Konečný průvodce výrobou slitin zlata K používaných pro výrobu šperků

Přesně smíchejte zlato a vytvořte žluté, bílé a červené šperky. Poznejte barvy, pevnost a bezpečnost při výrobě slitin. Zajistěte trvanlivost a styl pro každou tvorbu šperků, od studiových až po zakázkové návrhy slavných osobností.

Konečný průvodce výrobou slitin zlata K používaných pro výrobu šperků

Komplexní průvodce vlastnostmi a funkcemi slitin zlata K

Úvod：

Osvojte si řemeslo zlatých šperků K s naším průvodcem, který obsahuje 70 klíčových pojmů definujících umělecké zpracování zlaté slitiny. Objevte dokonalou rovnováhu Au-Ag, Au-Cu, Au-Ni a Au-Pd pro dosažení požadovaných barev a pevnosti. Seznamte se s technickými detaily složení slitiny, které mají zásadní význam pro odlévání, odolnost proti korozi a bezpečnost pro pokožku. Náš průvodce, který se orientuje ve složitostech výběru plniva K zlata, vám osvětlí cestu k vytvoření odolných, vizuálně ohromujících kusů. Nabízíme řešení běžných výrobních problémů, od prevence křehkých zlomů u červeného zlata K po zjemnění bělosti bílého zlata K. Vylepšete svou zdatnost při výrobě šperků díky našim odborným poznatkům a spojte tradici s inovacemi pro dosažení nadčasové elegance.

Oddíl Ⅰ Legování zlata a zlatých náplní K

1. Legování zlata

Od starověku se zlato stalo nepostradatelným díky své krásné barvě, vynikající chemické stabilitě a výkonnosti při tváření. Materiály pro výrobu šperků a doplňků. Šperky z ryzího zlata mají výhody, jako je malý objem, vysoká hodnota a přenosnost, a mají dobrou uchovatelnost hodnoty a dekorativní funkce, díky čemuž si je v průběhu historie oblíbily různé etnické skupiny v naší zemi. Ryzí zlato má však příliš měkkou strukturu, takže není vhodné pro tvarování a zasazování, což má za následek, že tradiční šperky z ryzího zlata jsou poměrně jednotvárné a snadno se deformují nebo opotřebovávají.

Se změnou spotřebitelských postojů se preference lidí v oblasti zlatých šperků již nezaměřují pouze na kvalitu materiálu, ale spíše na jeho dekorativní tvar a barevnou rozmanitost, což podpořilo rozvoj slitin zlata K. Cílem vývoje slitin zlata K je zlepšit mechanické vlastnosti, jako je pevnost a tvrdost zlata, splnit smyslové požadavky uživatelů a snížit náklady na materiál. Přidáním určitého podílu legujících prvků k ryzímu zlatu, aby vzniklo zlato K odpovídající kvality, vynikají šperky ze zlata K vyrobené ze slitiny zlata jako základního materiálu nebo šperky ze zlata K vykládané různými drahými kameny barvou, kvalitou a stylem ve srovnání se šperky z ryzího zlata. S neustálým zdokonalováním designu a technologie zpracování získávají šperky ze zlata K větší podíl na trhu díky své individuální a umělecké kreativitě.

Zlato K má různé vlastnosti, které se liší fyzikálními vlastnostmi, chemickými vlastnostmi, mechanickými vlastnostmi a výkonností procesu v důsledku různých typů a podílů přidaných legujících prvků. Standardní základní systémy slitin pro šperkařské zlato zahrnují slitiny Au-Ag, Au-Cu, Au-Ni a další binární systémy slitin, jakož i Au-Ag-Cu, Ag-Ni-Cu a další ternární systémy slitin.

1.1 Slitina Au-Ag

Fázový diagram binární slitiny Au-Ag je znázorněn na obrázku 3-9. Obě slitiny se mohou rozpouštět nekonečně dlouho v kapalném i pevném stavu. Přídavek stříbra ke zlatu snižuje jeho teplotu tání. S rostoucím obsahem stříbra teplota tání plynule klesá, přičemž mezi čarami liquidus a solidus je nepatrný teplotní rozdíl. Proto má tato slitina dobré odlévací vlastnosti, které pomáhají zajistit kvalitu odlitků šperků.

Přidáním stříbra do zlata lze jeho barvu zesvětlit a změnit ji do zelenožlutého směru. Vzhledem k tomu, že stříbro a zlato mají krystalovou strukturu se soustředěnou krychlí a jejich atomové poloměry jsou téměř stejné, není zesilující účinek stříbra na zlato výrazný. Vezmeme-li jako příklad 18karátové zlato se složením 75％Au-25％Ag, jeho tvrdost po vyžíhání je pouze HV32 a pevnost v tahu je pouze 185 MPa, což svědčí o relativně nízké pevnosti a tvrdosti. Prodloužení však stále může dosáhnout 36％, což ukazuje na dobrou pružnost a výkonnost při zpracování za studena. Proto se slitina Au-Ag často používá k vývoji žlutého zlata K pro šperky.

1.2 Slitina Au-Cu

Fázový diagram binární slitiny je znázorněn na obrázku 3-10. Obě mohou být v kapalném stavu nekonečně rozpustné. Se zvyšujícím se obsahem mědi teplota tání slitiny rychle klesá, a když obsah mědi překročí 20％, teplota tání slitiny se opět postupně zvyšuje. Krystalizační interval tuhnutí slitiny Au-Cu je malý, zejména v rozmezí obsahu mědi 15％ až 25％, kde není krystalizační interval slitiny téměř žádný, což jí dává dobré odlévací vlastnosti a nízkou tendenci ke smršťování. Po ztuhnutí je slitina v oblasti vysokých teplot jediným pevným roztokem. Během pokračujícího ochlazování dochází v prostředí střední teploty k uspořádané přeměně, při níž vzniká AuCu [w_t (Au) = 75,6％] a přechodnou fázi AuCu₃[w_t(Au) = 50,8％] přechodná fáze.

Chemické složení slitiny Au-Cu významně ovlivňuje její mechanické vlastnosti. Se zvyšujícím se obsahem mědi se pevnost slitiny v pevném roztoku (kalené) rychle zvyšuje a dosahuje maxima kolem 25％Cu a další zvyšování obsahu mědi způsobuje rychlý pokles pevnosti (obr. 3-11). Cu je účinným zpevňujícím prvkem pro běžně používané K zlato. Proces tepelného zpracování také výrazně ovlivňuje mechanické vlastnosti slitiny Au-Cu. Vezmeme-li jako příklad 18K zlato se složením 75％Au-25％Cu, jeho tvrdost v pevném roztoku je HV165 a pevnost v tahu 514 MPa. Po úpravě stárnutím může uspořádaná fáze vytvořená ve slitině zvýšit její pevnost v tahu na přibližně 910 MPa a tvrdost na přibližně HV200. Přesto se pružnost snižuje a slitina se stává křehkou, nevýhodnou pro zpracování deformací za studena.

Přidáním mědi do zlata se mění jeho barva směrem k červené, takže je hlavním legujícím prvkem červeného zlata K. Měď se také často používá v K zlatě a K bílém zlatě ke zlepšení mechanických a zpracovatelských vlastností slitiny.

1.3 Slitina Au-Ni

Fázový diagram binární slitiny Au-Ni je znázorněn na obrázku 3-12. Určité množství niklu přidaného ke zlatu snižuje teplotu tání slitiny, přičemž teplota tání dosahuje nejnižší hodnoty při obsahu niklu 18％, přibližně 955 ℃, a slitina má minimální krystalizační interval, což je výhodné pro zlepšení odlévacích vlastností slitiny.

Slitina Au-Ni je při vysokých teplotách jednofázovým pevným roztokem. Při poklesu teploty pod určitou hranici se pevný roztok rozkládá na dvoufázovou strukturu. Využitím této vlastnosti lze stárnutím slitiny Au-Ni výrazně zvýšit pevnost a tvrdost materiálu (obrázek 3-13).

Přidání niklu do zlata zesvětluje jeho barvu; když obsah niklu dosáhne určité úrovně, slitina získá šedobílou barvu blízkou platině, což z něj činí jeden z nejúčinnějších bělicích prvků v bílém zlatě. Ni je však senzibilizující prvek, a pokud míra jeho uvolňování překročí určitou mez, hrozí riziko vyvolání kožních alergií.

1.4 Slitina Au-Pd

Fázový diagram binární slitiny je znázorněn na obrázku 3-14. Přídavek palladia ke zlatu zvyšuje teplotu tání slitiny a s rostoucím obsahem palladia se teploty liquidu a solidusu slitiny dále zvyšují. Na konci bohatém na zlato je krystalizační interval poměrně velký a dosahuje přibližně 51 ℃, když je obsah palladia přibližně 17％ (at), a postupně se snižuje směrem ke konci bohatému na palladium. Slitina má při vysokých teplotách strukturu jediného pevného roztoku a během procesu ochlazování slitiny s určitým rozsahem složení projdou uspořádávací transformací a vznikne uspořádání Au₃Pd fáze a AuPd₃ uspořádaná fáze, která zvyšuje pevnost a tvrdost slitiny, ale snižuje její tažnost a pružnost.

Celkově je teplota tání slitiny Au-Pd poměrně vysoká, což zvyšuje obtížnost odlévání. Tvrdost slitiny Au-Pd v pevném roztoku není vysoká, ale má dobrou tažnost, což je výhodné pro zpracování deformací za studena. Palladium má dobrý bělicí účinek na zlato a je jedním ze základních systémů slitin pro K bílé zlato; vysoká cena palladia však vede ke zvýšeným materiálovým nákladům.

2. K Zlatá výplň Materiály

K-zlato je slitina složená z určitého podílu mezislitin přidaných k ryzímu zlatu, které se ve šperkařském průmyslu běžně označují jako výplňové materiály. V soupravových špercích se běžně používají třídy zlata K 8K -10K, 14K a 18K; podle barvy se rozlišuje mimo jiné zlato K žluté, K bílé a K červené. Použití výplňových materiálů ve špercích z K zlata je tedy převažující a kvalita výplňových materiálů přímo ovlivňuje kvalitu šperku.

Když šperkařské firmy vyrábějí šperky ze zlata K, míchají ryzí zlato s nakoupenými výplňovými materiály. Výkonnost výplňových materiálů dodávaných různými dodavateli se někdy může výrazně lišit; dokonce i u stejné třídy výplňového materiálu od stejného dodavatele může docházet k výkyvům výkonnosti, což ovlivňuje výrobu šperkařských firem. Při výběru zlatých výplňových materiálů K je třeba vzít v úvahu následující faktory.

2.1 Fyzikální vlastnosti

Povrchový dekorativní efekt šperků ze zlata K je významný. U šperků ze zlata K je třeba při výběru výplňových materiálů věnovat pozornost vlivu hustoty, barvy, magnetismu, bodu tání a dalších aspektů výplňových materiálů na šperky ze zlata K.

(1) Hustota.

Rozsah prvků slitin vybraných pro výplňové materiály je poměrně široký a každý prvek slitiny má svou atomovou hmotnost a odpovídající hustotu. Hustota zlata K formulovaného s různým složením plnicích materiálů se liší. U šperku s pevně stanoveným objemem a třídou mohou materiály s nízkou hustotou snížit hmotnost šperku a snížit cenu výrobku.

(2) Barva.

U šperků z K zlata je barva základní fyzikální vlastností. Dekorativní slitiny zlata se obecně dělí do dvou hlavních kategorií podle barvy: slitiny barevného zlata a slitiny bílého zlata. Změnou poměru složení slitiny plniva lze získat různé barevné zlaté slitiny. Nejčastěji používané barevné zlato K zahrnuje tři řady: K zlato, K bílé zlato a K červené zlato, s typickými plnivy znázorněnými na obrázku 3-15. Kromě toho bylo v posledních letech v zahraničí vyvinuto také několik unikátních barevných plniv K zlata, která mohou se zlatem tvořit jedinečné barevné, komplexní a křehké intermetalické sloučeniny.

Obrázek 3-15 Různá barevná plniva zlata K pro šperky

(3) Magnetismus.

U šperků z klenotnického zlata, stejně jako u šperků z drahých kovů, se obecně vyžaduje, aby slitina vykazovala něco jiného než magnetismus, aby se předešlo pochybnostem spotřebitelů o pravosti materiálu. Zlato není magnetické; šperky ze zlata K obsahují mnoho dalších kovových prvků. Pokud výplňový materiál obsahuje magnetické složky, jako jsou Fe, Co, Ni a Ga, může to způsobit, že materiál ze zlata K vykazuje magnetismus. Například v bílém zlatě K se běžně používá nikl jako bělicí prvek. Obrázek 3-13 ukazuje, že slitina je jednofázový pevný roztok pod čárou solidusu a nad určitou teplotou. Při pomalém ochlazování na určitou teplotu začne docházet k oddělování fází a vzniká dvoufázová oblast. Při poklesu teploty na přibližně 340 ℃ dochází k magnetickému přechodu a slitina vykazuje určitý stupeň magnetismu.

(4) Bod tání.

Většina zlatých šperků K se vyrábí technologií odlévání do sádrových forem. Vzhledem k nízké tepelné stabilitě sádry při vysokých teplotách dochází při dosažení teploty 1200 ℃ k tepelnému rozkladu, při kterém se uvolňuje SO₂plyn, který způsobuje tvorbu pórů v odlitku. Pokud není sádrová forma zcela vypálena a uvnitř formy zůstávají zbytky uhlíku nebo pokud je kovová kapalina silně zoxidovaná a tvoří se velké množství oxidu měďnatého, tato teplota rozkladu se výrazně sníží. Proto je pro zajištění bezpečnosti odlévání do sádrových forem nezbytná kontrola teploty tání slitiny. Obecně se teploty tání K zlata a K červeného zlata pohybují kolem 900 ℃ a použití sádrového odlévání do forem bude v pořádku. U bílého zlata K je však v důsledku použití Ni, Pd s vysokou teplotou tání jako bělicího prvku teplota tání slitiny vyšší než u zlata K a červeného zlata K, což představuje riziko tepelného rozkladu sádrové formy. Pokud je obsah Ni, Pd velmi vysoký, sádrová forma již nemůže zaručit kvalitu výroby, což vyžaduje nákladný licí prášek vázaný kyselinou fosforečnou, což nepochybně zvyšuje výrobní náklady a obtíže.

2.2 Chemické vlastnosti

Pro šperky je zásadní chemická stabilita. Chemická stabilita šperků ze zlata K se projevuje především odolností proti dehtování a korozi, což úzce souvisí s plnidly použitými ve zlatě K. Odolnost slitin K zlata proti korozi se liší v závislosti na složení; obecně platí, že pro zlepšení odolnosti proti korozi je výhodná vysoká čistota K zlata. Například 18K -22K zlato má dobrou odolnost proti korozi v běžných jednoduchých anorganických kyselinách a 14K zlato má také dobrou odolnost proti korozi. Přesto se z jeho povrchu v podmínkách silných kyselin vyluhuje měď a stříbro. Slitiny zlata pod 9 K nejsou odolné vůči korozi silnými kyselinami a ve špatném prostředí se matují a odbarvují. Obsah drahých kovů ve zlatých materiálech K však není jediným faktorem ovlivňujícím dehtování; dehtování a změna barvy jsou kombinovaným výsledkem chemického složení slitinových materiálů, chemických procesů, faktorů prostředí a mikrostruktury. U K zlata s nízkou čistotou, pokud je složení plniva příznivé pro zlepšení potenciálu K zlata, vytvoření hustého ochranného filmu a zlepšení mikrostruktury slitiny, je stále možné získat slitiny s vynikajícími chemickými vlastnostmi a dobrou odolností proti odbarvení. Mezi třemi hlavními řadami K zlata je K červené zlato náchylné k povrchovému dehtování kvůli vysokému obsahu mědi a pro jeho zlepšení je třeba využít výhodné legující prvky v plnivových materiálech.

2.3 Mechanické vlastnosti

Aby si šperky ze zlata K zachovaly po dlouhou dobu vysoký lesk, je třeba zvýšit tvrdost slitiny, aby splňovala požadavky na odolnost proti opotřebení; některé konstrukční součásti šperků, jako jsou ušní boltce, háčky, brože, pružiny atd., vyžadují dobrou pružnost a rovněž je třeba zvýšit tvrdost slitiny. Pevnost samotného zlata by však mohla být vyšší, takže je náročné splnit požadavky na inkrustaci. Jedním z účelů K zlata je zvýšit pevnost, tvrdost, houževnatost a další mechanické vlastnosti materiálu. Mezi třemi typickými K zlaty má niklem bělené K bílé zlato vyšší pevnost a tvrdost a vynikající pružnost, což vyžaduje rovnováhu mezi pevností, tvrdostí a pružností; K červené zlato může procházet přechodem uspořádání a ztrácet pružnost, což vyžaduje úpravy a zlepšení složení výplňového materiálu a výrobního procesu.

2.4 Výkonnost procesu

Návrh složení výplňového materiálu by měl plně zohledňovat požadavky na výkonnost různých technik zpracování. Například metoda tavení může ovlivnit oxidační odolnost slitiny; stejná slitina může při tavení pomocí hořáku, indukčního ohřevu v atmosféře nebo ochranné atmosféře či vakuu poskytovat nekonzistentní výsledky. Kromě toho se při výrobě šperků mohou používat různé metody zpracování, jako je odlévání, lisování a svařování, přičemž každá z nich má různé požadavky na výkonnost K zlata, což určuje výběr a množství prvků slitiny v plnicím materiálu. Při navrhování složení výplňového materiálu by měla být plně zohledněna provozuschopnost slitiny, aby se předešlo provozním problémům způsobeným příliš úzkým rozsahem zpracování. Zpracovatelská výkonnost zahrnuje především aspekty, jako je výkonnost při odlévání, výkonnost při zpracování plastů, výkonnost při leštění, výkonnost při svařování a výkonnost při recyklaci.

(1) Casting Performance.

Odlévací vlastnosti slitiny významně ovlivňují kvalitu povrchu odlévaných šperků. Kvalitu odlévacího výkonu slitiny lze posoudit z několika hledisek, včetně tekutosti roztaveného kovu, sklonu ke smršťování a pórovitosti a sklonu k tepelnému praskání během deformace. Zlato K použité k odlévání by mělo mít malý krystalizační interval, nízký sklon k oxidaci, dobrou tekutost a plnicí vlastnosti. Nemělo by rychle vytvářet rozptýlené smršťovací a deformační trhliny, což přispívá k získání odlévaných šperků s úplným tvarem, přesnými konturami, hustou krystalizací a zdravou strukturou.

(2) Výkon zpracování plasticity.

Technologie zpracování Plasticity má mnohostranné využití při výrobě šperků ze zlata K. Kromě použití tažných a válcovacích strojů k výrobě plechů, drátů a trubek se také často používá k tvarování šperků, například soustružení na obráběcích strojích, lisování na lisovacích strojích a hydraulické lisování. Aby byla zajištěna kvalita výrobků pro zpracování Plasticity, je nezbytné správně formulovat a přísně dodržovat specifikace provozních procesů, jakož i vlastní vlastnosti materiálu pro zpracování Plasticity, které mají rozhodující vliv. Od materiálů ze zlata K se vyžaduje dobrá zpracovatelská výkonnost Plasticity, zejména při operacích, jako je tažení, válcování, lisování a hydraulické lisování, kdy by tvrdost slitiny neměla být příliš vysoká a rychlost kalení slitiny by se měla zpomalit, aby se usnadnila operace; materiál by měl mít také dobrou pružnost. V opačném případě je náchylný k praskání.

(3) Výkon leštění.

Šperky mají výslovné požadavky na kvalitu povrchu a většina šperků musí být vyleštěna, aby dosáhla zrcadlového lesku. To vyžaduje nejen správné provedení lešticích operací, ale také pozornost věnovanou vlastnostem samotné slitiny. Obrobek by měl mít například hustou strukturu s rafinovanými a rovnoměrnými zrny, bez vad, jako jsou póry a vměstky. Pokud jsou zrna obrobku hrubá a vyskytují se v nich vady jako smrštění nebo póry, mohou se rychle objevit jevy jako pomerančová kůra, leštící prohlubně a kometové chvosty. Škrábance a kometové chvosty se mohou rychle objevit také v případě tuhých vměstků.

(4) Výkonnost opakovaného použití.

Výtěžnost procesu odlévání šperků se obvykle pohybuje pouze kolem 50％ nebo je ještě nižší. Každý odlitek přináší velké množství vtokového systému a odpadních materiálů k opětovnému použití. Šperkařské firmy na základě výrobních nákladů a efektivity vždy doufají, že použijí co nejvíce recyklovaného materiálu. Vzhledem k nevyhnutelným problémům s odpařováním, oxidací a absorpcí plynů během procesu tavení slitiny se slitina, její složení do určité míry mění při každém odlévání, což ovlivňuje metalurgickou kvalitu slitiny a výkonnost odlitku. Degradace výkonnosti slitiny během procesu opětovného použití úzce souvisí nejen s provozním procesem, ale také s inherentní výkonností slitiny při opětovném použití, která závisí především na sklonu slitiny k absorpci plynů a oxidaci a také na její reaktivitě s kelímky a licími materiály. Čím menší je sklon k absorpci a oxidaci plynů, tím nižší je reaktivita s kelímky a odlévacími materiály a tím lepší je opětovná použitelnost.

(5) Svařovací výkon.

Při výrobě šperků je často nutné rozdělit obrobek na několik jednoduchých malých částí pro samostatnou výrobu a tyto malé části pak svařit dohromady. Pro dosažení dobré kvality svařování je kromě správného použití pájky nutné také posoudit svařovací výkon K zlata. Pokud má svařovaný kus dobrou tepelnou vodivost, nebude se v místě svařování během ohřevu rychle hromadit teplo. Přesto bude brzy vedeno po celém obrobku, což neprospívá tavení pájky. Předpokládejme, že zlato K je během zahřívání náchylné k oxidaci. V takovém případě vzniklá vrstva oxidu sníží smáčivost pájky, což jí zabrání proniknout do svarového spoje a povede k problémům, jako je slabý svar, falešný svar a špatný svar.

2.5 Bezpečnost

U šperků, které přicházejí dlouhodobě do přímého kontaktu s lidským tělem, musí být bezpečnost jedním z rozhodujících faktorů při výběru materiálů pro výrobu šperků. Ve výplňových materiálech je třeba se vyhnout prvkům škodlivým pro lidské tělo, jako jsou Cd, Pb a radioaktivní prvky. Kromě toho by se měly minimalizovat také alergické reakce způsobené kontaktem šperků s pokožkou; například šperky ze zlata K, které používají Ni jako bělící prvek, představují riziko vyvolání kožních alergií. Evropská komise a některé další země proto stanovily přísné limity pro míru uvolňování Ni ve špercích, což znamená, že šperky obsahující Ni musí splňovat příslušné normy týkající se míry uvolňování Ni.

2.6 Ekonomické faktory

K-zlato je slitina zlata a jeho plniv. Cena plniv je jedním z rozhodujících faktorů ovlivňujících výrobní náklady, zejména u nízkokarátového zlata K, které vyžaduje mnoho plniv pro legování. Proto by se při výběru legujících prvků pro plnidla měly sledovat široce dostupné a levné materiály a drahým drahým kovům by se mělo vyhnout nebo je minimalizovat, aby se snížily náklady na K zlato.

Sekce II K žluté zlato

Žluté zlato K označuje slitinu žlutého zlata, v angličtině známou jako karátové žluté zlato, ve šperkařském průmyslu běžně označovanou jako KY, například 18KY a 14KY. Zlato K je tradiční barevná slitina zlata, která má již dlouhou dobu důležité postavení v materiálech pro výrobu šperků ze zlata K. Od 90. let 20. století však s oblibou bílých šperků podíl šperků z K zlata postupně klesá.

Přesto je zlato K díky svým relativně vynikajícím zpracovatelským a výrobním vlastnostem stále hojně využíváno ve šperkařském průmyslu a někteří výrobci dokonce používají zlato K k výrobě šperkařských polotovarů a následně je pokovují rhodiem (Rh), aby jím nahradili šperky z bílého zlata K.

1. Uspořádání a výkon žlutého zlata K v systému Au-Ag-Cu

Slitina Au-Ag-Cu je základním systémem slitiny K zlata, který do značné míry určuje její výkon. Ag a Cu jsou hlavními legujícími prvky K zlata a během výroby se často přidává určité množství Zn a malé množství dalších složek, aby se zlepšily vlastnosti slitiny. Různé poměry legujících prvků ovlivňují fyzikální vlastnosti, chemické vlastnosti, mechanické vlastnosti a výkonnost procesů u materiálů ze žlutého zlata K.

1.1 Fyzikální vlastnosti žlutého zlata K v systému Au-Ag-Cu

(1) Barva.

V systému Au-Ag-Cu K zlata barva slitin K zlata úzce souvisí s jejich složením. Úpravou poměru Ag, Cu a dalších legujících prvků ve slitinách lze získat různé barvy slitin K zlata.

Se zvyšujícím se obsahem Cu se snižuje energie elektronického přechodu slitiny a křivka odrazivosti se posouvá směrem k nižší energii, což výrazně zvyšuje odrazivost v červeném světelném pásmu ( 640-750 nm ) (obr. 3-16), což vede k postupnému zvyšování červeného indexu slitin zlata K.

Se zvyšujícím se obsahem Ag se zvyšuje energie elektronického přechodu slitiny Au-Ag a křivka odrazivosti Au téměř paralelně migruje k vyššímu výkonu. V důsledku toho se silně odráží nejen červený a žlutý světelný pás ve viditelném spektru, ale dokonce i zelený, modrý a fialový pás, což nakonec vede k solidnímu odrazu v celém viditelném spektru (obr. 3-17). To způsobuje, že se pásová mezera rozšiřuje a zelený index slitiny zlata K se postupně zvyšuje. Zlepšení odrazivosti je výhodné, pokud je obsah Ag ve slitině vysoký.

Díky komplexnímu vlivu Ag a Cu na barvu zlatých slitin vykazuje slitina Au-Ag-Cu syté barvy a tóny (obr. 3-18). Slitina bohatá na Au se jeví jako zlatožlutá, slitina bohatá na Ag jako bílá a slitina bohatá na Cu jako červená. Při přidání Ag k Au se s rostoucím obsahem Ag barva slitiny postupně mění ze žluté na zelenožlutou, světle zelenožlutou, světle bílou a nakonec na bílou. Když se k Au přidá Cu, s rostoucím obsahem Cu se barva slitiny postupně mění ze žluté na červenožlutou, růžovou a nakonec na červenou.

Pro určitou jakost žlutého zlata K způsobuje přidání Zn, že barva slitiny zlata K se přiklání ke světle červenožluté nebo tmavě žluté.

(2) Hustota.

Jeho teoretická hustota je konstantní i pro zlato K s pevným složením. Vzhledem k tomu, že odlévané šperkařské polotovary nemohou být během výrobního procesu hutné, není vhodné používat tvrdost odlitků ke kvantitativnímu vysvětlení vlivu poměrů prvků slitiny. Rozdíl mezi hustotou odlitku a teoretickou hustotou však přesto může nepřímo odrážet hustotu odlitku a potřebné množství materiálů lze vypočítat na základě poměru hustoty slitiny a hustoty voskové formy.

Různé poměry prvků slitiny mají zvláštní vliv na hustotu materiálů K zlata. Ze shody mezi hustotou ternárních slitin a jejich chemickým složením (obr. 3-19) vyplývá, že plné čáry představují obrysové čáry hustoty slitiny, které se sklánějí k ose Au-Ag, což naznačuje, že Cu má na hustotu slitiny významnější vliv než Ag. S rostoucím stupněm slitiny se odpovídajícím způsobem zvyšuje i hustota slitiny; u slitin s vysokým obsahem Au jsou obrysové čáry rovnoběžné. U zlata K stejné třídy se s rostoucím obsahem Ag zvyšuje hodnota hustoty a obrysové čáry hustoty se postupně posouvají k vyšším hodnotám.

Zlato K je často legováno Zn jako legujícím prvkem a se zvyšujícím se obsahem Zn se do určité míry snižuje hustota slitiny.

(3) Bod tání.

Na obrázku 3-20 je znázorněna projekce teplotního obrysu čáry liquidu slitiny Au-Ag-Cu do roviny. Se zvyšující se třídou slitiny její teplota liquidu neustále roste; kombinovaný přídavek Ag a Cu způsobuje pokles teploty tání slitiny, což vytváří kopulovitou oblast kontur teploty tání otevírající se směrem k souřadnicové čáře Ag-Cu, přičemž nejnižší teplota tání klesá na přibližně 750 ℃ při relativně nízké třídě slitiny.

(4) Mikrostruktura.

Fázový diagram slitiny Au-Ag-Cu (obr. 3-21) ukazuje, že její tři složky, Au, Ag a Cu, mohou tvořit tři typy binárních slitin. Jedním z nich je binární slitina Au-Ag, která je zcela mísitelná v kapalném i pevném stavu; dalším typem je binární slitina Ag-Cu, typická eutektická slitina s velmi malou rozpustností Ag a Cu při pokojové teplotě; dalším typem je binární slitina Au-Cu, která se zcela rozpouští za vzniku spojitého pevného roztoku v oblasti vysokých teplot. Při pomalém ochlazení pod 410 ℃ dochází k uspořádané transformaci, při níž vzniká AuCu₃ a uspořádané fáze AuCu. V ternárním systému slitiny Au-Ag-Cu proto existují fáze bohaté na Ag a Cu odvozené od eutektického systému Ag-Cu a s rostoucím obsahem Au se hlouběji rozvíjí nemísitelná dvoufázová oblast. Tato oblast se v projekční rovině jeví jako oblouk směrem k rohu bohatému na Ag (obr. 3-22), což naznačuje, že struktura ternární slitiny Au-Ag-Cu souvisí s poměrem legujících prvků Ag a Cu.

Pro snadnější analýzu se obsah Ag a Cu vyjadřuje v převodním poměru Ag, tj:

Ve vzorci Ag a Cu představují hmotnostní podíly Ag a Cu ve slitině Au-Ag-Cu.

Při použití Ag' jako souřadnice složení se z podélných řezů odpovídajících třem barvám 18K 14K a 10K na obrázku 3-19 vytvoří kvazibinární řezové diagramy (obrázek 3-23).

Podle Ag' a oblastí, kde dochází k oddělení fází, lze slitiny rozdělit na různé typy; například 18K slitiny Au-Ag-Cu mají tři typické typy.

Typ I: Ag' je 0％-20％, bohatá fázová oblast slitiny Cu, při vysokých teplotách jediný pevný roztok a při nízkých teplotách prochází uspořádávací transformací.

Typ II: Ag' je 20％-75％, při vysokých teplotách tvoří jediný pevný roztok a při nízkých teplotách se rozkládá na dvě nemísitelné fáze.

Typ III: Ag'>75％, jediný pevný roztok při vysokých a nízkých teplotách.

Au-Ag-Cu Když se do systému K zlata přidá Zn a další legující prvky, může se rozsah nemísitelné dvoufázové oblasti snížit, když obsah Zn dosáhne určité úrovně, čímž se dvoufázová oblast zúží a zkrátí.

1.2 Odolnost zlata Au-Ag-Cu K proti korozi

Korozní odolnost slitin Au-Ag-Cu lze rozdělit do čtyř oblastí (obr. 3-24). Slitiny v oblasti I mají vyšší stupeň a dobrou korozní odolnost, jsou schopny odolávat korozi jednotlivých anorganických kyselin; korozní odolnost slitin v oblasti II je nižší než v oblasti I, ale stále mají relativně dobrou korozní odolnost, pouze s mírnou korozí v pevných kyselinách; slitiny v oblasti III jsou dále sníženy a trpí korozí silnými kyselinami. Slitiny z oblasti IV mají relativně nízkou odolnost a jsou náchylné ke ztmavnutí a změně barvy. Přidání určitého množství {{1}} legujících prvků do zlata Au-Ag-Cu K nízké kvality pomáhá zlepšit jeho odolnost proti korozi.

Přesto má stále poměrně dobrou korozní odolnost, v pevných kyselinách koroduje jen mírně; slitiny z oblasti III jsou ještě méně odolné a trpí silnou korozí v kyselinách. Slitiny oblasti IV mají relativně nízkou odolnost a jsou náchylné k tmavnutí a změně barvy. Přidání určitého množství legujících prvků Zn, Si a Pd do zlata Au-Ag-Cu K nízké kvality pomáhá zlepšit jeho korozní odolnost.

1.3 Mechanické vlastnosti zlata Au-Ag-Cu K

Ve slitině Au-Ag-Cu má podíl Ag a Cu významný vliv na mechanické vlastnosti slitiny. Slitiny s různým složením byly po udržení teploty 740 ℃ ochlazeny a byla testována tvrdost a prodloužení ve stavu pevného roztoku. Tvrdost slitiny 50％Au-30％Ag-20％Cu je nejvyšší, dosahuje HB150, zatímco prodloužení je nejnižší, pouze 25％, zatímco slitiny v blízkosti tří rohů mají nižší tvrdost a vyšší prodloužení (obr. 3-25, obr. 3-26).

Rozdíly v mechanických vlastnostech slitin s různými složkami se projevují také v dopadu tepelného zpracování na ně. Vezmeme-li jako příklad slitinu Au-Ag-Cu 18KY, pokud je její složení v rozmezí slitin typu I, vede stárnutí slitiny v pevném roztoku při nízkých teplotách k uspořádané přeměně, která zvyšuje pevnost, zvyšuje tvrdost slitiny, ale snižuje její pružnost a ohebnost. Pokud se nachází v rozmezí slitin typu II, může úprava stárnutím způsobit oddělení fází ve slitině, čímž se zlepší její zpevnění a tvrdost, což vede k mírné tvrdosti. Pokud se však nachází v rozsahu slitin typu III, nelze ošetření stárnutím provést a tvrdost slitiny by mohla být vyšší.

U kvartérních slitin Au-Ag-Cu-Zn může role Zn mírně snížit tvrdost slitiny a objem nemísitelné oblasti pevné fáze v ternárním fázovém diagramu Au-Ag-Cu.

1.4 Výkonnost procesu Au-Ag-Cu K zlata

Au-Ag-Cu K zlato má relativně nízký bod tání, takže je vhodné pro přesné odlévání pomocí sádrových forem. Pokud se do slitiny přidají legující prvky, jako je Zn Si, může se dále zlepšit tekutost roztaveného kovu a snížit tendence k oxidaci, čímž se zvýší výkonnost odlitku.

Au-Ag-Cu K zlato má dobrou pružnost v tuhém stavu, relativně nízkou tvrdost a dobré vlastnosti při zpracování za studena, které lze zpracovávat technikami zpracování za studena, jako je válcování, tažení a kování. U slitin, které podléhají uspořádaným přeměnám a fázové separaci, je kontrola způsobu chlazení během přechodného žíhání nezbytná, aby se zabránilo snížení tažnosti a pružnosti.

2. Typické třídy a vlastnosti zlata K pro dekoraci

Použití zlata K má dlouhou historii a je poměrně vyspělou slitinou zlata. Byla vyvinuta řada barev, které splňují požadavky různých technik zpracování dekorativního K zlata, z nichž mnohé byly komercializovány, což umožňuje společnostem vybrat si podle potřeb trhu. Tabulka 3-10 uvádí některé typické druhy dekorativního K zlata a jejich vlastnosti.

Tabulka 3-10 Typické jakosti a vlastnosti zlata K pro dekoraci

Purity	Obsah složky/％				Barva	Teplota tání	Hustota/ (g/cm³)	Měkká tvrdost HV / (N/mm²)	Míra měkkého prodloužení /％
Purity	Wt(Au)	Hmotnost (Ag)	Hmotnost (Cu)	Hmotnost (Zn)	Barva	Teplota tání	Hustota/ (g/cm³)	Měkká tvrdost HV / (N/mm²）	Míra měkkého prodloužení /％
22K	917	55	28	-	Žlutý	995 ~ 1020	17.9	52
22K	917	32	51	-	Sytě žlutá	964 ~ 982	17.8	70	30
18K	750	160	90	-	Světle žlutá	895 ~ 920	15.6	135	35
18K	750	125	125	-	Žlutý	885 ~ 895	15.45	150	40
18K	750	14.1	10	0.9	Žlutý	887 ~ 920	14.99	130	-
14K	585	300	115	-	Žlutý	820 ~ 885	14.05	150	17
14K	585	265	150	-	Světle žlutá	835 ~ 850	13.85	175	30
14K	585	205	210	-	Světle žlutá	830 ~ 835	13.65	190	25
10K	417	120	375	88	Žlutý	778 ~ 860	11.42	120 (stav odlitku)	-
9K	375	65	450	110	Červená a žlutá	835 ~ 908	10.91	105 (stav obsazení)	-

3. Běžné problémy při výrobě šperků ze zlata K

Ve srovnání s ostatními dvěma barvami zlatých materiálů K mají zlaté materiály K relativně vyspělejší řemeslné zpracování při výrobě šperků. Zlato K se však při výrobě stále často setkává s problémy, které se projevují především v následujících aspektech.

3.1 Barevná problematika zlata K

Ve většině případů se u zlata K využívá přímo jeho přirozená barva bez dalšího galvanického pokovení povrchu, což vyžaduje, aby barva slitiny splňovala požadavky zákazníka a zachovala si stabilitu a jas povrchu v průběhu času. V současné době jsou na trhu desítky modelů slitin zlata K, které jsou všechny klasifikovány jako žluté. Přesto se skutečné vnímání barvy značně liší, například sytě žlutá, světle žlutá, zelenožlutá, červenožlutá a modrožlutá. Žluté šperky 14K vykazují tři barvy: modrožlutou, světle žlutou a červenožlutou (obrázek 3-27). Nezřídka se stává, že společnosti obdrží reklamace zákazníků nebo dokonce vrácení zboží kvůli barevným odchylkám při výrobě. Barva slitiny závisí na jejím složení a souvisí také s podmínkami kontroly.

3.2 Problémy s dendritickým povrchem zlata K

Teplota tání zlata K je nižší než u 24karátového zlata, ale dendritické povrchy se u šperků z 24karátového zlata při investičním odlévání objevují jen zřídka. Naopak u odlitků šperků z K zlata (zejména z nízkojakostního K zlata) se někdy vyskytují dendritické povrchy. Důvodem je, že slitiny K zlata mají specifický rozsah tuhnutí a jejich krystalizační proces často roste do dendritického tvaru, čímž se vytváří dendritická kostra, která se vzájemně propojuje a mezi dendrity zůstávají zbytky roztaveného kovu. Předpokládejme, že roztavený kov nenamočí formu. V takovém případě může při rozkladu sádry vznikat plynný oxid siřičitý, který vytlačuje zbytky roztaveného kovu z povrchu a zanechává za sebou dendritickou kostru. Výsledkem je typická dendritická struktura povrchu. Výrobní praxe ukazuje, že u zlata nízké kvality K se při tvorbě velkého množství oxidu měďnatého nebo zinečnatého a při vysokých teplotách lití nebo formy zvyšuje pravděpodobnost rozkladu sádry, což usnadňuje vznik dendritického povrchu.

3.3 Problematika inkluzí ve zlatě K

Cu a Zn jsou hlavními legujícími prvky v K-zlatě a jsou náchylné k oxidaci během tavení za vzniku oxidických vměstků. Problém inkluzí způsobený Zn je obzvláště výrazný; v přítomnosti kyslíku tvoří oxidy snadněji než Cu a jeho oxidy se nesnadno shlukují do tekuté strusky, ale objevují se jako prášek, který vyplave na povrch roztaveného kovu a zůstává uvnitř roztaveného kovu. Výsledkem je, že jakmile se jednou oxid zinečnatý vytvoří, zůstane v materiálu a způsobí dutiny a povrchové vady, makroskopicky se projevující jako vměstky ve tvaru kočičí tlapky (obrázek 3-28).

Oddíl III K Bílé zlato

Bílé zlato K neboli bílé zlato je slitina bílého zlata, která se v angličtině běžně označuje jako karátové bílé zlato a ve šperkařském průmyslu se často označuje jako KW, například 18KW a 14KW. Bílé zlato K se kdysi používalo jako náhrada platiny s výhodami, jako je vyšší pevnost a lepší odlévací vlastnosti, a bylo široce používáno v osazovaných špercích, stalo se významným materiálem mezi slitinami dekorativního zlata a zaujímá rozhodující postavení mezi barevnými materiály zlata K. Zlato K se v minulosti používalo jako náhražka platiny.

1. Bělení zlata a třídění bílého K bílého zlata

Zlato se jeví jako zlatožluté, a aby se jevilo jako bílé, musí se přidávat legující prvky s bělícími účinky. Ze všech kovových prvků v přírodě se kromě několika prvků, jako jsou Au a Cu, většina kovových prvků jeví jako bílé nebo šedé. Proto přidání jiných kovů bude mít na slitinu zlata do určité míry bělicí účinek. V tabulce 3-11 jsou uvedeny bělicí schopnosti některých legujících prvků pro zlato a jejich hlavní nevýhody při použití jako bělicích prvků. Z tabulky 3-11 je patrné, že neexistuje mnoho kovů, které by mohly účinně sloužit jako bělicí prvky pro bílé zlato K a splňovat požadavky běžného výrobního procesu pro šperky. Prvky jako Ni, Pd, Fe a Mn mají silné bělící schopnosti pro zlato a jsou dosud hlavními bělícími činidly.

Tabulka 3-11 Možnosti bělení a hlavní nevýhody legujících prvků pro zlato (podle Bagnoud et al., 1996)

Prvek	Schopnost bělení	Hlavní nevýhody
Ag	Obecné	Při vysokém obsahu způsobuje změnu barvy slitiny
Pd	Velmi dobré	Vysoké náklady, zvýšení teploty tání slitiny
Pt	Pd Podobné jako Pd	Vyšší náklady než Pd
Ni	Dobrý	Senzibilizátor kůže
Cr	Slabé	Kožní alergen
Co	Slabé	Kožní alergen
Na adrese	Slabé	Zhoršuje výkon zpracování, pokud je obsah vysoký.
Sn	Slabé	Zhoršuje výkon zpracování, pokud je obsah vysoký.
Zn	Slabé	Při vysokém obsahu slitina silně těká, což ztěžuje recyklaci.
Al	Slabé	Zhoršení zpracovatelského výkonu
Ti	Slabé	Zhoršení zpracovatelského výkonu
V	Slabé	Toxický, zhoršuje výkonnost zpracování, vysoce reaktivní, obtížně znovu použitelný
Ta, Nb	Slabé	Vysoce reaktivní, obtížně znovu použitelný
Fe	Dobrý	Nízká rozpustnost v Au, slitina vykazuje feromagnetismus, pokud jsou přítomny precipitační fáze, což poškozuje odolnost proti korozi. Obsah přesahuje 10％ Pokud je slitina příliš tvrdá, zhoršuje se její zpracovatelnost a je náchylná k oxidaci při odlévání.
Mn	Dobrý	Reaktivita je silná a zpracování je obtížné, pokud obsah přesáhne 10％.

Různé metody plnění mohou vést k barevným odchylkám u slitin zlata stejné ryzosti. Aby byla zajištěna dobrá komunikace mezi nabídkou a poptávkou, spolupracovala společnost Manufacturing Jewelers and Suppliers of America (MJSA) se Světovou radou pro zlato na definování barevného stupně bílého zlata K po otestování barev vzorků o hmotnosti 10, 14 a 18 kilowattů pomocí systému barevných souřadnic CIELab. Definovala, že hodnota indexu žlutosti "bílého zlata K" by měla být nižší než 32; překročení této hodnoty znamená, že nemůže být označeno jako bílé zlato K. Hodnota indexu žlutosti je rozdělena do tří úrovní: Úroveň 1, úroveň 2 a úroveň 3, jak je uvedeno v tabulce 3-12.

3-12 Třída bílé barvy bílého zlata K

Stupeň barevnosti	YI Žlutý index YI	Stupeň bělosti	Rhodiování
Úroveň 1	YI< 19	Velmi bílá	Není třeba
Úroveň 2	19≤YI ≤24,5	Bílá je lepší	Může být pokovený nebo ne
Úroveň 3	24.5 < YI ≤ 32	Špatný	Musí být pokovené

Použití tohoto ukazatele bílé barvy umožňuje dodavatelům, výrobcům a prodejcům kvantitativně určit požadavky na barvu bílého zlata K.

2. Kategorie a vlastnosti bílého zlata K

Podle použitých bělicích prvků lze bílé zlato K zhruba rozdělit do čtyř kategorií: bílé zlato K s niklem, bílé zlato K s palladiem, bílé zlato K s niklem + palladiem a bílé zlato K s nízkým obsahem niklu nebo bez něj. Podle statistik zahraničních výzkumných institucí tvoří první dvě kategorie 76％ a 15％ trhu se šperky z bílého zlata K, zatímco druhé kategorie 7％ a 2％.

2.1 Nikl K bílé zlato

Vzhledem k nízké ceně a dobrému bělicímu účinku se Ni tradičně používá jako bělicí činidlo pro Au. Mezi všemi komerčními bílými zlaty K dominuje na trhu niklové bílé zlato K.

Obsah Ni přímo ovlivňuje bělící účinek bílého zlata K. Au slitiny s obsahem 9％ -12％Ni jsou téměř bílé a s postupným snižováním obsahu Ni se žlutost slitiny zvyšuje. Při obsahu Ni pod 5％ bělost slitiny výrazně klesá a barva se mění na žlutavou.

Z fázového diagramu binární slitiny Au-Ni na obrázku 3-12 je patrné, že slitina Au-Ni je při vysokých teplotách spojitým pevným roztokem a při nízkých teplotách se může rozkládat na fáze bohaté na Au a Ni, což zvyšuje tvrdost slitiny. Bílé zlato niklu K s vysokým obsahem Ni má špatnou obrobitelnost a obvykle se tvoří procesem investičního lití. Přídavek Cu může zlepšit obrobitelnost slitiny. Slitina Au-Ni-Cu je tedy nejčastěji používaným základním systémem slitin pro šperky z bílého zlata K. Projekce čáry hranice fázového rozkladu ternární slitiny Au-Ni-Cu do roviny (obr. 3-29) ukazuje, že se zvyšujícím se obsahem Cu se oblast dvoufázového rozkladu binární soustavy slitin Au-Ni rozšiřuje do ternární soustavy. S klesající teplotou se rozsah oblasti fázového rozkladu rozšiřuje.

Uspořádání ternárních slitin Au-Ni-Cu souvisí s poměrem Ni a Cu a pro usnadnění analýzy byly použity přepočtené poměry Cu a Ni, které odrážejí jejich relativní množství, tj.

Ve vzorci Cu Ni představuje hmotnostní zlomek, resp. Čím menší je hodnota Cu, tím vyšší je obsah Ni; čím významnější je hodnota Cu, tím nižší je obsah Ni.

Obrázek 3-30 ukazuje kvazibinární podélný průřez slitiny se souřadnicemi složek Au-Ni-Cu' a barvami 18K, 14K a 10K. Je vidět, že struktura slitiny je jednofázovým pevným roztokem pouze tehdy, když hodnota Cu' přesáhne 80％; pod touto hodnotou se objevuje dvoufázová nemísitelná oblast. Se snižující se barvou slitiny se teplota tání slitiny neustále zvyšuje, rozšiřuje se interval krystalizace při tuhnutí a rozšiřuje se také rozsah dvoufázové oblasti v pevném stavu.

Vztah mezi teplotou kapaliny slitiny Au-Ni-Cu a složením je znázorněn na obrázku 3-31; se zvyšujícím se obsahem Ni se zvyšuje i teplota tání slitiny, což znamená, že se zhoršuje její schopnost odlévání.

Vztah mezi barvou slitiny Au-Ni-Cu a složením je znázorněn na obrázku 3-32. Přerušovaná čára označuje hranici mezi bílou a žlutou nebo červenou barvou. Se zvyšujícím se obsahem Ni se zvyšuje bělost slitiny. Obsah Ni by neměl být nižší než určitá hodnota, aby se dosáhlo určité bělosti slitiny. Pro 18K, 14K a tři barvy 10K lze pro výrobu šperků použít slitiny odpovídající tučně vyznačenému úseku černé čáry na obrázku.

Pevnost a tvrdost slitiny řady Au-Ni-Cu jsou vysoké, ale její obrobitelnost by mohla být lepší než u slitiny řady Au-Ag-Cu. Při fázové separaci zlata za nízkých teplot je tvrdost fáze bohaté na Ni mnohem vyšší než tvrdost fáze bohaté na Au. Obě fáze se při válcování nebo tažení materiálu deformují různou rychlostí. Měkký kov fáze bohaté na Au se deformuje snadněji než tvrdý kov fáze bohaté na Ni. Při zpracování do určité míry vzniká mezi oběma fázemi napětí, které ovlivňuje pružnost slitiny a snižuje její výkonnost při zpracování za studena.

Pro zlepšení vlastností slitiny Au-Ni-Cu se jako pomocný bělící prvek často volí Zn, který kompenzuje chromatický efekt způsobený přidáním Cu a zvyšuje bělící účinek Ni. Může také sloužit jako dezoxidátor pro investiční lití, čímž zlepšuje výkonnost zpracování. Odpařování Zn během tavicího procesu však snižuje tažnost slitiny a představuje zvláštní obtíže při recyklaci slitiny.

2.2 Palladium K bílé zlato

Ni představuje riziko vyvolání kožních alergií, proto je palladium K bílé zlato s Pd jako hlavním bělícím prvkem v Evropě hojně využívanou kategorií.

Pd je prvek ze skupiny platiny, který má dobrou schopnost bělit zlato, takže slitiny mají teplou šedobílou barvu s příjemným omakem. Vzhledem k vysoké ceně palladia se Ag často používá jako sekundární bělicí prvek. Au-Pd-Ag Ternární slitina je základním systémem slitiny palladia K bílému zlatu a vztah mezi její barvou a složením je znázorněn na obrázku 3-33. Obsah Pd musí dosáhnout určité hodnoty, aby představoval lepší bílou barvu. Pro standardní 18K, 14K a 9K, tedy tři barvy, by měl být obsah zvolen v oblasti hraniční čáry. Vezmeme-li jako příklad 18K bílé zlato, když je obsah Pd 10％-13％, má vynikající bílou barvu a nevyžaduje pokovení rhodiem.

Na rozdíl od slitin Au-Ni-Cu jsou slitiny Au-Pd-Ag v celém rozsahu složení jednotvárnými roztoky a nevykazují fázovou separaci. Rozložení teploty liquidu slitin Au-Pd-Ag je znázorněno na obrázku 3-34. Přídavek palladia ke zlatu zvyšuje teplotu tání slitiny a s rostoucím obsahem Pd teplota tání slitiny dále roste. Tím se zvyšuje obtížnost odlévání slitiny. Při velmi vysokém obsahu palladia může při běžných procesech lití do sádrových forem snadno dojít k defektům pórovitosti odlitků v důsledku tepelného rozkladu sádrového licího prášku.

Rozložení kontur tvrdosti žíhaných slitin Au-Pd-Ag je znázorněno na obrázku 3-35. Její tvrdost je podobná jako u slitin Au-Ag-Cu a výrazně nižší než u slitin Au-Ni-Cu. Zároveň je tato slitina při pokojové teplotě jedinou spojitou strukturou pevného roztoku, a vykazuje tak vynikající obrobitelnost, takže je vhodná pro válcování, gravírování, inkrustaci a další operace.

Vzhledem k tomu, že Pd Ag patří mezi prvky drahých kovů, má Au-Pd-Ag dobrou odolnost proti korozi. Přidáním vhodného množství dalších legujících prvků do této slitiny lze její vlastnosti v určitých aspektech dále zlepšit.

2.3 Bílé zlato nikl-paládium K

Tento typ bílého zlata K obsahuje Ni i Pd, přičemž Ni se používá jako základní bělicí prvek a jeho obsah se omezuje na snížení. riziko nízké alergie na nikl a zlepšení zpracovatelských vlastností slitiny; ke kompenzaci nedostatečné bělící schopnosti se do slitiny přidává přiměřené množství Pd, což umožňuje slitině dosáhnout dostatečné bělosti při dobrých zpracovatelských vlastnostech a zároveň se vyhnout problému s příliš vysokými náklady na materiál při použití pouze Pd jako základního bělícího prvku.

2.4 Bílé zlato K bez niklu (s nízkým obsahem niklu)

Vzhledem k potenciální toxicitě Ni pro lidskou pokožku zavedlo mnoho zemí a regionů předpisy týkající se míry uvolňování niklu z materiálů pro výrobu šperků a podporuje výzkum a vývoj materiálů z bílého zlata bez obsahu niklu. Kromě palladiového K bílého zlata používajícího Pd jako bělící prvek probíhá také vývoj jiných materiálů než Ni Pd. Příprava středně kvalitního až kvalitního bílého zlata K s legujícími prvky nebyla uspokojivá; v mnoha případech je k dosažení dobrých výsledků stále třeba přidávat značné množství Pd. Dosud se komerčně uplatnilo pouze několik systémů slitin s přidanými prvky včetně Pt, Fe, Mn a dalších. Pt je vynikajícím bělicím činidlem pro Au, ale často se používá také s Pd, který má dlouhou historii použití v dentálních slitinách. Ve šperkařském průmyslu se komerčně využívá 18karátové bílé zlato obsahující 10％Pt, 10％Pd, 3％Cu a 2％Zn, které je vzhledem k vysokému obsahu Pt a Pd poměrně drahé. Fe bylo studováno jako druhé bělicí činidlo. Přesto se musí přidávat také velké množství Pd, aby se zachovala barva a zpracovatelnost slitiny, zejména u slitin s nízkým číslem K (např. 14K). Systém Au-Fe má dvoufázovou strukturu, což způsobuje problémy s tvrdostí a korozí slitiny. Mn je slibným bělicím činidlem pro zlato s číslem K; při jeho vysokém obsahu lze dosáhnout lepší bělosti, ale slitina je poměrně křehká a ke zlepšení svých vlastností stále vyžaduje určité množství Pd. Bílé zlato K s manganem je náchylné k oxidaci a musí se tavit v neutrální nebo redukční atmosféře. Při použití hořáku k tavení lze zvolit plynný vodík, který dokáže spotřebovat kyslík v okolí kovu. Barva manganového bílého zlata K může dosahovat druhého a třetího stupně a k dosažení uspokojivé barvy je nutné galvanické pokovení. Při kontaktu s chemikáliemi je náchylné ke změně barvy. Proto je galvanické pokovování nezbytné.

U slitin bílého zlata s nízkým číslem K (např. 8K, 9K a 10K ) může použití vysokého obsahu Ag jako bělicího činidla způsobit, že se výrobek jeví jako bílý. Tyto slitiny jsou relativně měkké a mají dobrou pružnost a pro zlepšení jejich vlastností lze přidat vhodné množství Pd, Cu, Zn nebo Ni. Množství Cu a Zn však musí být kontrolováno, aby nedošlo k ovlivnění barvy slitiny. Tyto slitiny mají nízkou odolnost proti korozi a jsou náchylné ke korozi v důsledku chemických reakcí se sírou v atmosféře.

3. Požadavky na výkon bílého zlata K

Výběr vhodných výplňových materiálů zajišťuje pro šperkařské firmy kvalitu výrobků a významně ovlivňuje výrobní náklady. Pro dosažení ideálních vlastností šperkařských materiálů z bílého zlata K je třeba komplexně zvážit více aspektů.

3.1 Barva a odolnost proti korozi

Protože bílé zlato K by mělo mít alespoň bílou barvu, musí splňovat základní požadavky YI < 32 a co nejvíce zlepšit bělost slitiny, aniž by to výrazně ovlivnilo její vlastnosti. Slitina by také měla mít vysokou odrazivost, aby se dosáhlo lepšího jasu při leštění. Slitina má dobrou odolnost proti matnému zabarvení a korozi.

3.2 Bod tání a těkavost

Nízký bod tání je výhodný pro tavení a odlévání. Teplota tání materiálů z bílého zlata K je obvykle vyšší než u zlata K, zejména u materiálů s dobrou bělostí, vysokým obsahem bělicích prvků, a tedy i vyšší teplotou tání. Slitiny s vysokým bodem tání vyžadují vyšší teploty lití, což představuje riziko tepelného rozkladu sádry v procesech přesného lití sádry. Naproti tomu použití keramických forem s licím práškem vázaným kyselinou fosforečnou zvyšuje výrobní náklady, efektivitu a obtížnost. Pro šperky vyráběné metodou přesného lití je proto vhodné volit slitinové materiály s vhodnými body tání, ideálně do 1050 ℃. Přidání Zn do slitiny pomáhá snížit teplotu tání, ale nadměrný obsah Zn může zvýšit těkavost během procesu lití, což ovlivňuje kvalitu výrobku a jeho opětovnou použitelnost.

3.3 Struktura zrna

Materiály z bílého zlata K by měly umožňovat získání jemné a husté struktury zrn, což pomáhá zlepšit leštící účinek slitiny a snižuje pravděpodobnost vzniku složitých bodových defektů.

3.4 Tvrdost a obrobitelnost

Materiály ze slitiny bílého zlata K by měly mít odpovídající tvrdost po odlití a žíhání, dobré mechanické vlastnosti a výkonnost při zpracování za studena, nepříliš silné pracovní zpevnění, nízký sklon k tepelnému praskání při žíhání a nízký sklon ke vzniku korozních trhlin pod napětím.

3.5 Shoda s materiály z bílého zlata Nikl K by měla splňovat příslušné normy směrnice.

U materiálů ze slitiny bílého zlata K běleného niklem by měly být splněny požadavky směrnice o niklu a míra uvolňování niklu by neměla překročit normu.

3.6 Splnění požadavků na ochranu životního prostředí a snížení nákladů

Při výběru legujících prvků se sledují komplexní zdroje materiálů, nízké ceny a šetrnost k životnímu prostředí, aby se snížily náklady na slitiny a zlepšila nákladová efektivita.

Je třeba poznamenat, že relativní důležitost různých výkonnostních charakteristik se s použitím materiálů mění a často je náročné splnit všechny výše uvedené požadavky současně. Někdy je třeba mezi těmito požadavky dělat kompromisy, aby se dosáhlo co nejlepšího optimalizačního efektu.

4. Složení a výkonnost některých K bílého zlata

Typy bílého zlata K dodávané na trh jsou rozmanité a mají specifické rozdíly v provedení. Celkově lze říci, že většina komerčního bílého zlata K dělá určité ústupky v bělosti, často se jeví jako šedobílé, a obvykle vyžaduje rhodiování, aby se zlepšil výkon zpracování nebo snížily náklady na materiál. Dokonce i slitiny s velmi vysokou bělostí se nemohou srovnávat s barvou rhodiové vrstvy, takže často podstupují rhodiování i na svém povrchu. Tabulky 3-13 a 3-14 uvádějí provedení některých niklových K bílých zlat a palladiových K bílých zlat.

Tabulka 3-13 Složení a vlastnosti některých druhů bílého zlata niklu K

Purity	Chemické složení (hm.)/％					Tvrdost HV/(N/mm²)		Pevnost v tahu (stav ohně) /MPa	Liquidus line Teplota /℃	Teplota solidní čáry /℃
Purity	Au	Ni	Cu	Zn	Ag	Obsazení státu	Pracovní stav za studena (70％)	Pevnost v tahu (stav ohně) /MPa	Liquidus line Teplota /℃	Teplota solidní čáry /℃
18K	75	11	9.5	4.5	-	307	307	716	950	913
18K	75	7.4	14	3.6	-	291	291	623	943	913
18K	75	6.6	15.4	3	-	187	288	607	946	922
18K	75	5	17	3	-	182	276	623	939	915
18K	75	4	17	3	-	184	268	612	921	898
14K	58.5	11	25.5	5	-	169	306	747	986	956
14K	58.5	8.3	28.2	5	-	145	286	665	987	947
14K	58.5	6.5	28.4	6.6	-	153	278	706	965	924
9K	37.5	10	37	13.5	2	127	258	642	923	887
9K	37.5	-	5.5	5.5	52	118	189	400	885	874

Tabulka 3-14 Složení a výkonnost části palladia K bílého zlata

Purity	Chemické složení (hm.)/％						Tvrdost HV/ (N/mm²)	Liquidus line Teplota /℃
Purity	Au	Pd	Ag	Cu	Zn	Ni	Tvrdost HV/ (N/mm²)	Liquidus line Teplota /℃
18K	75	20	5	-	-	-	100	1350
18K	75	15	10	-	-	-	100	1300
18K	75	10	15	-	-	-	80	1250
18K	75	10	10.5	3.5	0.1	0.9	95	1150
18K	75	6.4	9.9	5.1	3.5	1.1	140	1040
18K	75	15	-	3.0	-	7.0	180	1150
14K	58.3	20	6	14.5	1	-	160	1095
14K	58.3	5	32.5	3	1	-	100	1100
10K	41.7	28	8.4	20.5	1.4	-	160	1095
9K	37.5	-	52	4.9	4.2	1.4	85	940

5. Běžné problémy s niklem K bílé zlato šperky materiály

Při výrobě šperků z bílého zlata K je Ni prvkem slitiny, který je levný a zároveň může zvýšit jas šperku. Nikl K bílé zlato má dobré barevné a fyzikálně-mechanické vlastnosti, což z něj činí nejpoužívanější šperkařský materiál mezi K bílým zlatem. Nikl K bílé zlato se však často setkává s problémy při výrobě a používání, což poškozuje zdraví spotřebitelů a způsobuje mnoho potíží společnostem vyrábějícím šperky. Mezi hlavní problémy s niklem K bílým zlatem patří následující aspekty.

5.1 Problematika alergie na nikl

Mnoho skutečností prokázalo, že Ni má potenciální alergické a toxické účinky na lidskou pokožku, což může vést k alergii na Ni. Alergií na Ni se rozumí alergická reakce, která vzniká při dlouhodobém kontaktu šperků z bílého zlata K s lidskou pokožkou, kdy se Ni ve slitině působením potu rozpouští a uvolňuje ionty Ni. Tyto ionty Ni mohou proniknout do kůže a spojit se se specifickými bílkovinami, což vede k alergickým reakcím. Jeho částice mohou způsobit na kůži vyrážky a lokální záněty, které vedou k ekzémům, svědění (obrázek 3-36), a dokonce k ulceracím, což vážně ovlivňuje zdraví a vzhled člověka (Rushforth, 2000). Jakmile se u člověka jednou objeví alergická reakce na Ni, bude ji pociťovat po zbytek života.

Podle statistik má v Evropě alergickou reakci na kovový nikl přibližně 10％ -15％ žen a 2％ mužů, což je více než v jiných částech světa. V reakci na tento problém se Evropská komise v roce 1999 aktivně zabývala vydáním směrnice 94/27/ES o niklu, která reguluje prodej a dovoz některých výrobků, u nichž existuje podezření, že se z nich při styku s pokožkou v určité míře uvolňuje kovový nikl. U šperků, které přicházejí do dlouhodobého kontaktu s kůží, je maximální míra uvolňování niklu omezena na 0,5 g/cm.² / týden. Dvě testovací normy, EN1811 a EN12472, byly speciálně vyvinuty pro simulaci předmětů s povlaky a bez nich, přičemž se testuje míra uvolňování niklu v určitém čase, teplotě a podmínkách umělého potu. Následně byly kvůli stále vysoké míře senzibilizace niklem provedeny přísnější revize, které vedly k vydání směrnice o niklu 2004/96/ES a zkušební normy pro uvolňování niklu EN/811:2011, která odstranila hodnotu úpravy pro míru uvolňování niklu. Na základě účinků po zavedení směrnice Evropská komise směrnici o niklu dvakrát zpřísnila. Země jako Spojené království, Japonsko a Čína rovněž stanovily odpovídající požadavky na uvolňování niklu pro bílé zlato K. Směrnice o niklu nezakazuje používání niklových materiálů, ale omezuje míru uvolňování niklu ze slitin a materiálů. Při výrobě šperků z bílého zlata K musí výrobci šperků nejprve zjistit, zda v zemi nebo regionu zákazníka platí omezení uvolňování niklu, a podle toho zvolit vhodné výplňové materiály. Je pozoruhodné, že značná část výplňových materiálů z bílého zlata K dostupných na trhu nemůže projít testem rychlosti uvolňování niklu.

5.2 Problémy s barvami

Bílé zlato K je alternativním materiálem pro platinové šperky, které vyžadují dobrou bělost. Proto je většina šperků z bílého zlata K na povrchu pokovena rhodiem. Doba pokovení rhodiem je obvykle velmi krátká, běžně se označuje jako "bleskové pokovení", což má za následek tenkou vrstvu, která se po určité době používání setře a odhalí původní barvu základního kovu. V mnoha případech barva bílého zlata K výrazně kontrastuje s barvou pokovení, což vede ke stížnostem nebo pochybnostem zákazníků. Kromě toho se ve šperkařském průmyslu dlouhou dobu používaly k popisu barev slitin především kvalitativní metody, což často vedlo ke sporům mezi šperkařskými společnostmi a zákazníky kvůli nejednotným posudkům.

5.3 Magnetické problémy

Zlato samo o sobě není magnetické, ale nikl K bílé zlato může někdy vykazovat určitý stupeň magnetismu. To často vyvolává pochybnosti a stížnosti spotřebitelů, kteří se domnívají, že je třeba zlepšit čistotu materiálu a že je materiál smíchaný s Fe a dalšími. Proto nikl K bílé zlato jako materiál z drahých kovů pro dekorace obecně nechce, aby slitina ve většině případů vykazovala magnetismus.

V přírodě je Fe známým magnetickým kovovým prvkem a kromě něj vykazuje magnetismus i několik dalších prvků, například Co, Ni a Ga. To, zda látka vykazuje magnetismus, závisí nejen na jejím složení, ale také na její mikrostruktuře. Prvky, které jsou stejné, ale mají různou strukturu nebo se nacházejí v různých teplotních rozmezích, mohou někdy vykazovat rozdíly v magnetismu. V případě slitinového systému Au-Ni-Cu dochází v určitém teplotním rozmezí k fázové separaci, přičemž vzniká bohatá fáze Ni a bohatá fáze Au, přičemž bohatá fáze Ni může vykazovat určitý stupeň magnetismu.

5.4 Problémy se špatným výkonem zpracování

Zpracování šperků ze zlata K za studena je komplexním vyjádřením různých mechanických vlastností. Šperky z bílého zlata K jsou určeny především pro vsazování drahých kamenů a výkonnost materiálu při zpracování za studena je zásadním faktorem ovlivňujícím snadnost operace vsazování. Předpokládejme, že tuhost a mez kluzu materiálu jsou příliš vysoké. V takovém případě je obtížné udržet kovové drápky nebo hrany u drahých kamenů během zasazování, což ztěžuje jejich zajištění, které se může během procesu zasazování dokonce poškodit. Kovové drápky (hřebíky) se mohou během zasazování snadno zlomit, pokud je houževnatost materiálu nedostatečná. Při výrobě šperků materiály často procházejí procesy deformace za studena, jako je válcování, tažení a lisování. Pokud je houževnatost materiálu nedostatečná, může dojít k prasklinám. Houževnatost bílého zlata niklu K při zpracování za studena je výrazně horší než u zlata K a při výrobě často vznikají problémy, jako jsou trhliny při zpracování nebo lámání.

5.5 Problematika korozního praskání pod napětím

Často se vyskytují případy, kdy spotřebitelé při nošení šperků z bílého zlata s niklem K ztrácejí drahé kameny v důsledku rozbitých pazourků, což je způsobeno především korozními trhlinami v bílém zlatě s niklem K, které se často objevují na ražených pazourcích. Při válcování, lisování, svařování a osazování drápků může docházet k různým namáháním. Pokud nejsou přijata opatření k odstranění těchto vnitřních pnutí, vznikají ve šperku zbytková pnutí. Tabulka 3-15 uvádí možné příčiny vzniku zbytkových napětí v drápech.

Tabulka 3-15 Příčiny a důsledky vzniku zbytkových napětí v drápech

Provozní proces	Příčiny zbytkového napětí	Možné následky související se stresem
Přivaření drápů na kroužek	Nadměrná teplota drápů při svařování	Napětí a praskliny na drápech nejsou obvykle viditelné pouhým okem.
Přivaření drápu ke kroužku	Rychlost zahřívání drápu při svařování je příliš vysoká.	Tepelné namáhání může způsobit zlomeniny
Přivaření drápu ke kroužku (kalící trhliny)	Příliš brzké ochlazování obrobku po svařování	Vnější chlazení je rychlé, zatímco centrální chlazení je pomalé, což vede k nedůslednému tepelnému smršťování, které způsobuje vznik napětí a trhlin v drápu vložky.
Vytváření důlků na vkládacím drápu	K přehřátí dochází v důsledku nesprávné obsluhy.	Způsobuje křehké lámání a praskliny v osazení hrotu.
Přitiskněte svorku na povrch drahokamu.	Způsobuje změny ve struktuře zrn v osazení zubů	Vytváří mikrotrhliny způsobené zbytkovým napětím a případné prasknutí.

Na jedné straně zbytkové napětí snižuje elektrodový potenciál slitiny, čímž se snižuje korozní odolnost materiálu, přičemž samotný hrot je relativně tenký, což může vést až ke vzniku korozních trhlin; na druhé straně může zbytkové napětí způsobit mikrotrhliny (odhalené nebo skryté), jak ukazuje obrázek 3-37.

Tyto mikrotrhliny není snadné odhalit; často se jedná o místa, kde se hromadí korozivní média. Během používání šperků se na vnitřní straně hrotů obvykle usazují nečistoty, jako je kožní maz, šupinky kůže a prach (obrázek 3-38). Když se šperk dostane do kontaktu s různými korozivními médii, jako je lidský pot, voda z vodovodu, chlór v bazénech a různé soli, může tento maz, kožní šupinky snadno absorbovat korozivní kapaliny nebo zbytky solí. Pod vlivem těchto korozivních médií se místa s vysokým napětím stávají anodovými zónami, což vede k elektrochemické korozi, která materiál oslabuje a může dokonce způsobit jeho zlomení. Čím vyšší je koncentrace korozního média, čím delší je doba kontaktu, čím vyšší je teplota a čím tenčí jsou hroty, tím rychleji dochází k oslabení hrotů, což zhoršuje korozní praskání pod napětím a vede k poruše.

Pro účinnou prevenci korozního praskání niklu K bílého zlata je nutné upřednostnit materiály, které nejsou vysoce citlivé na korozi pod napětím. Během výroby je třeba usilovat o odstranění zbytkového napětí a mikrotrhlin v materiálu. Během používání je rovněž nezbytné šperky pravidelně čistit, aby se snížilo hromadění korozních médií v citlivých oblastech.

5.6 Problémy s vadami odlitků

Odlévání niklu K z bílého zlata má ve srovnání se slitinami zlata K a stříbra specifické obtíže. Podniky se při výrobě často setkávají s vadami odlitků, jako jsou pískové díry, tvrdá místa, plynové díry, smršťovací dutiny (pórovitost) a horké trhliny, mezi nimiž jsou výraznější problémy s tvrdými místy a smršťováním plynů.

(1) Problémy s pevnými body

Tvrdá skvrna označuje přítomnost cizího předmětu s velmi vysokou tvrdostí na povrchu nebo uvnitř odlitků niklu K z bílého zlata, běžně známého jako ocelový písek nebo zlatá drť (obrázek 3-39). Jedná se o typickou komplexní skvrnitou vadu, která se vyskytuje u niklu platiny.

Šperkařské odlitky s tvrdými místy často vykazují při leštění silné škrábance, což velmi ztěžuje dosažení lesklého povrchu. Tento problém se obvykle objeví až v závěrečné fázi leštění, což nutí šperkařské společnosti vynakládat mnoho práce na opravy, zejména u malých, rozptýlených tvrdých skvrn. Body často zaberou mnoho času; nakonec je šperk vyřazen, protože je obtížné jej uspokojivě opravit.

Tvrdé body vycházejí především z následujících hledisek:

Ni segregace.

To je způsobeno především neúplným roztavením a nerovnoměrným mícháním. Vzhledem k vysoké teplotě tání Ni a jeho nižší hustotě než u zlata, pokud je doba tání příliš krátká nebo se neprovádí pečlivé míchání, může dojít k segregaci Ni, což vede ke vzniku složitých bodů.

Tvorba Ni₂Mezisloučeniny Si.

K tomu dochází, když Si ve slitině reaguje s Ni a Ni₂Si je hustá intermetalická sloučenina s vysokou tvrdostí. Čím vyšší je obsah Si ve slitině, tím větší je pravděpodobnost vzniku Ni₂Objevuje se Si. Pokud je v roztaveném kovu přítomen plynný oxid siřičitý, zhoršuje reakci mezi Ni a Si.

Oxidací Si vzniká SiO₂.

Při tavení slitin niklu a platiny obsahujících Si, pokud se nachází v oxidační atmosféře nebo při příliš vysokých teplotách tavení, vede silná reaktivita Si k přednostní oxidaci, což usnadňuje tvorbu SiO₂, zejména pokud v kelímku zbývá malé množství kovové kapaliny. Následné tavení probíhá přímo, což vede k silnější oxidaci Si.

Segregace látek pro zušlechťování zrn.

Přídavek Ir, Co a REE do bílého zlata niklu K může vytvořit heterogenní jádra s vysokou teplotou tání, zvýšit počet jader a zjemnit zrna. Legování těchto prvků je poměrně složité a nevhodná teplota tavení, doba a provozní procesy mohou snadno vést k segregaci a vzniku záludných míst.

Složité cizí předměty přimíchané zvenčí.

To zahrnuje více aspektů, například používání kontaminovaných materiálů a tavicích nástrojů nesoucích cizí předměty.

Proto je při výrobě nezbytné upřednostnit materiály, které nejsou citlivé na složité bodové vady. V procesu odlévání je nutné posílit řízení surovin a tavicích nástrojů a zařízení, stanovit přiměřené specifikace provozního procesu a důsledně je provádět.

(2) Problém se smršťováním vzduchu

Vznik a růst krystalů se projevuje při tuhnutí kovů. Vzhledem k vícesložkové povaze slitin a vlivu tepelného toku má počáteční růst krystalů kovů často dendritický tvar, přičemž mezi dendrity se nachází zbytky roztaveného kovu. Pokud roztavený kov nenamočí formu nebo pokud na něj působí vnější tlak vzduchu, zbytkový roztavený kov se od povrchu odsune a zanechá za sebou dendritickou kostru, která vytvoří typickou porézní vadu smršťování vzduchem (obrázek 3-40).

Vznik porézních defektů při smršťování vzduchu úzce souvisí s vlastnostmi slitiny a s procesem odlévání. Při lití zlatých šperků do ztraceného vosku se jako pojivo pro odlévání práškového materiálu k vytvoření formy obvykle používá sádra. Hlavní sádrovou složkou je CaSO₄, materiál s poměrně nízkou tepelnou stabilitou. Při vysokých teplotách podléhá tepelnému rozkladu a uvolňuje oxid siřičitý Air, což vede k defektům, jako jsou póry a smršťování Air v odlitcích šperků. U bílého zlata nikl K, protože Ni zvyšuje teplotu tání slitiny, je třeba slitinu odlévat při vyšších teplotách, což zvyšuje pravděpodobnost rozkladu sádry, hlavně když během tavení slitiny dochází k výrazné oxidaci, při níž vznikají látky jako CuO a ZnO. Tím se dále snižuje teplota rozkladu sádry, což usnadňuje vznik pórovitosti při smršťování vzduchu v odlitcích.

Proto je při odlévání šperků z bílého zlata nikl K nutné stanovit přiměřené specifikace tavicího a licího procesu.

Sekce Ⅳ K červené zlato

Červené zlato K je slitina zlata červené barvy, v angličtině známá jako karat red gold, ve šperkařství běžně označovaná jako KR, například 18KR a 14KR. Mezi řadami zlatých šperkařských materiálů K se červené zlato K stalo módním trendem v dnešním mezinárodním šperkařském průmyslu díky své elegantní a luxusní barvě ve srovnání se zářivým žlutým zlatem K a lesklým bílým zlatem K. Znalci tohoto odvětví dali tomuto materiálu na základě jeho jedinečné barvy romantické jméno a nazývají jej "růžové zlato", které představuje věčné téma lidské lásky. Mnoho mezinárodně uznávaných značek šperků a hodinek, jako jsou Cartier, Chanel, Piaget, Titoni, Jaeger-LeCoultre a Girard-Perregaux, uvedlo na trh několik sérií šperků a hodinek z růžového zlata, díky čemuž je červené zlato K jedním z celosvětově oblíbených materiálů s motivem šperků z červeného zlata K. Vzhledem k tradičním zvyklostem upřednostňujícím červenou barvu v Číně si růžové zlato získalo ještě větší přízeň trhu a rychle se rozvíjí.

1. Vliv legujících prvků na vlastnosti šperků z červeného zlata K

1.1 Vliv prvků slitiny na barvu šperků z červeného zlata K

Ze všech známých chemických prvků je Cu jediným prvkem, který se jeví jako červený, a je tak nejzákladnějším a základním prvkem slitiny červeného zlata. Podle diagramu barevné zóny slitiny Au-Ag-Cu na obrázku 3-15 platí, že čím vyšší je obsah Cu, tím červenější je barva K zlata. Vezmeme-li jako příklad 18karátové červené zlato, když je Cu jediným prvkem slitiny, je červená barva šperků z K červeného zlata nejlepší, ale hodnota jasu slitiny je nejnižší. Na barvu šperků z červeného zlata K mají vliv především různé poměry prvků slitiny. Po přidání bíle zbarvených prvků slitiny, jako jsou Ag a Zn, dojde k vybělení barvy K červeného zlata, čímž se postupně zesvětlí červená barva slitiny, ale zvýší se její jas. Když se celkový obsah Ag a Zn zvýší na 7％ a obsah Cu se sníží na přibližně 18％, barva slitiny se objeví růžová, běžně známá jako "růžové zlato". Když se celkový obsah Ag a Zn zvýší na 10％ a obsah Cu se sníží na přibližně 15％, barva slitiny se změní na žlutou. Proto by u 18karátového červeného zlata neměl být pro dosažení určitého stupně červenosti obsah Cu ve slitině nižší než 15％; jinak nelze slitinu klasifikovat jako červené zlato K; u 14karátového červeného zlata lze vzhledem ke sníženému obsahu Au obsah Cu poněkud snížit, ale neměl by být nižší než 27％.

1.2 Vliv legujících prvků na strukturu červeného zlata K

Červené zlato K je založeno na systému slitin Au-Ag-Cu s velmi vysokým obsahem Cu. Podle převodního poměru obsahu Ag a Cu Ag je Ag červeného zlata K velmi malé a patří do typu I ve slitině Au-Ag-Cu. Tato slitina je při vysokých teplotách jediným pevným roztokem. Při poklesu teploty na určitou hodnotu vzniknou různé přechodné fáze na základě různých složení slitiny. Tyto mezifáze se vyznačují uspořádáním atomů, které vykazují uspořádání na krátkou nebo dokonce dlouhou vzdálenost, což je uspořádání v metalurgii materiálů.

Typické uspořádané struktury zahrnují typ CuAu I, typ CuAu II a typ CuAu II.₃Au I, které se vyskytují v různých rozmezích složení a teplotních intervalech. Binární fázový diagram Au-Cu na obr. 3-11 ukazuje, že uspořádaná struktura typu CuAu I a uspořádaná struktura typu CuAu II se vyskytují v rozsahu složení odpovídajícím CuAu, přičemž první z nich se tvoří pod 385 ℃. Atomy Cu a Au jsou uspořádány ve vrstvách na krystalové rovině 001, přičemž jedna vrstva je zcela tvořena atomy Au, zatímco sousední vrstva je zcela tvořena atomy Cu (obrázek 3-41).

a. Mřížková konstanta

Vzhledem k menší velikosti atomů Cu je původní kubická mřížka s centrovaným povrchem narušena a tvoří tetragonální mřížku c/a = 0,93; ta se tvoří mezi 385 ℃ a 410 ℃, což představuje dlouhoperiodickou strukturu s ortorhombickou mřížkou. Její jednotková buňka je ekvivalentní uspořádání 10 jednotkových buněk CuAu I paralelně podél b. Po pěti malých jednotkových buňkách se změní typ atomů v rovině (001), což znamená, že rovina původně složená výhradně z atomů Au se stane atomem Cu. Naopak rovina původně složená z atomů Cu se stane zcela z atomů Au, čímž se vytvoří antifázová doménová hranice v polovině prodloužené jednotkové buňky (obr. 3-42). Třetím typem je slitina se složením odpovídajícím Cu₃Au se pomalu ochladí na teplotu nižší než 390 ℃. Ve vytvořené struktuře jsou atomy Au a Cu uspořádány uspořádaně, přičemž atomy Au se nacházejí v rozích kubické jednotkové buňky s centrovaným povrchem, zatímco atomy Cu zaujímají polohy s centrovaným povrchem. Poměr atomů je 3:1, což vede k tomu, že Cu₃uspořádaná struktura typu Au I. Bez ohledu na tvar uspořádané struktury má tato struktura významný vliv na mechanické vlastnosti slitin Au-Cu. Přítomnost mřížkové deformace a uspořádaných doménových hranic zvyšuje odolnost materiálu proti plastické deformaci, což výrazně zvyšuje pevnost a tvrdost slitiny, ale výrazně snižuje pružnost materiálu, což vede k tomu, že slitina vykazuje zjevnou křehkost.

a,b,c, Mřížková konstanta; b1. 10 jednotkových buněk CuAu I uspořádaných vedle sebe v horizontálním směru;

M. Půlperioda supermřížky; δ. Mírná expanze generovaná v horizontálním směru (zleva doprava).

Složení červeného zlata K významně ovlivňuje citlivost na přechod uspořádání a stupeň přechodu. Přestože k uspořádaným přechodům může docházet v poměrně širokém rozsahu složení, nejvyššího stupně uspořádanosti je dosaženo pouze tehdy, když příslušné poměry složení splňují tyto uspořádané struktury. Předpokládejme, že se složení slitiny odchyluje od ideálního poměru složení. V takovém případě nemůže vytvořit zcela uspořádaný pevný roztok, pouze částečně uspořádaný, čímž se do určité míry zlepší vlastnosti slitiny. Proto by se při navrhování složení červeného zlata K nemělo používat k legování pouze prvky Cu, ale mělo by se přidávat určité množství dalších legujících prvků, aby se atomární poměr Au, Cu odchýlil od ideálního složení. Přestože snížení obsahu Cu složek mírně oslabuje červenou barvu slitiny, je výhodné pro zpracovatelnost slitiny a kontrolovatelnost během výrobního procesu.

1.3 Vliv legujících prvků na odlévací vlastnosti červeného zlata K

Vysoký obsah Cu v červeném zlatě K způsobuje, že je náchylné k defektům, jako jsou oxidační vměstky, póry a smršťování při odlévání. Proto je často nutné přidávat některé legující prvky, které pomáhají zlepšit odlévací vlastnosti K červeného zlata, jako je Zn, Si, vzácné zeminy atd. Mohou působit jako deoxidanty pro K červené zlato, čistit roztavený kov, zlepšovat kvalitu tavení, zvyšovat kapacitu plnění, snižovat drsnost povrchu výrobků a minimalizovat reakci mezi roztaveným kovem a formou, což přispívá k získání jasnějšího povrchu odlitku.

1.4 Vliv prvků slitiny na zpracovatelské vlastnosti červeného zlata K

Červené zlato K s různým složením slitiny se výrazně liší v tvrdosti odlitku. Obecně platí, že slitiny s vyšším obsahem Cu mají vyšší tvrdost odlitku. Vezmeme-li jako příklad 18K červené zlato, při obsahu Cu 18％ je tvrdost odlitku obvykle nižší než HV170, zatímco při obsahu Cu vyšším než 21％ může počáteční tvrdost přesáhnout HV210. To naznačuje, že zpevňující účinek Cu v červeném zlatě K je převažující.

Zpracovatelské vlastnosti červeného zlata K závisí především na složení slitiny a organizačním stavu. Přímé válcování za podmínek odlévání je náchylné k praskání. Rychlost kalení úzce souvisí s obsahem Cu; při nízkém obsahu Cu vykazuje relativně lineární rychlost kalení. Při zvýšení obsahu Cu na určitou úroveň se rychlost kalení jeví v počátečních fázích zpracování jako relativně rovnoměrná. Naopak v pozdějších fázích se slitina rychle kalí, což ovlivňuje pružnost.

1.5 Vliv legujících prvků na korozní odolnost červeného zlata K

Červené zlato K používá jako legující prvek především Cu. Cu má horší chemickou stabilitu než zlato z ušlechtilých kovů a je náchylné k reakci s kyslíkem, sírou atd. za vzniku CuO nebo CuS. Zvýšení obsahu Au pomáhá zlepšit odbarvovací vlastnosti K červeného zlata. Vysoce kvalitní K červené zlato má lepší odolnost proti odbarvení potem než nekvalitní K červené zlato. Obsah Au však není jediným faktorem určujícím odolnost vůči matnění a odbarvování. Matnost a změna barvy jsou kombinací výsledků chemických procesů, prostředí a organizační struktury. Přidání některých kyslík-aktivních prvků do slitiny K červeného zlata může vytvořit na povrchu slitiny hustý průhledný oxidový film, což může rovněž vést k lepší odolnosti K červeného zlata vůči matnění a odbarvování.

2. Výběr výplně K červené zlato

Složení slitiny hraje rozhodující roli v její výkonnosti. Při výběru plniva z červeného zlata K je třeba vycházet z požadavků na výkonnost slitiny a zaměřit se na následující aspekty:

(1) Barevný aspekt.

Měla by mít vynikající červenou barvu a dobrý jas. Kromě toho by měla mít slitina dobrou odolnost proti matování, takže je méně pravděpodobné, že během skladování a používání změní barvu; slitina může být ponechána bez galvanické úpravy.

(2) Slitina by měla mít rafinovaná zrna a hustou strukturu a vykazovat dobré mechanické vlastnosti.

Pro řešení křehkého lomu, který je často způsoben přechody uspořádání v červeném zlatě K, je třeba se při návrhu složení slitiny vyhnout ideálnímu poměru složení, který vytváří nejvyšší stupeň uspořádání.

(3) Přizpůsobivost slitiny různým technikám zpracování a operativnost procesů zabraňují provozním problémům způsobeným příliš úzkým rozsahem zpracování.

(4) Při výběru legujících prvků se sleduje zásada širokých zdrojů materiálu, nízkých nákladů a šetrnosti k životnímu prostředí, aby se snížily náklady na slitinu.

3. Složení a vlastnosti některých druhů zlata K

V reakci na poptávku šperkařského trhu po zlatě K v různých barvách vyvinul průmysl řadu růžovo-červeného zlata K a na základě různých požadavků na výrobní proces vyvinul zlato K vhodné pro odlévání i zpracování za studena. Složení a vlastnosti některých druhů K zlata jsou uvedeny v tabulce 3-16.

Tabulka 3-16 Vlastnosti některých druhů zlata K

Purity	Chemické složení (hm.)/％				Bod tání /℃	Hustota/ （g/cm³）	Měkká tvrdost HV/（N/mm²）	Barva
Purity	Au	Ag	Cu	Zn	Bod tání /℃	Hustota/ （g/cm³）	Měkká tvrdost HV/（N/mm²）	Barva
18K	750	90	160	-	880 ~ 885	15.3	160	Růžová
18K	750	45	205	-	855 ~ 890	15.15	165	Červená
14K	585	100	277	38	810 ~ 880	13.25	148	Růžová
14K	585	90	325	-	850 ~ 885	13.30	160	Červená

4. Běžné problémy se šperky z červeného zlata K

Šperky z červeného zlata K se při výrobě a používání často setkávají s různými problémy, včetně následujících aspektů.

4.1 Problémy s křehkým lomem

Problém křehkého lámání šperků z červeného zlata K je významným problémem, se kterým se společnosti vyrábějící šperky často setkávají při výrobě šperků z červeného zlata K. Typická forma této trhliny, vyrobená z materiálu 18KR a s použitím běžných výplňových materiálů z K červeného zlata, vykazuje po odlití několikanásobný výskyt těchto trhlin, přičemž v blízkosti lomu nedochází k žádné plastické deformaci, což představuje typický jev křehkého lomu Obrázek 3-43.

Praxe ukazuje, že lámavost šperků ze slitiny červeného zlata K se vyskytuje jak u 14KR, tak u 18KR, přičemž lámavost je zvláště výrazná u 18KR. Navíc se neobjevuje pouze během chladicího procesu odlévání; může způsobit křehkost materiálu i během následného žíhání, svařování, a dokonce i během chladicího procesu při postupu ohnivého lakování kamene. To může způsobit, že se šperk při nepatrném vnějším násilí nebo nárazu zlomí. Pokud je křehkost silná, může se slitina snadno zlomit jako suchá větvička, což na rozdíl od tvárných a plastických vlastností vhodných slitin drahých kovů způsobuje podnikům vyrábějícím šperky značné potíže a zpracovatelské obtíže.

Hlavní faktory, které vedou k lámavosti šperků z červeného zlata K, jsou následující:

(1) Vliv složení slitiny.

Fázový diagram binární slitiny na obrázku 3-11 ukazuje, že pokud je obsah Cu mezi 30％ a 80％, během procesu odlévání po odlití, kdy je teplota vyšší než 410 ℃, je binární slitina Au-Cu zcela rozpustná. Při poklesu teploty pod 410 ℃ dochází v závislosti na různém složení slitiny k různým stupňům uspořádané transformace, která snižuje pružnost materiálu, čímž se slitina stává křehkou. Proto je při výběru červeného zlata K pro opravy vhodnější volit materiály s relativně nízkým stupněm uspořádané transformace.

(2) Vliv rychlosti chlazení.

Stejně jako u jiných kovových materiálů dochází i u materiálů z červeného zlata K během ochlazování z vysoké teploty na nízkou teplotu k tepelnému namáhání, zejména při rychlém ochlazování, které s větší pravděpodobností způsobí výrazné tepelné namáhání vedoucí k deformaci nebo dokonce k prasklinám ve šperku. Proto se při zpracování šperků z K červeného zlata a K bílého zlata obvykle používá pomalá metoda chlazení, aby se snížilo tepelné napětí. Pokud se však tato metoda použije při zpracování šperků z červeného zlata K, jsou šperky náchylné k organizačnímu napětí v důsledku transformace uspořádání. Přechod K červeného zlata z neuspořádanosti na uspořádanost neprobíhá okamžitě; jedná se o proces, který závisí na migraci a přeskupování atomů. Protože difúze a migrace atomů vyžadují čas, je zřejmé, že pokud se červené zlato K rychle ochladí z teploty vyšší než kritická teplota transformace na pokojovou teplotu, potlačí se výskyt procesu uspořádání a může se dokonce udržet neuspořádaný stav při vysokých teplotách.

Proto při zpracování červeného zlata K nestačí ke snížení tepelného namáhání použít metodu pomalého chlazení; klíčové je minimalizovat součet tepelného a strukturního namáhání. Kromě toho je během procesu tvarování šperků často nutné provádět opravné svařování ozdob nebo svařovat součásti dohromady; při usazování šperků se očekává, že se ozdoby nejprve zafixují ohnivým lakem, což vyžaduje zahřátí obrobku. I když během odlévání nedojde k žádným pořádkovým přeměnám, při následném zpracování, jako je pomalé ochlazování po zahřátí nebo udržování teploty pod kritickou teplotou po určitou dobu, k pořádkovým přeměnám přesto dojde. Proto je třeba při následném zpracování odlitků z červeného zlata K věnovat pozornost rozsahu teplot ohřevu a rychlosti ochlazování po ohřevu. Laserové svařování může opravit malé pískové otvory na ornamentech nebo místech svarových spojů, pokud to podmínky dovolují, aby se zabránilo riziku křehkého lomu způsobeného tvorbou uspořádaného pevného roztoku po zahřátí slitiny.

(3) Vliv deformačních procesů.

Při výrobě šperků se běžně používá mechanické lisování nebo hydraulické lisování. Pokud již materiál slitiny prošel určitým stupněm objednací transformace, bude pružnost materiálu výrazně ovlivněna. V kombinaci s účinky pracovního kalení během deformačního procesu může vyvolat trhliny. Proto by se při zpracování červeného zlata K měl ingot podrobit roztokové úpravě, aby se vytvořil rovnoměrně složený jednofázový pevný roztok. Během zpracování dojde k pracovnímu zpevnění materiálu, které snižuje jeho pružnost, proto je nutné provést mezizpracování žíháním, aby se odstranilo napětí vzniklé během zpracování.

4.2 Problémy s barvami

U šperků z červeného zlata K se očekává, že slitina bude mít dobrou červenou barvu. Je dobře známo, že ze všech známých chemických prvků je barevných pouze několik kovových prvků, například Au, který se jeví jako zlatožlutý, Cu, který se jeví jako načervenalý, Bi, který se jeví jako světle červený, a Ce, který se jeví jako světle žlutý, zatímco ostatní kovové prvky jsou většinou šedobílé nebo stříbřitě bílé. Cu má významný vliv na mechanické vlastnosti zlata, a proto je Cu nejzákladnějším a hlavním legujícím prvkem pro dosažení červeného zlata K. Čím vyšší je obsah Cu, tím červenější je K zlato.

U šperků se běžně používají ryzosti 18K a 14K. Pokud se jedná o pouhou binární slitinu Au-Cu, slitina vykazuje mírně matně červenou barvu a je náchylná k tvorbě oxidačních inkluzí během lití. Během procesu chlazení po odlití snadno podléhá uspořádacím přeměnám, což vede ke křehkosti slitiny.

Pro dosažení lepšího zpracování a odlévání se do zlata K často přidávají kromě Cu i další legující prvky, což může vést k relativně světlejší červené barvě. Některé společnosti někdy galvanicky nanášejí vrstvu K zlata na povrch šperků, čímž lze dosáhnout jasné a rovnoměrné růžově červené barvy, která poskytuje vynikající dekorativní efekt. Jakmile se však pokovení setře, může snadno vytvořit barevný kontrast, který ovlivní vzhled.

4.3 Problémy s matností a změnou barvy

Šperky ze zlata K mají po určité době používání nebo uložení tendenci matnět a ztrácet svůj původní jas a lesk.

Na příkladu materiálu 18KR, který byl namočen do umělého potu pro korozní zkoušky, byly změřeny hodnoty barevných souřadnic před a po zkoušce a vypočteny jejich změny a hodnoty barevného rozdílu, jak je uvedeno v tabulce 3-17. Je vidět, že s rostoucí dobou koroze se hodnota jasu L* neustále snižuje. Naproti tomu hodnoty a* a b* rostou a barevný rozdíl se postupně zvyšuje. To naznačuje, že povrch slitiny postupně matní a barva se postupně mění na žlutou a červenou. V počátečních 24 hodinách koroze je rychlost změny hodnot jasu a barvy slitiny poměrně rychlá, zejména se rychle mění žlutomodrý index. Po 24 hodinách se změny barevných souřadnic stabilizují.

Tabulka 3-17 Hodnoty barevných souřadnic a změny 18KR po namočení do umělého potu po různě dlouhou dobu

Doba namáčení	L*	a*	b*	△L*	△a *	△b*	Barevný rozdíl △E
0 hodin	85.97	9.6	18.15	0.00	0.00	0.00	0.00
24 hodin	85.56	10.04	19.48	-0.41	0.44	1.33	1.46
48 hodin	85.31	10.29	19.75	-0.66	0.69	1.6	1.86
72 hodin	85.24	10.43	19.82	-0.73	0.83	1.67	2.00

Tmavnutí a změna barvy zlata K úzce souvisí s vlastnostmi materiálu a samozřejmě také s výrobním procesem a podmínkami použití. Některé K-zlato může zlepšit svou odolnost proti korozi u slitinových materiálů přidáním malého množství legujících prvků, což účinně zvyšuje jeho schopnost odolávat tmavnutí a změně barvy. Takové K zlato by mělo být při výrobě upřednostňováno.

Oddíl V Dekorativní zlatá pájka

1. Požadavky na výkon dekorativní zlaté pájky

Svařování je nejčastěji používaným procesem při výrobě šperků. U zlatých šperků se svařuje především tavným svařováním a pájením. Tavné svařování zahrnuje zahřátí rozhraní obrobku do roztaveného stavu bez použití tlaku k dokončení svařování. Pro svařování zlatých šperků vysoké ryzosti, jako jsou náhrdelníky z 24karátového zlata, se obvykle používá přímo tavné svařování, aby byla zajištěna kvalita barvy svařované oblasti. Při pájení se jako přídavek používá kovový materiál s nižší teplotou tání než obrobek, přičemž se obrobek a přídavek zahřejí na teplotu vyšší než teplota tání přídavku a nižší než teplota tání obrobku, což umožní tekutému přídavku smočit obrobek, vyplnit mezeru na rozhraní a dosáhnout atomární difúze s obrobkem, a tím dokončit svařování. Pájení je široce používáno ve většině procesů svařování šperků, kde je přídavek základem pro zajištění kvality svařování. Takzvaným přídavným materiálem se rozumí materiál, který se používá k pevnému vyplnění spojovacích míst šperkařských součástí za účelem spojení obrobků. Ozdobná zlatá pájka je slitinový materiál složený ze zlata jako základu a dalších legujících prvků přidávaných pro vyplnění svaru a je také základní součástí zlatých šperků.

Pro plnivo pro pájení zlatých šperků obecně platí následující požadavky:

(1) Obsah zlata v pájce by měl odpovídat šperku, aby byly zajištěny požadavky na kvalitu barvy.

(2) Pájka by měla mít dobrý svařovací výkon.

Rozsah tavení pájky je poměrně malý a po roztavení dobře teče, dobře smáčí kovové těleso, takže se snadno svařuje a proniká do malých švů. Svarová zóna má hustou strukturu, dobře se spojuje s kovovým tělesem a není náchylná k defektům, jako jsou póry a vměstky.

(3) Pájka by měla mít dobré fyzikální a chemické vlastnosti.

Barvou, odolností proti korozi a dalšími aspekty by měl být srovnatelný se svařovaným kovovým tělesem.

(4) Protože svařování šperků má často mnoho rozptýlených svarových bodů, je k dokončení montáže a opravě vad celého kusu nutné vícenásobné svařování. To vyžaduje nejen to, aby bod tání pájky byl nižší než nejnižší bod tání kovového těla, ale také to, aby se pájka skládala z řady pájek s různými body tání. Při následném svařování by měl být bod tání pájky nižší než bod tání předchozí pájky, což vyžaduje vytvoření toho, co se v průmyslu běžně označuje jako vysoká pájka, střední pájka a nízká pájka.

(5) Pájka by měla mít dobré mechanické vlastnosti a zpracovatelské vlastnosti.

Ve šperkařském průmyslu se pájka často válcuje do tenkých plechů nebo se pro použití stahuje do jemných drátků, což vyžaduje, aby pájka měla dobré deformační vlastnosti za studena a mechanické vlastnosti podobné kovovému tělesu v místě svařování, aby nedošlo ke křehkému lomu v oblasti svařování.

(6) Pájka je bezpečná a šetrná, vyhýbá se toxickým prvkům, jako je Cd a Pb.

Cd je tradičním legujícím prvkem v pájce na zlaté šperky K, který může účinně snížit bod tání slitin řady Au-Ag-Cu a zlepšit tekutost a plnicí schopnost pájky. Mechanické vlastnosti pájky obsahující Cd jsou vynikající. Protože však při tavení rychle vytváří pro lidský organismus škodlivé výpary CdO, má kontaktní toxicitu a její používání by mělo být omezeno. Podle národní normy "Předpisy o limitu škodlivých prvků ve špercích" (GB 28480-2012) a směrnice EU RoHS (2005/618/ES) (1) nesmí celkový obsah škodlivých prvků ve zlaté šperkařské pájce překročit maximální limit stanovený normou, konkrétně obsah Cr (šestimocného), Hg, Pb pod 1000mg/ kg, obsah Cd pod 100mg/kg a uvolňování Ni pod 0,2/ug/ (cm²⸳týden).

2. Složení zlaté pájky K

Zlatá pájka K se připravuje ze slitin řady Au-Ag-Cu nebo Au-Ag-Cu-Zn. Použití pájky ze slitiny řady Au-Ag-Cu zajišťuje, že složení slitiny pájky je stejné jako u zlaté šperkařské slitiny K, čímž je zachována konzistence složení a barvy.

Teplota tání slitiny pájky však musí být nižší než teplota tání slitiny zlatých šperků K, takže poměr Ag a Cu ve slitině řady Au-Ag-Cu musí být upraven tak, aby se snížila teplota tání pájky. Pokud je třeba dále snížit teplotu tání, lze přidat legující prvky s nízkou teplotou tání, jako jsou Zn, Sn, In a Ga. Z nich Zn má rozpustnost až 33,5％(a_t) v Au, In a Ga kolem 12％(a_t) a mezní rozpustnost Sn je 6,8％(a_t). Přidání malého množství In, Ga, Sn do Au proto může výrazně snížit teplotu kapalné fáze slitiny, ale příliš velké množství sníží linii solidusu, rozšíří rozsah tání a způsobí nepříznivé účinky. V tabulce 3-18 je uvedeno složení zlatých pájek K a rozsahy tání.

Tabulka 3-18 Složení a rozsah tavení některých slitin zlata K

Purity	Typ pájky	Chemické složení (hm.)/％						Teplota solidní čáry /℃	Liquidus line Teplota /℃	Bod tání /℃
Purity	Typ pájky	Au	Ag	Cu	Zn	Na adrese	Ga	Teplota solidní čáry /℃	Liquidus line Teplota /℃	Bod tání /℃
9K	Nízká teplota	37.5	31.88	18.13	8.12	3.12	1.25	637	702	65
9K	Vysoká teplota	37.5	29.38	19.38	10.62	2.5	0.62	658	721	63
14K	Nízká teplota	58.34	13.33	15.00	8.75	4.58	-	669	741	72
14K	Střední teplota	58.34	14.49	14.25	9.17	3.75	-	660	745	85
14K	Vysoká teplota	58.34	14.16	14.58	10.00	2.92	-	668	748	80
18K	Nízká teplota	75.00	6.25	8.50	5.50	4.75	-	730	765	35
18K	Střední teplota	75.00	5.75	9.50	6.00	3.75	-	682	767	85
18K	Vysoká teplota	75.00	5.25	12.25	6.50	1.00	-	792	829	37
22K	Nízká teplota	91.80	2. 40	2.00	1.00	2.80	-	850	890	40
22K	Střední teplota	91.80	3.00	2.60	1.00	1.60	-	895	920	25
22K	Vysoká teplota	91.80	4.20	3.00	1.00	-	-	940	960	20

3. Příprava pájecích slitin niklu K bílého zlata

Odrůd a množství pájky z bílého zlata Nikl K je poměrně málo a skládá se především z následujících systémů slitin:

(1) Slitiny řady Au-Cu-Ni-Zn.

Niklová 18karátová pájka z bílého zlata je založena především na slitinových komponentech s nízkým bodem tání z řady Au-Ni. Pro většinu šperků z bílého zlata K však platí, že bod tání slitin Au-Ni

Je stále poměrně vysoká, takže se nehodí k přímému použití jako pájka. Vyžaduje přidání dalších složek, například přidání Zn pro snížení teploty tání pájky a přidání Cu pro zlepšení zpracovatelnosti, čímž vzniká pájecí slitina Au-Cu-Ni-Zn.

(2) Au-Ag-Cu-Ni-Zn slitina.

Pájka z bílého zlata K s nízkým obsahem zlata může používat slitinu Au-Ag-Cu-Ni-Zn, přičemž Ni a Zn slouží jako bělící činidla pro zvýšení obsahu Ag v pájecí slitině.

Běžné vzorce pájky Au-Cu-Ni-Zn nebo Au-Ag-Cu-Ni-Zn řady K z bílého zlata jsou uvedeny v tabulce 3-19. Komerční pájky se dodávají ve formě pájecích plechů, pájecích drátů, pájecích prášků a pájecích past. Obrázek 3-44 ukazuje typický list pájky v barvě K zlata.

Tabulka 3-19 Běžné vzorce pro pájení šperků z bílého zlata nikl K

Vzhled pájky	Chemické složení (hm.)/％					Rozsah teploty tání /℃
Vzhled pájky	Au	Ag	Cu	Ni	Zn	Rozsah teploty tání /℃
18K	75.00	-	1.00	16.50	7.50	888 ~ 902
18K	75.00	-	6.50	12.00	6.50	803 ~ 834
14K	58.33	15.75	11.00	5.00	9.92	800 ~ 833
14K	58.33	15.75	5.00	5.00	15.92	707 ~ 729
10K	41.67	30.13	15.10	12.00	1.10	800 ~ 832
10K	41.67	28.10	14.10	10.00	6.13	736 ~ 784
8K	33.30	42.00	10.00	5.00	9.70	721 ~ 788

Kopírování @ Sobling.Jewelry - Výrobce šperků na zakázku, továrna na šperky OEM a ODM

Heman

Odborník na šperky --- 12 let bohatých zkušeností

Ahoj, drahá,

Jsem Heman, táta a hrdina dvou úžasných dětí. Jsem rád, že se mohu podělit o své zkušenosti s klenoty jako odborník na klenotnické výrobky. Od roku 2010 jsem sloužil 29 klientům z celého světa, například společnostem Hiphopbling a Silverplanet, a pomáhal a podporoval je v kreativním designu šperků, vývoji a výrobě šperkařských výrobků.

Máte-li jakékoli dotazy týkající se šperků, neváhejte mi zavolat nebo napsat e-mail a prodiskutujme vhodné řešení pro vás a dostanete zdarma vzorky šperků pro kontrolu řemeslného zpracování a kvality šperků.

Pojďme růst společně!

Napsat komentář Zrušit odpověď na komentář

POSTS Kategorie

Potřebujete podporu výroby šperků?

Odeslat poptávku společnosti Sobling

Ahoj, drahá,

Pojďme růst společně!

Následujte mě

Proč si vybrat Sobling?

CERTIFIKACE

Společnost Sobling respektuje standardy kvality

Nejnovější příspěvky

Obrázek 3-7-23 Červený korál Akoya Leštěná původní větev

Co je korál jako drahokam? Cesta historií, vědou a estetikou

Heman - Odborník na šperky 17. října 2024

Prozkoumejte podmanivý svět korálových šperků - seznamte se s jejich historií, kulturní hodnotou a tipy pro péči o ně. Zjistěte, které druhy korálů, jako je Akoya, Sardinský a Angel Skin, jsou nejvíce ceněné a proč záleží na jejich barvě a struktuře. Ať už pracujete ve šperkařství, provozujete ateliér nebo vytváříte šperky na zakázku, tato příručka vám pomůže ověřit pravost korálových drahokamů a pečovat o ně.

Přečtěte si více "

Krok 04 Technickým perem nakreslete na korálky zvýrazněné tvary. Upravte lokalizované detaily.

Jak zvládnout design šperků: Náhrdelníky, pokrývky hlavy a tematické soupravy?

Heman - Odborník na šperky 21 dubna, 2025

Naučte se navrhovat náhrdelníky, pokrývky hlavy a tematické sady šperků. Získejte tipy, jak brousit a kombinovat materiály, jako jsou nefrit, safíry a diamanty. Postupujte podle jednoduchých kroků a nakreslete a vybarvěte své návrhy. Ideální pro klenotnictví, studia, návrháře a online prodejce.

Přečtěte si více "

Jak navrhovat a DIY úžasné šperky sady: Průvodce krok za krokem?

Heman - Odborník na šperky 7 dubna, 2025

Tento průvodce vás naučí vyrábět sériové šperky. Zahrnuje základy designu, jako jsou tvary, barvy a materiály. Naučíte se vyrábět náušnice, náhrdelníky a náramky z korálků, perel a kožených šňůrek. Skvěle se hodí pro šperkaře, návrháře a online prodejce.

Přečtěte si více "

Jednorázové seznámení s kovy platinové skupiny a jejich slitinami používanými ve šperkařských výrobcích

Heman - Odborník na šperky 18. září 2024

Tento článek se zabývá fyzikálními a chemickými vlastnostmi, historií a použitím platiny a palladia ve šperkařství. Platina je oblíbená pro svou vzácnost a jedinečný lesk, zatímco palladium si získává oblibu pro svou lehkost a dobrou zpracovatelnost. Oba kovy mají významnou hodnotu v designu šperků.

Přečtěte si více "

3 druhy technik pro zlepšování drahých kamenů: Umění a věda o vylepšování šperků

Heman - Odborník na šperky 6. listopadu 2024

Zušlechťování drahých kamenů je směsicí vědy a umění, která zvýrazňuje vnitřní krásu kamenů a zvyšuje jejich přitažlivost a hodnotu. Ke zlepšení barvy, průzračnosti a trvanlivosti se používají techniky, jako je tepelné zpracování, chemické reakce a fyzikální úpravy. Seznamte se s tradičními i moderními metodami, které odhalují skrytou nádheru rubínů, safírů, smaragdů a dalších. Ať už jste nadšenci do šperků, návrháři nebo prodejci, tento přehled vám nabídne vhled do světa vylepšených drahých kamenů.

Přečtěte si více "

Komplexní průvodce šperky z měděných slitin a výrobní technologie

Heman - Odborník na šperky 26 února, 2025

Naučte se vytvářet krásné šperky ze slitin mědi pomocí srozumitelných tipů týkajících se materiálů, jako je mosaz, bronz a měďnatý nikl. Objevte techniky, jako je lití do ztraceného vosku, lisování a galvanoplastika, a povrchové úpravy, jako je pozlacování. Ideální pro šperkařství, návrháře a prodejce v e-shopech, kteří chtějí vyrábět jedinečné a vysoce kvalitní šperky.

Přečtěte si více "

Představení materiálu z ryzího zlata používaného při výrobě šperků

Heman - Odborník na šperky 12. září 2024

Zlaté šperky představují čistotu, sílu a styl. Náš průvodce vám ukáže, jak si pomocí moderních technik vyrobit zlaté šperky vysoké ryzosti, odolnosti a lehkosti. Je to povinná četba pro každého, kdo se zabývá šperkařstvím a chce vytvářet úžasné, vysoce kvalitní zlaté výtvory.

Přečtěte si více "

Co je rhodiování a jak může prospět vašim šperkům

Co je rhodiované pokovování a jak může prospět vašim šperkům?

Heman - Odborník na šperky 11. listopadu 2025

Rhodiové pokovování dodává šperkům tvrdou, stříbrnobílou vrstvu proti zabarvení. Zabraňuje korozi, udržuje lesk a odolává opotřebení. Tato příručka vysvětluje proces pokovování, řešení a jak dosáhnout odolného a lesklého povrchu vašich stříbrných a platinových šperků.

Přečtěte si více "

Továrna na šperky, šperky na zakázku, továrna na moissanitové šperky, mosazné měděné šperky, polodrahokamové šperky, syntetické drahokamy šperky, sladkovodní perlové šperky, stříbrné šperky CZ, polodrahokamy na zakázku, syntetické drahokamy šperky

FUNKČNÍ produkty

kategorie produktů

kategorie materiálů

Konečný průvodce výrobou slitin zlata K používaných pro výrobu šperků

Konečný průvodce výrobou slitin zlata K používaných pro výrobu šperků

Komplexní průvodce vlastnostmi a funkcemi slitin zlata K

Úvod：

Obsah

Oddíl Ⅰ Legování zlata a zlatých náplní K

1. Legování zlata

1.1 Slitina Au-Ag

1.2 Slitina Au-Cu

1.3 Slitina Au-Ni

1.4 Slitina Au-Pd

2. K Zlatá výplň Materiály

2.1 Fyzikální vlastnosti

(1) Hustota.

(2) Barva.

(3) Magnetismus.

(4) Bod tání.

2.2 Chemické vlastnosti

2.3 Mechanické vlastnosti

2.4 Výkonnost procesu

(1) Casting Performance.

(2) Výkon zpracování plasticity.

(3) Výkon leštění.

(4) Výkonnost opakovaného použití.

(5) Svařovací výkon.

2.5 Bezpečnost

2.6 Ekonomické faktory

Sekce II K žluté zlato

1. Uspořádání a výkon žlutého zlata K v systému Au-Ag-Cu

1.1 Fyzikální vlastnosti žlutého zlata K v systému Au-Ag-Cu

(1) Barva.

(2) Hustota.

(3) Bod tání.

(4) Mikrostruktura.

1.2 Odolnost zlata Au-Ag-Cu K proti korozi

1.3 Mechanické vlastnosti zlata Au-Ag-Cu K

1.4 Výkonnost procesu Au-Ag-Cu K zlata

2. Typické třídy a vlastnosti zlata K pro dekoraci

Tabulka 3-10 Typické jakosti a vlastnosti zlata K pro dekoraci

3. Běžné problémy při výrobě šperků ze zlata K

3.1 Barevná problematika zlata K

3.2 Problémy s dendritickým povrchem zlata K

3.3 Problematika inkluzí ve zlatě K

Oddíl III K Bílé zlato

1. Bělení zlata a třídění bílého K bílého zlata

Tabulka 3-11 Možnosti bělení a hlavní nevýhody legujících prvků pro zlato (podle Bagnoud et al., 1996)

3-12 Třída bílé barvy bílého zlata K

2. Kategorie a vlastnosti bílého zlata K

2.1 Nikl K bílé zlato

2.2 Palladium K bílé zlato

2.3 Bílé zlato nikl-paládium K

2.4 Bílé zlato K bez niklu (s nízkým obsahem niklu)

3. Požadavky na výkon bílého zlata K

3.1 Barva a odolnost proti korozi

3.2 Bod tání a těkavost

3.3 Struktura zrna

3.4 Tvrdost a obrobitelnost

3.5 Shoda s materiály z bílého zlata Nikl K by měla splňovat příslušné normy směrnice.

3.6 Splnění požadavků na ochranu životního prostředí a snížení nákladů

4. Složení a výkonnost některých K bílého zlata

Tabulka 3-13 Složení a vlastnosti některých druhů bílého zlata niklu K

Tabulka 3-14 Složení a výkonnost části palladia K bílého zlata

5. Běžné problémy s niklem K bílé zlato šperky materiály

5.1 Problematika alergie na nikl

5.2 Problémy s barvami

5.3 Magnetické problémy

5.4 Problémy se špatným výkonem zpracování

5.5 Problematika korozního praskání pod napětím

Tabulka 3-15 Příčiny a důsledky vzniku zbytkových napětí v drápech

5.6 Problémy s vadami odlitků

(1) Problémy s pevnými body

Tvrdé body vycházejí především z následujících hledisek:

Ni segregace.

Tvorba Ni2Mezisloučeniny Si.

Oxidací Si vzniká SiO2.

Segregace látek pro zušlechťování zrn.

Složité cizí předměty přimíchané zvenčí.

Tvorba Ni₂Mezisloučeniny Si.

Oxidací Si vzniká SiO₂.