Техническое решение на сплав-Имитатор золота ЗлСрМ300: R V(M)Co-II(ж)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сплавов специальных бронз имитирующих золото, и может быть использовано:

1. в ювелирной промышленности при изготовлении украшений из сплавов серебра и золота, а также может быть использовано в часовой промышленности для изготовления корпусов-браслетов часов;
2. в электротехнике, в качестве контактов;
3. точной механике при изготовлении деталей машин, пружин манометров и тахометров;
4. для изготовления медицинского инструмента, ортопедических протезов зубов;
5. для изготовления боевых пружин минно-торпедного вооружения;
6. для производства деталей выстрелов (патрон, оболочка снаряда, капсуль);
7. для производства газо-безопасного сборочного инструмента (ключей накидных, ключей торцовых);
8. "вкладышей" подшипников скольжения, сепараторов подшипников качения.

Основные физико-механические отличая сплава.

Основная задача сплава достижение прочностных характеристик: прочность, упругость, твёрдость, жёсткость в совокупности с технологичностью при формообразовании и коррозионной стойкостью. Технологичность при литье и пластическом деформировании определена практически. Имеет высокие механические свойства, анти-оксидантность и удовлетворительную электро- и теплопроводности. Сплав применим как гипоаллерген – не имеет вредных компонентов в отличии от Берилливых бронз и сплавов Медь-Цинк (латуни). За счет присутствия в сплаве Хрома, Никеля ограничивается рост зерна, придаётся разрушению вязкий характер и увеличивается сопротивление развитию трещин.

Плотность, γ, кг/м куб. 940
Температура, ° C, 954-989
Модуль упругости, E, ГПа 122
Предел прочности, σв, МПа 516
Удлинение при разрыве, δ, % 13
Твёрдость по Роквеллу, HRc 13…17

Достижение химико-физических свойств.

В состав сплава входят десять элементов таблицы Д.И. Менделеева. Из них пять легирующие компонента: Медь, Никель, Кобальт, Индий, Серебро; три раскислителя: Алюминий, Бор, Медь фосфористая марки МФ1; три модификатора: Кремний, Хром, Титан.

Технология получения сплава. Вкратце.

К ней относятся: последовательность загрузки компонентов, температурные режимы, время выдержки.
Последовательность загрузки: Cu, Al, Ag, In, Si, Ni, Co, Cr, Ti, B, CuP. Обусловлена химико-физическими свойствами компонентов: кристаллической решёткой, плотностью, температурой плавления, растворимостью и т.д.
Температурные режимы выбираются, при последовательности загрузки, относительно температур получаемых сплавов в процессе плавки. За основу взята температура плавления Cu (1083 °C). Следующие характеристики: температура плавления, теплоёмкость, теплопроводность, растворимость.
При создании изобретения решалась задача повышения коррозионной стойкости сплава при одновременном повышении технологичности и снижения себестоимости.
Технический результат достигается тем, что сплав на основе Меди, содержащий Никель, Индий, Титан и Бор, дополнительно содержит Алюминий, Кремний, Хром, Кобальт и Фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%
Медь 78,0 – 78,50
Никель
Кобальт
Хром Серебро
Титан
Бор
Алюминий
Кремний
Фосфор
Индий
Алюминий, Фосфор, Бор и Кремний введены в расплав в качестве сильных раскислителей, препятствующих появлению окиси меди (CuO). Окислы возникают при плавке, разливке и нагревах под пайку – основных операциях при изготовлении изделий.
Основное требование к подбору раскислителей – большее сродство к кислороду. Об эффективности раскислителя приближённо можно судить по отношению теплоты образования его окисла – Ho289 к теплоте образования CuO, равной 157х10-3кДж/моль. ΔHo для приведенных выше раскислителей ›950х103 кДж/Кмоль [2, стр.10]. Также Кремний способствует понижению температуры начальной кристаллизации (солидус) на 12-18 градусов при плавке-заливке сплава, увеличению жидкотекучести, пластичности сплава, податливости термической и финишной обработки.
Присутствие хрома ограничивает рост зерна, придаёт разрушению вязкий характер, увеличивает сопротивление развитию трещин. Коррозионную стойкость сплава повышают алюминий и кремний. В качестве модификатора-иннокулятора выбран Ti. В качестве модификатора-лимитатора B [3, стр. 13]
Пример.
Предварительно в индукционной вакуумной печи приготавливали лигатуру «Медь-Алюминий-Индий-Серебро-Хром-Кобальт-Никель-Кремний-Титан-Бор-Фосфор», причем Фосфор вводился в расплав в составе меди фосфористой МФ1. Расплав разливали в изложницы, в которых получали слитки сплава жёлтого цвета.
Из полученного сплава можно изготавливать изделия методами штамповки, вытяжки. Рандоль является универсальной, т.е. может использоваться для литья методом эстрих - процесса. Ювелирные изделия, изготовленные из данного сплава, имеют блестящую поверхность, не темнеют со временем. Сплав имеет низкую себестоимость из-за отсутствия дорогих и дефицитных компонентов.

Формула изобретения.

Сплав на основе Меди, с содержанием Никель, Титан, Бор, Алюминий, Фосфор и Кремний отличающийся тем, что дополнительно содержит Хром, Кобальт, Индий и Серебро при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Медь 78,0 – 78,50
Никель
Кобальт
Хром
Серебро
Титан
Бор
Алюминий
Кремний
Фосфор
Индий

Список литературы.
1. Э. Бреполь. Теория и практика ювелирного дела: Пер. с нем./Под ред. Л.А. Гутова и Г.Т. Оболдуева.- 4-е изд., стереотипн.- Л.: Маш-е, Ленинградское отд., 1982-384 с. ил.
2. Е.Н. Кондаков. Повышение качества отливок из сплава золота путём совершенствования технологии формы, раскисления и модифицирования. Автореферат. Ленинград, 1983 год.
3. Раскисление и модифицирование сплавов золота. Б.Б. Гуляев, Е.Н. Кондаков.[ Литейное производство, № 2, 1984 год.
4. Под редакцией Е.М. Савицкого «Сплавы благородных металлов». Издательство «Наука». Москва, 1977.