Недрагоценные цветные металлы и их сплавы

Цинк - легкоплавкий, хрупкий металл синевато-белого цвета. Плотность цинка — 7,14 г/см3, температура плавления — 419,4 °С. Во влажном воздухе цинк окисляется, покрываясь защитным слоем окиси. Цинк применяют также для изготовления золотых и серебряных припоев.

Для изготовления недорогих личных украшений, предметов сервировки стола и других изделий используют сплавы цветных металлов, по внешнему виду напоминающие золото и серебро. Основой многих сплавов является медь, которую сплавляют с цинком, никелем, свинцом, оловом и другими металлами. Наиболее распространены медно-цинковые сплавы (латунь, томпак, мельхиор, нейзильбер, бронза оловяностая).

Латунь — сплав меди с цинком, содержащий 40—50% цинка, с добавкой иногда небольшого количества других металлов. Плотность латуни — 8,2—8,8 г/см3. При относительной дешевизне латунь отличается хорошими механическими и физико-химическими свойствами, легко обрабатывается давлением, устойчива против действия атмосферных условий и коррозии, имеет красивый желтый цвет, сходный с цветом золота. Латунь широко применяют для изготовления многих видов ювелирной галантереи, предметов туалета и др.

Томпак— сплав меди с цинком, содержащий 10—12% цинка. Томпак используют для изготовления ювелирной галантереи, стопок, подстаканников и других бытовых предметов.

Мельхиор — сплав, содержащий 80% меди и 20% никеля, серебристого цвета. Он легко обрабатывается, обладает большой тягучестью, высокопластичен, хорошо штампуется в холодном состоянии, устойчив против коррозии. Применяют мельхиор главным образом для изготовления столовых и чайных приборов, посуды, портсигаров и других предметов обихода. Обычно изделия из мельхиора покрывают слоем серебра, который придает им устойчивость против коррозии и красивый внешний вид. Эти изделия после серебрения очень сходны с изделиями из серебра.

Бронза оловянистая - это сплав меди с оловом (до 10%) и небольшими добавками цинка, свинца и других металлов. Обычно ее применяют для отливки сувенирных медалей, художественных изделий — малых скульптурных форм. Бывают бронзы алюминиевые, свинцовые, кремниевые, кадмиевые и другие в зависимости от наличия главного (не считая меди) компонента в сплаве.

В ювелирном производстве цветные металлы применяются в основном как легирующие материалы в сплавах с драгоценными металлами. К цветным металлам, используемым в сплавах с драгоценными металлами, относятся медь и ее сплавы, цинк, кадмий, никель, свинец, олово, алюминий ртуть.

Некоторые недрагоценные цветные металлы и сплавы, например, на основе меди с последующим гальванопокрытием для имитации цвета золота или серебра и алюминия с последующим анодированием, применяются для изготовления ювелирной галантереи.

Медь - металл красного цвета, мягкий, обладает хорошей тягучестью, а также хорошей тепло- и электропроводностью, хорошо поддается механической обработке и полировке. Температура плавления его 1083°С, температура кипения 2310°С, плотность 8,9 г/см3. На воздухе в присутствии углекислого газа медь покрывается пленкой зеленого цвета, в результате чего блеск после полировки долго не сохраняется. Растворяется в азотной кислоте, образуя азотнокислую медь, в "царской водке", образуя хлорную медь, в серной кислоте, образуя медный купорос, и в разбавленной соляной кислоте, образуя хлорид мели.

В природе медь встречается как в самородном виде, так и в различных рудах. В ювелирном производстве медь в чистом виде применяется крайне редко, в основном она используется в виде сплавов с другими металлами.

Латунь - сплав меди (не менее 50%) с цинком. Цвет желтый. Может иметь добавки свинца, олова, никеля, железа и др. К числу сплавов меди, являющихся разновидностью латуни, относится "томпак", который содержит 10% цинка, имеет золотистый цвет и используется для ювелирных изделий с последующим покрытием.

Бронза - сплав меди с оловом (оловянистые сплавы), алюминием, кремнием и другими металлами (безоловянистые сплавы). В ювелирном производстве в основном используются оловянистые бронзы, которые обладают высокой прочностью, антикоррозийной стойкостью, хорошей жидкотекучестью и незначительной усадкой.

Нейзильбер - сплав меди (65%), никеля (15%) и цинка (20%), отличается высоким электросопротивлением и антикоррозийной стойкостью, имеет высокую твердость и упругость. Температура плавления его 1050°С, плотность 8,45 г/см3.

В ювелирном производстве нейзильбер используется для изготовления столовой посуды и некоторых элементов, требующих большой упругости (пружины, иглы, штифты).

Мельхиор - сплав меди (80%) и никеля (20%), хорошо поддается механической обработке, обладает большой тягучестью, что позволяет обрабатывать его методом холодной штамповки. Температура плавления 1170°С, плотность 8,9 г/см3.

В ювелирном производстве мельхиор применяется для изготовления столовой посуды и других предметов домашнего обихода.

Цинк - металл голубовато-белого цвета, покрывающийся на воздухе плотным серым защитным слоем, переходящим в голубовато-серый цвет. Температура плавления его 419,5°С, температура кипения 906°С, плотность 7,13 г/см3. Цинк хрупок, легко ломается при комнатной температуре. При нагревании его до 100-150°С делается ковким, легко поддается как механической обработке, так и обработке давлением. При нагревании до температуры выше 200°С он опять становится хрупким. Цинк растворяется в соляной кислоте, образуя хлористый цинк, в азотной кислоте, образуя азотнокислый цинк, и в серной кислоте, образуя сернокислый цинк.

В ювелирном производстве цинк применяется в качестве легирующего материала в сплавах драгоценных металлов и для изготовления припоев.

Кадмий - металл серебристо-белого цвета, мягкий и пластичный, на воздухе покрывается защитной окисной пленкой серого цвета. Температура плавления его 320,9°С, температура кипения 765°С, плотность 8,65 г/см3. В ювелирном производстве кадмий применяется для составления сплавов драгоценных металлов и изготовления припоев.

Никель - металл серебристо-белого цвета, обладает сильным блеском, хорошей ковкостью, гибкостью и тягучестью, тверд и тугоплавок, химически устойчив на воздухе, благодаря чему применяется для покрытия стальных и медных предметов. Температура плавления его 1455°С, температура кипения 3000°С, плотность 8,9 г/см3. В ювелирном производстве никель используется как легирующий материал в сплавах золота, при этом золото получается белого цвета.

Свинец - металл синевато-серого цвета, обладающий сильным блеском, очень мягкий и пластичный. Температура плавления его 327°С, температура кипения 1525°С, плотность 11,34 г/см3. На воздухе свинец покрывается тускло-серым налетом окиси свинца. В воде на его поверхности образуется толстый слой карбоната и сульфата свинца, который защищает металл от коррозии. Он химически стоек в соляной и серной кислотах. Растворяется в азотной кислоте. В ювелирном производстве свинец применяется в основном для получения припоев и купелирования, представляющего собой избирательный процесс отделения благородных металлов (золота и серебра) от неблагородных.

Олово - металл серебристо-белого цвета, обладает хорошей; ковкостью и пластичностью. Температура плавления его 231,9°C, температура кипения 2275°С, плотность 7,31 г/см3. На воздухе олово постепенно покрывается защитным окисным слоем, растворяется в соляной кислоте, образуя хлорид, при взаимодействии с концентрированной азотной кислотой образует оловянную кислоту в виде серого порошка, растворимого в разведенной азотной кислоте. В ювелирном производстве олово применяется, для получения мягких легкоплавких припоев.

Алюминий - металл серебристо-белого цвета с голубоватым оттенком, весьма пластичный. Он хорошо прокатывается, штампуется и куется. Температура плавления 659°С, плотность литого алюминия 2,56 г/см3. На воздухе чистый алюминий покрывается тонкой пленкой окисла, предохраняющей его от коррозии. В ювелирном производстве алюминий применяется для изготовления различных украшений с последующим их анодированием и окраской.

Ртуть - металл серебристо-белого цвета, при нормальной комнатной температуре находится в жидком состоянии, замерзает при температуре -38,9°С, температура кипения +357,2°С, плотность 13,54 г/см3. В природе ртуть встречается в самородном виде и в виде соединений с серой.

В ювелирном производстве ртуть используется для получения золотой и серебряной амальгам, для горячего золочения и серебрения, а также при гальванической металлизации.

 

Стали

В ювелирном производстве стали применяются для изготовления инструментов, оборудования и приспособлений.

Стали подразделяются на конструкционные (углеродистые и легированные) и быстрорежущие.

Конструкционные углеродистые стали содержат до 0,25% углерода, они хорошо куются, штампуются и свариваются. Из них изготовляется инструмент, который не требует последующей термообработки.

Конструкционные специальные стали содержат от 0,25 до 0,7% углерода, они обладают высокой прочностью, и из них изготовляются инструмент и детали приспособлений, которые требуют последующей термообработки.

Углеродистые инструментальные стали содержат от 0,7 до 1,5% углерода; они подразделяются на обыкновенные и высококачественные. Эти стали обладают высокой прочностью, и из них изготовляются инструмент и детали приспособлений, которые требуют последующей термообработки.

Легированные инструментальные стали наряду с железом и углеродом содержат примеси и различные легирующие материалы (кремний, никель, марганец, хром, молибден, вольфрам, титан и др.). За счет введения различных легирующих материалов стали придаются необходимые физические свойства. Легированные инструментальные стали широко используются для изготовления ювелирного инструмента и различного рода приспособлений.

Быстрорежущие стали имеют повышенное содержание вольфрама (от 12 до 20%) и обладают большой стойкостью при механической обработке металлов резанием, когда изготовленный из них инструмент нагревается

Нержавеющие стали имеют большое содержание хрома и никеля. Это обеспечивает антикоррозийную стойкость, повышенную твердость. Нержавеющие стали используют для изготовления режущего инструмента. На сегодняшний день доля импортируемых изделий из разных стран составляют 30% от общей массы продаваемых в России ювелирных изделий.