[go: up one dir, main page]

RU2392339C1 - Palladium-based alloy - Google Patents

Palladium-based alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2392339C1
RU2392339C1 RU2008150687/02A RU2008150687A RU2392339C1 RU 2392339 C1 RU2392339 C1 RU 2392339C1 RU 2008150687/02 A RU2008150687/02 A RU 2008150687/02A RU 2008150687 A RU2008150687 A RU 2008150687A RU 2392339 C1 RU2392339 C1 RU 2392339C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloy
palladium
silver
alloys
jewelry
Prior art date
Application number
RU2008150687/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Борисович Сидельников (RU)
Сергей Борисович Сидельников
Николай Николаевич Довженко (RU)
Николай Николаевич Довженко
Виталий Семёнович Биронт (RU)
Виталий Семёнович Биронт
Александр Павлович Шубаков (RU)
Александр Павлович Шубаков
Александр Валентинович Столяров (RU)
Александр Валентинович Столяров
Эдвард Анатольевич Рудницкий (RU)
Эдвард Анатольевич Рудницкий
Игорь Васильевич Усков (RU)
Игорь Васильевич Усков
Олег Викторович Бабушкин (RU)
Олег Викторович Бабушкин
Екатерина Сергеевна Лопатина (RU)
Екатерина Сергеевна Лопатина
Владимир Николаевич Глухов (RU)
Владимир Николаевич Глухов
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет"
Priority to RU2008150687/02A priority Critical patent/RU2392339C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2392339C1 publication Critical patent/RU2392339C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Adornments (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: alloy includes components at the following ratio, wt %: palladium 85.0-85.5; gold 0.01-2.0; copper 11.0-13.0; rhodium 0.01-1.0; titanium 0.01-0.5. ^ EFFECT: enhanced level of mechanical properties and quality of jewelry chains. ^ 2 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к области металлургии сплавов на основе палладия, предназначенных для изготовления ювелирных изделий в виде цепочек.The present invention relates to the field of metallurgy of palladium-based alloys for the manufacture of jewelry in the form of chains.

Известен сплав на основе палладия, содержащий по массе, в %: палладий - 85, серебро - 12,5-13,5 и никель - остальное (Государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 51152-98 «Сплавы на основе благородных металлов ювелирные. Марки». Госстандарт России, Москва, ИПК Издательство стандартов, 1998 г., стр.4).Known alloy based on palladium, containing by weight, in%: palladium - 85, silver - 12.5-13.5 and nickel - the rest (State standard of the Russian Federation GOST R 51152-98 "Alloys based on precious metals jewelry. Stamps" Gosstandart of Russia, Moscow, IPK Publishing House of Standards, 1998, p. 4).

Такой сплав имеет высокую температуру плавления, что затрудняет проведение процесса получения ювелирных изделий методами литья и предъявляет повышенные требования к формомассе. Из-за неоптимального соотношения компонентов палладий-никель сплав обладает низким коэффициентом отражения. Кроме того, никель по директивам БЭС не рекомендуется использовать в изделиях, вступающих в долговременный контакт с кожей человека.Such an alloy has a high melting point, which makes it difficult to carry out the process of obtaining jewelry by casting methods and makes higher demands on the mold mass. Due to the non-optimal ratio of palladium-nickel components, the alloy has a low reflection coefficient. In addition, nickel according to BES directives is not recommended for use in products that come into long-term contact with human skin.

Наиболее близким к изобретению по составу является сплав на основе палладия (Положительное решение о выдаче патента от 28.08.2008 на изобретение по заявке №2007101010/02 Российская Федерация, МПК С22С 5/04, опубл. на сайте www.fips.ru. Сплав на основе палладия, содержащий серебро, который дополнительно содержит золото, медь, молибден, родий при следующем соотношении компонентов, по массе, в %:The composition closest to the invention is a palladium-based alloy (Positive decision on the grant of a patent dated 08.28.2008 for an invention according to the application No. 2007101010/02 Russian Federation, IPC С22С 5/04, published on the website www.fips.ru. Alloy on based on palladium containing silver, which additionally contains gold, copper, molybdenum, rhodium in the following ratio of components, by weight, in%:

палладий 85,0-85,5palladium 85.0-85.5

серебро 0,01-15silver 0.01-15

медь 0,01-13copper 0.01-13

золото 0,01-2gold 0.01-2

молибден 0,01-1molybdenum 0.01-1

родий 0,01-1.Rhodium 0.01-1.

Данный сплав по сравнению с аналогом имеет достаточно низкую температуру плавления, повышенные механические свойства, хорошие эстетические свойства (цвет, отражательная способность и др.), нетоксичен.This alloy, in comparison with the analogue, has a rather low melting point, increased mechanical properties, good aesthetic properties (color, reflectivity, etc.), non-toxic.

Однако его нельзя использовать для получения ювелирных цепочек, изготавливаемых на цепевязальных автоматах с аргонодуговой сваркой, характеризующейся высокими температурами нагрева металла в очаге сварки, из-за образования многочисленных дефектов в виде пор, что ведет к раскрытию сварного шва и разрушению цепочки. Ювелирные цепочки, имеющие такие дефекты, не выдерживают испытания на разрыв и поэтому серебросодержащие сплавы целесообразно применять при изготовлении ювелирных изделий методами литья, прокатки, волочения и штамповки. Кардинальным решением в обеспечении качественных готовых сварных цепей из палладиевых сплавов остается путь изменения химического состава сплавов за счет исключения серебра как легирующего компонента.However, it cannot be used to obtain jewelry chains made on chain knitting machines with argon-arc welding, characterized by high metal heating temperatures in the weld zone, due to the formation of numerous defects in the form of pores, which leads to the opening of the weld and destruction of the chain. Jewelry chains having such defects cannot withstand tensile tests and, therefore, it is advisable to use silver-containing alloys in the manufacture of jewelry by casting, rolling, drawing and stamping. A fundamental solution in providing high-quality finished welded chains of palladium alloys is the way to change the chemical composition of alloys by eliminating silver as an alloying component.

Основной задачей изобретения является повышение уровня механических свойств и качества ювелирных изделий в виде цепочек.The main objective of the invention is to increase the level of mechanical properties and quality of jewelry in the form of chains.

Для решения поставленной задачи предложенный сплав на основе палладия, содержащий золото, медь и родий, дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:To solve the problem, the proposed alloy based on palladium, containing gold, copper and rhodium, additionally contains titanium in the following ratio of components, wt.%:

палладий 85,0-85,5palladium 85.0-85.5

золото 0,01-2,0gold 0.01-2.0

медь 11,0-13,0copper 11.0-13.0

родий 0,01-1,0Rhodium 0.01-1.0

титан 0,01-0,5.titanium 0.01-0.5.

Выбор граничных значений параметров компонентов, указанных в формуле изобретения, обусловлен следующим.The choice of boundary values of the parameters of the components indicated in the claims is due to the following.

Золото в пределах 0,01-2,0 мас.% улучшает пластичность сплава, повышает антикоррозионные свойства при литье в формомассу, уменьшает склонность к газопоглощению.Gold in the range of 0.01-2.0 wt.% Improves the ductility of the alloy, increases the anticorrosion properties when casting in the mold mass, reduces the tendency to gas absorption.

Содержание меди в пределах 11,0-13,0 мас.% является оптимальным для замещения палладия в сплаве и обеспечивает повышенное сопротивление разрыву.The copper content in the range of 11.0 to 13.0 wt.% Is optimal for the replacement of palladium in the alloy and provides increased tensile strength.

Родий в пределах 0,01-1,0 мас.% наряду с проявляющимся модифицирующим действием является упрочняющей добавкой, повышающей антикоррозионные свойства сплава, препятствующей взаимодействию сплава с формомассой и улучшающей (осветляющей) цветовую гамму сплава.Rhodium in the range of 0.01-1.0 wt.%, Along with the manifested modifying effect, is a strengthening additive that increases the anticorrosive properties of the alloy, prevents the interaction of the alloy with the form mass and improves (brightens) the color scheme of the alloy.

Титан в пределах 0,01-1,0 мас.%, имеющий высокое сродство к газовым примесям, образует соединения, связывающие кислород и водород, тем самым снижая газонасыщение твердого раствора сплава. Кроме того, образующиеся при этом химические соединения в высокодисперсной форме оказывают модифицирующее воздействие при кристаллизации сплава.Titanium in the range of 0.01-1.0 wt.%, Having a high affinity for gas impurities, forms compounds that bind oxygen and hydrogen, thereby reducing the gas saturation of the alloy solid solution. In addition, the resulting chemical compounds in highly dispersed form have a modifying effect during crystallization of the alloy.

Содержание элементов в количествах, больших указанных пределов, приведет к удорожанию и несоблюдению пробы данного ювелирного сплава.The content of elements in quantities greater than the specified limits will lead to higher prices and non-compliance with samples of this jewelry alloy.

Выбор количественных характеристик заявляемого сплава обусловил появление качественно новых свойств, позволяющих повысить механические и физико-химические свойства.The choice of quantitative characteristics of the inventive alloy led to the emergence of qualitatively new properties that improve mechanical and physico-chemical properties.

Заявляемый сплав, таким образом, по сравнению с известным, характеризуется комплексом повышенных механических и физико-химических свойств, которые способствуют формированию качественного сварного шва при производстве ювелирных изделий в виде цепей, изготавливаемых на цепевязальных автоматах с аргонодуговой сваркой.The inventive alloy, thus, compared with the known one, is characterized by a complex of increased mechanical and physico-chemical properties that contribute to the formation of a high-quality weld in the manufacture of jewelry in the form of chains manufactured on chain knitting machines with argon-arc welding.

Сплав был получен прямым сплавлением основных компонентов в индукционной печи в атмосфере инертного газа (аргона). Модифицирующие, антикоррозионные и прочие добавки вводились в расплав непосредственно перед литьем. Температурный интервал сплава определялся методом дифференциально-термического анализа. Состав сплава контролировался с помощью количественного химического анализа. После литья сплав подвергался гомогенизационному отжигу в атмосфере инертного газа (аргона).The alloy was obtained by direct fusion of the main components in an induction furnace in an atmosphere of inert gas (argon). Modifying, anticorrosive and other additives were introduced into the melt immediately before casting. The temperature range of the alloy was determined by differential thermal analysis. The composition of the alloy was controlled by quantitative chemical analysis. After casting, the alloy was subjected to homogenization annealing in an inert gas (argon) atmosphere.

Для изучения деформируемости слитки подвергали сортовой прокатке без применения промежуточных отжигов, далее полученные прутки подвергали отжигу, а затем волочили заготовку на стане со скольжением до диаметра 0,3 мм без промежуточных отжигов. Относительное удлинение и временное сопротивление разрыву определяли на деформированных образцах с помощью разрывной машины типа H5KS.To study the deformability of the ingot, they were subjected to high-quality rolling without the use of intermediate annealing, then the obtained rods were annealed, and then the workpiece was dragged on a mill with a slip to a diameter of 0.3 mm without intermediate annealing. Elongation and tensile strength were determined on deformed specimens using an H5KS tensile testing machine.

Структура образцов сплава на всех этапах обработки анализировалась металлографическими методами исследования, при этом определялась микротвердость образцов.The structure of the alloy samples at all stages of processing was analyzed by metallographic research methods, while the microhardness of the samples was determined.

Для сравнения в табл.1, 2 приведены составы заявляемых сплавов и их физико-химические и механические свойства. В качестве механических характеристик сплавов приведены следующие: σв - временное сопротивление разрыву; δ - относительное удлинение. Как видно из таблиц, заявляемые сплавы по сравнению с известными, благодаря оптимальному сочетанию в сплаве компонентов в указанном количественном соотношении, характеризуются повышенными пластическими и прочностными свойствами.For comparison, table 1, 2 shows the compositions of the claimed alloys and their physico-chemical and mechanical properties. As the mechanical characteristics of the alloys, the following are given: σ in - temporary tensile strength; δ is the elongation. As can be seen from the tables, the claimed alloys in comparison with the known, due to the optimal combination of components in the alloy in the indicated quantitative ratio, are characterized by increased plastic and strength properties.

На чертеже представлен вид дефектов, образующихся при аргонодуговой сварке известного сплава №2, содержащего серебро. Для него характерно наличие большого количества пор, а также раскрытие сварного шва, что ведет к разрушению цепочки.The drawing shows a type of defects formed during argon arc welding of the known alloy No. 2 containing silver. It is characterized by the presence of a large number of pores, as well as the opening of the weld, which leads to the destruction of the chain.

Чертеж - внешний вид сварного соединения образцов цепочек, полученных из известного сплава №2 (а) и из заявляемого сплава №3 (б), × 120.The drawing is the appearance of the welded joint of chain samples obtained from the known alloy No. 2 (a) and from the inventive alloy No. 3 (b), × 120.

Данный факт объясняется накоплением газовых атомов (водорода, кислорода) в твердом растворе на основе палладия связанного с его известной высокой растворимостью. При этом основным компонентом, образующим устойчивую дендритную форму химической неоднородности в сплаве, является серебро. В сплавах на основе палладия с серебром труднее всего проходят процессы гомогенизации. Серебро, имеющее более низкую температуру плавления по сравнению с палладием, при образовании дендритной ликвации концентрируется в междендритных пространствах, кристаллизуясь в последнюю очередь. В таких участках часто проявляются высокодисперсные включения, которые можно связать со способностью поглощения серебром большого количества кислорода. Взаимодействие водорода, поглощенного палладием, с кислородом, поглощенным серебром, в технологическом цикле сварки, переводящем в течение нескольких микросекунд микрообъемы сплава, одновременно содержащие водород и кислород, в жидкое состояние, приводит к горению водорода с образованием внутри расплава паров воды. Выделение последних оказывается невозможным в связи с очень кратковременным циклом расплавления и последующей кристаллизации, вследствие чего и образуются многочисленные поры.This fact is explained by the accumulation of gas atoms (hydrogen, oxygen) in a solid solution based on palladium associated with its known high solubility. In this case, the main component forming a stable dendritic form of chemical heterogeneity in the alloy is silver. In alloys based on palladium with silver, the most difficult processes are homogenization. Silver, which has a lower melting point than palladium, is concentrated in the interdendritic spaces during the formation of dendritic segregation, crystallizing last. In such areas, highly dispersed inclusions are often manifested, which can be associated with the ability of silver to absorb a large amount of oxygen. The interaction of hydrogen absorbed by palladium with oxygen absorbed by silver in the welding technological cycle, which transfers microvolumes of the alloy, simultaneously containing hydrogen and oxygen, into a liquid state within a few microseconds, leads to the combustion of hydrogen with the formation of water vapor inside the melt. The isolation of the latter is impossible due to a very short cycle of melting and subsequent crystallization, as a result of which numerous pores are formed.

Введение титана в сплав, не содержащий серебро, обеспечивает связывание остаточного количества газовых примесей (кислорода; водорода) в устойчивые химические соединения, что затрудняет выделение газов в свободном виде при высокоскоростном нагреве и плавлении в сварочном цикле (от 2 до 2,5 микросекунд), подавляя образование пор в сварном соединении.The introduction of titanium into a silver-free alloy ensures the binding of the residual amount of gas impurities (oxygen; hydrogen) into stable chemical compounds, which makes it difficult to release gases in free form during high-speed heating and melting in the welding cycle (from 2 to 2.5 microseconds), inhibiting the formation of pores in a welded joint.

Проведенные металлографические исследования сварных соединений (см. чертеж) из заявляемого сплава №3 показали, что пористость зон сварки полностью не исключается, однако степень поражения порами сварного соединения принципиально уменьшилась по сравнению с цепочками, изготовленными из сплавов, содержащих серебро. Остаточная пористость уже не оказывает катастрофического влияния этого фактора на прочностные характеристики готовых изделий, при этом разрывное усилие звеньев цепочки, изготовленной из проволоки экспериментального заявляемого сплава, удовлетворяет предъявляемым техническим условиям.Conducted metallographic studies of welded joints (see drawing) from the inventive alloy No. 3 showed that the porosity of the welding zones is not completely excluded, however, the degree of damage by the pores of the welded joint has essentially decreased in comparison with chains made of alloys containing silver. Residual porosity no longer has a catastrophic effect of this factor on the strength characteristics of finished products, while the breaking strength of the chain links made from the experimental wire of the inventive alloy satisfies the specifications.

Приведенные в таблицах химический состав и свойства заявляемого сплава позволяют изготавливать из него высококачественные изделия в виде ювелирных цепочек.The chemical composition and properties of the inventive alloy shown in the tables make it possible to produce high-quality products in the form of jewelry chains from it.

Таблица 1Table 1 Составы заявляемого и известных сплавовThe compositions of the claimed and known alloys No. СплавAlloy Химический состав сплава, массовая доля компонента, %The chemical composition of the alloy, the mass fraction of the component,% ПалладийPalladium СереброSilver МедьCopper НикельNickel ЗолотоGold МолибденMolybdenum РодийRhodium ТитанTitanium 1one известный (аналог)known (analog) 85,085.0 12,5-13,512.5-13.5 -- Ост.Ost. -- -- -- -- 22 известный (прототип)famous (prototype) 85,085.0 2,982.98 10,010.0 -- 2,02.0 0,010.01 0,010.01 -- 33 заявляемыйclaimed 85,085.0 -- 12,9812.98 -- 2,02.0 -- 0,010.01 0,010.01 4four заявляемыйclaimed 85,585.5 -- 11,511.5 -- 2,02.0 -- 0,50.5 0,50.5

Таблица 2table 2 Свойства заявляемого и известных сплавовProperties of the claimed and known alloys No. СплавAlloy Температура плавления максимальная, °СMaximum melting point, ° С Твердость HV, кгс/мм2 Hardness HV, kgf / mm 2 σв, МПаσ in , MPa δ, %δ,% 1one известный (аналог)known (analog) 15001500 125125 -- -- 22 известный (прототип)famous (prototype) 14001400 148148 450,7450.7 28,028.0 33 заявляемыйclaimed 14001400 150150 454,4454.4 33,033.0 4four заявляемыйclaimed 14001400 151151 537,9537.9 29,029.0

Claims (1)

Сплав на основе палладия, содержащий золото, медь и родий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
палладий 85,0-85,5 золото 0,01-2,0 медь 11,0-13,0 родий 0,01-1,0 титан 0,01-0,5.
A palladium-based alloy containing gold, copper and rhodium, characterized in that it additionally contains titanium in the following ratio of components, wt.%:
palladium 85.0-85.5 gold 0.01-2.0 copper 11.0-13.0 rhodium 0.01-1.0 titanium 0.01-0.5.
RU2008150687/02A 2008-12-22 2008-12-22 Palladium-based alloy RU2392339C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150687/02A RU2392339C1 (en) 2008-12-22 2008-12-22 Palladium-based alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150687/02A RU2392339C1 (en) 2008-12-22 2008-12-22 Palladium-based alloy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2392339C1 true RU2392339C1 (en) 2010-06-20

Family

ID=42682723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008150687/02A RU2392339C1 (en) 2008-12-22 2008-12-22 Palladium-based alloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2392339C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2574936C1 (en) * 2014-07-24 2016-02-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Alloy based on palladium of 850 assay

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3406711C1 (en) * 1984-02-24 1985-04-25 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Low gold dental alloys
EP0267318A2 (en) * 1986-11-13 1988-05-18 C. HAFNER GmbH & Co. Alloy for ornamental purposes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3406711C1 (en) * 1984-02-24 1985-04-25 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Low gold dental alloys
EP0267318A2 (en) * 1986-11-13 1988-05-18 C. HAFNER GmbH & Co. Alloy for ornamental purposes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2574936C1 (en) * 2014-07-24 2016-02-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Alloy based on palladium of 850 assay

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1711641B1 (en) Platinum alloy and method of production thereof
DE202007018312U1 (en) Platinum alloy and jewelery made therefrom
RU2392339C1 (en) Palladium-based alloy
RU2391425C1 (en) Gold-based alloy
RU2405051C1 (en) White palladium-based jewel alloy
RU2430982C1 (en) Alloy on base of 14-carat white gold
US20070251610A1 (en) Process for Making Finished or Semi-Finished Articles of Silver Alloy Comprising Copper and Germanium
EP1913168B1 (en) Platinum alloy and method of production thereof
RU2650220C1 (en) 585 platinum jewellery alloy
CN100478485C (en) Method for producing finished or semi-finished articles of silver alloy containing copper and germanium
RU2220218C1 (en) Alloy based on palladium
JP3221179B2 (en) High hardness wire drawn wire for gold ornaments with excellent hardness stability
RU2586175C1 (en) Alloy based on white gold 585 sample
RU2439179C1 (en) Alloy based on gold of white colour of rate 585
RU2626260C1 (en) Method of manufacture of bimetallic wire from precious metals
RU2574936C1 (en) Alloy based on palladium of 850 assay
RU2352660C2 (en) Alloy on basis of palladium
JP2007534836A (en) Silver chain manufacture
RU2751063C1 (en) Alloy based on 585-grade platinum
RU2514898C1 (en) Assay 585 gold-based alloy of red colour
RU2697142C1 (en) Alloy of white color based on 585 gold
RU2447170C1 (en) Solder for soldering jewels made from alloy of 850-standard palladium
RU2356971C2 (en) Platinum alloy and method of its manufacturing
RU2604148C1 (en) Gold-based alloy, hardened with intermetallides containing iron, (versions)
CA2618216A1 (en) Platinum alloy and method of production thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141223