Цинк и кадмий

Так как оба металла имеют сравнительно низкую температуру кипения, то при введении их в расплавы серебра следует соблюдать особую осторожность. Эти металлы являются важнейшими легирующими компонентами при получении припоев, и поэтому влияние их на свойства сплавов следует рассмотреть более детально.

Аg-Zn. В серебре в твердом состоянии растворяется до 20% цинка, но практически содержание цинка в сплаве не должно превышать 14%. Такие сплавы не тускнеют, хорошо полируются и имеют хорошую пластичность.

Аg - Cd. Предел растворимости кадмия в серебре составляет около 30%. Эти сплавы пластичны и устойчивы против коррозии на воздухе.

Аg-Zn-Cd. Сплавы имеют низкую температуру плавления и в некоторых случаях применяются в качестве припоев. Сплавы имеют широкую область кристаллизации, а паяный шов обладает низкими механическими свойствами, что обусловливает ограниченное применение припоев на основе этой системы.

Аg-Cu-Cd. Медь совершенно не растворяет кадмий, а образует с ним хрупкое соединение Сu₂Сd. При достаточно большом содержании серебра в сплаве кадмий, растворяясь в серебре, делает сплав вязким, пластичным и весьма устойчивым к потускнению.

Серебряно-медные сплавы с небольшими добавками кадмия особенно хорошо подходят для глубокой вытяжки и чеканки.

Аg-Сu-Zn. Несколько сотых долей процента цинка, введенных в расплав перед разливкой, значительно повышают жидкотекучесть сплавов серебра с медью. Кроме того, небольшие добавки цинка делают сплавы более устойчивыми к потускнению и более пластичными. Медь растворяет до 39% цинка. При большем содержании цинка в сплавах серебра с медью образуются тройные сплавы с низкой температурой плавления. Такие сплавы нашли широкое применение в качестве припоев.

Для получения припоев применяют сплав серебро - медь эвтектического состава с добавками цинка, понижающими температуру плавления сплава.

Аg-Сu-Zn-Сd. Сплавы этой четырехкомпонентной системы имеют низкую температуру плавления и, вследствие этого, нашли широкое применение в качестве припоев. Значительное понижение температуры плавления этих сплавов объясняется тем, что цинк и кадмий образуют низкоплавкую эвтектику.

Свинец. Серебро и свинец образуют эвтектику с температурой плавления 304°С. Располагаясь по границам зерен, эти эвтектические соединения делают сплав красноломким. Согласно ГОСТу 6836-72, содержание свинца в сплавах серебра не должно превышать 0,005%.

Олово. Присутствие в небольших количествах олова значительно снижает температуру плавления сплавов системы серебро - медь. В чистом серебре растворяется до 19% олова. При этом получаются сплавы более мягкие и пластичные, чем сплавы серебра с медью, однако эти сплавы имеют тусклый цвет. При содержании олова в сплавах сере­бра с медью более 9% и при температуре 520°С образуется хрупкое соединение Сu₄Sn. Кроме того, из-за образования при плавке окиси олова SnО₂ хрупкость увеличивается.

Алюминий. В сплавах серебро - медь в твердом состоянии алюминий растворяется до 5%, при этом структура и свойства сплава почти не меняются. При более высоком содержании алюминия в сплаве образуется хрупкое соединение Аg₃Al₂. При плавке и отжиге образуется также окись алюминия А1₂О₃, которая располагается по границам зерен. Эти соединения делают сплав хладноломким и непригодным к обработке.

Железо. Не растворяется в серебре и всегда является вредной примесью в сплавах серебра. Попадая в сплав, частицы железа остаются в нем в виде инородных твердых включений. Кроме того, железо взаимодействует с материалом тигля, частицами угля, наждаком, солями, используемыми при плавке, и образует твердые и хрупкие соединения. Попадая на поверхность слитка или изделия, эти соединения при шлифовке вырываются из металла, и оставляют на поверхности изделия характерные вытянутые следы.

Кремний. Кремний в серебре не растворяется, и при содержании сто в сплаве 4,5% образуется кремнисто-серебряная эвтектика с температурой плавления 830°С. Располагаясь по границам зерен, эти эвтектические выделения значительно снижают пластичность сплава, и в большинстве случаев делают сплав полностью непригодным к обработке пластической деформацией. В сплав кремний может попасть из кварца, который служит материалом для изготовления тиглей.

Сера. С основными компонентами сплавов сера образует твердые и хрупкие соединения Аg₂S и Сu₂S, которые, располагаясь между кристаллами и внутри зерен, вызывают хрупкость сплавов. Для появления хрупкости сплава достаточно присутствия в нем 0,05% серы. Серу зачастую содержит древесный уголь, под слоем которого производится отжиг, горючие материалы, газы, травители и т. д.

Присутствие в сплаве серы или сернистых соединений приводит к его потемнению вследствие образования сульфида серебра.

Фосфор. Сплавы серебра перед разливкой раскисляют в большинстве случаев фосфористой медью, содержащей от 10 до 15% фосфора. Фосфор быстро реагирует с окислами сплава, присоединяя находящийся в них кислород, и образует газообразное соединение, которое либо улетучивается, либо реагирует с другими частицами окислов меди, образуя шлаковые соединения метафосфата меди. Ввиду того, что фосфористая медь добавляется, как правило, в избытке, так как содержание окислов в металле неизвестно, то фосфор попадает в металл. Незначительного количества фосфора достаточно для образования хрупких интерметаллических соединений АgР₂ и Аg₃Р, которые в виде эвтектики располагаются по границам зерен. Температура плавления тройной эвтектики Аg - Сu - Р со­ставляет б41°С. В результате образования фосфидов сплавы становятся красноломкими, быстро тускнеют и на них плохо ложатся гальванические покрытия.

Углерод. Углерод не реагирует с серебром и не растворяется в нем. Попадая в расплав, частицы углерода остаются в нем в виде инородных включений.

Ниже представлены состав, свойства и марки некоторых припоев на основе серебра.