ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2207394
СПЛАВ НА ОСНОВЕ СЕРЕБРА

СПЛАВ НА ОСНОВЕ СЕРЕБРА. УКРАШЕНИЯ. ЮВЕЛИРНЫЕ. ЗОЛОТО. ПЛАТИНА. АЛМАЗ. БРИЛЬЯНТ. НОУ ХАУ. ОБРАБОТКА. ОГРАНКА. ДРАГОЦЕННЫЙ КАМЕНЬ. ВНЕДРЕНИЕ. ПАТЕНТ. ТЕХНОЛОГИИ.

ИЗОБРЕТЕНИЕ. СПЛАВ НА ОСНОВЕ СЕРЕБРА. Патент Российской Федерации RU2207394

Имя заявителя: Калининградский государственный технический университет 
Имя изобретателя: Савченко А.Н.; Тилипалов В.Н. 
Имя патентообладателя: Калининградский государственный технический университет
Адрес для переписки: 236000, г. Калининград, Советский пр., 1, Технический университет, зав. патентным отделом, пат. пов. Л.А. Односум, рег.№ 423
Дата начала действия патента: 2001.11.06 

Изобретение относится к ювелирной промышленности, в частности к сплавам на основе серебра, и может найти применение в художественном литье, а также в электротехнике и приборостроении. Изобретение направлено на расширение технологических возможностей сплава и уменьшение брака. Разработана технология производства сплава на основе серебра, содержащего медь, никель и дополнительно олово, титан и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: серебро 92,5-93,0; медь 5,8-6,8; никель 0,3-0,5; олово 0,5-0,9; титан 0,015-0,025; бор 0,025-0,035.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к сплавам на основе серебра и предназначено для применения в ювелирной промышленности, но может быть также использовано в электротехнике и приборостроении, а также для художественного литья.

Известен сплав серебра 925o, содержащий медь при следующем соотношении компонентов, мас. %: серебро - 92,2-92,8; медь - 7,2-7,8 (ГОСТ 6836-80), недостатком которого являются сравнительно невысокие прочностные и пластические характеристики, что отрицательно сказывается на качестве как литых, так и штампованных изделий и деталей и усложняет технологию их изготовления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сплав на основе серебра, содержащий медь и никель при следующем соотношении компонентов мас.%: серебро - 92,5-93,0; медь - 5,3-6,2; никель - 1,3-1,7 (патент РФ 2049136, 27.11.95 г.).

Существенным недостатком данного сплава являются низкие литейные свойства, в частности жидкотекучесть, что ограничивает область его применения получением, в основном, штампованных и прессованных изделий, а также отливок сравнительно простой формы, например колец. Получение более сложных отливок, например цельнопитых колец с кастами, не представляется возможным из-за плохой заполняемости литейной формы расплавом ввиду его низкой жидкотекучести, что отмечалось выше. Кроме того, получение отливок из этого сплава сопровождается высоким процентом брака: по непроливам и неслитинам до 12%, по дефектам газоусадочного характера - до 15%.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, - расширение технологических возможностей сплава, в частности, достижением технического результата, заключающегося в возможности получения из него сложнофасонных изделий, например цельнолитых колец с настами, а также уменьшения брака отливок.

Технический результат достигается тем, что предложенный сплав на основе серебра, содержащий медь и никель, дополнительно содержит олово, титан и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

  • Серебро - 92,5-93,0

  • Медь - 5,8-6,8

  • Никель - 0,3-0,5

  • Олово - 0,5-0,9

  • Титан - 0,015-0,025

  • Бор - 0,025-0,035

При этом введение в сплав дополнительно олова, титана и бора, а также верхние и нижние пределы содержания элементов в сплаве обусловлены следующими соображениями.

1. При содержании в сплаве никеля свыше 0,5% повышается температура плавки и заливки, а при содержании свыше 1% никель становится вредной примесью, т. к. он не растворяется в серебре, ухудшает обрабатываемость резанием (см. Э. Бреполь. Теория и практика ювелирного дела, 4-е изд., Ленинград, 1982, стр.27).

2. Олово даже в небольших количествах значительно снижает температуру плавления сплава, понижает его вязкость и увеличивает жидкотекучесть. Содержание же в сплаве олова свыше 1% делает сплав тусклым, мягким и пластичным; уменьшается твердость и прочность изделий (там же, стр.26-28).

3. Титан и бор являются модификаторами I и II рода, измельчают зерно и повышают физико-механические характеристики сплава, в частности прочность и пластичность, а бор, кроме того, является эффективным раскислителем.

Однако введение титана в количестве, превышающем 0,025%, а бора - свыше 0,035%, повышает температуру плавки разливки сплава, увеличивает ликвацию, уменьшает жидкотекучесть сплава и увеличивает хрупкость изделий (см. А.В. Курдюмов и др. Литейное производство цветных и редких металлов, М., 1982, стр.78). Содержание в сплаве вводимых элементов ниже нижнего предела снижает эффективность их воздействия.

Технология приготовления заявляемого сплава разработана с учетом того обстоятельства, что никель, титан и бор в серебре нерастворимы, поэтому сначала необходимо приготовить лигатуру "медь-олово-никель-титан-бор" и затем уже с помощью этой лигатуры готовить упомянутый выше сплав на основе серебра.

Лигатуру готовили следующим образом. Тигель индукционной вакуумной плавильной печи разогревали до температуры 1090-1100oС и загружали в него расчетное количество меди. После расплавления меди в тигель загружали требуемое по расчету количество олова и давали выдержку 2 мин. Затем расплав тщательно перемешивали и последовательно вводили в него тугоплавкие компоненты шихты - никель, титан и бор. Через 2 мин расплав тщательно перемешивали и доводили его температуру до 1030-1050oС. Через 3 мин расплав перемешивали и разливали в изложницы, в которых получали слитки (чушки) лигатуры.

Пример
Заявляемый сплав на основе серебра готовили следующим образом. В тигле индукционной вакуумной печи расплавляли расчетное (92,7% от общей массы шихты) количество серебра. После расплавления серебра в тигель загружали 7,3% от общей массы шихты лигатуру "медь-никель-олово-титан-бор".

После расплавления лигатуры расплав тщательно перемешивали и разливали в керамические формы, изготовленные по выплавлямым моделям, в которых получали цельнолитые изделия "кольцо с кастам".

Ранее эти изделия получали в два приема: сначала отливали заготовку кольца, затем заготовку каста, после чего их соединяли между собой с помощью пайки или сварки.

Такая технология, как отмечалось выше, была обусловлена низкой жидкотекучестью сплава, взятого за прототип, и высоким процентом брака отливок.

Проведенные опытные работы показали, что из заявляемого сплава легко можно получать литые изделия, в том числе цельнолитые изделия "кольцо с кастом", которые ранее получить из стандартного сплава 925o, а также из сплава, взятого за прототип, получить было практически невозможно по указанным выше причинам.

Использование предлагаемого сплава, наряду с принципиальной возможностью получения цельнолитых сложнофасонных отливок, позволило резко снизить процент брака отливок: по дефектам газоусадочного характера с 15 до 2-3%, а по дефектам "непроливы" и "неслитины" - с 12 до 1-2%.

Это стало возможным благодаря тому, что наличие в сплаве олова, как отмечалось выше, значительно улучшило заполняемость литейных форм расплавом, благодаря повышению его жидкотекучести, а использование для приготовления сплава лигатуры "медь-никель-олово-титан-бор" позволило снизить температуру заливки литейных форм с 1030 до 1000-1005oС, температуру опоки - с 680 до 630-620oС, что значительно уменьшило объемную усадку сплава, сократило время заливки форм металлом и создало условия для направленной кристаллизации сплава, что, в свою очередь, позволило резко сократить количество дефектов отливок по газоусадочной пористости.

Необходимо отметить, что положительные особенности сплава достигнуты без ущерба для его прочностных и пластических характеристик, что объясняется модифицирующим действием никеля, титана и бора.

Из приведенного примера конкретного осуществления видно, что процесс получения сплава не требует принципиально нового оборудования или выхода за пределы возможностей обычной технологии литья серебряных сплавов.

Процесс легко может быть многократно воспроизведен в производственных условиях.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сплав на основе серебра, содержащий медь и никель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит олово, титан и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

  • Серебро - 92,5-93,0

  • Медь - 5,8-6,8

  • Никель - 0,3-0,5

  • Олово - 0,5-0,9

  • Титан - 0,015-0,025

  • Бор - 0,025-0,035о

Версия для печати
Дата публикации 02.01.2007гг


вверх