珠宝知识:常见的金工行业术语及详解

珠宝知识:常见的金工行业术语及详解

合金

合金是一个代名词,并不是单一的金属名称,是由一种金属跟另一种或几种金属或非金属所混合而成的具有金属特性之物质叫合金。合金一般由各组分熔合成均匀的液体,再经冷凝而制得。

合金的生成常会改善元素单质的性质,例如,钢的强度大于其主要组成元素铁。合金的物理性质,例如密度、反应性、杨氏模量、导电性和导热性可能与合金的组成元素尚有类似之处,但是合金的抗拉强度和抗剪强度却通常与组成元素的性质有很大不同。这是由于合金与单质中的原子排列有很大差异。

少量的某种元素可能会对合金的性质造成很大的影响。例如,铁磁性合金中的杂质会使合金的性质发生变化。不同于纯净金属的是,多数合金没有固定的熔点,温度处在熔化温度范围间时,混合物为固液并存状态。因此可以说,合金的熔点比主份金属低。常见的合金中,黄铜是由铜和锌的合金;青铜是锡和铜的合金,用于雕像、装饰品和教堂钟。合金是一种溶液型态,如钢,铁是溶剂,碳则是溶质。

古代的“齐”字也是合金的意思。含汞的合金常叫做汞齐。例如钠汞齐是钠和汞组成的合金,锌汞齐是锌和汞组成的合金。

根据组成合金的元素数目的多少,有二元合金、三元合金和多元合金之分;根据合金结构的不同,又可以分成以下三种基本类型:

1、共熔混合物

当共熔混合物凝固时,各主份分别结晶而成的合金,如铋镉合金。铋镉合金最低熔化温度是413K,在此温度时,铋镉共熔混合物中含镉40%,含铋60%。

2、固溶体

各主份形成固溶体的合金。固溶体是指溶质原子溶入溶剂的晶格中,而仍保持溶剂晶格类型的一种金属晶体。有的固溶体合金是在溶剂金属的晶格结点上,一部分溶剂原子被溶质原子所置换而形成的,例如,铜和金的合金;有的固溶体合金是由溶质原子分布在溶剂晶格的间隙中而形成的。

3、金属互化物

一般说来,合金的熔点都低于组成它任何一种成分金属的熔点。例如,用作电源保险丝的武德合金,熔点只有67℃,比组成它的四种金属的熔点都低。合金的硬度一般都比组成它的各成分金属的硬度大。例如,青铜的硬度比铜、锡大,生铁的硬度比纯铁大等。合金的导电性和导热性都比纯金属差。有些合金在化学性质方面也有很大的改变。例如铁很容易生锈,如果在普通钢里加入约15%的铬和约0.5%的镍,就成为耐酸、碱等腐蚀的不锈钢。

合金主要用于配料用途,功能有调色、调整硬度、强度、韧性、抗蚀、加工性与成本等考虑。每一种金属有其独立的物理性质,不同的金属或非金属所结合而成的合金,将产生全新的物理特质,等于诞生一个新的元素。譬如铜熔入锌可改善受蚀现象;钯金对于硬度的提增帮助很大;银金属色白与极佳的反光特性,用于调色与开光即可产生莫大的功效。充分掌握每种金属的特性,将可创造出符合条件需求与性质稳定的合金。值得引用代表的就是铝合金,铝的存量大,但铝元素较软,比重较低,透过与其它金属元素的结合,再造了铝的新特性,最直接的产物可藉由汽车的铝合金轮框来举证代表,透过合金改造,可以充分利用。

珠宝首饰最常使用配料合金以银、铜、钯等为主,透过配料金属的特性调配,创造贵金属合金性能。调配的性能考虑包括金属的比重、光泽、延展性、可炼性、抗蚀性等条件。

同素异形

在某种物质状态,同一元素以多种物理形态(如液态、固态或气态)存在的现象。碳就属于同素异形元素,因为它有多种存在形态-石墨和金刚石(即钻石)。

退火(Annealing)

一个用来描述将金属应力软化过程的普及概念,与淬水技艺硬化处理的过程刚好相反;在冶金学或材料工程中,退火是一种改变材料微结构,进而改变如硬度、强度的机械性质的热处理。退火加工是将金属进行缓慢加热释放材料内部集聚的应力后冷却的过程,以热胀软化除去应力,退火原理亦可以用于玻璃加工。制程退火的温度范围在260°C到760°C之间,主要视合金的成分而定。

退火,过程为将金属加温到某个高于再结晶温度的一点并维持此温度一段时间,再将其缓慢冷却。退火的功用在于回复因冷加工而降低的性质,增加柔软性、延性和韧性,并释放内部残留应力、以及产生特定的显微结构。

在铜、钢铁、银、黄铜的案例中,退火需要历经很高的高温,通常都要让加热到金属炽热通红为止,并维持一段时间再冷却。不像其它含铁的合金需要缓慢冷却,铜、银和黄铜他们可以在空气缓慢冷却,也可以快速在水中淬火。退火过后的金属之后可以再拿去做进一步加工,如冲压、塑造、成形等。

阳极氧化

增加金属材料表面的天然氧化层厚度,起到保护金属表层目的之工艺。阳极氧化工艺可以应用于铝、锰、钛、锆以及锌等多种金属材料,阳极处理可在金属表面制造出极为丰富、鲜艳的色彩。

奥氏体

铁的一种高密度高温形式。奥氏体不锈钢通常用于对材料硬度及防腐蚀性能有很高要求的应用领域。

碳钢

一种由碳和钢形成的合金。碳的含量决定了钢的硬度。低碳钢比较软,高碳钢更加坚硬一些。高碳钢常见于刀具用材,建筑所用大致以低碳钢材为主。

表面硬化

该金属技艺应用于钢表面形成一层坚硬表层。主要有两种方式:第一种是先增加钢表面部分碳的含量,随后进行淬火和轻微的回火;第二种方法是将钢表面加热然后进行淬火和回火。当材料的某个局部有额外耐磨要求时,表面硬化加工就显得十分重要,比如剑,它既要锋利还必须具备一定的韧性。

金属陶瓷

在金属当中加入陶瓷颗粒形成的合成物。

冷加工

对金属在低于其再结晶温度的条件下进行加工成型(另见加工硬化)。

黑色金属

含铁的金属。黑色金属基本上由各种钢和铁的不同形式构成。

锻造

在冷加工或者高温作业的条件下用锤打和挤压的方式给金属造形,是最简单最古老的金属造形工艺之一。

镀锌

将锌镀到钢或者铁表面的一种表面处理工艺。镀锌的目在于保护主体金属抗蚀能力,在园艺用金属容器中十分常见,高压电缆架长年外曝于潮湿环境,镀锌可延长金属缆架使用寿命。

马氏体不锈钢

高硬度、高抗张强度钢。

贵金属

典型特征为具有极高的防腐蚀性能。通常应用于贵、重金属。

有色金属

不含铁、或者铁元素不作为主要成分的金属。有色金属包括铝、铜、锰、锌等,以及像金、银、铂等贵金属。

白蜡

一种已经在家用器皿中应用了数百年的“锡铅合金”。农业社会中的祭祀用具如烛台、香炉等,可见大量的锡铅合金制品,现代白蜡中也可能含铅和锑。

贵重金属

以金、银及铂族金属之稀少金属。

淬火

淬火,金属和玻璃的一种热处理工艺。把合金制品或玻璃加热到一定温度,随即在水、油空气中急速冷却,一般用以提高合金的硬度和强度,通称“蘸火”。

然而这种方法同时也会增加物质的脆性。金属在水中淬火比在油中冷却的速度还要快。淬火关键在于火焰的燃烧状况,以氢氧焰施作,氢氧焰不同于还原焰,完全燃烧的高温状况,相对是较无碳含量。

难熔金属

熔点很高的金属。包括钨、镍、钴、钼、铂以及锆等金属。

熔炼

将金属以其矿石中单一元素分离出来的金工冶炼技术。

超耐热合金

耐热或者高温合金,在超过1,000摄氏度的条件下性能稳定,不发生或者几乎不发生腐蚀反应。

回火

回火往往是与淬火相伴,通过释放材料内部应力来降低钢的硬度,并且是热处理的最后一道工序。经过回火,钢的组织趋于稳定,脆性降低,韧性与塑性提高,消除或者减少淬火应力,稳定钢的形状与尺寸,防止淬火零件变形和开裂,高温回火还可以改善切削加工性能。

回火是将淬火钢加热到奥氏体转变温度以下,保温1到2小时候冷却的工艺。该金属工艺首先将金属加热到低于其变形界限温度的某个温度,然后在空气中让其缓慢冷却。
加工硬化

将金属片连续进行加压受力的加工技法。金属变得越来越坚硬而难于弯折,直到金属最终断裂。期间对金属进行有规律的间隔退火处理,有助于金属实现更进一步的形状变化。

走水

纯金或纯银首饰的焊接,可以不需要使用焊料,直接透过金属的熔解点接触相融连结为一体,这种现象称之为“走水”,但仅限于线状材料的线端连结,造形部件的组合仍需要依靠焊料做媒介完成焊接。

“走水”系指用高温火焰,熔解比重高、不易氧化的金属,溶解两端金属使其金属相容合一的工法;走水过后的金属表层,呈现光华亮丽的效果,大量使用在纯金首饰加工上。

单端或单点状的金属可透过“走水”方式,使金属熔解凝结成一颗“圆珠”形状,其现象犹如熔解焊药成一颗小金属圆珠。

镀金(Gold Platiny)

电镀是利用电解的原理将导电体铺上一层金属的方法。电镀亦可用于经过特殊处理的塑料物质上。电镀的过程基本如下:

1、把镀上去的金属接在阳极。

2、要被电镀的对象接在阴极。

3、阴阳极以镀上去的金属的正离子组成的电解质溶液相连。

4、通以直流电的电源后,阳极的金属会氧化(失去电子),溶液中的正离子则在阴极还原(得到电子)成原子并积聚在阴极表层。

电镀后被电镀对象的美观性和电流大小有关系,电流越小,被电镀的对象便会越美观;反之则会出现一些不平整的形状。电镀的主要用途包括防止金属氧化(如锈蚀)以及进行装饰。
电镀产生的污水(如失去效用的电解质)是水污染的重要来源。电镀工艺目前已经被广泛的使用在半导体及微电子部件引线框架的工艺。

电镀是以微米(micron)作单位,顶级的约为10〜15微米,而大部份首饰约为2〜3微米,有些甚至0.8不及1,容易褪色,此种多为时尚款式。

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