ЮВЕЛИРНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ПЛАТИНЫ 950 ПРОБЫ
JEWELLERY ALLOY BASED ON PLATINUM OF RATE 950

Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к сплавам на основе платины, применяемым для изготовления ювелирных изделий, преимущественно микролитьем по выплавляемым моделям.
Сплавы на основе платины широко используются в ювелирном производстве благодаря высоким потребительским качествам. Они имеют красивый внешний вид, коррозионную устойчивость к воздействию внешних факторов, прекрасно сочетаются с драгоценными камнями, хорошо обрабатываются.
Наибольшим спросом на мировом рынке в последнее время пользуются высокопробные ювелирные платиновые изделия, в частности изделия 990 и 950 проб. В России стандартизованы и производятся лишь ювелирные платиновые сплавы не выше 950 пробы.
В частности, известен ювелирный сплав на основе платины 950 пробы, содержащий мас. %:
платина
95,0-95,5
медь
остальное.
(Межгосударственный стандарт ГОСТ 30649-99. «Сплавы на основе благородных металлов ювелирные. Марки». Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. Минск, стр.4, опубл. 28.05.99 г.).
Данный сплав широко используется в ювелиром деле и может быть принят в качестве аналога к заявляемому сплаву.
Сплав-аналог имеет красивый внешний вид, используется в основном для изготовления колец методами штамповки. Относительно низкие литейные свойства и высокий температурный интервал плавления осложняют его применение для микролитья ювелирных изделий по выплавляемым моделям.
Из уровня техники известен ювелирный сплав на основе платины, содержащий, мас.%: платина 84,0-96,0, галлий 1,0-10,0, медь 0,5-10,0, марганец и/или кобальт 0,01-5,0 [JP 61133340 A (TANAKA KIKINZOKU), C22C 5/04, 20.06.1986].
Данный сплав может использоваться для микролитья в ювелиром деле, является наиболее близким по составу к заявляемому и принят в качестве прототипа.
Сплав-прототип характеризуется относительно высокими потребительскими качествами. К недостаткам данного сплава следует отнести то обстоятельство, что в ряде случаев его использование при микролитье приводит к образованию рассеянной газовой пористости, образующейся на стадии литья полуфабрикатов и сохраняющейся от исходных заготовок до готовых изделий.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является разработка состава ювелирного сплава на основе платины 950 пробы, обладающего хорошими литейными свойствами и менее склонного к порообразованию.
Технический результат достигается тем, что ювелирный сплав на основе платины, содержащий платину, кобальт, галлий и медь, содержит эти компоненты при следующем соотношении, мас.%:
платина
95,0-95,5
кобальт
1,5-3,5
галлий
0,5-менее 1,0
медь
остальное.
Наличие в составе сплава галлия и кобальта в сочетании с медью в заявленных концентрационных пределах позволяет избежать порообразования при литье и кристаллизации расплава, обеспечивает его хорошие литейные свойства.
Содержание платины в сплаве обусловлено необходимостью обеспечения требуемой 950 пробы для конечных ювелирных изделий.
Наличие галлия и кобальта в сплаве в указанных концентрационных интервалах наряду с медью является оптимальным.
Снижение концентраций в сплаве как кобальта до менее 1,5%, так и галлия - менее 0,5% - весьма нежелательно, так как влечет к необходимости повышения температуры литья и ухудшает литейные свойства сплава.
При содержании в заявляемом сплаве кобальта более 3,5%, или галлия 1,0% и более сплав приобретает нежелательный оттенок - проявляется желтизна и ухудшается блеск.
Пример
Получение ювелирного сплава на основе платины 950 пробы проводили прямым сплавлением чистых компонентов, а именно платины аффинированной в слитках (ПлА-0 чистотой 99,98%); кобальта в пластинах марки К-0; галлия (чистотой 99,95%, поставщик ЗАО «Каверна-Холдинг») и меди в гранулах марки МО.
В плавильный тигель из диоксида циркония индукционной плавильной установки Platicast 5000 VAC фирмы «Linn» загрузили шихту, составленную из расчетного количества компонентов, а именно платины - 333,0 г; кобальта - 6,9 г; галлия - 3,5 г, меди - 6,9 г.
Установку вакуумировали до остаточного давления 30 Па и заполнили затем инертным газом - аргоном. Плавку шихты проводили в среде аргона. После полного плавления компонентов выдержали полученный расплав в течение 30-40 с и произвели центробежный слив расплава в массивную графитовую изложницу.
После охлаждения извлекли из изложницы слиток полученного сплава массой 349,5 г (или 99,8% от загрузки).
После механической зачистки поверхности полученный слиток был опробован, проба подвергнута химическому анализу.
Химический анализ пробы показал, что полученный ювелирный сплав на основе платины содержит 95,11% платины; 1,95% кобальта; 0,97% галлия, остальное - медь.
Полученный ювелирный сплав на основе платины соответствует 950 пробе, имеет красивый характерный для платины цветовой оттенок, достаточную для готовых литых ювелирных изделий микротвердость (1900 МПа в литом состоянии).
Металлографический анализ шлифов показал, что микроструктура литого сплава представлена равноосными зернами, размер которых изменяется в диапазоне 60-70 мкм. В сплаве практически отсутствует химическая неоднородность и пористость. По блеску сплав, хотя и уступает незначительно чистой платине, но превосходит сплав-прототип (заявленный сплав имеет величину блеска L=87,9 против 87,5 у сплава-прототипа). В красно-зеленой и в желто-синей области спектра заявленный сплав по цветности близок к чистой платине.
Полученный сплав был использован для изготовления различных ювелирных изделий методом микролитья по выплавляемым моделям. Отмечены хорошие литейные свойства сплава и отсутствие пористости в изделиях.