Принципы легирования золота

 В промышленности и в ювелирном деле, где требуется высокая прочность и твердость золото используется в виде сплавов с други­ми металлами и очень редко в чистом виде. В состав золотых сплавов в качестве легирующих компонентов могут входить: серебро, медь, палладий, никель, платина, кадмий и цинк. Стойкость к коррозии в основном определяется содержанием золота, в меньшей степени - серебра и меди. Соотношение серебра и меди определяет цветовые оттенки сплавов и их механические свойства.

Сплавы системы Аu-Сu

Золото и медь обладают неограниченной взаимной растворимостью в жидком состоянии, и образуют непрерывный ряд твердых растворов в твердом состоянии. Ниже линии солидуса в системе Аu-Сu происходит упорядочение твердого раствора, в результате которого образуются соединения АuСu, Аu₃Cu и АuСu₃. Превращение «твердый раствор—>АuСu» состоит в упорядочении рас­положения атомов в решетке при одновременном изменении типа существую­щей ГЦК решетки. Установлено, что соединение АuСu существует в двух мо­дификациях (АuСu)1 и (АuСu)II, имеющих тетрагональную и орторомбическую структуры, соответственно. Превращение «твердый раствор —>АuСu₃» состоит в упорядочении атомов в гцк решетке.

В сплавах золото-медь буквами указывается основной и легирующий элемент, а цифрами - лишь содержание золота (проба). Например, марка двухкомпонентного сплава ЗлМ583, означает, что сплав содержит 58,3 % золота, ос­тальное - медь.

Сплавы системы Аu- Аg

 Золото с серебром образует непрерывный ряд твердых растворов. Кривые ликвидуса и солидуса в системе Аu-Аg близки, интервал кристаллизации спла­вов в средней части диаграммы не превышает 2°С. Серебро придает мягкость, ковкость, понижает температуру плавления и изменяет цвет. Цвет сплавов меняется с повышением содержания серебра от желтого, соответствующего чистому Аи, до белого цвета - чистого серебра. Сплавы с содержанием золота в пределах от 60 до 70 % имеют красивый зеленый оттенок, но из-за низких механических свойств их применяются редко.

 Сплавы Аu-Аg обладают хорошими 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.

Сплавы системы Аu-Аg-Сu

  Медь повышает твердость, сохраняя ковкость и тягучесть. Придает красноватые оттенки, усиливающиеся по мере повышения содержания меди; при 14,6% сплав становится ярко-красным. Но медь снижает коррозионные свойства.

 В ювелирной промышленности для изготовления золотых изделий исполь­зуют в большинстве случаев сплавы системы золото-серебро-медь, которые мо­гут содержать добавки других металлов: никеля, палладия, цинка, платины.

 Химическая стойкость сплавов системы Аu-Аg-Сu меняется неравномер­но. По Тамману различаются следующие зоны химической стойкости сплавов системы Аu-Аg-Сu:

  стойкие ( атомная доля золота 100-50 %). Эти сплавы устойчивы против сильных минеральных кислот и растворяются только в «царской водке»;

слаборастворимые (атомная доля золота 50-37,5 %). Сильные кислоты растворяют компоненты сплава до тех пор, пока содержание атомов золота в нем не достигнет 50 % и сплав не станет стойким;

растворимые (атомная доля золота 37,5-25 %). Присадочные металлы под действием сильных кислот полностью разрушаются, и золото остается в виде нерастворимого осадка;

тускнеющие (атомная доля золота менее 25 %). Сплавы этой области разлагаются под действием кислот. Присутствие в воздухе сероводорода, аммиака и влаги вызывает потускнение их поверхности.

10.3.4. Сплавы золото и никель

Никель изменяет цвет, повышает твердость, повышает литейные качества (жидкотекучесть).Золото и никель о бладают неограниченной растворимостью в жидком, а при высоких температурах и в твердом состоянии. Никель хорошо растворяется в меди, а в сереб ­ ре он практически нерастворим. Никель входит в состав менее благородного, чем с палладием, белого золота системы Аu-Сu-Ni-Zn. Для придания сплаву белой окраски достаточно, как правило, содержания в сплаве от 10 до 14 % Ni. Максимум белой окраски достигается при 17 % никеля.