Серебро - один из дефицитных элементов. Но как один из благородных металлов серебро наиболее широко распространено в природе. Среднее содержание серебра в земной коре составляет 7*10-6% (по массе), что в 20 раз превышает содержание золота и приблизительно равно содержанию металлов платиновой группы.

В биосфере серебро в основном рассеивается, в морской воде его содержание 3*10-8%.

Основные свойства серебра.

Физико-механические свойства серебра.

Серебро - металл белого блестящего цвета, мягкий и пластичный, хорошо поддается обработке давлением. Имеет гцк решетку, плотность при 20°С составляет 10,49 г/см. куб., температура плавления 961°С (960,8°С). Различия в температуре плавления объясняются высокой растворимостью в серебре кислорода.

Серебро очень хорошо полируется, имеет наивысшую отражательную способность, оно отражает 94% световых лучей, является самым электро- и теплопроводным металлом.

Серебро прекрасно деформируется как в холодном, так и в горячем состоянии. Оно легко прокатывается в тончайшие листы до 0,00025 мм. и вытягивается в очень тонкую проволоку. Из Ag можно изготовить фольгу толщиной 2,5 мкм. Свет, проходящий через фольгу, приобретает голубовато-зеленый оттенок.

При холодной деформации чистое серебро и его сплавы подвержены деформационному упрочнению. Область наибольшей пластичности и наименьшей прочности литого и горячедеформированного серебра находится в интервале температур 680-800°С. Минимальное значение пластичности у литого серебра - в интервале 600-650°С, пластичность серебра после горячего прессования значительно выше, чем литого.

Серебро тверже золота, но мягче меди. Вследствие мягкости чистое серебро (употребляется в виде сплава с медью).

Благодаря своим уникальным свойствам - высокой электропроводности и теплопроводности, отражательной способности, светочувствительности - серебро имеет очень широкий диапазон применения. Растворяясь в золотом сплаве, серебро придает ему пластичность, блеск и облегчает пайку, однако изменяет цвет сплава и значительно повышает его цену.

Химические свойства серебра.

Нормальный электродный потенциал серебра равен 0,798 В. Чистое полированное серебро практически не изменяет свой цвет на воздухе.

При обычной температуре Ag не взаимодействует с O2, N2 и H2. При действии свободных галогенов и серы на поверхности серебра образуется защитная пленка малорастворимых галогенидов и сульфида Ag2S (кристаллы серо-черного цвета). Озон образует на поверхности Ag черный налет. Хлор, бром, йод реагируют с ним даже при комнатной температуре.

Из окислов серебра устойчивыми являются закись Ag2O и окись AgO. Закись образуется на поверхности серебра в виде тонкой пленки в результате адсорбции кислорода, которая увеличивается с повышением температуры и давления. Расплавленное серебро может в очень больших количествах поглощать кислород, в процессе охлаждения растворимость кислорода уменьшается, при этом образуется пористость, ухудшающая качество поверхности. Серебро стойко к коррозии в большинстве минеральных и органических кислот, в водных растворах галогенов. Серебро также устойчиво в дистиллированной, природной и питье вой воде, в этиловом и метиловом спирте любой концентрации.

По сравнению с золотом и платиной серебро менее устойчиво в кислотах и щелочах. При комнатной температуре серебро растворяется в азотной кислоте с образованием AgNO 3.

Горячая концентрированная серная кислота растворяет серебро с образованием сульфата Ag2SO4 (растворимость сульфата в воде 0,79% по массе при 20°С). Серебро, легко соединяясь с ртутью, образует серебряную амальгаму. В царской водке серебро не растворяется из-за образования защитной пленки AgCl. В отсутствие окислителей при обычной температуре HCl, HBr, HI не взаимодействуют с серебром благодаря образованию на поверхности металла защитной пленки малорастворимых галогенидов.

Кипящие едкие щелочи на серебро не действуют. Серебро также не поддается воздействию холодной серной кислоты при ее концентрации не более 80%.

Коррозионная способность серебра определяется высокой термодинамической устойчивостью, формированием на поверхности защищенных пленок и способностью образовывать комплексные соединения. Для оценки коррозионной стойкости серебра применяют четыре группы стойкости.

Присутствующие в промышленной атмосфере пары серы вызывают потемнение серебра. Пленка на поверхности серебра, образующаяся в результате атмосферной коррозии, плотная и вязкая, состоит в основном из сульфида серебра и на 20-25% из сульфата серебра, хлорида серебра или их сочетаний.

Для повышения коррозионной стойкости серебра сплавы легируют алюминием, бериллием и кремнием. Для очистки поверхности сплавов Ag-Cu от продуктов коррозии используют растворы цианидов или разбавленные растворы щелочных металлов.

Легирующие элементы и примеси в серебряных сплавах.

Сплавы серебра для ювелирных изделий содержат два компонента - серебро и медь.

Медь. С повышением содержания меди до 28% твердость и прочность сплавов Ag-Cu повышается, а пластичность падает.

Цвет серебра с увеличением содержания меди становится все более желтоватым. Сплав серебра с 50% меди становится красноватым, а с 70% меди имеет красный цвет. При добавке в сплав Ag-Cu других металлов он становится трех- или многокомпонентным, что может существенно изменить его свойства: сделать более разносторонним в применении или, наоборот, совершенно непригодным для использования.

Золото. Сплавы Ag-Au обладают высокими литейными свойствами и стойкостью к окислению. Относительное удлинение сплавов Ag-Au составляет 40-45%, что позволяет расковывать или прокатывать сплавы в фольгу толщиной 1-1,25*10-4 мм.

Никель. В сплавах серебра, применяемых в производстве ювелирных изделий, при содержании никеля до 1% замедляется рост зерна, и тем самым улучшаются их механические свойства. С увеличением содержание никеля до 2,5% ухудшается обрабатываемость сплава. При еще большем содержании никеля он не растворяется в сплаве и становится вредной при месью.

Железо всегда является нежелательной примесью в сплавах серебра. Железо присутствует в сплавах в виде чужеродных частиц, ухудшающих обрабатываемость. Кроме того, железо взаимодействует с материалом тигля, частицами угля, наждаком, солями, используемыми при плавке, и образует твердые и хрупкие соединения. Попадая на поверхность слитка или изделия, эти соединения при шлифовке вырываются из металла и оставляют на поверхности изделия характерные вытянутые следы. В связи с этим при переплавке отходов в виде опилок или стружки необходимо сначала удалить из них магнитом частицы железа.

Свинец. Сплавы серебра, содержащие свинец, становятся при нагреве хрупкими, так как свинец и серебро при температуре 304°С образуют эвтектику, которая располагается по границам зерен, что делает сплав красноломким. Свинец может попасть в обрабатываемую заготовку из мягкого припоя или из подкладок, используемых для глубокой чеканки. Перед операциями нагрева или переплавки свинец необходимо удалить. Содержание Pb в сплавах серебра не должно превышать 0,005%.

Олово. Даже небольшая добавка олова снижает температуру сплава, однако при этом сплав получается более тусклым, мягким и пластичным, чем сплав Ag-Cu. При повышенном содержании олова в сплаве образуются интерметаллические соединения с медью Cu4Sn, а также оксид олова SnO2, которые делают сплав хрупким.

Алюминий. При содержании до 4-5% алюминий не влияет на структуру сплава, при более высоком содержании делает сплав хрупким, т. к., при этом образуется хрупкое соединение Ag3Al. При отжиге и плавке образуется также соединение Al2O3, которое, располагаясь по границам зерен, делает сплав хрупким и ломким.

Цинк. Несмотря на то, что в твердом состоянии серебро растворяет в себе до 20% цинка, содержание его в серебре не должно превышать 14%. В этом случае сплавы не тускнеют на воздухе, хорошо полируются и имеют высокую пластичность.

Кадмий. Сплавы с кадмием пластичны и устойчивы против коррозии на воздухе, не тускнеют и хорошо обрабатываются. Предел растворимости кадмия в серебре составляет около 30%.

Цинк и кадмий являются важнейшими легирующими компонентами при получении припоев, хотя прочность таких припоев не отвечает в полной мере требованиям практики. Сплавы имеют низкую температуру плавления, но широкую область кристаллизации, паяный обладает низкими механическими свойствами, что обусловливает ограниченное применение припоев на основе этой системы.

Серебряные сплавы различных проб.

Для изготовления ювелирных изделий используется как чистое серебро, так и его сплавы с медью и платиной. Наиболее широкое применение в ювелирной промышленности находят сплавы серебра с медью, реже более дорогие серебряно-платиновые сплавы.

Со временем сформировался ряд серебряных сплавов, которые применяются в основном для изготовления ювелирных украшений, декоративных изделий и столовых приборов и обладают хорошими технологическими и эксплуатационными свойствами.

Согласно «Положению о пробах и клеймении изделий из драгоценных металлов в Российской Федерации» на территории России установлены следующие сплавы серебра - 800, 830, 875, 925, 950-й проб (для ювелирных и бытовых изделий). Согласно стандарту, распространяющемуся на сплавы, предназначенные для электротехнических проводников и контактов, ювелирных изделий, струн музыкальных инструментов, серебряные сплавы обозначают буквами Ср, вслед за которыми указываются легирующие элементы (лигатуры) (Пт - платина, Пд - палладий, М - медь).

Цифры после буквенного обозначения сплава указывают массовую долю серебра, выраженную в промилле (десятых долях процента) для чистого серебра и серебряно-медных сплавов (например, Ср 999, СрМ 950, СрМ925, СрМ 916 и т. д.), или массовую долю основных легирующих компонентов, выраженную в процентах:

В соответствии с ГОСТ 6836-2002. «Серебро и сплавы на его основе» наименование марок сплавов состоит из букв, обозначающих компоненты сплава, и следующих за ними цифр, указывающих номинальное содержание компонента (компонентов) благородных металлов в сплаве (в процентах).

Механические свойства серебряно-медных сплавов существенно зависят от содержания в них меди.

Так, увеличение концентрации меди с 5% (СрМ 950) до 20% (СрМ 800) приводит к повышению прочности на 30%, а твердости - на 60% при одновременном снижении пластичности.

В сплаве Ag 970, содержащем 97% серебра, содержание меди очень низкое, поэтому по некоторым свойствам, например, по цвету, устойчивости к потускнению, способности оставаться светлым при отжиге (в худшем случае при этом образуется внутренняя окисленная зона), он очень схож с чистым серебром.

Благодаря высокой температуре плавления этот сплав часто используется для изготовления изделий с эмалью (прозрачные краски подсвечиваются более интенсивно). Особенно подходит для ковки, глубокой вытяжки и исполнения тонких, филигранных работ. Учитывая склонность сплава к старению, после отжига сплав, содержащий 97% серебра, подвергают закалке.

Сплав СрМ 950 используют для эмалирования и чернения. Сплав СрМ 950 используется также для изготовления струн музыкальных инструментов.

Цвет этого сплава соответствует цвету чистого серебра.

Сплав очень хорошо поддается обработке давлением. Его применяют также при глубокой вытяжке, чеканке, для изготовления очень тонкой проволоки. К недостаткам сплава серебра 950-й пробы относятся невысокие механические свойства.

Изделия, изготовленные из этого сплава, при эксплуатации деформируются. Увеличить прочность сплава от 500 до 1000 МПа можно старением, но это приводит к усложнению и удорожанию технологического процесса обработки сплава.

Сплав СрМ 925 иначе еще называется «стерлинговое» или «стандартное» серебро. Из-за высокого содержания серебра в сплаве и высоких механических свойств этот сплав нашел широкое распространение во многих странах. Цвет сплава такой же, как и у сплава серебра 950-й пробы, однако механические свойства выше. Сплав пригоден для эмалирования и чернения. Наиболее широко сплав используется для изготовления ювелирных изделий и столовых принадлежностей.

Сплав СрМ 925 является старейшим ювелирным сплавом, широко используемым также в монетном и медальном производстве. Обработка давлением и отжиг изменяют литую структуру сплава.

Сплав СрМ 916 широко применяется в отечественной ювелирной промышленности для изготовления столовых принадлежностей и ювелирных Сплав СрМ 916 очень близок по свойствам к сплаву марки СрМ 925.

Сплав серебра СрМ 900 чаще применяется для изготовления ювелирных украшений. Подходит для литья, гибки, пайки, ковки и чеканки, но для исполнения тонких филигранных операций и глубокой чеканки он слишком твердый. Цвет его несколько отличается от цвета чистого серебра. Этот сплав менее стоек на воздухе, чем сплавы 950 и 925-й проб, однако имеет хорошие литейные свойства, хорошо обрабатывается давлением. Содержание меди в сплаве СрМ 900 превышает предел растворимости меди в серебре, и поэтому сплав во всех случаях содержит некоторое количество эвтектики. В качестве основы для нанесения эмали сплав 900-й пробы, как и все эвтектические сплавы, непригоден.

Сплав серебра СрМ 875 применяется для изготовления ювелирных изделий и декоративных украшений. Цвет сплава и стойкость к потускнению почти такие же, как и у сплава СрМ900. Механические свойства его более высокие, а обрабатываемость давлением хуже, чем у сплава СрМ 900.

Сплав Ag 835, содержащий 83,5% серебра, чаще других используется при промышленном изготовлении ювелирных изделий, из-за высокой твердости труднее, чем другие сплавы, поддается механической обработке.

Сплав серебра СрМ 800 применяется для изготовления посуды вместо сплава 925-й пробы, а также для изготовления украшений. Недостатком сплава является желтоватый цвет и малая химическая стойкость на воздухе.

Пластичность у этого сплава значительно ниже, чем у сплава СрМ 925, поэтому в процессе обработки давлением его следует чаще подвергать промежуточному отжигу. Литейные свойства сплава СрМ 800 выше, чем у более высокопробных сплавов. Микроструктура сплава будет отличаться лишь незначительным увеличением доли эвтектики.

В ювелирном деле используются сплавы с содержанием серебра свыше 72%. С увеличением добавки меди блестящее белое серебро приобретает желтоватый оттенок:

• - сплав 800-й пробы уже значительно отличается от чистого серебра;
• - эвтектический сплав, содержащий 71,9% Ag (720-я проба), имеет желтовато-белый оттенок;
• - сплав с 50%-м содержанием меди выглядит красноватым;
• - сплав с 70%-м содержанием меди - ярко-красным.

Сплав Ag 720 из-за желтоватой окраски почти не применяется в ювелирном деле. Сплав трудно поддается формоизменению, но сохраняет твердость и упругость в процессе эксплуатации. Поэтому в отдельных случаях из сплава Ag 720 изготавливают пружины, иглы для булавок или другие сильно нагружаемые детали.

Сплав Ag 720 применяют также в качестве припоя для сплавов, имеющих структуру твердых растворов, когда на них наносят эмали.

Потускнение сплавов Ag-Cu наблюдается при взаимодействии с содержащимися в воздухе сернистыми соединениями. При этом серебро образует сульфид серебра Ag2S, а медь сульфид меди Cu2S и, кроме того, закись меди Сu2О красного цвета и окись меди СuО черного цвета. Это приводит к потемнению изделий, причем темный налет формируется постепенно: вначале изделие кажется желтоватым, почти золотистым, затем поверхность становится коричневатой, потом грязно-синей, темно-синей и, наконец, черной. При этом чем больше в сплаве меди, тем интенсивнее и быстрее он тускнеет и покрывается темным налетом.

Для защиты серебряных сплавов от потускнения широко применяются следующие способы.

Родирование. Износостойкое родиевое покрытие надежно защищает поверхность серебра, но изделие при этом теряет блеск и выглядит синевато-белым. В процессе ремонта (при пайке) родиевое покрытие становится синевато-черным, что можно устранить только нанесением нового покрытия.

Лакирование. Покрытие из цапонлака или лака горячей сушки долгое время защищает поверхность серебра, но при условии, что украшения не носят, а столовым серебром не пользуются.

В процессе использования изделий покрытие на отдельных участках стирается, и поверхность в этом месте тускнеет. Предмет, покрытый такого рода пятнами, трудно чистить.

Пассивирование. Суть пассивирования заключается в нанесении на изделие тонкого, невидимого слоя воска, который хорошо укрывает поверхность. Этот метод применяется при хранении изделий на складах (при пользовании предметами покрытие быстро стирается).

Сплавы серебра для припоев.

Для соединения различных элементов ювелирных изделий между собой при работе тех никой «скань» и «зернь» применяют серебряные припои. Основное требование к припойному сплаву - низкая температура плавления, в сплав добавляют различные легирующие элементы. В отличие от золотых серебряные припои могут не соответствовать пробе изделий.

В марках серебряных припоев серебро имеет обозначение ПСр, а шифр в процентном отношении ставится после каждого компонента, кроме последнего. Например, при пой ПСр70М. КВ.бЦ означает, что сплав состоит из 70% Ag, 26% Cu, остальное (4%) - Zn.

К отличительным свойствам серебряных припоев относятся хорошие пластичность и прочность, высокая коррозионная стойкость. Они обеспечивают требуемую смягчение соединяемых поверхностей паяемых деталей, хорошо заполняют зазоры швов.

Температура плавления серебряных припоев составляет 650-810°С.

Термическая обработка сплавов на основе серебра.

В процессе изготовления серебряных изделий (при литье, сварке, шлифовании) возникают остаточные сжимающие или растягивающие напряжения. Особенно опасны растягивающие напряжения: складываясь с приложенной внешней нагрузкой, они могут вызвать разрушение даже при относительно небольшом нагружении.

Температура отжига для снятия внутренних напряжений обычно невелика и для сплавов на основе серебра, золота и меди составляет 400-500°С, на основе платины - 600-700°С.

Режим упрочняющей термообработки сплавов системы серебро-медь состоит в закалке сплава с температурой 700°С в воде с последующим старением. При очень быстром охлаждении при закалке эвтектическое превращение в сплавах Ag-Cu может быть подавлено.

Применение серебра и серебряных сплавов.

В художественной промышленности серебро используется для производства ювелирных изделий, дорогой художественной посуды, столовых приборов, сувениров, подарочных и других предметов.

Рис. 4. - Украшения, изначально призванные магически охранять человеческую руку: кольца, перстни - появляются в могилах древних славян с IX века и широко встречаются начиная с X века:

Средствами обработки серебра и украшения изделий из него служат чеканка, литье, филигрань, тиснение, применение эмалей, черни, гравировки, золочения.

Чистое серебро в виде тончайшей проволоки служит материалом для филигранного производства и насечки по стали.

Оно также является материалом для дорогих художественных эмалевых изделий, идет на аноды при серебрении. Серебро служит главным компонентом в серебряных твердых ювелирных припоях, которыми спаиваются не только серебряные, но и медные и латунные изделия. Эти припои отличаются наиболее высокими качествами.

Чистое серебро имеет низкую прочность и слишком высокую пластичность, поэтому при изготовлении монет и различных художественных произведений в него добавляют цветные металлы, чаще всего медь. При изготовлении художественных изделий также используются сплавы серебро - медь - кадмий, серебро - медь - титан и серебро - индий.

В искусстве серебро благодаря красивому белому цвету и податливости в обработке используется с глубокой древности. Высокая культура художественной обработки серебра характерна для искусства эпохи эллинизма, Древнего Рима, Древнего Ирана и средне вековой Европы.

В течение длительного времени в Древнем мире из серебра изготовлялись различные предметы украшения, ювелирные изделия - бусы, кольца, перстни, в том числе перстни-печати, вазы, сосуды, фурнитура для одежды и даже для дверей. Из серебра, как и из золота, изготовлялись тонкие листы и фольга, которыми покрывались некоторые деревянные предметы. Остатки тонкого листового серебра. Природная пластичность серебра позволяет создавать из этого металла разнообразные по форме изделия, от символистской настольной скульптуры до функционально точных предметов обихода. Блеск серебра и возможность его полировки позволяют, не покрывая поверхности орнаментом, демонстрировать фактурную красоту материала, его природную эстетичность.

Ювелирные изделия из серебра часто выполняются техникой скани - узора из тонкой проволоки. Из серебра изготавливают нити для серебряного шитья. В настоящее время более 70% Ag расходуется на промышленные цели, т. е., из металла, служившего главным образом для производства монет, украшений и бытовой утвари, серебро превратилось в «промышленный» металл. Главным потребителем серебра являются фото- и кинематография, рентгенография и другие отрасли использования фотоматериалов.

Рис. 5. - Скифская серебряная амфора из Чертомлыкского кургана:

Широко используется серебро в электротехнике, электронике, радиотехнике и связанных с ними отраслях машиностроения. Важным потребителем серебра являются ракетная, космическая и авиационная техника, военно-морской флот, производство серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторов, а так же первичных источников тока. Большое количество серебра используется для изготовления припоев, в химической промышленности и в химическом машиностроении.

(Фролов В. В., Ермолаева В. И.)

30.1. Физико-химические свойства серебра

Серебро - химический элемент I В группы Периодической системы Д. И. Менделеева с порядковым номером 47 н атомной массой 107,88. Се­ребро кристаллизуется в кубической гранецентрнрованной решетке, поли­морфных превращений не испытывает. Серебро обладает наибольшими среди металлов электрической проводимостью, теплопроводностью и отра­жательной способностью.

Основные физико-химические и механические свойства серебра приве­дены ниже:

TOC o "1-5" h z Плотность, кг/м3 ................................................................................ 1049

Температурный коэффициент линейного расширения,

■10е, град"1............................................................................. 19

Коэффициент теплопроводности, Вт см-1 град-1 .... 4,18

Удельная теплоемкость, кДж/кг-град..................................... 0,235

Удельное электрическое сопротивление, мкОм-см... 1,59

Температура плавления, °С.............................................................. 960,5

Предел прочности прн растяжении, МПа........................................... 180

Предел текучести, МПа....................................................................... 30

Относительное удлинение, % 50

Серебро не растворяется в соляной н серной разбавленной кислотах, хорошо растворяется в азотной кислоте, смеси азотной и соляной кислот, в горячей концентрированной серной кислоте, со щелочами не взаимодей­ствует, оксиды серебра малоустойчивы. Потемнение серебра связано с об­разованием на его поверхности во влажном воздухе, содержащем сернистые соединения, пленки сульфида Ag2S. Поэтому использовать серебро н его сплавы в среде, содержащей сероводород, влажный сернистый газ, а также в контакте с резиной и эбонитом нельзя. Серебро используется в приборо­строении в основном для изготовления контактов, в химической промышлен­ности для изготовления сварных конструкций, работающих в особо агрес­сивных условиях, в криогенной технике, в ювелирной промышленности.

Различные примеси даже в небольших количествах значительно пони­жают проводимость серебра. Серебро подвержено эрознн н имеет низкие параметры дуги по сравнению с другими металлами, хорошо поддается всем видам пластической обработки, сваривается и паяется.

Серебро выпускается двух марок: Ср999,9 и Ср999 (ГОСТ 6836-80), содержание серебра в которых составляет 99,99 % и 99,9 % соответственно. Основные примеси: Pb, Fe, Sb, Bi.

30.2. Основные марки, структура и механические свойства

Серебро образует непрерывный ряд твердых растворов с золотом и палла­дием, сплавы которых имеют широкое применение

В системе серебро - золото прн средних концентрациях компонентов удельное сопротивление, теплопроводность, пластичность максимальны, ме­ханическая прочность низкая, хорознонная стойкость большая. Золотосе­ребряные сплавы упрочняют медью, они имеют маркировку ЗлСрМ990-5, ЗлСрМ980-15 и т. д. (ГОСТ 6835-80), где первая цифра указывает содер­жание золота, вторая - серебра. В сплаве ЗлСрМ990-5 золота содержится 99,0%, серебра 0,5%, остальное-медь. Сплавы этой системы содержат Ag от 0,5 до 33 % (по массе).

Сплавы системы Ag - Pd выпускают двух марок: СрПд20 н СрПд40 с содержанием серебра 80 и 60 % соответственно Они обладают свой­ствами, аналогичными свойствам золотосеребряных сплавов.

Ag - Pd - Си сплав СрПдМ30-20 (ГОСТ 6836-80) содержит 50% Ag, 20 % Си, 30 % Pd.

Сплавы Ag-Pt образуют диаграмму состояния перитектнческого типа с ограниченной растворимостью компонентов. Сплавы с содержанием Pt 10-45 % (по массе) могут подвергаться старению. Термической обработкой этих сплавов можно достигнуть высокой твердости и прочности: до 3600 МПа после закалки при 1000 °С и старении при 550 “С.

Сплавы Ag - Си образуют диаграмму состояния эвтектического типа с областями ограниченной растворимости. Старение может значительно по­высить механические свойства сплавов,. Медь увеличивает твердость и по­нижает эрозию серебра особенно в области эвтектических сплавов, но ухуд­шает коррозионные свойства

30.3. Свариваемость серебра и его сплавов

Сварка серебра и его сплавов затруднена из-за большой тепло­проводности, что требует применения концентрированных ис­точников тепла, применения предварительного подогрева до 500-600 °С. Высокий коэффициент теплового расширения мо­жет приводить к появлению значительных напряжений и дефор­мации изделий. Жидкое серебро хорошо растворяет кислород, при кристаллизации металла возможно образование эвтектики Ag20-Ag с температурой плавления 507 °С, выделение кото­рой охрупчивает металл, а также возможно образование пор. При плавлении и сварке серебро интенсивно испаряется. Со­держащиеся в сплавах серебра примеси Al, Си, Si, Cd могут окисляться при сварке, что будет приводить к потере пластич­ности сплава. Из-за большой жидкотекучести сварку серебра и его сплавов рекомендуется выполнять в нижнем или слегка наклонном положении.

30.4. Технология сварки серебра и его сплавов

Для сварки серебра и его сплавов применяют газовую сварку, аргонодуговую сварку неплавящимся электродом, используют кузнечную сварку.

При газовой сварке используют метанокислородное и ацети­ленокислородное нормальное пламя, а также присадочную про­волоку, раскисленную алюминием, и флюс, приготовленный на этиловом спирте из равных количеств буры и борной кислоты. Флюс наносят на соединяемые кромки или присадочную про­волоку. Мощность пламени, л/ч: №=(100-150)s, где s - тол­щина свариваемого металла, мм . Применяют «левый» способ сварки, при этом расстояние от ядра пламени до поверхности сварочной ванны должно быть 3-4 мм. Горелку располагают перпендикулярно или слегка наклонно к свариваемой поверх­ности. Нагрев осуществляют с максимально возможной ско­ростью, без перерывов и повторений. Сборку производят, как правило, без прихваток в специальных приспособлениях. Сва­риваемые кромки и присадочная проволока расплавляются од­новременно, причем проволока нагревается до более высокой температуры. Швы весьма склонны к порообразованию.

Механические свойства соединений, выполненных ацетилено­кислородной сваркой: ав 98-127 МПа, угол загиба 30-180°.

Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде аргона осуществляется постоянным током прямой полярности. Приса­дочную проволоку выбирают по составу близкой к сваривае­мому металлу. Возможны ручная и автоматическая сварка. Руч­ную сварку осуществляют «углом вперед» без поперечных коле­баний, угол наклона горелки к свариваемой поверхности состав­ляет 60-70°, присадочная проволока подается под углом 90° к вольфрамовому электроду. Сварка стыковых соединений се­ребра выполняется в нижнем или слегка наклонном положении. Качественное формирование шва обеспечивается применением формирующих подкладок . Механические свойства соедине­ний из серебра, выполненных аргонодуговой сваркой вольфра­мовым электродом, выше, чем при газовой сварке. В табл. 30.1 приведены механические свойства соединений, выполненных аргонодуговой сваркой на листовом серебре марки Ср999,9 тол­щиной 2 мм. Исходный металл имел предел прочности ств = 161,9 МПа, относительное удлинение 6 = 28,5 %, угол загиба а =180°.

Наиболее стабильными свойствами, близкими к свойствам исходного металла, обладают сварные соединения, выполнен­ные в камере с контролируемой атмосферой, что связано с на­дежной защитой сварочной ванны.

При биметаллических листов низкоуглеродистая сталь - серебро наблюдается большое количество пор, по­этому в ряде случаев рекомендуется использовать промежу­точный плакирующий слой из никеля, меди или серебра. При

Тысячелетиями люди используют драгоценный белый металл для производства украшений, посуды, декоративных предметов интерьера, чеканки монет. Он красив, лёгок в добыче и обработке, но на этом список достоинств не заканчивается.

Серебро имеет белый блестящий цвет, который придаёт ему потрясающие отражающие свойства - коэффициент отражения составляет 95% - поэтому его применяют при производстве сверхкачественных зеркал вместо алюминия.

Свойства серебра

Серебро имеет высокую плотность, что делает его тяжёлым и позволяет изготавливать тонкую фольгу и проволоку.

Ещё одним неоспоримым достоинством является его исключительная тепло- и электропроводимость - лучшая среди всех металлов - что сделало его практически незаменимым в химической промышленности и при изготовлении высокотехнологичных приборов.

1. Области применения и свойства.
2. Температура плавления.
3. Переплавка в домашних условиях.

С древнейших времён людям известны обеззараживающие свойства этого металла, что также поспособствовало его широкому распространению. Ещё в Древнем Египте серебряные пластины прикладывали к ранам, а в Персии до нашей эры воду для сражающейся армии хранили в серебряных сосудах.

В наши дни, это свойство тоже успешно используется человечеством - всевозможные фильтры для воды и воздуха, детали в холодильниках , стиральных машинах, медицинском оборудовании изготавливаются с использованием ионов серебра.

Удивительно, но серебро нашло своё место и в пищевой промышленности - оно зарегистрировано как пищевая добавка Е174 и входит в состав многих биологически активных веществ, хотя полезность их употребления спорна.

Коллоидному серебру часто приписывают благотворное воздействие при профилактике простуды и гриппа, а также на способность исцелять от диабета, рака, синдрома хронической усталости, ВИЧ/СПИДа, туберкулёза, и других по-настоящему серьёзных заболеваний.

Однако такая чудодейственность - это скорее мечта маркетологов, так как нет никаких медицинских исследований, подтверждающих, что коллоидное серебро эффективно при лечении какого-либо из указанных заболеваний.

Тем не менее области применения этого металла постоянно расширяются, сплавы и химические соединения можно найти как практически в любой квартире, так и в космосе в составе деталей для спутников и космических кораблей.

Из «минусов» можно выделить свойство серебряных изделий тускнеть и темнеть со временем под воздействием влажного воздуха. На поверхности образуется малорастворимый налёт, но и это поправимо - чистка позволяет вернуть былой блеск.

Что касается благотворного воздействия на здоровье человека, то во всём нужно знать меру и помнить, что это тяжёлый металл, сверхсодержание которого в питьевой воде опасно для здоровья.

Применяют его в основном не в чистом виде, потому что серебро без примесей - это довольно мягкий, пластичный материал. Чаще всего в сплаве серебра встречаются кадмий, никель, цинк и медь. Эти компоненты облегчают работу с металлом и делают конечные изделия прочнее.

Существует множество причин , по которым возникает необходимость расплавить серебро. Это может быть желание сделать металл чище, а значит, дороже, освободив его от примесей.

А может быть, решено переплавить перстень или столовые приборы, доставшиеся в наследство от нелюбимой тётушки и создать новое современное украшение собственного дизайна. В любом случае первым делом необходимо узнать, при какой температуре плавится серебро.

Температура плавления

Серебро без добавок плавится при температуре 961,9° C , а закипает, когда отметка достигает 2210˚C. Расплавить сплав серебра проще, чем слиток чистого металла, так как примеси снижают температуру плавления.

Этот материал настолько удобен в обработке , что его небольшое количество возможно расплавить даже дома на кухне, используя газовую горелку.

Однако процесс достаточно опасен , нарушение техники безопасности может привести к ожогам и пожарам, поэтому плавить этот металл в квартире не рекомендуется. Если же избежать этой процедуры нельзя, необходимо неукоснительно следовать правилам техники безопасности.

Добавить сайт в закладки

Характеристика разных сплавов серебра и меди

Серебро любили и любят во всем мире и зачастую предпочитают его более ценному золоту. Из этого красивого светлого металла на протяжении веков делали разные вещи: столовые приборы, подсвечники, шкатулки и др. Однако наибольшее распространение он получил в ювелирном деле. Опытные мастера задействовали всю свою фантазию, чтобы изготовить из драгоценного металла замысловатые кольца, серьги, браслеты, колье и подвески для украшения тел королей, принцесс и богатых граждан. В наши дни серебро считается «женским» металлом, поскольку изделия из него больше носят представительницы прекрасного пола. Но часто серебряные цепочки можно заметить и на мужских шеях.

Ювелирные украшения из чистого серебра может позволить себе не каждый, так как они имеют высокую стоимость. К тому же металл высшей пробы непрактичен. Он мягкий, поэтому легко царапается. Изготовленные из него ажурные ювелирные изделия при ежедневной носке быстро теряют выразительность рельефа и уже не так красивы, как раньше. Поэтому в ювелирном деле используют сплавы серебра с другими металлами (лигатуры). Разные виды сплавов придают драгоценному материалу твердость, увеличивают его износоустойчивость. Благодаря лигатурам современные ювелиры могут выполнить серебряные украшения в сложнейшей технике исполнения. Какие же существуют сплавы серебра?

Влияние металлов на качество сплава

В современном мире к жидкому серебру в качестве общепринятой лигатуры добавляют медь, считается, что эти 2 металла хорошо взаимодействуют друг с другом.

Вводят в сплавы вместе с медью или без нее также небольшое количество никеля, кадмия, цинка и других примесей, которые не только улучшают качество серебряных изделий, но и могут ухудшить их.

Так, если в сплаве присутствует 1% никеля, то его прочность повышается, при содержании же 2,6% примесь делает сплав ломким. Если в сплавы серебра с медью добавлено более 9% олова, оно начинает плавиться, окисляется и увеличивает хрупкость лигатуры. По этой же причине содержание больше 6% алюминия в сплаве нежелательно. Кадмий с цинком снижают температуру плавления, стойки к потускнению на воздухе, пластичны, хорошо обрабатываются. Если в сплаве содержится от 15 до 21% цинка, его полезные свойства сводятся на нет. Медь в сочетании с кадмием образует достаточно хрупкое соединение. Содержание кремния и свинца не должно превышать в соединении серебра с медью более 1,5%, так как он становится ломким, а фосфор, сера и свинец совсем не должны присутствовать в драгоценном металле в качестве лигатур.

Из-за вышеописанных проблем ювелиры предпочитают добавлять к чистому серебру лучший для него металл — медь. Может быть введено от 5 до 50% этого золотисто-розового металла. При небольшом содержании меди в сплаве изделия смотрятся великолепно и по внешнему виду близки к чистому металлу.

Чем больше меди содержится в соединении, тем сильнее его цвет будет отличаться от серебра без примесей. Если готовые украшения имеют легкий красноватый отлив, это первая примета того, что в сплаве содержится 50% меди. Если покраснение изделия выражено заметно, это свидетельствует о наличии в нем более 50% меди. На рынках арабских стран очень часто встречаются драгоценности такого вида, а продавцы уверяют доверчивых туристов, что серебра в них не менее 60%. Хотя на восточных рынках изделия из серебра стоят дешевле, лучше покупать их в специализированных магазинах. Это послужит гарантом качества украшений и поможет избежать покупки фальшивок.

Как разобраться в пробах серебра?

Узнать, сколько процентов меди добавлено к драгоценному металлу, помогают пробы: их номер, состоящий из 3-х цифр, указывает, какое количество граммов чистого серебра содержится в 1 кг сплава. В мировой ювелирной практике существуют специально принятые стандарты пробирования серебряных и золотых сплавов, которые должны соблюдать производители драгоценных украшений. В странах Азии выпускают ювелирные шедевры 600-й пробы, хотя они не являются качественными и быстро теряют внешний вид.

Согласно международным стандартам самой низкой пробой считается Ag 720. Хотя такой сплав и обладает легкой желтизной, его в России используют в ювелирных мастерских для изготовления замочков и застежек к цепочкам и колье.

Из сплавов 750-й и 800-й пробы производят столовые приборы и посуду. За изделиями из данных проб нужен постоянный уход, так как на воздухе они быстро окисляются.

Серебро 830-ой и 875-й проб годится в качестве материала для изготовления не только приборов и посуды. Оно нашло применение и в производстве декоративных украшений для интерьеров комнат.

Самым знаменитым сплавом серебра с медью считается стерлинг. Он содержит 92,5% драгоценного металла и лишь 7,5% меди. Именно 925-ая проба наиболее востребована в ювелирном деле. Из нее делают большую часть всех драгоценных украшений. Ослепительный стерлинг своим цветом похож на чистое серебро, но обладает большей твердостью, устойчивостью к почернению.

Для производства ювелирных изделий применяют и металл 960-й пробы. Однако такие украшения нужно носить очень аккуратно и бережно ухаживать за ними. Из-за пластичности металла изделия не отличаются долговечностью.

Всего 1% золотисто-розового металла содержит 999-ая проба серебра. Несмотря на недолгий срок эксплуатации, такие украшения охотно покупают жители Японии. Они считают, что чистое серебро тесно связано с Луной, являющейся местожительством милостивых к людям божеств, и через ношение этого драгоценного металла хотят быть ближе к ним.

С чем можно спутать лигатуры?

Часто сплавы серебра пытаются подделать, заменяя их похожими по виду материалами. Самыми распространенными из них являются медные сплавы мельхиор и нейзильбер. Мельхиор был очень известен в древности под названием «варшавское серебро». Из него изготавливали подвески, браслеты, обкладывали им ружья и кинжалы. Сверху материал покрывали тонким слоем серебра, поэтому он ничем не отличался от настоящего металла. Стоил он намного дешевле, и приобрести изделия из него могли не только богатые люди.

Нейзильбер имеет в своем составе медь, никель и цинк. По цвету и яркому блеску он настолько похож на драгоценный металл, что его даже называют «новым серебром». В наши дни нейзильбер используется в ювелирном деле для производства застежек и булавок к украшениям, но многочисленные мошенники могут изготавливать из него и мельхиора кольца и броши, чтобы продать доверчивым покупателям по цене драгметалла. Часто на таких изделиях отсутствуют пробы, что уже должно натолкнуть на мысли о сомнительном качестве украшений. Поэтому лучше не гнаться за довольно дешевым «серебром», а покупать его в ювелирных салонах.

Чем хорош сплав шибуичи?

Помимо общепризнанных пробированных лигатур существуют соединения серебра, содержащие высокий процент меди (от 30 до 75). Они не имеют огромной ценности на ювелирном рынке, но применяются в изготовлении интересных украшений. Одним из таких сплавов является шибуичи. Его по-другому называют еще «японская бронза», так как он был придуман японцами, которые повсеместно использовали лигатуру в производстве рукояток для кинжалов и ножей. Сейчас из шибуичи делают красивые броши, браслеты, кольца и серьги.

Слово шибуичи означает «три четверти», так как в нем содержится ¾ меди и лишь ¼ серебра. Натуральными цветами этого сплава являются бледно-розовый и желтовато-белый. Прелесть «японской бронзы» заключается в том, что при патинировании материал приобретает разнообразные оттенки от светло-серого до шоколадно-коричневого. Благодаря им изделия смотрятся необычно и фантастически красиво. Какой бы сплав серебра ни выбрали себе мужчины и женщины, они могут быть уверены в том, что изделия будут радовать их внешним видом и блеском долгое время.

Общая информация.

Чистое серебро - самый белый из всех металлов, у него наиболее высокий блеск, а ковкостью и пластичностью оно уступает только золоту. Серебро считается чистым, если его содержание составляет 999частей на юоо. Серебро высшей чистоты 999,5высоко ценится коллекционерами. Из серебра в большинстве случаев изготавливаются ювелирные изделия ручной работы. Чистое серебро, как правило, слишком мягко для изготовления большинства украшений. По этой причине его сплавляют с другими металлами, увеличивая прочность и твердость. Чаще всего для этой цели применяют медь. В небольших количествах медь привносит с собой в сплав жесткость, не снижая при этом блеск и ковкость.

Стерлинговое серебро или серебро 925 пробы является наиболее часто используемым сплавом. Число 925 означает количество частей серебра в тысяче, медь при этом составляет оставшуюся долю в 75/1000. Стерлинговое серебро принято как стандарт в Англии в XX веке, оно стало также международнопризнанным стандартом в Западном мире.

Еще один стандартный сплав - монетное серебро или 900 проба. Девяностопроцентное серебро применялось в качестве стандартного для чеканки монет США вплоть до 1966 года, теперь серебро для этих целей больше не используется. Другие международные стандарты для серебряных монет варьируются вплоть до сплава 80/20. Общая тенденция заключается в замене серебра в денежном обращении большинства стран на никель и алюминий. Такое же серебро 8оо пробы использовалось во многих странах во многих старых ювелирных изделиях.

Среди других серебряных сплавов стоит упомянуть "электр" - античный сплав Греции и Рима, а также зубную амальгаму - материал для изготовления "серебряных" пломб. Бериллие-вое серебро тверже чистого, при этом оно не тускнеет. "Британское серебро" - это ювелирный стандарт, применявшийся в Англии с 1697 по 1719 годы для предотвращения переплавки монет стерлингового серебра на ювелирные нужды; до сих пор оно является стандартным сплавом в Британском Содружестве.

Сплавы серебро/медь подвержены окислению в тем большей мере, чем выше содержание в них меди. Это обстоятельство также дает возможность применения различных химических реагентов для окрашивания поверхности серебряных предметов. Сульфиды, присутствующие в упаковочных материалах, особенно в резиновых колечках, а также загрязнение атмосферы - распространенные факторы, вызывающие окисление.

Правовые стандарты.

"Национальный акт по торговле золотом и серебром" (The National Gold and Silver Marketing Act) устанавливает стандарты пробирования серебряных изделий. Стандарт для стерлингового серебра предусматривает минимальное содержание 921 части на юоо, или 915 частей для паяных изделий.

С 1961 года этот акт требует обязательного наличия (помимо удостоверения качества) зарегистрированного клейма производителя-частного лица или организации, несущего ответственность за качество. Однако ни один закон США не требует наличия главным образом пробы. Если проба стоит, должно стоять и клеймо изготовителя. При отсутствии такого клейма на пробированном изделии оптовый и/или розничный продавец привлекается к ответственности за мошенничество.

Стерлинговый стандарт общепринят в США и в странах бывшей Британской империи. Серебряные изделия из других стран Запада обычно клеймятся числом, означающим содержание частей серебра на тысячу частей сплава. Клейма вроде "Silver" (серебро), "Mexican silver" (мексиканское серебро), "German silver" (немецкое серебро), "Indian silver" (индейское серебро) или любые другие подобные им вовсе не гарантируют наличия серебра в изделии. Фактически, "German silver" - это другое название для "никелевого серебра", сплава, в котором серебра нет совершенно.

Упрочнение при нагреве.

Изделия из стерлингового серебра могут оказаться слишком мягкими для эксплуатации после их изготовления с применением пайки. При пайке часто происходит отжиг металла. Стерлинговое серебро можно сделать более твердым, нагревая изделия из него до 6oo°F (315

С) и выдерживая при этой температуре в течение 15 минут. Затем изделию следует дать остыть на воздухе до комнатной температуры.

Сплавы серебра.

Состав и температура плавления.

Приведено процентное содержание