www.srebrnykruk.pl

strzalka do tyłu strzalka do góry
Metale szlachetne

Złoto i jego stopy


Złoto nazwa łacińska aurum, symbol chemiczny Au, temperatura topnienia wynosi 1063oC, temperatura wrzenia 2970oC, gęstość 19,3 g/cm3.


Charakteryzuje się doskonałą ciągliwością oraz plastycznością, można je przewalcować na blachę o grubości 0,1 mikrometra i wyciągnąć drut o średnicy 0,00009 mm. Złoto jest metalem miękkim i dlatego wykorzystuje się je pod postacią stopów ze srebrem oraz miedzią, czyli metali twardszych od niego. Czyste złoto ma bardzo duży skurcz odlewniczy. Jego stopy są tej wady zazwyczaj pozbawione. Jest bardzo dobrym przewodnikiem ciepła, a także elektryczności, niewiele ustępując przy tym srebru.

Zdjęcie nr 2-93
Zdjęcie. Złoto – największy na świecie blok o masie 250 kg.

W powietrzu nawet po podgrzaniu nietulenia się, nie oddziałuje na nie kwasy siarkowy, solny, azotowy ani ługi żrące. Rozpuszcza się w gorącej wodzie królewskiej i kwasie selenowym oraz rtęci tworząc amalgamat. Właściwość ta wykorzystywana jest do oddzielania kruszcu z piasków złotonośnych i przy afinacji2-39 oraz w technice złocenia ogniowego.

Złoto w czystej metalicznej postaci ma barwę żółtą, jego stopy w zależności od składu mają różne odcienie i tak dodatek miedzi daje czerwony odcień, srebra – zielonkawy, platyna – rozjaśnia, w niewielkiej ilości złoto blednie, a przy dużej odbarwia się upodobniając pry tym do platyny i staje się tzw. „białym złotem”. Barwę niebieskawą, a także szarawą nadaje złotu żelazo, a pallad odcień brunatny oraz brązowy. Złoto występuje w stanie rodzimym w formie piasku, drobnego pyłu, mniejszych lub większych grudek – samorodków. W Argentynie i Australii znajdowano samorodki o masie od 60 do 90 kg. Samorodne złoto to w zasadzie jego naturalny stop ze srebrem zawierający go od 1 do 40 % oraz nieznaczne ilości miedzi, żelaza lub innych metali. Złoto znajdowane jest w złożonych skał zawierających jego znikome ilości. Rudy złota nazywane żyłowymi częstokroć odnajdywane są razem z kwarcami bądź siarczkami takimi jak piryt zwanym „złotem głupców”. Spotyka się je także w wielu minerałach oraz czasami w stopach z miedzią, ołowiem i rtęcią.

Zdjęcie nr 2-94.
Zdjęcie. Złoto rodzime.

Złoto od najdawniejszych czasów służyło do wytwarzania wszelkiego rodzaju ozdób, biżuterii i przedmiotów dekoracyjnych oraz wybijania monet i medali. Wykorzystywano je do złocenia metalowych i niemetalowych przedmiotów. W formie niezwykle cienkich folii (prześwieca wówczas niebieskawo zieloną barwą) nazywane „złotem listkowym” wykorzystywane jest do złocenia techniką przylepiania. Wykonuje się także z niego luty do łączenia złota i platyny.


Stopy złota


Aby zwiększyć twardość i wytrzymałość oraz uzyskać żądaną barwę bądź zmniejszyć wartość złota, stapia się go z innymi metalami. Ta domieszka do metali szlachetnych nazywana jest w terminologii złotniczej „ligurą” albo „ligaturą”. Zgodnie z polskim prawem probierczym do złota dodawać można; srebro, miedź, cynk, nikiel oraz pallad. Platyna występująca w stopie złota uważana jest, jako metal o tej samej wartości, co złoto.

Najczęściej wykonywane stopy złota z miedzią, przyjmują kolory od jasnozielonego przez żółty do czerwonego. Barwa ta zależna jest od wzajemnego stosunku tych metali w danym stopie. W tabeli przedstawiono zazwyczaj używane kolory stopów złota. Zaznaczyć należy, iż stopy złota o barwie niebieskiej oraz szarej są kruche i praktycznie nie nadają się do mechanicznej obróbki.

Tabela nr 2-10
Tabela. Barwa i skład stopów złota stosowanych w złotnictwie.

W stomatologii używa się stopów złota próby 0,916 do wykonywania koron oraz próby 0,833 i 0,750 do odlewów. W recepturze tych stopów poza złotem znajdziemy zazwyczaj srebro i miedź w różnych wzajemnych stosunkach oraz rzadziej platynę dodawaną dla podniesienia twardości, a także sprężystości.

Dawniej poza wymienionymi powyżej stopami złota wytwarzano tzw. „nowe złoto” uważane zgodnie z obecnie obowiązującymi przepisami za wyrób z metalu nieszlachetnego. Zawartość złota w tym stopie nie przekraczała 0,250. Wykonywano je według wielu receptur, których przykład zawiera tabela poniżej.

Tabela nr 2-11
Tabela. Barwa i skład stopów „nowego złota”.

Wykonywanie stopów złota


Stopy złota sporządzane są wyłącznie z czystych metali takich jak; złoto, srebro, oraz otrzymanych drogą elektrolityczną takich jak miedź, nikiel czy cynk. Zazwyczaj złe własności mechaniczne stopów złota są rezultatem używania do ich sporządzania zanieczyszczonych metali. Kruchość stopów złota powodowana jest najczęściej nieprawidłową obróbką cieplną bądź nawet nieznacznym zanieczyszczeniem ołowiem. Ołów ten przedostaje się do stopu złota ze złotego złomu zawierającego zanieczyszczenia z lutu cynowego.

Bardzo prostym jest przygotowanie stopu złota dwuskładnikowego. Posłużymy się tu przykładem sporządzania 20 g stopu próby 0,750 o barwie czerwonej. Pierwszą czynnością będzie odważenie na precyzyjnej wadze 15 g czystego złota i 5 g czystej miedzi, następnie stapianych z małą ilością boraksu na węglu drzewnym. Stopiony i dobrze wymieszany prętem grafitowym ciekły metal odlewa się do wlewka a po skrzepnięciu uzyskany zlewek chłodzi w zimnej wodzie. Większe ilości stopu złotego stapia się w tyglach grafitowych w piecach do topienia.

W praktyce jednak by otrzymać stopy złota wieloskładnikowe o dobrych parametrach sporządza się je wykorzystując tzw. stopy pośrednie. Postępowanie takie zapobiega potencjalnym problemom takim jak pękanie stopu przy walcowaniu czy ciągnieniu.

W pierwszej kolejności w tyglu grafitowym stapia się z małą ilością boraksu, srebro oraz miedź, następnie po stopieniu odlewaną do wlewaka. Dalej w tyglu stapia się czyste złoto i dodaje uprzednio odlany stop srebrowo-miedziowy, mieszając całość prętem grafitowym bądź dobrze nagrzanym prętem żelaznym. Gdy otrzymamy czystą lustrzaną powierzchnie stopu, odlewamy go do ogrzanego wlewaka. Uzyskany zlewek przekuwa się na kowadle do mniej więcej połowy jego grubości i walcuje na blachę o potrzebnej grubości.

Wszystkie stopy złota wykonuje się w analogiczną metodą, topiąc mniejsze ilości na węglu drzewnym, a większe w tyglach grafitowych w specjalnych piecach do topienia.

Po wykonaniu stopu zawsze trzeba sprowadzić jego ciężar czy jest on taki sam jak w wyliczeniach. Wlewakiem po odlaniu do niego stopionego metalu nie można poruszać, aż do zupełnego skrzepnięcia stopu, ponieważ wewnątrz stopu pojawić się mogą napięcia będące przyczyną kruchości uzyskanego materiału.


Stopy złota białego



Stopy złota białego o barwie zbliżonej do platyny uzyskuje się przez odbarwienie złota dwoma metodami.

  1. Odbarwienie palladem, otrzymujemy wówczas tzw. białe złoto palladowe nazywane także szlachetnym.
  2. Odbarwianie niklem, otrzymujemy wówczas tzw. białe złoto niklowe.

Pierwsze stopy złota białego uzyskano w 1912 roku i miały one dużą zawartość złota czystego sięgającego od 0,750 do 0,800. W okresie międzywojennym w Polsce w jubilerstwie wykorzystywano niemalże tylko białe złoto niklowe, a białe złoto palladowe tylko w stomatologii.

Przy sporządzaniu białego złota niklowego najwięcej problemu przysparza różnica temperatur topnienia jego składników. Uniemożliwia to topienie ich razem ani jeden po drugim zgodnie z temperaturą ich topnienia. Dodając złoto do stopionego niklu o temperaturze topnienia 1455oC nastąpi duża strata złota parującego powyżej 1250oC, a jeśli dodamy cynk o temperaturze topnienia 419oC, to spali się on zanim wejdzie w skład stopu.

Proces uzyskiwania białego złota ma przebieg następujący. Pod grubą warstwą sproszkowanego węgla drzewnego i kwasu borowego stapia się miedź, potem dodaje się rozdrobniony nikiel w formie cienkich, wąskich pasków blachy bądź malutkich kulek. Gdy nikiel się stopi, stop odtlenia się 15 % fosforkiem miedzi w ilości około 0,5 g na każde 100 g stopu lub 20 % brązem manganowym albo magnezem w ilości 0,2 g na 100 g stopu. Związek odtleniający powinien być umieszczony w tyglu najgłębiej jak się da pod powierzchnię stopionego metalu. Do odtlenionego stopu dodaje się rozgrzane do czerwoności czyste złoto. Gdy złoto się stopi, zmniejsza się trochę temperaturę pieca bądź wyjmuje z niego tygiel. Po znacznym zmniejszeniu się temperatury stopu dokłada, wyliczoną ilość cynku tak by znalazł się jak najgłębiej pod powierzchnią stopionego metalu. Do pieca powtórnie wstawia się tygiel, a jego zawartość dobrze miesza się prętem grafitowym i po chwili odlewa kierując strumień ciekłego metalu na ścianę pochyło ustawionego wlewaka.

O wiele prościej przygotowuje się białe złoto niklowe korzystając ze stopów pośrednich. Ligura do złota próby 0,583 i 0,750, ma taki sam skład jak podany w tabeli poniżej i można ją sporządzić w większej ilości do późniejszego wykorzystania.

Tabela nr 2-12
Tabela. Skład ligury do białego złota niklowego.

Przygotowując stop pośredni w pierwszej kolejności stapia się miedź z niklem zgodnie z zasadami omówionymi poprzednio, a cynk najkorzystniej dodawać jest, jako mosiądz tj. stop pośredni cynku i miedzi. Można także stosować, jako stop pośredni alpakę złożoną z niklu, miedzi i cynku uzupełnianą o niewielką ilość czystego niklu w formie wiórów bądź paseczków albo także cynku pod postacią mosiądzu. Do prawidłowego wyliczenia ligury, konieczna jest znajomość składu alpaki i mosiądzu.

Ligurę po sporządzeniu walcuje się na cienką blachę i tnie na wąskie paski. Gdy złoto zostanie stopione ligura dodawana jest niewielkimi dawkami. Przygotowując białe złoto na węglu drzewnym, uzyskane ziarno białego złota zaleca się odwrócić i przetopić powtórnie z dodatkiem niewielkiej ilości boraksu. Zanim zostanie odlane, trzeba je odtlenić odrobiną brązu magnezowego bądź fosforku miedzi albo magnezem.

Tabela nr 2-13
Tabela. Skład stopów złota białego.

Ponieważ białe złoto jest niezmiernie czułe na gwałtowne zmiany temperatury jego obróbka termiczna musi być prowadzona z dużą uwagą. Temperatura żarzenia nie może być wyższa od ciemnoczerwonego żaru, a po wyżarzeniu wyrób bejcuje się rozcieńczonym w stosunku 1 do 10, kwasem siarkowym z domieszką paru cm3 kwasu solnego.

Pozostałości stopów złota białego trzeba starannie gromadzić i magazynować oddzielnie, ponieważ ich wymieszanie ze złotem żółtym powoduje jego kruchość i tym samym nieprzydatność do obróbki mechanicznej. Odpadki takie zazwyczaj przekazywane są do rafinacji gdyż niezmiernie trudno jest uzyskać z nich materiał od dobrych właściwościach mechanicznych.

Białe złoto niklowe poza zastosowaniem w złotnictwie było też używane w stomatologii najczęściej do wykonywania klamer i drutów2-40.

Białe złoto palladowe wykorzystuje się zazwyczaj do wykonywania koron w stomatologii oraz do oprawy brylantów2-41. Stopy białego złota palladowego dają się hartować przez ich ogrzanie do temperatury czerwonego żaru i gwałtowne chłodzenie w wodzie bądź spirytusie.

Wykwaszanie stopów białego złota palladowego prowadzi się tylko w 10 do 15% kwasie siarkowym, gdy zabiegowi poddaje się zimny wyrób kwas należy lekko ogrzać.


Złoto w średniowieczu

Złoto w średniowieczu traktowano, jako najbardziej cenny surowiec do sporządzania przedmiotów dekoracyjnych. Jego pochodzenie było często legendarne, a traktowano je niczym świętość.

W średniowiecznym almanachu cytowanego już wcześnie mnicha Teofila, opisane zostały cztery rodzaje złota. Najbardziej poszukiwanym było to wywodzące się z krainy Chawila, zatem inaczej z ogrodu rajskiego. Niestety miejsca takie nigdy nie było, a jego opis pochodził z biblii. Nieco mniej cenne w ocenie autora było tzw. złoto arabskie, czyli jego stop z miedzią o pięknej czerwonej barwie. Kolejnym rodzajem złota było tzw. złoto hiszpańskie, całkowicie wymyślone wytwarzane przez niewiernych m.in. z ciała bazyliszka. Na koniec znajduje się tam też opis złota piaskowego, czyli rzeczywisty sposób, znany także współcześnie, pozyskiwania kruszcu przez wypłukiwanie piasku. I tak w rozdziale „O złocie z kraju Ewilat” czytamy;
Wiele jest rodzajów złota, celniejsze z pomiędzy tych wydaje kraj Ewilat, któren rzeka Gyon oblewa według geenezy. Żyły tegoż podziemne odkrywają ludzie w sztuce biegli, wykopują, a oczyściwszy w ogniu, i wypróbowawszy w piecu do wyrobów swoich używają.
Dalej w rozdziale „O złocie arabskiem” dowiadujemy się, iż;
Jest także złoto arabskie najcenniejsze i nadzwyczajnej czerwoności, którego używanie w najdawniejszych naczyniach często się napotyka. Podobnego gatunku używają teraźniejsi rękodzielnicy, dodając do bladego złota piątą część miedzi czerwonej, i wielu nieostrożnych oszukują. Aby się ustrzedz tego zawodu, włożyć trzeba wyrób do ognia, wtedy jeżeli złoto jest czystem, nie straci swego połysku, jeżeli zaś mieszano, straci całą świetność.”
A w rozdziale „O złocie hiszpańskiem” przeczytać można;
Znajduje się też złoto, hiszpańskiem zwane, które się otrzymuje z czerwonej miedzi, proszku bazyliszkowego i krwi ludzkiej oraz octu. Narody pogańskie, których biegłość w tej sztuce jest znaną, tworzą sobie bazyliszków w taki sposób. Mają pod ziemią dom, u góry i w spodzie i z każdej strony kamienny, z dwoma okienkami tak szczupłemi, że przez nie zaledwie co widzieć można; tam umieszczają dwa stare koguty, dwunasto lub piętnastoletnie i dodają im obfitej żywności. Te gdy się utuczą, skutkiem gorąca tłuszczu parzą się i znoszą jaja. Po zniesieniu jaj wyjmują się koguty, a wsadzają ropuchy, któreby jaja wysiadywały, a którym daje się chleba na pożywienie. Z jaj tych wylęgają się samczyki do kurzych kurcząt podobne, którym po siedmiu dniach wyrastają wężowate ogony, i zarazby się w ziemię wkopały, gdyby podłoga domu nie była kamienną. Zaradzając temu ich dozorcy, mają okrągłe naczynia miedziane, bardzo obszerne, i ze wszystkich stron podziurawione, z ciasnemi ościeżami; do tych wkładają owe stworzenia, a ościeże przykrywają miedzianemi pokrywkami i w ziemię zakopują, a wchodzącą przez dziury rozdrobnioną ziemią żywią się przez sześć miesięcy. Po upływie tego czasu wydobywają się i na obfitym ogniu kładą, aż się w nich zwierzątka zupełnie spalą. Po ostudzeniu wyjmują się i trą starannie z dodaniem krwi ludzkiej w jednej trzeciej części z człowieka rudego, która wysuszoną i startą być powinna. Dwie te części składowe skrapiają się ostrym octem w czystem naczyniu; potem się biorą jak najcieńsze blaszki z najczystszej miedzi czerwonej, smarują z obu stron rzeczoną zaprawą i kładą się do ognia. Gdy się do białości rozgrzeją, wyjmują je, gaszą w tejże samej zaprawie i obmywają, i tak długo to powtarzają aż zaprawa zupełnie miedź przegryzie, a ta i wagi i barwy złota nie nabierze. To złoto zdatne jest do wszelkich wyrobów.
I na koniec jeszcze „O złocie piaskowem”;
Jest złoto piaskowe znajdujące się na brzegach Renu tym sposobem: kopie się piasek w tych miejscach, gdzie jest nadzieja znalezienia (złota), i kładzie się na drewnianych płytach. Potem zlewa się wodą często i starannie, a po spłukaniu piasku pozostaje najmielsze złoto, które się do osobnego naczyńka zbiera. Gdy się naczyńko do porowy napełni, dodaje się rtęci i ręką mocno się rozciera, dopóki się zupełnie nie zmiesza, a włożywszy je w cienkie płótno wytrząsa się rtęć, co zaś pozostanie kładzie się do tygla i topi.


2-39Afinacja to wydobywanie złota z rudy.

2-40Dobrą jakością cechowały się stopy białego złota niklowego znane, jako „Darico” o próbie od 0,833 do 0,835. Zgodnie z zasadami firmowymi producenta tego stopu Degussy obróbka cieplna obejmowała takie warunki jak; zakaz nagłego studzenia w wodzie, temperatura żarzenia nie większa niż 830 do 850oC, żarzenie prowadzone na blasze żelaznej grubej na 1 do 2 mm, powolne chłodzenie na słabo przewodzącym ciepło podkładzie trwające od 10 do 15 minut, do momentu uzyskania temperatury wyrobu takiej by dawało się go bez poparzeń ująć ręką.

2-41Do najbardziej rozpowszechnionych firmowych stopów białego złota palladowego daje się zaliczyć stopy niemieckie znane, jako Pallig bądź Dualloy. Mają one właściwości mechaniczne porównywalne z najlepszymi rodzajami złota barwnego. Przykładowy skład stopu Palliag Prima M jest następujący; 23 % palladu, 5 % złota, a pozostała część to srebro. Obróbka cieplna tych stopów jest taka sama jak stopów złota żółtego.


Złoto - www.srebrnykruk.pl