ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ ЮВЕЛИРНЫХ СПЛАВОВ ПАЛЛАДИЯ 850 ПРОБЫ Российский патент 2006 года по МПК B23K35/30 C22C5/04 

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к припоям на основе палладия, и предназначено для использования в ювелирной промышленности при изготовлении изделий из сплавов палладия 850 пробы.

В соответствии с "Положением о пробах и клеймении изделий из драгоценных металлов в РФ", утвержденным указом Президента РФ от 02.10.92 г. №1152, припои для ювелирных изделий из золота и металлов платиновой группы должны иметь ту же пробу, что и основной сплав. Кроме того, припойные сплавы на основе благородных металлов, используемые в ювелирной промышленности, должны удовлетворять ряду требований, таких как текучесть, полное совпадение (идентичность) цвета припоя и паяемого состава, а твердость последних должна быть близка по своему значению. Кроме того, припойные сплавы должны обеспечивать прочность паяного соединения,

Известен сплав на основе палладия, содержащий, мас.%: хром 28-35 и марганец 11-14. Сплав имеет твердость 480-520 кг/мм² и может быть использован в приборостроении, химической и ювелирной промышленности (патент РФ №2012609, МПК 5 С 22 С 5/04, опубл. 15.05.94 г.).

Общим для известного и заявляемого сплавов является то, что их основу составляет палладий.

Известный сплав, предназначенный в том числе для использования в ювелирной промышленности, не может быть использован в качестве припоя вследствие несовпадения его по пробе с паяемым сплавом палладия 850 пробы, а также из-за его более высокой твердости, чем у паяемого сплава, обусловленной наличием в его составе значительного количества марганца и хрома.

Известен припой для пайки палладия и его сплавов, содержащий, %: серебро - 60-70;палладий - 10-20; германий 0,5-5; кремний 0,5-3,0; медь - остальное (авт. свид. СССР №407690, МПК В 23 К 35/30; С 22 С 5/00, опубл. 10.12.73 г.).

Общим для известного и заявленного припоев является наличие в их составах палладия, меди и кремния.

Известный припой предназначен для пайки стыковых соединений, например из сплава, содержащего палладий, серебро и никель (ПдСрН - 10-5,5), в вакууме или в среде аргона и не может быть использован при пайке ювелирных изделий из сплавов палладия 850 пробы, прежде всего из-за несовпадения пробы припоя и основного ювелирного сплава, а также из-за невозможности обеспечения цветовой идентичности с паяемым сплавом.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является припой для пайки палладия и его сплавов (патент РФ №2176180, МПК 7 В 23 К 35/30, опубл. 27.11.2001 г.). Припой содержит палладий, серебро, медь, кремний и цинк при следующем соотношении компонентов, мас.%: палладий - 50,0-50,5; серебро - 1,0-45,0; медь - 1,0-43,0; кремний - 0,1-6,0; цинк - до 3,0. Суммарное содержание серебра и меди не превышает 49,0 мас.%.

Общим для известного и заявленного припоев является содержание в них палладия, меди и кремния.

Известный припой предназначен для пайки ювелирных изделий из сплавов палладия 500 пробы, преимущественно из сплава, содержащего палладий, серебро и никель (ПдСрН - 500-450), и не может быть использован в качестве припоя при изготовлении ювелирных изделий из сплавов палладия 850 пробы, поскольку имеет отличную от паяемого сплава пробу. Известный припой обладает высокой твердостью, обусловленной содержанием в нем кремния - до 6 мас.%. Большая разница между значениями твердости припоя и паяемого ювелирного сплава приводит к ухудшению качества пайки, в том числе за счет неровности - "шишковатости" паяного соединения.

Изобретение направлено на создание состава припоя для пайки палладия и ювелирных изделий из сплавов на основе палладия, в частности сплавов палладия 850 пробы (Пд - 850), обеспечивающего идентичность пробы, хорошую текучесть и прочность паяного соединения, полное совпадение цветности основы и паяного соединения в готовом изделии. Для получения паяного соединения хорошего качества его твердость незначительно превышает твердость паяемого сплава.

Это достигается тем, что припой для пайки ювелирных сплавов палладия 850 пробы содержит палладий, медь и кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Палладий85,0-85,5Медь12,0-13,0Кремний2,0-3,0

Подбор компонентов, входящих в состав припоя, их оптимального количественного соотношения имеет определяющее влияние на качество готового ювелирного изделия с технической и эстетической точек зрения.

Содержание палладия в припое в заявленном количестве продиктовано требованием к полному совпадению проб припоя и паяемого ювелирного сплава.

При содержании кремния в составе припоя для пайки палладия и его сплавов 850 пробы в количестве 2-3 мас.% температура его плавления составляет ˜1200°С, что хорошо согласуется с температурой плавления паяемого сплава. При содержании кремния менее 2 мас.% повышается температура плавления припоя - свыше 1200°С, а при содержании кремния в заявленном припое свыше 3 мас.%, существенно повышается (свыше 500 кг/мм²) твердость припоя. Учитывая, что твердость паяемых палладиевых сплавов 850 пробы составляет не более 300 кг/мм², использование припоя, обладающего значительно более высокой твердостью, привело бы к "шишковатости" паяного соединения ювелирного изделия.

Припой, содержащий в сочетании с палладием и кремнием оптимальное количество меди - 12-13 мас.%, хорошо растекается и смачивает поверхности паяемых ювелирных изделий, образуя прочное соединение, полностью совпадая по цветности с паяемым сплавом.

На чертеже представлена микроструктура поперечного шлифа паяного соединения, где белый цвет - заявляемый припой состава: палладий-медь-кремний (ПдМКр - 850 - 12,2-2,8), серый цвет - паяемый ювелирный сплав палладия 850 пробы. Увеличение на снимке × 100.

Припой готовили следующим образом.

Приготовление припоя начинали со сплавления лигатуры медь - кремний, затем готовили расплав припоя состава: палладий-медь-кремний (ПдМКр - 850 - 12,2-2,8), а из этого расплава - аморфизированную ленту методом быстрой закалки.

Припой готовили с различным содержанием компонентов (см. таблицу).

Припой использовался для пайки палладиевых сплавов, в частности сплава 850 пробы (ПдМ - 850 - 15), при изготовлении ювелирных изделий. Пайка осуществлялась вручную с помощью газовой горелки.

Твердость припоя замеряли микротвердомером, механические свойства - на разрывной машине, а температуру плавления припоя - оптическим пирометром. Все данные измерений сведены в таблицу.

Как видно из представленных в таблице данных, припой ПдМКр - 850 - 12,2-2,8 имеет более низкую температуру плавления, чем температура плавления паяемого сплава (основы), что позволяет вести пайку при незначительном нагреве паяемых элементов ювелирного изделия, обеспечивать хорошую текучесть припоя и высокое качество пайки. Из таблицы также видно, что твердость заявляемого припоя близка к твердости паяемого сплава, что повышает прочность и качество пайки и улучшает внешний вид готового ювелирного изделия.

На снимке отчетливо видно, что припой (белый цвет) благодаря хорошей текучести плотно заполняет пространство между спаиваемыми элементами ювелирного изделия, при этом основа (серый цвет) - хорошо сохраняется, что свидетельствует о прочности паяного соединения.

Заявленный припой состава Пд 850 - 12,2-2,8 имеет ту же пробность по основному компоненту, что и паяемый ювелирный сплав, в частности сплав ПдМ - 850, и полностью совпадает по цветности с основой.

Заявленное соотношение компонентов в припое обеспечивает возможность осуществления ручной пайки ювелирных изделий, преобладающей в ювелирной технике, и позволяет изготавливать его в виде аморфной ленты методом быстрой закалки, что повышает удобство пайки.

Составы и свойства заявляемого припоя и паяемого сплава (основы)№ п/пСостав припоя, мас.%Температура плавления (интервал), °СЦветовая идентичность припоя и основыМикротвердость Нм, кг/мм² ПалладийМедьКремний185,013,02,01250-930хорошая280-330285,012,22,81125-820хорошая310-350385,011,04,0973-790хорошая420-530Состав основы485,015,0 1360-1415 Для твердого 220 для мягкого 155Примечание: Составы №№1, 2 - заявленный припой
№3 - припой с запредельным содержанием компонентов
№4 - паяемый сплав (основа).

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к припоям на основе палладия, и предназначено для использования в ювелирной промышленности, преимущественно при изготовлении изделий из сплавов палладия 850 пробы. Предложен припой для пайки ювелирных сплавов палладия 850 пробы, содержащий палладий, медь и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас.%: палладий 85,0-85,5, медь 12,0-13,0, кремний 2,0-3,0. Технический результат - создание припоя, обеспечивающего совпадение пробности паяемого сплава и припоя, их цветовую идентичность в готовом ювелирном изделии и хорошую текучесть. Кроме того, припой обладает твердостью, соизмеримой с твердостью паяемого сплава, то есть обладает свойствами, обеспечивающими высокие прочность и качество паяного соединения. 1 ил., 1 табл.

Припой для пайки ювелирных сплавов палладия 850 пробы, содержащий палладий, медь и кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Палладий85,0-85,5Медь12,0-13,0Кремний2,0-3,0