Выплавка ювелирных сплавов на основе драгоценных металлов.

24-12-2020 Лекция – дистанционно Тема: Выплавка ювелирных сплавов на основе драгоценных металлов Главным в построении методов плавки являются технологические признаки. Исходя из основных технологических признаков – выбора печи (печи сопротивления с выемным тиглем, индукционные вакуумные и т. п.) и подготовки шихтовых материалов, методики составления и расчета шихт, температурно-скоростных режимов их плавки и взаимодействия при плавке с твердыми, жидкими и газообразными веществами в рабочем пространстве печей, определяющих сущность процесса приготовления и качество приготовляемых, расплавов, а также учитывая конструктивные особенности основного, оборудования для плавильных работ, можно рекомендовать для практического применения следующую классификацию методов, приготовления расплавов драгоценных металлов и их сплавов отвечающую современным воззрениям на теорию и практику металлургического производства литых полуфабрикатов и заготовок из этих металлов и сплавов. Все методы приготовления расплавов драгоценных металлов и их сплавов классифицированы на две группы: первая охватывает и характеризует методы приготовления однокомпонентных, а вторая – методы приготовления двух и более компонентных расплавов. Методы приготовления расплавов в производстве полуфабрикатов и заготовок драгоценных металлов и их сплавов, как на основе серебра и золота, так платины и металлов платиновой группы должны обеспечивать: получение расплавов высокого качества и минимальные потери драгоценных и других металлов от угара при их расплавлении; минимальную продолжительность плавки; минимальный, расход энергии, футеровочных и других материалов на единицу расплавляемой шихты; простоту и гигиеничность обслуживания; широкую возможность их применения при минимально потребной производственной площади. Кроме того, применение того или иного метода приготовления расплавов зависит от объема производства, характера, состава, свойств и назначения шихты, наличного парка плавильно-литейного и прокатно-прессового оборудования, обеспеченности производства электроэнергией, и других факторов. Приготовление расплавов металлов и их сплавов – одно из наиболее сложных производств, состоящих из комплекса процессов. Сложность данного производства в многообразии факторов, определяющих его процессы, многопозиционной взаимозависимости этих факторов друг от друга и исключительном разнообразии форм и механизмов, их проявления применительно к каждому конкретному сочетанию материалов, конструктивному и технологическому оформлению оборудования и приспособлений, применяемых в этом производстве, а также из того, что действие большинства этих факторов проявляется в условиях высоких температур и скоростей. Наиболее значимые факторы для производства ювелирных сплавов драгоценных металлов. Опыт работы плавильно-литейных производств драгоценных металлов и их сплавов показывает, что для этих производств наибольшее значение имеют следующие факторы. Достоверность химического состава шихтовых материалов. Этот фактор решает правильность составления шихт и обеспечивает получение заданных составов приготовляемых расплавов, так как, если взятые для составления и расчета шихт их составляющие имеют фактически иной химический состав чем указываемого в паспортах на них, то неизбежно получение расплавов иных составов против расчетных, а следовательно, и выход в брак по несоответствию химического состава отливаемых из данных расплавов полуфабрикатов. Устранение брака, если оно вообще возможно в условиях данного предприятия, сопряжено со 100%-ным повторением всех затрат производства, включая повторные потери металлов. Поэтому данному фактору следует уделять особое внимание. Для этого необходима организация входного контроля шихтовых материалов и обязательность контроля точности работы химической лаборатории. Достоверность химического состава вспомогательных материалов. Этот фактор, как и предыдущий, имеет прямое отношение к получению качественных по химическому составу приготовляемых материалов. Он распространяется на все применяемые при плавке шихт материалы, непосредственно соприкасающиеся с шихтами и расплавами: огнеупоры, из которых изготовляются рабочие футеровки плавильных печей (плавильные тигли) и плавильные приспособления, защитные среды, защитные покровы защитно-рафинировочные флюсы, а также раскислители. Если фактический состав данных материалов не соответствует указанному в паспортах, то их применение может привести как к изменению химического состава приготовляемых расплавов (загрязнению их вредными примесями), так и повышенной загазованности расплавов, их окислению, повышенным угарам компонентов и как следствие к браку отливаемых отливок и слитков по химическому составу, пористости, окисным включениям и другим дефектам, При этом, если брак по химическому составу отливок выявляется непосредственно в плавильно-литейном производстве и, следовательно, сопряжен со 100%-ными затратами на его исправление, то брак по металлургическим дефектам многих других видов выявляется, в основном, лишь на промежуточных и особенно конечных стадиях общего цикла производства полуфабрикатов и изделий, а следовательно, сопряжен с затратами и потерями металлов, во много раз большими, чем исправление забракованных отливок. Кроме того, применение несоответствующих вспомогательных материалов вообще недопустимо по условиям технической безопасности работ, так как может привести к авариям и травматизму работающих. Поэтому данному фактору также следует уделять особое внимание и принимать меры, гарантирующие невозможность пропуска в производство несоответствующих указанному составу вспомогательных материалов (входной контроль). Степень чистоты (степень загрязнения) шихтовых и вспомогательных материалов. Под этим фактором следует понимать не только паспортные данные о химическом составе шихтовых и других материалов, характеризующих степень чистоты по данным общего опробования и аттестации, но также и степень их внутренней и поверхностной загазованности и степень чистоты их поверхности по загрязнениям иного характера, которые обычно не учитываются результатами общих опробований химического состава. Между тем многие шихтовые, а также другие материалы могут содержать и, как правило, содержат газовые и иные загрязнения. Все эти загрязнения могут существенно влиять на ход плавки и качество расплавов, обусловливать их насыщение газами, другими вредными примесями и окисными включениями, увеличивать металлургические угары компонентов и приводить, в конечном счете, к металлургическому браку отливаемых заготовок, слитков и изготовляемых из них других полуфабрикатов, а также изделий. Компактность и габаритность шихтовых материалов Этот фактор имеет различное толкование и значение. Прежде всего, он характеризует шихтовые материалы с позиции развитости их поверхности, а следовательно, дает возможность оценивать качественно, насколько сильно могут быть загрязнены шихтовые материалы адсорбированными ими влагой, различными газами, смазками и другими веществами и какой метод очистки следует применить для подготовки этих материалов к плавке. Кроме того, этот фактор характеризует шихтовые материалы с позиции возможности их плавки в имеющемся или в выбираемом для приготовления данных расплавов оборудовании без защиты или с защитой от окисления. Например, при небольшом объеме плавильных тиглей крупногабаритные шихтовые материалы могут либо не поместиться в них, либо значительно выступать за пределы тиглей, что не даст возможности осуществления плавки вообще или плавки с надлежащей защитой шихт от окисления, если шихтовые материалы не будут порезаны на куски меньших размеров. Кроме того, не безразлично, какой размер кусков имеет шихта, даже если она компактна и габаритна относительно тигля. Этот фактор имеет большое значение, в частности для индукционных тигельных печей, где для эффективного их использования, а также осуществления быстрого расплавления шихты с минимальными потерями металлов имеются определенные ограничения на габаритность шихтовых материалов. Степень освежения шихтовых материалов и пропорции составления шихт из шихтовых материалов различного происхождения Данный фактор имеет большое значение для производства расплавов повышенной, высокой и особой степени чистоты, а также для расплавов, предназначенных для литья обрабатываемых давлением слитков, так как установлено практикой, возвращаемые в оборот отходы собственного производства известного состава всегда обогащены примесями относительно первичных металлов и степень загрязнения многократно обращаемых шихтовых материалов непрерывно возрастает. Что приводит, в конечном счете, к снижению способности обработки давлением отливаемых слитков, браку прокатно-тянутых полуфабрикатов из-за различных видов металлургических дефектов, связанным с этими примесями, потерям металлов и другим последствиям. Поэтому учет данного фактора при разработке технологических процессов производства расплавов и их исполнении обязателен. Особенности физико-химических свойств металлов и других элементов, входящих в состав шихт в разных состояниях и в присутствии различных сред, огнеупоров, защитных покровов, флюсов и раскислителей. Это основной фактор для построения технологических процессов приготовления расплавов любых металлов и сплавов, потому что, только исходя из значения физико-химических свойств компонентов шихт, знания закономерностей изменения этих свойств в различных состояниях компонентов и их взаимодействия между собой и с другими веществами (огнеупорами, средами, покровами, флюсами, раскислителями) можно правильно рассчитать шихты по составу входящих в них компонентов, правильно выбрать для плавки и подготовить к работе соответствующее оборудование, огнеупоры, защитные среды, защитные покровы, защитнорафинировочные флюсы и раскислители, правильно определить порядок загрузки, последовательность, температурно-скоростные режимы плавки шихтовых материалов и другие условия приготовления расплавов. Поэтому учет данного фактора – основа производства расплава любого металла и сплава. Точность расчета шихты по выходу годного продукта, содержанию компонентов и примесей с учетом неравномерности их угара. Этот фактор имеет решающее значение для обеспечения заданного состава расплавов и отливаемых полуфабрикатов и заготовок. Поэтому выбору метода расчета шихт и метода определения угаров различных компонентов, входящих в состав различных шихт, следует уделять особое внимание. Следует отметить, что далеко не все известные методы расчета шихт обеспечивают точность расчета не только по выходу годного продукта и по содержанию примесей, но и по содержанию компонентов в шихте и в готовом продукте, поскольку они не учитывают различия в неравномерности угара разных компонентов, степени обогащения расплавов примесями, а также общего угара шихты в целом при плавке и литье расплавов. По характеру все потери металлов и сплавов при плавке и литье можно разбить на две категории: 1. Потери со шлаками, флюсами, защитными покровами, футеровками печей (тиглями), другими неликвидными металлсодержащими отходами, из которых металлы в случае экономической целесообразности, можно частично извлечь дополнительной переработкой на данном или других производствах. 2. Потери, связанные с угаром (металлургический угар) вследствие испарения, летучести и др. Эти потери составляют разность между количеством загружаемых металлов (сплавов) в плавку и всеми реально ощутимыми продуктами их переработки. Ввиду различия физико-химических свойств, драгоценных металлов, а также отличия их от других металлов, входящих в состав их сплавов, потери разных металлов на угар при плавке и литье неодинаковы и могут отличаться по величине в десятки раз. Это необходимо учитывать при расчете и составлении шихт. Анализ и изучение потерь металлов показывают, что потери драгоценных и других металлов, входящих в их сплавы, на угар и неликвидные металлсодержащие отходы при плавке и литье зависят от следующих факторов: 1. степени сродства металлов и сплавов к кислороду (теплоты образования окислов) – чем она больше, тем больше интенсивность окисления и потери металлов на угар и в неликвидные металлсодержащие отходы; 2. плотности металлов, сплавов – чем меньше плотность, тем больше окисление и летучесть; 3. отношения температуры нагрева металла при плавке и литье к температуре его кипения – чем оно больше, тем интенсивнее испарение; 4. времени плавки и литья (времени нахождения металла, сплава под нагревом, особенно в расплавленном с перегревом состоянии) – чем оно больше, тем выше потери на окисление и испарение; 5. технологической совершенности условий ведения плавки металлов, сплавов и разливки расплавов в слитки. Установление качественной и количественной взаимосвязи между величиной металлургических угаров и основными теплофизическими свойствами расплавов. Анализ опытных и статических данных о потерях драгоценных металлов и сплавов при плавке и литье позволил установить закономерную связь между величиной минимальных, угаров при плавке и литье ряда драгоценных и других цветных металлов с суммой соответствующих им коэффициентов, полученных как частные отделения теплот образования окислов на плотности металлов при данных температурах нагрева и температур нагрева металлов при плавке до температуры их кипения. Эта зависимость подчиняется закону прямых, исходящих из начала координат, и может быть выражена следующей формулой: Уt  Kt Atобщ , (1.) где У t – угар металла при плавке и литье при данной температуре нагрева, % от загрузки в шихту; Atобщ – общий коэффициент, учитывающий суммарное отношение сродства металлов к кислороду ( Qобр , ккал/г-атом, кислорода ) к плотности металла при данной температуре нагрева при плавке (  t , г/см 3) и отношение данной температуры нагрева металла при плавке ( tн  tр  tпер , °С) температуре его кипения, ( tк ,°С) его подсчитывают на основе справочных данных по формуле Atобщ   At1  At2   Qобр t  tн , tк (2.)  – время плавки, ч; K t – коэффициент, учитывающий степень прогрева металлов сверх температур их расплавления. В отдельных случаях возможны несовпадения расчетных угаров при плавке и литье металлов и сплавов с практическими результатами. Причинами этого могут быть следующие: несовершенность способов плавки и литья или небрежность в работе; неточность анализа как поступающих в плавку, так и выплавляемых металлов и сплавов; неправильность установленных нормативов потерь драгоценных металлов и сплавов и др. Когда плавильные и литейные агрегаты несовершенны, а плавку и литье ведут не в соответствии с оптимальными температурно-скоростными и другими режимами, потери металлов и сплавов намного выше. Наиболее ценные составляющие шихты  свежие металлы и лигатуры, поэтому их количество в шихте ограничивают минимумом, необходимым для получения сплава хорошего качества. В отдельных случаях, особенно если приготовляемый сплав не имеет ответственного назначения, шихту для его производства можно без ущерба для качества изготовляемых полуфабрикатов и изделий составлять полностью из возвратных продуктов своего производства прошедших соответствующую подготовку к плавке. Многократный переплав продуктов переработки металлов и сплавов, без освежения первичными металлами не рекомендуется, так как приводит к увеличению в металлах и сплавах примесей, с одной стороны, за счет загрязнения их в процессе переработки на полуфабрикаты и изделия, а с другой  за счет различной интенсивности угара компонентов и примесей при переплаве (рис. 1.), в результате чего полученный сплав не будет удовлетворять заданным требованиям. Для стабилизации пробы драгоценных металлов в сплавах и упрощения их учета в производстве необходимо расчет шихт вести строго на номинальное по ГОСТу или ТУ содержание драгоценных и других металлов в сплавах. Расчет шихты в ювелирном производстве производят, пользуясь следующими исходными данными: требуемым химическим составом готового сплава; химическим составом шихты; угаром элементов при плавке и литье. Расчетное содержание элементов в шихте K ш (г) определяется по формуле: QK c (3.) Kш  100  У где Q – масса готового сплава, г; K c – известное содержание элемента в готовом сплаве, %; У – угар элемента при плавке и литье, %. Содержание составляющих шихты x (г) рассчитывается по формуле:  QKc 1 (4.) x  M1b1  M 2b2  ...  M nbn   100  У n где M 1 , …, M n – принятое или рассчитанное количество составляющей шихты, г; b1 , …, bn – содержание элемента в составляющих шихты, %; n – содержание элемента в определенной составляющей шихты, %. Угар элементов при плавке и литье принят равным: для золота – 0,1 – 0,2 %; серебра – 0,2 – 0,5 %; меди – 0,5 – 1,5 %; никеля – 0,1 – 0,8 %; цинка – 2 – 10 %. От 1  0 до 1  2  повторные переплавки без добавления свежих металлов; от 2  0 до 2  2  то же, с добавлением свежих металлов в количествах менее угара расплавов; от 3  0 до 3  2 то же, в количествах, равных угарам расплавов; 4  1 и 4  2  то же, в количествах, превышающих угары расплавов (по Андронову В. П.) Рис. 1. – Принципиальная зависимость накопления примесей в металлах и сплавах с различным исходным содержанием примесей от числа повторных переплавок и количества добавки свежих металлов. Точность расчетов шихты определяет качество получаемого готового продукта. Эта операция является важнейшим этапом подготовки металла к плавке. В литейном производстве, в том числе и при использовании драгоценных металлов, термином плавка обозначают весь комплекс физических и химических процессов, связанных с приготовлением сплава, имеющего определенный химический состав и температуру, а так же приемлемые литейные свойства, обеспечивающие получение отливки или слитка требуемого качества. Метод или вид плавки зависит от типа используемого плавильного агрегата. В свою очередь тип плавильного агрегата зависит от вида подводимого к нему энергии. Плавильный агрегат (далее печь) может работать на твердом, жидком, газообразном топливе, а так же при использовании электроэнергии. В свою очередь, электрические печи подразделяются на печи сопротивления, индукционные тигельные и канальные, электронно-лучевые. Так же, вид плавки зависит от используемых футеровочных материалов, защитных сред и покровных флюсов. Кроме того, если это необходимо, применяют раскисление и модифицирование. Защитные среды и покровные флюсы защищают расплав от вредного воздействия окружающей атмосферы. Рассмотрим некоторые из них. Вакуум  наиболее эффективная, но и весьма дорогая защитнодегазационная среда, требующая специального плавильно-литейного оборудования, что ограничивает его применение. Недостатком является повышенная по сравнению с другими защитно-дегазационными средами летучесть в нем металлов и сплавов при плавке и литье; прежде всего это относится к сплавам, содержащим кадмий, цинк и фосфор. Вакуум над расплавом следует поддерживать в течение всего времени плавки и литья или 1,5  2 мин непосредственно перед литьем, если нужна только дегазация расплава, а от окисления его лучше защищать иными средами. Степень разрежения 1,0  100 мм рт. ст. Аргон, гелий (Ar, He)  инертные газы, химически не реагирующие ни друг с другом, ни с каким-либо иным веществом и исключительно диффузионно-пассивные по отношению к металлам и сплавам. Столь ценные качества инертных газов позволяют защищать и одновременно дегазировать любой металл и сплав при плавке и литье. Однако применение инертных газов в этих целях ограничивается сравнительно высокой их стоимостью, а также необходимостью создания специальных приспособлений для их подготовки к работе: при поставке они содержат до 0,3 % кислорода и влагу, и потому их нельзя сразу использовать по назначению. Перед применением аргон и гелий очищают от кислорода и других газов, пропуская их через щелочной раствор перманганата или хромовую смесь или только (в случае очистки от кислорода) через раскаленные железные опилки, а также обезвоживают, пропуская через крепкую (но не концентрированную) серную кислоту или сухой хлористый кальций. Еще тщательнее осушают газы пропусканием через склянку с фосфорным ангидридом. Очистка газов от кислорода и влаги перед использованием обязательна, в противном случае будут иметь место не защита и дегазация, а насыщение кислородом и парами воды. Применение газозащитных сред эффективно, если шихты и расплавы будут непрерывно находиться под их положительным давлением, для чего защитный газ следует подавать в печь (тигель) в процессе всей плавки под давлением выше атмосферного. Азот молекулярный технический (N2)  газ практически нейтральный по отношению ко многим металлам и сплавам, в том числе драгоценным, при обычных и повышенных температурах, вследствие чего хорошо защищает и одновременно дегазирует их при плавке и литье; обладает большой пассивностью диффузии во многие металлы и сплавы, которая для драгоценных металлов и сплавов практически отсутствует. В состоянии поставки азот содержит влагу и до 0,3 % кислорода, ввиду чего применение его ограничено из-за необходимости обезвоживания и очистки от кислорода. Назначение, состояние, режимы применения и подготовка азота к работе те же, что и для инертных газов. Водород молекулярный технический (Н) – активно взаимодействует при плавке и литье драгоценных металлов и их сплавов с кислородом рабочего пространства печи и оксидами драгоценных, а также недрагоценных металлов и сплавов. Расплавы насыщаются водородом при плавке под молекулярным водородом крайне медленно вследствие большой энергии диссоциации его молекул и сравнительно небольшого времени плавки. С понижением температуры растворимость водорода падает для серебра, меди, платины, золота, никеля, кобальта и резко возрастает для палладия, с чем необходимо считаться для предотвращения образования пузырей, трещин и других дефектов. В состоянии поставки технический водород содержит влагу, ввиду чего не может быть сразу использован по назначению. Состояние, режимы применения и методы подготовки водорода к работе те же, что и для инертных газов. Уголь березовый обычный (кусковой печной) или активированный марки БАУ-2 или их смесь в соотношении 1:1 по массе в прокаленном состоянии  хороший теплоизолятор, наиболее дешевый и эффективный защитный и дегазационный покров при плавке и литье многих металлов и сплавов, не реагирующих (обязательное условие) или слабо реагирующих с углеродом и его окислами (СО и СО2). Березовый уголь (обычный, активированный или их смесь) рекомендуется применять для защиты от окисления, верхней теплоизоляции, одновременной дегазации и раскисления при плавке и литье серебра, серебряно-медных, золотосеребряных, золотосеребряно-медных сплавов, а также в тех же целях (кроме раскисления) при плавке и литье серебряномедно-фосфористых, серебряно-свинцовых, серебряно-оловянных, серебряно-свинцово-оловянных и других аналогичных припоев и сплавов, не содержащих или содержащих небольшое количество (10  15 %) платины, металлов платиновой группы, никеля и других компонентов, взаимодействующих с углеродом с образованием карбидов или значительно растворяющих его с последующим выделением при кристаллизации. Уголь может быть применен также для плавки и литья цветных металлов и сплавов, а также золотых и серебряных припоев, содержащих цинк и кадмий, но в этом случае лучше пользоваться свежеприготовленным углем. Перед применением уголь должен быть хорошо просушен и прокален без доступа воздуха или лучше в вакууме (для гарантированной дегазации) до вишнево-красного цвета. После прокаливания уголь необходимо просеять от мелочи и хранить до использования подогретым выше температуры окружающей среды на 20  50 С С. Оптимальный размер кусков 10  30 мм. Особенно тщательно уголь сушат и прокаливают при плавке сплавов, содержащих более активные по отношению к кислороду компоненты, чем углерод, так как в их присутствии насыщение расплавов газами из угля протекает с повышенной интенсивностью. Натрий борнокислый – бесцветные стекловидные кусочки, получаемые при нагреве так называемой «ювелирной буры» до 723 K , когда она полностью теряет влагу. Сильно гигроскопичен, во влажном воздухе поглощает воду и при этом мутнеет. Химически не реагирует с большинством металлов и сплавов, в том числе со всеми драгоценными металлами, сплавами и припоями, ни при обычных условиях, ни при нагреве и плавке; не разлагается при этом хорошо ошлаковывает окислы многих металлов и шлаковые включения, в связи с чем является одним из наилучших защитно-рафинировочных флюсов при плавке металлов и сплавов. Применяется бура только в переплавленном, мелкотолченом и прокаленном при 723 K состоянии. Буру после прокаливания следует хранить в герметичной, предварительно хорошо просушенной таре (обычно стеклянные банки с притертыми пробками) либо в подогретом состоянии. Березовый кусковой, березовый активированный уголь или их смесь в сочетании с натрием борнокислым в соотношении по массе в прокаленном состоянии (1 – 2):1 рекомендуется применять для защиты от окисления, верхней теплоизоляции, одновременной дегазации (только в случае применения угля, прокаленного в вакууме), а также ошлаковывания загрязнений и оксидов при плавке в литье в основном серебряно- и золотомедно-цинковых припоев, а также других сплавов и припоев на основе золота и серебра, содержащих наряду с медью и цинком кадмий, олово и другие компоненты, кроме платины, металлов платиновой группы, никеля и прочих элементов, взаимодействующих с углеродом с образованием карбидов или значительно растворяющих его с последующим выделением при кристаллизации, а также фосфора. Смесь шлаковая в сочетании с березовым кусковым или березовым активированным углем в соотношении 1:(1 – 2) по массе в прокаленном состоянии состоит из измельченной до 5  10 мм плавленой буры и углекислого кальция (мела) марки А в соотношении 1:1. Мел марки А содержит не менее 98 % углекислого кальция и магния и не более 1 % не растворимых в соляной кислоте веществ. Прочие защитные покровы  хлористый кальций, хлористый натрий, хлористый калий, хлористый барий. Свойства и поведение этих флюсов при плавке и литье металлов и сплавов однотипны. Имея большую теплоту образования, малую плотность, температуру плавления 1050  1200 K , температуру кипения более 1673 K и не разлагаясь при этом, эти флюсы механически защищают расплавы драгоценных металлов и сплавов с температурами плавления от 973 до 1573 K и механически ошлаковывают оксиды недрагоценных металлов. Флюсы предварительно переплавляют (один или лучше два раза), перед использованием прокаливают и хранят аналогично борнокислому натрию. Для удаления из расплава вредных примесей, сродство к кислороду которых выше чем у компонентов составляющих сплав, используют окислительно-рафинирующие флюсы и среды. Азотнокислый натрий или азотнокислый калий (селитры) и натрий борнокислый в соотношении 1:(1 – 4) при нагреве несколько выше температуры плавления селитры энергично разлагаются. Образующийся кислород взаимодействует с элементами шихты и переводит их в оксиды. Если в шихте присутствуют компоненты с большим сродством к кислороду, чем у натрия или калия, возможны дополнительные реакции окисления этих компонентов оксидами натрия или калия. В присутствии угля или угля и серы нельзя применять для плавки KNO2 вследствие образования взрывчатых веществ. Натриевую и калиевую селитры рекомендуется применять для окислительно-рафинировочных плавок, сильно загрязненных примесями не окисленных и окисленных шихтовых материалов из золота, серебра и их сплавов с медью, никелем и небольшим количеством (до 15%) платины и палладия. Составляющие флюсы следует тщательно просушивать и прокаливать при 423 – 473 K в течение 1  1,5 ч. Газообразные воздух или кислород  сильные окислители металлов, особенно недрагоценных, в расплавленном состоянии. Действие их аналогично действию селитры. Их рекомендуется применять для окислительно-рафинировочных плавок металлов и сплавов, подавая в расплавы через керамические трубки под избыточным давлением в течение 0,5 – 3 мин в зависимости от количества подлежащих ошлаковыванию примесей. После проведения окислительно-рафинирующих процессов, необходимо удалить лишний кислород, находящийся в сплаве в виде окислов компонентов сплава или в ионизированном состоянии. С этой целью используются раскислители. Одним из лучших раскислителей для сплавов цветных и драгоценных металлов, содержащих медь и другие недрагоценные компоненты с меньшим сродством к кислороду, чем фосфор, является фосфористая медь марки МФ1 или МФ2. При раскислении сплавов и металлов фосфористой медью (фосфором) не следует опасаться излишнего ввода раскислителя, так как фосфор в довольно широких пределах улучшает их механические и литейные свойства. Однако не следует слишком увлекаться фосфором: могут образоваться легкоплавкие эвтектики (например, в серебряно-медных сплавах), которые, располагаясь по границам зерен сплавов при их затвердевании, существенно снижают жаростойкость и могут в дальнейшем привести к пережогу полуфабрикатов и изделий при отжиге. Раскислителем так же является литий металлический или его сплавы с медью. Температура начала плавления сплавов лития с медью 352 К. Литий – один из самых активных и быстродействующих раскислителей и дегазаторов водорода для металлов и сплавов. Однако оксиды лития значительно труднее удалять из расплавов, чем оксиды фосфора, так как оксиды фосфора газообразны, а оксиды лития, твердые в чрезвычайно дисперсном состоянии, имеют вид ветвистых образований, понижающих вязкость расплавов. В связи с этим применять литий для раскисления сильно окисленных шихт нежелательно, лучше пользоваться фосфористой медью. Легирование – это введение в расплавленные или твердые металлы легирующих материалов (лигатур) для получения сплава заданного химического состава для придания ему требуемых свойств: высокой пластичности и прочности, большой твердости, жаропрочности и т.д. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства сплава зависит от соответствия кристаллических решеток основного и легирующего металлов. К числу элементов, используемых для легирования, относят 39 элементов, расположенных в левой части периодической системы Д.И. Менделеева, в том числе 14 редкоземельных металлов. Непосредственно перед разливкой сплава производят его модифицирование. Модифицированием называют процесс преднамеренного изменения структуры литого металла и сплава под воздействием специальных очень малых добавок, называемых модификаторы. Модификаторы способствуют кристаллизации структурных составляющих в округлой форме, значительному их измельчению и равномерному распределению по всему объему. Активными модификаторами для золотых и серебряных сплавов являются металлы платиновой группы, особенно рутений. Продолжительность разливки Продолжительность разливки влияет на направленность кристаллизации, от нее зависят степень перегрева расплавов перед литьем и величина температурного интервала литья. Завышение же или занижение температурных перегревов и интервалов литья против оптимальных значений отрицательно влияет на качество слитков и фасонного литья. При больших перегревах расплавов увеличивается их окисляемость, газонасыщенность и выгорание из них легколетучих компонентов. При малых перегревах расплавы охлаждаются ниже оптимальных температур, что увеличивает их вязкость. Масса, размеры, материал, температура, важнейшие факторы, определяющие охлаждающую способность формы и изложницы. Они существенно влияют на объем зоны кристаллизации, направленность фронта, период кристаллизации и качество отливаемых изделий по плотности, дисперсности структуры, ликвации и другим характеристикам. Особо сильно на свойства сплавов влияет величина температурного интервала кристаллизации. Для сплавов эвтектического типа и сплавов, обладающих малым температурным интервалом кристаллизации, характерны повышенная жидкотекучесть и герметичность, а также повышенная склонность к образованию столбчатой структуры и концентрированной усадочной раковины. Отличительная особенность сплавов с большим температурным интервалом кристаллизации  высокая склонность к образованию рассеянной усадочной пористости, склонность к дендритной и осевой ликвации. Эти сплавы при медленной кристаллизации, например в неметаллические огнеупорные формы, не дают концентрированных усадочных раковин, а их усадка равномерно распределяется в виде рассеянной пористости по всему объему отливки или слитка. Низкие температуры нагрева расплавов перед литьем обусловливает снижение их жидкотекучести и повышение вязкости. С увеличением вязкости ухудшается заполнение изложниц в единицу времени, затрудняется свободный выход растворенных газов, ухудшается питание внутренних слоев слитков и тем самым создаются благоприятные условия для образования газовой пористости, расслоений, неслитин и других металлургических дефектов. При фасонном литье этот фактор является причиной недоливов. Однако влияние температуры на качество слитков не означает, что надо осуществлять литье при чрезмерно высоких, температурах, так как слишком большой нагрев расплавов снижает скорость кристаллизации и тем самым способствует развитию центральной усадочной раковины. Кроме того, повышение температуры плавки и литья расплавов влечет за собой увеличение их угару и окисляемости. Наряду с образованием усадочных раковин и пористости, усадочные явления при кристаллизации и последующем охлаждении слитков могут проявляться в возникновении термических напряжений, приводящих к упругим и пластическим деформациям или растрескиванию. Появление усадочных трещин главным образом может быть связано с несоответствием температурно-скоростных режимов литья и кристаллизации.