Panduan Komprehensif Untuk Perhiasan Paduan Tembaga dan Teknologi Produksi

Pelajari cara membuat perhiasan paduan tembaga yang indah dengan kiat-kiat yang mudah dipahami tentang bahan-bahan seperti kuningan, perunggu, dan cupronickel. Temukan teknik seperti pengecoran lilin yang hilang, pencetakan, dan pembentukan listrik, serta perawatan permukaan seperti pelapisan emas. Sempurna untuk toko perhiasan, desainer, dan penjual e-commerce yang ingin membuat perhiasan unik dan berkualitas tinggi.

Panduan Komprehensif Untuk Perhiasan Paduan Tembaga dan Teknologi Produksi

Menguasai Perhiasan Paduan Tembaga: Teknik, Bahan & Tren

Pendahuluan:

Artikel ini menyelami dunia perhiasan paduan tembaga yang memukau dan metode produksinya. Artikel ini dibagi menjadi empat bagian utama:

1. Gambaran umum: Pelajari tentang sejarah, sifat, dan peran tembaga dalam pembuatan perhiasan. Paduan tembaga seperti kuningan, perunggu, dan cupronickel disorot karena keserbagunaan dan keindahannya.

2. Tembaga Murni dan Paduan Tembaga Tinggi: Temukan berbagai jenis tembaga murni, seperti tembaga bebas oksigen dan tembaga paduan mikro, dan bagaimana tembaga ini digunakan dalam perhiasan karena daya tahan dan warnanya yang unik.

3. Paduan Tembaga: Jelajahi paduan populer seperti kuningan (tembaga-seng), perunggu (tembaga-timah), dan cupronickel (tembaga-nikel), yang masing-masing menawarkan warna yang berbeda, ketahanan terhadap korosi, dan kemampuan kerja untuk membuat karya yang menakjubkan.

4. Teknik Produksi: Dapatkan wawasan tentang metode canggih seperti pengecoran lilin yang hilang, pencetakan, dan pembentukan listrik, serta perawatan permukaan seperti pelapisan dan pemolesan emas untuk menciptakan perhiasan berkualitas tinggi dan menarik.

Bagian I Tinjauan Umum

Tembaga, dengan simbol kimia Cu dan nomor atom 29, adalah unsur golongan IB pada periode keempat dalam tabel periodik. Tembaga merupakan salah satu logam tertua yang ditemukan oleh manusia. Sejak zaman prasejarah, manusia mulai menambang endapan tembaga di permukaan dan menggunakan tembaga yang diperoleh untuk membuat senjata, bejana ritual, dan peralatan lainnya. Penggunaan tembaga sangat berdampak pada kemajuan peradaban manusia purba. Tembaga adalah logam yang ditemukan di kerak bumi dan lautan, dengan perkiraan kandungan 0,01% di kerak bumi, dan di beberapa endapan tembaga, kandungannya dapat mencapai 3% ~ 5%. Di alam, tembaga sebagian besar ada dalam bentuk senyawa, khususnya mineral tembaga. Mineral tembaga bergabung dengan mineral lain untuk membentuk bijih tembaga, yang, setelah dimanfatkan, menjadi konsentrat tembaga bermutu tinggi. Tembaga adalah satu-satunya logam yang dapat diproduksi dalam jumlah besar secara alami dan juga ditemukan dalam berbagai bijih (seperti kalkopirit, bornit, kalkosit, cuprite, dan perunggu) dan dapat digunakan dalam bentuk logam unsur serta dalam kuningan, perunggu, dan paduan lainnya untuk keperluan industri, teknik, dan kerajinan. Perhiasan populer (terutama perhiasan imitasi) dan banyak coran artistik banyak menggunakan bahan tembaga dan paduan tembaga. Tembaga dan paduan tembaga dapat diklasifikasikan berdasarkan warna, umumnya dibagi menjadi kategori tembaga murni dan paduan tembaga tinggi, kuningan, nikel, perak, dan perunggu (Gambar 2-1).

Tembaga dan paduan tembaga dapat dibagi menjadi dua kategori utama berdasarkan proses produksi: pemrosesan dan pengecoran. Semua paduan dengan awalan Z dalam penunjukannya termasuk dalam paduan pengecoran. Sebaliknya, sebutan untuk tembaga olahan dan paduan tembaga di Cina secara tradisional diklasifikasikan ke dalam empat kategori: ungu, kuning, hijau, dan putih. Di antara mereka, paduan tembaga ungu semuanya dipasok dalam bentuk olahan. Awalan T mewakili kode untuk tembaga ungu. Huruf pertama H dari pinyin untuk kuning melambangkan tembaga kuning. Demikian pula, Q mewakili perunggu, B mewakili cupronickel, dan simbol dan angka elemen kimia berikutnya mewakili persentase berat nominal dari elemen yang ditambahkan.

Tembaga dan paduan tembaga dapat dibagi menjadi dua kategori berdasarkan fungsinya: tujuan umum dan tujuan khusus. Paduan tembaga yang digunakan untuk perhiasan termasuk dalam jenis paduan tembaga khusus dengan persyaratan khusus untuk rona, ketahanan korosi, performa pengecoran, performa pemesinan, performa pengelasan, dan performa pewarnaan. Paduan tembaga dan tembaga utama yang digunakan dalam produksi perhiasan meliputi tembaga murni dan paduan tembaga tinggi, perunggu timah, kuningan, cupronickel seng, paduan emas-tembaga imitasi, dan paduan perak-tembaga imitasi.

Bagian II Tembaga Murni dan Paduan Tembaga Tinggi

1. Popper Murni dan Properti-propertinya

Tembaga murni dapat dibagi menjadi beberapa kategori berdasarkan komposisi kimia: tembaga murni biasa, tembaga murni bebas oksigen, dan tembaga murni paduan mikro.

(1) Tembaga Murni Biasa

Tembaga murni biasa memiliki fraksi massa tembaga tidak kurang dari 99,7%, dengan kandungan pengotor yang sangat sedikit, dan memiliki penampilan merah keunguan. Oleh karena itu, ini juga disebut tembaga ungu. Nilai utama tembaga murni biasa adalah T1, T2, dan T3. Menurut GB / T 5231-2001, komposisi kimia yang umum digunakan untuk tembaga murni biasa ditunjukkan pada Tabel 2-1.

Tabel 2-1 Komposisi Kimia Umum Tembaga Murni Biasa (Satuan fraksi kualitas: %)

Kelas	Cu + Ag	P	Bi	Sb	Sebagai	Fe	Ni	Pb	Sn	S	Zn	O	Jumlah kotoran
Kelas	Tidak kurang dari	Tidak lebih dari											Jumlah kotoran
T1	99. 95	0.001	0.001	0.002	0.002	0.005	0.002	0.003	0.002	0.005	0.005	0.02	0.05
T2	99. 90	-	0.001	0.002	0.002	0.005	-	0.005	-	0.005	-	-	0.1
T3	99. 70	-	0.002	-	-	-	-	0.01	-	-	-	-	0.3
(Liu Ping, 2007; Wang Biwen, 2007; Tian Rongzhang dan Wang Shitang, 2002; Komite Teknis Standardisasi Logam Nonferrous Nasional, 2012)

Tembaga murni biasa memiliki kisi kubik berpusat pada permukaan dalam keadaan padat tanpa alotropi. Tembaga termasuk bahan diamagnetik, memiliki diamagnetisme, dan menunjukkan konduktivitas listrik dan termal yang sangat baik, dengan sifat fisik yang ditunjukkan pada Tabel 2-2.

Tabel 2-2 Sifat Fisik Tembaga Murni Biasa

Nama Kinerja	Nilai numerik	Nama Kinerja	Nilai numerik
Jenis kisi	Kubik yang berpusat pada wajah	Konfigurasi elektronik	Apakah² 2s² 2P⁶ 3s² 3P⁶ 3d¹⁰ 4s¹
Berat atom	63.54	Resistivitas	0. 016 73 Ω-m
Jari-jari atom	0. 157nm	Konduktivitas termal (273-373K)	399W/(m - K)
Jari-jari ionik	0. 073nm	Koefisien resistansi suhu	0. 003 93/℃
Kepadatan	8. 92g/cm³	Kerentanan magnetik	-0. 86 X 10^-3/ kg
Titik leleh	1 083. 4℃	Kapasitas panas spesifik	0.39X 10³J / (kg - ℃)
Titik didih	2 567℃	Koefisien ekspansi linier	17. 6X10^-6/℃
(Liu Ping, 2007; Wang Biwen, 2007; Tian Rongzhang dan Wang Shitang, 2002; Komite Teknis Standardisasi Logam Nonferrous Nasional, 2012)

Tembaga adalah logam berat yang relatif tidak aktif dengan ketahanan korosi yang baik. Logam ini stabil di udara kering pada suhu kamar dan dapat menghasilkan oksida tembaga hitam ketika dipanaskan. Oksida tembaga merah terbentuk jika dikalsinasi lebih lanjut pada suhu tinggi. Setelah ditempatkan di udara lembab untuk waktu yang lama, lapisan verdigris (tembaga karbonat dasar) perlahan-lahan terbentuk di permukaan tembaga. Verdigris dapat mencegah korosi lebih lanjut pada logam; komposisinya bervariasi, dan larut dalam asam nitrat dan asam sulfat pekat panas, sedikit larut dalam asam klorida, dan mudah terkorosi oleh basa. Dalam elektrokimia (seri aktivitas logam), tembaga berada di urutan setelah hidrogen, sehingga tidak dapat menggantikan hidrogen dari asam encer. Namun, tembaga perlahan-lahan dapat larut di udara dalam asam encer ini. Tembaga dapat bereaksi dengan asam klorida pekat yang dipanaskan dan mudah larut dalam asam nitrat dan asam pengoksidasi seperti asam sulfat pekat panas. Tembaga juga dapat bereaksi dengan besi klorida. Dalam industri perhiasan, larutan besi klorida sering digunakan untuk mengetsa tembaga untuk menciptakan berbagai tekstur dan pola dekoratif.

Sifat mekanis tembaga murni biasa terkait erat dengan keadaannya, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2-3.

Tabel 2-3 Sifat Mekanik Tembaga Murni Biasa dalam Berbagai Kondisi

Kinerja	Pengolahan Tembaga	Kembalikan tembaga	Pengecoran tembaga
Batas elastisitas/ MPa	280 ~ 300	20 ~ 50	-
Titik hasil / MPa	340 ~ 350	50 ~ 70	-
Kekuatan tarik/ MPa	370 ~ 420	220 ~ 240	170
Tingkat perpanjangan / %	4 ~ 6	45 ~ 50	-
Tingkat penyusutan/ %	35 ~ 45	65 ~ 75	-
Kekerasan Brinell / HB	1 100 ~ 1 300	350 ~ 450	400
Kekuatan geser/ MPa	210	150	-
Ketangguhan benturan/J-cm^-2	-	16 ~ 18	-
Kekuatan tekan / MPa	-	-	1570
Rasio gangguan/ %	-	-	65
(Liu Ping, 2007; Wang Biwen, 2007; Tian Rongzhang dan Wang Shitang, 2002; Komite Teknis Standardisasi Logam Nonferrous Nasional, 2012)

(2) Tembaga Murni Bebas Oksigen

Tembaga murni bebas oksigen adalah tembaga murni dengan kandungan oksigen yang berkurang secara signifikan yang dicapai melalui berbagai metode pemurnian. Menurut GB/T5231, tembaga bebas oksigen dibagi menjadi beberapa tingkatan: nol, satu, dan dua tingkatan tembaga bebas oksigen, dengan kandungan tembaga dan oksigen yang sesuai ditunjukkan pada Tabel 2-4. Tembaga bebas oksigen tidak menunjukkan penggetasan hidrogen dan memiliki konduktivitas listrik yang tinggi, pemrosesan yang baik, pengelasan, ketahanan terhadap korosi, dan kinerja suhu rendah. Tembaga bebas oksigen umumnya lebih disukai saat menyiapkan bahan pengisi paduan emas dan perak untuk mengurangi kotoran pada sambungan.

Tabel 2-4 Persyaratan Kandungan Oksigen dalam Tembaga Bebas Oksigen

Nilai	Kode	Tembaga + perak ≥	Oksigen≯
No. 0 tembaga bebas oksigen	TU0	99. 99	0. 0005
Tembaga bebas oksigen No. 1		99. 97	0.002
Tembaga bebas oksigen No. 2	TU2	99. 95	0.003
(Komite Teknis Standardisasi Logam Nonferrous Nasional, 2012)

(3) Tembaga Murni Paduan Mikro

Tembaga murni paduan mikro menggunakan elemen paduan seperti kromium, zirkonium, perak, aluminium, fosfor, belerang, dan antimon, yang secara efektif dapat meningkatkan kinerja tembaga murni ketika ditambahkan dalam jumlah kecil. Tembaga murni paduan mikro memiliki beberapa tingkatan, seperti TUAg0.06, TUAg0.05, TUAg0.08, TUAg0.1, TUAg0.2, TUAg0.3, TUA10.12, TUZr0.15, TAg0.15, TAg0.1-0.01, TP3, TP4, TTe0.3, TTe0.5-0.008, TTe0.5-0.02, TZr0.15, dll. Mengambil tembaga murni paduan mikro zirkonium sebagai contoh, tabel 2-5 menunjukkan sifat mekaniknya, yang meningkat secara signifikan dibandingkan dengan tembaga murni biasa, dan suhu pelunakan telah mencapai 500 ℃.

Tabel 2-5 Sifat Mekanik Zirkonium - Tembaga Murni Paduan Mikro QZr0.2

Status Material	Kekuatan tarik/MPa	Kekuatan luluh / MPa	Laju peregangan/%	Kekerasan Vickers/HV	Modulus elastisitas/GPa
Dipadamkan pada suhu 980 ℃, berumur 500 ℃ selama 1 jam	260	134	19. 0	83	-
900 ℃ pendinginan, 500 ℃ penuaan 1 jam	230	160	40. 0	-	-
Pemanasan 900C 30 menit pendinginan, kerja dingin 90%	450	385	3.0	137	136
980 ℃ pemanasan 1 jam, kerja dingin 90%, 400 ℃ penuaan 1 jam	492	428	10.0	150	133
900 ℃ pendinginan, kerja dingin 90%, 400 ℃ penuaan 1 jam	470	430	10.0	140
(Liu Ping, 2007; Wang, B., 2007; Tian, R. Z. dan Wang, S. T., 2002; Komite Teknis Nasional untuk Standardisasi Logam Nonferrous, 2012)

2. Paduan Tembaga Tinggi

Paduan tembaga tinggi, juga dikenal sebagai tembaga paduan rendah, mengacu pada paduan tembaga yang mengandung satu atau beberapa elemen paduan untuk mencapai sifat khusus tertentu. Kandungan tembaga adalah 99,3% ~ 96% dan tidak dapat diklasifikasikan ke dalam kelompok paduan tembaga apa pun untuk produk olahan. Untuk produk cor, kandungan tembaga harus lebih besar dari 94%, yang dapat ditambahkan untuk mendapatkan karakteristik tertentu.

Penguatan larutan padat dan penguatan presipitasi adalah metode penguatan yang penting untuk paduan tembaga. Unsur-unsur paduan yang umum termasuk Cr, Zr, Ti, Si, Mg, Te, dll. Kelarutannya dalam tembaga menurun tajam dengan penurunan suhu. Unsur-unsur ini mengendap dalam keadaan padat sebagai zat murni atau senyawa logam, yang menghasilkan penguatan larutan padat dan penguatan pengendapan. Nilai paduan tembaga tinggi pengecoran Amerika termasuk C81300 ~ C19600 dan nilai paduan tembaga tinggi yang diproses mulai dari C16200 hingga C19600. Dalam GB / T5231-2012 yang baru direvisi "Nilai dan Komposisi Kimia Tembaga Olahan dan Paduan Tembaga," China mencantumkan nilai paduan tembaga tinggi seperti TTi3.0 - 0,2, TNi2.4 - 0,6 - 0,5, TPb1.0, TC r1 - 0,18, TCr0.3 - 0,3, TCr0.5 - 0,1, TCr0.7, TCr0.8, TCr1 - 0,15.

3. Kinerja Proses Tembaga Murni dan Paduan Tembaga Tinggi

(1) Proses Peleburan

Tembaga murni dan paduan tembaga tinggi cenderung menyerap hidrogen dan oksigen selama proses pengecoran, yang menyebabkan inklusi porositas dan oksidasi, yang mempengaruhi kualitas permukaan coran. Kandungan hidrogen dan oksigen terkait erat dengan suhu material. Tabel 2-6 menunjukkan kelarutan hidrogen dalam tembaga pada suhu yang berbeda.

Tabel 2-6 Kelarutan Hidrogen dalam Tembaga pada 0,1 MPa (Nie Xiaowu, 2006)

Suhu / ℃	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200	1300	1400	1500
Kelarutan / cm³ - (100g tembaga)^-1	0.06	0.16	0. 3	0.49	0. 72	1.08	1.58	6.3	8. 1	10.9	11.8	13.6

Oksigen tidak larut dalam tembaga dan membentuk senyawa rapuh dengan titik leleh tinggi Cu₂O dengan tembaga. Ketika tembaga yang mengandung oksigen mengembun, oksigen mengendap sebagai eutektik (Cu + Cu₂O), didistribusikan di sepanjang batas butir. Suhu eutektik sangat tinggi (1066 ℃) dan tidak memengaruhi kinerja deformasi termal, tetapi keras dan rapuh, sehingga membuat deformasi dingin menjadi sulit dan menyebabkan "kerapuhan dingin" pada logam. Ketika tembaga yang mengandung oksigen dianil dalam atmosfer hidrogen atau pereduksi, "penggetasan hidrogen" terjadi. Inti dari "penggetasan hidrogen" adalah bahwa selama anil, hidrogen atau atmosfer pereduksi dengan mudah menembus tembaga dan bereaksi dengan oksigen dalam CuO untuk membentuk uap air atau CO₂. Oleh karena itu, spesifikasi proses yang jelas harus dibuat dan diimplementasikan selama peleburan.

Tembaga murni dapat dilebur menggunakan tungku listrik induksi refleksi atau inti. Selama peleburan dalam tungku refleksi, ingot padat dapat diperoleh melalui proses pemurnian menggunakan cetakan besi atau tembaga untuk pengecoran, dan pengecoran semi-kontinyu atau kontinyu juga dapat dilakukan dengan menggunakan tungku penahan. Alur proses berikut ini dapat menjadi acuan untuk proses peleburan induksi.

(1) Pertama, panaskan wadah hingga berwarna merah tua, lalu tambahkan lapisan arang kering atau bahan penutup (boraks 63% + kaca yang dihancurkan 37%) dengan ketebalan sekitar 30 ~ 50 cm di bagian bawah wadah, diikuti dengan potongan sudut, blok limbah, dan bahan batang, dan terakhir tambahkan tembaga murni.

② Elemen paduan yang ditambahkan dapat dipanaskan terlebih dahulu pada platform tungku, dan menambahkan bahan dingin ke logam cair sangat dilarang. Muatan harus sering diaduk selama seluruh proses peleburan untuk mencegah penghubung.

③ Setelah paduan benar-benar meleleh karena pemanasan, ketika suhu mencapai 1200 ~ 1250 ℃, tambahkan deoxidizer tembaga fosfor, yang menyumbang 0.3% ~ 0.4% dari berat paduan cair. Fosfor bereaksi dengan oksida tembaga sebagai berikut:

5Cu₂O + 2P = P₂O₅ + 10Cu
Cu₂O + P₂O₅ = 2CuPO₃

Gas yang dihasilkan P₂O₅ keluar dari paduan dan tembaga fosfat dapat mengapung di permukaan, sehingga memungkinkan penghilangan terak untuk mencapai tujuan deoksidasi. Selain itu, diperlukan pengadukan terus menerus selama proses deoksidasi.

④ Terakhir, terak dihilangkan, dan suhu penuangan cairan paduan umumnya 1150 ℃ ~ 1230 ℃.

(2) Teknologi Pengolahan

Tembaga murni dan paduan tembaga tinggi memiliki sifat kerja dingin dan panas yang sangat baik. Mereka dapat diproses dengan menggunakan teknik tekanan tradisional, seperti peregangan, penggulungan, penarikan dalam, pembengkokan, pengepresan presisi, dan pemintalan. Gambar 2-2 adalah contoh blanko perhiasan tembaga murni yang dicap. Selama pemrosesan panas, atmosfer media pemanas harus dikontrol hingga 380 ~ 650 ℃. Suhu anil 800 ~ 900 ℃ dapat dipilih antara untuk pemrosesan tembaga murni biasa, suhu kerja panas 360 ℃ dapat dipilih, dan suhu pelunakan tipikal sekitar. Untuk paduan tembaga tinggi, suhu pelunakan memiliki hubungan yang lebih besar dengan komposisi kimianya, seperti paduan tembaga tinggi paduan Cr dan Zr (Cr0,25-0,65, Zr0,08-0,20), dan suhu pelunakannya bisa mencapai 550 ℃. Dalam pengelasan, tembaga murni dan paduan tembaga tinggi mudah untuk pengelasan dan mematri timah, pengelasan busur berpelindung gas, pengelasan flash, pengelasan berkas elektron, dan pengelasan gas.

Karena tembaga murni memiliki konduktivitas listrik dan kinerja pahatan yang sangat baik, maka sering digunakan untuk membuat produksi cetakan stamping di elektroda tembaga (Gambar 2-3), menggunakan elektroda tembaga, dan kemudian melalui cetakan EDM untuk menghasilkan cetakan baja. Selain itu, tembaga murni dengan korosi besi klorida dari sifat kimia dapat digunakan untuk proses etsa untuk menghasilkan blanko perhiasan (Gambar 2-4).

Bagian III Paduan Tembaga

Karena sifat mekanik dan pengecoran tembaga murni yang buruk, sebagian besar bahan tembaga yang digunakan untuk perhiasan populer adalah paduan tembaga. Ada banyak kategori paduan tembaga, dan saat ini, tidak ada standar teknis khusus untuk paduan tembaga yang digunakan dalam perhiasan, baik di dalam negeri maupun internasional. Nilai paduan tembaga industri biasanya digunakan, dan aplikasinya cukup kacau, sehingga mempengaruhi kualitas produk. Oleh karena itu, paduan tembaga untuk perhiasan membutuhkan standardisasi lebih lanjut. Paduan tembaga untuk perhiasan tidak sepenuhnya sama dengan paduan tembaga industri dan memiliki persyaratan yang unik.

(1) Paduan harus memenuhi persyaratan penggunaan untuk perhiasan. Ini harus memiliki sifat mekanis tertentu, memenuhi persyaratan pengaturan, memiliki ketahanan korosi yang baik, tidak memiliki kecenderungan retak korosi tegangan, dan memiliki warna tertentu, dll.

(2) Paduan harus memenuhi berbagai persyaratan prosestermasuk: (1) Performa pengecoran yang baik. Paduan tembaga harus memiliki fluiditas yang baik dan penyusutan pemadatan yang minimal ketika memproduksi ornamen menggunakan proses pengecoran lilin yang hilang. Kinerja pengelasan. Seharusnya tidak mudah menghasilkan retakan, oksidasi, penyerapan gas, dan perbedaan warna selama pengelasan. ③ Kemampuan mesin. Kekerasannya harus moderat; jika terlalu tinggi, keausan pahat akan menjadi signifikan, dan akan sulit untuk mencapai kecerahan permukaan yang tinggi jika terlalu rendah. ④ Kinerja perawatan permukaan. Sebagian besar ornamen tembaga memerlukan perawatan permukaan, yang akan memfasilitasi pewarnaan dan perawatan anti-korosi dengan kualitas warna yang baik.

Paduan tembaga yang digunakan untuk perhiasan terutama mencakup beberapa jenis, seperti kuningan, cupronickel, dan perunggu.

1. Kuningan

Kuningan adalah paduan berbasis tembaga dengan seng sebagai elemen paduan utama, dinamakan demikian karena warnanya yang kuning khas. Kuningan memiliki penampilan yang menarik, pengerjaan yang baik, dan sifat mekanik, tahan korosi di atmosfer, air tawar, dan air laut, mudah dipotong dan dipoles memiliki kemampuan las yang baik, dan murah, sehingga banyak digunakan dalam industri perhiasan.

1.1 Jenis-jenis Kuningan

Komposisi kuningan dapat dibagi ke dalam dua kategori utama: kuningan sederhana dan kuningan khusus.

(1) Kuningan Sederhana

Kuningan sederhana adalah paduan biner yang terdiri dari tembaga dan seng, di mana peran seng dalam kuningan terutama untuk meningkatkan kekuatan, menyesuaikan warna, dan meningkatkan kinerja pengecoran. Ada tiga mikrostruktur kesetimbangan umum dari kuningan biner (Gambar 2-5): ketika kandungan seng kurang dari 38%, itu adalah fase tunggal α; ketika kandungan seng adalah 38% ~ 47%, itu adalah α + β; ketika kandungan seng adalah 47% ~ 50%, itu adalah fase tunggal β, dan disebut kuningan kecil, kuningan α + β, dan kuningan β. Ketika kandungan seng melebihi 39%, paduan menjadi keras dan rapuh, mempengaruhi nilai aplikasinya. Oleh karena itu, kandungan tembaga kuningan biasa yang digunakan untuk perhiasan umumnya melebihi 60%.

Kuningan pada umumnya diwakili oleh huruf H, dan angka yang mengikuti H menunjukkan kandungan tembaga dari paduan tersebut. Sebagai contoh, H68 menunjukkan kuningan dengan kandungan tembaga 68% dari kuningan yang digunakan untuk pengecoran, yang diwakili oleh ZH. Tabel 2-7 mencantumkan kelas kuningan umum yang umum dan komposisi kimianya. Ketika kandungan seng meningkat, warnanya berangsur-angsur berubah dari emas kemerahan menjadi kuning dan kemudian menjadi kuning keemasan (Tabel 2-8).

Tabel 2-7 Kelas Kuningan Umum dan Komposisi Kimia

Nomor seri	Nomor kelas	Komposisi kimia / %
Nomor seri	Nomor kelas	Cu	Fe	Pd	Ni	Zn	Total kotoran
		95.0 ~ 97. 5	0.10	0.03	0.5	Margin	0.2
2	H90	88. 0 ~ 91.0	0.10	0.03	0.5	Margin	0.2
3	H85	84. 0 ~ 86. 0	0.10	0.03	0.5	Margin	0.3
4	H80	79. 0 ~ 81.0	0.10	0.03	0.5	Margin	0.3
5	H70	68. 5 ~ 71. 5	0.10	0.03	0.5	Margin	0.3
6	H68	67.0 ~ 70.0	0.10	0.03	0.5	Margin	0.3
7	H65	63. 5 ~ 68. 0	0.10	0.03	0.5	Margin	0.3
8	H63	62.0 ~ 65.0	0.15	0.08	0.5	Margin	0.5
9	H62	60. 5 ~ 63. 5	0.15	0.08	0.5	Margin	0.5
10	H59	57. 0 ~ 60. 0	0.30	0.5	0.5	Margin	1.0
(Liu Ping, 2007; Wang Biwen, 2007; Tian Rongzhang dan Wang Shitang, 2002; Komite Teknis Standardisasi Logam Nonferrous Nasional, 2012)

Tabel 2-8 Warna Permukaan Kuningan Biasa

Nilai	Kandungan tembaga /wt%	Kandungan seng / wt%	Warna
H59	59 ~ 63	Margin	Coklat muda - warna keemasan
H65	63 ~ 68. 5	Margin	Kuning murni
H68, H70	68. 5 ~ 71. 5	Margin	Hijau - Emas
H80	78. 5 ~ 81. 5	Margin	Warna emas dengan sedikit warna merah
H85	84 ~ 86	Margin	Kuning kecoklatan - emas
H90	89 ~ 91	Margin	Perunggu antik - warna emas
H96	94 ~ 96	Margin	Coklat kemerahan

Kuningan H62 dan H68 memiliki plastisitas dan kekuatan yang tinggi, kemampuan bentuk yang baik, dan warna yang indah mirip dengan emas 24K, sehingga menjadikannya jenis kuningan utama yang digunakan untuk perhiasan. Gambar 2-6 menunjukkan cincin kuningan yang dicetak dari H62.

Karena potensi elektroda seng yang jauh lebih rendah daripada tembaga, paduannya rentan terhadap korosi elektrokimia dalam larutan garam netral. Seng yang memiliki potensi lebih rendah akan larut, sementara tembaga tetap berada sebagai lapisan berpori di permukaan, membentuk baterai mikro dengan komposisi kuningan di bawah permukaan, menyebabkan kuningan bertindak sebagai anoda dan mempercepat korosi. Oleh karena itu, perhiasan kuningan umumnya memerlukan perawatan perlindungan permukaan, seperti melapisi dengan lapisan logam mulia atau menerapkan lapisan pelindung.

(2) Kuningan Khusus

Untuk meningkatkan kinerja kuningan sederhana, elemen 1% ~ 5% seperti timah, timbal, aluminium, silikon, besi, mangan, dan nikel ditambahkan ke dalam paduan, membentuk paduan terner, kuarter, atau bahkan kuiner, yang disebut sebagai kuningan khusus atau kuningan kompleks, dan nama kuningan tersebut diawali dengan elemen yang ditambahkan, seperti kuningan timah, kuningan timbal, kuningan aluminium, kuningan mangan, kuningan aluminium-mangan, dll. Timah dapat menghambat korosi dezincifikasi dan meningkatkan ketahanan korosi pada kuningan. Timbal memiliki kelarutan yang sangat rendah dalam kuningan dan didistribusikan sebagai partikel bebas dalam matriks, yang dapat menyebabkan keripik pecah dan memberikan pelumasan, sehingga meningkatkan kemampuan mesin dan ketahanan aus material. Aluminium memainkan peran penguatan larutan padat, membentuk lapisan aluminium oksida pelindung di permukaan. Kuningan silikon memiliki ketahanan korosi yang tinggi, sifat mekanik dan pengecoran, dan ketahanan korosi tegangan yang kuat. Kuningan nikel memiliki kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan korosi yang tinggi serta dapat menahan pemrosesan plastik dingin dan panas.

Struktur kompleks kuningan dapat diperkirakan berdasarkan "koefisien ekuivalen seng" dari elemen yang ditambahkan ke kuningan. Menambahkan sejumlah kecil elemen paduan lain ke dalam paduan tembaga-seng biasanya hanya menggeser daerah fase α/(α+β) dalam diagram keadaan Cu-Zn ke kiri atau kanan. Misalnya, menambahkan timah 1% yang setara dengan efek seng 2% pada sifat struktural berarti bahwa ekuivalen seng dari timah adalah 2. Ekuivalen seng dari berbagai elemen paduan ditunjukkan pada Tabel 2-9.

Tabel 2-9 Setara Seng dari Berbagai Elemen Paduan

Elemen paduan	Silikon	Aluminium	Timah	Memimpin	Besi	Mangan	Nikel
Setara dengan seng	+ 10	+ 6	+ 2	+ 1	+ 0. 9	+ 0. 5	-1. 3

Oleh karena itu, struktur kuningan khusus biasanya sesuai dengan struktur kuningan biasa dengan kandungan seng yang meningkat atau menurun. Fasa α dan fasa β pada kuningan kompleks adalah larutan padat kompleks multi-komponen dengan efek penguatan yang lebih besar. Sebaliknya, fase α dan fase β pada kuningan biasa adalah larutan padat Cu-Zn sederhana dengan efek penguatan yang lebih rendah. Meskipun ekuivalen seng sebanding, sifat larutan padat berganda berbeda dari larutan padat biner sederhana. Oleh karena itu, sejumlah kecil multi-penguatan adalah cara untuk meningkatkan kinerja paduan.

Pada kuningan khusus, paduan emas imitasi berbahan dasar tembaga dikenal sebagai "emas langka", yang banyak digunakan dalam perhiasan dan kerajinan tangan. Telah diketahui bahwa emas memiliki warna keemasan yang cemerlang, stabilitas kimiawi yang baik, tidak berubah warna apabila dipanaskan, dan memiliki ketahanan oksidasi yang sangat baik, sehingga membuatnya menjadi pilihan yang sudah lama digunakan untuk karya seni dekoratif. Namun demikian, harganya yang mahal membuat paduan berbiaya rendah dengan sifat yang serupa banyak digunakan sebagai pengganti. Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti, baik di dalam maupun luar negeri, telah berlomba-lomba mengembangkan paduan emas imitasi berbasis tembaga untuk menggantikan emas, dan kemajuan yang signifikan telah dicapai. Warna emas dari bahan-bahan ini dapat menyaingi emas 16K ~ 22K dan memiliki ketahanan korosi dan kemampuan kerja yang baik.

Dalam paduan emas imitasi berbasis tembaga logam langka, seng, aluminium, silikon, dan elemen tanah jarang umumnya digunakan sebagai elemen paduan, dan efek masing-masing elemen pada warna dan ketahanan oksidasi adalah sebagai berikut.

① Seng. Zn dapat mengubah tembaga dari merah menjadi kuning, elemen utama yang membentuk kilau kuning keemasan. Zn dapat meningkatkan ketahanan perubahan warna pada paduan, dan seiring dengan meningkatnya kandungan Zn, ketahanan perubahan warna pun meningkat.

② Aluminium. Al adalah elemen utama lainnya yang berkontribusi pada warna paduan. Kandungan aluminium secara signifikan memengaruhi warna paduan; seiring dengan meningkatnya kandungan aluminium, panjang gelombang utama cahaya yang dipantulkan oleh paduan berkurang, dan rona berubah dari merah menjadi kuning. Peningkatan kandungan aluminium lebih lanjut secara nyata melemahkan rona kuning paduan, yang mengarah ke perbedaan warna yang lebih besar antara paduan dan emas murni. Struktur paduan menjadi lebih seragam ketika aluminium ditambahkan ke paduan kuningan. Ini mendorong pembentukan fase β, yang membantu mengurangi korosi dezincifikasi pada kuningan dan meningkatkan performa anti perubahan warna dari paduan seperti emas dalam keringat buatan. Alasannya adalah bahwa ketika kandungan aluminium cukup tinggi, lapisan pelindung oksida campuran tembaga dan aluminium yang padat dan melekat kuat pada permukaan paduan terbentuk pada permukaan paduan, dan lapisan ini memiliki kemampuan menyembuhkan diri sendiri ketika rusak. Performa anti perubahan warna menjadi buruk apabila kandungan aluminium terlalu rendah untuk membentuk lapisan pelindung yang padat.

③ Silikon. Si dapat meningkatkan ketahanan warna dan perubahan warna pada paduan. Ketika 0,05% ~ 2,50% Si ditambahkan ke paduan, dibandingkan dengan paduan yang sama tanpa Si, waktu ketahanan perubahan warna pada keringat buatan meningkat 50% ~ 200%; pada suhu pemanasan yang sama, waktu ketahanan perubahan warna meningkat 50%. Menambahkan Si juga dapat meningkatkan fluiditas dan ketahanan aus paduan.

④ Tanah jarang. Menambahkan elemen tanah jarang ke dalam paduan kuningan dapat meningkatkan kecerahan paduan, memperbaiki warnanya, dan memberikan ketahanan aus yang baik, kekerasan, dan warna yang mirip dengan emas yang tidak mudah pudar. Dalam industri perhiasan, ini biasa disebut sebagai "bahan emas langka". Perhiasan yang terbuat dari bahan emas langka dapat memiliki warna menyerupai emas 18K atau 20K, tidak mudah teroksidasi atau pudar, sehingga cocok untuk dipakai sehari-hari, dan tidak mahal, menjadi bahan untuk memproduksi perhiasan emas imitasi kelas atas.

Tabel 2-10 menunjukkan beberapa paduan emas-tembaga imitasi yang umum, yang dapat diklasifikasikan ke dalam sistem paduan berbasis tembaga Cu-Al dan sistem Cu-Zn.

Tabel 2-10 Komposisi Kimia Beberapa Paduan Tembaga Emas Imitasi (Satuan fraksi kualitas: %)

Nomor nilai	Aluminium	Timah	Nikel	Silikon	Seng	Mangan	Tanah Jarang	Tembaga	Keterangan
Cu - 12. 5Zn - 1Sn		1.0			12. 5			Sisanya	Emas kemerahan
Cu - 22Zn - 2Sn - 1P		2.0			22.0	Fosfor 1.0		Sisanya	Kuning keemasan muda
Cu - 35Zn - 1. 5Sn		1.5			30.0 ~ 40.0			Sisanya	Kuning keemasan
Cu - 6Al - 15Zn - 0. 5Si	6			0. 5	15			Sisanya
Sub-emas	5.6		0. 26		0.70			92.6	Komposisi yang Diuji
Sub-emas	0.38			0.03	48.74			50.64	Komposisi yang Diuji
Emas tanah yang langka	5 ~ 6		1 ~ 3		25 ~ 32	0. 8 ~ 1.5	0.1	Sisanya	18 Warna emas
Emas tanah yang langka	2 ~ 10		1 ~ 1.5	0. 05 ~ 2. 5	5 ~ 30		0. 05 ~ 0. 50	Sisanya	18 Warna emas
(Wang Biwen et al., 1998)

1.2 Sifat-sifat Kuningan

(1) Performa Ketahanan Korosi

Kuningan memiliki ketahanan korosi yang buruk pada suhu tinggi, kelembapan tinggi, dan atmosfer kabut garam dan juga dapat mengalami "korosi dezincifikasi" dalam air laut panas yang mengalir (seng larut terlebih dahulu, meninggalkan tembaga murni berpori seperti spons pada permukaan benda kerja). Di atmosfer yang lembab, terutama yang mengandung amonia dan SO₂ kuningan mengalami retak korosi tegangan. Sebagai ornamen kuningan yang baru dipoles, permukaannya akan menjadi kusam atau timbul bintik-bintik hitam di area tertentu bahkan setelah terpapar udara selama beberapa waktu. Oleh karena itu, ornamen kuningan umumnya membutuhkan pewarnaan permukaan atau perawatan elektroplating untuk meningkatkan ketahanan korosinya.

(2) Kinerja Proses Pengecoran

Kisaran pemadatan kuningan sangat kecil, sehingga fluiditas logam cairnya bagus, kemampuan pengisiannya sangat baik, dan kecenderungan rongga penyusutannya rendah. Selama peleburan, seng menghasilkan tekanan uap yang besar, yang secara efektif menghilangkan gas dari cairan tembaga, sehingga menyulitkan pori-pori terbentuk pada kuningan. Suhu lelehnya lebih rendah dari perunggu timah, dan pengecorannya relatif nyaman, sehingga memudahkan pengecoran perhiasan kecil. Ini juga biasa digunakan untuk pengecoran kerajinan tembaga.

(3) Sifat Mekanis

Karena kandungan seng yang berbeda dalam kuningan, maka sifat mekanisnya juga bervariasi. Untuk kuningan α, ketika kandungan seng meningkat, baik σb dan δ terus meningkat. Untuk kuningan (α + β), kekuatan suhu ruangan terus meningkat ketika kandungan seng meningkat hingga sekitar 45%. Jika kandungan seng ditingkatkan lebih lanjut, kekuatannya menurun tajam karena munculnya fase γ yang lebih rapuh (larutan padat berdasarkan senyawa Cu₅ Zn₈ ) dalam struktur paduan. Plastisitas suhu kamar dari kandungan seng. Di sisi lain, (α + β) kuningan secara konsisten menurun dengan meningkatnya kandungan Seng. Oleh karena itu, paduan tembaga-seng dengan kandungan seng melebihi 45% tidak memiliki nilai praktis.

(4) Kemampuan mesin

Kuningan α fase tunggal (dari H96 hingga H65) memiliki plastisitas yang baik dan dapat menahan pemrosesan dingin dan panas. Namun, kuningan α fase tunggal rentan terhadap kerapuhan suhu sedang selama pemrosesan panas seperti penempaan, dengan kisaran suhu spesifik yang bervariasi tergantung pada kandungan Zn, umumnya antara 200 ~ 700 ℃. Oleh karena itu, suhu selama pemrosesan panas harus di atas 700 ℃. Alasan utama zona kerapuhan suhu sedang pada kuningan α fase tunggal adalah adanya dua senyawa yang dipesan Cu₃ Zn dan Cu₉ Zn dalam wilayah fase α yang teratur dari sistem paduan Cu-Zn, yang mengalami transformasi yang teratur selama pemanasan suhu sedang hingga rendah, membuat paduan tersebut rapuh; selain itu, sejumlah kecil timbal dan pengotor berbahaya bismut membentuk lapisan eutektik dengan titik leleh rendah yang didistribusikan pada batas butir dengan tembaga, menyebabkan keretakan antar butir selama pemrosesan panas. Praktik menunjukkan bahwa menambahkan sejumlah kecil cerium dapat secara efektif menghilangkan kerapuhan pada suhu menengah.

Kuningan dua fase (dari H63 hingga H59) memiliki, selain fase ulet α dalam struktur paduannya, larutan padat β berdasarkan senyawa elektronik CuZn. Fasa ini memiliki keuletan yang tinggi pada suhu tinggi, sedangkan fasa β' (larutan padat yang teratur) keras dan rapuh pada suhu rendah. Oleh karena itu, kuningan (α + β) harus ditempa dalam keadaan panas. Β Kuningan dengan kandungan seng lebih besar dari 46% ~ 50% bersifat keras dan rapuh karena sifat-sifatnya dan tidak dapat diproses dengan tekanan.

Untuk perhiasan yang relatif halus, kuningan umumnya diproses dengan menggunakan pengerjaan dingin. Bahan kuningan seperti kawat, lembaran, dan bahan pelat dapat digunakan untuk mendapatkan produk akhir melalui pemrosesan dingin. Tentu saja, selama pemrosesan, anil menengah digunakan untuk memulihkan plastisitas kuningan dan mencegah keretakan akibat pengerasan kerja. Gambar 2-7 menunjukkan jepitan lobster yang terbuat dari kuningan, dan Gambar 2-8 menunjukkan gelang yang terbuat dari kuningan. Pelat kuningan juga dapat digunakan untuk mengukir, menggunakan berbagai teknik manual seperti mendorong, mengebor, mengambil, memutar, dan menarik untuk mengukir gambar pada permukaan pelat tembaga. Gambar yang diukir kemudian dilapisi dengan lapisan pelindung emas 24K, sehingga menghasilkan "lukisan pahatan emas."

(5) Kinerja Pengelasan

Performa pengelasan kuningan bagus. Untuk kerajinan yang lebih besar, pengelasan gas biasanya digunakan; untuk perhiasan yang halus, pengelasan obor umumnya digunakan.

(6) Kinerja Pemolesan

Performa pemotongan kuningan bagus, dan dapat menahan operasi seperti koreksi, pemolesan, dan finishing. Perhiasan dapat dipoles hingga hasil akhir yang sangat cerah dengan menggunakan metode finishing perhiasan konvensional.

2. Cupronickel

Cupronickel tradisional adalah paduan berbasis tembaga dengan nikel sebagai elemen aditif utama, tampak putih keperakan dan memiliki kilau logam, oleh karena itu dinamakan cupronickel.

2.1 Jenis-jenis Cupronickel

Cupronickel dapat dibagi menjadi tiga kategori: cupronickel biasa, cupronickel kompleks, dan cupronickel industri.

(1) Cupronickel Biasa

Paduan biner tembaga-nikel disebut cupronickel biasa, biasanya diwakili oleh huruf B, dengan nomor berikut yang menunjukkan kandungan tembaga, seperti B30, yang menunjukkan paduan tembaga-nikel yang mengandung Ni 30%. Modelnya meliputi B0.6, B19, B25, B30, dll.

(2) Cupronickel Kompleks

Paduan kuningan kompleks yang mengandung unsur-unsur seperti mangan, besi, seng, dan aluminium disebut sebagai kuningan kompleks, diwakili oleh huruf B, dan elemen paduan, seperti BMn3-12, menunjukkan paduan tembaga-nikel-mangan yang mengandung Ni3% dan Mn12%. Ada empat model kuningan kompleks.

Ferro-kupronikel. Model-model tersebut meliputi BFe5-1.5 (Fe)-0.5 (Mn), BFe10-1 (Fe)-1 (Mn), BFe30-1 (Fe)-1 (Mn). Jumlah besi yang ditambahkan ke ferro-cupronickel tidak melebihi 2% untuk mencegah retak korosi, dan karakteristiknya meliputi kekuatan tinggi dan ketahanan korosi yang meningkat secara signifikan, terutama terhadap korosi air laut yang mengalir.
Mangan-kupronikel. Modelnya antara lain BMn3-12, BMn40-1.5, BMn43-0.5. Mangan-kuponikel memiliki koefisien ketahanan suhu rendah, dapat digunakan pada rentang suhu yang luas, memiliki ketahanan korosi yang baik, dan memiliki kemampuan mesin yang baik.
Seng-kupronikel. Model termasuk BZn18-18, BZn18-26, BZn18-18, BZn15-12 (Zn) - 1,8 (Pb), BZn15-24 (Zn) - 1,5 (Pb). Seng-kupronikel memiliki sifat mekanik komprehensif yang sangat baik, ketahanan korosi yang luar biasa, sifat mampu bentuk pemrosesan dingin dan panas yang baik, mudah dipotong, dan dapat dibuat menjadi bahan kawat, batang, dan pelat, yang digunakan untuk membuat suku cadang presisi di berbagai bidang seperti instrumen, meteran, peralatan medis, kebutuhan sehari-hari, dan komunikasi.
Aluminium-kupronikel. Modelnya meliputi BAl13-3 dan BAl16-1.5. Perunggu timbal adalah paduan yang dibentuk dengan menambahkan aluminium ke dalam paduan tembaga-nikel. Sifat-sifat paduan terkait dengan rasio kandungan nikel dan aluminium dalam paduan, dengan sifat terbaik terjadi ketika Ni:Al = 10:1. Aluminium-kuponikel yang umum digunakan adalah Cu6Ni1.5Al, Cu13Ni3Al, terutama digunakan dalam pembuatan kapal, tenaga listrik, industri kimia, dan komponen tahan korosi berkekuatan tinggi di sektor-sektor industri ini.

(3) Cupronickel Industri

Cupronickel industri dibagi menjadi cupronickel struktural dan cupronickel paduan ketahanan presisi (cupronickel listrik).

Cupronickel struktural. Karakteristik kuningan struktural adalah sifat mekanik dan ketahanan korosi yang baik, dengan penampilan yang menarik. Di antara kuningan struktural, yang paling umum digunakan adalah B30, B10, dan kuningan seng. Selain itu, kuningan kompleks seperti kuningan aluminium, kuningan besi, dan kuningan niobium juga termasuk dalam kuningan struktural. B30 memiliki ketahanan korosi terkuat di antara kuningan tetapi harganya relatif mahal. Kuningan seng telah diproduksi dan digunakan di Cina sejak abad ke-15. Dikenal sebagai "perak Cina", yang disebut perak nikel atau perak Jerman termasuk dalam jenis kuningan seng ini. Seng dapat dilarutkan dalam jumlah besar dalam tembaga-nikel, menghasilkan efek penguatan larutan padat dan ketahanan terhadap korosi. Cupronickel seng dapat dikerjakan menjadi komponen presisi setelah menambahkan timbal. Oleh karena itu, ini banyak digunakan dalam instrumen dan perangkat medis. Paduan ini memiliki kekuatan dan ketahanan korosi yang tinggi, elastisitas yang baik, penampilan yang menarik, dan tidak mahal. Aluminium dalam cupronickel aluminium dapat secara signifikan meningkatkan kekuatan dan ketahanan korosi paduan, dan endapannya juga dapat menghasilkan efek pengerasan curah hujan. Kinerja cupronickel aluminium mendekati kinerja B30 dan tidak mahal, menjadikannya pengganti B30.
Cupronickel untuk paduan ketahanan presisi (cupronickel listrik). Cupronickel untuk paduan resistansi presisi (cupronickel listrik) memiliki kinerja termoelektrik yang baik. Tembaga mangan BMn 3-12, konstantan BMn 40-1,5, konstantan BMn 43-0,5, dan konstantan baru dengan mangan, bukan nikel (juga dikenal sebagai cupronickel mangan bebas nikel, yang mengandung mangan 10,8% ~ 12,5%, aluminium 2,5% ~ 4,5%, dan besi 1,0% ~ 1,6%) adalah cupronickel mangan dengan kandungan mangan yang berbeda. Cupronickel mangan memiliki resistivitas tinggi dan koefisien resistivitas suhu rendah, sehingga cocok untuk produksi komponen resistansi standar dan komponen resistansi presisi, dan digunakan dalam pembuatan instrumen listrik presisi, rheostat, meteran, resistor presisi, pengukur regangan, dan bahan lainnya.

2.2 Sejarah Singkat Cupronickel

Penemuan cupronickel merupakan pencapaian luar biasa dalam teknologi metalurgi Tiongkok kuno. Di Tiongkok kuno, cupronickel disebut sebagai "Gan". "Kitab Lama Tang - Risalah tentang Pakaian" menyatakan: "Hanya lembu penarik kereta pejabat tinggi yang dapat dihiasi dengan cupronickel." Ini berarti bahwa selama Dinasti Tang, ditetapkan bahwa hanya lembu-lembu dari pejabat tinggi istana yang dapat dihiasi dengan cupronickel, yang mengindikasikan bahwa cupronickel cukup berharga pada masa itu. Orang-orang Yunnan menemukan dan memproduksi cupronickel, menjadikannya salah satu yang paling awal di Tiongkok dan dunia, yang diakui oleh komunitas akademis di dalam dan luar negeri. Cupronickel yang diproduksi di Yunnan kuno juga merupakan yang paling terkenal, yang dikenal sebagai "Yun Cupronickel."

Artefak cupronickel yang diproduksi di Tiongkok kuno dijual di seluruh negeri dan diekspor ke luar negeri. Menurut penelitian, pada awal dinasti Qin dan Han, koin cupronickel dicetak di Kerajaan Daxia, yang terletak di sebelah barat Xinjiang, yang mengandung nikel hingga 20%. Berdasarkan bentuk, komposisi, dan kondisi historis pada saat itu, kemungkinan besar koin-koin tersebut diangkut dari Tiongkok. Selama dinasti Tang dan Song, cupronickel nikel Tiongkok sudah diekspor ke wilayah Arab, di mana orang Persia menyebut cupronickel sebagai "batu Tiongkok". Setelah abad ke-16, cupronickel Tiongkok dijual ke seluruh dunia dan mendapat pujian luas. Batu ini diekspor melalui Guangzhou dan dijual di Eropa oleh British East India Company. Istilah bahasa Inggris "Paktong" atau "Petong" adalah transliterasi dari bahasa Kanton "cupronickel," yang berarti cupronickel dari Tiongkok, yang secara khusus mengacu pada paduan tembaga-nikel yang diproduksi di Yunnan.

Pada abad ke-17 hingga ke-18, cupronickel nikel diperkenalkan secara luas ke Eropa dan dianggap sebagai barang berharga. Barang ini disebut "perak Tiongkok" atau "cupronickel Tiongkok", dan secara signifikan berdampak pada industri kimia modern di Barat. Setelah abad ke-16, beberapa ahli kimia dan metalurgi Eropa mulai mempelajari dan meniru cupronickel Cina.

Pada tahun 1823, Heineger bersaudara dari Jerman berhasil mereplikasi cupronickel Yunnan. Segera setelah itu, Barat memulai produksi industri berskala besar dan menamai paduan ini "perak Jerman" atau "perak nikel", sementara cupronickel Yunnan yang asli menjadi tidak jelas. Setelah negara-negara Barat berhasil meniru cupronickel Yunnan, jumlah ekspor cupronickel Tiongkok menurun secara signifikan. Pada akhir abad ke-19, perak Jerman telah menggantikan cupronickel Tiongkok di pasar internasional, yang menyebabkan kemunduran penambangan dan metalurgi cupronickel Tiongkok.

2.3 Penerapan Cupronickel dalam Perhiasan

Dalam cupronickel, di mana nikel merupakan elemen paduan utama, tembaga dan nikel dapat larut satu sama lain tanpa batas, membentuk larutan padat yang kontinu; berapapun proporsinya, ini selalu merupakan paduan α-fase tunggal (Gambar 2-9).

Apabila nikel dilebur menjadi tembaga, dan kandungannya melebihi 16%, paduan yang dihasilkan menjadi seputih perak. Semakin tinggi kandungan nikel, semakin putih warnanya. Memadukan tembaga murni dan nikel, juga dapat secara signifikan meningkatkan kekuatan, ketahanan korosi, dan kekerasan. Oleh karena itu, meskipun sifat mekanik dan fisik tembaga relatif baik, namun memiliki penampilan yang menarik, tahan korosi, dan memiliki kinerja gambar dalam yang sangat baik, menjadikannya bahan yang bagus untuk perhiasan. Ini sering digunakan secara luas untuk membuat perhiasan perak imitasi dan perhiasan platinum imitasi, dengan kekerasan dan kilau yang sangat mirip dengan perhiasan perak, tetapi dengan harga yang jauh lebih rendah.

Pada perhiasan yang terbuat dari bahan cupronickel, yang paling umum digunakan adalah cupronickel seng, dengan kadar dan komposisi khasnya yang ditunjukkan pada Tabel 2-11 dan sifat-sifat cupronickel seng yang ditunjukkan pada Tabel 2-12.

Tabel 2-11 Komposisi Kimiawi Cupronickel Seng Domestik

Nilai	Komposisi kimia / %
Nilai	Ni + Co	Fe	Mn	Zn	Pb	Si	P	S	C	Mg	Sn	Cu	Total kotoran
BZn 18-18	16. 5 ~ 19. 5	0.25	0.50	Margin	0.05	-	-	-	-	-	-	63. 5 ~ 66. 5	-
BZn 18-26	16. 5 ~ 19. 5	0.25	0.50	Margin	0.05	-	-	-	-	-	-	53. 5 ~ 56. 5	-
BZn 15-20	13.5 ~ 16. 5	0.5	0.3	Margin	0.02	0.15	0.005	0.01	0.03	0.05	0.002	62.0 ~ 65.0	0.9
BZnl5-21-1.8	14. 0 ~ 16.0	0.3	0.5	Margin	1. 5 ~ 2.0	0.15	-	-	-	-	-	60. 0 ~ 63.0	0. 9
BZnl5 -24-1.5	12. 5 ~ 15.5	0.25	0. 05 ~ 0. 5	Margin	1. 4 ~ 1. 7	-	0.02	0. 005	-	-	-	58. 0 ~ 60. 0	0.75
(Liu Ping, 2007; Wang Biwen, 2007; Tian Rongzhang dan Wang Shitang, 2002; Komite Teknis Standardisasi Logam Nonferrous Nasional, 2012)

Tabel 2-12 Sifat Fisik dan Mekanik Cupronickel Seng

Kinerja	Paduan
Kinerja	BZnl5-20	BZnl7-18-1.8
Titik fase cair / ℃	1 081.5	1 121.5
Titik fasa padat / ℃	-	966
Kepadatan ρ / g-cm^-3	8. 70	8.82
Kapasitas panas c/J - (g-°C)^-1	0.40	-
20-100 ℃ Koefisien ekspansi linier α/℃^-1	16. 6X10^-6	-
Konduktivitas termal λ/W- (m- ℃)^-1	25 ~ 360	-
Resistivitas ρ/μΩ-m	0.26	-
Koefisien Suhu Resistensi αR / ℃^-1	2X10^-4	-
Modulus elastisitas E/GPa	126 ~ 140	127
Kekuatan tarik σb/MPa	380 ~ 450 kondisi lunak, 800 kondisi keras	400 kondisi lunak, 650 kondisi keras
Perpanjangan δ/%	35 ~ 45 kondisi lunak, 2 ~ 4 kondisi keras	40 kondisi lunak, 2.0 kondisi keras
Kekuatan luluh σ_0.2 /MPa	140	-
Kekerasan Brinell HB	70 kondisi lunak, 160 ~ 175 kondisi keras	-
Performa pemotongan （bandingkan dengan HPb63 - 3） / %	-	50
(Liu Ping, 2007; Wang Biwen, 2007; Tian Rongzhang dan Wang Shitang, 2002; Komite Teknis Standardisasi Logam Nonferrous Nasional, 2012)

Cupronickel menyerap udara dengan tajam saat dalam keadaan cair, dan permukaannya harus ditutup dengan arang selama peleburan. Pertama, paduan antara tembaga dan nikel 50%Cu + 50%Ni dibuat, dan setelah paduan antara tembaga-nikel dan tembaga elektrolitik dilebur, seng ditambahkan setelah deoksidasi. Setelah peleburan, deoksidasi sekunder dilakukan dengan menggunakan tembaga fosfor, dengan jumlah fosfor 0,03% yang ditambahkan ke fosfor. Coran cupronickel rentan terhadap keretakan selama pemadatan, dan oksidasi sekunder dapat dengan mudah terjadi selama pengecoran, sehingga diperlukan perhatian khusus. Permukaan perhiasan cupronickel umumnya diperlakukan dengan pelapisan listrik. Dibandingkan dengan perhiasan kuningan, meskipun lapisan yang dilapisi pada permukaannya memudar, namun masih tampak putih keabu-abuan, menyerupai perhiasan perak yang teroksidasi. Gaya perhiasan yang dibuat dari cupronickel beragam dan tidak kalah dengan perhiasan yang dibuat dari perak. Gambar 2-10 menunjukkan contoh perhiasan yang terbuat dari cupronickel BZn15-20. Selain untuk memproduksi perhiasan, cupronickel banyak digunakan dalam pembuatan kerajinan tangan.

2.4 Pengembangan Bahan Cupronickel

Nikel cupronickel memiliki banyak sifat yang sangat baik sebagai bahan untuk perhiasan, tetapi juga memiliki beberapa kekurangan. Karena elemen aditif utama, nikel adalah bahan yang langka, harga cupronickel relatif tinggi. Selain itu, karena kekhawatiran yang meluas tentang efek berbahaya dari nikel di berbagai negara, produk yang dibuat untuk kontak dengan kulit manusia, seperti ritsleting, bingkai kacamata, koin, peralatan makan, dan perhiasan, dapat menyebabkan reaksi alergi pada kulit. Oleh karena itu, material nikel-kuponikel telah menghadapi tantangan dalam beberapa tahun terakhir, sehingga pengembangan paduan cupronickel bebas nikel menjadi sangat penting.

Sejauh ini, sebagian besar penelitian tentang cupronickel bebas nikel berfokus pada paduan Cu-Mn-Zn, dan peran utama dari setiap elemen paduan adalah sebagai berikut.

(1) Mangan

Mangan adalah elemen aditif utama dalam paduan cupronickel bebas nikel. Hal ini dapat mengurangi komponen kuning dan merah pada warna permukaan tembaga, bertindak sebagai zat pemutih atau pemudaran, mengubah warna paduan dari berwarna menjadi tidak berwarna. Mangan dapat meningkatkan sifat mekanik paduan dengan memperkuat larutan padat. Mengganti sebagian seng dengan mangan dapat memperbaiki kondisi retakan yang menua. Mangan dapat menekan penguapan seng selama peleburan dan mengurangi biaya material. Namun, jika kandungan mangan melebihi 15%, paduan akan menunjukkan struktur multifase α + β, yang menyebabkan kinerja pemrosesan yang lebih buruk. Mangan merusak kinerja pengecoran paduan; selama peleburan, mangan mudah teroksidasi untuk membentuk inklusi oksida mangan dengan titik leleh tinggi, yang memiliki kepadatan tinggi dan sulit untuk mengapung keluar dari logam cair, sehingga memudahkan coran memiliki cacat inklusi. Selain itu, mangan meningkatkan laju penyusutan paduan, mengurangi fluiditasnya, dan kandungan mangan yang tinggi dapat memperburuk kinerja pemrosesan paduan. Oleh karena itu, dari perspektif kinerja proses, kandungan mangan tidak boleh terlalu tinggi.

(2) Seng

Seng dapat meningkatkan kekuatan dan kekerasan paduan melalui penguatan larutan padat, menurunkan titik leleh paduan, meningkatkan kinerja pembentukan, dan mengurangi biaya paduan. Ketika kandungan seng terlalu rendah, efek penguatannya buruk; meningkatkan kandungan seng dapat meningkatkan efek penguatan. Namun, seng secara signifikan mengurangi ketahanan korosi tembaga, terutama ketika seng melebihi 22%, menyebabkan paduan berubah menjadi struktur multifase α + β, yang memperburuk kinerja pemrosesan dan rentan terhadap masalah retakan penuaan yang disebabkan oleh tegangan sisa. Ketika kandungan seng kurang dari sekitar 30%, meningkatkan kandungan seng akan mengurangi komponen merah pada warna paduan Cu-Mn-Zn sekaligus meningkatkan komponen kuning dan nilai kecerahan. Seng juga memiliki dampak penting pada stabilitas warna paduan; ketika kandungan seng meningkat, ketahanan paduan terhadap perubahan warna pada keringat buatan menurun.

(3) Aluminium

Aluminium adalah salah satu elemen pewarnaan yang paling penting dalam paduan emas imitasi. Dengan meningkatnya kandungan aluminium, nilai kecerahan paduan terner Cu-Zn-Al dan komponen kuning meningkat sementara komponen merah menurun. Koefisien ekuivalen seng dari aluminium sangat tinggi; setiap 1% aluminium setara dengan 6% seng, sehingga wilayah fase α berkurang secara signifikan setelah menambahkan aluminium. Aluminium dapat membentuk lapisan oksida padat pada permukaan paduan, yang dapat memperbaiki retakan penuaan dan masalah korosi dezincifikasi pada paduan, dan juga menghasilkan penguatan larutan padat, yang bermanfaat untuk meningkatkan sifat mekanik paduan. Ketika kandungan aluminium terlalu rendah, efek penguatan tidak mencukupi dan tidak cukup untuk menahan retakan penuaan. Namun, jika kandungannya melebihi 4%, menjadi sulit untuk memurnikan logam cair selama peleburan paduan, dan struktur fase α + β yang kompleks muncul, yang menurunkan kinerja kerja dingin.

(4) Timah

Koefisien ekuivalen seng dari timah adalah 2, jadi menambahkan sejumlah kecil timah hanya berpengaruh kecil pada struktur, dan paduannya tetap satu fase. Timah memiliki efek penguatan larutan padat tertentu. Namun, jika kandungannya melebihi tingkat tertentu, ia cenderung membentuk fase titik leleh rendah pada batas butir, yang merusak sifat mekanik. Sejumlah kecil timah juga memiliki sedikit pengaruh pada warna paduan Cu-Mn-Zn; peran utamanya adalah membentuk lapisan pelindung SO2 pada permukaan paduan, yang dapat sangat meningkatkan ketahanan paduan terhadap perubahan warna. Timah dapat meningkatkan fluiditas paduan dan meningkatkan kinerja pengecoran, tetapi meningkatkan biaya paduan.

(5) Tanah Jarang

Jumlah jejak unsur tanah jarang cerium dapat memperhalus ukuran butir, meningkatkan kekuatan tarik dan perpanjangan paduan, dan meningkatkan kinerja kerja dingin paduan.

By comprehensively utilizing these elements, researchers at home and abroad have developed a series of multi-element nickel-free white Cu-Mn-Zn alloys, such as Cu- 12Mn -8Zn – 1Al – 0.04%Ce, Cu – 15Mn – 15Zn – 1Al, Cu – 20Mn – 20Zn – 0.3Al – 0.2Sn – 0.05Mg, etc.

3. Perunggu

Paduan tembaga lainnya disebut perunggu, kecuali kuningan dan cupronickel. Perunggu pada umumnya mengacu pada paduan tembaga merah dengan timah, timbal, dan elemen kimia lainnya, yang dinamai berdasarkan warnanya yang abu-abu kebiruan. Perunggu dibagi menjadi perunggu timah dan perunggu non-timah, dengan perunggu timah sebagai paduan pengecoran artistik tertua dalam sejarah. Perunggu non-timah adalah jenis perunggu baru yang dikembangkan di zaman modern, yang menggunakan elemen seperti silikon dan aluminium untuk menggantikan timah yang lebih mahal sekaligus meningkatkan beberapa sifat perunggu timah. Keuntungan terbesar dari perunggu adalah ketahanan aus yang sangat baik, dan juga memiliki ketahanan korosi yang tinggi dalam uap, air laut, dan larutan alkali, yang merupakan alasan penting mengapa karya seni perunggu kuno dapat dipertahankan dengan sempurna hingga hari ini. Selain itu, perunggu memiliki titik leleh yang lebih rendah, kinerja pengecoran yang lebih baik, dan sifat mekanik yang baik.

Perunggu yang digunakan untuk pengecoran artistik biasanya mencakup perunggu timah, perunggu silikon, perunggu aluminium, dll.

3.1 Perunggu timah

Perunggu timah adalah paduan tembaga seni pengecoran kuno dengan sejarah lebih dari 5000 tahun. Sebagian besar harta karun seni pengecoran kuno bangsa Tiongkok dituang dengan perunggu timah, seperti Simuwu Ding dari Dinasti Shang, bejana ritual dari periode Musim Semi dan Musim Gugur serta Negara-negara Berperang, dan bianzhong (lonceng perunggu), dan lain-lain.

(1) Struktur dan Karakteristik Kinerja Perunggu Timah

Perunggu timah didasarkan pada paduan tembaga-timah; diagram (Gambar2-11) adalah diagram fase biner Cu-Sn dan keluar dari fase α, β, γ, δ, di antaranya fase α adalah larutan padat substitusi timah yang dilarutkan dalam tembaga murni, dengan kisi kubik yang berpusat pada permukaan, sehingga mempertahankan plastisitas yang baik dari tembaga murni. Fase Β adalah larutan padat berdasarkan senyawa elektronik Cu₅ Sn, dengan kisi kubik berpusat pada tubuh, ada pada suhu tinggi dan terurai selama proses pendinginan. Fasa Γ adalah larutan padat berdasarkan CuSn, dengan sifat yang mirip dengan fasa β. Fase δ adalah larutan padat berdasarkan senyawa elektronik Cu₃₁ Sn₈ dengan kisi kubik yang kompleks, yang ada pada suhu kamar, keras dan rapuh.

Dituang dalam perunggu untuk larutan padat α dan (α + δ) eutektik. Pada perunggu timah, 8-fase tertanam dalam matriks α yang lembut sebagai titik-titik keras, yang memberikan ketahanan aus yang baik pada perunggu timah. Selain itu, organisasi perunggu dalam fase α dan 8-fase memiliki potensi elektroda yang sama, dan perunggu timah di atmosfer; permukaannya akan membentuk lapisan padat SnO₂ lapisan tipis yang menutupi permukaan perunggu sehingga perunggu timah memiliki ketahanan korosi yang baik. Semakin tinggi kandungan timah, semakin tebal dan padat lapisan SnO₂ film, semakin baik ketahanan korosi perunggu timah. Warna paduan meningkat dengan bertambahnya kandungan timah dari merah menjadi kuning kehijauan. Ketika kandungan timah lebih dari 20% di atas, warnanya putih, digunakan pada zaman kuno untuk menghasilkan cermin perunggu. Pengaruh timah pada sifat mekanik perunggu ditunjukkan pada Gambar 2-12. Ketika kandungan timah kurang dari 5% ~ 7% di wilayah fase tunggal; dengan peningkatan kandungan timah, kekuatan dan perpanjangan paduan meningkat; ketika kandungan timah lebih dari 5% ~ 7%, karena pengaturan (α + δ) eutektik, sehingga perpanjangan berkurang, kekuatan terus meningkat. Ketika kandungan timah adalah 18%, kekuatan dan kekerasan plastisitas tertinggi berada pada titik terendah. Kandungan timah sekitar 5% dari perunggu timah fase α tunggal mudah diwarnai.

(2) Peran Elemen Paduan dalam Perunggu Timah

① Seng. Menambahkan seng ke perunggu timah dapat mengurangi kisaran suhu kristalisasi perunggu timah, meningkatkan fluiditas paduan, dan mengurangi kecenderungan untuk menghasilkan rongga penyusutan. Selain itu, seng memiliki tekanan uap yang relatif tinggi selama peleburan, dan uap seng yang terbentuk dapat mencegah oksidasi unsur tembaga dan timah, memurnikan paduan dan mengurangi kecenderungan terbentuknya pori-pori. Pengaruh seng pada struktur dan sifat perunggu timah mirip dengan timah, dengan penambahan seng 2% setara dengan peran timah 1%. Namun, harga seng jauh lebih rendah daripada timah, sehingga seng dapat digunakan untuk menggantikan timah untuk mengurangi biaya. Jika kandungan seng melebihi 5%, dapat membuat pola menjadi tidak jelas, meningkatkan kerentanan terhadap korosi, dan menyulitkan untuk menghasilkan lapisan luar hijau yang elegan.

② Memimpin. Timbal memiliki kekerasan yang sangat rendah dan didistribusikan dalam bentuk partikulat dalam perunggu timah, sehingga meningkatkan ketahanan aus paduan dan memfasilitasi pemrosesan perunggu. Pada saat yang sama, titik leleh timbal yang rendah meningkatkan fluiditas perunggu timah. Selama pemadatan, timbal terakumulasi di celah antara dendrit, mengurangi penyusutan dan mencegah kebocoran, dengan efek anti-kebocoran terbaik yang umumnya dicapai pada kandungan timbal sekitar 5%. Timbal memiliki berat jenis yang relatif tinggi pada perunggu, dan timbal yang berlebihan dapat menyebabkan pemisahan gravitasi, jadi penting untuk mengaduk perunggu timah yang mengandung timbal sebelum dituang dan menggunakan pendingin air atau cetakan logam untuk mempercepat pendinginan dan mencegah pemisahan.

③ Nikel. Nikel larut tanpa batas dalam larutan padat perunggu, mendorong perkembangan dendrit α; dengan demikian, menambahkan sedikit nikel dapat mengurangi pemisahan timah dan timbal. Menambahkan nikel 1% ~ 2% dapat menghaluskan butiran, meningkatkan sifat mekanik, ketahanan korosi, dan stabilitas termal, serta meningkatkan kinerja pengecoran perunggu. Jumlah nikel yang lebih banyak akan membuat perunggu tampak lebih putih.

④ Besi. Fungsi utama besi mirip dengan nikel, yaitu dapat menghaluskan butiran, meningkatkan kekuatan, dan meningkatkan performa pewarnaan. Namun, kandungannya harus dikontrol di bawah 5%; jika tidak, akan membuat perunggu rapuh dan mengurangi ketahanan terhadap korosi.

⑤ Aluminium. Pada perunggu timah, aluminium merupakan pengotor berbahaya yang menyulitkan pewarnaan. Selama aluminium 0,5% ada, permukaannya berubah dari merah tua menjadi kuning keemasan dan kemudian menjadi putih perak. Namun, aluminium dapat meningkatkan kekuatan, ketahanan korosi, dan kinerja pengecoran pada perunggu bebas timah.

⑥ Fosfor. 0,03% ~ 0,06% fosfor harus ditambahkan ke perunggu timah untuk mendeoksidasi dan meningkatkan kinerja pengecoran; jumlah yang berlebihan dapat dengan mudah menghasilkan fase rapuh Cu₃ P dan mengurangi efek pewarnaan.

Silikon. Menambahkan silikon pada perunggu akan memperburuk sifat mekanik dan pengecorannya, tetapi dapat meningkatkan ketahanan terhadap korosi. Silikon memberikan warna merah tua hingga coklat pada permukaan, terkadang tampak ungu, karena kandungan SiO yang sangat padat.₂ film yang menutupi permukaan, sehingga menyulitkan pewarnaan.
Perunggu timah memiliki penampilan yang indah dan kinerja pemrosesan yang sangat baik. Ini telah banyak digunakan dalam kerajinan pengecoran dari zaman kuno. Tabel 2-13 mencantumkan beberapa bahan perunggu timah yang umum digunakan untuk pengecoran artistik.

Tabel 2-13 Perunggu Timah untuk Pengecoran Artistik

Nama, nilai	Komponen kimia utama / %					Pengotor /%≯					Keterangan
Nama, nilai	Sn	Zn	Pb	A1	Cu	Sb	Fe	Al		Total	Keterangan
ZCuSn2Zn3	1.8 ~ 2.2	2.5 ~ 3.5			Margin						Standar Cina
ZCuSn3A12	2.5 ~ 3.5			1.5 ~ 3.5	Margin						Standar Cina
ZCuSnl2Mnl	10 ~ 15	0. 15 ~ 0. 25	0. 2 ~ 0. 3	Mn 1.0 ~ 1. 25	Margin						Standar Cina
ZCuSn5Zn5Pb5	4.0 ~ 6.0	4.0 ~ 6.0	4.0 ~ 6.0		Margin						Standar Cina
ZCuSn10Zn2	9.0 ~ 11.0	1.0 ~ 2.0			Margin						Standar Cina
BC1	2.0 ~ 4.0	8.0 ~ 12.0	3.0 ~ 7.0		79. 0 ~ 83. 0					2.0	Standar Jepang
BC6	4.0 ~ 6.0	4.0 ~ 6.0	4.0 ~ 6.0		82. 0 ~ 87.0					2.0	Standar Jepang
BC7	5.0 ~ 7.0	3.0 ~ 5.0	1.0 ~ 3.0		86. 0 ~ 90. 0					1.5	Standar Jepang
G - CuSn5ZnPb	4.0 ~ 6.0	4.0 ~ 6.0	4.0 ~ 6.0		84. 0 ~ 86. 0	0.3	0.3	P0. 05	S0. 10		Standar Jerman
C90300	7.5 ~ 9.0	3.0 ~ 7.0			86.0 ~ 89. 0	0.2	0.15	0. 005	Si0. 005	1.76	American Standard
(Tian Rongzhang dan Wang Zhutang, 2002)

Perunggu timah digunakan untuk pengecoran karya seni dan mampu menahan suhu tinggi, kelembaban tinggi, dan paparan gas limbah perkotaan (terutama CO₂, SO₂gas) dan bahkan hujan asam. Di atmosfer normal, laju korosi perunggu timah adalah 0,001mm / a; di atmosfer pantai, 0,002mm / a; di atmosfer industri, 0,002 ~ 0,006mm / a.

Karya seni cor luar ruangan yang besar dapat retak karena stres yang disebabkan oleh sinar matahari, perbedaan suhu, dan pengelasan dalam atmosfer yang korosif. Perunggu timah memiliki kecenderungan rendah untuk retak akibat tekanan, yang secara efektif dapat mengurangi risiko ini. Sebagai contoh, Tian Tan Buddha di Hong Kong terbuat dari 8% Sn dan 4%, dengan sisanya terbuat dari tembaga, cor, dan dilas bersama, dan selesai pada tahun 1989. Patung ini telah berdiri dengan aman di Puncak Muk Yu di Pulau Lantau, Hong Kong sejak saat itu.

3.2 Penerapan Perunggu dalam Ornamen Kerajinan

Karena penampilannya yang indah dan performa pemrosesan perunggu yang istimewa, perunggu telah banyak digunakan sebagai bahan untuk kerajinan perhiasan dari zaman kuno hingga sekarang.

Pada zaman kuno, selain digunakan secara luas sebagai peralatan, juga digunakan untuk ornamen yang halus dan rumit, seperti gelang perunggu dari Dinasti Han dan cincin perunggu dari Dinasti Liao. Saat ini, penerapan perunggu dalam kerajinan dan perhiasan memiliki potensi pengembangan yang besar, terutama dengan peningkatan tingkat ekonomi, perkembangan pesat pengecoran perunggu, permintaan pasar yang tinggi, berbagai macam produk, dan berbagai metode replikasi, peniruan, dan kreasi. Ini banyak digunakan sebagai patung perkotaan, bejana ritual kuil, patung Buddha, lukisan dekoratif, dan barang koleksi. Dalam hal perhiasan, perunggu juga digunakan untuk membuat berbagai ornamen dan aksesori. Sebagai contoh, merek fesyen Yunani yang terkenal, Folli Follie, mengkhususkan diri dalam mendesain, membuat, dan mendistribusikan perhiasan, jam tangan, dan aksesori. Perusahaan ini telah meluncurkan seri Perunggu Berharga, yang memadukan perunggu dan perak. Kalung, gelang, dan anting-antingnya berbentuk bulat tak beraturan, membangkitkan perasaan nostalgia yang mengingatkan kita akan negeri yang bermandikan sinar matahari keemasan. Perpaduan bahan yang berbeda dan kesegaran perak menciptakan lekukan yang indah. Harta karun mewah ini membawa karakteristik brilian Folli Follie, memancarkan keanggunan dan keindahan para fashionista sejati.

Copywrite @ Sobling.Jewelry - Produsen perhiasan khusus, pabrik perhiasan OEM dan ODM

Bagian IV Pengerjaan Perhiasan Tembaga

Ada berbagai metode untuk membuat perhiasan paduan tembaga, termasuk pengecoran lilin yang hilang, stamping, pengepresan hidraulik, elektroformasi, ukiran, dan etsa.

1. 1. Proses Pengecoran Lilin yang Hilang untuk Perhiasan Tembaga

Pengecoran cetakan gipsum telah menjadi metode utama untuk pembuatan perhiasan, dan aliran proses tipikal untuk pengecoran lilin yang hilang dari perhiasan tembaga adalah sebagai berikut:

Pembuatan model asli → Pembuatan cetakan karet (cetakan kompresi, vulkanisasi, cetakan pembuka) → Pembuatan cetakan lilin (injeksi lilin, finishing lilin) → Penanaman pohon model lilin → Pembuatan pengecoran cetakan (pencampuran bubur bubuk pengecoran, penyedotan debu, penuangan bubur, penyedotan debu, dewaxing, burnout) → Peleburan dan penuangan (perlakuan awal paduan, peleburan, penuangan) → Pembersihan pengecoran (menghilangkan bubuk pengecoran, pencelupan asam, pra-pemolesan) → Pasca-pemrosesan (penyelesaian cetakan, pengaturan, pemolesan, pelapisan listrik).

1.1 Model Asli

Tentukan metode produksi versi asli yang sesuai berdasarkan kerumitan benda kerja, spesifikasi, dan persyaratan kualitas pelanggan. Metode produksi model asli perhiasan dibagi menjadi tiga kategori: model lilin yang diukir dengan tangan, model yang dibuat dengan komputer, dan model perak yang dibuat dengan tangan. Mengambil model lilin ukiran tangan sebagai contoh, proses utamanya meliputi aspek-aspek berikut: melihat pesanan dan memotong bahan → finishing kasar → finishing halus → melepas pemberat bawah → membuka posisi pengaturan batu → memperbaiki.

(1) Melihat Urutan dan Memotong Bahan

Pahami persyaratan pelanggan berdasarkan pesanan, seperti ukuran, ukuran batu, batas berat lilin, dll. Pilih bahan lilin yang sesuai untuk benda kerja, lalu tandai garis pada bahan lilin, dan gunakan mata gergaji atau gergaji busur untuk memotong sepanjang garis yang ditandai.

(2) Penyelesaian Kasar

Gambarkan garis utama pada bahan, termasuk kontur bagian dalam dan luar. Gunakan strip kasar untuk menjahit bagian yang berlebih. Pasang bur finishing pada penggiling poros fleksibel gantung listrik untuk pemrosesan awal, pertama-tama buatlah garis besar kasar. Kemudian, alihkan ke bur baja dan dangkal tanda dalam yang ditinggalkan oleh strip kasar dan alat bur finishing (Gbr 2-13). Terakhir, gunakan kikir untuk menghilangkan bekas yang ditinggalkan oleh gerinda baja, sehingga permukaannya menjadi halus.

(3) Penyelesaian Akhir yang Baik

Penyelesaian halus didasarkan pada penyelesaian kasar dan pemrosesan lebih lanjut untuk membuat seluruh sampel lilin menjadi lebih halus dan menyenangkan secara estetika. Pertama, kompas digunakan untuk mengambil dimensi setiap bagian pada templat sampel lilin dan menggambar beberapa garis bantu. Berdasarkan garis bantu ini, singkirkan kelebihan lilin dengan bur finishing, kemudian gunakan bur baja untuk menghaluskan tanda kasar yang tersisa dari proses sebelumnya. Gunakan spatula besar dan kecil untuk meratakan setiap sudut atau bagian yang menonjol pada sampel lilin, dan sempurnakan dengan pisau bedah. Terakhir, kikir besar dan kecil untuk menghaluskan sampel lilin secara keseluruhan.

(4) Melepaskan Beban Bawah

Tujuan menghilangkan beban bawah adalah untuk mengurangi berat benda kerja. Pasanglah bur bola dan bur roda pada penggiling poros fleksibel yang digantung secara elektrik, dan gunakanlah bur bola untuk menghilangkan material lilin berlebih di bagian bawah kepala pola atau lingkaran dalam betis cincin (Gbr. 2-14). Umumnya, ketebalan dasar yang dicadangkan untuk pengaturan pengaspalan adalah 1,1 mm; untuk pengaturan emas muda dan siram adalah 0,7 mm; untuk pengaturan bezel dan pengaturan saluran adalah 1,6 mm. Kemudian, gunakan dental bur, bor bur, pisau bedah, dll., untuk memangkas bingkai bawah sampel lilin. Selama pelepasan bobot bawah, penting untuk sering mengukur dimensi pada posisi light gold, posisi pengaturan pave, posisi pengaturan saluran, dll., dengan menggunakan kaliper internal untuk mencegah penyimpangan.

(5) Membuat Posisi Pengaturan Batu

Menurut ukuran batu dan metode pengaturan, buka posisi batu, gunakan bor berlian yang sesuai untuk pengaturan saluran dan pengaturan bezel, bor lubang pada posisi batu yang ditentukan, lalu gunakan gerinda baja, kikir kecil, pisau bedah, dll. Untuk penyesuaian; gerinda baja juga dapat digunakan untuk langsung membuka posisi batu.

(6) Perbaikan

Perbaikan melibatkan penyesuaian detail tertentu untuk memastikan bahwa benda kerja yang diperbaiki memenuhi persyaratan pesanan dengan lebih baik. Selama perbaikan, perhatian harus diberikan untuk menyesuaikan dan mengoordinasikan hubungan antara berat dan ukuran lilin sesuai dengan persyaratan pesanan untuk berat dan dimensi produk.

(7) Pemolesan

Seka permukaan pelat lilin dengan kain nilon untuk membuatnya halus dan mulus.

(8) Mereplikasi Model Perak

Setelah model lilin yang diukir dengan tangan selesai, model tersebut harus dicetak ke dalam model perak untuk meniru cetakan karet. Permukaan model perak cor kemudian dihaluskan (Gbr. 2-15) untuk memastikan hasil akhir permukaan yang baik, menghindari cacat pada model perak direplikasi ke dalam cetakan. Bentuk, dimensi, dan berat model perak diperiksa untuk memenuhi persyaratan pesanan. Selain itu, beberapa proses yang tidak dapat diselesaikan oleh model lilin yang diukir dengan tangan, ditambahkan, misalnya, penanaman cabang, pembuatan gesper dan kancing, anting-anting yang menjuntai, dll.

(9) Pengelasan Sprues

Sprue didesain untuk menyisakan saluran bagi aliran logam cair selama proses pengecoran. Dalam pengecoran perhiasan, karena tidak ada anak tangga yang disetel pada benda kerja untuk menebus kontraksi, sariawan telah menjadi saluran untuk pengisian logam cair tetapi juga perlu menanggung kontraksi pemadatan logam cair di dalam riasan untuk kontraksi tugas, pengaturan sariawan yang benar adalah untuk memastikan bahwa kualitas pengecoran dari kondisi dasar pengecoran banyak cacat pengecoran cetakan cair secara langsung atau tidak langsung oleh pengaturan sariawan yang disebabkan oleh ketidakrasionalan cacat, seperti pengisian yang tidak mencukupi, pelonggaran, porositas, dan cacat umum lainnya.

1.2 Pembuatan Cetakan Karet

(1) Mengisi dan Mengepres Karet Mentah

Gunakan pena berbahan dasar minyak untuk menggambar garis pemisah di sepanjang tepi bentuk model sebagai posisi pemisah untuk memotong cetakan karet. Posisi garis perpisahan ditentukan berdasarkan prinsip untuk memudahkan pelepasan cetakan. Siapkan pelat karet dan partikel karet sesuai dengan dimensi model perak, letakkan model perak pada posisi yang sesuai pada pelat karet, dan isi celah, ceruk, dan posisi pemasangan batu pada model master dengan menggunakan metode seperti menancapkan, membungkus, menambal, dan mengisi, memastikan tidak ada celah antara pelat karet silikon dan pelat master (Gbr. 2-16). Kemudian, pelat karet yang tersisa diaplikasikan; untuk memastikan umur panjang cetakan karet, biasanya ditekan dengan lebih dari empat lapisan film silikon. Setelah ditekan ke dalam bingkai cetakan, ketebalan cetakan karet sedikit lebih tinggi dari bidang bingkai sekitar 2 mm. Selama operasi, pelat karet silikon harus dijaga kebersihannya, dan kontak langsung dengan permukaan pelat karet silikon harus dihindari; sebagai gantinya, pelat karet pelindung di permukaan harus dirobek setelah film silikon dipasang.

(2) Vulkanisasi

Pertama, panaskan terlebih dahulu vulkanisator, kemudian letakkan bingkai cetakan dengan lembaran silikon yang sudah ditekan di dalamnya dan kencangkan gagangnya untuk menekan pelat pemanas ke bingkai cetakan. Periksa dengan cermat apakah pelat pemanas sudah ditekan dengan kuat (Gbr 2-17). Karet yang umum digunakan memiliki kisaran suhu vulkanisasi dari 143~173℃, dan suhu optimal tergantung pada jenis karet. Sebelum memanaskan, tekan selama beberapa menit, lalu tingkatkan tekanan secara bertahap. Pilih waktu vulkanisasi berdasarkan ketebalan model; misalnya, 30 menit untuk ketebalan 12 mm, 45 menit untuk 18 mm, dan 75 menit untuk 36 mm. Setelah waktu vulkanisasi habis, segera lepaskan cetakan karet, dan setelah mendingin secara alami hingga mencapai suhu kamar, Anda dapat melanjutkan dengan operasi pembukaan cetakan.

(3) Membuka Cetakan Karet

Membuka cetakan karet melibatkan pemotongan cetakan karet yang ditekan untuk mengeluarkan model aslinya (Gambar 2-18) dan membagi cetakan karet menjadi beberapa bagian sesuai dengan kerumitan bentuk sampel sehingga cetakan lilin dapat dilepas dengan mulus setelah injeksi lilin. Pembukaan cetakan karet biasanya menggunakan metode pemosisian empat kaki.

1.3 Pembuatan Cetakan Lilin

Karena sifat perhiasan yang halus, saat membuat cetakan lilin, perlu menggunakan tekanan mesin injeksi lilin untuk menyuntikkan cairan lilin ke dalam rongga model karet. Ada banyak mesin injeksi lilin, termasuk mesin injeksi lilin tekanan udara biasa, mesin injeksi lilin vakum, dan mesin injeksi lilin otomatis digital. Tempatkan bahan lilin di dalam tangki lilin. Bahan lilin harus dijaga kebersihannya, dan suhu tangki lilin serta nosel harus disesuaikan dengan suhu yang diperlukan.

Sebelum mengoleskan lilin, buka cetakan silikon dan periksa integritas dan kebersihannya. Semprotkan bahan pelepas di bagian cetakan yang lebih kecil dan lebih rumit (atau taburkan sedikit bedak) untuk memudahkan pengangkatan cetakan lilin.

Nyalakan pompa vakum selama injeksi lilin dan periksa apakah suhu lilin berada di antara 0 ~ 75 ℃. Sesuaikan waktu injeksi dan tekanan udara sesuai dengan kerumitan bagian lilin di dalam cetakan, kemudian jepit cetakan secara merata untuk melakukan operasi injeksi lilin (Gbr. 2-19). Bagian lilin dapat dikeluarkan dari cetakan setelah didinginkan selama sekitar 1 menit. Harus berhati-hati ketika melepas cetakan untuk menghindari kerusakan atau perubahan bentuk pada bagian lilin.

Setelah melepaskan cetakan lilin, periksa secara cermat. Jika ada cacat seperti flash, bekas penjepitan, kepala bunga tidak jelas, atau kepala bunga yang tumpang tindih, maka perlu dipangkas dengan pisau bedah; untuk lubang pasir dan cakar yang patah dapat diperbaiki dengan tukang las lilin; lubang kecil yang tersumbat dapat ditembus dengan jarum las; untuk deformasi cetakan lilin, dapat diperbaiki dalam air panas pada suhu 40 ~ 50 ℃. Terakhir, kapas yang dibasahi alkohol akan menghilangkan serutan lilin dari cetakan.

1.4 Pohon Model Lilin Pelapisan

Setelah memangkas cetakan lilin, pohon model lilin harus ditanam untuk melanjutkan operasi lebih lanjut. Penanaman pohon model lilin melibatkan pengelasan cetakan lilin yang sudah disiapkan secara berurutan pada batang lilin dengan cara berlapis-lapis menggunakan tukang las lilin, sehingga menghasilkan pohon model lilin yang menyerupai pohon besar (Gbr. 2-20).

1.5 Produksi Cetakan Gipsum

(1) Investasi - Pencampuran bubuk dan Grouting

Dalam proses pembuatan cetakan, beberapa mesin dan peralatan yang umum akan digunakan, termasuk pencampur bubuk sederhana, ekstraktor vakum, pencampur bubuk vakum otomatis, dll. Proses pencampuran dan pemasangan bubuk pengecoran gipsum secara umum ditunjukkan pada Gambar 2-21.

Karena listrik statis yang dihasilkan pada pohon model lilin, yang dengan mudah menarik debu, maka pohon model lilin dapat direndam dalam surfaktan atau detergen yang diencerkan sebelum dipasang, dicuci dengan air suling, dan dikeringkan. Selama proses pencampuran bubuk dan grouting, perhatian harus diberikan untuk mengontrol waktu pengaturan bubur gipsum dengan tepat. Jika mengeras terlalu cepat, gas tidak dapat dikeluarkan tepat waktu; jika mengeras terlalu lambat, bubuk dapat dengan mudah mengendap di dalam bubur, mengakibatkan perubahan lokal pada rasio padat-cair, menyebabkan kekasaran yang berbeda pada bagian atas dan bawah perhiasan.

Setelah cetakan pengecoran selesai dan operasi vakum dilakukan, cetakan harus didiamkan selama 1,5 ~ 2 jam untuk mengeras dan mengeraskan cetakan gipsum sepenuhnya. Kemudian, lepaskan alas karet, bahan pembungkus di sekitar labu baja, dan bubur yang tercecer, dan buat tanda di sisi dan permukaan cetakan pengecoran.

(2) Penghapusan Lilin dari Cetakan

Setelah bubur mengeras, ada dua metode yang berbeda untuk menghilangkan lilin: dewaxing uap atau dewaxing pengeringan dalam tungku pembakaran.

Dewaxing dengan uap dapat menghilangkan lilin secara lebih efektif dan bermanfaat bagi lingkungan. Perhatikan bahwa perebusan air tidak boleh terlalu kuat, dan waktu untuk steam dewaxing harus dikontrol; jika tidak, percikan air dapat masuk ke dalam cetakan dan merusak permukaan cetakan. Selain itu, dalam pengecoran dengan pengaturan lilin, penggunaan steam dewaxing dapat mengencerkan pelindung asam borat dalam bubuk pengecoran, yang menyebabkan masalah seperti batu permata yang keruh atau berubah warna.

Burnout dewaxing adalah metode yang secara langsung menggunakan tungku pembakaran untuk memanaskan cetakan, sehingga bahan lilin meleleh dan mengalir keluar dari cetakan. Karena titik didih bahan lilin yang rendah, saat menggunakan metode ini, jika cairan lilin mendidih dengan hebat, dapat merusak permukaan cetakan, atau jika cairan lilin tidak keluar dengan lancar, dapat merembes ke lapisan permukaan cetakan, yang keduanya akan memperburuk kualitas permukaan pengecoran. Oleh karena itu, penting untuk mengontrol suhu dan kecepatan pemanasan selama tahap dewaxing dan menyiapkan platform isolasi yang sesuai.

(3) Cetakan yang Terbakar

Tujuan dari burnout adalah untuk menghilangkan kelembaban dari cetakan gipsum dan sisa lilin, mencapai kekuatan suhu tinggi yang diinginkan dan permeabilitas udara cetakan dan memenuhi persyaratan suhu cetakan selama penuangan. Sistem dan peralatan burnout sangat mempengaruhi kinerja akhir cetakan gipsum.

Tungku pembakaran gipsum yang digunakan dalam industri perhiasan umumnya mengadopsi tungku resistansi, dan beberapa menggunakan tungku berbahan bakar minyak. Terlepas dari jenis tungku, distribusi suhu di dalam tungku harus seseragam mungkin. Tungku pembakaran resistansi biasanya digunakan, yang umumnya mengadopsi pemanasan tiga sisi, dan beberapa menggunakan pemanasan empat sisi. Mereka biasanya dilengkapi dengan perangkat pengatur suhu dan dapat mencapai kontrol suhu tersegmentasi. Namun, distribusi suhu di dalam tungku tidak cukup seragam, dan juga sulit untuk menyesuaikan atmosfer di dalam tungku selama burnout. Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa teknologi burnout canggih terus bermunculan, dengan fokus pada pencapaian distribusi suhu yang seragam di dalam tungku, menghilangkan residu lilin, dan mengotomatiskan tungku kontrol. Misalnya, jenis tungku menggunakan metode tempat tidur berputar, dengan pemanasan di keempat sisinya, memberikan panas yang seragam dan stabil. Cetakan gipsum dapat dipanaskan secara merata, sehingga sangat cocok untuk persyaratan proses pengecoran dengan set lilin.

Apabila memanggang cetakan, sistem pemanggangan yang sesuai harus ditetapkan, dan platform pengawetan panas harus disiapkan selama beberapa tahap yang sensitif. Cetakan dibakar pada suhu tertinggi selama 3 ~ 4 jam. Setelah semua sisa karbon dibakar, suhu cetakan perlu diturunkan ke suhu tertentu untuk mencegah cacat seperti penyusutan dan porositas pada pengecoran karena suhu cetakan yang berlebihan; Namun, karena potongan perhiasan umumnya cukup halus dan sulit dibentuk, penuangan cetakan dingin tidak digunakan untuk memastikan pengisian penuh. Jika tidak, permukaan pengecoran rentan terhadap kekasaran dan kontur yang tidak jelas. Umumnya, tergantung pada struktur benda kerja dan jumlah pengecoran, suhu cetakan selama penuangan antara 520 ~ 650 ℃.

1.6 Peleburan dan Penuangan

(1) Pretreatment Paduan

Dalam produksi pengecoran perhiasan, efek pengecoran perhiasan terkait erat dengan kondisi paduan perhiasan. Ketika logam murni dan paduan perantara langsung dicampur dan dituang, mudah menimbulkan masalah seperti komposisi yang tidak merata, kehilangan yang parah, dan cacat seperti lubang. Oleh karena itu, umumnya perlu dilakukan pra-perlakukan paduan perhiasan dengan melelehkan dan menuangkan berbagai logam murni dan bahan paduan ke dalam manik-manik atau menuangkannya ke dalam ingot dan kemudian memproporsinya sesuai dengan berat yang dibutuhkan. Metode manik-manik prefabrikasi biasanya lebih disukai, di mana logam cair mengalir keluar dari wadah dan langsung mendingin dan terpecah menjadi tetesan ketika diteteskan ke dalam air pendingin, memadatkan partikel logam padat (Gbr. 2-22 hingga 2-24). Partikel paduan yang bulat dan berukuran tepat bermanfaat untuk komposisi yang seragam selama proses peleburan, kontrol suhu, dan mengurangi cacat seperti lubang, lubang pasir, dan bintik-bintik keras, yang juga terkait erat dengan kontrol kehilangan logam.

(2) Peleburan Paduan

Metode peleburan yang umum untuk paduan perhiasan dibagi ke dalam dua kategori utama: peleburan dengan obor dan peleburan induksi.

① Peleburan dengan obor. Peleburan dengan obor untuk membuat perhiasan adalah metode produksi tradisional yang menggunakan alat dan perlengkapan sederhana. Pertama, logam dilebur menggunakan api dan kemudian dituang secara manual menggunakan peralatan tuang sederhana. Gas pembakaran yang digunakan dalam peleburan obor termasuk gas dan oksigen, gas alam dan oksigen, dll. Umumnya, oksigen-asetilena tidak digunakan karena suhunya terlalu tinggi, sehingga menyebabkan kehilangan logam yang signifikan dan sulit dikendalikan.
Peleburan obor pada umumnya menggunakan cawan lebur tanah liat. Sebelum melebur, periksa dengan cermat kualitas wadah; dinding bagian dalam harus memiliki lapisan kaca yang halus dan padat tanpa sisa terak. Siapkan fluks untuk pembentukan terak, biasanya menggunakan boraks anhidrat. Pertama, panaskan wadah, lalu tambahkan partikel tembaga, sesuaikan intensitas dan sifat nyala api ke tingkat yang sesuai. Ketika bahan tembaga hampir meleleh, taburkan sedikit boraks pada permukaan cairan dan aduk perlahan-lahan logam cair secara merata dengan batang kaca (Gbr. 2-25). Ketika suhu mencapai suhu penuangan yang diperlukan, cetakan dapat dikeluarkan untuk dituang.

Selama proses peleburan, kendalikan suhu dan atmosfer nyala api; jika tidak, oksidasi yang serius akan terjadi, yang menyebabkan hilangnya logam dan kontaminasi terak pada logam cair, terutama pada paduan kuningan, yang rentan terhadap kehilangan oksidasi seng yang signifikan. Suhu peleburan umumnya dikontrol antara 980 ~ 1020 ℃ untuk mengurangi kehilangan logam dan menghindari waktu yang lama.

② Peleburan induksi. Dalam produksi perhiasan tembaga, metode peleburan induksi banyak digunakan untuk melebur paduan tembaga (Gambar 2-26). Kontrol atmosfer selama peleburan secara signifikan berdampak pada kualitas logam cair. Secara umum, ada beberapa metode yang ada, seperti peleburan vakum, peleburan dengan proteksi gas inert, dan peleburan dengan proteksi nyala api. Peleburan vakum bermanfaat untuk kualitas metalurgi; namun, tidak cocok untuk paduan tembaga, terutama paduan kuningan dengan kandungan seng yang tinggi, karena vakum memperburuk penguapan seng, yang menyebabkan hilangnya logam yang parah, fluktuasi komposisi yang signifikan, dan asap peleburan dapat dengan mudah merusak sistem vakum. Oleh karena itu, gas inert seperti argon dan nitrogen atau api pereduksi umumnya digunakan untuk mengisolasi dan melindungi permukaan logam cair untuk mencapai kualitas metalurgi yang sangat baik saat peleburan paduan tembaga secara induksi.

(3) Menuangkan

Karena potongan perhiasan relatif halus, pemadatan terjadi dengan cepat selama proses pengecoran, yang mengakibatkan hilangnya fluiditas. Oleh karena itu, pengecoran gravitasi konvensional berjuang untuk memastikan pembentukan yang tepat, dan perlu untuk memperkenalkan beberapa kekuatan eksternal untuk mendorong pengisian cepat rongga cetakan dengan logam cair, mencapai pengecoran dengan bentuk yang lengkap dan kontur yang jelas. Berdasarkan metode penggunaan gaya eksternal, dapat dibagi menjadi dua kategori utama: pengecoran sentrifugal dan pengecoran statis; berdasarkan tingkat otomatisasi dalam proses pengecoran, dapat dibagi menjadi mesin pengecoran manual dan mesin pengecoran bertekanan.

(1)Penuangan secara manual. Penuangan manual umumnya dilakukan dengan obor atau peleburan induksi. Setelah cairan logam dilebur dan dimurnikan, suhunya disesuaikan dengan kisaran suhu penuangan. Kemudian, cetakan dikeluarkan dari tungku pembakaran untuk mempersiapkan penuangan. Tergantung pada jenis peralatan yang digunakan, penuangan manual terutama mencakup pengecoran sentrifugal dan pengecoran hisap vakum.

Gambar 2-27 adalah mesin sentrifugal transmisi mekanis sederhana di beberapa pabrik pengolahan perhiasan kecil. Mesin ini tidak dilengkapi dengan alat pemanas induksi, menggunakan gas-oksigen untuk melebur logam, atau menggunakan tungku induksi untuk melebur logam dan menuangkannya ke dalam wadah. Cetakan gipsum ditempatkan rata di dasar cetakan lengan yang berputar, dan lengan yang berputar dimulai. Di bawah aksi gaya sentrifugal, logam cair memasuki rongga cetakan, menyelesaikan proses penuangan. Banyak faktor yang mempengaruhi kualitas selama operasi, sehingga cocok untuk menuangkan barang-barang perhiasan kecil, seperti mata rantai, kancing telinga, dll.

Pengecoran tekanan negatif adalah ketika tekanan udara di rongga cetakan lebih rendah daripada tekanan udara eksternal, menggunakan perbedaan tekanan untuk memasukkan logam cair ke dalam cetakan. Pengecoran vakum manual adalah bentuk pengecoran vakum yang paling sederhana, menggunakan mesin hisap, yang komponen utamanya adalah sistem vakum tanpa alat pemanas dan peleburan. Oleh karena itu, harus digunakan dengan obor atau tungku peleburan. Tampilan mesin penghisap ditunjukkan pada Gambar 2-28. Setelah cairan logam meleleh, gerbang penuangan cetakan pengecoran ditempatkan tegak di ruang vakum, dan perangkat vakum dihidupkan untuk menuangkan cairan. Cara ini relatif mudah dioperasikan dan sangat efisien, sehingga banyak digunakan di pabrik-pabrik kecil dan menengah. Karena pengecoran dilakukan di atmosfer, cairan logam memiliki masalah oksidasi sekunder dan penyerapan gas. Seluruh proses pengecoran dikontrol oleh operator, termasuk suhu penuangan, kecepatan penuangan, ketinggian kepala, dan penanganan terak pada permukaan cairan, sehingga banyak faktor manusia yang dapat memengaruhi kualitas. Sangat cocok untuk pengecoran barang dekoratif berukuran sedang hingga besar, seperti cincin pria, liontin, gelang, dll.

② Penuangan otomatis dari mesin pengecoran. Dengan meningkatnya persyaratan kualitas untuk produk perhiasan dan kemajuan teknologi dalam industri perhiasan, mesin pengecoran otomatis telah menjadi peralatan yang sangat penting dalam pengecoran lilin yang hilang dari perhiasan, yang berfungsi sebagai fondasi penting untuk memastikan kualitas produk. Berdasarkan jenis gaya eksternal yang digunakan, mesin pengecoran perhiasan yang umum digunakan dibagi menjadi dua kategori: pengecoran sentrifugal dan statis.

Menanggapi kekurangan mesin pengecoran sentrifugal sederhana tradisional, mesin pengecoran sentrifugal modern mengintegrasikan pemanasan induksi dan pengecoran sentrifugal, mencapai kemajuan yang signifikan dalam teknologi penggerak dan pemrograman, meningkatkan kemampuan pemrograman dan kontrol otomasi proses. Gambar 2-29 menunjukkan ruang peleburan dan pengecoran tipikal dari mesin pengecoran sentrifugal perhiasan, yang dapat digunakan untuk pengecoran perhiasan paduan tembaga.

Mesin pengecoran statis yang paling canggih dan banyak digunakan adalah mesin pengecoran tekanan vakum otomatis (Gambar 2-30). Ada banyak model mesin jenis ini, dan mesin pengecoran yang diproduksi oleh perusahaan yang berbeda masing-masing memiliki karakteristiknya sendiri. Namun, mereka umumnya terdiri dari pemanas induksi, sistem vakum, sistem kontrol, dll. Dari segi struktur, mereka umumnya tegak, dengan bagian atas adalah ruang induksi, bagian bawah adalah ruang pengecoran vakum. Bagian bawah wadah memiliki lubang, yang ditutup dengan batang pendorong tahan api selama peleburan. Saat menuangkan, batang pendorong diangkat, dan logam cair dituangkan ke dalam rongga cetakan. Umumnya, termokopel dipasang di dalam batang pendorong, yang secara akurat dapat mencerminkan suhu logam cair. Mesin pengecoran vakum otomatis biasanya melelehkan dan menuang logam di bawah vakum atau atmosfer gas inert, mengurangi kemungkinan oksidasi logam dan penyerapan gas. Mesin ini dikontrol secara luas oleh pemrograman komputer, memiliki otomatisasi tingkat tinggi, dan menghasilkan coran berkualitas stabil dengan cacat porositas yang berkurang, sehingga sangat dihargai oleh banyak produsen. Peralatan ini digunakan dalam jumlah kecil untuk pengecoran perhiasan tembaga dengan kandungan seng rendah, sedangkan untuk paduan tembaga dengan kandungan seng tinggi, umumnya lebih jarang digunakan untuk menghindari kerusakan pada sistem vakum.

1.7 Pembersihan Pengecoran

Setelah pengecoran dituangkan, dibiarkan selama sekitar 15 menit; kemudian, cetakan dipadamkan dalam air untuk melakukan operasi gipsum eksplosif. Sisa panas dari cetakan serbuk pengecoran bertemu dengan air pendingin, menyebabkan air menguap seketika, menghasilkan fenomena serbuk eksplosif yang memisahkan benda kerja cor dari cetakan serbuk pengecoran.

Gunakan semburan air bertekanan tinggi untuk membersihkan sisa bubuk pengecoran pada permukaan benda kerja. Benda kerja yang dicuci umumnya berwarna hitam. Rendam benda kerja yang sudah dicuci dalam larutan air asam fluorida, asam sulfat, atau asam klorida. Perendaman asam secara menyeluruh menghilangkan sisa bubuk pengecoran dari berbagai bagian pengecoran dan inklusi teroksidasi pada permukaan pengecoran. Saat merendam perhiasan tembaga dalam larutan asam fluorida, konsentrasinya sekitar 5%, dan waktu perendaman sekitar 20 menit.

Setelah mengeluarkan bubuk pengecoran, benda kerja masih dalam bentuk seperti pohon dan perlu dipotong pada bagian sariawan, diklasifikasikan, dan diurutkan berdasarkan jenisnya untuk mempersiapkan proses selanjutnya. Pertama, timbang blanko yang berbentuk seperti pohon setelah mengeluarkan bubuk pengecoran, hitung kerugian selama proses pengecoran, lalu lakukan operasi pemotongan sariawan.

1.8 Pasca-pemrosesan Coran

Untuk mencapai berbagai efek permukaan untuk perhiasan dan untuk menatah berbagai jenis batu permata, pasca-pemrosesan coran sangat penting. Biasanya, ini melibatkan beberapa proses utama: pemolesan mekanis, finishing, pengaturan, dan perawatan permukaan (seperti pemolesan, pelapisan listrik, pewarnaan, dll.). Di bawah ini adalah pengantar singkat untuk proses-proses utama ini.

(1) Penyelesaian

Proses finishing adalah proses integrasi, pemasangan, pengelasan, dan pemrosesan permukaan kasar perhiasan kosong, mengembalikannya ke model aslinya. Prosedur finishing merupakan langkah penting dalam proses pembuatan perhiasan. Kualitas perhiasan akan terpengaruh secara langsung jika proses finishing tidak dilakukan dengan baik. Menurut kategori dan karakteristik struktural produk perhiasan, perhiasan dapat dibagi menjadi beberapa jenis yang umum, seperti cincin, anting-anting, rantai, dan gelang. Proses finishing mereka tidak sama, tetapi umumnya melalui prosedur berikut.

① Membentuk. Mengembalikan benda kerja ke model aslinya dan dimensi standar.

② Kikir sariawan. Pertama, gunakan kikir kasar untuk menghaluskan sariawan dan permukaan, kemudian gunakan kikir halus untuk memperbaiki berbagai bagian benda kerja agar halus (Gambar 2-31).

③ Merakit pengelasan atau mengelas lubang pasir perbaikan. Las alat kelengkapan pada posisi yang sesuai pada benda kerja, yang berfungsi sebagai dekorasi atau memperbaiki benda kerja yang telah dirakit (Gbr 2-32). Jika lubang pasir muncul pada benda kerja, gunakan solder untuk perbaikan.

④ Merebus dalam larutan tawas. Setelah pengelasan, benda kerja akan membentuk zat abu-abu hitam di permukaan, yang dapat dihilangkan setelah direbus dalam air tawas untuk membersihkan kotoran pada permukaan benda kerja (Gambar 2-33).

⑤ Mengarsipkan permukaan. Gunakan kikir geser untuk menggiling lingkaran dalam, lingkaran luar, dan sisi cincin agar permukaannya halus dan bebas dari gerinda, dengan bentuk yang mulus.

⑥ Pemolesan dengan amplas. Amplas menghilangkan bekas kikir benda kerja, membuat permukaan benda kerja menjadi halus (Gambar 2-34).

(2) Mengatur Batu

Pengerjaan pengaturan adalah metode teknis yang menggabungkan batu permata dengan warna, bentuk, dan tekstur yang berbeda melalui pengaturan yang ekstensif, pengarsipan, ukiran, pahatan, dan pengelasan untuk menciptakan berbagai bentuk dan gaya, sehingga memberikan nilai apresiasi yang tinggi sebagai kerajinan dan barang dekoratif.

Metode tatahan yang umum terutama mencakup pengaturan paving terbalik, pengaturan cabang, pengaturan siram, pengaturan Italia, pengaturan pavé, pengaturan saluran, dan pengaturan tak terlihat. Keseluruhan proses pengaturan batu dibagi menjadi tiga langkah utama: persiapan sebelum pengaturan, operasi pengaturan, dan penyelesaian permukaan setelah pengaturan.

① Pekerjaan persiapan sebelum memasang batu. Terutama dibagi menjadi dua langkah: memilih batu dan mengaplikasikan pernis api.

Memilih batu: Proses ini melibatkan pemeriksaan kualitas, kuantitas, dan berat berbagai spesifikasi batu permata sesuai dengan pesanan untuk melihat apakah batu permata tersebut memenuhi persyaratan. Kemudian, batu-batu tersebut disaring dan diklasifikasikan, dan batu permata dialokasikan sesuai dengan jumlah pesanan pelanggan agar departemen pengaturan dapat mengatur produksi.

Menerapkan pernis api: Ini untuk memperbaiki benda kerja pada gagang pernis api, sehingga memudahkan operator untuk memegang dan memanipulasi selama proses penatahan batu. Sebagian besar digunakan untuk anting-anting, liontin, dan potongan bertatahkan lainnya; metode tatahan lainnya tergantung pada persyaratan pemrosesan spesifik barang.

② Operasi pengaturan. Operasi pengaturan secara umum dibagi menjadi lima langkah dasar: mengukur posisi batu, memoles posisi batu, menempatkan batu, memperbaiki batu, dan perbaikan. Metode tatahan utama meliputi pengaturan cabang, pengaturan paving, pengaturan saluran, pengaturan siram, pengaturan bezel, pengaturan tak terlihat, dll. Mengambil pengaturan cabang sebagai contoh, langkah-langkah pengoperasiannya ditunjukkan pada Gambar 2-35.

③ Penyelesaian permukaan. Ini terutama mencakup tiga langkah: mencuci pernis api, finishing tepi, dan pengikisan tepi.

Mencuci pernis api melibatkan penggunaan obor untuk memanggang lilin pada benda kerja setelah batu ditatah, kemudian melepas benda kerja dan merendamnya dalam terpentin untuk membersihkan lilin.

Penyelesaian tepi: Ini adalah proses penggunaan alat seperti kikir, gerinda mesin, dan amplas untuk menghaluskan permukaan benda kerja yang kasar, mengembalikan permukaan benda kerja setelah pengaturan batu ke keadaan halus dan lembut.

Pemangkasan tepi: Ini adalah proses meratakan gerinda pada sisi dalam tepi emas benda kerja setelah pengaturan bezel, pengaturan saluran, dan pengaturan flush, membuat garis tepi bagian dalam halus dan permukaannya cerah.

(3) Perawatan Permukaan

Ada banyak metode perawatan permukaan untuk perhiasan paduan tembaga, dan elektroplating adalah salah satu metode perawatan permukaan yang paling umum digunakan. Ini umumnya mencakup tiga tahap utama: pretreatment, elektroplating, dan pasca-perawatan.

(1) Pemrosesan awal. Pemolesan adalah proses utama untuk mencapai efek penampilan terbaik untuk perhiasan. Peralatan yang umum digunakan termasuk mesin pemoles biasa dan mesin pemoles cakram, dengan mesin pemoles biasa terdiri dari dua jenis: sederhana dan daur ulang. Ketika roda pemoles berputar dengan kecepatan tinggi, suhu tinggi dihasilkan antara perhiasan, roda pemoles, dan senyawa penggosok cair, yang meningkatkan plastisitas logam, memperbaiki ketidakrataan permukaan yang halus, dan meningkatkan kecerahan perhiasan (Gbr. 2-36). Efek pemolesan terutama tergantung pada karakteristik permukaan yang akan diproses, yaitu tingkat pemolesan dan perataan permukaan benda kerja, serta jenis dan karakteristik bahan pemoles yang digunakan selama proses pemolesan. Perhiasan yang dipoles harus mencapai hasil akhir yang halus dan sempurna, bentuk simetris, garis-garis halus, ketebalan seragam, tepi dan sudut yang membulat, serta bebas dari masalah seperti cabang yang patah atau batu yang lepas.

Permukaan perhiasan yang sudah dipoles, hampir pasti akan melekat pada lilin atau noda minyak, dan perlu menjalani perawatan degreasing sebelum pelapisan listrik. Metode degreasing yang umum termasuk degreasing ultrasonik dan degreasing elektrokimia. Degreasing ultrasonik dapat lebih meningkatkan kecepatan dan efektivitas degreasing pelarut dan kimiawi, memiliki korosi minimal pada substrat, dan menawarkan efisiensi degreasing dan pemurnian yang tinggi, sehingga sangat efektif untuk benda kerja yang kompleks dengan lubang halus dan lubang buta. Mesin pembersih ultrasonik telah menjadi peralatan yang sangat diperlukan dalam pembuatan perhiasan (Gambar 2-37). Di masa lalu, membersihkan sudut mati, lubang buta, dan area yang sulit dijangkau merupakan masalah yang sulit, tetapi pembersihan ultrasonik dapat secara efektif menyelesaikan masalah ini. Hal ini sangat penting untuk perhiasan, karena sebagian besar perhiasan merupakan benda kerja yang rumit dan terstruktur dengan baik.

Penghilangan minyak secara elektrokimia melibatkan penggantungan perhiasan pada katoda atau anoda elektrolit basa (Gbr. 2-38). Selama elektrolisis, gelembung yang keluar dari permukaan perhiasan memiliki efek sobek yang kuat pada lapisan minyak di permukaan, dan agitasi yang disebabkan oleh gelembung yang naik secara terus menerus membawa minyak, yang selanjutnya meningkatkan efek penghilangan minyak. Kecepatan degreasing elektrokimia melebihi degreasing kimiawi, sehingga menghasilkan efektivitas yang baik.

Perhiasan harus dibersihkan dan diukir dengan lemah sebelum memasuki tangki pelapisan listrik. Tujuan pembersihan adalah untuk menghilangkan cairan yang menempel pada permukaan perhiasan, mendorong pengendapan ion logam, dan menghindari kontaminasi larutan elektroplating. Perhiasan tembaga umumnya dibersihkan sebelum pelapisan menggunakan jalur produksi pembersihan arus berlawanan multi-tahap, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2-39. Tujuan utama etsa adalah untuk menetralkan larutan alkali yang mungkin tertinggal di permukaan benda kerja, melarutkan lapisan oksida pada permukaan benda kerja, dan mengaktifkan permukaan untuk memastikan ikatan yang kuat antara lapisan pelapisan dan logam dasar. Konsentrasi larutan etsa umumnya cukup encer, 1% ~ 5%, dan tidak akan merusak permukaan akhir material, dengan waktu biasanya hanya beberapa detik hingga 1 menit.

Operasi pelapisan listrik. Pelapisan permukaan perhiasan tembaga umumnya mencakup beberapa metode, seperti pelapisan perak, pelapisan emas, dan pelapisan rhodium. Saat pelapisan emas atau pelapisan rhodium, lapisan nikel biasanya dilapisi sebelumnya pada permukaan perhiasan. Selama produksi, solusi elektroplating dalam tangki pelapisan dan berbagai indikator bahan utama perlu dipantau secara teratur untuk mencegah ketidaksesuaian indikator, yang dapat menyebabkan masalah kualitas produk.

③ Perawatan pasca pelapisan. Benda kerja, setelah pelapisan listrik, pertama-tama dicelupkan ke dalam cangkir pemulihan larutan pelapisan, dibilas dengan air, direndam dalam air murni panas, kemudian dibilas dengan mesin cuci uap, dan akhirnya dikeringkan dengan pistol udara panas.

2. Proses Stamping Perhiasan Tembaga

Proses stamping banyak digunakan dalam memproduksi perhiasan tembaga, terutama yang berwarna putih, yang sebagian besar menggunakan proses stamping. Prosesnya sangat mirip dengan proses pembuatan perhiasan yang dicap dari baja tahan karat; untuk detailnya, lihat pendahuluan di artikel lain.

3. Proses Elektroforming Perhiasan Tembaga

3.1 Pengantar Teknologi Elektroforming

Electroforming adalah metode pemrosesan khusus yang menggunakan prinsip pengendapan elektrolitik logam untuk mereplikasi benda kerja tertentu yang kompleks atau berbentuk khusus secara akurat. Ini adalah aplikasi khusus pelapisan listrik. Prinsip electroforming ditunjukkan pada Gambar 2-40.

Gunakan cetakan asli yang dibuat dalam bentuk yang diinginkan sebagai katoda dan bahan pembentuk listrik sebagai anoda, dan letakkan bersama-sama dalam larutan garam logam yang sama dengan bahan anoda, dengan menerapkan arus searah. Di bawah aksi elektrolisis, lapisan elektroforming logam secara bertahap diendapkan pada permukaan cetakan asli dan mencapai ketebalan yang diinginkan, dikeluarkan dari larutan, dan lapisan elektroforming dipisahkan dari cetakan asli, sehingga diperoleh replika logam yang sesuai dengan bentuk cetakan asli.

Dibandingkan dengan proses pengecoran lilin yang hilang, electroforming dapat menghasilkan benda kerja yang lebih besar dengan dinding yang sangat tipis, sehingga sangat cocok untuk membuat benda-benda dekoratif. Kerugian utama electroforming adalah efisiensinya yang rendah, dengan ketebalan lapisan logam yang dielektroforming pada umumnya 0,02~0,05 mm per jam. Dengan menggunakan larutan elektroforming konsentrasi tinggi secara tepat, meningkatkan suhu larutan, dan meningkatkan pengadukan, kerapatan arus dapat ditingkatkan, mengurangi waktu elektroforming dan dengan demikian meningkatkan efisiensi elektroforming.

3.2 Proses Elektroformasi Perhiasan Tembaga

Proses elektroforming yang khas untuk perhiasan tembaga termasuk memahat cetakan, mereplikasi cetakan, menyuntikkan cetakan lilin, menyelesaikan cetakan lilin, menerapkan pelat perak, elektroforming, finishing, menghilangkan lilin, dan memoles.

(1) Pembuatan Cetakan Lilin

Membuat cetakan lilin melibatkan perancangan bahan lilin, memahat cetakan, mereplikasi cetakan, menyuntikkan cetakan lilin, dan menyelesaikan cetakan lilin. Apabila membuat benda kerja yang besar, templat pahatan tanah liat juga digunakan, yang disalin ke dalam cetakan silikon dan lilin.

(1) Memahat cetakan lilin. Diukir ke dalam cetakan lilin dengan menggunakan teknik ukiran relief tinggi, relief rendah, kerawang, dan garis. Pertama-tama, dilakukan ukiran kasar awal, yang dilakukan sesuai dengan maksud desain dan kondisi proses, dengan menggunakan alat pahat untuk membentuk bahan lilin menjadi bentuk tertentu untuk menentukan bentuk dasarnya; setelah proses kasar awal, ukiran halus dan finishing detail dilakukan untuk mengatasi berbagai kekurangan dari langkah-langkah sebelumnya dan membuat permukaan cetakan lilin menjadi halus dan halus.

② Mereplikasi cetakan. Salin model lilin ukiran yang memenuhi syarat ke dalam cetakan karet untuk mencapai tujuan produksi massal.
Untuk perhiasan tembaga kecil, pertama-tama, pasang model lilin pada permukaan kaca, kelilingi dengan amplas, sisakan jarak tertentu antara model dan tabung amplas, lalu vakum silikon yang tercampur rata dan suntikkan ke dalam tabung amplas (Gbr. 2-41), kemudian disedot, dan lem disuntikkan sesuai dengan situasi sebenarnya. Setelah mengisinya dengan silikon, harap letakkan di mesin vakum untuk menyedot debu, dan letakkan tabung amplas yang terakhir disedot pada posisi yang sesuai dan stabil untuk membiarkannya mengering secara alami.

Untuk ornamen tembaga besar, pada umumnya digunakan metode pengolesan lem terlebih dulu pada templat, kemudian menggunakan plester untuk replikasi. Perbaiki model pada cakram, dan gunakan kuas untuk mengaplikasikan silikon yang sudah disiapkan pada templat. Setelah lapisan pertama memenuhi syarat, ulangi penyikatan dua kali lagi sampai ketebalannya mencapai 3~5 mm. Gunakan tanah liat minyak untuk mengisi lubang cekung yang lebih besar. Kemudian, gunakan air dalam jumlah yang tepat untuk mencampur pasta gips yang baik, dengan sekop datar dan tangan (memakai sarung tangan karet) mengikis dan menyeka lumpur gips pada pelat cetakan, dengan ketebalan sekitar 20 ~ 30mm. Mengikis dan menyeka, tergantung pada kerumitan bentuk model, dipecah menjadi beberapa bagian produksi, dibagi menjadi dua bagian, kompleks dibagi menjadi 3 ~ 4 atau beberapa bagian, untuk memudahkan pengangkatan cetakan karet dan model. Setelah pekerjaan selesai, seluruh cetakan ditempatkan untuk mengering secara alami, dengan palu karet untuk mengetuk lapisan plester yang membusuk.

Pemotongan cetakan. Gunakan pisau bedah untuk memotong lapisan silikon pada posisi yang sesuai dan lepaskan model. Apabila memotong cetakan, pilihlah area yang mudah diperbaiki, sehingga cetakan lilin yang dituangkan mudah diselesaikan (dikikis) di atas piring. Hindari memotong fitur wajah patung orang atau hewan. Setelah memotong cetakan, periksa kualitas cetakan silikon untuk melihat apakah ada gelembung dan apakah cetakan silikon saling menyatu dengan erat. Untuk barang dekoratif besar, tutup cetakan silikon yang dipotong, gunakan plester untuk menguraikan cetakan untuk menyatukan cetakan silikon, perbaiki, lalu gunakan garis lem dan selotip untuk mengencangkannya dengan erat.

④ Penyuntikan cetakan lilin. Gunakan gas dari kompresor udara untuk meniup kotoran di dalam cetakan karet, lalu letakkan cetakan di dalam oven listrik untuk memanaskannya selama sekitar 5 menit, sehingga suhu cetakan mencapai 60 ~ 65 ℃ dan menghilangkan kelembapan. Keluarkan cetakan dari oven, tutup, dan pastikan sambungannya tertutup rapat, kencangkan dengan karet gelang. Gunakan sendok besi untuk menyendok lilin dari tangki pemanas listrik dan tuangkan ke dalam cetakan karet (Gbr. 2-42), lalu letakkan di mesin penggetar vakum untuk menyedot debu selama 1 ~ 2 menit, keluarkan suplemen lilin, dan vakum lagi selama 1 ~ 2 menit. Setelah menyelesaikan proses penyuntikan, penambahan, dan penyedotan, letakkan cetakan karet di atas meja kerja untuk mendinginkannya secara alami. Setelah lubang tuang mengeras, diamkan cetakan di dalam baskom plastik yang berisi air dingin untuk mempercepat pemadatan lilin. Waktu pemadatan tergantung pada volume lilin, umumnya lebih dari 30 menit dan terkadang hingga 1 hari. Setelah model lilin di dalam cetakan karet mengeras sepenuhnya, kendurkan karet gelang dan selotip, lalu buka cetakan karet untuk mengeluarkan gambar lilin.

⑤ Finishing cetakan lilin. Gunakan pengikis lilin atau pisau bedah untuk menghilangkan kilatan, bekas lilin, sariawan, dll., dari cetakan lilin (Gbr. 2-43), dan membuat seluruh permukaan cetakan lilin menjadi indah dan halus. Gunakan solder listrik untuk menorehkan lilin untuk mengisi lubang kecil dan cacat lainnya pada cetakan lilin atau menyambungkan beberapa bagian lilin. Seka permukaan cetakan lilin dengan bensin agar bersih dan halus.

(2) Pembentukan listrik

Elektroforming berongga adalah proses pembentukan perhiasan berongga dengan menggunakan cetakan lilin, menggunakan pelapisan pelat perak dan teknologi elektroforming. Untuk perhiasan yang lebih besar dan perhiasan dengan persyaratan khusus, pelapisan listrik juga diperlukan untuk perawatan pemrosesan permukaan.

① Masukkan batang gantung. Batang penggantung harus dimasukkan ke dalam cetakan lilin untuk memfasilitasi pembentukan elektro dari tangki pengecoran dan mencapai fiksasi dan konduktivitas.

② Terapkan pelat perak (lapisan konduktif). Karena cetakan lilin bukanlah bahan konduktif, lapisan pelat perak yang seragam harus diaplikasikan ke permukaan cetakan lilin. Selama proses pengeringan alami pelat perak, aseton dalam pelarut menguap, dan lapisan konduktif yang sangat tipis terbentuk pada permukaan cetakan lilin, sehingga mempersiapkan proses pembentukan listrik (Gbr. 2-44).

③ Buka lubang yang dipesan. Untuk menghilangkan lilin dan pelat perak serta memastikan kemurnian logam pada ornamen, perlu menyisakan lubang yang dicadangkan untuk pasca-pemrosesan. Hal ini untuk menghindari meningkatnya kehilangan logam dan kemungkinan adanya sisa produk akibat membuka lubang pada produk jadi. Membuka lubang yang dipesan harus mengikuti dua poin: pertama, tidak boleh memengaruhi estetika dan harus ditempatkan pada posisi yang relatif tersembunyi; kedua, jumlah dan ukurannya harus sesuai. Oleh karena itu, harus dikoordinasikan dengan berbagai proses seperti ukiran lilin, pengukiran karakter, penyisipan batang, dan pasca-pemrosesan, dan tidak dapat dilakukan secara mandiri.

④ Menimbang. Tempatkan cetakan lilin dengan batang penggantung besi pada timbangan elektronik untuk memahami dan mengontrol berat cetakan.

⑤ Tempatkan cetakan ke dalam tangki untuk pembentukan listrik. Cetakan lilin harus dibersihkan dengan air bersih sebelum dimasukkan ke dalam tangki untuk menghilangkan debu dari permukaan; jika tidak, pengecoran dapat mengalami perforasi karena debu. Area dengan lebih banyak ceruk pada cetakan lilin harus menghadap ke jaring logam silinder pengecoran, yang memastikan kecepatan penuangan yang lebih cepat pada ceruk dan lapisan pengecoran yang lebih seragam. Jika tidak, kecepatan penuangan di ceruk akan lambat, menghasilkan lapisan pengecoran yang tipis setelah demolding, yang dapat menyebabkan perforasi selama penggilingan dan penghilangan lilin.

Pada waktu mulai yang diharapkan, keluarkan casting untuk ditimbang. Jika beratnya memenuhi kisaran yang diperlukan, maka dapat dimulai dan dibersihkan, dan kemudian batang penggantung dari casting dapat didaftarkan dan diserahkan ke operasi proses berikutnya.

(3) Perawatan Permukaan

Bagian yang dibentuk secara elektro tembaga umumnya membutuhkan pelapisan emas pada permukaannya. Untuk produk pasir mewah, lapisan tipis emas biasanya dilapisi segera setelah elektroformasi tembaga. Proses pelapisan emas terjadi setelah perawatan permukaan komponen tembaga yang dibentuk secara elektro untuk air dan produk. Tugas perawatan permukaan yang umum dilakukan meliputi finishing, pengeboran, penghilangan lilin, pemolesan, dan pelapisan emas.

① Penyelesaian. Lakukan perawatan awal pada permukaan cor untuk menghilangkan gerinda.

Penghapusan lilin. Lepaskan lilin di dalam casting untuk membuat casting menjadi bodi logam yang lengkap, casting kerajinan perhiasan yang berongga dan berlapis-lapis.

Pertama, letakkan perhiasan di dalam oven listrik bersuhu 150 ~ 300 ℃ selama 20 ~ 30 menit untuk membakar lilin dari perhiasan. Keluarkan selagi panas dan letakkan di mesin penghilang lilin ultrasonik untuk menghilangkan sisa lilin. Setelah menghilangkan lilin, lepaskan perhiasan dan tuangkan air ke dalamnya, lalu letakkan pengecoran di mesin pembersih ultrasonik untuk dibersihkan. Bilas permukaan pengecoran dengan air keran, gunakan pistol angin untuk meniup tetesan air di dalam dan di luar pengecoran, dan biarkan mengering secara alami di meja kerja.

Memanggang di dalam oven. Setelah membersihkan permukaan aksesori, letakkan di dalam oven dengan suhu 750℃ selama sekitar 10~20 menit untuk dipanggang dengan suhu tertentu untuk menghilangkan kelembapan dan kotoran di pasir, mencegah munculnya bintik-bintik merah, menghilangkan tekanan internal, dan mengubah kerapuhan aksesori.

④ Pemolesan. Memoles area tertentu pada coran untuk membuat produk tampak lebih mencolok, mempesona, dan mulia.

⑤ Pelapisan emas. Tujuan utamanya adalah untuk meningkatkan perlindungan permukaan benda kerja dan mencegah perubahan warna pada permukaan benda kerja. Benda kerja ditempatkan dalam cairan pembersih kimia dan dibersihkan dalam tangki pembersih elektro untuk menghilangkan minyak permukaan. Setelah membersihkan air, operasi pelapisan emas dilakukan.

Copywrite @ Sobling.Jewelry - Produsen perhiasan khusus, pabrik perhiasan OEM dan ODM

Heman

Pakar Produk Perhiasan --- Pengalaman berlimpah selama 12 tahun

Hai sayang,

Saya Heman, ayah dan pahlawan bagi dua anak yang luar biasa. Saya senang berbagi pengalaman perhiasan saya sebagai seorang ahli produk perhiasan. Sejak tahun 2010, saya telah melayani 29 klien dari seluruh dunia, seperti Hiphopbling dan Silverplanet, membantu dan mendukung mereka dalam desain perhiasan yang kreatif, pengembangan dan pembuatan produk perhiasan.

Jika Anda memiliki pertanyaan tentang produk perhiasan, jangan ragu untuk menelepon atau mengirim email kepada saya dan mari kita diskusikan solusi yang tepat untuk Anda, dan Anda akan mendapatkan sampel perhiasan gratis untuk memeriksa detail pengerjaan dan kualitas perhiasan.

Mari tumbuh bersama!

Tinggalkan Balasan Batalkan balasan

Kategori Kiriman

Butuh Dukungan Produksi Perhiasan?

Kirimkan Pertanyaan Anda ke Sobling

Hai sayang,

Mari tumbuh bersama!

Ikuti aku.

Mengapa Memilih Sobling?

SERTIFIKASI

Menghormati Standar Kualitas dengan Tenang

Posting terbaru

Gambar 2-3-94 Batu permata dari sistem kristal tingkat lanjut (berlian)

Panduan Komprehensif tentang Karakteristik Kristal Batu Permata termasuk warna, kilau, Transparansi, Luminesensi, Dispersi, Mekanika, dan Sifat Fisik

Heman - Pakar Produk Perhiasan 22 Oktober 2024

Ungkap rahasia warna batu permata dan permainan cahaya dengan pemandu kami. Pelajari bagaimana kristal terbentuk dan sifat-sifatnya seperti transparansi dan kekerasan. Temukan kiat identifikasi batu permata dan tingkatkan pengetahuan perhiasan Anda untuk bisnis atau desain khusus Anda. Sempurna bagi para ahli perhiasan dan mereka yang menyukai kilauan.

Baca Selengkapnya "

Bagaimana Cara Membuat Model Lilin Asli dan Model Master untuk Pengecoran Perhiasan?

Heman - Pakar Produk Perhiasan 3 Januari 2025

Panduan ini menjelaskan cara membuat model perhiasan yang manis. Buku ini berisi informasi lengkap tentang mengukir lilin, pencetakan 3D, dan menyiapkan sprue untuk pengecoran terbaik. Buku ini wajib dibaca oleh para pembuat perhiasan, studio, dan siapa pun yang menjual perhiasan.

Baca Selengkapnya "

Apa yang Membuat Baja Tahan Karat dan Paduan Titanium Ideal untuk Perhiasan? Wawasan Produksi dan Tren Pasar

Heman - Pakar Produk Perhiasan 27 Februari 2025

Artikel ini menguraikan proses produksi perhiasan baja tahan karat dan titanium, termasuk pembentukan mekanis dan pengecoran investasi. Artikel ini mengeksplorasi fitur, tren pasar, dan jenis umum dari bahan-bahan ini, yang menawarkan informasi praktis untuk toko perhiasan, studio, merek, peritel, perancang, dan penjual online.

Baca Selengkapnya "

Gambar 5-1 Berbagai warna batu permata korundum

Mengungkap batu permata yang dioptimalkan dengan kristal tunggal seperti Safir, Beryl, dan Berlian

Heman - Pakar Produk Perhiasan 12 November 2024

Jelajahi perawatan batu permata seperti panas untuk batu rubi dan safir, serta penyinaran untuk batu biru. Pelajari bagaimana proses ini dapat meningkatkan warna dan kejernihan batu permata, sehingga membuatnya lebih menarik bagi para pencinta dan kolektor perhiasan.

Baca Selengkapnya "

Figure 1-5 Diamonds in Various Crystal Forms

How Much Do You Know About Diamond’s Properties?

Heman - Pakar Produk Perhiasan 19 November 2025

Diamond, pure carbon, hardest natural gem, symbolizes eternal love. Types I (contains nitrogen) and II (nitrogen-free). Famous for brilliance, fire, and excellent thermal conductivity. Colorless to yellow most common; fancy colors are rare. Popular cuts: Round Brilliant and fancy shapes. Ideal for jewelry design and sales.

Baca Selengkapnya "

Langkah 08 Campurkan warna rose madder dan violet untuk lapisan pertama berlian berwarna, jaga agar warnanya tetap terang.

Cara Mendesain Anting, Cincin, Bros, dan Gelang: Panduan Langkah-demi-Langkah

Heman - Pakar Produk Perhiasan 21 April 2025

Pelajari cara mendesain anting, cincin, bros, dan gelang. Dapatkan kiat memotong dan mencocokkan bahan seperti batu kecubung, berlian, emas, garnet, ruby, dan kuarsa merah muda. Ikuti langkah-langkah menggambar untuk berbagai potongan perhiasan. Cocok untuk toko perhiasan, studio, merek, desainer, dan penjual e-commerce.

Baca Selengkapnya "

Gambar 6-47 Beberapa retakan pada benda kerja pengecoran

Inspeksi Kualitas Perhiasan dan Analisis Cacat pada Pengecoran yang Hilang Lilin

Heman - Pakar Produk Perhiasan 17 Juli 2024

Artikel ini terutama membahas tiga aspek penting dalam pengecoran lilin yang hilang, seperti kualitas cetakan karet, kualitas model lilin, dan cacat logam pengecoran.

Baca Selengkapnya "

Gambar 3-6 Pengeboran berlian dengan laser

Cara Membedakan Berlian Asli dan Palsu: Panduan Identifikasi Terbaik

Heman - Pakar Produk Perhiasan 19 November 2025

Pelajari cara mengenali berlian asli. Panduan ini menunjukkan pengujian utama untuk kilau, api, dan penggunaan penguji termal. Mengidentifikasi berlian alami vs sintetis seperti HPHT dan CVD, dan membedakannya dari yang palsu seperti zirkonia kubik. Penting bagi para profesional perhiasan untuk memverifikasi keaslian.

Baca Selengkapnya "

Pabrik perhiasan, kustomisasi perhiasan, pabrik Perhiasan Moissanite, Perhiasan tembaga kuningan, Perhiasan Semi Mulia, Perhiasan Permata Sintetis, Perhiasan Mutiara Air Tawar, Perhiasan CZ Perak Sterling, kustomisasi Permata Semi Mulia, Perhiasan Permata Sintetis

Produk Unggulan

kategori produk

kategori bahan

Panduan Komprehensif Untuk Perhiasan Paduan Tembaga dan Teknologi Produksi

Panduan Komprehensif Untuk Perhiasan Paduan Tembaga dan Teknologi Produksi

Menguasai Perhiasan Paduan Tembaga: Teknik, Bahan & Tren

Daftar Isi

Bagian I Tinjauan Umum

Bagian II Tembaga Murni dan Paduan Tembaga Tinggi

1. Popper Murni dan Properti-propertinya

2. Paduan Tembaga Tinggi

3. Kinerja Proses Tembaga Murni dan Paduan Tembaga Tinggi

Bagian III Paduan Tembaga

1. Kuningan

1.1 Jenis-jenis Kuningan

1.2 Sifat-sifat Kuningan

2. Cupronickel

2.1 Jenis-jenis Cupronickel

2.2 Sejarah Singkat Cupronickel

2.3 Penerapan Cupronickel dalam Perhiasan

2.4 Pengembangan Bahan Cupronickel

3. Perunggu

3.1 Perunggu timah

3.2 Penerapan Perunggu dalam Ornamen Kerajinan

Bagian IV Pengerjaan Perhiasan Tembaga

1. 1. Proses Pengecoran Lilin yang Hilang untuk Perhiasan Tembaga

1.1 Model Asli

1.2 Pembuatan Cetakan Karet

1.3 Pembuatan Cetakan Lilin

1.4 Pohon Model Lilin Pelapisan

1.5 Produksi Cetakan Gipsum

1.6 Peleburan dan Penuangan

1.7 Pembersihan Pengecoran

1.8 Pasca-pemrosesan Coran

2. Proses Stamping Perhiasan Tembaga

3. Proses Elektroforming Perhiasan Tembaga

3.1 Pengantar Teknologi Elektroforming

3.2 Proses Elektroformasi Perhiasan Tembaga

Heman

Tinggalkan Balasan Batalkan balasan

Kategori Kiriman

Butuh Dukungan Produksi Perhiasan?

Ikuti aku.

Mengapa Memilih Sobling?

Menghormati Standar Kualitas dengan Tenang

Posting terbaru

Menu

Layanan Pelanggan

DAPATKAN katalog produk terbaru

10% Mati !!

Bergabunglah dengan buletin kami

Panduan Utama Sumber Bisnis