RU2447170C1 - Solder for soldering jewels made from alloy of 850-standard palladium - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: proposed solder contains the following components in wt %: palladium - 85.0-85.5, boron - 2.0-3.2, copper making the rest.

EFFECT: lower melting point, optimum hardness and strength.

2 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к металлургии припойных сплавов на основе палладия, применяемых для пайки палладия и его сплавов и предназначенных преимущественно при изготовления ювелирных изделий из сплава палладия 850 пробы.The present invention relates to the metallurgy of solder alloys based on palladium, used for soldering palladium and its alloys and intended primarily for the manufacture of jewelry from alloy palladium 850 samples.

Известен сплав на основе палладия, содержащий, мас.%: палладий - 85,0÷85,5; серебро - 12,5÷13,5 и никель - остальное (Государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р51152-98 «Сплавы на основе благородных металлов ювелирные. Марки» / Госстандарт России. - Москва: ИПК Издательство стандартов. - 1998. - С.4).Known alloy based on palladium, containing, wt.%: Palladium - 85.0 ÷ 85.5; silver - 12.5 ÷ 13.5 and nickel - the rest (State standard of the Russian Federation GOST R51152-98 "Alloys based on precious metals jewelry. Stamps" / Gosstandart of Russia. - Moscow: IPK Publishing house of standards. - 1998. - P. 4 )

Однако данный сплав имеет высокую температуру плавления, а также содержит никель. Высокая температура плавления затрудняет использование данного сплава при пайке ювелирных изделий. Кроме того, никель по директивам ЕЭС не рекомендуется использовать в изделиях, вступающих в долговременный контакт с кожей человека.However, this alloy has a high melting point and also contains nickel. The high melting point makes it difficult to use this alloy when brazing jewelry. In addition, nickel according to EEC directives is not recommended for use in products that come into long-term contact with human skin.

Наиболее близким к изобретению по составу является сплав на основе палладия, содержащий, мас.%: палладий - 85,0÷85,5; серебро - 0,01÷15,0; медь - 0,01÷13,0; золото - 0,01÷2; молибден - 0,01÷1,0 и родий - 0,01÷1,0 (Пат. RU 2352660, МПК C22C 5/04. Сплав на основе палладия / С.Б.Сидельников, И.В.Тихов, Н.Н.Довженко и др. з. №2007101010/02; заявл. 09.01.2007; опубл. 20.04.2009, бюл. №11).Closest to the invention in composition is an alloy based on palladium, containing, wt.%: Palladium - 85.0 ÷ 85.5; silver - 0.01 ÷ 15.0; copper - 0.01 ÷ 13.0; gold - 0.01 ÷ 2; molybdenum - 0.01 ÷ 1.0 and rhodium - 0.01 ÷ 1.0 (Pat. RU 2352660, IPC C22C 5/04. Alloy based on palladium / S.B. Sidelnikov, I.V. Tikhov, N. N. Dovzhenko et al. Z. No. 2007101010/02; claimed 09.01.2007; published on 04.20.2009, Bulletin No. 11).

Данный сплав имеет необходимый диапазон механических свойств, расширяющих область применения сплава при изготовлении ювелирных изделий методами обработки металлов давлением, но имеет неудовлетворительные свойства, как припойный сплав. Сравнительно высокая температура плавления и твердость, а также низкая жидкотекучесть ограничивают область применения данного сплава для пайки палладия и его сплавов при изготовлении ювелирных изделий из сплава палладия 850 пробы. Температура плавления сплавов определяет их рабочий температурный режим и возможность использования их в качестве припоев. Снижение температуры плавления значительно улучшает условия литья при получении заготовок и технологические условия пайки для сплавов типа припоев.This alloy has the necessary range of mechanical properties, expanding the scope of the alloy in the manufacture of jewelry by metal forming methods, but has unsatisfactory properties, like a solder alloy. A relatively high melting point and hardness, as well as low fluidity, limit the scope of this alloy for brazing palladium and its alloys in the manufacture of jewelry made from palladium alloy 850 samples. The melting point of the alloys determines their operating temperature and the possibility of using them as solders. A decrease in the melting temperature significantly improves the casting conditions for the preparation of workpieces and the technological soldering conditions for alloys such as solders.

Основной задачей изобретения является создание припойного сплава для пайки палладия и его сплавов и используемых преимущественно при изготовлении ювелирных изделий из сплава палладия 850 пробы.The main objective of the invention is the creation of a solder alloy for brazing palladium and its alloys and used mainly in the manufacture of jewelry from alloy palladium 850 samples.

Поставленная задача достигается тем, что припой для пайки ювелирных изделий из сплава палладия 850 пробы, содержащий палладий и медь, дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:This object is achieved in that the solder for soldering jewelry made of alloy palladium 850 samples containing palladium and copper, additionally contains boron in the following ratio of components, wt.%:

палладий - 85,0÷85,5;palladium - 85.0 ÷ 85.5;

бор - 2,0÷3,2%;boron - 2.0 ÷ 3.2%;

медь - остальное.copper is the rest.

Выбор граничных значений параметров компонентов, указанных в формуле изобретения, обусловлен следующим.The choice of boundary values of the parameters of the components indicated in the claims is due to the following.

Медь образует с палладием непрерывную систему твердых и жидких растворов. Содержание меди в заявляемых пределах как остальное или - 11,3÷13,0 мас.% является оптимальным для замещения в известном сплаве золота и серебра и обеспечивает снижение температуры плавления на 50÷100°C и твердости до уровня, не превышающего данные свойства у паяемого сплава палладия 850 пробы, и с достижением необходимых требований к припойным сплавам, как прочность, совпадение пробности и цветовой идентичности основы и паяного соединения в готовом ювелирном изделии.Copper forms a continuous system of solid and liquid solutions with palladium. The copper content in the claimed limits as the rest or - 11.3 ÷ 13.0 wt.% Is optimal for substitution in a known alloy of gold and silver and provides a decrease in melting temperature by 50 ÷ 100 ° C and hardness to a level not exceeding these properties brazed alloy of palladium 850 samples, and with the achievement of the necessary requirements for solder alloys, such as strength, coincidence of fineness and color identity of the base and brazed joint in the finished jewelry.

Бор в пределах 2,0÷3,2 мас.% снижает температуру плавления и может рассматриваться в качестве модификатора, измельчая зерно сплава, что приводит к повышению жидкотекучести и прочности паяного соединения в готовом ювелирном изделии. При меньших содержаниях не будет образовано эвтектических структур, а при большем содержании будут возникать хрупкие бориды палладия.Boron in the range of 2.0 ÷ 3.2 wt.% Reduces the melting temperature and can be considered as a modifier, grinding the grain of the alloy, which leads to increased fluidity and strength of the brazed joint in the finished jewelry. At lower contents, no eutectic structures will be formed, and at higher contents, brittle palladium borides will arise.

Таким образом, между отличительными признаками и решаемой задачей существует причинно-следственная связь. Дополнительное введение бора в сплав на основе палладия, содержащий медь, обеспечивает снижение температуры плавления, достижение оптимальной твердости, совпадение по пробности и цвету с основным сплавом палладия, имеющим пробу 850, и создание необходимой прочности сварного соединения во время пайки при изготовлении ювелирных изделий.Thus, there is a causal relationship between the hallmarks and the task at hand. The additional introduction of boron into a palladium-based alloy containing copper provides a decrease in the melting temperature, optimal hardness, matching in fineness and color with the main palladium alloy having a sample of 850, and the creation of the necessary strength of the welded joint during brazing in the manufacture of jewelry.

Сплав был получен плавкой основных компонентов в индукционной печи в атмосфере инертного газа (аргона). Бор вводился в расплав через медь. Лигатурный сплав представлял собой сплав медь-бор с содержанием бора до 20% (по массе) с температурой плавления эвтектики 1013°C. Температурный интервал полученного сплава палладия определялся методом дифференциально-термического анализа. Состав сплава контролировался с помощью количественного химического анализа. Из данного сплава получали отливки в виде пластинок методом высокоскоростной кристаллизации на бесконечной ленте из стали. После литья сплав подвергался гомогенизационному отжигу в атмосфере инертного газа (аргона).The alloy was obtained by smelting the main components in an induction furnace in an atmosphere of inert gas (argon). Boron was introduced into the melt through copper. The ligature alloy was a copper-boron alloy with a boron content of up to 20% (by weight) with a eutectic melting point of 1013 ° C. The temperature range of the obtained palladium alloy was determined by differential thermal analysis. The composition of the alloy was controlled by quantitative chemical analysis. Castings in the form of plates were obtained from this alloy by high-speed crystallization on an endless steel tape. After casting, the alloy was subjected to homogenization annealing in an inert gas (argon) atmosphere.

Для исследования технологических свойств отливок из предлагаемого сплава определялись температура плавления, микротвердость и коэффициент отражения в видимом диапазоне волн (прибор SPECORD-M40).To study the technological properties of castings from the proposed alloy, the melting temperature, microhardness, and reflection coefficient in the visible wavelength range were determined (SPECORD-M40 device).

Для сравнения в таблицах 1 и 2 приведены составы заявляемого сплава, физико-химические свойства, а также коэффициент отражения в сравнении с известным сплавом.For comparison, tables 1 and 2 show the compositions of the inventive alloy, physico-chemical properties, and also the reflection coefficient in comparison with the known alloy.

Таблица 1Table 1 Составы заявляемого и известного сплавовThe compositions of the claimed and known alloys №No. СплавAlloy Химический состав сплава, массовая доля компонента, мас.%The chemical composition of the alloy, the mass fraction of the component, wt.% палладийpalladium медьcopper золотоgold сереброsilver родийrhodium молибденmolybdenum борboron 1one   85,085.0 13,113.1 -- -- -- -- 1,91.9 22 заявляемыйclaimed 85,085.0 13,013.0 -- -- -- -- 2,02.0 33 85,385.3 12,112.1 -- -- -- -- 2,62.6 4four 85,585.5 11,311.3 -- -- -- -- 3,23.2 55   85,085.0 11,711.7 -- -- -- -- 3,33.3 66 известныйfamous 85,085.0 5,55.5 1,01,0 7,57.5 0,50.5 0,50.5 --

Таблица 2table 2 Свойства заявляемого и известного сплавовProperties of the claimed and known alloys №No. СплавAlloy Температура плавления максимальная, °CMaximum melting point, ° C Твердость HV, МПаHardness HV, MPa К_отр, %To _neg ,% 1one с содержанием бора меньше 1,9%with boron content less than 1.9% 13401340 13201320 7979 22 заявляемыйclaimed 13201320 12751275 7979 33 13001300 12601260 7878 4four 12801280 12451245 7878 55 с содержанием бора больше 3,2%with a boron content of more than 3.2% 13301330 13601360 7878 66 известныйfamous 14001400 13801380 7878

Как видно из таблиц, заявляемый сплав с различным химическим составом в заявленном диапазоне соотношения компонентов (сплавы №№2-4) по сравнению с известным, благодаря оптимальному сочетанию в сплаве компонентов в указанном количественном соотношении, обладает более низкой температурой плавления - 1280÷1320°C, оптимальной твердостью - 1245÷1275 МПа, совпадает по пробности и цвету с основным сплавом палладия, имеющим пробу 850.As can be seen from the tables, the inventive alloy with different chemical composition in the claimed range of the ratio of components (alloys No. 2-4) compared with the known, due to the optimal combination of components in the alloy in the indicated quantitative ratio, has a lower melting point - 1280 ÷ 1320 ° C, optimal hardness - 1245 ÷ 1275 MPa, coincides in fineness and color with the main palladium alloy having a sample of 850.

Таким образом, применение заявляемого припоя по сравнению с прототипом обеспечивает необходимую прочность сварного соединения во время пайки при изготовлении ювелирных изделий из сплава палладия, имеющего пробу 850.Thus, the use of the inventive solder in comparison with the prototype provides the necessary strength of the welded joint during brazing in the manufacture of jewelry made of palladium alloy having a sample of 850.

Claims (1)

Припой для пайки ювелирных изделий из сплава палладия 850 пробы, содержащий палладий и медь, отличающийся тем, что дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
палладий 85,0-85,5 бор 2,0-3,2 медь остальное Solder for brazing jewelry made of alloy palladium 850 samples containing palladium and copper, characterized in that it further contains boron in the following ratio of components, wt.%:
palladium 85.0-85.5 boron 2.0-3.2 copper rest