Нейзильбер

НейзильберНЕЙЗИЛЬБЕР, группа медно-цинково-никелевых сплавов серебристого цвета, отличающихся высоким электросопротивлением, известной химической стойкостью и близких по свойствам и по составу никелину; группа сплавов нейзильбера вся целиком или в отношении отдельных своих представителей носит также названия: новое серебро, германское серебро, никелевое серебро, белый металл, аргентан, альпака, платиноид, мельхиор, альфенид и другие. Под названием пакк-фонг, иначе «белая медь», нейзильбер был известен в Китае уже за несколько веков до нашей эры, в Европе же стал применяться в 19 веке.

В тройной системе Cu-Zn-Ni функциональное значение присадок к нейзильберу таково: никель придает сплаву белый цвет (при содержании 5—10% Ni сплав - желтовато-белый, а при содержании 20—30% Ni - серебристо-белый и с трудом отличим от чистого никеля); затем никель повышает химическую стойкость сплава, противодействуя этим потускнению, и придает лучшие механические свойства, особенно вязкость и механическую прочность.

Однако при высоком содержании Ni сплав обходится сравнительно дорого и кроме того не обрабатывается при краснокалильном жаре. Цинк повышает электросопротивление сплава и его обрабатываемость, однако вместе с тем ограничивает его способность выдерживать нагрев, в частности - при пропускании электрического тока. Кроме того к нейзильберу присаживаются в отдельных случаях другие металлы: свинец, алюминий, железо, ванадий, вольфрам, олово, и др. Присадка свинца способствует обрабатываемости литья из нейзильбера. Присадка алюминия придает расплаву нейзильбера текучесть, необходимую при литье изделий с тонкими стенками и при узких отверстиях матрицы; дополнительная присадка алюминия (до 2 %) уничтожает поры в литье. Присутствие алюминия, однако, нежелательно в тех случаях, когда сплав должен испытывать давление горячей воды. Присадка железа (до 2—2,5%), подобно никелю, сообщает сплаву белизну; однако она сообщает нейзильберу также твердость и хрупкость. Присадка ванадия делает отливки плотными (компактными, без пор), а присадка сплава Al-Zn или Ca-Zn замедляет затвердевание отливок. Твердость, механическая прочность и теплостойкость нейзильбера больше, чем у латуни, тягучесть же его несколько меньше. В воде нейзильбер сохраняет свой металлический вид; в разбавленных органических кислотах, уксусной и молочной, нерастворим. Обработка нейзильбера ведется либо литьем либо механически, что бывает чаще, так как для литья требуется высокая температура; по большей части нейзильбер обрабатывается прокаткой, прессовкой и штамповкой при обычной температуре, причем затруднений не встречается. Нейзильбер хорошо полируется и обладает значительной отражательной способностью. Пайка различных изделий из нейзильбера производится тем же сплавом, но с добавкой цинка; другой рецепт припоя: 1000 г отходов нейзильбера, 100 г латуни, 929 г цинка, 33 г олова, или: 1000 г отходов нейзильбера, 125 г латуни, 142 г цинка, 33 г олова.

Чистка мелких изделий из нейзильбера производится погружением их, после предварительного обезжиривания раствором поташа или соды или же бензина, в водный раствор азотной и серной кислот и хлористого натрия; затем изделия ополаскиваются водою и просушиваются в опилках из кленового дерева. Для чистки изделий из нейзильбера предлагался также порошок хлористого серебра. Для повышения стойкости поверхности нейзильберовых изделий против коррозии их погружают, после весьма тщательной очистки, в водный раствор азотной кислоты (1:1), а затем ополаскивают водой и просушивают; т. о. удаляются цинк и медь, а поверхность обогащается никелем; вид такой поверхности будет матовый и она не д. б. полируема. Прочность гальванически осажденной на нейзильбер серебряной пленки зависит при прочих равных условиях от состава нейзильбера. Гальваническое покрытие нейзильбера разных изделий производят в ванне из смеси (в отношении сплава) хлористых солей меди, цинка и никеля с концентрированным раствором цианистого калия, приливаемым до получения светлого электролита; после этого последний разбавляется нашатырным спиртом по 5 г на 1 л и фильтруется. Железные изделия для гальванического покрытия нейзильбером предварительно слетка омедняют и кипятят в жидкости из Granadien с водой и винным спиртом, причем добавляется около 0,5% прокаленной окиси никеля. Никель не отличается жаростойкостью; например, спирали из нейзильбера при пропускании электрического тока уже от 150°С становятся весьма хрупкими и рассыпаются. Электросопротивление нейзильбера после отжига несколько повышается (на 4%). Удельное электросопротивление нейзильбера (при составе 60,16% Сu, 25,37% Zn, 14,03% Ni, 0,30% Fe, следы Мn) равно 30,0 μΩ-см, а тепловой коэффициент электросопротивления 0,00036; германский нейзильбер марки 2А фирмы Westfallische Nickelwalzwerk характеризуется удельным электросопротивлением 36,5 μΩ -см и тепловым коэффициентом 0,00019. Термо-ЭДС нейзильбера в отношении меди характеризуется значением 14,4 μV/°C.

Для выплавки нейзильбера было предложено весьма много различных рецептов и процессов. Здесь приводятся лишь некоторые. 1) Сu и Ni сплавляются в электрической печи с плавнем, Fe и Со удаляются окислением при помощи продувания воздуха или добавления окислов металлов, которые по восстановлении должны остаться в сплаве; после этого добавляются прочие присадки. 2) Германский способ: шихта из Сu, Zn и Ni сплавляется в графитовом тигле под древесным углем, затем добавляется при помешивании 1/3 общего количества смеси Zn и Ni и наконец еще некоторое количество Zn взамен испарившегося. 3) Английский способ: Сu, Zn и Ni сплавляют под угольным порошком и добавляют сплав из 2 ч. Zn и 1 ч. Сu, а под конец 1/5, предыдущего количества Zn. 4) Американский способ: под древесным углем, смешанным с измельченным стеклом (также с содою или бурою), расплавляют заранее заготовленный сплав Cu-Ni и добавляют затем нагретый Zn; для получения отливок без пор добавляется к расплаву после снятия пены сухой хлористый цинк; особенно удачные отливки могут быть получены при добавлении за пять минут до литья небольшого количества ванадиевого сплава (Cu-Ni-V), поглощающего газы; для замедления затвердевания литья присаживается сплав Al-Zn или Са-Zn. При производстве плавок желательно иметь в нижней части тигля и наверху одну только медь; чем дольше сплав находится в тигле в жидком виде, тем будет выше качество нейзильбера при дальнейшей обработке. Сплав с 40—50% Zn и 10% Ni (допуск ±5%) обладает рядом преимуществ: серебристым цветом, хорошей обрабатываемостью - в том числе при краснокалильном жаре, и сравнительной дешевизною, тогда как при более высоком содержании Ni и Сu он и дороже и не выдерживает обработки в указанных условиях. Особенно же равномерное распределение никеля, жидкоподвижность в расплавленном состоянии, компактность отливок и вязкость в твердом состоянии, а также тонкость отливок достигается тем, что к предварительно расплавленному и доведенному до большой текучести никелю (0,5 кг) добавляется 4 кг меди и наконец, 2,5 кг цинка, 0,75 кг свинца и 0,125 кг олова. Никелеподобный сплав, не окисляющийся на воздухе, вполне кислотостойкий и не теряющий блеска при 100°С, получается сплавлением шихты из последовательных слоев: 375 ч. меди, 2 ч. фосфористой бронзы, 48 ч. смеси из 800 ч. цинка и 15 ч. кадмия, затем 2 ч. окиси олова и наконец 750 ч. меди; на расплав насыпают перед отливкой 2 части нашатыря. Никелеподобным сплав получается из 4,5 ч. основного сплава (200 ч. меди, 80 ч. олова, 10 ч. алюминия, 10 висмута) с 164 ч. меди, 70 ч. никеля и 61,5 ч. цинка при добавлении плавня. Заменитель никеля - серебристого вида, очень твердый и стойкий против коррозии белый металл, пригодный для отливок вентилей, кранов и т. д., готовится следующим образом: 66 ч. меди сплавляют в тигле, добавляют 3,5 ч. буры, затем 1,5 ч. белого мышьяка и 12 ч. никеля; по размешивании и достижении большой подвижности добавляют 23 ч. цинка, 8 ч. свинца и 1,5 ч. алюминия. В качестве заменителя нейзильбера предложен сплав, обладающий его свойствами: 12 ч. железа, 6 ч. меди, 4 ч. никеля и 1 ч. алюминия, причем применяется как восстановитель 1—2% олова. Другой сплав, подобный нейзильберу и отличающийся большою ковкостью: 0,5 кг меди, 2,5 кг сурьмы, 10 кг олова и 2 г ртути.

Применение нейзильбера весьма широко - в машиностроении (краны, клапаны, вентили и другие детали), в судовом оборудовании, для музыкальных инструментов, для частей пишущих машин, для отделки автомобилей и мебели, для оправы стенных и настольных часов, для столовой посуды (блюда, чайники, самовары, вилки и т. д.), для поделок и наконец в качестве электросопротивлений. Нейзильбер иногда применяется для эталонных сопротивлений, но мало подходит сюда в виду значительности термо-ЭДС в отношении меди и большого теплового коэффициента сопротивления. Для буферных сопротивлений нейзильбер м. б. применяем там, где он не подвергается продолжительному нагреванию, например в пусковых реостатах. Однако, несмотря на преимущества и дешевизну нейзильбера в качестве материала с высоким сопротивлением вытесняется вместе с другими сплавами группы никелина различными, более подходящими материалами.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 14 - 1931 г.