Материалы для ювелирных изделий

Таблица 12.1

Твердость по Бринеллю и прочность отожжённых сплавов платины с иридием

Сплавы с 5 и 10 % Ir при холодной прокатке допускают обжатие в 75 % между промежуточными отжигами, а сплав с 25 % Ir – только в 50 %. Холодная деформация заметно повышает прочностные характеристики, но резко снижает (от 20–32 % до 2–2,5 %) относительное удлинение сплавов. Сплавы с иридием по сравнению с другими сплавами платины наиболее химически устойчивы, особенно по отношению к кислотам. Содержание платины в ювелирном сплаве составляет, как правило, не менее 95 %. В отечественной ювелирной промышленности единственным сплавом платины является сплав ПлИ5, состоящий из 95 % Pt и 5 % Ir. Температура плавления сплава на диаграмме состояния составляет около 1790 °C. Сплав при высокой температуре является однородным твердым раствором. С понижением температуры (ниже 700 °C) происходит распад твердого раствора.

Механические свойства сплавов в холоднодеформированном и отожженном состояниях приведены в табл. 12.2 и 12.3. За рубежом для изготовления ювелирных изделий также используются в основном сплавы платины 950-й пробы. Так, хорошо зарекомендовал себя сплав состава: 95 % Pt, 4,5 % Pd и 0,5 % Ir. Добавки палладия снижают температуру плавления, повышают пластичность, улучшают обрабатываемость и ковкость сплавов платины, осветляют их цвет.

Таблица 12.2

Свойства сплавов Pt – lr в холоднодеформированном состоянии (протяжка с обжатием 50 %)

Таблица 12.3

Свойства сплавов Pt – Ir в отожженном состоянии

В последнее время за рубежом кроме сплавов 950-й пробы стали широко применяться сплавы платины 900-й и 850-й проб.

12.2. Влияние примесей на свойства сплавов платины

Кремний

В системе платина – кремний было обнаружено три промежуточных фазы: Pt5Si2, Pt2Si и PtSi. Между твердым раствором кремния в платине, содержащим до 0,2 % по массе Si (1,4 атомных %), и соединением Pt5Si2 обнаружена низкоплавкая эвтектика. Температура эвтектики 830 °C, эвтектическая точка – 4,2 % по массе Si (23 атомных %). Незначительные примеси кремния делают сплавы платины красноломкими, хрупкими и непригодными к обработке.

Алюминий Подобно кремнию, он вызывает красноломкость сплавов платины, образуя с ней хрупкое соединение, которое имеет температуру плавления порядка 787 °C и располагается по границам зерен. Достаточно нескольких десятых долей процента алюминия, чтобы сплав стал непригодным к дальнейшей обработке По данным В. М. Савицкого и других, в системе платина – алюминий обнаружено образование широкой области твердых растворов па основе платины и девяти химических соединений, наиболее легкоплавким из которых является соединение PtAl, образующееся по перитектической реакции при температуре 806 °C. Также установлено, что максимальная растворимость алюминия в платине 16 атомных % резко снижается и составляет 3 атомных % при 500 °C. При комнатной температуре в платине растворяется до 2 % Al по массе.

Углерод Растворимость углерода в твердой платине исчезающе мала, но в расплавленном состоянии платина растворяет значительное количество углерода, который при затвердевании выделяется в виде графита. Форма выделяющегося графита зависит от условий плавки и кристаллизации. Сплавы платины с углеродом, полученные методом расплавления платины в графитовых тиглях в высокочастотной печи, имели в микроструктуре игольчатый графит, что отрицательно сказывается на пластичности платины при обработке ее давлением. Однако при расплавлении платины в контакте с графитом в дуговой печи с вольфрамовым электродом платина закристаллизовывалась в крупные зерна, а выделения графита имели сферическую форму.