Что такое лигатура и зачем она нужна?

Лигатурой называют один или несколько элементов, которые добавляются в состав сплава для улучшения и придания ему тех или иных свойств. В составе сплава лигатуры могут присутствовать различные добавки в виде летучих веществ, тугоплавких элементов и прочее. Например, в легированных сталях с никелем наиболее часто присутствует лигатура никеля, магния и церия.

Свойства лигатуры

В отличие от ферросплавов, лигатура характеризуется более однородным составом сплава. В зависимости от преобладания элемента в составе легированный металл может приобретать разные свойства, рассмотрим их:

ГОСТы регламентируют способы легирования разных сплавов, поэтому чаще могут выпускаться уже готовые лигатуры, направленные на применение для конкретного металла. Исходя из этого, лигатуру делят на виды в зависимости материала, к которому она будет добавляться, например, это могут быть сплавы железа – к ним наиболее часто добавляется лигатура. Стандарты производства предписывают пропорции добавки элементов к тому или иному сплаву. Так, чтобы модифицировать литейные стали могут добавить лигатуру в виде 10% никеля, от 6 до 11% хрома, 7% марганца, от 6 до 10% кремния, 2% титана и от 3 до 7% церия.

Для стальных сплавов наиболее часто применяют лигатуры, которые:

• Делают их более прочными;
• Повышают пластичность материала;
• Позволяют увеличить устойчивость сплава к образованию коррозии;
• Делают их более ударостойкими;
• Влияют на повышение жаропрочности сплава.

Виды

Существует несколько оснований для выделения видов лигатур.

• В первую очередь их, конечно, разделяют по сплавам, они бывают медные, бронзовые, титановые и др.
• Также могут делить в целом на лигатуру для драгоценных и неблагородных металлов.
• Лигатура классифицируется и по ведущему компоненту. Например, для получения чугуна, применяется медная добавка, так как она содержит в себе 1,5% иттрия, от 3% до 7% кремния, 0,2% кобальта, 3% хрома и от 11% до 27% меди, что делает ее ведущей в данном составе. А для 750 пробы золота добавляют серебряную добавку, так как в такой лигатуре содержится 15% серебра и 10% меди.
• Лигатуру делят и по форме выпуска. Она может быть в брикетах/концентрированных таблетках, где все необходимые элементы лигатуры находится сразу в нужном объеме, либо присадка может быть составной, где каждый элемент добавляется отдельно в чистом виде.

Производство

Как уже было упомянуто выше, для разных сплавов производят разные лигатуры. Они могут быть для титана, бронзы, латуни и других сплавов, но особенно важно использование лигатур в качестве присадки для драгметаллов. В таком случае используется термин проба: она указывает сколько должно содержаться драгоценного метала в составе.

Добавление той или иной лигатуры напрямую влияет на получаемый цвет изделия и его прочность. Но, помимо этого, она может изменять и другие свойства материала, например, если добавить лигатуру в сплав, то она улучшит их плавку, либо сделает их еще более тугоплавкими.

Процесс добавления достаточно прост: прежде всего металл расплавляют до необходимой температуры, а уже после этого добавляют выбранную лигатуру в сплав. При этом стоит учитывать такое состояние как «угар» - таким термином называют испарение металла в процессе термообработки. Так, перед тем как добавлять лигатуру в сплав, необходимо произвести расчет: сколько останется исходного материала после угара – это позволит определить точную пропорцию добавляемых лигатур.

При использовании лигатур в чистом виде они усваиваются не в полном объеме – лишь от 93% до 95%. При этом в случае добавления брикетов их коэффициент усвоения будет составлять 98%, что определяет их более частое применение производителями.

Применение в ювелирном ремесле

В данной области необходимо применять лигатуру в пропорциях, соответствующих ГОСТ, для каждой из проб. Так, самой низшей пробой золота является 350 – в таком сплаве содержится всего лишь 35% золота. В украшениях данный материал применяется крайне редко, поэтому считается техническим.

В этой сфере делают украшения, начиная с 375 пробы золота, наиболее популярной является 585. В этом сплаве содержится 58,5% золота, а ведущим элементом в лигатуре является медь, которая составляет 20% от всего сплава – именно благодаря ей у изделий данной пробы приобретается алый отлив.