Что такое лигатура в золоте: характеристики, пробы

Вы, без сомнения, знаете о том, что ювелирные изделия практически никогда не делаются из чистого золота, так как этот металл очень быстро покрывается царапинами и теряет красивый внешний вид.

Кроме того, изделие из него можно с лёгкостью согнуть пальцами, а мелкие детали при малейшем повреждении отламываются и теряются. Чтобы сделать золото прочнее, используется лигатура – специальная добавка, улучшающая не только прочность, но и цвет украшения. Поговорим о том, что такое лигатура в ювелирном деле, из чего она состоит и как меняет свойства золота.

Зачем нужна лигатура и можно ли обойтись без неё

В ювелирной промышленности лигатура для золота чрезвычайно важна — добавляя в сплав различные элементы, можно добиться существенных изменений характеристик золотого изделия, таких как прочность или внешний вид. Следует учитывать, что в качестве дополнительного элемента используются только чистые металлы, без каких-либо примесей. Это не означает, что золото можно смешивать только с одним определённым элементом, допускается, и довольно успешно используется совмещение нескольких металлов. Чистое золото — довольно мягкий и весьма пластичный металл, и такие украшения, выполненные из него, будет довольно сложно носить, не беспокоясь за их сохранность. Для этого и используется лигатура — при помощи добавления к нему прочих элементов становится возможным значительно увеличить прочность изделия.

Для чего проводится лигатура металла

Добавление лигатурных металлов во многих случаях крайне необходимо, они значительно увеличивают износостойкость, а так меняют некоторые характеристики основного компонента сплава. На какие же свойства влияет примесь вспомогательного металла:

температуру плавления;
текучесть;
прочность;
цвет;
улучшение межкристаллитной структуры.

Металлическая лигатура — процесс, имеющий «большое будущее». Из-за немалого количества компонентов можно создавать разные сплавы. Применение этого процесса дало возможность получить новые сорта сплавов, которые имеют широкое использование в разных отраслях жизнедеятельности человека. При чем замена таких сплавов на один из компонентов их состава категорически исключается.

Что же это такое?

Количество чистого золота указывается в пробе ювелирного изделия. Существует 4 вида проб: метрическая, каратная, золотниковая и лотовая. Самой популярной является метрическая, состоящая из 3 цифр: они обозначают количество золота из расчёта на 1 килограмм массы продукции. К примеру, проба 999 означает, что в одном килограмме сплава присутствует всего 1 грамм лигатуры — все остальное составляет чистейший благородный металл. Но успешно носить такое украшение вряд ли получится, ввиду мягкости материала. Существует несколько проб:

375. самая низкая проба, в которой 62,5% приходится на лигатуру. Изделия с такой пробой отличаются невысокой стоимостью, но существенно прочнее и долговечнее более дорогих украшений;
583, «советское» золото. Сегодня изготовление товаров из этого сплава не выполняется. Доля нахождения прочих металлов — 41,7%;
585. Самая популярная проба — клеймо, содержащее эти цифры, встречающиеся практически на каждом ювелирном украшении. Прекрасно сочетает в себе высокие эксплуатационные характеристики и превосходный внешний вид. На лигатуру приходится 41.5% от общей массы;
750 проба. На долю этого продукта приходится 75% чистого металла. Выполненные таким образом изделия отличаются высокой стоимостью, так как в состав также входят драгметаллы;
958 проба практически не применяется в ювелирном деле. Из неё обычно получают слитки, используемые затем в банковской сфере.

Какие компоненты определяют цвет:

Белый – золото 585 проба (лигатура: платина, серебро, никель, палладий) содержит немногим более половины желтого драгоценного вещества.
Красный – получают при добавлении меди.
Желтый оттенок для благородного металла натурален, в таких соединениях используется лигатура медь или серебро.
Лиловые украшения получаются в результате добавления в материал 750-й пробы алюминия.
Рутений, хром и родий присутствуют в черных кольцах, браслетах или кулонах.
В составе зеленоватых драгоценностей используются легирующие присадки рубидия и серебра. Эти вещи смотрятся роскошно, но не отличаются высокой прочностью.

Самая высокая цена у платиновых сплавов. Никелевые аналоги дешевле, но у них отсутствует ярко-выраженный блеск. Эти произведения схожи с серебряными.

Оттенок украшения зависит от того, какая в нем лигатура. Металл, добавленный единично или совокупность нескольких элементов придают поделке неповторимость и уникальность.

Как лигатура зависит на цвет украшения

В зависимости от добавленных в лигатуру элементов, различается и оттенок получаемых изделий: Белое. Появляется в результате смешивания драгметалла с палладием, платиной, марганцем или никелем. Состав считался одним из самых популярных в начале прошлого века. Жёлтое. Оттенок, присущий естественному благородному металлу. В лигатуре присутствуют только медь и серебро. Красное. Червоное или царское золото получают с помощью добавления меди к основному металлу. Изготовленные этим способом изделия отличаются высокой прочностью. Зелёный оттенок получают путём добавления серебра или рубидия. Чем больше количество серебра, тем более светлым будет продукт. Но, получающиеся предметы довольно хрупки, несмотря на потрясающий внешний вид. Продукт черного цвета обязан своим внешним видом присутствию в лигатуре родия или рутения. В качестве аналогов используется соединения хрома и кобальта, после чего поверхность предметов окисляется искусственным способом.

Влияние примесей в сплавах золота и серебра на качество ювелирных изделий

В российской ювелирной промышленности при производстве изделий редко пользуются сплавами, изготовленными на специализированном предприятии, в основном, из-за дороговизны металла. Большинство предприятий предпочитает проводить легирование благородного металла непосредственно на своем производстве. Это предъявляет определенные квалификационные требования к технологическому персоналу данного предприятия.

Как правило, технологи хорошо осведомлены о влиянии легирующих компонентов на технологические свойства сплавов. Влиянию же микропримесей, по моим наблюдениям, не уделяется должного внимания. Меж тем игнорирование этого факта нередко приводит к весьма плачевным последствиям в виде массового брака изделий. В этой статье рассматриваются вопросы влияния примесей на свойства сплавов золота и серебра.

Напомним основные примеси драгоценных металлов и их влияние на технологические свойства сплавов. ГОСТ 30649-99 [1] устанавливает предельное содержание в сплавах золота и серебра четырех металлических примесей: железа, свинца, сурьмы, висмута. Эти элементы содержатся в природном металле.

Свинец.

Образует с золотом и серебром интерметаллические соединения, располагающиеся вокруг зерен металлической решетки, и охрупчивает сплав, делая его непригодным для прокатки и гибки. Последующий нагрев приводит к еще большей хрупкости.

Аналогичным действием характеризуются также сурьма

и
висмут
.

Железо.

Вследствие легкой окисляемости железо в сплавах золота и серебра присутствует в виде инородных включений. Это не оказывает влияния на обработку сплава давлением, но значительно осложняет обрабатываемость металла резанием и при доводочных операциях.

Из неметаллических примесей ГОСТ устанавливает максимальное содержание кислорода

. Последний активно поглощается из атмосферы расплавленным серебром и окисляет легирующие компоненты сплава, в основном медь. Образующаяся
закись меди
вызывает охрупчивание сплава. [2,3]

Вышеупомянутые эффекты проявляются уже при содержании нескольких сотых долей процента этих примесей. Естественно, что при использовании оборотного металла из обратимых отходов предприятия, вредные примеси концентрируются, качественный состав их расширяется за счет внесения новых, попавших в металл в процессе выполнения различных технологических операций.

Алюминий.

С повышением концентрации алюминия пластичность сплавов возрастает. Это означает, что алюминий действует как легирующий компонент и как раскислитель (очищает металл от газов и закиси меди). Однако в результате раскисления образуется Al2O3 и уже при содержании 0,01% прокат имеет значительные дефекты на поверхности.

Олово.

Снижает прочность и твердость сплавов, пластичность не изменяется. При содержании олова более 0,008% качество поверхности проката резко ухудшается: появляются вздутия и плены.

Фосфор

растворим только в меди и имеет ограниченную растворимость в золоте и серебре. Фосфор действует как раскислитель, повышая пластичность сплава. Твердость сплава минимальна, глубина вытяжки и число перегибов максимальны. При содержании не более 0,08% сохраняется хорошая поверхность проката, однако, структура сплава ухудшается.

Сера

, растворяясь в расплавах золота и серебра, меди, не образует твердых растворов с этими металлами. Поэтому при затвердевании сплава слиток «кипит» уже при содержании 0,02% серы, характеризуется наличием газовой пористости и к прокату непригоден. При содержании серы 0,004-0,01% металл по механическим характеристикам близок к сплавам, легированным алюминием: повышается прочность при снижении пластичности. Сера попадает в сплавы золота и серебра при плавке и отжиге под слоем древесного угля, содержащего серу, из атмосферы, загрязненной промышленными газами, с остатками серной кислоты после травления изделий.

Особо следует остановиться на кремнии

. Все исследования советского периода утверждают, что кремний исключительно вредная примесь, так как, не растворяясь в золоте и серебре, а только в меди, он значительно охрупчивает сплавы, снижая глубину вытяжки и количество перегибов [4]. Содержание кремния в сплавах они рекомендовали ограничить 0,003%. Однако, в последние годы большинство предприятий ювелирной промышленности России стали использовать при легировании готовые лигатуры импортного производства. Это оказалось значительно легче и дешевле проверенного «дедовского» способа составления сплава из чистых металлов. Оказалось, что эти лигатуры содержат кремний, в количествах, превышающих установленный ранее предел его содержания. Выяснилось, что в трех- и более компонентных системах кремний растворяется несколько лучше, чем в чистых металлах, увеличивая, как показали данные рентгеноструктурного анализа, периметр кристаллической решетки твердого раствора. За более детальным изучением вопроса о влиянии кремния на свойства золотых сплавов автор отсылает читателя к основательным работам [5,6]. Заметим, что в этом случае кремний следует считать не примесью, а легирующим компонентом согласно [7]. Введение кремния в сплавы дало два заметных преимущества: снижение окислительной способности сплава и снижение толщины обогащенного слоя на поверхности изделий, что позволило ликвидировать очень трудоемкую и экологически вредную операцию анодного травления отливок. Теперь вполне можно обойтись магнитной галтовкой.

Однако сия благая идея, понесясь по рытвинам и колдобинам российского бизнеса, понемногу стала превращаться в нечто крайне неудобоваримое. Большинство российских предприятий закупают лигатуру у поставщиков, действующих на территории России. И взаимоотношения с ними, в основном, разыгрываются по сценарию: «Зоя Ивановна, примите у этих граждан брак и выдайте им новый».

Поясню свою мысль. Дело в том, что партии лигатуры одной и той же марки, будучи запущенными в производство, иногда резко отличаются по своим технологическим свойствам, приводя к нестабильности технологического процесса и доставляя массу забот технологу: как ему угадать пути корректировки техпроцесса, чтобы выпустить качественное изделие, а не перерабатывать металл впустую.

Состав лигатур производитель обычно не сообщает заказчику, прикрываясь пресловутым «ноу-хау». Однако в нашем мире «промежпланетных сообщений» и высоких химических технологий, известных даже в отсталой в технологическом плане России это «ноу-хау» доживет только до первого грамотного химика. Тем не менее, некоторые поставщики лигатур частично знакомят своих клиентов с составами используемых ими лигатур. Таким образом и попала ко мне эта табличка.

Почему при одной пробе украшение бывает жёлтое или белое?

Белым оттенком изделия обязаны присутствию следующих металлов: платины, палладия или серебра, в лигатуре. Наиболее дорогим сплавом является смешивание с платиной — не всем потребителям по карману подобные украшения. Составы с никелем доступнее, и выявить их можно по не такому яркому блеску, отдалённо напоминающему ювелирное серебро. Но стоит знать, что изделия из этого сплава негативно влияют на здоровье владельца, нередко становясь причиной появления аллергии. Добавленная всего 1/10 часто платины придаёт составу блеск и отличительный белый цвет, существенно увеличивая прочность и повышая устойчивость материала к химическому воздействию. 585 проба содержит чуть более половины золота, остальное же состоит из серебра или платины, чем и обеспечивается белый цвет продукции. Примеси палладия или никеля придают едва заметный желтоватый оттенок. Для получения выраженного белого цвета состав дополнительно покрывают слоем родия — элементом, относящимся к платиновой группе металлов, придающим изделию высокую устойчивость к механическим воздействиям. Стоимость этого металла превышает стоимость золота, и по этой причине ценность такого украшения сравнима с ценностью предметов из чистого драгметалла. Также подобные украшения абсолютно безвредны для здоровья.

Разбираемся в платине

Платина – драгоценный металл, визуально напоминающий серебро. Однако это лишь первое сходство, различить которое не составит труда. Серебро имеет теплый оттенок, в то время как платина награждена благородным белым цветом. Сравнивать платину с белым золотом не совсем корректно, ведь на самом деле белом золото имеет вполне заметный теплый подтон, который нейтрализуется верхним защитным покрытием из родия или рутения. Да, сплавить белое золото без выраженного теплого оттенка реально, но на практике этот сплав практически не используется.

Минимальная проба у платины не опускается ниже показателя 850, хотя обычно металл имеет еще более высокий показатель. Любимый стандарт ювелиров BENSES – платина 950 пробы.

Изделия из платины стоят дороже золота, но мало кто знает почему. Установилось мнение, что золото просто дешевле, в реальности это не совсем так. Первоначальная стоимость чистых металлов за грамм приблизительно равна, иногда даже платина может быть дешевле. Разница начинает ощущаться в тот момент, когда ювелиры берутся за работу.

Отличие белого золота от украшений из серебра

При внешнем сходстве, существует и несколько отличий, по которым можно выяснить, серебряное изделие или же золотое

Проба. У серебряных украшений она составляет 925. Белое золото встречается в магазинах только 585 или 750 пробы.
Золотые изделия из существенно тверже серебряных.
Серебро не так ярко блестит, как белое золото.

Лигатура в золоте позволяет полностью изменить свойства металла, делая возможным получать настоящие шедевры. Именно благодаря химическим свойствам различных сплавов сегодня каждый может найти украшение по своему вкусу.

Наиболее популярные сплавы

Лигатуры из алюминия и меди часто используются в литейном производстве в качестве эффективного раскислителя, потому что имеют уникальные и полезные характеристики, помогающие при непосредственной отливки сплава.

Литейное производство вполне может обходиться без данных добавок, но тем самым будет снижаться качество металла, повышаться расход сырья и будут возникать неудобство при самом процессе литья. Поэтому использование лигатурных металлов становится выгодным и оправданным из-за ощутимого удешевления производства и снижения конечной себестоимости единицы изделия.

На витринах золотые изделия имеют разные оттенки. К примеру, если сережка имеет пурпуровый оттенок, в ее состав входит алюминий и золото. Если она зеленоватого цвета — туда добавили цинк.

Отрывок, характеризующий Лигатура (металлургия)

– Мне сказали, что ты велел закладывать, – сказала она, запыхавшись (она, видно, бежала), – а мне так хотелось еще поговорить с тобой наедине. Бог знает, на сколько времени опять расстаемся. Ты не сердишься, что я пришла? Ты очень переменился, Андрюша, – прибавила она как бы в объяснение такого вопроса. Она улыбнулась, произнося слово «Андрюша». Видно, ей самой было странно подумать, что этот строгий, красивый мужчина был тот самый Андрюша, худой, шаловливый мальчик, товарищ детства. – А где Lise? – спросил он, только улыбкой отвечая на ее вопрос. – Она так устала, что заснула у меня в комнате на диване. Ax, Andre! Que! tresor de femme vous avez, [Ax, Андрей! Какое сокровище твоя жена,] – сказала она, усаживаясь на диван против брата. – Она совершенный ребенок, такой милый, веселый ребенок. Я так ее полюбила. Князь Андрей молчал, но княжна заметила ироническое и презрительное выражение, появившееся на его лице. – Но надо быть снисходительным к маленьким слабостям; у кого их нет, Аndre! Ты не забудь, что она воспитана и выросла в свете. И потом ее положение теперь не розовое. Надобно входить в положение каждого. Tout comprendre, c’est tout pardonner. [Кто всё поймет, тот всё и простит.] Ты подумай, каково ей, бедняжке, после жизни, к которой она привыкла, расстаться с мужем и остаться одной в деревне и в ее положении? Это очень тяжело. Князь Андрей улыбался, глядя на сестру, как мы улыбаемся, слушая людей, которых, нам кажется, что мы насквозь видим. – Ты живешь в деревне и не находишь эту жизнь ужасною, – сказал он.

В каких областях применяется лигатура

Примесь направлена улучшить физические, химические характеристики драгоценных металлов. Металлическую добавку вводят при варке основы, делая ее тугоплавкой. В процессе добавления лигатуры специалисты учитывают потерю металла, которая происходит при плавлении. Это значит, что доля примеси прямо зависит от объема драгметалла после «угара». Благодаря своим физическим свойствам сплавы используется во многих сферах:

Ювелирное мастерство. Все сплавы ГОСТа представлены легированными металлами. Пробой с минимально допустимым количеством золота является 350, в которой его содержится только 35%, не используют для ювелирных изделий. Однако можно найти украшения 375 пробы. Популярнее всего 585 красное золото. Сплав включает 58,5% драгметалла, 20% меди и другие примеси. Такие изделия отличаются алым тоном. Работать с золотым ломом в ювелирной сфере можно благодаря лигатуре.
Музыкальные инструменты. Лигатура применяются в саксофонах и прочих инструментах. Примесь имеется на детали, которая крепится к мундштуку. Деталь из драгоценного сплава позволяет уменьшить потерю воздуха, делая звук особенно красочным, протяжным.
Стоматология. Существует специальный лигатурный сплав для зубных брекетов, с помощью которого связываются металлические и пластиковые части, крепящиеся к зубам.
Медицина. Лигатурная нить используется хирургами для перевязки сильно поврежденных сосудов.
Производство техники. Для изготовления многих современных гаджетов используется прочная лигатура. Электрический разъем, микросхемы, контакты покрываются лигатурным материалом.