RU2586175C1

RU2586175C1 - Alloy based on white gold 585 sample

Info

Publication number: RU2586175C1
Application number: RU2015121955/02A
Authority: RU
Inventors: Сергей Борисович Сидельников; Николай Николаевич Довженко; Сергей Владимирович Беляев; Александр Валентинович Столяров; Игорь Васильевич Усков; Екатерина Сергеевна Лопатина; Ольга Сергеевна Лебедева; Юлия Дмитриевна Дитковская; Елена Сергеевна Леонтьева; Кристина Андреевна Биндарева
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2016-06-10

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, particularly to alloys based on gold, having a white colour and intended for production of jewelry items by methods of casting and metal forming. Gold-based alloy contains, wt%: gold - 58.5-59.0, palladium - 7.5-10.0, copper - 5.0-6.0, zinc - 1.4-1.6, indium - 0.4-0.6, rhodium - 0.01-0.10, silver - balance.

EFFECT: invention allows to create 585 gold-based alloy samples of white colour with high mechanical and operational properties.

1 cl, 2 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к области металлургии сплавов на основе золота, имеющих белый цвет и предназначенных для изготовления ювелирных изделий методами литья и обработки металлов давлением.The present invention relates to the field of metallurgy of gold-based alloys having a white color and intended for the manufacture of jewelry by casting and metal forming methods.

Известен сплав золота 585 пробы белого цвета (ГОСТ 30 649-99. Сплавы на основе благородных металлов ювелирные. Марки. - Введ. 01.07.2000. - Москва: Стандартинформ, 2000), содержащий мас. %: золото 58,5, никель 7,0-8,0, цинк 2,1-2,9, медь остальное. Сплав обладает достаточно низкой температурой плавления и высокой твердостью, но содержит никель, который способен вызвать у человека аллергическую реакцию при длительном контакте с кожей, а также имеет неоднородную структуру в связи с химической неоднородностью, что приводит к риску возникновения брака при изготовлении изделий методами обработки давлением.Famous alloy of gold 585 white samples (GOST 30 649-99. Alloys based on precious metals jewelry. Stamps. - Introduction. 07/01/2000. - Moscow: Standartinform, 2000), containing wt. %: gold 58.5, nickel 7.0-8.0, zinc 2.1-2.9, copper the rest. The alloy has a fairly low melting point and high hardness, but contains nickel, which can cause an allergic reaction in a person with prolonged contact with the skin, and also has a heterogeneous structure due to chemical heterogeneity, which leads to the risk of marriage in the manufacture of products by pressure treatment methods .

Известен сплав на основе золота белого цвета 585 пробы (Патент РФ №2156824, C22C 5/02, 27.09.2000), содержащий 58,5-59,0 мас. % золота, 15-20 мас. % палладия, 10-14 мас. % никеля, 1,5-3,0 мас. % цинка, остальное - медь. Он характеризуется высокой коррозионной стойкостью, износостойкостью и устойчивым белым цветом. Но сплав обладает неравномерной крупнозернистой структурой, что вызывает разброс механических свойств по длине и поперечному сечению слитка и вызывает обрывы при волочении и последующем цепевязании, приводит к увеличению брака. Кроме того, этот сплав также содержит никель, что по вышеуказанным причинам ограничивает его потребительские свойства.Known alloy based on white gold 585 samples (RF Patent No. 2156824, C22C 5/02, 09/27/2000), containing 58.5-59.0 wt. % gold, 15-20 wt. % palladium, 10-14 wt. % nickel, 1.5-3.0 wt. % zinc, the rest is copper. It is characterized by high corrosion resistance, wear resistance and a steady white color. But the alloy has an uneven coarse-grained structure, which causes a dispersion of mechanical properties along the length and cross section of the ingot and causes breaks during drawing and subsequent chain linking, leading to an increase in marriage. In addition, this alloy also contains nickel, which for the above reasons limits its consumer properties.

Наиболее близким к изобретению является сплав на основе золота белого цвета 585 пробы (Патент РФ №2430982, С22С 5/02, 10.10.2011), содержащий следующие компоненты мас. %: золото 58,5-59,0; палладий 7,0-9,0; медь 5,0-6,0; цинк 1,4-1,6; индий 0,4-0,6; рутений 0,01-0,10; серебро остальное. Данный сплав обладает высоким уровнем механических свойств. Однако ограниченная растворимость выступающего в роли модификатора рутения в золоте из-за высокой температуры плавления приводит к образованию крупных включений в структуре сплава, что становится причиной возникновения брака при обработке давлением и требует иного способа введения его в расплав (Патент РФ №2507284, С1 C22C 5/02 C22C 1/03, 20.02.2014).Closest to the invention is an alloy based on white gold 585 samples (RF Patent No. 2430982, C22C 5/02, 10/10/2011), containing the following components wt. %: gold 58.5-59.0; palladium 7.0-9.0; copper 5.0-6.0; zinc 1.4-1.6; indium 0.4-0.6; ruthenium 0.01-0.10; silver rest. This alloy has a high level of mechanical properties. However, the limited solubility of the ruthenium modifier in gold, due to the high melting point, leads to the formation of large inclusions in the alloy structure, which causes rejection during pressure treatment and requires a different method of introducing it into the melt (RF Patent No. 2507284, C1 C22C 5 / 02 C22C 1/03, 02.20.2014).

Основной задачей изобретения является создание нового сплава белого цвета на основе золота 585 пробы, имеющего повышенный уровень эксплуатационных и механических свойств, их. равномерное распределение по длине и сечению слитка, расширяющие область применения сплава при изготовлении ювелирных изделий.The main objective of the invention is the creation of a new white alloy based on gold 585 samples having a high level of operational and mechanical properties, them. uniform distribution along the length and cross section of the ingot, expanding the scope of the alloy in the manufacture of jewelry.

Для решения поставленной задачи предложенный сплав на основе золота, содержащий палладий, серебро, медь, цинк и индий, в качестве модификатора содержит родий при следующем соотношении компонентов, по мас. %:To solve the problem, the proposed gold-based alloy containing palladium, silver, copper, zinc and indium, contains rhodium as a modifier in the following ratio of components, by weight. %:

золото - 58,5-59,0;gold - 58.5-59.0;

палладий - 7,5-10,0;palladium - 7.5-10.0;

медь - 5,0-6,0;copper - 5.0-6.0;

цинк - 1,4-1,6;zinc - 1.4-1.6;

индий - 0,4-0,6;indium - 0.4-0.6;

родий - 0,01-0,10;rhodium - 0.01-0.10;

серебро - остальное.silver is the rest.

Содержание золота в сплаве обусловлено требованием обеспечения пробности и соответствует стандартной 585 пробе (ГОСТ 30649-99).The gold content in the alloy is determined by the requirement to ensure fineness and meets the standard 585 test (GOST 30649-99).

Введение в состав сплава палладия в заявленных пределах является оптимальным для замещения никеля и создания благородного белого цвета, повышает коррозионную стойкость. Содержание палладия более 10% (масс.) приводит к образованию упорядоченных твердых растворов на основе интерметаллида Au₃Pd и охрупчиванию сплава.Introduction to the composition of the palladium alloy within the stated limits is optimal for nickel substitution and the creation of a noble white color, which increases corrosion resistance. A palladium content of more than 10% (mass.) Leads to the formation of ordered solid solutions based on the Au ₃ Pd intermetallic compound and embrittlement of the alloy.

Серебро в заявленных пределах повышает пластичность сплава, мягкость, ковкость и его коррозионную стойкость при литье.Silver within the stated limits increases the ductility of the alloy, softness, ductility and its corrosion resistance during casting.

Медь обеспечивает понижение температуры плавления и необходимую пластичность сплава, улучшает его технологичность при литье, в заявленных пределах не уменьшает отбеливающее влияние палладия и серебра.Copper provides a decrease in the melting temperature and the necessary ductility of the alloy, improves its manufacturability during casting, within the stated limits does not reduce the bleaching effect of palladium and silver.

Цинк снижает температуру плавления и играет роль раскислителя.Zinc lowers the melting point and plays the role of a deoxidizer.

Индий в указанных пределах обеспечивает повышение механических свойств и отсутствие растрескивания при пайке.Indium within the specified limits provides an increase in mechanical properties and the absence of cracking during soldering.

Родий использовался в качестве модифицирующей добавки, позволяющей получить равномерную мелкозернистую структуру, повысить пластичность и выровнять свойства по длине и сечению литой заготовки.Rhodium was used as a modifying additive, which allows to obtain a uniform fine-grained structure, increase ductility and align the properties along the length and cross section of the cast billet.

Сплав был получен прямым сплавлением основных компонентов в индукционной печи в атмосфере инертного газа (аргона). Модифицирующие добавки вводились в расплав непосредственно перед литьем. Температурный интервал сплава определялся методом дифференциально-термического анализа. Состав сплава контролировался с помощью количественного химического анализа. После литья полуфабрикаты из сплава подвергались гомогенизационному отжигу в атмосфере инертного газа (аргона).The alloy was obtained by direct fusion of the main components in an induction furnace in an atmosphere of inert gas (argon). Modifying additives were introduced into the melt immediately before casting. The temperature range of the alloy was determined by differential thermal analysis. The composition of the alloy was controlled by quantitative chemical analysis. After casting, the alloy semi-finished products were subjected to homogenization annealing in an inert gas (argon) atmosphere.

Временное сопротивление разрыву и предел текучести определяли на деформированных образцах с помощью разрывной машины типа H5KS. Структуру образцов сплава анализировали с помощью металлографических методов исследования. Для сравнения в таблицах 1 и 2 приведены составы и физико-механические свойства заявляемого и известных сплавов.Tensile strength and yield strength were determined on deformed specimens using an H5KS tensile testing machine. The structure of alloy samples was analyzed using metallographic research methods. For comparison, tables 1 and 2 show the compositions and physicomechanical properties of the claimed and known alloys.

Для изучения деформируемости слитки известного и заявляемого сплавов обрабатывали с помощью сортовой прокатки в три прохода с промежуточными отжигами после каждого, далее полученные прутки подвергали волочению на стане барабанного типа до диаметра проволоки 0,25 мм, которую затем также отжигали и направляли на цепевязание. Свойства деформированных образцов заявляемого и известного сплавов (степень деформации 73%) приведены в таблице 2.To study the deformability, the ingots of the known and claimed alloys were processed using high-quality rolling in three passes with intermediate annealing after each, then the obtained rods were drawn on a mill of a drum type to a wire diameter of 0.25 mm, which was then also annealed and sent to chain knitting. The properties of the deformed samples of the claimed and known alloys (degree of deformation of 73%) are shown in table 2.

Как видно, заявляемый сплав, благодаря оптимальному сочетанию компонентов в указанном количественном соотношении, обладает равномерной структурой и высоким уровнем механических свойств. Введенный в качестве модификатора родий в заявленных пределах обеспечивает получение однородной мелкозернистой структуры сплава и значительное повышение пластичности, позволившее провести сортовую прокатку без промежуточных отжигов без разрушения заготовки.As can be seen, the inventive alloy, due to the optimal combination of components in the specified quantitative ratio, has a uniform structure and a high level of mechanical properties. Rhodium introduced as a modifier within the stated limits provides a homogeneous fine-grained alloy structure and a significant increase in ductility, which allowed for high-quality rolling without intermediate annealing without destroying the workpiece.

Заявляемый сплав, таким образом, по сравнению с известными имеет более однородную мелкозернистую структуру, обладает высокими технологическими и эксплуатационными свойствами.The inventive alloy, thus, in comparison with the known has a more uniform fine-grained structure, has high technological and operational properties.

Таким образом, применение заявляемого сплава по сравнению с известными позволяет повысить технологические свойства сплава и использовать его в производстве ювелирных изделий методами обработки металлов давлением и литья.Thus, the use of the inventive alloy in comparison with the known can improve the technological properties of the alloy and use it in the manufacture of jewelry by metal forming and casting methods.

Claims

A gold-based alloy containing palladium, silver, copper, zinc and indium, characterized in that it additionally contains rhodium in the following ratio of components, wt.%:
gold - 58.5-59.0;
palladium - 7.5-10.0;
copper - 5.0-6.0;
zinc - 1.4-1.6;
indium - 0.4-0.6;
rhodium - 0.01-0.10;
silver is the rest.