Мутылина И.Н. - Художественное материаловедение. Ювелирные сплавы (1093327), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Главнейшими операциями являются растворение, доводкарастворов и избирательное осаждение отдельных платиновых металлов.Очищенная платиновая губка имеет светло-серый цвет с металлическим блеском: приударе она должна деформироваться, не рассыпаясь в порошок.Платина поставляется потребителю в виде прямоугольных слитков (длиной 3-100 мм,шириной 2-65 мм). Масса слитка должна быть не более 5,5 кг. Химический состав платины вслитках должен соответствовать нормам, указанным в табл. 32.Из слитков изготавливают прутки, листы, полосы, трубки, проволоку и прочие полуобработанные профили путем ковки, прокатки и волочения.Таблица 32Химический состав платины в слиткахЭлементПлатина, не менееПримеси, не более:Палладий, иридий, родий, рутений(сумма):ЗолотоСвинецЖелезоКремнийОловоАлюминийСурьмаСереброМагнийЦинкМедьНикельХимический состав, %Марка ПлА-0Марка ПлА-1Марка ПлА-299,9899,9599,900,0150,0250,0500,0020,0020,0030,0020,0010,0020,0010,0050,0020,0020,0020,0010,0050,0050,0100,0050,0010,0050,0010,0200,0050,0030,0050,0030,0050,0050,0100,0050,0050,0050,005-Основные свойства платиныПлатина – тяжелый металл, имеющий бело-серую окраску, аналогичную окраске стали.Плотность платины (21,37 г/см3) в 3 раза больше плотности железа, это очень прочный металл, обладающий хорошей тугоплавкостью (температура плавления 1772°С).Природная окраска платины, внешне похожая на белое золото, эффектно подчеркиваеткрасоту бриллиантов, их прозрачность и блеск.Платина пластична, хорошо полируется, обладает высокой отражательной способностью, имеет низкую тепло- и электропроводность, малую удельную теплоемкость.Твердость платины по шкале Мооса составляет 4-4,5.
Платина в горячем состоянии хорошо прокатывается и сваривается. Может прокатываться в тончайшие листы (до 0,0025 мм)и протягивается в тончайшую проволоку (до 0,001 мм).Платина химически очень устойчива. Не окисляется на воздухе даже при накаливании и,остывая, сохраняет свой цвет.Платина никогда не тускнеет и не вызывает аллергии. Устойчива к влажной среде. Приобычных условиях с простыми веществами (Cl2, S, O2) не реагирует. В мелкораздробленном86виде при повышенной температуре реагирует с хлором и серой. Разъедают платину цианистый калий и расплавленные щелочи.Платина практически нерастворима в воде, в кислотах, за исключением горячей царскойводки, при взаимодействии с которой Pt полностью растворяется: 3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6] +4NO+8H2O.
При растворении получается гексахлороплатиновая, или платинохлористо-водородная, кислота H2[PtCl6], которая при выпаривании раствора выделяется в видекрасно-бурых кристаллов состава H2[PtCl6]·H2O.Превосходные механические и химические свойства, которыми обладает платина, а также рыночный спрос позволяют изготавливать такие ювелирные художественные изделия, которые невозможно изготовить из других металлов. Платина также предлагает неограниченный выбор для разработки дизайнов каратного золота, обеспечивая привлекательныйконтраст цветов, а также прочность, которой не хватает золоту.Высокие технологические свойства платины позволяют работать с тонкими или мелкими структурами, такими как крапановые оправы и филигрань.
Высокая твердость обеспечивает жесткость и постоянство формы и предлагает такие преимущества, как надежное крепление камня и соединение звеньев в цепочках и браслетах.Прочностные свойства обеспечивают заданную форму и сохранность при изготовлениииз тонких звеньев, трубок или тонкой проволоки и даже после пайки или обжига. Даже в горячем состоянии эта прочность не исчезает и возможна комплексная пайка, при этом достигается высокая степень точности размеров с минимумом зажимных приспособлений илиосновы. Низкая теплопроводность платины позволяет максимально сблизить многочисленные паяные соединения.Платина имеет низкую пружинную поджатость, что превращает ее в идеальный материал при огранении мягких или хрупких драгоценных камней.
Жаростойкость (при пайке илиобжиге) позволяет отполировать составные детали перед конечной сборкой. Таким образом,можно отполировать детали, которые недоступны для полировочного инструмента при замысловатом дизайне.Легирующие элементы и примеси в платиновых сплавахПлатина в чистом виде очень мягкая, поэтому ее легируют, например, иридием, палладием, родием и другими металлами.
Для изготовления ювелирных изделий в сплав кромеуказанных легирующих элементов добавляют еще и медь.Иридий. Легирование платины иридием способствует резкому возрастанию твердости ипрочностных характеристик сплавов. Сплавы с иридием по сравнению с другими сплавамиплатины наиболее химически устойчивы, особенно по отношению к кислотам.Палладий. Добавки палладия снижают температуру плавления, повышают пластичность, улучшают обрабатываемость и ковкость сплавов платины, осветляют их.Чтобы создать сплавы для литья с разным уровнем чистоты, используется кобальт и(или) палладий. Кобальт снижает уровни кислорода в плавке, повышает текучесть и литейные свойства и дает хорошую конечную твердость, не сокращая в значительной степени пределов плавления. Сплавы с кобальтом предпочтительней для колец, брошей и деталей браслетов из-за прочности и твердости. Сплавы с палладием мягче и предпочтительней для закрепок и хрупких моделей.
Сплавы с кобальтом немного голубее, а сплавы палладиянемного более серые, чем чистая Pt.Сплав с медью можно также отливать, если это необходимо, но поверхности литья имеют тенденцию к большей шероховатости и их труднее полировать, чем литые кобальтовыесплавы. Сплав с 85 % платины, 10 % палладия и 5 % меди используется в Германии, Италиии Японии.87Комплексное легирование может также усилить отдельные свойства.
Например, введение 3 % Co и 2 либо 7 % Pd в сплавы платины 950-й или 900-й пробы улучшает литейныесвойства, способность к полировке и цвет. Все сплавы для литья можно соединить с коваными компонентами пайкой или сваркой.Платиновые сплавы очень чувствительны к присутствию примесей и инородных включений, которые при нагреве могут взаимодействовать с матрицей с образованием легкоплавких составляющих и приводить к хрупкому разрушению.Влияние примесей на свойства сплавов платиныКремний. В системе Pt–Si были обнаружены три промежуточные фазы: Pt5Si2, Pt2Si иPtSi. Между твердым раствором кремния в платине, содержащим до 1,4 % Si и соединениемPt5Si2 обнаружена низкоплавкая эвтектика.
Температура эвтектики – 830°С, эвтектическаяточка – 23 % Si. Незначительные примеси кремния делают сплавы платины красноломкими,хрупкими и непригодными к обработке.Алюминий. Подобно кремнию он вызывает красноломкость сплавов платины, образуя сней хрупкое соединение, которое имеет температуру плавления порядка 787°С и располагается по границам зерен. Достаточно несколько десятых долей процента алюминия, чтобысплав стал непригодным к дальнейшей обработке.
По данным Е. М. Савицкого и др., в системе Pt–Al обнаружено образование широкой области твердых растворов на основе платины и девяти химических соединений, наиболее легкоплавким из которых является соединение PtAl, образующееся по перитектической реакции при температуре 806°С.Также установлено, что максимальная растворимость 16 % алюминия в Pt резко снижается и составляет 3 % при 500°С.
При комнатной температуре в Pt растворяется до 2 % помассе Аl.При плавке платины и ее сплавов нельзя использовать тигли, содержащие окись алюминия, а также графитовые, необходимо применять тигли из чистой обожженной извести –СаО.Углерод. Растворимость углерода в твердой платине незначительна, но в расплавленномсостоянии платина растворяет большое количество углерода, который при затвердевании выделяется в виде графита. Форма выделяющегося графита зависит от условий плавки и кристаллизации. Сплавы платины с углеродом, полученные методом расплавления платины вграфитовых тиглях в высокочастотной печи, имеют в микроструктуре игольчатый графит.Такая форма выделяющегося графита отрицательно сказывается на пластичности платиныпри обработке ее давлением.Сера и фосфор оказывают такое же вредное воздействие на свойства платины и ее сплавов, как и на свойства сплавов белого золота.
Сера образует с платиной соединение PtS2.Фосфор образует с платиной два фосфида – Pt2P7 и PtP2. Соединение PtP2 при взаимодействии с Pt образует эвтектику при температуре 588°С.Газы не оказывают заметного действия на сплавы платины, однако, попадая в расплав,они удерживаются в нем и образуют поры и раковины – очаги разрушения.Платина и сплавы на ее основе адсорбируют на поверхности пары воды, кислород, водород, окись углерода.Платина незначительно растворяет кислород и образует три окисла – PtO, Pt3O4 и PtO2.На поверхности платины всегда существует прочно связанный с ней слой кислорода.
Азотне растворяется в платине и иридии и не образует нитридов.Платина принадлежит к числу металлов, быстро и необратимо адсорбирующих водороданалогично палладию и никелю. В нагретом состоянии платина обладает высокой проницаемостью по отношению к водороду, причем скорость диффузии и растворимость водорода88значительно увеличиваются с повышением температуры. Однако растворимость водорода вплатине даже при высоких температурах мала.Сплавы платиныВ отечественной ювелирной промышленности широко распространенными сплавамиплатины являются сплавы базовой системы платина – иридий, например сплав ПлИ5, состоящий из 95 % платины и 5 % иридия. Температура плавления сплава ПлИ5 на диаграммесостояния Pt–Ir составляет около 1790°С.Платина с иридием в соответствии с диаграммой состояния Pt–Ir образует непрерывныйряд твердых растворов.
При увеличении содержания иридия температура плавления сплавовповышается.Все сплавы системы Pt–Ir имеют довольно узкий интервал кристаллизации. При понижении температуры происходит распад твердого раствора, максимальная критическая температура распада равняется 975°С при 50 % Ir.Холодная деформация заметно повышает прочностные характеристики сплавов, но резко снижает относительное удлинение (от 2-2,5 до 20-32 %). Сплавы с 5 и 10 % Ir при холодной прокатке допускают обжатие в 75 % между промежуточными отжигами, а сплав с 25 %Ir – только в 50 %.Хорошо зарекомендовал себя сплав, содержащий 95 % Pt, 4,5 % Pd и 0,5 % Ir.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
