9.12.1. Влияние легирующих элементов на свойства серебрянных сплавов
Важнейшими легирующими компонентами при получении серебряных сплавов являются цинк и кадмий. В серебре в твердом состоянии растворяется до 20 % цинка, но практически содержание цинка в сплаве не превышает 14 %. Сплавы серебра с цинком не тускнеют, хорошо полируются и имеют хорошую пластичность. Предел растворимости кадмия в серебре составляет около 30 %. Сплавы с кадмием пластичны и устойчивы против коррозии на воздухе.
Серебряно-медные сплавы с небольшими добавками кадмия особенно хорошо подходят для глубокой вытяжки и чеканки. Медь, не растворяя кадмий, образует с ним хрупкое соединение Сu2Сd. При достаточно большом содержании серебра в сплаве кадмий, растворяясь в серебре, делает сплав вязким, пластичным и весьма устойчивым к потускнению.
Несколько сотых долей процента цинка, введенных в расплав перед разливкой, значительно повышают жидкотекучесть сплавов серебра с медью. Кроме того, небольшие добавки цинка делают сплавы более устойчивыми к потускнению и более пластичными. Медь растворяет до 39 % цинка. При большем содержании цинка в сплавах серебра с медью образуются тройные сплавы с низкой температурой плавления. Такие сплавы широко применяют в качестве припоев. Сплавы четырехкомпонентной системы А1-Сu-Zn-Сd имеют низкую температуру плавления. Это объясняется тем, что цинк и кадмий образуют низкоплавкую эвтектику.
Серебро и свинец образуют эвтектику с температурой плавления 304 °С. Располагаясь по границам зерен, эти эвтектические соединения делают сплав красноломким. Содержание свинца в сплавах серебра не должно превышать 0,005 %.
Присутствие в небольших количествах олова значительно снижает температуру плавления сплавов системы серебро — медь. В чистом серебре растворяется до 19 % олова. При этом получаются сплавы более мягкие и пластичные, чем сплавы серебра с медью, однако эти сплавы имеют тусклый цвет. При содержании олова в сплавах серебра с медью более 9 % и при температуре 520 °С образуется хрупкое соединение СuSn. Кроме того, из-за образования при плавке окиси олова Sn02 хрупкость увеличивается.
В сплавах серебро — медь в твердом состоянии алюминий растворяется до 5 %, при этом структура и свойства сплава почти не меняются. При более высоком содержании алюминия в сплаве образуется хрупкое соединение АgзА12. При плавке и отжиге образуется также окись алюминия А12О3, которая располагается по границам зерен. Эти соединения делают сплав хладноломким и не пригодным к обработке.
Желез о не растворяется в серебре и всегда является вредной примесью в сплавах серебра. Попадая в сплав, частицы железа остаются в нем в виде инородных твердых включений. Кроме того, железо взаимодействует с материалом тигля, частицами угля, наждаком, солями используемыми при плавке, и образует твердые и хрупкие соединения. Попадая на поверхность слитка или изделия, эти соединения при шлифовке вырываются из металла, и оставляют на
поверхности изделия характерные вытянутые следы.
Кремний в серебре не растворяется, и при содержании его в сплаве 4,5 % образуется кремнисто-серебряная эвтектика с температурой плавления 830 ⁰C. Располагаясь по границам зерен, эти эвтектические выделения значтельно снижают пластичность сплава, и в большинстве случаев делают сплав полностью непригодным к обработке пластической деформацией. В сплав кремний может попасть из кварцевых тиглей.
С основными компонентами сплавов сера образует твердые и хрупкие соединения Аg2S и
Сu2 S, которые, располагаясь между кристаллами и внутри зерен, вызывают хрупкость сплавов. Для появления хрупкости сплава достаточно присутствия в нем 0,05 % серы. Серу зачастую содержит древесный уголь, под слоем которого производится отжиг, горючие материалы, газы, травители и т.д. Присутствие в сплаве серы или сернистых соединений приводит к его потемнению вследствие образования сульфида серебра.
Сплавы серебра перед разливкой раскисляют в большинстве случим фосфористой медью, содержащей от 10 до 15 % фосфора. Незначительного количества фосфора достаточно для образования хрупких интерметаллических соединений АgР2 и АgР, которые в виде эвтектики располагаются по граница зерен. Температура плавления тройной эвтектики Аg-Сu-Р составляет 641 °С. В результате образования фосфидов сплавы становятся красноломкими, быстро тускнеют и на них плохо ложатся гальванические покрытия.
