Stopy srebra z miedzią w jubilerstwie

W branży jubilerskiej bardzo szeroko stosuje się stopy srebra i miedzi. W stopach tych wraz ze wzrostem zawartości miedzi, rośnie twardość i wytrzymałość stopu, a zmniejsza się jego plastyczności. Ich odporność na kwasy jest prawie taka sama jak składników, ponieważ oba metale wyjściowe mają zbliżoną odporność na działanie kwasów. Stopy srebra łatwo rozpuszczają się w kwasie azotowym oraz stężonym kwasie siarkowym, natomiast nie rozpuszczają się w rozcieńczonym kwasie siarkowym, który jest często stosowany jako środek trawiący. Pamiętać też trzeba, że nawet czyste srebro pokrywa się w powietrzu czarnym nalotem siarczku srebra i staje się matowe. Wraz ze wzrostem zawartości miedzi w stopie, jego odporność na związki siarki i amoniaku w powietrzu zmniejsza się, prowadząc do ciemnienia powierzchni metalu.

Stopy srebra i miedzi oraz ich zastosowanie

Stopy srebra z miedzią w zależności od procentowej zawartości miedzi, mogą mieć rożne wykorzystanie, ze względu na nieco odmienne właściwości, które przydatne są przy wykonywaniu pewnych zabiegów złotniczych.

Stop srebra próby 950 ma kolor czystego srebra. Ze względu na wysoką temperaturę topnienia oraz kolor, stop ten zalecany jest do stosowania w emalierstwie i do czernienia, ponieważ emalie barwne na takiej bazie mają intensywny połysk. Bardzo dobrze nadaje się również do głębokiego tłoczenia, a także do produkcji bardzo cienkiego drutu.

Proces utwardzania stopów srebra próby 950 i wyższej można przeprowadzić podgrzewając metal do temperatury od 700 ^oC do 750 ^oC przez czas od 12 do 60 minut (w stale utrzymywanej temperaturze). Jeśli wyrób jest lutowany to temperatura wygrzewania powinna mieścić się w przedziale od 537 ^oC do 649 ^oC. Następnie wyrób studzi się w wodzie i ponownie podgrzewa tym razem do temperatury 300 ^oC i utrzymuje ją przez 30 do 60 minut.

Stopy srebra próby 925 są bardzo powszechnie stosowane w jubilerstwie, ze względu na wysoką zawartość srebra w stopie oraz wysokie właściwości mechaniczne. Jego kolor jest taki sam jak stopu srebra próby 950, jednak właściwości mechaniczne są lepsze. Stop nadaje się do emaliowania i czernienia, ale emalie nie powinny mieć wysokiej temperatury topnienia. Aby uzyskać wysoką ciągliwość, po wyżarzaniu należy go schłodzić. Jego utwardzanie rozpoczyna się w temperaturze 300 ^oC.

Utwardzanie stopów srebra próby 925 wykonuje się przez ogrzewanie do temperatury 745 ^oC, hartowanie w wodzie i ponowne ogrzewanie do temperatury 300 ^oC.

Stopy srebra próby 900 zalecane są głównie do sporządzania wyrobów techniką filigranu. Jego kolor różni się nieznacznie od koloru czystego srebra. Często po zakończeniu obróbki, wyroby z niego wykonane poddaje się wielokrotnemu trawieniu w celu usunięcia miedzi z powierzchni. Stop ten jest mniej odporny na działanie czynników atmosferycznych niż stopy o próbach 950 i 925. Ma jednak dobre właściwości odlewnicze, łatwo poddaje się obróbce przez nacisk, ale jest zbyt twardy do ​​głębokiego tłoczenia. Ponieważ zaczyna się topić w temperaturze 779 ^oC nie nadaje się jako baza do emalii.

Stopy srebra próby 875 wykorzystuje się do wytwarzania biżuterii i wyrobów dekoracyjnych. Kolor stopu i odporność na matowienie są bardzo zbliżone do stopu próby 900. Jego właściwości mechaniczne są lepsze, natomiast podatność obróbce plastycznej jest gorsza.

Stopy srebra próby 800 głównie używane są do produkcji sztućców oraz zastaw stołowych. Jego najważniejszą zaletą jest mniejsza cena, a główną wadą żółtawy kolor i niska odporność chemiczna w powietrzu. Aby wyeliminować te wady, zawartość srebra w warstwie powierzchniowej zwiększa się przez wielokrotne ogrzewanie, a także kolejne trawienie. Ze względu na wysoką zawartość miedzi w stopie, w kwaśnych produktach powstaje trujący octan miedzi (przykładem jest wytwarzanie się zielonej powłoki octanu miedzi na sztućcach, gdy wchodzą w kontakt z octem). Stop ten właściwościami mechanicznymi nieznacznie różni się od stopu próby 875. Jednak podczas obróbki plastycznej należy go częściej poddawać wyżarzaniu pośredniemu niż wyżej wymienione stopy. Jego właściwości odlewnicze są lepsze niż stopów o większej zawartości srebra.

Stopy srebra prób niższych niż 800 ze względu na swoje właściwości mechaniczne i żółte zabarwienie są prawie nie używane. Stopy o próbie 750 miały dawniej dość szerokie zastosowanie jako luty. Obecnie czasami srebro próby 720 używane jest jako lutowie. Twardość i wytrzymałość takich stopów jest najwyższa, a plastyczność najmniejsza.

Wpływ zanieczyszczeń na właściwości stopów srebro – miedź

Jeśli stop srebro-miedź zawiera jakikolwiek inne domieszki, przechodzi w stop trzech lub więcej składników, a jego właściwości zmieniają się mniej lub bardziej.

W stopach srebra stosowanych w produkcji biżuterii zawartość niklu do 1 % poprawia właściwości mechaniczne, ale jego wzrost już do 2,5 % pogarsza obrabialność stopu. Jeszcze większa ilość niklu staje się szkodliwym zanieczyszczeniem (nie rozpuszcza się w stopie).

Żelazo jest zawsze szkodliwym zanieczyszczeniem stopów srebra. Nie rozpuszcza się w srebrze i jest obecne w stopach w postaci obcych cząstek, pogarszając skrawalność stopu.

Ołów w stopach srebra powoduje ich kruchość po podgrzaniu. Ołów i srebro tworzą stop łatwotopliwy, który topi się w temperaturze 304 ^oC. Dlatego też nigdy nie można dopuścić do obecności ołowiu w stopie.

Cyna obecna w stopie srebra w niewielkiej ilości obniża temperaturę topnienia. Dodatek około 19% cyny do czystego srebra, powoduje jego samo rozpuszczania się w cynie. Jednak stop taki jest bardziej matowy i miękki niż stop srebro-miedź. Jeżeli zawartość cyny przekracza 9%, powstaje kruchy związek Cu₄Sn. Podczas topienia cyna utlenia się tworząc SnO₂, a kruchość stopu zwiększa się.

Aluminium w ilości aż do 5% rozpuszcza się w stopie, niemalże bez większego wpływu na jego strukturę i właściwości. Jednak większa ilość glinu w stopie powoduje wytwarzanie się kruchego związku Ag₃Al. Podczas wyżarzania i topienia powstaje związek Al₂O₃, będący przyczyną kruchości stopu.

Krzem nie rozpuszcza się w srebrze, ale tworzy ze srebrem stałe i kruche związki krzemowo-srebrowe, które znacznie komplikują obróbkę stopu (może on przeniknąć do stopu z materiału z którego wyprodukowano tygiel).

Siarka ma szkodliwy wpływ na stopy srebra. Tworzy stałe związki ze srebrem Ag₂S, a z miedzią Cu₂S. Źródłami siarki w stopach mogą być substancje ją zawierające takie jak materiały palne, gazy palne czy środki trawiące. Dwutlenek siarki zawarty w palnych gazach absorbowany jest przez stopiony metal (podobnie jak tlen). Gdy metal tężeje, tworzy powłoki, które osłabiają stop.

Fosfor nawet w śladowych ilościach tworzy kruche łatwotopliwe związki międzymetaliczne Ag₂P lub Cu₃P. Stopy z jego zwartością są kruche, szybko blakną, a powłoki galwaniczne nie przylegają zbyt dobrze do nich. Fosfor może dostać się do stopu podczas jego odtleniania fosforem miedzi.

Srebro w temperaturze nieznacznie większej od temperatury topnienia ma zdolność rozpuszczania w sobie tlenu w ilości 20-to krotnie większej od swej objętość. To znaczy że 1 część stopionego srebra może wchłonąć 20 części tlenu. Gdy tempera jest nieco mniejsza niż punktu krzepnięcia, to rozpuszczalność tlenu w srebrze stanowi połowę objętości srebra, a jego pozostała część jest wydalana z metalu. Tlen, który nie miał czasu uwolnić się ze stopu w czasie krzepnięcia, tworzy w strefie brzegowej powłoki zmniejszające wytrzymałość oraz pogarszające obróbkę plastyczną metalu. W stopach srebro-miedź powstaje tlenek miedzi Cu₂O. Podczas walcowania i przeciągania, metal pęka. Podgrzanie takiego stopu powoduje że gaz rozszerza się, a na powierzchni metalu tworzą się wypęcznienia.