Português 
English 
Español 
Deutsch 
Italiano 
Français 
العربية 
Русский 
Bahasa Indonesia 
日本語 
한국어 
Suomi 
Svenska 
Polski 
Română 
Ελληνικά 
Türkçe 
Čeština 
Magyar 
Norsk bokmål 
Introdução do material de ouro puro utilizado no fabrico de jóias
Caraterística do ouro puro e seus materiais de liga para jóias
Introdução:
O ouro amarelo tem uma cor bonita, boa estabilidade química, excelente valor estético e de coleção, e um papel na preservação e aumento do valor. Tem também uma ductilidade excecional e tem sido utilizado como material decorativo e moeda para jóias, artesanato e moedas comemorativas desde os tempos antigos.
Índice
Secção Ⅰ Propriedades básicas do ouro
1. Propriedades físicas do ouro
Os indicadores de propriedades físicas do ouro têm múltiplos aspectos, como mostra a Tabela 3-1.
Tabela 3-1 Principais propriedades físicas e valores de índice do ouro (Parcialmente extraído de Ning Yuantao e etc, 2013)
| Propriedades físicas | Valores do índice | Propriedades físicas | Valores do índice |
|---|---|---|---|
| Croma | L* = 84,0, a* = 4,8, b*= 34,3 | Coeficiente de expansão linear (0 ~ 100℃) | 14.2 x 10-6/℃ |
| Densidade (18℃) | 19,31 g/cm3 | Resistividade (25℃) | 2.125 x 10-6 Ω - cm |
| Ponto de fusão | 1064℃ | Capacidade térmica específica (25℃) | 25,33 J/(mol - K) |
| Ponto de ebulição | 2860℃ | Calor de fusão | 12,5 kJ/mol |
| Pressão de vapor(1064℃) | 0,012 Pa | Calor de vaporização | 365,3 kJ/mol |
| Condutividade térmica (25℃) | 315 W/(m - K) | Temperatura de Debye ϴp | 178 K |
| Difusividade térmica (0℃) | 1.25 m2/s | Suscetibilidade magnética | -0.15x10-6 cm3/g |
De um modo geral, as propriedades físicas do ouro apresentam as seguintes caraterísticas:
(1) O ouro tem uma cor dourada e é um dos dois únicos metais coloridos entre todos os materiais metálicos (o outro é o cobre).
(2) O ouro tem uma densidade elevada e é pesado. A densidade do ouro diminui com o aumento da temperatura e, quando a temperatura atinge o seu ponto de fusão (prestes a começar a derreter), a densidade desce para 18,2 g/cm3quando é completamente fundido em líquido (a temperatura permanece constante no ponto de fusão), a densidade desce para 17,3 g/ cm3.
(3) O ouro tem um ponto de fusão moderado e o seu calor de fusão é relativamente mais baixo do que o dos metais do grupo da platina, o que é benéfico para o processamento térmico, como a fusão, a fundição e a soldadura.
(4) O ouro tem uma boa condutividade eléctrica e térmica. A condutividade eléctrica do ouro só fica atrás da prata e do cobre, ocupando o terceiro lugar. À medida que a temperatura aumenta, a resistividade aumenta. A condutividade térmica do ouro só fica atrás da prata, sendo 74％ da prata.
(5) O ouro tem uma volatilidade muito baixa. Entre 1000-1300 ℃, a quantidade de ouro vaporizado é insignificante. A taxa de vaporização do ouro está relacionada com a atmosfera circundante e a temperatura de aquecimento. Por exemplo, ao derreter ouro em condições atmosféricas a 1075 ℃, 1125 ℃ e 1250 ℃, após 1 hora, a perda de ouro é de 0,009％, 0,10％ e 0,26％; no gás de carvão, a perda de ouro evaporado é seis vezes maior que no ar; no monóxido de carbono, a perda é duas vezes maior que no ar.
(6) A suscetibilidade magnética do ouro é negativa, exibindo diamagnetismo.
2. As propriedades químicas do ouro
2.1 O ouro tem uma forte estabilidade química.
(1) Propriedades antioxidantes.
O ouro tem excelentes propriedades antioxidantes e não sofre reacções químicas mesmo na presença de humidade na atmosfera. O ouro é o único metal que não reage com o oxigénio a altas temperaturas; a 1000℃, não foi observada qualquer perda de peso depois de colocar o ouro numa atmosfera de oxigénio durante 40 horas.
(2) Resistência à corrosão.
O ouro tem um potencial de ionização muito elevado e é quimicamente muito estável. À temperatura ambiente, os ácidos inorgânicos simples, como o ácido nítrico, o ácido sulfúrico, o ácido clorídrico, o ácido fluorídrico e outros ácidos fortes não conseguem reagir com ele. A maioria dos ácidos orgânicos (como o ácido tartárico, o ácido cítrico, o ácido acético, etc.) e as soluções alcalinas de NaOH ou KOH também não podem reagir com ele. No entanto, certos ácidos simples, ácidos mistos, gases halogéneos e soluções salinas podem causar diferentes graus de corrosão no ouro. Por exemplo, a água régia (uma mistura 3:1 de ácido clorídrico e ácido nítrico), a água de cloro, a água de bromo, o ácido bromídrico (HBr), a solução de iodo em iodeto de potássio (KI +I2), solução alcoólica de iodo (C2H5OH + I2), solução de cloreto de ferro em ácido clorídrico (FeCl3 + HCl), solução de cianeto (NaCN, KCN), cloro (a temperaturas superiores a 420 K), tioureia (NH2⸳CS⸳NH2), acetileno (C2H2(a uma temperatura de 753 K), e ácidos mistos de ácido selénico e ácido telúrico ou ácido sulfúrico podem todos interagir com o ouro. Os efeitos de vários meios corrosivos no ouro são apresentados na Tabela 3-2.
Tabela 3-2 Comportamento do ouro em vários meios corrosivos
| Meios corrosivos | Estado médio | Temperatura | Grau de corrosão do ouro | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Meios corrosivos | Estado médio | Temperatura | Quase sem corrosão | Ligeira corrosão | Corrosão moderada | Corrosão severa |
| Ácido sulfúrico | 98％ | Temperatura ambiente - 100℃ | Sim | |||
| Ácido nítrico | 70％ | Temperatura ambiente - 100℃ | Sim | |||
| Ácido nítrico | Smoky > 90％ | Temperatura ambiente | Sim | |||
| Ácido clorídrico | 36％ | Temperatura ambiente - 100℃ | Sim | |||
| Ácido fluorídrico | 40％ | Temperatura ambiente | Sim | |||
| Água régia | 75％HC1 + 25％HNO3 | Temperatura ambiente | Sim | |||
| Ácido perclórico | 70-72％ | Temperatura ambiente -100℃ | Sim | |||
| Ácido fosfórico | > 90％ | Temperatura ambiente - 100℃ | Sim | |||
| Cloro | Cloro seco | Temperatura ambiente | Sim | |||
| Cloro | Cloro húmido | Temperatura ambiente | Sim | |||
| Ácido cítrico | Temperatura ambiente ~ 100℃ | Sim | ||||
| Ácido selénico | Temperatura ambiente - 100℃ | Sim | ||||
| Mercúrio | Temperatura ambiente | Sim | ||||
| Solução de cloreto de ferro(III) | Temperatura ambiente | Sim | ||||
| Solução de hidróxido de sódio | Temperatura ambiente | Sim | ||||
| Solução de amoníaco | Temperatura ambiente | Sim | ||||
| Solução de cianeto de potássio | Temperatura ambiente - 100℃ | Sim | ||||
| Hidróxido de sódio fundido | 350℃ | Sim | ||||
| Peróxido de sódio fundido | 350℃ | Sim | ||||
| Solução de iodo em álcool | Temperatura ambiente | Sim | ||||
2.2 O ouro pode formar vários compostos e existir nos compostos como estados de oxidação +1 ou +3.
Os cloretos de ouro incluem o tricloreto de ouro (AuCl3) e monocloreto (AuCl). O AuCl3 anidro é vermelho, e o AuCl3⸳2H2O é amarelo alaranjado. O aquecimento de ouro em pó em cloro a 140-150 ℃ pode produzir AuCl3. A dissolução do ouro em água régia ou em soluções aquosas contendo cloro também gera AuCl3. AuCl3que forma facilmente complexos com outros cloretos, como o M[AuCl4], H[AuCl4], permitindo que o ouro exista numa forma estável de AuCl4 forma. Esta é a base do método de extração do ouro por cloração. O ouro pode ser precipitado a partir de soluções de cloreto contendo ouro utilizando sais ferrosos, dióxido de enxofre, ácido oxálico, etc.
Os cianetos de ouro incluem o cianeto de ouro (AuCN), o dicianeto de ouro [Au(CN)2], etc. Aquecimento do ácido clorídrico ou do ácido sulfúrico com cianeto de potássio e ouro [KAu(CN) 2] pode produzir AuCN. Trata-se de um pó cristalino amarelo-limão que pode dissolver-se em amoníaco, polissulfureto de amónio, cianetos de metais alcalinos e tiossulfatos. Os cianetos de ouro simples reagem facilmente com cianetos de metais alcalinos para formar complexos de cianeto de ouro, tais como Na[Au(CN)2], K[Au(CN)2], etc.; na presença de oxigénio, o ouro na solução de cianeto pode também formar os complexos acima referidos, de modo a que o ouro estabilize o Au(CN) 2existe na solução. Isto é muito importante para a extração de ouro por cianeto, Au(CN) 2o ouro presente na solução é facilmente precipitado pelo agente redutor
Os sulfuretos de ouro incluem o dissulfureto de ouro(II) (Au2S) , dissulfureto de ouro(II) (Au2S2) , e trissulfureto de ouro(II) (Au2S 3) . Au 2O S pode dissolver-se em solução de KCN e sulfuretos de metais alcalinos.
Os óxidos de ouro incluem o óxido de ouro(II) (Au2O) e óxido de ouro(III) (Au2O 3). Uma vez que o ouro não reage diretamente com o oxigénio,
Os óxidos de ouro só podem ser obtidos a partir de soluções que contenham ouro. O tratamento de cloreto de ouro diluído e arrefecido com soda cáustica pode produzir um pó púrpura profundo, um hidrato de óxido de ouro, e o seu aquecimento gera Au 2O. Quando Au 2O entra em contacto com a água, decompõe-se em Au2O 3.
Os hidróxidos de ouro são trivalentes [Au(OH) 3] e monovalente (AuOH), sendo o primeiro mais estável.
2.3 Os compostos de ouro são rapidamente reduzidos a ouro elementar.
Os metais mais fortes que podem reduzir o ouro são o magnésio, o zinco e o alumínio. Esta propriedade é utilizada no processo de cianeto para extração de ouro, em que o pó de zinco é utilizado para substituição. Substâncias orgânicas como o ácido fórmico, o ácido oxálico, a hidroquinona, a hidrazina, o acetileno, etc., também podem reduzir o ouro. Existem muitos agentes redutores para os compostos de ouro, incluindo o hidrogénio sob alta pressão, metais com uma série potencial antes do ouro, bem como peróxido de hidrogénio, cloreto estanoso, sulfato ferroso, cloreto férrico, óxido de chumbo, dióxido de manganês, bases fortes e peróxidos de metais alcalino-terrosos.
3. Propriedades mecânicas do ouro
3.1 Baixa dureza
No estado recozido, a dureza do ouro é apenas HV 25-27. No estado fundido, sua dureza também é apenas em torno de HV30. Quando a taxa de deformação é de 60％ no estado deformado a frio, a sua dureza é de cerca de HV60.
3.2 Fraca resistência ao desgaste
Devido à sua baixa dureza, os riscos das unhas e as dentadas dos dentes podem deixar marcas. As jóias de ouro podem desenvolver rapidamente mossas, riscos e problemas de desgaste devido a impactos e fricção durante o uso diário.
3.3 Elevada taxa de alongamento, boa ductilidade
A taxa de alongamento no estado fundido atinge 30％, enquanto a taxa de alongamento no estado recozido pode atingir 45％.
3.4 Baixa resistência, pequeno módulo de elasticidade, fácil de deformar
O limite de elasticidade do ouro de alta pureza à temperatura ambiente é de apenas 3,43 MPa e o módulo de elasticidade é de apenas 79 GPa.
4. O desempenho do processo de produção de ouro
4.1 Bom desempenho de fundição
O ponto de fusão do ouro é moderado, e a temperatura de fundição do metal fundido geralmente não excede 1200 ℃, tornando-o adequado para processos de fundição de precisão usando moldes de gesso, que não são propensos a defeitos de fundição, como encolhimento e vácuo. A volatilidade do ouro é extremamente baixa; ao fundir entre 1100 ℃-1300 ℃, a perda de volatilização do ouro é de apenas 0,01％ 0,025％, e a quantidade de perda de volatilização está relacionada ao conteúdo de impurezas voláteis na carga e na atmosfera de fundição. A perda de evaporação do ouro no gás é seis vezes maior que no ar, e a perda no monóxido de carbono é 2 vezes maior que no ar.
4.2 Bom desempenho no trabalho a frio
Devido à baixa resistência do ouro, é fácil moldá-lo à temperatura ambiente através de processos como a laminagem, o desenho e a forja - artefactos antigos. Os materiais contêm inúmeros ornamentos de ouro e artigos de ouro fabricados com técnicas de trabalho a frio, como a filigrana, a tecelagem, o martelamento e a gravação. 1 g de ouro puro pode normalmente ser estirado num fio de 320 m de comprimento. Com a moderna tecnologia de processamento, 1 grama de ouro puro pode mesmo ser estirado num fio fino com 3420 m de comprimento. O ouro puro pode ser martelado e transformado numa folha de ouro com uma espessura de 0,1 x 10-3 mm, o que parece muito denso mesmo ao microscópio. No entanto, quando estão presentes impurezas como chumbo, bismuto, telúrio, cádmio, antimónio, arsénico e estanho, pode tornar-se quebradiço; por exemplo, a folha de ouro que contém bismuto a 0,05％ pode ser esmagada à mão. O efeito do chumbo é ainda mais pronunciado; quando o ouro puro inclui 50 x 10-6 de chumbo, afecta a plasticidade do ouro, e quando o teor de chumbo atinge 0,01％, a sua ductilidade é totalmente perdida.
4.3 Bom desempenho de soldadura
Devido à boa estabilidade química do ouro a altas temperaturas, o seu desempenho de soldadura é excelente e não forma uma camada de película de óxido durante a soldadura que afecte a ligação metálica, nem é propenso a formar inclusões.
4.4 O ouro tem uma volatilidade muito baixa
Sob 1000 ℃, o ouro foi colocado em uma atmosfera de oxigênio por 40 horas, e nenhuma perda de peso foi observada. Sob 1075 ℃, 1125 ℃ e 1250 ℃, o ouro foi derretido no ar e, após 1 hora, a perda de ouro foi de apenas 0,009％, 0,10％ e 0,26％; essa perda é devida à volatilização e não à oxidação.
Secção II Pureza e unidades de medida do ouro
1. A pureza do ouro
1.1 Métodos de indicação de pureza
A pureza do ouro refere-se ao teor de ouro, ou seja, o teor mínimo de qualidade do ouro. Tradicionalmente, existem três métodos para indicar a pureza do ouro: método da percentagem, método do milhar e método do número K. O método da percentagem exprime o teor de ouro em percentagem (％); o método por mil exprime o teor de ouro em por mil (‰); o método do número K tem origem na palavra inglesa "karat", que é o símbolo de unidade internacionalmente reconhecido para calcular a pureza ou a qualidade do ouro, abreviado como K.
Método do número K: divide a pureza do ouro em 24 partes, sendo a pureza mais elevada, ouro puro, 24K, e a pureza mais baixa 1 K. Teoricamente, a pureza do ouro puro é 100％, derivada de 24K = 100％, que pode ser calculada como K = 4,16666666 ％. Uma vez que o valor percentual de 1 K é um decimal que se repete infinitamente, diferentes países e regiões têm regulamentos ligeiramente diferentes sobre o valor de 1 K.
1.2 Pureza do ouro para jóias
De acordo com o grau de pureza do ouro para jóias, este pode ser dividido em duas categorias: ouro puro e ouro K.
(1) Categoria Ouro Puro
O teor de ouro da categoria de ouro puro é de pelo menos 99％. O ouro puro, o ouro total, o ouro 999, o ouro 9999, o ouro vermelho e o ouro 24K comummente referidos no mercado pertencem à categoria de ouro puro.
O ouro puro refere-se ao ouro com uma pureza de mil partes por mil. Na realidade, é impossível obter mil partes por mil de ouro puro. Como diz o ditado, "O ouro não pode ser completamente puro, e nenhuma pessoa é perfeita". O ouro absolutamente puro não existe. De acordo com o atual nível tecnológico mais avançado do mundo,
O ouro mais puro só pode atingir 99,999999％, especificamente utilizado como "ouro reagente" para reagentes padrão. A produção de ouro de alta pureza de grau reagente requer uma grande quantidade de matérias-primas e combustível, pelo que o seu preço é muitas vezes superior ao do ouro puro no mercado internacional de comércio de metais preciosos. Mesmo em determinadas indústrias, o ouro de grau reagente é utilizado com cautela para evitar aumentar os custos e provocar desperdícios. Além disso, do ponto de vista do valor de uso das jóias, não tem qualquer significado prático.
Atualmente, no mercado, existem principalmente três tipos de ouro utilizados para fazer jóias de ouro puro com base no teor de ouro:
"Four Nine Gold", com uma finura de 99,99％, que é ouro de 24K;
"Three Nine Gold", com uma finura de 99,9％, vulgarmente conhecido como ouro 999;
O "Ouro Dois Nove", com uma finura de 99％, é amplamente conhecido como "Ouro 99" ou "Ouro Puro".
(2) Tipos de ouro K
A resistência e a dureza do ouro puro são demasiado baixas, pelo que é criada uma liga adicionando uma determinada proporção de elementos de liga ao ouro puro, formando ouro K de finura correspondente, que pode aumentar a resistência e a dureza do ouro, tornando-se o ouro internacionalmente famoso para jóias.
Devido às diferenças entre as culturas oriental e ocidental, o teor de ouro utilizado no fabrico de jóias e artigos decorativos varia entre os diferentes países e regiões. No entanto, no caso do ouro para joalharia, os padrões adoptados pelos países em todo o mundo são inferiores a 8K e devem garantir o teor mínimo de ouro para cada grau, como mostra a Tabela 3-3.
Quadro 3-3 Classes de ouro comuns para jóias em diferentes países e regiões
| País ou região | Grau de ouro comum | Teor de ouro correspondente |
|---|---|---|
| China | Ouro puro, 18K | 99.9％ , 75％ |
| Índia | 22K | 91.6％ |
| Países árabes | 21 K | 87.5％ |
| Reino Unido | Principalmente 9K, com uma pequena quantidade de 22K e 18K | 37.5％, 91.6％, 75.0％ |
| Alemanha | 8K , 14K | 33.3％ , 58.5％ |
| Estados Unidos | 14K , 18K | 58.5％ , 75.0％ |
| Itália, França | 18K | 75.0％ |
| Rússia | 18K - 9K | 75.0％ ~ 37.5％ |
| Estados Unidos | 10K - 18K | 41.6％ ~ 75.0％ |
A Organização Internacional de Normalização (ISO) estabelece requisitos para o grau de pureza do ouro utilizado em joalharia, o que é consistente com o grau de pureza recomendado pela Organização Internacional de Normalização:
Ouro de 22K,
com uma dureza ligeiramente superior à do ouro puro, pode ser utilizado para engastar pedras preciosas individuais de maiores dimensões. No entanto, devido à fraca resistência do material, os desenhos das jóias devem ser simples e não é muito utilizado na indústria da joalharia.
Ouro de 18K,
com dureza moderada e ductilidade ideal, é adequado para engastar várias pedras preciosas, e o produto acabado não é facilmente deformado, tornando-o o material de ouro K mais utilizado na indústria da joalharia.
Ouro de 14K,
com uma textura mais dura, elevada tenacidade e forte elasticidade, pode engastar várias pedras preciosas, tem boas propriedades decorativas e tem um preço moderado.
Ouro 9K,
com elevada dureza e fraca ductilidade, só é adequado para o fabrico de jóias de forma simples que contenham pedras preciosas individuais. É barato e frequentemente utilizado para criar jóias, medalhas e placas da moda.
1.3 Marcas e rótulos de pureza de jóias
Para jóias de ouro, a pureza é expressa em partes por mil (número K) e uma combinação de ouro, Au ou G. Por exemplo, para ouro com uma pureza de 18K, a marca pode ser uma das seguintes: Ouro 750 Ouro 18K, Au750 (Figura 3-1), Au18K, G750, G18K.
Para os rótulos dos produtos de joalharia em ouro de 24K, para evitar exagerar o grau de pureza do produto e induzir os consumidores em erro, quer seja rotulado como "ouro de 24K", "ouro de 999" ou "ouro de 9999", deve ser rotulado como "ouro de 24K". Suponhamos que é necessário indicar o teor nominal de ouro. Nesse caso, pode ser claramente indicado noutras posições do rótulo (não antes ou depois do nome do produto) com base nas normas da empresa registada.
Figura 3-1 Carimbo de cor no anel
2. Unidades de medida para o ouro
2.1 Unidades de medida para o peso do ouro
As unidades de medida de ouro internacionalmente reconhecidas incluem o grama, o kg, a onça, a libra troy, o peso de um centavo, etc. As unidades de medida de ouro normalmente utilizadas são apresentadas no Quadro 3-4.
Tabela 3-4 Tabela de conversão de unidades de medida de ouro comuns (com símbolos de abreviatura reconhecidos internacionalmente)
| Qualidade | Saldo de ouro (gr.) | peso em cêntimos (dwt.) | Onça troy (t. oz.) | Onça Avoirdupois (av. oz.) | Libra Avoirdupois (lb. média) | grama(g) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 onça de ouro | 1 | 0.041666 | 0.0020833 | 0.00228571 | 0.000142857 | 0.0648 |
| Peso de 1 cêntimo | 24 | 1 | 0.05 | 0.0548571 | 0.00342857 | 1.5552 |
| 1 onça troy | 480 | 20 | 1 | 1.0971428 | 0.0685714 | 31. 1035 |
| 1 libra troy | 5760 | 240 | 12 | 13.165714 | 0.822857 | 373.248 |
| 1 onça avoirdupois | 437.5 | 18.2292 | 0.911458 | 1 | 0.0625 | 28.35 |
| 1 libra avoirdupois | 7000 | 291.666 | 14.58333 | 16 | 1 | 453.6 |
| 1 mg | 0.015432 | 0.000643 | 0.00003215 | 0.000035274 | 0.0000022046 | 0.001 |
| 1 g | 15.432 | 0.643 | 0.03215 | 0.035274 | 0.0022046 | 1 |
| 1 kg | 15432 | 643 | 32.15 | 35.274 | 2. 2046 | 1000 |
2.2 Unidades de medida do preço internacional do ouro
Antes de 1933, o ouro era cotado em várias moedas, incluindo o dólar americano, a libra esterlina, o franco francês, etc. Em 1944, os países chegaram ao sistema de Bretton Woods, ligando diretamente o dólar ao ouro. O dólar tornou-se gradualmente a moeda mundial, com uma taxa de câmbio fixa de 1 onça troy de ouro igual a 35 dólares, permitindo aos países trocarem os seus dólares por ouro. Até à década de 1970, a política monetária frouxa dos EUA acabou por levar ao colapso do sistema de Bretton Woods e o preço do ouro deixou de ser fixado em 35 dólares por onça troy, permitindo aos bancos centrais imprimir dinheiro sem restrições. No entanto, à medida que os EUA se tornaram a maior potência económica e militar do mundo, o dólar passou a ser a moeda de cotação do ouro. Até à data, a unidade de medida internacional do preço do ouro é o dólar por onça.
Secção III Materiais e modificações para ouro puro decorativo
1. A posição no mercado e as questões comuns das jóias de ouro maciço
De acordo com as opiniões transmitidas ao longo de milhares de anos na China, as jóias de ouro e prata representam riqueza e a personificação da nobreza. Ao mesmo tempo, os antigos imperadores reconheciam o amarelo como a cor que representa o estatuto, e as recompensas no palácio eram frequentemente substituídas por várias jóias de ouro e prata. Por conseguinte, as jóias de ouro continuam a ter um profundo significado de nobreza e riqueza, especialmente porque incorporam a bela conotação de um casamento harmonioso. Nos costumes tradicionais do casamento, os ornamentos de ouro são quase indispensáveis. Por conseguinte, as jóias de ouro maciço são apreciadas pelas massas em vários países desde a antiguidade e ocupam ainda hoje uma parte importante do mercado da joalharia.
No entanto, as jóias tradicionais em ouro puro também apresentam alguns problemas de produção, processamento e utilização, sendo os problemas mais comuns os seguintes
1.1 Garantia de pureza
A categoria de ouro puro na indústria de jóias é relativamente vaga; comumente referido como ouro 24K, ouro 999 e ouro puro são todos classificados como ouro puro. O teor de ouro do ouro 24K não é inferior a 99,99％, e o "ouro puro 9999" reivindicado no mercado nos últimos anos pertence ao ouro 24K; o teor de ouro do ouro puro não é inferior a 99％; o teor de ouro de mil ouro puro não é inferior a 99,9％.
As empresas de joalharia compram geralmente lingotes de ouro puro como matéria-prima para a produção de jóias de ouro puro. Os lingotes de ouro puro comerciais legítimos devem ter marcas na superfície que indiquem o fabricante, a qualidade, a pureza, o número de série, etc. (Figura 3-3).
Figura 3-3 Lingote de ouro puro
A Organização Internacional de Normalização (ISO) restringe os elementos de impureza em pepitas de ouro puro, como mostra a Tabela 3-5.
Quadro 3-5 Requisitos de teor de impurezas para lingotes de ouro puro.
| Grau | Teor de Au ％ | Teor de impurezas / X 10-6 | Teor de impurezas totais X 10-6 | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Grau | Teor de Au ％ | Ag | Cu | Fe | Pb | Bi | Sb | Pd | Mg | Sn | Cr | Ni | Mn | Teor de impurezas totais X 10-6 |
| IC - Au99. 995 | ≥99.995 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤3 | ≤3 | ≤3 | < 50 |
| IC - Au99. 99 | ≥99.99 | ≤50 | ≤20 | ≤20 | ≤10 | ≤20 | ≤10 | ≤30 | ≤30 | - | ≤3 | ≤3 | ≤3 | ≤100 |
| IC - Au99. 95 | ≥99.95 | ≤200 | ≤150 | ≤30 | ≤30 | ≤20 | ≤20 | ≤200 | - | - | - | - | - | 500 |
| IC - Au99. 50 | ≥99.50 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 5000 |
Durante o processo de produção, as impurezas podem ser misturadas durante a fundição, a fundição, a soldadura, o processamento a frio, etc. A utilização de solda com um ponto de fusão inferior durante a soldadura afectará a qualidade do ouro. Tomando como exemplo as jóias Au999 (ouro puro), que detêm a maior quota de mercado, para garantir a sua qualidade, para além de reforçar o processo de produção e o controlo, recomenda-se geralmente que as matérias-primas de ouro adquiridas sejam IC - Au99.99.
1.2 Problemas de pontos de ferrugem
O Au999 tem excelente resistência à corrosão, mas não são raros os relatos de problemas de ferrugem nas superfícies das jóias de ouro. A Figura 3-4 mostra os "pontos de ferrugem" na superfície das jóias de ouro Au999 (Figura 3-4). Apareceram várias áreas com "pontos de ferrugem" graves na superfície das jóias de ouro. A distribuição dos "pontos de ferrugem" é irregular, variando em tamanho, sendo a maior parte dos pontos visíveis a olho nu ou sob microscopia de baixa ampliação. A cor das "manchas de ferrugem" varia em diferentes áreas, incluindo principalmente.
Vermelho, castanho, castanho escuro e preto contrastam com o fundo dourado puro Au999. A maioria das manchas tem um anel de cor castanho-avermelhado, e as manchas mais gravemente descoloridas estão ligadas, formando manchas de ferrugem que tendem a expandir-se para fora.
Figura 3-4 As "manchas de ferrugem" na superfície das jóias de ouro Au999
Ao microscópio eletrónico de varrimento, os microfuros na área central da "mancha de ferrugem" variam em número. Em áreas maiores da "mancha de ferrugem", há mais microfuros ou microfuros maiores, como mostra a Figura 3-5.
Figura 3-5 Microfuros no centro da área da "mancha de ferrugem
Uma análise química das jóias de ouro mostra que o seu teor global de ouro cumpre a norma Au999. Utilizando a espetroscopia de fotoelectrões XPS para detetar a área da mancha de ferrugem, verificou-se que, para além do Au, havia também Ag2S e NaCl, e vestígios de SiO2 os contaminantes apareceram nas paredes internas dos microfuros. Por conseguinte, o problema da mancha de ferrugem na superfície das jóias de ouro deve-se, em grande medida, a uma gestão inadequada do local de produção. Por exemplo, a disposição do local não é suficientemente razoável e não há distinção suficiente entre as áreas de produção e os processos para os produtos de ouro e prata; os processos de fundição e de tratamento ácido não estão isolados e até são utilizadas ferramentas de trituração rotativas de alta velocidade para reparar moldes na área de pressão do óleo acabado; a higiene do local não é suficientemente limpa e os trabalhadores da produção não seguem rigorosamente os requisitos do processo de limpeza das barras de ouro e das superfícies dos moldes durante a operação. Uma vez que o processo de produção de jóias de ouro envolve múltiplos processos, como a fundição, laminagem, corte, pressão de óleo e trituração, e por vezes os produtos de prata pura também são produzidos na mesma instalação de produção, é inevitável que detritos ou partículas de prata possam ser pressionados sobre a superfície dos produtos de ouro puro, causando descoloração. Durante um longo período de processamento da produção, o pó ou a sujidade acumulam-se inevitavelmente na área de produção. Durante os processos de laminagem e estampagem, se a área de trabalho não for devidamente limpa, especialmente quando são realizadas operações de trituração nas proximidades, o pó ou a sujidade podem ser facilmente agitados e pressionados sobre a superfície da barra de ouro, formando manchas heterogéneas. Quando as jóias de ouro são tratadas com ácido, este corroerá as manchas heterogéneas, transformando-as em microfuros. Se os produtos da lavagem ácida não puderem ser completamente removidos durante a limpeza da peça de trabalho, ou se houver ácido residual nos microfuros, continuará a corroer os pontos heterogéneos. As impurezas metálicas não removidas pela lavagem ácida podem facilmente formar micro-baterias com o substrato de ouro em determinadas condições, levando à corrosão eletroquímica, uma vez que actuam como ânodos. Durante o armazenamento das jóias de ouro, os produtos de corrosão migram lentamente para o exterior, causando, por fim, "pontos de ferrugem" e descoloração.
1.3 Questões de deformação
A resistência do ouro puro é muito baixa. As jóias feitas de ouro puro utilizando técnicas convencionais são propensas a deformações durante a produção e o uso e não são adequadas para engastar pedras preciosas. Para melhorar a capacidade de anti-deformação das jóias, é frequentemente necessário aumentar a espessura da sua parede, o que aumenta o peso do ouro e torna cada peça mais cara.
1.4 Problemas de desgaste
A dureza do ouro puro é muito baixa. As jóias feitas de ouro puro utilizando técnicas convencionais sofrem facilmente choques e riscos durante o uso, provocando amolgadelas e riscos na superfície, fazendo com que as jóias percam gradualmente o seu brilho.
1.5 Questões de estilo
Devido à baixa resistência e dureza do ouro puro, não é fácil criar jóias com formas complexas, padrões intrincados, elevada precisão de processamento e engastes de pedras preciosas. Isto faz com que as jóias tradicionais em ouro puro se encontrem numa posição estranha de rudeza e falta de valor artístico, o que impõe certas limitações ao desenvolvimento e expansão da joalharia, restringindo o seu valor artístico como produto de consumo de gama alta.
2. Materiais e processos de produção de ouro puro modificado
2.1 Jóias em ouro puro duro electrodeformado
Tendo como pano de fundo as funções cada vez mais proeminentes das jóias decorativas e o aumento contínuo dos preços internacionais do ouro, as jóias de ouro puro ocas e de paredes finas têm uma competitividade considerável no mercado devido à sua forma grande, leveza e baixo preço por peça. Os processos convencionais de moldagem de jóias, como a fundição e a estampagem, precisam de ajuda para satisfazer esta procura. Por conseguinte, a eletrodeposição tornou-se o principal processo de moldagem para jóias de ouro ocas. No entanto, as jóias em ouro puro fabricadas através dos processos tradicionais de eletrodeposição são muito propensas à deformação e ao colapso, o que as torna adequadas apenas como artigos de exposição e não como jóias usáveis. Há mais de uma década, a indústria começou a adotar o processo de ouro puro duro electroformado, que utiliza o princípio da eletrodeposição. Ajustando a formulação da solução de eletrodeposição e melhorando as condições do processo de eletrodeposição, os iões de ouro migram para o molde catódico condutor sob a influência de um campo elétrico. Após a remoção do núcleo, são produzidas peças de ouro puro, duras e ocas de paredes finas, como se mostra na Figura 3-6.
Figura 3-6 Jóias típicas em ouro duro electrodepositado
2.1.1 Caraterísticas das jóias em ouro puro duro electrodeformado
Em comparação com as jóias de ouro puro tradicionais, as jóias de ouro puro duro electrodeformadas têm as seguintes caraterísticas
(1) Elevado grau de pureza.
O teor de ouro excede 99,9％, geralmente cumprindo totalmente os padrões internacionais relevantes para a pureza do ouro, ao mesmo tempo que atende à demanda do mercado por pureza de ouro atingindo Au999. Três amostras de jóias de ouro duro electroformadas foram selecionadas aleatoriamente para testes de composição química, e os resultados são mostrados na Tabela 3-6.
Quadro 3-6 Composição química do ouro duro electrodeformado (2012)
| Elementos químicos | Conteúdo /％ | Elemento químico | Conteúdo /％ |
|---|---|---|---|
| Ag | 0.001 ~ 0.0036 | Pd | < 0.0003 |
| Cu | 0.0025 ~ 0.0046 | Mg | < 0.0003 |
| Fe | 0.0003 ~ 0.0012 | Como | < 0.0003 |
| Pb | 0.0003 ~ 0.0004 | Sn | < 0.0003 |
| Bi | < 0.0005 | Cr | < 0.0003 |
| Sb | < 0.0003 | Ni | < 0.0003 |
| Si | < 0.0020 | Mn | < 0.0003 |
(2) Elevada dureza.
Dependendo da composição da solução de eletrodeposição, do processo de eletrodeposição e da espessura do revestimento, a dureza no estado fundido pode geralmente atingir valores superiores a HV80, chegando alguns a atingir HV140-160, o que equivale à dureza do ouro de 18K, mais de quatro vezes superior à do ouro puro tradicional.
(3) Vestível.
Como a dureza aumenta significativamente, a resistência à deformação das jóias melhora, permitindo que sejam usadas como acessórios, resolvendo o problema de que as jóias de ouro ocas tradicionais só podem servir como ornamentos.
(4) Resistente ao desgaste.
Ultrapassa a limitação da suavidade das jóias tradicionais em ouro puro, com uma resistência ao desgaste muito superior à dos artigos tradicionais em ouro puro.
(5) Peso leve.
Utilizando um processo de eletrodeposição oca, a espessura da parede é geralmente de 220μm, reduzindo significativamente o peso em comparação com as jóias de ouro puro tradicionais com o mesmo aspeto e volume.
No entanto, embora o ouro duro electroformado tenha uma dureza relativamente elevada, é relativamente frágil por natureza. Uma vez que é oco, é necessário ter cuidado para evitar colisões com objectos afiados durante o uso. Além disso, existem ainda certas limitações em termos de estilo e estrutura do produto para o ouro duro electrodepositado.
2.1.2 Mecanismo de reforço do material de ouro duro electrodeformado
O processo de eletrodeposição de ouro duro utiliza ouro puro IC - Au9.99 como matéria-prima, preparando-o numa solução de eletrodeposição que contém iões de liga complexos. Ao melhorar os aditivos na solução de eletrodeposição e as condições do processo de eletrodeposição, o método de cristalização da camada de ouro é melhorado, resultando numa estrutura fundida com grãos finos e estrutura densa. A estrutura cristalina do ouro duro electroformado também difere da do ouro comum (Figura 3-7). Esta estrutura fina e densa é a razão fundamental para a elevada dureza do ouro duro electrodepositado.
Figura 3-7 Comparação da difração de raios X entre o ouro duro 24K electrodeformado e o ouro 24K normal
2.2 Ouro 24K microligado de alta resistência
Devido à baixa resistência e dureza dos materiais em ouro de 24K, não é fácil criar jóias com formas complexas, padrões intrincados, elevada precisão de processamento e pedras preciosas embutidas. Além disso, as jóias são propensas a deformação durante o uso e podem facilmente desgastar-se e perder o seu brilho. Com a melhoria dos padrões de vida materiais e culturais, os consumidores têm maiores expectativas em relação às jóias de ouro de 24K do que antes, exigindo uma elevada pureza e maiores expectativas quanto à estrutura, estilo e desempenho das jóias. Por conseguinte, a investigação e o desenvolvimento de materiais de ouro 24K microligados de alta resistência e de processos de produção tornaram-se um tema quente na indústria.
2.2.1 Métodos de reforço do ouro microligado de 24K
Como mencionado anteriormente, os métodos de reforço para materiais de metais preciosos incluem o reforço de soluções sólidas, o reforço de grão fino, o reforço de deformação, o reforço de precipitação, o reforço de dispersão e o reforço de transformação de fase. No desenvolvimento do ouro microligado, é também necessário selecionar métodos adequados a partir dos métodos de reforço acima referidos e, devido à quantidade muito reduzida de elementos de liga adicionados, é necessário um efeito abrangente de múltiplas vias de reforço para obter bons resultados de reforço.
Do ponto de vista dos princípios metalúrgicos, os elementos de micro-liga são bastante amplos. Com exceção dos metais alcalinos, alguns metais refractários e metais de baixo ponto de fusão, os metais simples, os metais de transição, os metais leves e os metalóides podem servir como elementos de microliga para o Au, e mesmo os elementos considerados nocivos em concentrações convencionais podem também servir como elementos de microliga importantes. Ao selecionar os elementos de liga, são geralmente considerados os seguintes factores.
(1) O efeito do reforço da solução sólida.
O efeito de reforço da solução sólida dos elementos de liga no ouro puro está relacionado com factores como a diferença de tamanho atómico, a diferença de eletronegatividade, as diferenças de estrutura cristalina entre eles e o conteúdo dos elementos de liga. O efeito de reforço da solução sólida dos elementos de liga no Au pode ser medido utilizando parâmetros de reforço da solução sólida; quanto maior for o valor do parâmetro, melhor será o efeito de reforço da solução sólida. De um modo geral, os elementos de metais leves com pesos atómicos mais pequenos, tais como Li, Be, Na, K, Mg, Ca e Sr, bem como os elementos de terras raras com tamanhos atómicos maiores, têm valores de parâmetros de reforço de solução sólida mais elevados.
(2) Efeito de reforço do grão fino.
O refinamento do grão do ouro puro inclui tanto o refinamento primário do grão durante o processo de cristalização por solidificação do metal fundido como a supressão da recristalização e do crescimento do grão durante o processo de tratamento térmico. Alguns elementos de liga, tais como os elementos de terras raras e alguns elementos de liga de elevado ponto de fusão, podem atuar como refinadores ou modificadores eficazes do grão durante a cristalização por solidificação. Os elementos de terras raras, que têm uma forte afinidade com o oxigénio, podem purificar o metal fundido e também servir como refinadores de grão eficazes durante a cristalização por solidificação; o cobalto pode aumentar a temperatura de recristalização das ligas de ouro e suprimir a ocorrência de recristalização.
(3) São efeitos de reforço do envelhecimento.
Se a solubilidade dos elementos de liga em Au diminuir com a diminuição da temperatura, então, através do tratamento de envelhecimento em solução sólida, podem precipitar-se segundas fases metaestáveis ou estáveis, resultando no reforço da liga por precipitação. Muitos elementos podem produzir uma precipitação efectiva em Au, tais como pequenas quantidades de Ti, REE, Co, Sb, Ca, etc., que podem conduzir a efeitos de reforço por precipitação no envelhecimento do ouro.
(4) O papel do endurecimento por deformação.
Esta é uma forma necessária para que o ouro microligado obtenha efeitos de reforço significativos. As taxas de endurecimento por transformação de diferentes elementos de liga em ouro variam, fundamentalmente devido às diferenças no impedimento do deslizamento de deslocações, que depende das interações entre os limites de grão e as deslocações, os átomos de soluto e as deslocações, as partículas de segunda fase e as deslocações, e as deslocações entre si.
2.2.2 A qualidade do ouro microligado de alta resistência
lA qualidade do ouro Au999 é mantida acima de 99,9％, atendendo à aceitação do mercado da qualidade do ouro. Ao adicionar elementos de liga de traço e combiná-los com o processamento de deformação a frio, é possível obter resistência e dureza significativamente maiores do que o ouro 24K tradicional. O chamado "ouro duro 5G" do mercado pertence ao ouro 24K microligado. A Figura 3-8 mostra uma pulseira oca em ouro 24K "5G" com uma espessura de parede de apenas 0,2 mm, formada através de estiramento, dobragem e soldadura de tubos, apresentando leveza, elevada dureza e boa elasticidade.
Figura 3-8 Pulseira oca em ouro de 24K "5G" dura
Devido à introdução insuficiente de elementos de liga 0,1％, dependendo dos elementos de liga adicionados, a dureza como fundido geralmente varia de HV40 a HV60. Após o processamento de deformação a frio, como laminação e trefilação, a dureza geralmente varia de HV80 a HV120. Em alguns casos, a dureza de certas ligas é ainda melhor. Os países estrangeiros também desenvolveram e comercializaram Au999 microligado, o que melhora significativamente a dureza e a resistência em comparação com o Au999 comum, como mostra a Tabela 3-7.
Tabela 3-7 Propriedades do Au999 microligado de alta resistência (parcialmente extraído de Christopher W. Corti, 1999)
| Materiais | Fabricante | Pureza | Dureza da fundição HV/(N/mm2) | Recozido Dureza HV/(N/mm2) | Dureza de processamento HV/(N/mm2) | Resistência à tração / MPa | Artesanato adequado |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ouro duro 5G | China | 99.9％ | 40 ~ 60 | - | 80 ~ 110 | - | Castável |
| Ouro puro de alta intensidade | Japão Mitsubishi | 99.9％ | - | 55 | 123 | 500 | Castável |
| Ouro TH | Japão Tokuriki Honten | 99.9％ | - | 35 ~ 40 | 90 ~ 100 | - | Castável |
| Ouro puro comum | - | 99.9％ | - | 30 | 50 | 190 ~ 380 |
2.2.3 Au995 microligado de alta resistência
Uma vez que o teor de elementos de liga do Au995 é ligeiramente superior ao do Au999, existem mais elementos de liga por onde escolher. Ao utilizar uma combinação de vários mecanismos de reforço, é possível obter um efeito de reforço significativo. A Tabela 3-8 lista algumas propriedades do Au995 microligado, e a dureza de algumas ligas após um tratamento abrangente pode atingir o ouro 22K ou mesmo o ouro 18K.
Quadro 3-8 Desempenho do Au995 microligado (de acordo com Christopher W. Corti, 1999)
| Materiais | Fabricante | Pureza | Dureza da fundição HV/(N/mm2) | Recozido Dureza HV/(N/mm2) | Dureza de processamento HV/(N/mm2) | Estado de envelhecimento Dureza HV/(N/mm2) | Artesanato adequado |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ouro duro de 24K | África Mintek | 99.5％ | - | 32 | 100 | 131 ~ 142 | Pode ser envelhecido |
| Ouro puro | Japão Three O Co. | 99.7％ | - | 63 | 106 | 145 ~ 176 | Can be aged & Castable |
| Uno-A- Erre Ouro 24K | Uno-A- Erre Itália | 99.6％ | - | 33 | 87 | - | Processamento a frio |
| Uno-A- Erre Ouro 24K | Uno-A- Erre Itália | 99.8％ | - | 62 | 118 | - | Processamento a frio |
| DiAurum 24 | Titã britânico | 99.7％ | 60 | - | 95 | - | Castável |
2.2.4 99％Au - 1％ Ti Ouro duro
Na década de 1980, o World Gold Council financiou pesquisas sobre ouro duro, desenvolvendo com sucesso o ouro duro Au990, que usa 1 ％ Ti como elemento de liga, aproveitando o efeito de fortalecimento de grão fino do Ti, bem como o efeito de fortalecimento de precipitação de envelhecimento do Ti difundindo da solução sólida supersaturada um Au para formar a segunda fase, melhorando significativamente a resistência e dureza da liga, conforme mostrado na Tabela 3-9.
Tabela 3-9 99％Au - 1％Ti Desempenho do ouro duro de acordo com Christopher W. Corti, 1999
| Desempenho | Estado de solução sólida (800℃, 1 h, extinção) | Estado de funcionamento a frio (taxa de processamento 23％) | Estado de envelhecimento (500℃, 1h, arrefecimento) |
|---|---|---|---|
| Dureza HV/N/mm2 | 70 | 120 | 170- ~ 40 |
| Resistência ao escoamento /MPa | 90 | 300 | 360 ~ 660 |
| Resistência à tração /MPa | 280 | 340 | 500 ~ 700 |
| Taxa de alongamento /％ | 40 | 2 ~ 8 | 2 ~ 20 |
99％Au - 1％ Ti é um material promissor de ouro microligado de alta resistência. No entanto, devido à presença de Ti, este sistema de liga precisa de ser fundido no vácuo, o que torna o processo mais difícil, e a cor difere ligeiramente do ouro tradicional, limitando as suas aplicações.
