Stopy metali szlachetnych Stopami metali szlachetnych nazywa się stopy, których głównym składnikiem jest jeden z metali szlachetnych, a więc złoto, srebro, platyna, pallad, rod, ruten, osm lub iryd. Jeli stop zawiera najwięcej złota, wtedy mówimy, że jest to stop złota, choćby w jego skład wchodziły też inne metale szlachetne. Wszystkie pozostałe składniki oprócz głównego noszš w zlotnictwie nazwę ligatury lub ligury. Stopy złota. Najczęciej spotykanymi składnikami w stopach złota sš mied i srebro, a także nikiel, platyna, pallad, mangan i cynk. W rzadkich przypadkach składnikami sš kadm, kobalt i beryl. Z miedziš, srebrem, palladem, niklem i platynš złoto tworzy stałe roztwory cišgłe. W niższych temperaturach w stopach złota z miedziš tworzš się dwie nadstruktury odpowiadajšce wzorom AuCu i AuCu3, a stopy złota z platynš i niklem rozpadajš się na mieszaninę roztworów granicznych. Stopy złota z niklem poniżej temperatury 340°C nabierajš właciwoci magnetycznych. Stopy złota majš zastosowanie przede wszystkim do wyrobu monet, biżuterii i przedmiotów artystycznych oraz w dentystyce, a także przy produkcji włókien sztucznych oraz w laboratoriach chemicznych. Wyroby artystyczne wykonuje się głównie ze stopów złota z miedziš i srebrem, a monety ze stopów złota z miedziš. Wyroby dentystyczne wytwarza się ze stopów złota z platynš lub palladem. Spoiwa do lutowania wyrobów złotych wyrabia się ze stopów złota z miedziš, srebrem i cynkiem lub z miedziš, srebrem i kadmem. Powstajšce w stopach z miedziš nadstruktury sš bardzo kruche i twarde. Dotyczy to zwłaszcza nadstruktury AuCu. Dlatego, jeli stop o składzie zbliżonym do AuCu ma być poddany obróbce plastycznej, należy go bardzo szybko chłodzić (np. w zimnej wodzie), aby nie nastšpiło wydzielenie się nadstruktury. Natomiast po zakończonej obróbce plastycznej dobrze jest przeprowadzić wyżarzanie stopu w temperaturze ok. 400°C, a następnie powoli go ostudzić (zbyt powolne studzenie może jednak spowodować nadmiernš kruchoć). Nastšpi wtedy wykrystalizowanie nadstruktury i w rezultacie utwardzenie stopu. Jest to proces stanowišcy odwrotnoć hartowania lub utwardzania dyspersyjnego. Procesy te polegajš bowiem na uzyskaniu struktury sprzecznej z równowagš wewnętrznš stopu w niskiej temperaturze, natomiast utwardzanie złota polega na uzyskaniu struktury zgodnej z równowagš. Utwardzanie dyspersyjne i hartowanie można przeprowadzać w stopach złota, w których rozpuszczalnoć dodatku stopowego w złocie maleje w miarę spadku temperatury, a więc np. w stopach złota z kilkuprocentowym dodatkiem kobaltu, żelaza lub niklu. Dodatek srebra do złota zmienia jego zabarwienie od żółtego przez zielonożółte do białego, a dodatek miedzi od żółtego przez czerwonozółte do czerwonego. Zabarwienie jest zależne od stanu, w jakim stop się znajduje. Przeróbka plastyczna na zimno powoduje przesunięcie zabarwienia w kierunku żółtym. Podczas ogrzewania stopów zgniecionych, w temperaturze 200°C zabarwienie znika. Jednoczesny dodatek srebra i miedzi powoduje duży wzrost twardoci i wytrzymałoci. Te dwie właciwoci ma stop o składzie 52% złota, 26% miedzi i 22% srebra. Jego wytrzymałoć na rozcišganie wynosi 60 kG/mm2, a twardoć HB = 150 kG/mm2. Niewielki dodatek cynku i kadmu obniża znacznie temperaturę topnienia stopu i bardzo silnie zmienia jego barwę. Dzięki dużej skali zabarwienia stopy sš często stosowane do lutowania, gdyż można dobrać, przez niewielkš zmianę ich składu, odpowiedniš barwę. Sš stosowane także na odlewy. Również cyna obniża temperaturę topnienia, lecz jest stosowana rzadko, gdyż mimo że podnosi twardoć, czyni stop kruchym. Podobne działanie, tylko znacznie silniejsze, ma ołów. Tworzy on ze złotem niskotopliwe, bardzo kruche zwišzki międzymetaliczne, co zupełnie uniemożliwia obróbkę plastycznš, dlatego stanowi bardzo szkodliwš domieszkę. Stopy złota z niklem lub palladem sš znane pod nazwš białego złota ze względu na białš barwę, zbliżonš do barwy platyny. Zwykle dodatkowo zawierajš cynk, który obniża temperaturę topnienia i poprawia lejnoć. Sš stosowane w jubilerstwie oraz w dentystyce. Majš dobre właciwoci wytrzymałociowe i dajš się ulepszać przez obróbkę cieplnš i plastycznš. W jubilerstwie stosuje się zwykle białe złoto niklowe, a w dentystyce palladowe, jednak obršczki lubne Firmy Łazur wykonywane sš ze złota palladowego. Obecnie istnieje bardzo wiele stopów białego złota o różnej zawartoci tego szlachetnego kruszcu. W celu odtlenienia stopów stosuje się podczas stapiania różne odtleniacze, jak boraks, 15-procentowy fosforek miedzi lub magnez. Na szczególnš uwagę zasługuje stop złota z krzemem o zawartoci 5,5% krzemu. Jest to stop o wyjštkowo niskiej temperaturze topnienia. Istniejš stopy autektyczne złota z innymi składnikami o niższej temperaturze topnienia, lecz o wielokrotnie mniejszej zawartoci złota, np. stop z talem ma temperaturę topnienia 131°C, lecz zawartoć talu 73%, z ołowiem odpowiednio 215°C i 85% ołowiu. Stop złota z krzemem został w 1929 r. zbadany przez polskiego metaloznawcę W. Łoskiewicza. Stwierdził on, że temperatura topnienia wynosi 300-310°C, lecz dla pewnoci podał temperaturę 310°C. Stop ten wietnie nadaje się na odlewy, gdyż wykazuje bardzo mały skurcz i szczelnie wypełnia formę. Po ostudzeniu na powietrzu ma pięknš złocistš barwę, wykazuje dużš twardoć (HB = 100 kG/mm2), lecz jednoczenie daje się kuć. Natomiast przy studzeniu w wodzie ma barwę srebrzystš, jest bardzo twardy i kruchy, tak że przy uderzeniu młotkiem rozsypuje się. Te cechy wskazujš, że przy umiejętnej obróbce cieplnej można jeszcze polepszyć jego właciwoci wytrzymałociowe. Stop ten może mieć ogromne zastosowanie zarówno na odlewy, jak i do lutowania, zwłaszcza tam, gdzie chcemy uzyskać wysokš zawartoć złota. Żaden inny stop złota o tak wysokiej jego zawartoci nie wykazuje równie dobrych cech wytrzymałociowych. Stopy srebra. Głównym składnikiem stopów srebra jest mied. Często sš stosowane stopy srebra z cynkiem, kadmem, manganem, niklem i palladem, rzadziej z antymonem, cynš, chromem, magnezem i aluminium. Szkodliwymi domieszkami sš siarka, arsen i bizmut, gdyż nie rozpuszczajš się w srebrze i czyniš stop kruchym. Mied tworzy ze srebrem stałe roztwory graniczne, przy czym wzajemna rozpuszczalnoć maleje w miarę spadku temperatury. Można więc stopy srebra z miedziš ulepszać cieplnie przesycać lub hartować. Wyżarzanie konieczne przy tym zabiegu przeprowadza się w temperaturze 750°C. Stopy srebra sš stosowane na wyroby artystyczne, do produkcji monet i na spoiwa twarde. Wyroby artystyczne wykonuje się ze stopów srebra z miedziš, z miedziš i cynkiem lub z miedziš i kadmem. W stopach monetowych składnikiem jest mied, a w spoiwach mied i cynk. Większa zawartoć miedzi podnosi wprawdzie właciwoci wytrzymałociowe, lecz nadaje brzydkie żółtawe zabarwienie. W celu jego usunięcia wyroby ze stopów o niższej zawartoci srebra poddaje się wytrawianiu w kwasie siarkowym. Powoduje to usunięcie z powierzchni atomów miedzi, przez co przedmiot uzyskuje pięknš srebrzystš barwę. Stopy srebra z cynkiem można utwardzać przez przesycanie, podobnie jak stopy srebra z miedziš. Stopy te sš stosowane w przemyle głównie do lutowania. Skład chemiczny i postać, w jakiej sš dostarczane spoiwa srebrne do lutowania, okrela norma. Srebro w stanie ciekłym pochłania bardzo dużo tlenu (100 g srebra wchłania przeszło 200 cm3 tlenu), a podczas krzepnięcia wydziela go z powrotem. Uniemożliwia to wykonywanie odlewów z czystego srebra, gdyż na powierzchni tworzš się kratery po uchodzšcym tlenie. Stopiona ze srebrem mied odcišga z niego tlen, tworzšc tlenek miedzi, którego powstaje tym więcej, im dłużej trwa proces topnienia. Tlenek miedzi jest szkodliwy, ponieważ jest twardy i kruchy. Gdy stapianie odbywa się zbyt długo, wewnštrz stopu występujš pustki wypełnione tlenem lub wydziela się tlenek miedziowy w postaci pasów lub siatki. Przy walcowaniu i żarzeniu powstajš w miejscach pustek wzdymki; tlenek miedzi wydzielony w formie pasków powoduje powstanie niebieskich plam przy polerowaniu, a wydzielony w formie siatki jest przyczynš tworzenia się nierównoci blachy przy walcowaniu. Aby uniknšć tych szkodliwych skutków, topienie musi trwać możliwie krótko i odbywać się pod pokrywš z węgla drzewnego, a stop przed odlaniem powinien być odtleniony, np. fosforkiem miedzi, bršzem manganowym lub bršzem krzemowym. Na każdy kilogram stopu należy użyć kilka gramów rodka odtleniajšcego. Stopy platyny. Stopy te zawierajš prawie wyłšcznie metale szlachetne oraz mied i nikiel. Stopy te zazwyczaj majš nie tylko lepsze właciwoci mechaniczne, lecz również większš odpornoć chemicznš. Wszystkie platynowce (osm, ruten, iryd, rod, pallad) podnoszš twardoć platyny, przy czym osm w największym stopniu. Stop platyny z irydem ze względu na wysokš twardoć (HB = 265 kG/mm2 przy zawartoci 40% irydu) jest stosowany do oprawy kamieni szlachetnych oraz do innych wyrobów jubilerskich. Stop platyny z irydem o zawartoci 25-30% irydu jest odporny nawet na działanie goršcej wody królewskiej. Dodatek palladu wpływa bardzo nieznacznie na właciwoci mechaniczne, lecz ze względu na niższš cenę i niższš temperaturę topnienia stopy te stosuje się bardzo często do wyrobu biżuterii. Majš one ładnš, jasnš barwę, przy czym dajš się przerabiać plastycznie na zimno i na goršco. Z tych samych powodów stosuje się dodatek miedzi. Powoduje on zwiększenie twardoci i obniżenie kosztów materiału. Dodatek miedzi mniejszy od 40% nie wpływa na barwę, 50-procentowy dodatek miedzi barwi stop na żółto, a 70-procentowy na czerwono. Używane w złotnictwie stopy platyny zawierajš zwykle 95% platyny. Przy sporzšdzaniu stopów platyny z palladem i irydem pallad i iryd stapiamy osobno i dodajemy do stopionej platyny, gdyż wtedy otrzymany stop jest bardziej jednorodny. ...
ola54