Художественная обработка сплавов титана

Титан и его сплавы обладают хорошими декоративными качествами, напоминают по цвету старинное серебро.

Художественные титановые отливки гармонично сочета­ются с такими декоративными полудрагоценными камнями, как малахит, яшма, родонит, применяемыми для изготовле­ния подставок.

Листы из чистого титана пригодны для чеканки. Они об­ладают очень красивым внешним видом, не поддаются атмо­сферной коррозии, перспективны для экстерьерных декора­тивных изделий.

В России, США и других странах появились монументаль­ные сооружения, изготовленные из титана. Широко известны монумент покорителям космоса и памятник Ю. Гагарину на площади его имени в Москве. Фигура Гагарина изготовлена из отдельных блоков общей высотой 14 м. В Японии широко используется листовой титан для на­ружной обшивки крыш, внутреннего интерьера.

На титановых изделиях методом анодного окисления можно образовывать слои оксидов различной толщины, из­меняющие цвет их поверхности. Регулируя уровень напряже­ния и время обработки, можно получить темно-синий, светло-синий, желтый, розовый, бирюзовый, зеленый цвета. Отжиг титановых изделий в атмосфере азота или ионно-плазменная обработка позволяют формировать на поверхности стойкие нитриды титана золотых оттенков. Эта технология использо­вана для реставрации памятников и изготовления крестов на восстанавливаемых церковных зданиях.

Широкое внедрение титановых сплавов пока сдерживает­ся их сравнительно высокой стоимостью. Объясняется это высоким сродством титана ко многим элементам и прочно­стью химических связей в его природных соединениях. Со­вершенствование технологических процессов производства и широкие перспективы применения титановых сплавов в раз­личных отраслях позволяют с уверенностью утверждать, что они станут важнейшими конструкционными и декоративны­ми материалами ближайшего будущего.

Применение серебра и его сплавов в декоративно-художественной и ювелирной промышленности.

Мягкий, белый, пластичный металл, из которого можно изготовить фольгу толщиной 2,5 микрона; свет, проходящий через фольгу приобретает голубовато-зеленый оттенок. Твердость серебра — 2,5-3 единицы по шкале Моос. Из всех металлов серебро обладает наибольшей отражательной способностью. Хорошо растворяется в азотной кислоте, во влажном состоянии реагирует с хлором, бромом, йодом. Не поддается воздействию холодной серной кислоты при ее концентрации не более 80%.

Расплавленное серебро может в очень больших количествах поглощать кислород, активно выпуская его при охлаждении, при этом образуется пористость, влияющая на качество поверхности.

Серебро в золотом сплаве придает ему пластичность, блеск и облегчает пайку, однако изменяет цвет сплава и значительно повышает его цену.

Не являясь драгоценным, этот металл имеет огромное применение в ювелирной промышленности, используется почти во всех сплавах как легирующий элемент для получения определенного цвета или механических свойств. Увеличивает сопротивление золота, прежде всего, износу.

Медь делает более прочным золотые сплавы, не облегчает пайку, придает хрупкость сплаву при сколачивании, так как легко кристаллизуется. Для использования наиболее подходит электролитическая медь 999, выпускаемая в виде катодов.

Серебро - химический элемент, металл. Атомный номер 47, атомный вес 107,8. Плотность 10,5 г/см³. Кристаллическая решетка -гранецентрированная кубическая (ГЦК). Температура плавления 963°С. Твердость по Бринеллю 16,7.

Серебро - металл белого цвета. Считается вторым после золота благородным металлом. Полированное чистое серебро практически не изменяет свой цвет на воздухе. Однако под воздействием сероводорода воздуха со временем покрывается темным налетом - сульфид серебра Ag2S. Серебро по сравнению с золотом и платиной менее устойчиво в кислотах и щелочах.

Серебро прекрасно деформируется как в холодном, так и в горячем состоянии. Хорошо полируется, имеет высокую отражательную способность.

Для изготовления художественных изделий используется как чистое серебро, так и его сплавы с медью и платиной.

Диаграмма состояния сплавов системы Аg-Сu показана на рисунке.

Медь в серебре и серебро в меди растворимы ограниченно и растворимость изменяется с изменением температуры. Максимальная растворимость наблюдается при температуре 779°С и составляет в а-твердом растворе - 8,8% Сu, в β-твердом растворе -8,0% Ag. Таким образом, сплавы содержащие от 8 до 91,8% Ag являются двухфазными и их структура представляет собой смесь двух твердых растворов - твердого раствора меди в серебре (α-фаза) и твердого раствора серебра в меди ((β-фаза). В ювелирной промышленности применяются, как правило, сплавы, содержащие более 72% Ag. Составы сплавов и их марки приведены в таблице ГОСТ 6836 - 80).

С понижением температуры растворимость меди в а-твердом растворе понижается. Таким образом, ювелирные сплавы, имеющие, изначально гомогенную структуру а-твердого раствора (100-91,2% Аg) и пониженную прочность, могут быть подвергнуты старению с целью повышения их прочности и твердости. В результате нагрева при старении из пересыщенного медью а-твердого раствора выделяются кристаллы β -фазы (вторичные), которые обогащены медью и обеспечивают повышение прочностных свойств. При этом количество β -фазы может составлять 10% всей структуры. Это особенно существенно для сплавов СрМ950, СрМ925, СрМ900 и СрМ875.

При очень быстром охлаждении при закалке эвтектическое прекращение в сплавах Аg-Сu может быть подавлено. Последние данные рентгенографических исследований показывают, что в интервале от 100% Аg до 100% Сu образуется только одна фаза -твердый раствор с ГЦК-решеткой. Ювелирное изделие, полученное таким образом, может использоваться при комнатных температурах, однако при повышении температур из-за нестабильности структуры свойства такого изделия, в частности декоративные, могут изменяться.

Механические свойства серебра существенно зависят от содержания в них меди. Так, увеличение концентрации меди с 5% (СрМ950) до 20% (СрМ800) приводит к повышению прочности на 30%, а твердости - на 60% при, одновременном снижении пластичности (таблица).

механические свойства

Сплавы серебра с платиной применяются в ювелирной промышленности сравнительно редко, несмотря на высокую технологичность этих сплавов: они хорошо деформируются как в холодном, так и в горячем состоянии, имеют не высокую температуру плавления, прекрасно полируются, и их применение ограничено высокой стоимостью платины.

Химический состав серебряно-платиновых сплавов приведен в таблице.

Серебряно-платиновые сплавы

Сплавы Au-Ag обладают хорошими литейными свойства­ми, стойкостью к окислению. Они мягки и пластичны. Вели­чина временного сопротивления а_в достигает максимального значения при 50-60 % (ат.) Ag. Относительное удлинение сплавов высокое, оно составляет 40-50 %. Такое сочетание свойств позволяет легко обрабатывать такие сплавы давлени­ем. Так, сплавы с высоким содержанием золота могут раско­вываться в фольгу толщиной (1,00-1,25) * 10^-4 мм.

Добавки серебра приводят к прогрессирующему измене­нию цвета. При 38 % (ат.) Ag сплав имеет приятный зеленый цвет, однако при более высоком содержании серебра сплавы имеют малопривлекательный белый цвет и подвержены поту­скнению.

Техническое применение двойных сплавов Au-Ag очень ограничено. Небогатая цветовая гамма и невысокая стойкость к истиранию не позволяют использовать их в ювелирном деле и стоматологии.

Для этих целей, как правило, используют многокомпо­нентные сплавы, содержащие платину, палладий и различ­ные неблагородные металлы.

Цвет сплавов меняется с повышением содержания серебра от красного, соответствующего чистому золоту до белого цвета – чистого серебра. Сплавы с содержанием золота в пределах от 60 до 70% Au имеют красивый зеленый оттенок, однако из-за низких механические свойств применяются редко. Сплавы Au-Ag -обладают хорошимb литейными свойствами, пластичны, имеют высокую коррозионную стойкость, однако мало применяются в технике из-за низкой твердости. Из-за небогатой цветовой гаммы и малой стойкости к истиранию сплавы этой системы не находят применения в ювелирном деле, а используются для изготовления контактов, проводников и других деталей в электротехнике.

Дата добавления: 2014-01-07