, а также подвески-пластинки, отличающиеся особой элегантностью и легкостью. Платину используют также для изготовления обручальных колец, колье, кулонов, серег.
Палладий- мягкий, ковкий металл платиновой группы, по цвету темнее серебра, но светлее платины; легко прокатывается в фольгу и протягивается в тонкую проволоку; по своим химическим и физическим свойствам значительно уступает платине;-легко растворяется в “царской водке” и азотной кислоте. В ювелирной промышленности используется как компонент сплава белого золота и высокотемпературных припоев.
Родий- голубовато-белый металл, твердый, тугоплавкий, с высокой отражательной способностью, при накаливании- пластичный, поддается обработке давлением; химически очень пассиве- не окисляется на воздухе, в воде, не взаимодействует с кислотами и их смесями, растворяется в щелочных растворах цианидов. Родий устойчив к действию кислорода, серы, фосфора, хлора, фтора. В ювелирном деле родий применяется как материал декоративно-защитного покрытия ( родирования) серебряных и золотых (из белого золота) ювелирных изделий.
Рутений- тугоплавкий металл, по цвету почти не отличающийся от платины, но более твердый и хрупкий; химически очень стоек и износоустойчив;в ювелирном деле применяется обычно как компонент платиновых сплавов.
Иридий- очень твердый и хрупкий металл серебристо-белого цвета;необыкновенно химически стоек-не вступает в реакцию со щелочами, кислотами и их смесями;с трудом поддается механической обработке (давлением-только в раскаленном состоянии). В ювелирном производстве в сплавах с платиной и родием используется для изготовления химической посуды.
Осмий- белый с серо-голубым оттенком металл, очень тугоплавкий, тяжелый, твердый и хрупкий; механической обработке не поддается; не растворяется в кислотах и “царской водке”; применяется в сплавах с платиной для придания им твердости и упругости.
- Cплавы драгоценных металлов
Применение драгоценных металлов в чистом виде в ювелирном производстве не всегда целесообразно из-за их дороговизны, недостаточной твердости и износостойкости, поэтому для изготовления ювелирных украшений используют сплавы драгоценных металлов. Сплавы золота получают, используя в качестве легирующих элементов серебро, медь, платину, палладий, цинк, кадмий. Сплавы серебра имеют, как правило, один легирующий элемент-медь, но в некоторых случаях применяют сплавы серебра с цинком, кадмием, алюминием, никелем. В сплавах платины легирующими компонентами являются медь или иридий и совсем в незначительных количествах- рутений и осмий. При изготовлении ювелирных украшений чаще используют сплавы золото-серебро-медь, реже двойные сплавы: золото –серебро, золото-медь. Применяются также сплавы золото-платина, золото-палладий, золото-кадмий, серебро-медь-кадмий, серебро-медь, серебро-цинк, серебро-кадмий, серебро-алюминий, серебро-никель-медь-цинк; платина-палладий-серебро-никель, платина-иридий, платина-рутений, платина-осмий.
Серебро в составе сплава придает ему пластичность, мягкость, ковкость, понижает температуру плавления. Добавка серебра придает золоту цвета от бледно-зеленого до почти белого. Медь увеличивает твердость сплава, обусловливает ковкость, тягучесть, пластичность, меняет цвет сплава, от красного до ярко красного. Палладий повышает температуру плавления золотого сплава, обеспечивает пластичность и ковкость, прибавка палладия окрашивает слиток в бурый или в белый цвет. Никель придает ковкость, пластичность, твердость, повышает литейные качества, меняет цвет сплава в бледно-желтый. Кадмий увеличивает ковкость, пластичность, и мягкость, но резко понижает температуру плавления, придает сплаву зеленоватый цвет. Цинк делает сплав твердым, хрупким, повышает тягучесть, но более резко, чем кадмий, понижает температуру плавления, изменяет цвет сплава в сторону белого. Платина повышает упругость сплава и температуру его плавления, придает сплаву белый цвет. Рутений повышает твердость, износостойкость и температуру плавления, на цвет сплава не влияет. Иридий интенсивнее, чем рутений, повышает твердость и износостойкость, цвет сплава не изменяет. Осмий повышает твердость, упругость, температуру плавления, износостойкость, на цвет сплава влияния не оказывает. Алюминий обеспечивает пластичность, ковкость, отражающую способность, повышает коррозийную стойкость.
- Цветные металлы
Медь- металл характерного красного цвета, мягкий, пластичный, вязкий, легко поддается обработке давлением (волочению, прокатке, штамповке, чеканке). Медь хорошо шлифуется и полируется, но быстро теряет блеск, ее затруднительно точить, сверлить, фрезеровать; медь растворяется в азотной, серной и соляной кислотах. В ювелирном деле медь чаще всего применяется для изготовления филигранных украшений и как компонент припоев и сплавов.
Цинк- серовато-белый с синеватым оттенком металл, стоек к воздействию воды, но очень легко растворяется в кислотах (соляной, азотной, серной); хрупок, однако при нагревании до 110-150º С обретает пластичность и легко прокатывается в листы и вытягивается в проволоку: является компонентом многих сплавов, в том числе белого золота; незаменим при изготовлении припоев с высокой температурой плавления.
Олово- мягкий, вязкий, пластичный металл серебристо-белого цвета; коррозионно устойчив; легко растворяется в концентрированных соляной и азотной кислотах; подвергается воздействию щелочи, серы, хлора, брома, фтора и йода. Особенность олова-его неустойчивое состояние при температуре ниже 13,5ºС (с понижением температуры идет превращение белого олова в серое-явление так называемой оловянной чумы). В древности олово применялось для чеканки монет и изготовления сосудов; в наши дни используется как компонент медных и легкоплавких припоев, применяется также при изготовлении отдельных видов ювелирных украшений и предметов украшения интерьера.
Свинец-мягкий, ковкий, тягучий металл голубовато-серого цвета; легко прокатывается, протягивается, отливается. В сухой среде сохраняет блеск, во влажной-быстро тускнеет. Растворяется в азотной, уксусной, лимонной и винной кислотах, вступает в реакцию со щелочами, не растворяется в серной и соляной кислотах. В ювелирном деле свинец применяется в качестве вспомогательного материала (из него изготавливают свинцовые подушки-матрицы, получают мягкие припои, чернь и эмали) и как компонент некоторых цветных сплавов недрагоценных металлов. При работе со свинцом следует помнить, что пары и растворимые соединения свинца ядовиты, поэтому необходимо соблюдать осторожность.
Кадмий- металл серебристо-белого цвета с синеватым оттенком и металлическим блеском, очень мягкий, вязкий и металлическим ; блеском, очень мягкий, вязкий и тягучий. При изгибе кадмиевого прутка слышно характерное потрескивание, аналогично треску оловянного прутка; хорошо кусается, режется, прокатывается в листы и вытягивается в проволоку; легко растворяется в азотной кислоте; используется как компонент сложных сплавов и припоев с невысокой температурой плавления. Соединения кадмия ядовиты, особенно опасны его пары для дыхательных путей.
Никель- металл серебристо-белого цвета с высокой отражательной способностью, твердый, тугоплавкий, гибкий, ковкий, тягучий; легко полируется, прокатывается, вытягивается; на воздухе не окисляется, щелочи на него почти не действуют, растворяется в азотной кислоте, а в соляной и серной-только в подогретом состоянии; в ювелирной промышленности применяется как компонент сплава белого золота и в качестве материала декоративно-защитного покрытия (никелирования).
Алюминий- серебристо-белый легкий металл с голубоватым оттенком и высокой отражательной способностью; хорошо штампуется, прокатывается, куется, полируется, легко поддается волочению; взаимодействует с соляной и серной кислотами, разрушается в воде, азотная кислота на него не действует; широко используется при изготовлении различных значков, сувениров, очень недорогих ювелирных украшений.
Ртуть-жидкий металл зеркально-белого цвета с хорошей отражательной способностью; обладает способностью растворять в себе многие металлы (золото, серебро, олово, цинк, алюминий и др.), образуя жидкие и твердые сплавы, называемые амальгамами. Ювелиры используют ртуть для получения золотой и серебряной амальгам при горячем золочении и серебрении. Пары ртути очень ядовиты.
- Сплавы цветных металлов
Бронза- сплав на основе меди, главными компонентами которого являются олово, цинк, никель, свинец, фосфор и марганец. Такие сплавы называются оловянистыми бронзами. Существуют также алюминиевые, кремниевые, бериллиевые, кадмиевые бронзы. Самая высокая твердость, упругость и устойчивость к коррозии у бериллиевой бронзы, поэтому она широко применяется в художественном литье, изготовлени сувениров, юбилейных значков и медалей.
Латунь-сплав меди с цинком, иногда с добавлением свинца, олова, железа, никеля, других элементов; легко поддается пластической деформации, обработке давлением и резанием. Латуни с содержанием цинка от 10 до 20% получили название “томпаки”; применяются для изготовления отдельных видов ювелирных украшений, а также сувенирных значков.
Мельхиор- пластичный и прочный сплав меди с 20% никеля; обладает красивым серебристым цветом; легко чеканится, штампуется, режется, паяется, полируется. Широко используется для изготовления многих видов ювелирных украшений.
Нейзильбер- сплав меди с 20% цинка и 15% никеля; отличается хорошей пластичностью, тягучестью и коррозионной стойкостью; из нейзильбера чаще всего изготавливают ювелирные украшения с элементами филиграни.
- Другие металлы
Сталь- сплав, получаемый переплавкой передельного (белого) чугуна; существует множество сталей различного назначения. В ювелирном деле (в станах Запада) нашли применение коррозионно-стойкая и вороненая (темного цвета) стали.
Титан-блестящий, серебристого цвета металл, легко поддающийся различным видам обработки: его можно сверлить, точить, фрезеровать, сваривать, шлифовать, клеить; коррозионная стойкость титана сравнима с коррозионной стойкостью драгоценных металлов; титан обладает высокой прочностью, имеет низкую плотность, достаточно легкий; в наше время ювелиры зарубежных фирм широко применяют титан для изготовления самых разнообразных ювелирных украшений.
Тантал-металл серого цвета со слегка свинцовым оттенком, второй после вольфрама по тугоплавкости; отличается пластичностью, прочностью, свариваемостью, коррозионной стойкостью, многие фирмы стран Запада используют тантал для изготовления отдельных видов ювелирных украшений.
Ниобий-металл, внешне схожий с танталом, химически очень стойкий; на него не действуют “царская водка”, соляная, серная, азотная фосфорная, хлорная кислоты; растворяется только в плавиковой кислоте и ее смеси с азотной. В последнее время ( в странах Запада) стал применятся в ювелирном деле как материал для изготовления ювелирных украшений.
