Russian 
English 
Arabic 
French 
Italian 
German 
Korean 
Japanese 
Portuguese 
Spanish 
Как Sobling проверяет качество ювелирного сырья?
Проверка качества и анализ дефектов ювелирного сырья
Введение:
Для производства ювелирных изделий требуется различное сырье и вспомогательные материалы, от их характеристик напрямую зависит качество и себестоимость ювелирной продукции. Поэтому необходимо строго контролировать проверку сырья и вспомогательных материалов на производстве, чтобы избежать ввода неквалифицированных материалов.
В целом, материалы, используемые для производства ювелирных изделий, в основном включают в себя материалы из драгоценных металлов, таких как золото, серебро, платина и палладий; материалы из сплавов для получения различных каратных сплавов; материалы из драгоценных камней, таких как алмазы, рубины, сапфиры и нефрит; вспомогательные материалы, используемые в нескольких основных процессах, таких как изготовление ювелирных форм, ювелирное литье, закрепка камней, отделка и полировка, гальваника, некоторые из которых напрямую влияют на качество ювелирной продукции.
Оглавление
Раздел Ⅰ Проверка качества сырья из драгоценных металлов
Основное содержание проверки качества мастер-формы включает форму, размер, вес, структуру, качество поверхности, литник и т.д.
Часть 1. Самородок из чистого золота
Золото является одним из самых распространенных видов сырья для производства ювелирных изделий из драгоценных металлов. Предприятия обычно закупают чистые золотые самородки у аффинажных заводов, поставщиков драгоценных металлов и т.д., чтобы подготовить такие материалы, как золото 24 карата, золото 18 каратов и золото различных каратов.
1. Требования к чистоте слитков чистого золота
подготовить такие материалы, как золото 24 карата, золото 18 каратов и золото различных карат.
Чистота чистых золотых самородков является основой для гарантии чистоты золотых украшений. В 1999 году Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM) выпустило стандарт ASTM B562-95 "Стандартная спецификация на аффинированное золото", который был пересмотрен в 2005 и 2012 годах. Стандарт устанавливает допустимый диапазон содержания примесных элементов в чистых золотых самородках, как показано в таблице 4-1, которая является единственным стандартом, используемым для золотых самородков высокой чистоты. Среди них проба 99,5% означает содержание золота не менее 99,5%; 9995 - содержание золота не менее 99,95% и так далее.
Для чистого золота марки 99,5% необходимо тестировать только минимальное содержание золота, это единственный уровень чистоты, который требует измерения содержания золота. Для других степеней чистоты чистого золота содержание золота рассчитывается методом разности. В чистом золоте 9995 пробы необходимо проверить пять элементов, включая серебро, медь и палладий - три элемента, обычно используемые при сплавлении золота. Два других элемента - это железо и свинец, которые являются примесными элементами и могут серьезно повлиять на обработку материала. В золоте 99.99% необходимо тестировать гораздо больше элементов, включая мышьяк, висмут, хром, никель, марганец, магний, кремний, олово и т.д. Однако в золоте 99,995% мышьяк и никель удалены.
Таблица 4-1 ASTM B562 Максимально допустимое содержание примесей в чистых золотых самородках
Единица измерения содержания металла: x10-6
| Чистое золото | 995 | 9995 | 9995 | 9999 |
|---|---|---|---|---|
| Стерлинговое серебро | / | 350 | 90 | 10 |
| медь | / | 200 | 50 | 10 |
| палладий | / | 200 | 50 | 10 |
| железо | / | 50 | 20 | 10 |
| свинец | / | 50 | 20 | 10 |
| кремний | / | / | 50 | 10 |
| Магний | / | / | 30 | 10 |
| Мышьяк | / | / | 30 | / |
| Висмут | / | / | 20 | 10 |
| Олово | / | / | 10 | 10 |
| Хром | / | / | 3 | 3 |
| Никель | / | / | 3 | / |
| Марганцовка | / | / | 3 | 3 |
Примеси в чистом золоте делятся на три категории: металлические, неметаллические и радиоактивные. Металлические примеси относительно легко поддаются анализу. Платина - распространенный микроэлемент в чистом золоте. Тем не менее, она не включена в стандарт, главным образом потому, что платина более ценна, чем золото, и не влияет на производственные характеристики золота. Другие элементы платиновой группы, такие как родий, рутений, осмий и иридий, также не включены в список. Потому что анализ этих элементов сложен, дорог и не имеет практической пользы. Поэтому иногда для отражения количества данной группы элементов выбирается один элемент, например, палладий используется в качестве индикатора элементов платиновой группы. При высоком содержании палладия необходимо тестировать другие элементы платиновой группы; при низком содержании тестирование не требуется. Кислород, сера и хлор в той или иной форме часто используются для очистки золота. Они могут образовывать неметаллические примеси, которые остаются в чистом золоте, но эти типичные неметаллические элементы не перечислены в стандарте. Радиоактивные примеси, такие как уран и торий, могут вызывать проблемы с безопасностью ювелирных изделий, но их уровень обычно незначителен и не указан в стандарте.
Поэтому стандарт ASTM B562 учитывает только некоторые металлические элементы, но игнорирует многие другие. Чтобы гарантировать качество продукции, компании-производители могут потребовать включить эти элементы в список, как прямо указано в стандарте, "покупатель и продавец могут договориться о некоторых ограниченных элементах".
2. Метод анализа примесных элементов для чистых золотых самородков
Содержание золота в чистых золотых самородках определяется методом купелирования - самым ранним методом анализа. Точность этого метода зависит от множества факторов, включая условия проведения испытаний, точность испытательного оборудования, применение метода тестирования и т.д., что может привести к значительным колебаниям результатов одного и того же образца в одной партии; калибровочное значение стандарта колеблется в широких пределах и является нестабильным; низкая точность и прецизионность, а также другие проблемы. Лондонская ассоциация рынка драгоценных металлов (LBMA) предъявляет требования к возможностям аффинажного анализа золота: если результат теста больше или равен 99,95%, допустимая погрешность составляет ±0,005%; если результат теста меньше 99,50% -99,95%, допустимая погрешность составляет ±0,015%.
Существует несколько методов обнаружения примесных элементов в чистом золоте. Обычно золото сначала растворяют, а затем анализируют содержание различных элементов с помощью спектроскопических методов анализа, включая атомно-абсорбционную спектроскопию или атомно-эмиссионную спектроскопию в плазме постоянного тока. Спектрометры с индуктивно-связанной плазмой могут использоваться для анализа растворов и, в некоторых случаях, могут напрямую анализировать твердые образцы без необходимости растворения. У этого метода есть два преимущества: он позволяет избежать проблемы необнаруживаемых примесных элементов, которые не растворяются, а на точность определения не влияют экспериментальная стеклянная посуда и реактивы. Существуют и другие методы, позволяющие избежать растворения образца, например, использование масс-спектрометров и рентгенофлуоресцентных спектрометров, среди которых масс-спектрометры больше подходят для обнаружения микроэлементов в материалах высокой чистоты.
Хотя купелирование является наиболее точным методом определения содержания золота, его практически невозможно использовать для выявления примесных элементов в чистых золотых самородках, поскольку этот метод предполагает сбор драгоценных металлов из конкретной пробы, объединение их в бусины, а затем сравнение веса бусин с исходной пробой, что ограничивает выявление содержания всех элементов драгоценных металлов. Хотя купелирование может определить, составляет ли содержание золота 99,5% или 99,9%, или даже 99,99%, оно не может определить, какие примеси присутствуют и их соответствующие количества. Поэтому стандарт ASTM B562 устанавливает минимальное содержание золота 99,5% только при использовании купелирования; если содержание примесей выше, определяется содержание основных примесных элементов, а остальное принимается за золото. Необходимо учитывать все основные примеси, иначе расчетное содержание золота будет неверным.
Вышеперечисленные методы обнаружения в основном используются для анализа среднего содержания примесных элементов в чистых золотых самородках для производства чистых золотых самородков. Некоторые технологии обнаружения больше подходят для предприятий по производству ювелирных изделий, особенно сканирующий электронный микроскоп (SEM), оснащенный дисперсионным рентгеновским спектрометром (EDS), который может фокусироваться на определенной части образца для локального обнаружения. Например, если ювелирные изделия имеют дефекты, такие как трещины или твердые пятна в определенных областях, зонды могут быть сконцентрированы на этих областях для анализа их состава. Это особенно актуально, поскольку многие вредные примесные элементы имеют тенденцию к сегрегации на границах зерен, в местах искажения кристаллической решетки и т.д., в результате чего содержание примесных элементов в этих местах значительно выше среднего, что может привести к проблемам с качеством продукции. Поэтому предприятиям по производству ювелирных изделий необходимо обращать внимание на содержание золота в чистых золотых самородках и помнить, что некоторые микропримеси могут отделяться в процессе литья, что приводит к очень высокому локальному содержанию.
[Пример 4-1] Анализ состава самородков чистого золота.
Случайным образом отберите самородки чистого золота, произведенные различными производителями аффинажа, и используйте масс-спектрометр с тлеющим разрядом для обнаружения, анализируя 17 видов металлических элементов; результаты приведены в таблице 4-2.
Таблица 4-2 Результаты анализа самородков чистого золота, произведенных различными производителями аффинажа драгоценных металлов
Производители #1-8, Единица измерения содержания металла: x10-6.
Для образцов, произведенных в разное время на одном и том же нефтеперерабатывающем заводе, были проанализированы и определены содержания примесных элементов, как показано в таблице 4-3.
Таблица 4-3 Результаты анализа различных партий самородков чистого золота, произведенных на одной и той же аффинажной фабрике
Единица измерения содержания металла: x10-6
Пороговая чистота, требуемая эталонным стандартом, такова, что только 8 из 9 аффинажных заводов соответствуют требованиям стандарта, а продукт одной компании должен быть квалифицирован, содержащий 200 x10-6 примеси. Серебро является основной примесью, значительно превышающей другие примеси; для чистого золота 99,99% содержание серебра колеблется в пределах 20 x10-6 до 70 x10-6; за золото 9995, серебро достигает 120×10-6, другие элементы менее 10 x 10-6Затем следуют железо и медь, около 5 x10-6, свинец около 1 x10-6а остальные около 1 x 10-6 Примесные элементы включают палладий, кремний, платину и т. д. Содержание примесных элементов в чистых золотых самородках, произведенных на одном и том же аффинажном заводе, в разное время колеблется в большую или меньшую сторону. Поэтому при покупке самородков чистого золота ювелирные компании должны отдавать предпочтение аффинажным предприятиям с хорошей квалификацией.
3. Влияние примесных элементов в чистых золотых самородках
Некоторые элементы-примеси, такие как свинец, висмут и мышьяк, содержащиеся в чистых золотых самородках, серьезно ухудшают характеристики золота. Напротив, другие компоненты, такие как кремний, железо и т. д., иногда также оказывают вредное воздействие.
3.1 Свинец
[Случай 4-2] Хрупкое разрушение ювелирного изделия из белого золота 18 карат
Описание дефекта:
Определенная ювелирная компания производит украшения из белого золота 18 карат уже много лет. В определенный период возникли проблемы с качеством партии. После того как украшения были отлиты и сформованы, они ломались при небольшом усилии в процессе закрепки или инкрустации, причем морфология излома была такой, как показано на рис. 4-1. Ранее такой проблемы не возникало. Завод пробовал различные решения, включая замену сплавов с наполнителем, замену литника, регулировку температуры заливки и т. д., но проблема требовала более эффективного решения.
Производственное расследование:
Судя по морфологии излома, отливка не имеет явных усадочных отверстий или рыхлости, что указывает на то, что излом не вызван недостаточной плотностью, снижающей прочность; поверхность излома не имеет податливой деформации, представляя собой типичный хрупкий излом. Поэтому были исследованы условия производственного процесса. На заводе использовалось точное литье с использованием гипсовых форм; кольцо имело два литника, температура гипса при литье составляла 650℃, температура заливки металлической жидкости составляла 1040℃, гипсовая форма охлаждалась воздухом в течение 15 минут перед закалкой. При выплавке ингредиентов использовалось 50% старого золота и +50% нового золота, причем старое золото использовалось в третий раз. Для литья украшений из белого золота K вышеуказанные условия производственного процесса, используемые заводом, являются относительно стандартными и не должны вызывать хрупкость партии. Предполагается, что в металлический материал могли быть подмешаны вредные примеси.
При проверке источника нового золота выяснилось, что в связи со срочными производственными потребностями ранее небольшое количество самородков чистого золота было закуплено у мелкого аффинажного торговца, а результаты рентгенофлуоресцентного спектрального анализа показали, что чистота золота достигла 99,99%. Поскольку рентгенофлуоресцентный анализ является поверхностным, а точный анализ микроэлементов затруднен, заводу рекомендуется отобрать небольшое количество образцов чистого золота для анализа в аналитическом центре. Результаты показали, что содержание свинца в самородках из чистого золота достигло 110 x10-6.
Анализ причин:
Свинец - один из самых вредных элементов в золоте, непосредственно влияющий на его обрабатываемость. Еще в 1894 году было обнаружено, что недостаточное содержание свинца делает золото хрупким. Это связано с тем, что свинец образует промежуточные фазы, такие как Au2Pb AuPb2 AuPb3 в золоте, которые представляют собой фазы с низкой температурой плавления и высокой хрупкостью, значительно ухудшающие технологические характеристики металла. Равновесная фазовая диаграмма золото-свинцового сплава на рисунке 4-2 показывает, что когда содержание свинца достигает определенного уровня, образуется промежуточная фаза определенного состава. В реальных производственных процессах, даже если содержание свинца в золоте минимально, из-за низкой растворимости свинца в золоте и его гораздо более низкой температуры плавления, чем у золота, свинец склонен к сегрегации в процессе охлаждения и затвердевания, отторгаясь по границам зерен и образуя кластеры.
Когда содержание свинца в кластерах достигает определенного уровня, образуется богатая свинцом золото-свинцовая промежуточная фаза, снижающая пластичность материала. С увеличением содержания свинца будет образовываться все больше золото-свинцовых промежуточных фаз. Когда содержание свинца достигнет 600 x10-6Медьсодержащие и чисто золотые сплавы не поддаются прокатке. Многие ювелирные компании считают, что 50 x10-6 как верхний предел допустимого содержания свинца
3.2 Висмут
Висмут также является одним из самых вредных элементов в золоте, а его влияние на характеристики механической обработки сравнимо с влиянием свинца. На рисунке 4-3 представлена фазовая диаграмма бинарного сплава золото-висмут. Висмут практически не растворяется в золоте. В процессе охлаждения и затвердевания висмут сегрегационирует и накапливается на границах зерен, образуя промежуточные фазы золото-висмут, что существенно влияет на ковкость золота и приводит к хрупкому разрушению изделий.
3.3 Железо
Роль железа в золоте следует рассматривать в двух аспектах. С одной стороны, оно может служить легирующим элементом. Железосодержащие золотые сплавы использовались в Европе. Соединяясь с другими легирующими элементами, золотые сплавы приобретали красивый синий цвет при длительном окислении при средних температурах. В последние годы железо также пытаются использовать в качестве отбеливающего элемента для получения материалов из белого золота.
С другой стороны, железо существенно влияет на качество литья золота. На рисунке 4-4 представлена фазовая диаграмма бинарного сплава золото-железо. С точки зрения термодинамики, железо может растворяться в чистом золоте, но из-за того, что его температура плавления значительно выше, чем у чистого золота, оно вызывает
Его нелегко растворить в золоте. Предположим, что золото содержит 100 x10-6 железа. В этом случае трудно добиться однородного состава, что приводит к сегрегации в отливке и так называемому дефекту "твердое пятно", как показано на рис. 4-5.
(По материалам David J Kinneberg et al., Gold Bulletin, 1998)
3.4 Кремний
Из рисунка 4-6 видно, что кремний практически не растворяется в золоте. Когда содержание кремния превышает 200 x10-6 На границах зерен образуется эвтектическая фаза кремния Au-Si, как показано на рис. 4-7, с температурой плавления всего 363℃, очень хрупкая и склонная к горячему растрескиванию. Эффект охрупчивания кремния связан с общим количеством золота и серебра в сплаве. С увеличением общего количества золота и серебра гибкость сплава уменьшается, а хрупкость увеличивается, когда содержание кремния превышает определенное критическое значение. Другими словами, с увеличением чистоты золота допустимое количество кремния уменьшается. Когда номинальное содержание кремния в 14-каратном золоте превышает 0,175wt%, на границах зерен появляются богатые кремнием фазы. Когда количество кремния превышает 0,05wt% в 18 KY, оно становится хрупким.
3.5 Иридий
[Случай 4-3] Дефект твердой точки в кольце из белого золота 18 карат
Описание дефекта:
Во время полировки на поверхности были обнаружены твердые точки, выглядящие как крупные одиночные зерна или похожие на гнезда скопления мелких зерен. Заготовка сложна для яркой полировки, на ней много царапин, как показано на рис.
Расследование производства:
На фабрике используются два метода формовки - литье и штамповка, и в обоих случаях в изделиях были обнаружены подобные дефекты. Дефекты проявились не только в переработанных материалах, но и в новых сплавах золота. Можно сделать вывод, что дефекты не связаны с методами формовки, и проблема должна заключаться в материале металла или методе плавки золота. В ходе расследования выяснилось, что золото было выплавлено в плавильной печи с защитой инертным газом, а температура плавления золота контролировалась надлежащим образом, что позволило исключить метод плавления как основную причину.
(из David J Kinneberg et al., Gold Bulletin, 1998)
Причину следует искать в способе получения металлических материалов. При проверке самородков чистого золота и сплавов с наполнителем, использованных для подготовки металлических материалов, было обнаружено, что материалы сплавов с наполнителем были взяты из первоначальных запасов, которые были относительно стабильными и не сталкивались с подобными проблемами ранее, в то время как в отношении самородков чистого золота недавняя покупка партии самородков чистого золота привела к возникновению проблемы после использования этой партии золота. Из этой партии самородков чистого золота были взяты пробы, которые были проанализированы с помощью методов химического анализа и выявили относительно высокое содержание иридия, достигающее 0,03wt%
Анализ первопричин:
Иридий имеет очень высокую температуру плавления, и если с ним не обращаться должным образом во время плавки, ему будет нелегко равномерно раствориться в золотой жидкости. Более того, иридий имеет очень низкую растворимость в твердом золоте, а в жидком состоянии - еще ниже. Иридий с высокой температурой плавления может преимущественно выпадать в осадок и агрегироваться при затвердевании, что приводит к неравномерному распределению. Из-за значительно большей твердости иридия по сравнению с золотом при попадании на поверхность образуются твердые точки или скопления твердых точек, что приводит к появлению царапин и кометных хвостов при полировке.
4. Очистка золота
Когда в чистом золоте или золотых сплавах появляется чрезмерное количество вредных примесей, необходимо рассмотреть вопрос об их очистке. Существуют различные методы очистки золота, основные процессы и характеристики которых приведены ниже:
4.1 Метод амальгамации.
Это относительно древний метод очистки. Амальгамация - это процесс смешивания золота, ртути и воды и непрерывного измельчения до тех пор, пока не останется ни одной частицы золота, образуя металлическое соединение золота и ртути. Порошок серы смешивают с золотом и измельчают, затем нагревают и обжигают на воздухе, чтобы испарить излишки ртути. Цветные металлы сначала образуют сульфиды металлов, а затем оксиды металлов. После многократного повторения этих операций материал переплавляют в самородки, используя буру в качестве флюса. Оксиды цветных металлов вступают в реакцию с бурой, образуя низкоплавкие вещества, которые плавают на поверхности жидкости, а чистое золото оседает на дно.
Этот метод подходит для обработки крупных частиц золота, захваченных ртутью. Чистота золота зависит от тщательности амальгамации и сульфуризации. При хорошей обработке чистота золота может достигать более 99%. Из-за использования токсичного элемента ртути этот метод был в значительной степени исключен.
4.2 Метод очистки с помощью акварегии.
Золото, подлежащее очистке, растворяется в водной регии, небольшое количество соляной кислоты нагревается и добавляется несколько раз, пока не перестанет выделяться желтый газ. Отрегулируйте значение pH и добавьте реагенты, такие как бисульфит натрия, щавелевая кислота или металлы, например цинковый порошок или медь. После получения губчатого золота вылейте жидкость, промойте ее несколько раз деионизированной водой, затем нагрейте с серной кислотой в течение получаса, снова промойте деионизированной водой, промойте азотной кислотой в течение получаса и, наконец, ополосните деионизированной водой. Очищенное губчатое золото после сушки может быть отлито в самородки с чистотой до 99,95%.
4.3 Метод электролиза
Это более распространенный метод. В нем используется золото в качестве анода, чистое золото или нержавеющая сталь в качестве катода и концентрированная соляная кислота в качестве электролита. Под действием электрического поля золото осаждается и очищается на катоде с чистотой до 99,95%. Однако этот метод относительно медленный, имеет длительное время работы и требует своевременной замены электролита в процессе производства.
4.4 Грануляция методом каплепадения
Это также широко используемый технический метод. Сначала к аффинированному золоту добавляют серебро в соотношении примерно ( 2,2-3,0):1. Их расплавляют вместе, используя буру в качестве шлакообразующего агента. После того как золото и серебро расплавлены и равномерно перемешаны, их выливают в холодную воду, чтобы получить гранулы определенного размера. Гранулы помещают в стакан; добавляют азотную кислоту для удаления серебра; азотнокислое серебро сливают после реакции, добавляют концентрированную азотную кислоту и кипятят 40 минут; эту операцию повторяют, затем промывают несколько раз горячей водой, пока жидкость не освободится от белого цвета, промывают еще несколько раз, чтобы получить чистый золотой порошок. Чистота может достигать 99,8% и более.
4.5 Метод хлорида аммония
Этот метод больше подходит для очистки золотого порошка. Крупные куски золота необходимо предварительно гранулировать на мелкие частицы или спрессовать в тонкие листы, чтобы ускорить скорость хлорирования.
Сначала используйте такие методы, как соляная кислота + поваренная соль + перекись водорода, соляная кислота + поваренная соль + хлорный газ, или соляная кислота + поваренная соль + перхлорная кислота для растворения золота в AuCl3 жидкость, затем нагрейте раствор для удаления окислительных газов. Удалите неметаллические вещества, промойте остаток водой несколько раз, отрегулируйте значение pH до 13 с помощью аммиака, используйте восстановители, такие как формальдегид, чтобы уменьшить содержание золота, и нагрейте раствор для испарения нитрата. Чистота, достигаемая этим методом, может достигать 99,95%.
Часть 2 Чистый серебряный самородок
Чистое серебро делится на три марки по химическому составу: IC - Ag99.99, IC - Ag99.95 и IC-Ag 99.90.
Таблица 4-4 Диапазон допустимых элементов примесей в чистых серебряных самородках (Единица измерения: %)
| Серебряный класс | Ag | Cu ≤ | Bi ≤ | Fe ≤ | Pb ≤ | Sb ≤ | Pd ≤ | Se ≤ | Te ≤ | Общее количество примесей ≤ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IC - Ag99.99 | 99.99 | 0.003 | 0.0008 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.0005 | 0.0005 | 0.01 |
| IC - Ag99.95 | 99.96 | 0.025 | 0.001 | 0.002 | 0.015 | / | / | / | / | 0.005 |
| IC - Ag99.90 | 99.9 | 0.05 | 0.002 | 0.002 | 0.025 | / | / | / | / | 0.1 |
Как и в случае с чистым золотом, свинец, висмут, мышьяк и т. д. также являются очень вредными элементами в чистом серебре. На рисунках 4-9 и 4-10 представлены фазовая диаграмма сплава серебро-свинец и фазовая диаграмма сплава серебро-висмут, соответственно. Их твердая растворимость в чистом серебре минимальна, поэтому они легко кристаллизуются.
Как и в случае с чистым золотом, свинец, висмут, мышьяк и т. д. также являются очень вредными элементами в чистом серебре. На рисунках 4-9 и 4-10 представлены фазовая диаграмма сплава серебро-свинец и фазовая диаграмма сплава серебро-висмут, соответственно.
Их твердая растворимость в чистом серебре ничтожна, и они склонны поляризоваться на границах зерен, образуя промежуточные фазы с низкой температурой плавления, что приводит к хрупкости материалов. Кремний имеет почти нулевую растворимость в чистом серебре, как показано на рис. 4-11, и в основном используется в качестве антиоксидантного элемента в серебряных сплавах, но когда содержание кремния превышает определенный уровень, это приводит к хрупкости материала.
При проверке качества чистого серебра обнаружение следовых примесей является наиболее критичным показателем качества чистого серебра. Однако при использовании атомной абсорбции или спектрофотометрии национальный стандарт предусматривает анализ только свинца, меди, железа, селена, палладия, сурьмы, теллура и висмута. Этот метод позволяет определять примеси только по одной, и процедура требует нескольких этапов, что делает анализ сложным и трудоемким. В международной торговле требования к обнаружению следовых примесей в чистом серебре составляют 23 вида. Поэтому некоторые испытательные учреждения попытались использовать атомно-эмиссионную спектрометрию с индуктивно-связанной плазмой для непрерывного определения примесных элементов в чистом серебре, добившись хороших результатов. Этот метод может обеспечить разумные пределы обнаружения, минимальную интерференцию матрицы, широкий линейный динамический диапазон, простоту, точность и надежность.
Часть 3 Чистый платиновый самородок
Международный стандарт "ASTM B561:2005 Refined Platinum Specifications" устанавливает требования к чистоте и содержанию примесей в чистой платине. В стандарте "GB/T1419-2004 Sponge Platinum" также приняты аналогичные положения, как показано в таблице 4-5.
Свинец, висмут и другие примесные элементы очень вредны. Их твердая растворимость в чистой платине практически равна нулю. При выплавке и затвердевании они легко скапливаются на границах зерен, образуя низкоплавкие хрупкие промежуточные фазы, что серьезно ухудшает технологические характеристики сплава.
Таблица 4-5 Диапазон допустимого содержания примесных элементов в чистых платиновых самородках (Единица измерения: %)
| Платиум Грейд | SM-Pt99.99 | SM-Pt99.95 | SM-Pt99.9 | |
|---|---|---|---|---|
| Содержание платия ≥ | 350 | 90 | 10 | |
| Примеси ≤ | Pd | 0.003 | 0.01 | 0.03 |
| Rh | 0.003 | 0.02 | 0.03 | |
| Ир | 0.003 | 0.03 | 0.03 | |
| Ru | 0.003 | 0.003 | 0.04 | |
| Au | 0.003 | 0.01 | 0.03 | |
| Ag | 0.001 | 0.005 | 0.01 | |
| Cu | 0.001 | 0.005 | 0.01 | |
| Fe | 0.001 | 0.005 | 0.01 | |
| Ni | 0.001 | 0.005 | 0.01 | |
| Эл | 0.003 | 0.005 | 0.01 | |
| Pb | 0.002 | 0.005 | 0.01 | |
| Mn | 0.002 | 0.005 | 0.01 | |
| Cr | 0.002 | 0.005 | 0.01 | |
| Mg | 0.002 | 0.005 | 0.01 | |
| Si | 0.002 | 0.005 | 0.01 | |
| Sn | 0.002 | 0.005 | 0.01 | |
| Si | 0.002 | 0.005 | 0.01 | |
| Zn | 0.002 | 0.005 | 0.01 | |
| Bi | 0.002 | 0.005 | 0.01 | |
| Ca | - | - | - | |
| Общее количество примесей ≤ | 0.01 | 0.05 | 0.01 | |
Примечание：
a. Контрольные пределы и методы анализа для элементов и летучих веществ, не указанных в таблице, определяются по взаимному соглашению между поставщиком и стороной спроса.
b. Ca - необязательный элемент теста.
Часть 4 Методы контроля материалов из драгоценных металлов
После того как ювелирная компания закупает на рынке материалы из драгоценных металлов, ей необходимо провести входной контроль, метод которого представлен в таблице 4-6.
Таблица 4-6 Методы контроля покупных материалов из драгоценных металлов
| Предметы осмотра | Метод проверки | Содержание инспекции | Контрольный инструмент | Критерии приемлемости |
|---|---|---|---|---|
| Счет-фактура | Проверка информации о поставщике, номера модели, идентификации и суммы в счетах-фактурах | Полная проверка | Ручная проверка | Соответствие требованиям контракта |
| Упаковка | Проверьте целостность упаковки | Полная проверка | Сенсорное обследование | В соответствии с требованиями контракта |
| Вес | Обнаружение материалов из драгоценных металлов Вес | Полная проверка | Электронные весы Взвешивание | Внедрить стандарты Правила "Допуски качества при измерении ювелирных изделий из драгоценных металлов" |
| Содержание | Обнаружение содержания драгоценных металлов | Полная проверка | Используйте флуоресцентный спектрометр или химический метод анализа | Выполнить стандарт Метод химического анализа золота, Метод химического анализа серебра, Определение содержания серебра методом осаждения хлорида серебра в пламени методом атомно-абсорбционной спектрометрии, "Определение содержания золота в ювелирных изделиях рентгеновским методом Флуоресцентная спектроскопия" |
Раздел Ⅱ: Содержание контроля качества наполненных материалов
В ювелирных изделиях с инкрустацией большую долю всегда составляли сплавы золота различной каратности, сплавы серебра, сплавы платины и сплавы палладия. Эти сплавы получают из чистых драгоценных металлов и других элементов, образуя промежуточные сплавы. Например, золото 18 карат получают из чистого золота и промежуточных сплавов, которые принято называть наполненными материалами. Качество сплава Filled напрямую влияет на качество ювелирных изделий. В настоящее время производители ювелирных изделий используют различные легирующие материалы, и характеристики легирующих материалов, произведенных разными поставщиками, иногда сильно различаются.
Даже если один и тот же поставщик поставляет наполненные легирующие материалы, часто возникают колебания характеристик, что сказывается на производстве. Поэтому при выборе нового наполненного легирующего материала компании должны проверять его качество. Оценка характеристик в основном включает физические свойства, химические свойства, механические свойства, свойства обработки, безопасность и экономичность. Если взять в качестве примера сплав K с золотым наполнителем, то его удельное содержание будет следующим.
Часть 5 Физические свойства
Золотые украшения относятся к категории ювелирных изделий из драгоценных металлов, и в них также подчеркивается эффект декорирования поверхности. Поэтому необходимо обращать внимание на физические свойства материала и рационально их учитывать, в основном это такие аспекты, как плотность, цвет, магнетизм и температура плавления.
5.1 Плотность
Выбор легирующих элементов для золотых украшений очень широк. Каждый легирующий элемент имеет свою атомную массу и соответствующую плотность. Разные составы сплавов имеют разную плотность. Например, в сплаве золото-серебро-медь-цинк плотность серебра составляет 10,5 г/см3, а плотность цинка составляет 7,14 г/см3. Если вместо серебра используется цинк, плотность сплава уменьшается. Для украшения с фиксированным объемом вес сплава уменьшается, и для сплава того же качества можно использовать меньше золота.
5.2 Цвет
Для ювелирных изделий цвет является важным физическим свойством. По цвету ювелирные золотые сплавы обычно делятся на сплавы с цветным золотом и сплавы с белым золотом. Изменяя соотношение состава сплава К золота, можно получить материалы различных цветов. Наиболее часто используемые цвета золота К включают в себя желтый, белый и красный. В последнее время также было разработано несколько уникальных цветов золотых сплавов K.
Визуальная оценка - это простой метод оценки и описания цвета сплавов. Однако этот метод основан на субъективном восприятии невооруженным глазом, что затрудняет четкое объяснение различных оттенков цвета золота, таких как желтый, зеленый, белый и красный, на языке. Для количественного описания цвета и стабильности цвета золотых сплавов ювелирная промышленность ввела систему CIELab для измерения цвета сплавов, основанную на принципах цветности. Эта система использует три координаты L*, a*, b* для описания цвета, которые являются стабильными и надежными. Система также является эффективным инструментом для количественного описания обесцвечивания сплавов. Для более простого определения и сравнения цветов сплавов в некоторых странах были установлены цветовые стандарты для золотых сплавов и соответствующие цветовые карты для сравнения. Швейцария, Франция и Германия последовательно установили стандарты цвета золота 18 карат: 3N, 4N и 5N. Позже Германия добавила три стандартных цвета для золота 14 карат: ON, 1N и 8N. Их расположение в системе цветовых координат показано на рисунке 4-14.
【Кейс 4-4】Разница в белизне белого золота 18 карат
Описание проблемы:
От покупателей поступили жалобы на ювелирные изделия из белого золота 18 карат, экспортируемые определенной фабрикой. После некоторого времени ношения местное покрытие сносилось, обнажая пожелтевшую металлическую основу, которая значительно контрастировала с цветом покрытия, и требовался возврат.
Анализ причин:
Белое золото, являющееся заменителем платины, требует хорошей белизны. Поэтому большинство украшений из белого золота имеют родиевое покрытие поверхности. Родиевое покрытие обычно очень короткое, известное как "флэш-покрытие", и образует тонкий слой. После некоторого времени использования оно легко стирается, обнажая первоначальный цвет основного металла. Во многих случаях наблюдается значительный контраст между цветом металлического корпуса и цветом покрытия. При определении материала металла поставщик и покупатель обычно указывают только белое золото 18 карат. При определении цвета сплава используется метод качественного описания, что может легко привести к спорам между ювелирными компаниями и клиентами из-за противоречивых суждений. В ответ на эту распространенную проблему MJSA и Всемирный совет по золоту
В результате сотрудничества, после использования системы цветовых координат CIELab для определения цвета образцов белого золота 10KW, 14KW, 18K, было получено определение индекса желтизны K белое золото В соответствии с единым стандартом ASTM, индекс желтизны должен быть менее 32, а золото K White делится на 1, 2 и 3 сорта в соответствии с цветом, как показано в таблице 4-7.
Таблица 4-7 Уровень белизны белого золота K
| Класс цвета | Индекс желтизны YI | Уровень белизны | Покрытие родием |
|---|---|---|---|
| Уровень 1 | YI< 19 | Очень белый | Не требуется |
| Уровень 2 | 19 < YI < 24.5 | Белый цвет допустим | Может быть покрыт или нет |
| Уровень 3 | 24.5 < YI < 32 | Бедный | Необходимо |
Эта система градации позволяет поставщикам, производителям и розничным торговцам использовать количественные методы для определения требований к цвету белого золота K White. Если YI превышает 32, золото не может называться белым.
Поскольку никель и палладий являются основными отбеливающими элементами, чем выше их содержание, тем белее цвет сплава. Однако при этом возрастает сложность и стоимость производства. Поэтому при выборе сплавов с наполнителем ювелирным компаниям часто приходится всесторонне рассматривать вопросы цвета и производительности обработки.
5.3 Магнитный
Как и положено ювелирным изделиям из драгоценных металлов, в золотых украшениях K обычно требуется, чтобы сплав проявлял нечто иное, чем магнетизм, во избежание сомнений и претензий потребителей к подлинности материала.
【Кейс 4-5】18-каратное кольцо из белого золота с магнитом
Описание проблемы:
Одна ювелирная компания выпустила партию колец из 18-каратного белого никеля, которые были возвращены и на которые поступили жалобы, поскольку кольца обладают сильным магнетизмом.
Анализ причин:
В природе железо является хорошо известным металлическим элементом, обладающим магнетизмом. Кроме того, есть еще несколько элементов с магнетизмом, таких как кобальт, никель и галлий. Никель обычно используется в качестве отбеливающего элемента в белом золоте. Добавление никеля иногда заставляет золотой сплав проявлять определенный магнетизм. Украшения из драгоценных металлов с магнетизмом часто вызывают сомнения и претензии потребителей, поэтому необходимо приложить усилия для устранения их магнетизма.
Проявляет ли вещество магнетизм, зависит не только от его состава, но и от микроструктуры. Иногда при наличии одних и тех же элементов, но разной структуры или в разных температурных диапазонах могут наблюдаться различия в магнетизме. Фазовая диаграмма золото-никелевого сплава, показанная на рисунке 4-15, может проиллюстрировать этот момент.
Рисунок 4-15 Магнитные переходы бинарного сплава золото-никель
Фазовая диаграмма показывает, что сплав золота и никеля представляет собой однофазный твердый раствор ниже линии солидуса и выше определенной температуры, который богат золотом ɑ.1 и богата никелем ɑ.2оба немагнитные. Двухфазная область начинает появляться, когда однофазная область твердого раствора медленно охлаждается до определенной температуры. Когда температура опускается примерно до 340℃, происходит магнитный переход. Когда состав никель-белого золота попадает в диапазон магнитного перехода, сплав может проявлять магнетизм.
Из-за медленного процесса охлаждения никеля K White gold после литья и сегрегации компонентов, возникающей во время литья, в условиях литья образуется двухфазная структура, которая подвергается магнитной трансформации и создает магнетизм.
Решение:
При условии неизменного состава сплава, чтобы устранить магнетизм никеля К Белое золото, необходимо контролировать структуру сплава, то есть получить немагнитный однофазный твердый раствор путем термической обработки. Литую структуру можно нагреть до зоны однофазного твердого раствора, выдержать при этой температуре для достижения определенной степени однородности состава, а затем быстро охладить (например, закалить) сплав для поддержания стабильного однофазного твердого раствора при высокой температуре до комнатной температуры, тем самым устранив магнетизм сплава.
5.4 Температура плавления
В процессе литья в гипсовую форму в основном производятся золотые украшения. Из-за плохой высокотемпературной термостабильности гипса, при достижении температуры 1200℃ происходит термическое разложение с выделением SO2 газ, что приводит к пористости отливки. При неполном прокаливании гипсовой формы в ней остается остаточный углерод, или при сильном окислении металла в жидкости образуется большое количество оксида меди, значительно снижающего температуру разложения. Поэтому, чтобы обеспечить безопасность литья в гипсовую форму, необходимо контролировать температуру плавления сплава. Как правило, температура плавления желтого и красного золота составляет около 900℃, поэтому при литье в гипсовую форму не возникнет значительных проблем. Однако для белого золота K из-за использования никеля и палладия с высокой температурой плавления в качестве отбеливающих элементов температура плавления сплава выше, чем у желтого и красного золота K, что создает риск термического разложения гипсовой формы. При очень высоком содержании никеля и палладия гипсовая форма не может гарантировать качество продукции, и приходится использовать дорогостоящий литейный порошок на кислотной связке, что значительно увеличивает производственные затраты.
Часть 6 Химические свойства
Химические свойства золотых сплавов К проявляются главным образом в их устойчивости к потускнению и коррозии, что крайне важно для ювелирных изделий. Коррозионная стойкость сплавов зависит от состава. Обычные сильные кислоты не разъедают золото 18К, а золото 14К также обладает хорошей коррозионной стойкостью, но может выщелачивать медь и серебро с поверхности под воздействием твердой кислоты. Золотые сплавы ниже 9К не устойчивы к сильной кислотной коррозии и могут потускнеть в неблагоприятной среде. Однако содержание благородных металлов - не единственный фактор, влияющий на потускнение. Потускнение - это комплексный результат химического состава, химических процессов, факторов окружающей среды и микроструктуры. В низкокаратном золоте K, когда наполненные сплавы способствуют повышению потенциала золота, формированию плотной защитной пленки и улучшению микроструктуры сплава, все еще возможно получить сплав с отличными химическими свойствами и хорошей способностью к потускнению. Среди трех основных серий золота К, розовое золото К склонно к потускнению поверхности из-за высокого содержания меди, что требует использования полезных легирующих элементов для улучшения качества.
Часть 7 Механические свойства
Ювелирные изделия должны сохранять высокую яркость в течение длительного времени, что требует повышения твердости сплава для удовлетворения требований по износостойкости. Некоторые конструктивные элементы ювелирных изделий, такие как шпильки, крючки для ушей, броши и пружины, требуют хорошей упругости и повышения твердости сплава. Однако золото обладает низкой твердостью и прочностью, что делает его труднодоступным для выполнения требований к закрепителям. Одной из целей золотого покрытия K является повышение прочности, твердости, жесткости и других механических свойств материала. Среди трех типичных типов золотого покрытия K,
Отбеленное никелем белое золото K обладает высокой прочностью и твердостью, но при этом обладает отличной эластичностью, требующей баланса между прочностью, твердостью и гибкостью. Розовое золото может претерпевать трансформацию "порядок-беспорядок" и терять податливость, что требует рассмотрения сплавов с наполнителем и процесса изготовления.
Часть 8 Свойства обработки
При разработке металлического сплава с наполнителем следует в полной мере учитывать требования различных технологий обработки к его характеристикам. Например, различные методы выплавки по-разному влияют на стойкость сплавов к окислению. Различные методы плавки, такие как плавление в пламени оксиацетилена, индукционный нагрев, плавление на воздухе, плавление в защитной атмосфере или в вакууме для одного и того же сплава, дадут противоречивые результаты. Аналогичным образом, в ювелирном производстве используются такие методы, как литье, штамповка и сварка, причем каждый метод имеет специфические требования к характеристикам золота K в определенных аспектах, которые также определяют выбор типов и количества элементов сплава. При выборе наполненного металла следует полностью учитывать технологичность сплава, чтобы избежать проблем, связанных с узким технологическим диапазоном. Технологические характеристики в основном рассматриваются с точки зрения эффективности литья, ковкости, полировки, сварки и возможности переработки.
8.1 Характеристики литья
Качество литья сплава существенно влияет на качество поверхности литых ювелирных изделий. Качество литья сплава можно оценить по таким параметрам, как текучесть расплавленного металла, склонность к образованию усадочных полостей и пористости, а также склонность к деформационному растрескиванию. Необходимо, чтобы золото K, используемое для литья, имело малые расстояния между кристаллами, низкую склонность к газопоглощению и окислению, хорошую текучесть и способность к заполнению, не склонно к образованию дисперсной усадки и деформационных трещин, что благоприятно для получения ювелирных отливок с законченной формой, четкими контурами, плотными кристаллами и прочной структурой. Для испытания литейных свойств наполненных сплавов обычно используются образцы ступенчатой формы, плоские пластины и сетчатые образцы, как показано на рис. 4-16. Среди них образцы ступенчатой формы в основном используются для проверки твердости и качества ступенчатой поверхности, образцы в форме плоской пластины используются в основном для определения размера зерна и тенденции к пористости, а образцы в форме сетки используются для оценки текучести.
Рисунок 4-16 Образцы для испытаний на эффективность литья
8.2 Характеристики обработки
Технология обработки ковкого металла широко используется для производства золотых украшений K. Помимо волочения, прокатки и других механических методов для производства листового металла, проволоки, труб и других профилей, она также часто используется для придания формы ювелирным изделиям, например, точение на станках, штамповка на штамповочных машинах и гидравлическое прессование. Для обеспечения качества изделий, прошедших ковкую обработку, помимо правильной формулировки и строгого соблюдения технологических требований, решающее значение имеют характеристики самого материала, прошедшего ковкую обработку. Золотые материалы должны обладать хорошими характеристиками ковкости, особенно при выполнении операций волочения, прокатки, штамповки и гидравлического прессования. Твердость сплава должна быть управляемой, а скорость закалки сплава должна быть медленной, чтобы облегчить работу; материал должен обладать хорошей гибкостью. В противном случае возможно появление трещин, как показано на рис. 4-17.
8.3 Производительность полировки
К качеству поверхности ювелирных изделий предъявляются высокие требования, и большинство украшений необходимо полировать, чтобы добиться зеркальной яркости поверхности. Для этого требуется не только правильное выполнение процесса полировки, но и сам сплав, который оказывает существенное влияние на свойства. Например, если структура заготовки плотная, зерна утонченные и однородные, отсутствуют такие дефекты, как поры и включения, если заготовка имеет крупные зерна, усадку и дефекты пористости, то на ней легко появляются апельсиновая корка, полировочные ямки, хвосты комет и другие явления. При наличии жестких включений также вероятно появление царапин и дефектов типа "хвост кометы", как показано на рис. 4-18.
8.4 Возможность повторного использования
Выход литья обычно составляет около 50% или даже ниже для ювелирного процесса. Каждая отливка приносит много повторно используемых материалов, таких как система заливки, лом и т. д. Ювелирные компании всегда надеются использовать как можно больше повторно используемых материалов, исходя из стоимости и эффективности производства. Из-за неизбежных проблем, таких как улетучивание, окисление и поглощение газов в процессе выплавки сплава, состав сплава будет меняться с каждой отливкой, что повлияет на металлургическое качество сплава и эффективность литья.
Ухудшение характеристик при многократном использовании сплава связано не только с процессом эксплуатации, но и тесно связано с характеристиками многократного использования самого сплава.
Показатели пригодности сплава к повторному использованию в основном определяются его склонностью к газопоглощению и окислению, а также его реакционной способностью по отношению к тиглям и литейным материалам. Чем ниже склонность к газопоглощению и окислению, а также реакционная способность по отношению к тиглям и литейным материалам, тем лучше показатели пригодности к повторному использованию.
8.5 Характеристики сварки
В ювелирном деле часто приходится разделять заготовки на простые мелкие детали для отдельного производства, а затем сваривать эти мелкие детали вместе. Чтобы добиться хорошего качества сварки, помимо использования правильного припоя, необходимо также оценить сварочные характеристики золота K. Если свариваемая деталь обладает хорошей теплопроводностью, тепло не так легко накапливается в месте сварки во время нагрева. Тем не менее, оно быстро распространяется на всю деталь, что может способствовать расплавлению припоя. Предположим, что золото K склонно к окислению при нагревании. В этом случае образовавшийся оксидный слой будет снижать смачиваемость припоя, препятствовать проникновению припоя в сварной шов и приводить к таким проблемам, как слабая сварка и ложная сварка.
Часть 9 Безопасность
Ювелирные изделия находятся в непосредственном контакте с телом человека в течение длительного времени, и их безопасность - важнейший фактор, который должны учитывать ювелирные материалы. В сплавах с наполнителем следует избегать вредных для человеческого организма элементов, таких как кадмий, свинец и радиоактивные элементы; также необходимо избегать аллергических реакций, вызванных контактом украшений с кожей. Например, в украшениях из белого золота K широко используется никель в качестве основного отбеливающего элемента, но при использовании белого золота Ni возникает проблема: у некоторых людей после контакта с Ni может возникнуть аллергическая реакция. Поэтому в ЕС и некоторых других странах действуют строгие ограничения на уровень выделения никеля в ювелирных изделиях, и никельсодержащие украшения должны соответствовать стандартам по уровню выделения никеля.
Часть 10 Экономика
Золото K - это сплав, состоящий из золота и наполненных сплавов, и цена припоя является существенным фактором, влияющим на стоимость производства, особенно для низкокаратного золота K, которое требует большого количества припоя для легирования. Поэтому при выборе элементов сплава припоя следует руководствоваться принципом всеобъемлющих источников материалов и низких цен, а дорогие драгоценные металлы следует избегать или использовать как можно реже, чтобы снизить стоимость сплава.
Часть 11 Метод контроля наполненных сплавов
Когда предприятие по производству ювелирных изделий внедряет новые сплавы с наполнителем, оно должно провести всесторонние испытания, чтобы убедиться, что их характеристики соответствуют требованиям, прежде чем запускать их в производство. Особенно осторожность необходима при массовом производстве. Проблемы с производством и эксплуатацией, вызванные несоответствующими наполненными сплавами, - не редкость. Содержание и методы основных проверок наполненного сплава приведены в таблице 4-8.
Таблица 4-8 Метод контроля наполненных сплавов
| Предметы осмотра | Метод проверки | Содержание инспекции | Контрольный инструмент | Критерии приемлемости |
|---|---|---|---|---|
| Счет-фактура | Проверка информации о поставщике, номера модели, идентификации и суммы в счетах-фактурах | Полная проверка | Ручная проверка | Соответствие требованиям контракта |
| Упаковка | Проверьте целостность упаковки | Полная проверка | Сенсорное обследование | В соответствии с требованиями контракта |
| Вес | Обнаружение материалов из драгоценных металлов Вес | Полная проверка | Электронные весы Взвешивание | Внедрить стандарты Правила "Допуски качества при измерении ювелирных изделий из драгоценных металлов" |
| плотность | Проверка плотности сплава драгоценных металлов | Случайная проверка | Измеритель плотности воды | Обе стороны согласны |
| Цвет | Проверка цвета сплава драгоценных металлов | Полная проверка | Подготовьте соответствующий образец цвета и сравните его с цветопробой или измерьте цвет с помощью колориметра. | Согласовано обеими сторонами Стандартная цветопроба |
| Температура плавления | Проверка сплава драгоценных металлов Температура плавления | Случайная проверка | Материал, определение температуры плавления с помощью дифференциального термического анализатора | Соглашение между обеими сторонами |
| Изменение цвета | Проверка устойчивости металлических сплавов к выцветанию | Случайная проверка | Подготовка материалов сплава соответствующего цвета Материал, замачивание в растворе, коррозия в соляном тумане, коррозионная атмосфера, определение кривой поляризации, устойчивость сплавов к выцветанию | Соглашение между обеими сторонами |
| Твердость | Проверьте твердость металлического сплава | Случайная проверка | Подготовьте соответствующий материал сплава, используйте макро- или микротвердомер для проверки твердости | Соглашение между обеими сторонами |
| Кастинг | Проверка литья Выполнение литья из металлических сплавов | Случайная проверка | Подготовьте соответствующий цвет сплава материала, использовать экраны, шаги, плоские пластины и т.д. для тестирования Образец тестирования производительности литья | Соглашение между обеими сторонами |
| Обработка сгибов | Проверка качества формовки и обработки сплава | Случайная проверка | Подготовка сплавов соответствующего цвета, использование прокатных прессов, твердомеров и т.д. для проверки качества обработки | Соглашение между обеими сторонами |
| Случайная проверка | Случайная проверка | Случайная проверка | Случайная проверка | Соглашение между обеими сторонами |
| Сварка | Проверьте качество сварки сплава | Случайная проверка | Подготовьте соответствующие цветные материалы сплава Материал, обнаружить производительность сварки с использованием пламени, лазер, дуга, гидролиз И другие методы для обнаружения производительности сварки | Соглашение между обеими сторонами |
| Полировка | Проверьте эффективность полировки металлических сплавов | Случайная проверка | Настройте соответствующий цвет сплава материала, используйте механический матерчатый круг, механическую шлифовку и т.д. Способ проверки эффективности полировки | Соглашение между обеими сторонами |
| Возможность многократного использования | Проверьте эффективность переработки сплава | Случайная проверка | Настроить соответствующий материал сплава, используя процесс литья по выплавляемым моделям, повторно использовать несколько раз, сравнивая качество каждой отливки | Соглашение между обеими сторонами |
| Безопасность | Проверьте безопасность металлического сплава | Случайная проверка | Настройте соответствующий материал сплава, используя метод погружения в искусственный пот для проверки Измерьте скорость высвобождения металла | Выполнение назначения продукта Содержание вредных металлов в грунте Нормы количества или нормы выбросов |
Раздел III Проверка качества вспомогательных материалов
В ювелирном производстве используется большое количество вспомогательных материалов, которые в разной степени влияют на качество ювелирных изделий, среди которых значительное влияние оказывают инвестиционный порошок, борная кислота/боракс, тигли и другие вспомогательные материалы.
Часть 12 Инвестиционный порошок
Инвестиционный порошок является одним из самых необходимых вспомогательных материалов в формах для литья ювелирных изделий. Требования к характеристикам инвестиционного порошка: хорошая копийность, полное повторение деталей восковой формы; стабильные термические и химические свойства, не легко разлагается, не легко вступает в реакцию с расплавленным металлом; стабильные и соответствующие показатели теплового расширения, сохраняющие стабильность размеров литых ювелирных изделий; подходящий и равномерный размер частиц. Метод проверки инвестиционного порошка приведен в таблице 4-9.
Таблица 4-9 Методы контроля литьевых порошков
| Предметы осмотра | Метод проверки | Содержание инспекции | Контрольный инструмент | Критерии приемлемости |
|---|---|---|---|---|
| Счет-фактура | Проверка информации о поставщике, номера модели, идентификации и суммы в счетах-фактурах | Полная проверка | Ручная проверка | Соответствие требованиям контракта |
| Упаковка | Проверьте целостность упаковки | Полная проверка | Сенсорное обследование | В соответствии с требованиями контракта |
| Влажность | Проверьте, сухой или влажный литейный порошок | Случайная проверка | Крепко зажмите и отпустите. | Невесомая пудра, без агломерации |
| цвет | Проверьте цвет литьевого порошка | Случайная проверка | Случайно с помощью стальной ложки Наблюдение после извлечения | Чистый белый цвет, без пятен |
| Технологическая производительность | Изучите взаимосвязь между соотношением воды и гипса и прочностью, текучестью, временем схватывания и т.д. | Случайная проверка | Приготовление с различными соотношениями воды и порошка Суспензия, залитая в плоский образец | Обе стороны согласились |
Часть 13 Борная кислота, бура
Боракс и борная кислота - это не одно и то же. Боракс - это соединение борной кислоты и тетрабората натрия, молекулярная формула: Na2B4O7 - 10H2O, английское название Borax, растворимая в воде щелочь. Молекулярная формула борной кислоты - H3BO3Борная кислота - это слабокислый раствор. Борная кислота и бура широко используются в ювелирном производстве и известны в этой отрасли как "порошок феи".
13.1 Боракс предотвращает окисление алмазов при обработке алмазов.
Во время процесса резки и шлифовки, когда температура поверхности алмаза достигает более 600℃, кислород, содержащийся в воздухе, может вызвать изменения во внешнем слое атомов углерода алмаза. В этом процессе окисления алмаз непосредственно сгорает и превращается в газообразный диоксид углерода, оставляя на своей поверхности тонкий, круглый, кольцеобразный белый непрозрачный след от ожога. При локальном лишении поверхности алмаза кислорода и достижении температуры выше 1000℃ он может превратиться в свой аллотроп - графит, оставляя на поверхности алмаза коричневато-черные следы от ожогов (такая ситуация встречается редко). Появление следов ожога резко ухудшает прозрачность бриллианта, тем самым снижая его стоимость. Для исправления требуется повторная полировка.
Уникальные теплофизические свойства буры позволяют решить проблему окисления, возникающую при шлифовке алмазов. Решение заключается в следующем: растворите буру в горячей воде, чтобы образовался перенасыщенный раствор, затем замочите очищенный алмаз (алмазы имеют олеофильную природу, легко впитывают масло, и масляные пятна на поверхности повредят защиту буры на поверхности алмаза) в перенасыщенном растворе буры, и, наконец, отшлифуйте алмаз с раствором буры. В процессе шлифования высокая температура, возникающая на поверхности алмаза из-за накопления тепла шлифования, вызывает изменения в буре, прикрепленной к поверхности алмаза.
Боракс защищает алмазы двумя способами: сначала боракс поглощает тепло и подвергается реакции дегидратации, снижая температуру поверхности алмаза; затем боракс начинает плавиться, и расплавленный боракс равномерно растекается по поверхности алмаза, образуя изоляционный слой, изолирующий кислород от контакта с поверхностью алмаза, тем самым предотвращая появление следов ожога. Хотя нагревание алмазов в среде с низким содержанием кислорода до 2000-3000℃ превращает их в графит, и этот процесс начинается при 1000℃, превращение алмазов в графит происходит крайне медленно, а мгновенно возникающие высокие температуры во время шлифовки алмазов в основном предотвращают появление черных следов от ожогов на поверхности алмаза под слоем расплавленной буры. Поэтому окисление алмазов может быть эффективно предотвращено благодаря защитному эффекту пересыщенного раствора буры.
13.2 Борная кислота играет важную роль в предотвращении обесцвечивания драгоценных камней при отливке воска.
При литье воска драгоценные камни подвергаются высокотемпературному запеканию в печи для выжигания в течение длительного времени вместе с формой, а высокотемпературная металлическая жидкость во время литья также вызывает тепловой удар у драгоценных камней, что приводит к их обесцвечиванию и потере блеска. В производстве для защиты обычно используется раствор борной кислоты.
【Случай 4-6】Некачественный порошок буры приводит к помутнению алмазов в изделиях, инкрустированных воском.
Описание дефекта:
Бриллианты в украшении из белого золота 18 карат с восковой инкрустацией имеют высокую долю помутнения и обесцвечивания с течением времени, как показано на рисунке 4-19. Доля внезапно увеличилась с 0,15% до примерно 0,5% и колеблется на высоком уровне без видимой закономерности в областях обесцвечивания.
Исследование состояния производства:
Используемые алмазы среднего класса, такие же, как и раньше; температура гипса составляет 670℃, а температура металлической жидкости - 1040℃; компания определенной марки производит используемый литейный порошок; литейный порошок содержит насыщенную борной кислотой воду. Исходя из вышеизложенного, условия производства находятся в пределах нормы, что исключает дефекты, вызванные неправильными условиями производства. Качество алмазов такое же, как и раньше, что также исключает это. Таким образом, проблема, скорее всего, связана с гипсовым порошком.
Найдите источник проблемы:
Гипсовый порошок был консистентным.
Температура и влажность на складе являются средними для одной и той же партии поступивших товаров. Недавно использовался порошок борной кислоты другой марки, и проблема может заключаться в нем, поскольку он не обеспечил должной защиты.
Решение:
Вся вновь приготовленная вода с борной кислотой новой марки была снята с производства и заменена порошком борной кислоты старой марки, в результате чего доля алмазного помутнения вернулась к исходному низкому уровню.
13.3 Борная кислота и бура выступают в качестве флюсов при пайке ювелирных изделий.
Обработка ювелирных изделий требует, чтобы паяные соединения были равномерными, прочными, без трещин, пузырей, усадочных отверстий и т.д. Однако из-за маленького размера и хрупкости ювелирных изделий из драгоценных металлов паяные соединения получаются хрупкими, что приводит к тому, что припой (или паяльный стержень) трудно равномерно проникать внутрь. В состав припоя часто входит серебро, которое имеет тенденцию окисляться и чернеть при контакте с воздухом при высоких температурах. Это приводит к заметному цветовому контрасту между паяным соединением и ювелирной деталью. Использование буры в качестве флюсующего агента в процессе пайки позволяет эффективно решить эти две проблемы.
В настоящее время существует два различных взгляда на роль буры в качестве флюсующего агента: согласно одному из них, когда ювелирные детали, погруженные в раствор буры, или паяльные стержни, покрытые порошком буры, контактируют с высокотемпературным пламенем, бура сначала подвергается реакции дегидратации, а затем плавится. Расплавленная бура равномерно растекается по поверхности металла в месте пайки, образуя тонкий слой. Под воздействием устойчивых высоких температур припой плавится, и по "тепловому мостику", образованному бурой, припой равномерно стекает на все участки паяного соединения. На промышленном жаргоне этот эффект "теплового мостика" буры делает припой "хорошо текучим", что означает, что бура позволяет припою течь равномерно. Согласно другой точке зрения, при нагревании флюсующий агент (например, бура) плавится и взаимодействует с жидким металлом, в результате чего шлак всплывает вверх, защищая расплавленный металл и предотвращая окисление.
13.4 Роль буры в производстве шлака при выплавке драгоценных металлов
Кристаллическую буру перед использованием обезвоживают нагреванием при высокой температуре, чтобы получить безводную буру. Из состава буры известно, что она является твердым кислым флюсом, который может образовывать боратный шлак со многими оксидами металлов. Щелочные компоненты буры могут реагировать с кремнеземом в ингредиентах шлака, образуя силикаты. Шлакообразование с использованием буры имеет два существенных преимущества: во-первых, ее способность к шлакообразованию выше, чем у кремнезема, и она может разлагать некоторые тугоплавкие минералы, такие как хромит; во-вторых, будучи боратом, бура имеет более низкую температуру плавления, чем соответствующий силикат, и добавление буры в ингредиенты может значительно снизить температуру плавления шлака.
Часть 14 Крусибл
В зависимости от свойств ювелирных материалов используются различные тигли. Обычно используются графитовые тигли, в том числе тигли из графита высокой чистоты; тигли из обычного графита; керамические тигли, в том числе тигли из кварца, корунда, магнезии, муллита, оксида свинца, карбида кремния и др. Требования к тиглям в плавке в основном включают огнеупорность, плотность, термическую стабильность, реакционную способность с расплавленным металлом и т.д.
14.1 Графитовый тигель
Графитовый тигель можно использовать для плавки сплавов золота, серебра и меди. На рисунке 4-20 показаны некоторые типичные формы тиглей. Графитовый тигель обладает высокой огнеупорностью, хорошей теплопередачей, высокой тепловой эффективностью, низким тепловым расширением, хорошей устойчивостью к тепловым ударам и стойкостью к эрозии шлака. Он обеспечивает специфическую защиту расплавленного металла, достигая хорошего металлургического качества.
Таблица 4-10 Физико-химические свойства графита высокой чистоты
| Объемная плотность (г/см3) | Пористость (мкм) | Прочность на сжатие (МПа) | Прочность на разрыв (МПа) | Удельное сопротивление (мкм) | Зольность (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| ≥1.7 | ≤24 | ≥40 | ≥20 | ≤15 | ≤0.005 |
Таблица 4-11 Физико-химические показатели самородков крупного графита-золота
| Максимальный размер частиц (мм) | Объемная плотность (г/см3 | Пористость (мкм) | Прочность на сжатие (МПа) | Модуль упругости (ГПа) | Коэффициент теплового расширения (10-6/℃) | Зольность (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.8 | ≥1.68 | ≤7.8 | ≥19 | ≤9.3 | ≤2.9 | ≤ 0.3 |
14.2 Керамический тигель
Чтобы соответствовать требованиям плавки, керамические тигли должны обладать высокой огнеупорностью, высокой плотностью, хорошей термической стабильностью, низкой реакционной способностью с расплавленным металлом и хорошей химической стабильностью. В соответствии со свойствами ювелирных металлических материалов, наиболее широко используемыми керамическими тиглями являются кварц и корунд.
Основным химическим компонентом кварцевых тиглей является диоксид кремния, чистота которого существенно влияет на его характеристики. Сырье определяет чистоту, а сырье для кварцевых тиглей требует высокой чистоты, хорошей консистенции и равномерного распределения частиц по размерам. Если содержание вредных компонентов велико, это повлияет на плавление тигля и его термостойкость, а также может вызвать появление пузырей, обесцвечивание, отслаивание и другие явления, серьезно влияющие на качество кварцевых тиглей. Поэтому к примесным элементам в кварце предъявляются строгие требования, как показано в таблице 4-12.
Таблица 4-12 Требования к содержанию примесей в сырье для кварцевого кристаллизатора
Единица измерения содержания металла: x10-6
| Название элемента | Эл | Fe | Ca | Mg | Ti | Ni | Mn | Cu | Ли | Na | K | Co | Bi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Содержание | 11.6 | 0.3 | 0.5 | 0.5 | 1.0 | 0.01 | 0.05 | 0.01 | 0.7 | 0.43 | 0.42 | 0.03 | 0.04 |
Хорошо обожженный кварцевый тигель имеет типичные физико-химические свойства: насыпная плотность ≥2,90 г/см3; огнеупорность≥1850℃; кажущаяся пористость ≤20%; коэффициент теплового расширения около 8.6 x 10-6/℃; сопротивление тепловому удару 1300℃; максимальная температура непрерывного использования 1100℃, в течение короткого времени 1450℃. Кварцевые тигли могут быть использованы для плавки белого золота, никеля, серебра и других материалов.
Корундовый тигель состоит из пористого плавленого глинозема со сложными и тугоплавкими свойствами, устойчив к высоким температурам, не устойчив к кислоте и щелочи, устойчив к быстрому охлаждению и экстремальному нагреву, устойчив к химической коррозии, имеет высокую плотность после формовки суспензии. Он может быть использован для выплавки таких материалов, как белое золото, никель, серебро, нержавеющая сталь и т.д. Физико-химические показатели корундового тигля приведены в таблице 4-13.
Таблица 4-13 Показатели эффективности корундовых тиглей для ювелирного литья
| Артикул | Индикатор | ||
|---|---|---|---|
| Химический состав | Al2O3 | > 99 | |
| R2O | ≤ 0.2 | ||
| Fe2O3 | ≤ 0.1 | ||
| SiO2 | ≤ 0.2 | ||
| Объемная плотность (г/см3) | ≥3.80 | ||
| Открытая пористость (%) | < 1 | ||
| Прочность на изгиб (МПа) | > 350 | ||
| Прочность на сжатие (МПа) | > 12000 | ||
| Диэлектрическая проницаемость E(1 МГц) | 2 | ||
| Огнестойкость (℃) | > 1700 | ||
| Максимальная рабочая температура (°C) | 1800 | ||
| Температура непрерывного использования (°C) | 1600 | ||
| Устойчивость к тепловому удару/время (быстрое охлаждение при 300℃) | >7 | ||
Часть 15 Силиконовая резина
Литье по восковым моделям ювелирных изделий требует использования резиновых форм для изготовления восковых форм. Качество резиновой формы определяет качество восковой формы. Правильный выбор и использование ювелирной резины очень важны. Для изготовления мягких форм можно использовать два основных типа резины: натуральный каучук и силиконовый каучук. Натуральный каучук обладает высокой прочностью на разрыв, до 21 ~ 25 МПа, и долгим сроком службы, но плохо поддается формовке, требует большого количества разделительных средств и плохого качества восковых форм. По сравнению с натуральным каучуком, силиконовый каучук более инертен и не вступает в реакцию с серебром или медью, что снижает необходимость гальванического покрытия поверхности никелем или родием на оригинальной модели. Поверхность резиновой формы гладкая, обладает самосмазывающимися свойствами, требует меньше разделительного агента, снижает проблемы с качеством, вызванные накоплением этих веществ на резиновой форме, и облегчает удаление восковой формы. С момента внедрения силиконового каучука в ювелирную промышленность он стал основным ювелирным каучуком. По способу вулканизации силиконовая резина может быть разделена на высокотемпературную вулканизированную и комнатно-температурную силиконовую резину.
Прочность высокотемпературной вулканизированной силиконовой резины обычно составляет 7 ~ 10 МПа, при этом она хорошо податлива, легко прессуется и легко вырезается из формы. Формы из силиконовой резины могут сохранять первоначальную форму лучше, чем формы из натурального каучука во время впрыска воска, что делает их более способными выдерживать изменения давления впрыска. Кроме того, формы из силиконовой резины, как правило, более плотно прилегают, уменьшая вылет восковых деталей, и подходят для изготовления тонких и сложных деталей. Срок службы ниже, чем у натурального каучука, который обычно используется от нескольких сотен до тысяч раз.
Вулканизированная при комнатной температуре силиконовая резина (RTV) не требует нагрева и вулканизации под давлением и подходит для хрупких, ломких и с низкой температурой плавления оригиналов. Кроме того, он не дает усадки и позволяет точно контролировать размер восковой формы, что очень важно для таких операций, как закрепка камней и сборка компонентов. Однако RTV имеет длительное время отверждения и низкую прочность на разрыв, обычно всего 0,7-1,4 МПа, что делает его склонным к разрывам и повреждениям, с коротким сроком службы. Будьте осторожны при комбинированной резке формы, чтобы не повредить резиновую форму. Многие RTV-резины требуют точного смешивания в пропорции, с очень коротким рабочим временем, обычно 1-2 минуты, в то время как некоторые RTV-резины могут иметь рабочее время до 60 минут. Обычно каучуки RTV необходимо вакуумировать для удаления пузырьков воздуха. Некоторые податливые материалы могут препятствовать вулканизации силиконовой резины RTV, что часто можно решить с помощью гальванического покрытия ювелирной мастер-формы. Формы из RTV-каучука нестабильны и чувствительны к влаге, что ускоряет их разрушение при контакте с влажным воздухом.
Сравнение характеристик натурального каучука, высокотемпературного вулканизированного каучука и вулканизированного каучука, вулканизированного при комнатной температуре, приведено в таблице 4-14.
Таблица 4-14 Сравнение характеристик материалов для изготовления ювелирных форм
| Материал пресс-формы | Температура вулканизации (°C) | Время затвердевания | Прочность на разрыв (МПа) | Коэффициент усадки (%) |
|---|---|---|---|---|
| Натуральный каучук | 140 - 160 | ≤ 45 минут | 21 - 25 | 0 - 4 |
| Силиконовая резина | 140 - 160 | ≤ 45 минут | 7 - 10 | 2.6 - 3.6 |
| Силиконовая резина RTV | 140 - 160 | 18 ~ 72 часа | 0.7 - 1.4 | 0 |
Ювелирная силиконовая резина для изготовления мягких форм должна отвечать таким требованиям, как коррозионная стойкость, устойчивость к старению, хорошие характеристики восстановления, эластичность и мягкость. Содержание и методы входного контроля приведены в таблице 4-15.
Таблица 4-15 Содержание и методы проверки силиконовой резины
| Артикул | Содержание и критерии приемлемости | Метод проверки | Содержание инспекции | Инспекционные записи |
|---|---|---|---|---|
| проверка информации | Проверьте модель, этикетку и сумму, указанную в счете-фактуре. | Полная проверка | Проверьте информацию о поставщике в счете-фактуре | После проверки, в счете-фактуре подписано Имя подтверждено, Запись |
| Упаковка | Полная проверка | Проверьте, не повреждена ли упаковка | ||
| Количество | Полная проверка | Подсчитайте, проверьте счет-фактуру | ||
| Качество | Испытание резиновым прессом | Случайная проверка | Выберите типичный продукт для компрессионного формования |
Часть 16 Сырье для ювелирного воска
При литье по выплавляемым моделям качество восковых форм для ювелирных изделий напрямую влияет на качество конечного ювелирного изделия. Чтобы получить подходящие восковые формы для ювелирных изделий, восковой материал должен обладать следующими технологическими параметрами: температура плавления воскового материала должна быть умеренной, с определенным диапазоном температур плавления, стабильным температурным контролем и подходящей текучестью; восковая форма не легко размягчается или деформируется, термостойкость не должна быть ниже 40℃, легко сваривается; для обеспечения точности размеров ювелирных восковых форм, восковой материал должен иметь небольшую скорость усадки при расширении, обычно менее 1%; Восковая форма должна иметь достаточную поверхностную твердость при комнатной температуре, чтобы гарантировать, что нет поверхностного истирания в других процессах литья по выплавляемым моделям; чтобы удалить восковую форму из резиновой формы плавно, восковая форма может сгибаться без разрыва, и она может автоматически восстанавливать свою первоначальную форму после удаления формы. Ювелирный воск должен обладать хорошей прочностью, гибкостью и эластичностью, прочностью на изгиб более 8 МПа и прочностью на растяжение более 3 МПа, минимальным изменением компонентов при нагревании и низким содержанием остаточной золы при сжигании.
Элементарный состав восковых материалов включает воск, смазку, натуральные и синтетические смолы и другие добавки. Воск - это матрица, в которую добавляется небольшое количество жира в качестве смазки; различные смолы добавляются для придания жесткости и эластичности парафиновой форме, а также для улучшения блеска поверхности. Добавление смолы в парафин препятствует росту кристаллов парафина, рафинирует зерна и повышает их прочность
Популярные ювелирные воски бывают различных форм, таких как бусины, хлопья, трубки и нити, и цветов, включая синий, зеленый, розовый и другие категории. Проверка качества ювелирного воска обычно включает в себя содержание и методы, указанные в таблице 4-16, а другие показатели могут быть проверены профессиональными организациями по мере необходимости.
Таблица 4-16 Содержание и методы проверки ювелирного воска
| Артикул | Содержание и критерии приемлемости | Метод проверки | Содержание инспекции | Инспекционные записи |
|---|---|---|---|---|
| Проверка материалов | Проверьте модель, этикетку и сумму, указанную в счете-фактуре. | Полная проверка | Проверьте информацию о поставщике в счете-фактуре | После проверки, в счете-фактуре подписано Имя подтверждено, Запись |
| Упаковка | Полная проверка | Проверьте, не повреждена ли упаковка | ||
| Количество | Полная проверка | Подсчитайте, проверьте счет-фактуру | ||
| Качество | Температура плавления ±3℃ | 1 образец каждой партии | Проверка с помощью паяльника |
Часть 17 Гальванический оригинальный раствор
В ювелирной гальванике раствор для гальванического покрытия является ключевым компонентом процесса гальванического покрытия. Состав гальванического раствора определяет свойства покрытия. Для разных металлов используются разные гальванические растворы, но в целом они включают основную соль, проводящую соль, комплексообразователь, буферный агент, смачиватель, стабилизатор и т.д. На заводах обычно используют коммерческие исходные растворы для гальванических покрытий, чтобы сформулировать и открыть цилиндр.
Метод проверки при покупке оригинального гальванического раствора приведен в таблице 4-17.
Таблица 4-17 Содержание и методы проверки исходного раствора для гальванических покрытий
| Артикул | Содержание и критерии приемлемости | Метод проверки | Содержание инспекции | Инспекционные записи |
|---|---|---|---|---|
| Проверка материалов | Проверьте модель, этикетку и сумму, указанную в счете-фактуре. | Полная проверка | Проверьте информацию о поставщике в счете-фактуре | После проверки, в счете-фактуре подписано Имя подтверждено, Запись |
| Упаковка | Полная проверка | Проверьте, не повреждена ли упаковка | ||
| Количество | Полная проверка | Подсчитайте, проверьте счет-фактуру | ||
| Испытание покрытия | Откройте цилиндр для небольшого теста | Выборка | Используйте 500 мл для нанесения пробных покрытий |
