Художественная обработка серебра

     Серебро  – металл белого блестящего  цвета, мягкий и пластичный, хорошо  поддается обработке давлением. Имеет гцк решетку, плотность при 20°С составляет 10,49 г/см3, температура плавления 961°С (960,8°С). Различия в температуре плавления объясняются высокой растворимостью в серебре кислорода.

     Серебро  очень хорошо полируется, имеет  наивысшую отражательную способность,  оно отражает 94 % световых лучей, является самым электро- и теплопроводным металлом.

     Серебро  прекрасно деформируется как  в холодном, так и в горячем  состоянии. Оно легко прокатывается  в тончайшие листы до 0,00025 мм  и вытягивается в очень тонкую  проволоку. Из Ag можно изготовить фольгу толщиной 2,5 мкм. Свет, проходящий через фольгу, приобретает голубовато-зеленый оттенок.

     При  холодной деформации чистое серебро  и его сплавы подвержены деформационному упрочнению. Область наибольшей пластичности и наименьшей прочности литого и горячедеформированного серебра находится в интервале температур 680-800°С. Минимальное значение пластичности у литого серебра – в интервале 600-650°С, пластичность серебра после

горячего прессования  значительно выше, чем литого.

Серебро тверже золота, но мягче меди. Вследствие мягкости чистое серебро ( употребляется в виде сплава с медью.

 

                                                                               

                     

 

 

 

 

Химический состав серебра  (ГОСТ 6836-2002)

 

                                    Химический состав, % по массе

    Марка                                          Примеси, не более

                     Ag, не более      Pb      Fe         Sb          Bi        Cu        Всего

Ср 99,99             99,99          0,003  0,004    0,001     0,002     0,008       0,01

Ср 99,9             99,90          0,003  0,035    0,002     0,002     0,015       0,10

 

    Благодаря  своим уникальным свойствам –  высокой электропроводности и  теплопроводности, отражательной способности, светочувствительности – серебро имеет очень широкий диапазон применения. Растворяясь в золотом сплаве, серебро придает ему пластичность, блеск и облегчает пайку, однако изменяет цвет сплава и значительно повышает его цену.

 

• Химические свойства серебра                                        

 

     Нормальный  электродный потенциал серебра  равен 0,798 В. Чистое полированное серебро практически не изменяет свой цвет на воздухе.

     При  обычной температуре Ag не взаимодействует с O2, N2 и H2. При действии свободных галогенов и серы на поверхности серебра образуется защитная пленка малорастворимых

галогенидов и сульфида Ag2S (кристаллы серо-черного цвета). Озон образует на поверхности Ag черный налет. Хлор, бром, йод реагируют с ним даже при комнатной температуре.

     Из  окислов серебра устойчивыми  являются закись Ag2O и окись AgO. Закись образуется на поверхности серебра в виде тонкой пленки в результате адсорбции кислорода, которая увеличивается с повышением температуры и давления.

     Расплавленное  серебро может в очень больших  количествах поглощать кислород, в процессе охлаждения растворимость кислорода уменьшается, при этом образуется пористость, ухудшающая качество поверхности.

     Серебро  стойко к коррозии в большинстве  минеральных и органических кислот, в водных растворах галогенов. Серебро также устойчиво в дистиллированной, природной и питье вой воде, в этиловом и метиловом спирте любой концентрации.

     По  сравнению с золотом и платиной  серебро менее устойчиво в  кислотах и щелочах. При комнатной температуре серебро растворяется в азотной кислоте с образованием AgNO 3.

Горячая концентрированная  серная кислота растворяет серебро  с образованием сульфата Ag2SO4 (растворимость сульфата в воде 0,79 % по массе при 20°С). Серебро, легко соединяясь с ртутью, образует серебряную амальгаму.

     В  царской водке серебро не растворяется  из-за образования защитной пленки  AgCl. В отсутствие окислителей при обычной температуре HCl, HBr, HI не взаимодействуют с серебром благодаря образованию на поверхности металла защитной пленки малорастворимых галогенидов. Кипящие едкие щелочи на серебро не действуют. Серебро также не поддается

воздействию холодной серной кислоты при ее концентрации не более 80 %.

     Коррозионная  способность серебра определяется  высокой термодинамической устойчивостью, формированием на поверхности защищенных пленок и способностью образовывать комплексные соединения. Для оценки коррозионной стойкости серебра применяют четыре

группы стойкости.

    Присутствующие  в промышленной атмосфере пары  серы вызывают потемнение серебра. Пленка на поверхности серебра, образующаяся в результате атмосферной коррозии, плотная и вязкая, состоит

в основном из сульфида серебра и на 20-25 % из сульфата серебра, хлорида серебра или их сочетаний.

    Для повышения  коррозионной стойкости серебра  сплавы легируют алюминием, бериллием и кремнием. Для очистки поверхности сплавов Ag–Cu от продуктов коррозии используют растворы цианидов или разбавленные растворы щелочных металлов.

 

 

 

               Легирующие элементы и примеси  в серебряных сплавах

 

    Сплавы  серебра для ювелирных изделий  содержат два компонента –  серебро и медь.

    Медь. С повышением содержания меди до 28 % твердость и прочность сплавов Ag–Cu повышается, а пластичность падает.

    Цвет  серебра с увеличением содержания  меди становится все более  желтоватым. Сплав серебра с 50 % меди становится красноватым, а с 70 % меди имеет красный цвет.   При добавке в сплав Ag–Cu других металлов он становится трех- или многокомпонентным, что может существенно изменить его свойства: сделать более разносторонним в применении или, наоборот, совершенно непригодным для использования.

     Золото. Сплавы Ag–Au обладают высокими литейными свойствами и стойкостью к окислению. Относительное удлинение сплавов Ag–Au составляет 40-45 %, что позволяет расковывать или прокатывать сплавы в фольгу толщиной 1-1,25·10-4 мм.

     Никель. В сплавах серебра, применяемых в производстве ювелирных изделий, при содержании никеля до 1% замедляется рост зерна, и тем самым улучшаются их механические свойства. С увеличением содержание никеля до 2,5 % ухудшается обрабатываемость сплава. При еще большем содержании никеля он не растворяется в сплаве и становится вредной при

месью.

     Железо всегда является нежелательной примесью в сплавах серебра. Железо присутствует в сплавах в виде чужеродных частиц, ухудшающих обрабатываемость. 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. В связи с этим при переплавке отходов в виде опилок или стружки необходимо сначала удалить из них магнитом частицы железа.

     Свинец. Сплавы серебра, содержащие свинец, становятся при нагреве хрупкими, так как свинец и серебро при температуре 304°С образуют эвтектику, которая располагается по границам зерен, что делает сплав красноломким. Свинец может попасть в обрабатываемую заготовку из мягкого припоя или из подкладок, используемых для глубокой чеканки. Перед операциями нагрева или переплавки свинец необходимо удалить. Содержание Pb в сплавах серебра не должно превышать 0,005 %.

     Олово. Даже небольшая добавка олова снижает температуру сплава, однако при этом сплав получается более тусклым, мягким и пластичным, чем сплав Ag–Cu. При повышенном содержании олова в сплаве образуются интерметаллические соединения с медью Cu4Sn, а также оксид олова SnO2, которые делают сплав хрупким.

     Алюминий. При содержании до 4-5 % алюминий не влияет на структуру сплава, при более высоком содержании делает сплав хрупким, т.к. при этом образуется хрупкое соединение Ag3Al. При отжиге и плавке образуется также соединение Al2O3, которое, располагаясь по границам зерен, делает сплав хрупким и ломким.

 

 

  Цинк. Несмотря на то, что в твердом состоянии серебро растворяет в себе до 20 % цинка, содержание его в серебре не должно превышать 14 %. В этом случае сплавы не тускнеют на воздухе, хорошо полируются и имеют высокую пластичность.

     Кадмий. Сплавы с кадмием пластичны и устойчивы против коррозии на воздухе, не тускнеют и хорошо обрабатываются. Предел растворимости кадмия в серебре составляет около 30 %.

     Цинк  и кадмий являются важнейшими  легирующими компонентами при  получении припоев, хотя прочность таких припоев не отвечает в полной мере требованиям практики. Сплавы имеют низкую температуру плавления, но широкую область кристаллизации, паяный обладает низкими механическими свойствами, что обусловливает ограниченное применение припоев на основе этой системы.

       

                Серебряные сплавы различных  проб

 

     Для  изготовления ювелирных изделий  используется как чистое серебро,  так и его сплавы с медью  и платиной. Наиболее широкое  применение в ювелирной промышленности  находят сплавы серебра с медью,  реже более дорогие серебряно-платиновые  сплавы.

     Со  временем сформировался ряд серебряных  сплавов, которые применяются  в основном для изготовления ювелирных украшений, декоративных изделий и столовых приборов и обладают хорошими технологическими и эксплуатационными свойствами.

     Согласно  «Положению о пробах и клеймении  изделий из драгоценных металлов  в Российской Федерации» на территории России установлены следующие сплавы серебра – 800,

830, 875, 925, 950-й проб (для ювелирных и бытовых изделий).

          Согласно стандарту, распространяющемуся  на сплавы, предназначенные для  электротехнических проводников и контактов, ювелирных изделий, струн музыкальных инструментов, серебряные сплавы обозначают буквами Ср, вслед за которыми указываются легирующие

элементы (лигатуры) (Пт – платина, Пд – палладий, М – медь).

     Цифры  после буквенного обозначения  сплава указывают массовую долю  серебра, выраженную в промилле (десятых долях процента) для чистого серебра и серебряно-медных сплавов (например, Ср 999, СрМ 950, СрМ925, СрМ 916 и т. д.), или массовую долю основных легирующих компонентов, выраженную в процентах : СрПл-12 (12 % Pt, 88 % Ag),

СрПд-40 (40 % Pt, 60 % Ag), СрПдМ-30-20 (30 % Pt, 20 % Cu, 50 % Ag).

     В  соответствии с ГОСТ 6836-2002. «Серебро  и сплавы на его основе»  наименование марок сплавов состоит из букв, обозначающих компоненты сплава, и следующих за ними цифр, указывающих номинальное содержание компонента (компонентов) благородных металлов в сплаве (в процентах).

     Механические  свойства серебряно-медных сплавов  существенно зависят от содержания в них меди.

     Так,  увеличение концентрации меди  с 5 % (СрМ 950) до 20 % (СрМ 800) приводит к повышению прочности на 30 %, а твердости – на 60 % при одновременном снижении пластичности.

     В сплаве Ag 970, содержащем 97 % серебра, содержание меди очень низкое, поэтому по некоторым свойствам, например, по цвету, устойчивости к потускнению, способности оставаться светлым при отжиге (в худшем случае при этом образуется внутренняя окисленная зона), он очень схож с чистым серебром.

     Благодаря  высокой температуре плавления  этот сплав часто используется  для изготовления изделий с эмалью (прозрачные краски подсвечиваются более интенсивно). Особенно подходит для ковки, глубокой вытяжки и исполнения тонких, филигранных работ.

     Учитывая  склонность сплава к старению, после отжига сплав, содержащий 97 % серебра, подвергают закалке.

     Сплав СрМ 950 используют для эмалирования и чернения. Сплав СрМ 950 используется также для изготовления струн музыкальных инструментов.

     Цвет  этого сплава соответствует цвету  чистого серебра.

     Сплав  очень хорошо поддается обработке  давлением. Его применяют также  при глубокой вытяжке, чеканке, для изготовления очень тонкой проволоки. К недостаткам сплава серебра 950-й пробы относятся невысокие механические свойства.

Изделия, изготовленные  из этого сплава, при эксплуатации деформируются. Увеличить прочность сплава от 500 до 1000 МПа можно старением, но это приводит к усложнению и удорожанию технологического процесса обработки сплава.

     Сплав СрМ 925 иначе еще называется «стерлинговое» или «стандартное» серебро. Из-за высокого содержания серебра в сплаве и высоких механических свойств этот сплав нашел широкое распространение во многих странах.      Цвет сплава такой же, как и у сплава серебра 950-й пробы, однако механические свойства выше.      Сплав пригоден для эмалирования и чернения. Наиболее широко сплав используется для изготовления ювелирных изделий и столовых принадлежностей.

 

Сплав СрМ 925 является старейшим ювелирным сплавом, широко используемым также в монетном и медальном производстве. Обработка давлением и отжиг изменяют литую структуру сплава.

    Сплав СрМ 916 широко применяется в отечественной ювелирной промышленности для изготовления столовых принадлежностей и ювелирных Сплав СрМ 916 очень близок по свойствам к сплаву марки СрМ 925 .                

   Сплав серебра СрМ 900 чаще применяется для изготовления ювелирных украшений. Подходит для литья, гибки, пайки, ковки и чеканки, но для исполнения тонких филигранных операций и глубокой чеканки он слишком твердый. Цвет его несколько отличается от цвета чистого серебра. Этот сплав менее стоек на воздухе, чем сплавы 950 и 925-й проб, однако имеет хорошие литейные свойства, хорошо обрабатывается давлением.     Содержание меди в сплаве СрМ 900 превышает предел растворимости меди в серебре, и