Материал нейзильбер что это
Нейзильбер: состав сплава, применение, характеристики
С немецкого языка «нейзильбер» («neusilber») переводится как «новое серебро». Такое наименование данный сплав получил в связи с тем, что внешне походит на драгоценный металл. Возникновение нейзильбера взаимосвязано с мельхиором. Он состоит из таких же элементов, как и нейзильбер, за исключением цинка. Данный сплав нашел широкое коммерческое использование в качестве недорого материала.
Сплав нейзильбер
Перед многими может возникнуть вопрос: что такое нейзильбер?
Нейзильбером называют сплав цинка, меди и никеля. В него также могут добавлять свинец для лучшей механической обработки.
Наличие цинка делает нейзильбер более дешевым, чем мельхиор, который внешне похож на него и имеет аналогичные механические свойства. Рассматриваемый сплав принадлежит к группе коррозионостойких сплавов из меди и никеля. Вся группа сплавов из «нового серебра» имеет другие наименования: германское серебро, никелевое серебро, белый металл, аргетан, альпака, мельхиор и другие.
Нейзильбер имеет следующую маркировку: аббревиатуры МНЦ (медь, никель, цинк). Далее прописывается процентное содержание никеля и цинка. Например, МНЦ 25-20 (Ni – 25%, Zn – 20%, остальное Cu). При добавлении свинца в наименование добавляется С – МНЦС. Существует примерно 50 видов сплава, однако наиболее распространенными являются марки МНЦ 15-20, МНЦС 16-29-1,8.
Каждый металл в данном сплаве имеет определенное значение:
Исторический экскурс
Возникновение нейзильбера связано с изобретенным в Китае мельхиором. В VIII в. до н. э. в Китае ощущалась острая нехватка золота и серебра, чтобы из них чеканить монеты. Тогда китайский правитель велел алхимикам изобрести материал, который по себестоимости был бы менее затратным. Так появился недорогой мельхиор. Он обладал прочностью и заменял монеты и ювелирные украшения. Китайские ученые долго держали в секрете состав и формулу мельхиора, потому что он очень походил на драгоценный металл и был намного дешевле.
С течением времени мельхиор стал известен в Европе. Обществу был интересен состав сплава. Долго пытались раскрыть эту загадку европейские ученые. Они открыли состав мельхиора (медь, никель и цинк), но количество каждого металла они не смогли раскрыть. Затем все опыты прекратили на 300 лет. Только в 19 веке в Германии смогли получить аналог мельхиора. Однако на самом деле полученный металл был другим. Он получился наиболее прочным и устойчивым, а разрушение его состава происходило лишь в кипящих серной и соляной кислотах. Таким образом, химики Германии изобрели новый сплав — нейзильбер. Его себестоимость намного ниже, чем у мельхиора и серебра.
Затем во время войн Наполеона документация, посвященная «новому серебру», была получена французами. Ученые Франции Майо и Шорье открывают сплав из никеля и меди без добавления других элементов. Полученный сплав называют майшор. Немецкие ученые, в знак протеста, дали ему другое наименование — мельхиор. Немцы были главными в металлургическом производстве, поэтому название «мельхиор» вытеснило «майшор».
В Германии в 1825 году был создана фабрика, которая в больших масштабах вела производство мельхиоровых ложек, вилок, тарелок. Также из него производились часы, бижутерия и т. д.
В XIX веке в Европе мельхиор имел широкое применение. В России он использовался только небогатым населением, а именовали его как польское серебро, германский состав, сильвероид. Однако к концу XX века наименование мельхиор вытеснило все другие наименования. Слово «нейзильбер» является техническим термином, который используется в металлургии.
Как чистить нейзильбер
Для того чтобы изделия из сплава нейзильбера прослужили дольше и сохраняли свой изначальный вид, необходимо соблюдать некоторые правила. Уход за изделиями нейзильбера заключается в следующем:
Чистка маленьких изделий из рассматриваемого материала осуществляется путем их опускания в раствор соды, бензина или поташа. Затем их ополаскивают водой и сушат, используя опилки из кленового дерева. Также для чистки может быть применен порошок хлористого серебра.
При соблюдении всех рекомендаций продукция из нейзильбера будет приносить радость долгое время.
Есть ли в составе нейзильбера серебро
В составе нейзильбера серебро отсутствует. Вместо него добавляется никель.
Литье нейзильбера
Литье нейзильбера – сложное дело. Температура литья нейзильбера составляет 1120 °С. По статистике при самостоятельном формировании нейзильбера, используя информацию из Интернета, получается 90% брака. Эффективность литья в открытых системах под давлением находится в пределах нормы, если брак не больше 50%. Чтобы получить стопроцентный результат необходимо применять конкретную лигатуру и определенный вид литьевых машин.
На данный момент рассматриваемый сплав производится массово. При литье нейзильбера наибольшее внимание уделяется литейной машине и технологии производства.
Физические свойства нейзильбера
Стандартом ГОСТ 5187-2003 регламентированы входящие элементы нейзильбера. Согласно данному документу в рассматриваемом сплаве должно быть:
Наиболее распространенное процентное соотношение металлов, входящих в данный сплав:
К основным физическим свойствам данного сплава относятся:
Механические свойства
К основным механическим свойствам относятся:
Благодаря этим показателям данный сплав широко используется при выпуске разных видов продукции. Сплавы легко поддаются таким вариантам обработки давлением как чеканка, протяжка, штамповка.
Химические свойства
Состав сплава обладает следующими химическими свойствами:
Устойчивость к внешним факторам среды и другие характеристики нейзильбера определяют его широкое применение.
Применение нейзильбера
Больше всего нейзильбер применяют в ювелирной промышленности. Причиной этому является то, что он внешне походит на серебро. Из данного сплава выпускают различную бижутерию и наградные знаки. Также его применяют в качестве основы для позолоты ювелирных изделий. Для производства украшений используется марка МНЦ 15. Данный вид наиболее прочный и характеризуется высоким показателем износостойкости.
Рассматриваемый сплав используют при производстве товаров первой необходимости.
Нейзильбер получил применение и в технической сфере. Из него выпускают разные детали для электроприборов. Например, пружинное реле для часового механизма. Они имеют плоскую форму и обладают упругостью, что необходимо для применения в электроприборах. Также из данного сплава производят лады для гитар акустических и электрически.
Сплав используют для изготовления некоторых видов медицинского оборудования и для производства измерительных приборов. Данное использование он получил благодаря тому, что его легко дезинфицировать и при использовании не происходит его вступление в реакцию.
Из рассматриваемого сплава выпускают посуду и столовые принадлежности. Однако входящий в него никель, является сильным аллергеном для организма человека. Примерно 20% населения страдают от появления аллергической реакции на никель. Поэтому посуду из нейзильбера покрывают золотом или серебром. Это защищает организм от прямого контакта со сплавом. Также столовые приборы, которые не покрыты данным напылением будут придавать пище металлический привкус. С наличием драгоценного металла такой привкус не проявляется. В некоторых странах введены ограничения на производство продукции из нейзильбера. Помимо этого, нейзильбер имеет свойство терять блеск при длительном применении.
Дополнительно нейзильбер используют при производстве аппаратуры, которая работает через систему воды и пара.
Многие страны мира заменили производство монет из серебра на изготовление монет из нейзильбера.
В начале XX века нейзильбер стал применяться в архитектуре. Особую популярность он приобрел после выставки в Париже в 1925 г. Широко применяются орнаменты с покрытием из данного сплава во внутренней и внешней отделке здания.
Министерство здравоохранения РФ одобрило использование нейзильбера для применения в пищевой промышленности.
Технологические характеристики
Красный оттенок меди гасится с помощью высокого содержания никеля. В результате этого сплав становится белым и имеет синий или зеленый отлив. Удельный вес равняется 7,5 г/куб. см. Твердость по Бринеллю равняется 80 кг/мм.
Для получения сплава высокого качества соблюдаются различные нормы. Правилами ГОСТ 492-2006 регламентируется производство сплавов МНЦ 15-20, МНЦ 12-24, МНЦ 18-27, МНЦ 18-20. Все варианты сплавов представляют собой разнообразные прутья, листы, трубы полосы и ленты. Между ними различие заключается в различном количестве никеля и цинка. Состав МНЦ 15: 13,5%-16,5% никель, 18%-22% цинк. Этот вариант сплава именуют однофазным сплавом. Он является раствором в твердом состоянии. Его особенность заключается в том, что его можно обработать в горячем или в холодном состоянии, используя метод давления.
Когда из рассматриваемого сплава выпускают столовые принадлежности, его осуществляют покрытие золотом или серебром. Данная процедура необходима, чтобы предотвратить привкус металла при применении. Нормы при покрытии регулируются ГОСТом 24320-80. Они предписывают следующие нормы:
При нанесении золота на серебро толщина равняется 0,5 мкм.
Чем отличается мельхиор от нейзильбера
Основное различие мельхиора от нейзильбера – наличие цинка в составе последнего. Мельхиор является сплавом из меди (80%) и никеля (18%) серебристого цвета. Нейзильбер представляет собой сплав из: цинка, меди и никеля.
Самое значимое свойство мельхиора – повышенная сопротивляемость коррозии. Он обладает высокой прочностью и внешне схож с серебром. По этим качествам его часто применяют в производстве посуды.
Внешне мельхиор и нейзильбер очень похожи. Поэтому возникает вопрос, как отличить нейзильбер от мельхиора. С первого взгляда их отличить практически невозможно. Провести различие можно, только зная состав сплавов.
Что такое нейзильбер?
Процентное соотношение металлов в нейзильбере: медь – 65 %, никель – 15 %, цинк- 20 %.
Внешне нейзильбер очень похож на серебро. А еще больше – на белое золото. Причем, настолько похож, что отличить его от этих благородных металлов довольно сложно.
Само слово нейзильбер в переводе с немецкого означает «новое серебро». Почему название у этого металла именно немецкое? Так сложилось исторически.
Вообще история получения сплава нейзильбер очень увлекательная и тесно связана с историей мельхиора.
Создателями мельхиора (сплав меди и никеля) были китайцы. Новый металл отлично заменял серебро, был недорогим, прочным и быстро снискал популярность не только в Китае, но и в Европе. Но тайну формулы мельхиора (у китайцев он назывался пакфонг) китайцы охраняли не меньше, чем тайну создания шелка.
Между тем пакфонг, который называли «китайским серебром», стал очень популярен у европейской знати. Причем, настолько популярен, что изделия из этого металла стали стоить в несколько раз дороже изделий из серебра. Тайну пакфонга разгадывали самые известные алхимики Европы. Но они лишь смогли установить состав сплава, в который, по их мнению, входили медь, никель и цинк, но процентное соотношения этих металлов они установить не смогли. И как итог: исследования были заморожены практически на 300 лет.
И вот в конце 18-го века разгадать тайну «китайского серебра» решили немецкие химики. Им повезло. Инженеры из Саксониии смогли вывести первые образцы пакфонга. Сплав они назвали нейзильбером, т.е. новым серебром.
Внешне этот металл совершенно не отличался от настоящего серебра. Мало того, металл оказался прочнее, устойчивее к деформациям, не поддавался коррозии, а это значит – не ржавел, не чернел, как китайский пакфонг (т.е. мельхиор).
Из нейзильбера стали делать детали для машин, столовые приборы и т.д.
Полюбился он и ювелирам. Украшения из нейзильбера в Европе были очень популярны.
В современном мире нейзильер применяют в промышленности для изготовления точных приборов. Из него делают медицинские инструменты, лады для гитар, ордена и медали и еще много полезных и нужных вещей.
У нашей бабушки сохранился набор красивейших столовых вилок, который достался ей по наследству от родителей. Так вот с обратной стороны каждой вилочки стоят три буквы «мнц», то есть медь, никель, цинк, а все вместе – нейзильбер.
Нейзильбер по-прежнему любят ювелиры. И не столько за его сходство с белым золотом, сколько за то, что на воздухе он не окисляется и не тускнеет, а при контакте с кожей на нем не появляется темный налет. По сути, отличить нейзильбер от серебра или белого золота можно лишь одним способом: наличием пробы.
Что такое нейзильбер
«Новое серебро» — так с немецкого языка переводится слово «нейзильбер». Под этим понятием понимается не конкретный металл, а сплав меди, цинка и никеля. Эти элементы фигурируют и в мельхиоре, но в других пропорциях. Меди в нем 80%, а цинк, и вовсе, добавляют не всегда. В нейзильбере же он бывает основным компонентом, его от 13-ти до 45-ти процентов. Примерно столько же в новом серебре может быть никеля, а вот меди всего около 20-ти процентов. По ГОСТу классическим считается другое соотношение, предусматривающее 60 процентов красного металла. Однако, это в любом случае меньше, нежели 80 процентов меди в мельхиоре.
История смеси цинка, никеля и меди связана с мельхиором. Его изобрели в Китае и завезли в Старый Свет. Пытаясь раскрыть формулу последнего, европейцы и изобрели попутно сплав нейзильбер. Произошло это в 19-ом веке. Лавры достались жителям Германии, которые тогда были передовиками в отрасли металлургии, поэтому и название у материала немецкое. В «родной» стране до сих пор производят новое серебро. Своей продукцией славится, к примеру, концерн «Wieland-WerkeAG». Предприятие знаменито самым широким в мире спектром размеров заготовок из нейзильбера. Кроме того, на заводах готовы нарезать ленты на размерные элементы, необходимые покупателям.
Что серебро, что мельхиор, что нейзильбер выглядят одинаково, но последний самый дешевый. Из-за сходства с драгоценным металлом, нейзильбер стали использовать ювелиры. Сплав легко вошел в их обиход. Материал ковкий, устойчивый к коррозии, к температурам (как высоким, так и низким). Новое серебро гораздо тверже, прочнее «старого», имеет удовлетворительную электропроводность, но упруго при этом.
Качества, незаметные внешне, но значительно отличающие нейзильбер от серебра позволили использовать его и в технической сфере. Сплав идет на пружины-реле. Они плоские, упругие, необходимы в электроприборах. Материал так же используют при производстве арматур всех видов, деталей медицинских приборов и измерительной техники. Ни сплав, а песня. Кстати, в песнях нейзильбер тоже участвует. Из нового серебра производят лады для акустических и электрических гитар.
Посуду из нейзильбера серебрят либо золотят. Покрытия защищают организм от контакта со сплавом. Наличие в нем цинка грозит аллергическими реакциями примерно 20-ти процентам населения планеты. Кроме того, столовые приборы без напыления придают пище металлический привкус. С драгоценным налетом этот побочный эффект не проявляется.
Покрытие используют и в ювелирном деле. Нейзильбер часто применяют для бижутерии и наградных знаков, к примеру, медалей. Золотые и серебряные напыление придают изделиям дополнительную прочность. Нейзильбер – состав всего с 3-мя баллами твердости по шкале Мооса. Для сравнения, алмаз обладает показателем 10 баллов, находясь на вершине рейтинга. Смесь никеля, меди и цинка легко поцарапать. Драгоценные «прикрытия» позволяют материалу дольше сохранять товарный вид.
Наиболее гибок и пружинист металл нейзильбер при 16-процентном содержании в нем никеля и 20-процентной добавке цинка. Такой состав используют при изготовлении булавок, игл и застежек.
Нейзильбер относится к категории медно-никелевых сплавов. По ГОСТу существуют следующие обозначения разных процентных составов нового серебра: — МНЦ 15-20, МНЦ 12-24, МНЦ 18-20, МНЦ 18-27. Цифры в обозначениях указывают на примерное содержание в материале никеля и цинка. В промышленных масштабах нейзильбер выпускают в виде прутов, труб, проволоки, лент, листов. Из них-то и собирают различные конструкции, либо осуществляют штамповку нужных изделий. Возможна также переплавка заготовок, что бывает необходимо в том же ювелирном деле.
Нейзильбер купить можно в представительствах компаний, его производящих или через интернет. Удаленный заказ предлагают многие фирмы, к примеру, «Электровек-сталь». Оптовикам предоставляются скидки. Трубы стоят около 600-от рублей, прутки – от 700-от. Моток проволоки длиной 5 метров оценивают в 200 рублей, при этом ширина заготовки 0,6 миллиметров.
Компания «PAUROXO» предлагает листы 50/98/195 миллиметров всего за 160 рублей. Пластины размером 50/38/95 фирма реализует за 250 рублей. Правда, купить один пласт не получится. За нейзильбер цена хоть и указывается за 1-ин предмет, но действует только на оптовые заказы от 10-ти килограмм.
Оптовые условия на предприятиях значительно осложняет «дружбу» с новым серебром толкиенистов. Так называют людей, увлеченных творчеством Толкиена, написавшего историю про хоббита Фродо и кольцо всевластия. Энтузиасты учат эльфийские руны, воссоздают сражения и костюмы из книги. Основное одеяние воинов – кольчуга. Для ее колец отлично подходит нейзильбер, но 10-ти кило для одного изделия обычно многовато. Вот и приходится толкиенистам ждать, пока кто-то из знакомых присоединится к заказу металла. Проблему любители фантастики обсуждают на своих форумах.
Обрабатывают нейзильбер под давлением, как холодным, так и нагретым. Температура кипения сплава превышает 1 000 градусов Цельсия. Материал химически устойчив, разрушается только в кипящих соляной и серной кислотах. Достойные качества по низкой цене. Сплав, даже не серебро, а золото, в переносном смысле, конечно. Кстати, иногда в него добавляют немного свинца. Этот металл делает нейзильбер максимально податливым, простым в обработке.
Это трехфазное соединение на основе цинка, никеля и меди. От мельхиора его отличает меньшее количество дорогостоящего никеля в составе. Здесь никель заменяется более дешевым цинком. Также по сравнению с мельхиором нейзильбер имеет большее внешнее сходство с серебром.
Нейзильбер относится к группе коррозионностойких медно никелевых сплавов.
Химический состав, механические свойства и форма поставки регулируются ГОСТ 5187-2003. Согласно ему содержание никеля в нейзильбере должно находится в пределах 5-35%, цинка 13-45%. Вся остальная часть приходится на медь. В некоторых случаях в сплав добавляют до 5% свинца.
Существует около 50 разновидностей сплава, но наиболее востребованными являются марки МНЦ15-20, МНЦС16-29-1,8. Расшифровывается аббревиатуры следующим образом:
Процентное содержание элементов в долях процента указано соответствующими цифрами. Каково же назначение металлов в сплаве?
Никель в нейзильбере ответственен за коррозионностойкость и прочность. При взаимодействии с медью образуется особо твердые и одновременно плотные соединения. Они позволяют повысить механические характеристики меди примерно в 10 раз, а сопротивление ее к окислению в 3 раза.
Цинк в нейзильбере выступает в роли заменителя никеля. Конечно, он уступает ему по коррозионностойким свойствам, но зато стоимость цинка значительно ниже. Также цинк значительно увеличивает твердость сплава, которая после отжига может достигать до 30 HRC. По этому параметру нейзильбер превосходит даже мельхиор.
Свинец добавляется в нейзильбер исключительно для придания сплаву пластичности, увеличивая тем самым его податливость. Особенностью свинцовых нейзильберов является невозможность проведения горячей обработки давлением. Дело в том, что свинец обладает низкой температурой плавления из-за чего повышается риск образования такого дефекта как горячеломкость.
Физические свойства
Плотность сплава нейзильбера составляет 8700 кг\м3. Плавиться начинает при 1080 ºC. Полностью его твердая структура расплавляется при 1200 ºC. Добавление цинка и никеля существенно снижают электропроводимость сплава. Удельное электрическое сопротивление равно 0,26ом*мм2/м, что в 30 раз больше по сравнению с аналогичным показателем меди.
Нейзильбер не является эффективным проводником тепла. Теплопроводность составляет в среднем 0,06-0,085 кал\см*С в зависимости от температуры окружающей среды. Сплаву не свойственно высокое значение температурного расширения. При повышении температуры на 100 ºC размер увеличивается лишь на 16,6 мкм.
Механические свойства
По сравнению с другими медно никелевыми сплавами нейзильбер отличается большей прочностью. Связано это прежде всего с дополнительным легированием цинком. Прочность равна 38-45 кг\мм2. Процессы деформации в сплаве начинаются при 10 кг\мм2.
Касаемо упругости нейзильбер не может похвастаться высоким значением этого показателя. Его модуль Юнга не превышает 14 000 кг/мм2. Для сравнения у обычной конструкционной стали этот параметр равняется 20 000 кг/мм2.
Среди явных достоинств нейзильберов стоит отметить их высокую пластичность. Относительное удлинение на растяжение составляет 25-45%, на сужение 32%, что делает эти медно никелевые сплавы выгодными с технологической точки зрения. Благодаря этому, они легко поддается всевозможным видам обработки давлением: чеканке, штамповке, протяжке и т.д.
Химические свойства
Нейзильбер, также как мельхиор, крайне устойчив к разрушительному воздействию окружающей среды. Он не окисляется на воздухе: не вступает в химические реакции с атмосферными газами при температуре до 250 ºC. Сплав обладает повышенной коррозионностойкостью к большинству видов кислот, особенно к их органической группе. Инертен к солям. Как итог, именно высокие антикоррозионные свойства нейзильбера определяют его использование.
Применение нейзильбера
Наибольшее распространение сплав получил в ювелирной промышленности. Это связано главным образом с внешним сходством с серебром. Из него изготавливают бижутерию и разного рода наградные знаки. Сплав отлично подходит в качестве основного материала для позолоты ювелирных украшений.
В технической сфере из него изготавливают различные детали электроприборов, в частности пружинное реле часовых механизмов. Сплав входит в состав некоторых видов медицинского оборудования и средств измерения.
Нейзильбер применяется в бытовом хозяйстве. Из него делают посуду и столовые. Но, стоит отметить, использование нейзильбера в таком ключе сокращается. Причина этому наличие в составе никеля, который является сильным аллергеном для человека.
Сплав применяется в производстве монет.
Многие страны мира, включая США, ушли в свое время от чеканки серебряных монет и заменили их более дешевым нейзильбером.