Термообработка металлов

m

Режимы термообработки сплавов на основе золота и серебра

В производстве ювелирных компонентов термообработку применяют строго по картам технологических режимов, регламентирующим время выдержки и скорость охлаждения. Для сплава 585° (Au-Cu-Ag-Zn) температура гомогенизирующего отжига составляет 680–720°C с выдержкой 15–25 минут в муфельной печи с защитной атмосферой аргона (99,998%). Отклонение более чем на ±5°C ведет к росту зерна аустенита свыше 80 мкм, что критично для последующей механической гибки кастов. Для серебряных сплавов 925° (Ag-Cu) режим рекристаллизационного отжига — 620°C ±3°C в течение 10 минут, после чего следует медленное охлаждение в колодце печи до 250°C (скорость 15°C/мин), иначе развивается хрупкая эвтектика Cu2O.

Закалка и старение: изменение твердости по Виккерсу

Закалка золотого сплава 750° (18K) с высоким содержанием палладия (8–12%) выполняется нагревом до 750°C с выдержкой 30 минут и последующим погружением в масло (ГОСТ 20799-88) при 40°C. После закалки микротвердость по Виккерсу (HV 0.1) возрастает с 140 до 230 HV. Последующее искусственное старение при 320°C в течение 2 часов дает прирост до 280–310 HV, что обеспечивает износостойкость замков цепей и застежек. Отсутствие ступени старения приводит к падению упругой деформации на 40%, фиксируемое на испытаниях циклической нагрузкой. Для сплава Ag-Cu-Ge (стоматологический стандарт EN ISO 22674) режим старения: 350°C ровно 1 час, после чего микроструктура фиксирует дисперсные частицы CuGe2 размером 5–10 нм, повышающие прочность на разрыв с 320 до 420 МПа.

Отжиг после холодной деформации

Для снятия наклепа после вальцевания (обжатие 70% за проход) серебряной проволоки диаметром 2,0 мм применяют низкотемпературный отжиг при 450°C в соляной ванне (NaNO3+KNO3, эвтектика). Время выдержки — 12 секунд, в противном случае на поверхности образуется слой хлорида серебра, снижающий адгезию при последующем эмалировании. После отжига проводят контроль твердости по Роквеллу (шкала HRB): допустимые значения 45–55 HRB. Если твердость ниже 40 HRB, структура перегрета — возникает двойникование, дающее микротрещины при изгибе ушек крепления. Отжиг в вакууме (10^-3 Па) для бескислородной меди (CW008A) требует температуры 380°C с газоохлаждением гелием, иначе оксиды Cu2O вызывают межкристаллитную коррозию.

Качество по стандартам: ASTM B476-19 и ГОСТ 30649-99

Различия термообработки при обработке пластичных и упрочняемых сплавов

  1. Пластичные сплавы (Ag 925, Au 585): при закалке охлаждение в воду (20°C) или масло, так как сплавы не образуют мартенситной структуры. Основной процесс — гомогенизация — ведется при температуре на 50–70°C выше линии солидуса.
  2. Дисперсионно-твердеющие сплавы (Au-Pt, Ag-Pd): закалка обязательна с выдержкой 20 минут при 780°C, охлаждение в холодную воду, затем старение при 350–400°C. Если пропустить закалку, происходит неконтролируемая коагуляция частиц Pt3Au, падающая твердость.
  3. Сплавы с высоким содержанием палладия (950°Pd): отжиг при 850°C в защитной атмосфере без доступа кислорода, так как Pd активно поглощает водород, что вызывает пузырение при пайке.
  4. Биметаллы (сталь-золото): термообработка только до 300°C (10 мин), иначе температурное расширение стали (11,5·10^-6 1/K) отслаивает золотое покрытие (14·10^-6 1/K).

Оборудование и контроль параметров

Для точного соблюдения режимов используются печи с PID-регуляторами (точность ±1°C) и термопарами типа K (хромель-алюмель) по калибровке ITS-90. Цикл термообработки фиксируется самописцем с разрешением по времени 0,1 сек. Для оценки ускорения диффузионных процессов применяют испытания методом дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC): эндотермический пик при 480°C указывает на начало растворения интерметаллидов Cu3Au. Толщина оксидной пленки после отжига в воздушной среде измеряется эллипсометрией — не более 2 нм для золотых сплавов, иначе снижается отражательная способность.

Добавлено: 24.04.2026