Сплав на основе золота и способ его получения

Изобретение относится к сплавам на основе золота, предназначенным для использования в ювелирной промышленности. Сплав содержит, мас.%: золото 75,0-78,0; палладий 1,0-4,0; индий от 0,5- до 3,0; медь - остальное. Способ включает введение компонентов в плавильный тигель, расплавление, перемешивание и последующий разлив в изложницы, при этом сначала в тигель вводят золото и плавят при его естественной температуре плавления 900-1100°C, затем в сплав вводят палладий и одновременно увеличивают температуру до 1600°C, перемешивают до получения однородного сплава, далее вводят индий, сохраняя температуру 1600°C, и при полном расплавлении индия добавляют медь. Изобретение направлено на получение высококаратного розового сплава золота с повышенными свойствами по твердости, прочности, устойчивости к повреждениям и окислению при обработке и повседневном ношении украшения. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к сплавам на основе золота, предназначенным для использования в ювелирной промышленности.

Известен сплав на основе золота, содержащий золото, серебро, цинк и медь, при следующем содержании (мас.%): золото 58,5-59,0; серебро 2,7-3,3; цинк 0,9-1,3; медь - остальное (RU 2121010, МПК C22C 5/02, заявл. 30.07.1997, опубл. 27.10.1998).

Известен также сплав на основе золота, содержащий следующие компоненты (мас.%): золото 41,7-42,2; серебро 5,5-6,5; цинк 6,0-12,0; медь - остальное (RU 2044091, МПК C22C 5/02, заявл. 10.12.1993, опубл. 20.09.1995).

Данные сплавы имеют сравнительно невысокое содержание золота, обеспечивают красный или красноватый цвет и достаточную отражательную способность для изделий массового производства.

Недостатками данных сплавов являются сравнительно низкие прочность, твердость и износоустойчивость, а также недостаточная каратность, не отвечающая стандарту европейских ювелирных домов. Кроме того, цинкосодержащие сплавы обладают повышенной хрупкостью и алергенностью. Указанные недостатки делают данные сплавы практически непригодными для производства ювелирных изделий высокого класса, где стандартной каратностью является содержание золота минимум 75% и предъявляются повышенные требования к их визуальным и физико-механическим свойствам.

Известен сплав на основе золота, содержащий золото -75,0-75,5; серебро 12,0-13,0; медь - остальное (ГОСТ 30649-99. Сплавы на основе благородных металлов ювелирные. Таблица 1, с. 2-3). Известен также сплав, содержащий золото -75,0-75,5; серебро 8,5-9,5; палладий 13,5-14,54; медь - остальное (там же). В соответствии с ГОСТом примеси в каждой марке сплава не должны превышать, %: свинец - 0,005; железо - 0,15; сурьма - 0,005; висмут - 0,005; кислород - 0,007; всего - 0,17. С указанным содержанием золота сплавы могут иметь цвет: либо зеленый, либо ярко-желтый, либо желтый, либо желтоватый, либо белый.

Сплавы по указанному ГОСТу не обладают какими-либо уникальными или выдающимися свойствами, что делает их стандартными для массового производства и не позволяет производителю (покупателю) визуально подчеркнуть класс изделия. Также вышеприведенные сплавы не всегда удовлетворяют требованиям твердости, прочности, устойчивости к повреждениям и окислению при обработке изделия и повседневном ношении украшения.

Стандарт-сплавы согласно ГОСТ 30649-99 (Сплавы на основе благородных металлов ювелирные) получают путем добавления серебра, меди, цинка, палладия, кадмия и даже платины. Тем не менее они обладают обычными, всем известными свойствами, а их внешне-эстетическое восприятие оставляет желать лучшего настолько, что изделия из них покрывают родием и позолотой. Кроме того, физические свойства стандарт-сплавов выражает определенная мягкость: при малейшей нагрузке украшение подвергается деформации.

Известен сплав на основе золота «777», содержащий, мас.%: золото - 77,7; серебро - 11,2-13,0; медь - 7-9; индий 0,3-0,7; галлий - 0,6-1,0; палладий - 0,7-1,3. Изобретение направлено на получение высоких потребительских свойств - блеска, благородного насыщенного желто-зеленого цвета, а также высоких физических, механических и литейных свойств - пластичности, ковкости, прочности, малого периода плавления (RU 2229531, МПК C22C 5/02, заявл. 05.08.2003, опубл. 27.05.2004).

Однако при этом не удается достигнуть желательных потребительских свойств, предъявляемых к ювелирным изделиям. Так, например, в настоящее время большим спросом пользуются украшения из розового сплава, которые становятся все популярней. Возможно, это розовое, а не желтое золото, потеснит сегодня лидеров - белый или желтый ювелирные сплавы. Указанный выше сплав не обеспечивает розового оттенка, что ограничивает ассортимент ювелирных изделий из золота.

Известен способ получения сплава на основе золота, заключающийся в следующем: в плавильный тигель вводятся и расплавляются медь и серебро, расплав перемешивают, постепенно загружается золото, после полного расплавления компонентов в расплав вводят цинк, далее производится непрерывная вертикальная вытяжка слитка вниз (RU 2121010, МПК C22C 5/02, заявл. 30.07.1997, опубл. 27.10.1998). Способ применим в основном при получении сплавов с невысоким содержанием золота.

Известен способ, при котором сплав выплавляют в электропечах. В разогретый тигель вводят компоненты, которые находятся при следующем соотношении, мас.%: серебро 3,0-5,0; палладий 3,0-5,0; индий или олово 3,0-5,0; золото-остальное. Компоненты расплавляют и перемешивают, разливку сплава производят в стальную изложницу (RU 2475551, МПК C22C 5/02, заявл. 25.01.2012, опубл. 20.02.2013). Недостаток способа - в сложности управления процессом, так как компоненты имеют разную температуру плавления и не всегда обеспечивают однородность сплава или требуют продолжительности процесса.

Задачей заявляемого изобретения является получение высококаратного (содержание золота 75%) розового в художественном смысле мастер-сплава золота с повышенными свойствами по твердости, прочности, устойчивости к повреждениям и окислению при обработке и повседневном ношении украшения.

Поставленная задача решается тем, что сплав на основе золота, содержащий медь, индий, палладий, согласно изобретению, содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%: золото 75,0-78,0; палладий 1,0-4,0; индий 0,5-3,0; медь - остальное.

Поставленная задача решается также тем, что в способе получения сплава на основе золота, включающем введение компонентов в плавильный тигель, расплавление и перемешивание их, последующий разлив, согласно изобретению, первоначально в тигель вводят золото и плавят при его естественной температуре плавления 900-1100°C, затем в сплав вводят палладий и одновременно увеличивают температуру до 1600°C, перемешивают до получения однородного сплава, далее вводят индий, сохраняя температуру 1600°C, и при полном расплавлении индия добавляют медь.

Предлагаемый сплав обладает уникальными, присущими только ему визуальными свойствами, а именно: мастер-сплав обладает эффектом хамелеона, то есть изменяет свой оттенок и блеск в зависимости от освещения при сохранении цветовых изменений в сложной, визуально приятной и благородной цветовой гамме. Кроме того, сплав по свойствам превосходит стандарт-сплавы по твердости, прочности, устойчивости к повреждениям и окислению при обработке и повседневном ношении украшения.

Содержание золота в сплаве обусловлено требованием обеспечения пробности, то есть при изготовлении из сплава ювелирного изделия последнее должно соответствовать стандартной 750 пробе (ГОСТ 6835-2002).

Содержание в сплаве названных компонентов в указанных концентрационных пределах вызывает визуально заметный эффект хамелеона. Эффект хамелеона заключается в создании специфической, легкой и в то же время сложной гаммы блеска и оттенка, которые изменяются в зависимости от освещения (дневной свет, лампа накаливания, смешанное освещение и т.п.). Таким образом, предлагаемый сплав является «розовым» сплавом в общепринятом понимании цвета и обладает уникальным свойством изменять свой оттенок и блеск в зависимости от окружающей среды, он назван автором - мастер-сплав «Розовый хамелеон».

Соотношение компонентов в сплаве в заявленных пределах установлено опытным путем и является оптимальным для достижения эффекта хамелеона, сохранения благородства цветовой гаммы, а также высоких физико-механических показателей сплава.

Золото: его процентное содержание в сплаве обусловлено требованием обеспечения пробности при изготовлении ювелирного изделия - оно должно соответствовать стандартной 750-й пробе (ГОСТ 6835-2002).

Палладий: его добавление осветляет природный желтый цвет золота и создает основу для введения остальных элементов. Палладий также улучшает блеск сплава, в частности, делает его особенно светлым, не тусклым.

Индий: строго определенное присутствие индия в составе сплава обеспечивает ему повышенные твердость, прочность и износоустойчивость.

Медь: ее содержание обеспечивает собственно розовый цвет.

Основными задачами многочисленных экспериментов было достижение для мастер-сплава следующих критериев:

1. высокая каратность сплава, 18 карат (проба 750);

2. исключительно приятный визуально розово-золотистый (золотисто-розовый) оттенок;

3. повышенные твердость и прочность при сохранении тугоплавкости и пластичности;

4. эффект хамелеона - изменение оттенка и блеска в зависимости от освещения;

5. сохранение игры оттенка и блеска в благородной цветовой гамме;

6. высокая отражательная способность, выраженная светлым блеском.

Вышеприведенные критерии по отдельности могут быть присущи особо ценным и высококачественным сплавам, а сплав, обладающий всеми шестью критериями, можно отнести к уникальному сплаву, которым является предлагаемый сплав розового золота системы золото-палладий-индий-медь.

Заявляемый мастер-сплав «Розовый хамелеон» обладает всеми шестью вышеприведенными критериями, благодаря совершенной гармонии всех элементов - собственно золота и особой лигатуры. Высокая каратность, повышенные визуальные и физико-механические свойства и благородная цветовая гамма позволяют использовать его для производства ювелирных украшений высочайшего класса. Эффект хамелеона, не имеющий аналогов среди стадарт-сплавов, позволяет говорить о новом слове в металлургии золотых сплавов, а светлый блеск повышает его художественную ценность и визуально-эстетическое восприятие.

Способ получения сплава

В плавильный тигель вводят золото в любом виде и плавят при его естественной температуре плавления - 900-1100°C. Далее сплав осветляют палладием, который вводят в виде фольги для максимально быстрой и эффективной плавки, а температуру плавления одновременно увеличивают до 1600°C. Затем в тигель в виде пластин вводят индий, сохраняя температуру 1600°C, и на последнем этапе добавляют медь в виде слитка, гранулы или пластины. Сплав готов к разливу. Причем последние два ингредиента (индий и медь) должны быть добавлены и расплавлены максимально быстро, так как высокое и долговременное температурное воздействие может способствовать выгоранию меди, что, в свою очередь, приведет к значительному изменению визуальных свойств сплава.

В таблице 1 приведены составы предлагаемого и известных сплавов, в таблице 2 - свойства сплавов, перечисленных в таблице 1 (в таблице 2 указаны температуры плавления при получении сплавов).

Предлагаемый сплав розового золота может быть использован для изготовления ювелирных и художественных изделий высокого класса. Может поставляться потребителю в виде полосы, проволоки, литых заготовок и готовых изделий.

1. Сплав на основе золота, содержащий медь, индий и палладий, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: золото 75,0-78,0; палладий 1,0-4,0; индий 0,5-3,0; медь - остальное.

2. Способ получения сплава на основе золота по п.1, включающий введение компонентов в плавильный тигель, их расплавление, перемешивание и последующий разлив, характеризующийся тем, что первоначально в тигель вводят золото и плавят при его естественной температуре плавления 900-1100°C, затем в сплав вводят палладий и одновременно увеличивают температуру до 1600°C, перемешивают до получения однородного сплава, далее вводят индий, сохраняя температуру 1600°C, и при полном расплавлении индия добавляют медь.