UNIVERSITATEA TRANSILVANIA BRAŞOV FACULTATEA DE ŞTIINŢA ŞI INGINERIA MATERIALELOR

Transcription

1 UNIVERSITATEA TRANSILVANIA BRAŞOV FACULTATEA DE ŞTIINŢA ŞI INGINERIA MATERIALELOR Ing. Vasile Lucian FERARU CERCETĂRI ŞI EXPERIMENTĂRI DE INGINERIA BRAZĂRII MATERIALELOR METALICE NOBILE CU VIZIBILITATE LA AU ŞI AG Research and experiementation about brazing engineering of noble metalic materials with visibility on Au and Ag -Rezumatul tezei de doctorat- Conducător ştiinţific Prof. Univ. Dr. Ing. Trif Iacob Nicolae Braşov 2011

2 MINISTERUL EDUCAŢIEI, CERCETĂRII, TINERETULUI ŞI SPORTULUI UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAŞOV BRAŞOV, B-DUL EROILOR NR , TEL , FAX RECTORAT COMPONENŢA Comisiei de doctorat Numită prin ordinul Rectorului Universităţii Transilvania din Braşov nr. 4735/ Preşedinte: Prof. Univ. Dr. Ing. Mircea Horia ŢIREAN DECAN Facultatea de Ştiinţa şi Ingineria Materialelor Universitatea Transilvania din Braşov Conducător ştiinţific: Prof. Univ. Dr. Ing. Iacob Nicolae TRIF Universitatea Transilvania din Braşov Referenţi stiinşifici: Prof. Univ Dr. Ing. Victor GEANTĂ Universitatea Politehnica Bucureşti Prof. Univ. Dr. Ing. Dănuţ MIHĂILESCU Universitatea Dunărea de Jos Galaţi Prof. Univ. Dr. Ing. Radu IOVĂNAŞ Universitatea Transilvania din Braşov Data, ora şi locul susţinerii publice a tezei de doctorat: 21. Oct. 2011, ora 11:00, corpul I, Universitatea Transilvania din Braşov, sala I 1.6, Colina Universităţii. Eventualele aprecieri sau observaţii asupra conţinutului lucrării, vă rugăm să le transmiteţi în timp util pe adresa Universităţii Transilvania din Braşov. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 1

3 CUPRINS...1/2 LISTĂ NOTAŢII...4/4 LISTĂ ABREVIERI...7/5 INTRODUCERE...8/6 CAPITOL I. OBIECTIVELE TEZEI DE DOCTORAT...11/ Studiu asupra tendinţelor actuale ale cercetărilor în domeniul abordat...11/ Delimitarea domeniului de cercetare...12/ Obiectivele cercetării...12/7 CAPITOL II. STADIUL ACTUAL PRIVIND EVOLUŢIA MATERIALELOR METALICE NOBILE ŞI PROCESELE DE BRAZARE ALE ACESTORA...14/ Materiale metalice şi identificarea metalelor nobile preţioase...14/ Proprietaţi fizice generale implicate în procesul de brazare al metalelor nobile...14/ Proprietăţi chimice generale implicate în procesul de brazare al metalelor nobile...15/ Proprietăţile aurului...16/ Proprietăţile argintului...17/ Aliaje de metale nobile preţioase...18/ Aliaje de Au...19/ Aliaje de Ag...23/ Parametrii şi condiţii de realizare a proceselor de brazare...25/ Ingineria procesului de brazare...29/ Particularităţi ale brazării metalelor nobile preţioase...34/ Procese conexe brazării metalelor nobile preţioase...34/ Pregătirea marginilor şanfrenare...34/ Interstiţiul pentru brazare...35/ Factori de influenţă asupra realizării îmbinărilor brazate...37/ Poziţionarea pieselor în vederea brazării...37/ Operaţii post- brazare...39/ Biocompatibilitatea aurului, argintului şi aliajelor acestora...40/ Concluzii...40/16 CAPITOL III. MATERIALE, TEHNOLOGII ŞI ECHIPAMENTE DE BRAZARE...42/ Materiale de adaos aliaje pentru brazarea metalelor nobile preţioase...42/ Aliaje pentru brazare pe baza de Au...43/ Aliajele pe bază de argint...45/ Fluxuri pentru brazare...47/ Atmosfere de lucru protectoare pentru brazare...48/ Tehologii şi echipamente de brazare a metalelor nobile preţioase...50/ Tehnologii şi echipamente industriale de brazare ale aliajelor de Au şi Ag...50/ Tehnologii şi echipamente semiindustriale de brazare ale aliajelor de Au şi Ag...56/ Cercetări de aplicarea vibraţiilor mecanice asupra proceselor de brazare...67/ Vibraţii forţate neamortizate...68/ Excitarea masei cu o forţă armonică...68/ Aplicaţii ale brazării...70/ Concluzii...78/25 CAPITOL IV. CERCETĂRI PRIVIND OBŢINEREA ALIAJELOR PENTRU BRAZAREA METALELOR NOBILE PREŢIOASE...79/ Aliaje pentru brazarea Au, Ag şi aliajelor acestora...78/ Reţete optimizate de alaije pentru brazarea Au, Ag şi aliajelor acestora...80/26 FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 2

4 4.2. Cercetări experimentale privind obţinerea aliajelor pentru brazarea Au galben 585 şi Ag / Analiza compoziţiei masice şi de microduritate a aliajelor Fer1 şi Fer2...90/ Analiza metalografică a aliajelor experimentale...94/ Concluzii...102/36 CAPITOL V. TESTAREA PERFORMANŢELOR ÎMBINĂRILOR BRAZATE ALE ALIAJELOR DE Au ŞI Ag...102/ Pregătirea corpurilor de probă brazate...102/ Determinarea capacităţii de umectare a aliajelor experimentale...105/ Încercarea la tracţiune...107/ Pregătirea epruvetelor în vederea încercării...107/ Testul de tracţiune pentru probele din Au cu titlul 585, brazate...108/ Testul de tracţiune pentru probele din Ag cu titlul / Încercarea la îndoire...118/ Pregătirea epruvetelor în vederea încercării...118/ Testul de îndoire pentru probele din Au cu titlul / Testul de îndoire pentru probele din Agt cu titlul / Analiza metalografică, SEM şi de microduritate ale îmbinărilor brazate cu aliajele Fer1 şi Fer / Comportarea aliajelor experimentale în condiţii similare contactului acestora direct şi prelungit cu pielea...152/ Sisteme de apreciere a culorii Au şi Ag...155/ Prelevarea epruvetelor şi pregătirea lor în vederea încercării, mediul de încercare şi interpretarea rezultatelor...157/ Biocompatibilitatea aliajelor experimentale dezvoltate...160/ Reacţia aliajului le nivel biologic cu mediul de exploatare...160/ Metale folosite în aliajele biomedicale...160/ Proprietăţile medicale ale metalelor folosite la obţinerea aliajului pentru brazat experimental...161/ Reacţii alergice ale metalelor folosite în obţinerea aliajelor pentru brazare experimentale...162/ Consideraţii economice şi ecologice la folosirea aliajelor experimentale...164/ Consideraţii economce...164/ Consideraţii ecologice...167/ Concluzii...168/51 CAPITOL VI. CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND APLICAREA DE VIBRAŢII MECANICE ÎN TIMPUL PROCESULUI DE BRAZARE...170/ Aplicarea de vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare...170/ Executarea probelor şi analiza acestora...171/ Concluzii...174/57 CAPITOL VII. CONCLUZII GENERALE, CONTRIBUŢII ORIGINALE, DEZVOLTĂRI VIITOARE...176/ Concluzii generale...176/ Contribuţii originale...177/ Dezvoltări viitoare...179/ Modalităţi de valorificare a rezultatelor...179/61 BIBLIOGRAFIE...180/62 Anexa Anexa Anexa Rezumat...-/64 FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 3

5 Listă de notaţii Ag2 aliaj dezvoltat experimental pentru brazarea argintului 925; Ag 925 argint cu titlul 925; Au1 aliaj dezvoltat experimental pentru brazarea aurului galben de 14kt; Au 585 aur cu titlul 585; C şi mai mult oxidant; Cod epruv. cod epruvetă; Cos cosinus; de diametrul electrodului; d MA diametrul materialului de adaos; Es energie de salt; F nereactiv; Fa forţa de adeziune; Fer1 aliaj dezvoltat experimental pentru brazarea aurului cu titlul 585; Fer2 aliaj dezvoltat experimental pentru brazarea argintului cu titlul 925; h înălţime; I inert; Is intensitatea curentului; L lungime; l lăţime; M 1 mai puţin oxidant; M 2 mai mult oxidant; MA material de adaos; MB material de bază; Nr. număr; P1Ag probe de argint îmbinate prin brazare cu aliaj experimental cu aplicarea flăcării timp de 30 de secunde; P2Ag probe de argint îmbinate prin brazare cu aliaj experimental cu aplicarea flăcării timp de 40 de secunde; P3Ag probe de argint îmbinate prin brazare cu aliaj experimental cu aplicarea flăcării timp de 50 de secunde; P1 Ag probe de argint îmbinate prin brazare cu aliaj uzual cu aplicarea flăcării timp de 30 de secunde; P2 Ag probe de argint îmbinate prin brazare cu aliaj uzual cu aplicarea flăcării timp de 40 de secunde; P3 Ag probe de argint îmbinate prin brazare cu aliaj uzual cu aplicarea flăcării timp de 50 de secunde; P1Au probe de aur îmbinate prin brazare cu aliaj experimental cu aplicarea flăcării timp de 30 de secunde; P2Au probe de aur îmbinate prin brazare cu aliaj experimental cu apicarea flăcării timp de 40 de secunde; P3Au probe de aur îmbinate prin brazare cu aliaj experimental cu aplicarea flăcării timp de 50 de secunde; P1 Au probe de aur îmbinate prin brazare cu aliaj uzual cu aplicarea flăcării timp de 30 de secunde; P2 Au probe de aur îmbinate prin brazare cu aliaj uzual cu aplicarea flăcării timp de 40 de secunde; P3 Au probe de aur îmbinate prin brazare cu aliaj uzual cu aplicarea flacării timp de 50 de secunde; Po presiunea de vapori deasupra suprafeţei planeconform legii barometrice a lui Laplace; FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 4

6 Pr punct de rouă; Pv presiunea de vapori; Q Ar debitul de argon; R reducător; Re rezistenţa la curgere; Rm rezistenţa la rupere; Sin sinus; Ua tensiunea arcului electric; Vol. min. volum minim; Vol. max. volum maxim; ZIT zonă influenţată termic; moneda euro. Ag argint; Ag 2 O oxid de argint; Al aluminiu; Ar argon; Au aur; Au 2 O 3 trioxid de aur; B bor; Be beriliu; Bi bismut; C carbon; Ca calciu; CH 4 metan; CH 3 -COOH acid acetic; Co cobalt; CO 2 dioxid de carbon; Cr crom; Substanţe chimice: Cu cupru; Fe fier; Ga galiu; H hidrogen; Hg mercur; HCl acid clorhidric; HNO 3 acid azotic; H 2 O apă; In indiu; K potasiu; Mg magneziu; N 2 azot; Na natriu (sodiu); NaCl clorură de natriu; NaHCO 3 carbonat acid de sodiu; Listă abrevieri O 2 oxigen; Pb plumb; Pt platină; Rh rhodiu; Ru rubidiu; Se seleniu; Si siliciu; Sn staniu; Sr stronţiu; Te telur; Ti titan; V vanadiu; W wolfram; Zn zinc; ZnCl 2 clorură de zinc; A, B, C Tipuri de argon utilizate în scopuri industriale; AMP Articole din metale preţioase; CE Comunitatea Europeană; CFC Structură cubică cu feţe centrate; CMC Contactori de înaltă tensiune; D Diametru; EDS Analiza compoziţională locală cu emisie în câmp cu un sistem de analiză dispersiv în energie; kt Carat; MIG PAW Plasma arc welding; RGB Sistem de interpretare al culorilor; ATSDR Agenţia pentru substanţe toxice şi înregistrarea bolilor; AWS American Welding Society; S Gaz etalon şi gaz purtător; sem Semer; SEM Analiză microscopie electronică; SMD Suprafaţă cu multidispozitive; SOD Superoxid dismutazei; SUA Statele Unite ale Americii; TIG Tungsten inert gaz; UE Uniunea Europeană; UK Regatul Unit; WIG Wolfram inert gaz FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 5

7 INTRODUCERE Având în vedere domeniile bine direcţionate de utilizare ale materialelor nobile preţioase şi ale aliajelor acestora care, în ultimul timp, s-au extins şi modernizat particularizând profund proprietăţile lor, se urmăreşte reducerea costurilor de utilizare prin îmbunătăţirea şi perfecţionarea anumitor proprietăţi care să permită economii în procesele de producţie de obiecte din aceste metale şi aliaje. Deşi domeniile în care sunt folosite astfel de materiale sunt dintre cele mai variate, cel al producţiei de obiecte de podoabă este cel mai restrictiv din punct de vedere legal deoarece vizează normele de calitate ale aliajelor pentru brazat folosite în acest domeniu. O importanţă deosebită se acordă în prezent cercetărilor pentru obţinerea de îmbinări brazate cu proprietăţi controlate, prin procedee moderne şi materialelor pentru brazare. Pentru realizarea de îmbinări brazate în producţia de bijuterii, pentru reducerea costurilor, neputându-se face rabat de la conţinutul de metal pur din aliajul pentru brazat, s-a recurs la obţinerea de asemenea aliaje cu proprietăţi controlate cu care să se realizeze îmbinări brazate care să prezinte caracteristici comparabile cu cele ale materialelor de bază. Prin tematica abordată, teza de doctorat, se înscrie în domeniul preocupărilor de aplicare a ingineriei brazării pentru obţinerea de aliaje performate la producţia de bijuterii şi in domeniul procedeelor de îmbunătăţire al comportării acestor aliaje în timpul brazării pentru realizarea de îmbinări cu calităţi performante. * * * Prezenta lucrare a fost elaborată sub conducerea domnului prof. dr. ing. Trif Nicolae căruia îi aduc mulţumirile mele pentru îndrumările şi exigenţa manifestată în diverse momente, precum şi pentru analiza atentă a tot ce am realizat în timp. Aduc mulţumiri doamnei Prof. Dr. Ing. Ionelia Voiculescu şi domnului Prof. Dr. Ing. Victor Geantă din cardul Universităţii Politehnica Bucureşti pentru ajutorul acordat la realizarea studiului microscopic. Referenţilor oficiali, d-nul. Prof. Univ. Dr. Ing. Victor Geantă, d-nul. Prof. Univ. Dr. Ing. Dănuţ Mihăilescu şi d-lui. Prof. Univ. Dr. Ing. Iovănaş Radu, de asemenea le adsesez sincere mulţumiri pentru timpul acordat citirii tezei şi pentru apredierile şi sugestiile profesionale acordate. Un ajutor însemnat am primit din partea domnei Ing. Veronica Georgescu, domului Ing. Bogdan Munteanu şi domnului Şef de Laborator Ing. Horia Apostolescu din cadrul Institutului de Cercetări şi Proiectări Tehnologice Câmpina, pe această cale doresc să le mulţumesc pentru aportul adus în cadrul pregătirii epruvetelor în vederea studiului metalografic şi studiului propietăţilor de culoare efectuat. Pe această cale aduc mulţumiri domnului Dr. Ing. Mihai Luca pentru ajutorul acordat la executarea brazărilor sub influenţa vibraţiilor. De asemenea aduc mulţumiri fratelui meu Drd. Ing. Feraru Dan Petre pentru ajutorul adus la efectuarea analizelor de microduritate. Aduc, de asemenea, mulţumirile mele domnilor profesori cât și colegilor mei din catedra de sudură din cadrul facultăţii SIM din Universitatea Transilvania Braşov. Mulţumirile mele celor care au răsfoit paginile tezei şi au exprimat o părere asupra conținutului. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 6

8 CAPITOL I. OBIECTIVELE TEZEI DE DOCTORAT 1.1. Studiu asupra tendinţelor actuale ale cercetărilor în domeniul abordat În România, problemele legate de producerea şi promovarea obiectelor destinate contactului direct şi prelungit cu pielea, precum şi respectarea performanţelor tehnologice în producţia acestora, datorită alinierii la legislaţia Uniunii Europene legate de libera circulaţie a marfurilor în spaţiul comunitar, trebuie să respecte REGULAMENTUL PRIVIND RECUNOAŞTEREA RECIPROCĂ (CE) NR.764/2008. Scopul acestui document este acela de a clarifica aplicarea regulamentului (CE) nr.764/2008 ( Regulamentul privind recunoașterea reciprocă sau Regulamentul ) în cazul comercializării articolelor din metale preţioase ( AMP ) pe teritoriul UE [90]. La nivel naţional nu există un concept de abordare sistemică a operaţiilor de brazare în special pentru materialele neferoase şi aliaje uşoare. Brazarea Au şi Ag se realizează la momentul actual prin tehnologii şi procedee care includ materiale de adaos dar care nu prezintă acelaşi comportament precum materialele de bază la contactul direct şi prelungit cu pielea. Prin aplicarea de vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare, se realizează marirea fluidităţii aliajului pentru brazat şi curgerea mai uşoară în interstiţiul de brazare, dar şi o difuzie mai bună în materialul de bază, îmbunătăţirea acestora conducând la obţinerea de îmbinari brazate mai performante Delimitarea domeniului de cercetare Brazarea aliajelor de metale nobile preţioase reprezintă o problemă complexă prin condiţiile foarte stricte pe care trebuie să le respecte atât aliajele pentru brazat folosite, cât şi tehnologiile şi echipamentele utilizate la astfel de procese Obiectivele cercetării În urma analizei stadiului actual al evoluţiei materialelor nobile preţioase şi proceselor de brazare pretabile acestora, a contextului ştiinţific şi a domeniului de cercetare, am stabilit urmatoarele obiective de cercetare: Aprecieri asupra evoluţiei utilizării materialelor nobile în domenii industriale şi de înaltă tehnologie şi asupra stadiului actual al proceselor de bazare specifice; Cercetări experimentale privind obţinerea aliajelor pentru brazat de tipul soluţiilor solide folosite la brazarea materialelor metalice nobile preţioase; Cercetări experimentale asupra brazării aliajelor de Au şi Ag cu materialele de adaos obţinute. CAPITOL II. STADIUL ACTUAL PRIVIND EVOLUŢIA MATERIALELOR METALICE NOBILE ŞI PROCESELE DE BRAZARE ALE ACESTORA 2.1. Materiale metalice şi identificarea metalelor nobile preţioase Din examinarea sistemului periodic al elementelor se constată că acesta conţine 7 perioade, notate cu cifre arabe, formate din şirul elementelor aşezate în ordinea crescătoare a maselor atomice şi 8 grupe principale, notate cu cifre romane, de la I A la VIII A, formate din elemente înrudite din punct de vedere fizico-chimic şi aranjate în coloane verticale, şi 10 grupe secundare notate cu cifre romane de la I B la X B. În total sunt 7 perioade, dintre care trei sunt FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 7

9 perioade mici şi patru perioade mari. Metalele platinice (a doua şi a treia triadă) împreună cu grupa I B formează grupul metalelor nobile. Ag, Au şi Pt împreună cu metalele platinice se mai numesc şi metale nobile, iar grupa I B şi a treia triadă a fierului, formează grupul de metale nobile preţioase Proprietaţi fizice generale implicate în procesul de brazare al metalelor nobile Proprietăţile fizice generale ale metalelor nobile, cu implicare tehnologică în procesele de ingineria brazării sunt: Temperatura de topire reprezintă cel mai importat factor tehnologic în tehnologiile de brazare; Conductibilitatea termică şi electrică toate metalele sunt bune conducătoare de caldură şi electricitate. Cea mai mare conductibilitate electrică o au argintul şi cuprul. Capacitatea metalelor de a fi lipite, brazate sau sudate este proprietatea metalelor de a se îmbina prin încălzire locală până la starea plastică sau până la topire. Piesele care se îmbină pot avea aceeaşi compoziţie sau compoziţie apropiată, iar îmbinarea pieselor se poate face fie prin contact direct, fie cu ajutorul unui metal intermediar, numit material de adaos [25] Proprietăţi chimice generale implicate în procesul de brazare al metalelor nobile Metalele nobile preţioase sunt denumite astfel datorită proprietăţilor fizice dar mai ales datorită celor chimice. Metalele nobile preţioase sunt: argintul (Ag), aurul (Au), platina (Pt ), paladiul (Pd). În lucrare, voi supune cercetării teoretice şi experimentale metalele preţioase care au aplicaţii la nivel industrial şi sunt folosite în domenii tehnice, medicină şi artă Proprietăţile aurului Proprietăţile generale, fizice şi cele cu caracter atomic ale aurului pur (fin), au fost identificate în multe lucrări de specialitate. În tabelul 2.1. sunt prezentate principalele proprietăţi generale ale aurului extrase din tabelul lui Mendeleev. În tabelul 2.2. sunt prezentate proprietăţile fizice şi caracteristicile principale al aurului Proprietăţile argintului Proprietăţile generale, fizice ale argintului selectate din tabelul lui Mendeleev sunt prezentate în tabelul 2.4., iar proprietăţile fizice şi principalele caracteristici atomice ale argintului sunt prezentate în tabelele 2.5. şi 2.6. [131] Aliaje de metale nobile preţioase Aliajele se deosebesc de metale prin proprietăţile lor îmbunătăţite, adăugarea diferitelor elemente la metalele principale modifică proprietăţile acestora, le îmbunătăţesc capacitatea de prelucrare, le măresc rezistenţa şi duritatea. Aliajele pot fi: aliaje de tip soluţie solidă; aliaje de tip amestec; aliaje de tip combinaţii intermetalice; aliaje de tip faze intermediare. Aliajele de metale nobile preţioase, destinate folosirii la nivel industrial, se obţin prin topirea în comun a constituenţilor. Aceste aliaje sunt de tip soluţie solidă [81]. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 8

10 Aliaje de Au Una dintre cele mai reprezentative calităţi ale aurului este maleabilitatea. Aceasta combinată cu luciul metalic şi rezistenţa la coroziune face ca aurul să fie un material care permite crearea diverselor obiecte de podoabă şi artizanat. Aurul destinat fabricării obiectelor de podoabă, este un aliaj, un amestec de metale ce contine aur, argint şi cupru, iar în unele cazuri poate conţine şi nichel, zinc sau cadmiu (aur alb), [13]. Termenul de carat se referă la proporţia de aur pur a metalului din care este fabricat un obiect. Caratajul poate fi definit în două moduri, reprezentând: Fineţea care exprimă cantitatea de aur în parţi din 1000 ; Procentul de aur curat. În tabelul 2.7. este prezentată corespondenţa dintre caratajul şi fineţea aurului [85]. Conform SR EN 29202:1995, titlurile aliajelor de aur folosite în România sunt prezentate în tabelul 2.8. [99]. Tabelul 2.7. Corespondenţa dintre caratajul şi fineţea aurului Carataj Fineţe Tabelul 2.8. Titlurile aliajelor acceptate în România Titlul minim 375 % Aliaj de 585 % aur 750 % 916 % Culorile aliajelor de aur sunt reglementate în legislatia Română prin SR EN 28654:1995 [100]. Diagrama AuAgCu în raport de culoarea aurului este prezentată în figura 2.4., [2]: În tabelul 2.12., sunt prezentate temperaturile de topire ale aliajelor de Au [82]. Figura.2.4. Diagrama AuAgCu Tabelul Temperaturile de topire ale aliajelor de Au Titlu aur (culoare) Temperatura topire Aur (Fin 24Kt) 1063 ( C) 18Kt (verde) 988 ( C) 18Kt (galben) 927 ( C) 18Kt (alb) 943 ( C) 18Kt (roşcat) 902 ( C) 14Kt (verde) 963 ( C) 14Kt (galben) 879 ( C) 14Kt (alb) 996 ( C) 14Kt (roşcat) 935 ( C) 10Kt (verde) 860 ( C) 10Kt (galben) 907 ( C) 10Kt (alb) 1079 ( C) 10Kt (roşcat) 960 ( C) FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 9

11 Aliaje de Ag Argintul în stare pură nu poate fi folosit în tehnică sau industria producătoare de podoabe datorită maleabilităţii sale foarte mari. Pentru a putea fi prelucrat şi pentru a avea o mai mare rezistenţă la uzură şi o duritate mai ridicată, acesta este aliat cu un alt metal, şi anume cuprul. Pentru a calcula cantitatea de argint ce se află într-un aliaj, se foloseşte promila sau lat şi semeri. Argintul pur are 1000 sau 16 laţi şi fiecare lat are 18 semeri. Titlurile argintului folosit în tehnică şi industria producatoare de podoabe şi artizanat variază foarte puţin. Tabelul Modul de calcul pentru cantitatea de Ag ce se află într-un aliaj Lat Promilă Semer 1 lat 62,5 18 sem. 2 lat sem. 3 lat 187,5 54 sem. 4 lat sem. 5 lat 312,5 90 sem. 6 lat sem. 7 lat 437,5 126 sem. 8 lat sem. 9 lat 562,5 162 sem. 10 lat sem. 11 lat 687,5 198 sem. 12 lat sem. 13 lat 812,5 234 sem. 14 lat sem. 15 lat 937,5 272 sem. 16 lat sem. Tabelul Aliaje de Ag acceptate în România Titlu minim Aliaj de argint Lichid 835 % 925 % Figura 2.5. Diagrama de fază AgCu În industria producătoare de podoabe şi artizanat se foloseşte la nivel internaţional argintul cu titlu 925. Aliajele de argint acceptate în România sunt prevăzute în SR EN 29202: 1995 conform cu tabelului Diagrama de fază a aliajului Ag Cu (figura 2.5.) indică punctul eutectic al aliajului. Argintul fin este verificat, marcat, ambalat şi livrat conform SR 3321:1998, având o compoziţie chimică conform tabelului În tabelul 2.17, sunt prezentate temperaturile de topire ale aliajelor de argint. Tabelul 2.15.Compoziţia chimică a Ag fin conform SR 3321:1998 Marca Impurităţi, % Pb Fe Bi Cu Se+Te Ag 999,0 0,025 0,002 0,001 0,08 - Ag 999,5 0,015 0,002 0,001 0,04 - Ag 999,9 0,001 0,001 0,0005 0,010 0,0010 Tabelul Temperaturi topire aliaje Ag Titlu argint Temperatura de topire Argint fin (990) 961 ( C) ( C) ( C) 2.3. Parametrii şi condiţii de realizare a proceselor de brazare Brazarea are patru caracteristici distincte: îmbinarea, unirea unui ansamblu a două sau mai multe piese pentru a forma o structură se realizează prin încălzirea ansamblului sau regiunea pieselor care sunt unite la o temperatură de peste 450 C. părţile asamblate şi materialul de adaos sunt încalzite la o temperatură îndeajuns de ridicată încât să topească materialul de adaos dar nu şi piesele de asamblat; materialul de adaos topit se răspândeşte în interstiţiul dintre piese umectând suprafaţa materialului de bază al pieselor; ansamblul se lasă să se răcească astfel încât materialul de adaos se solidifică, FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 10

12 acesta este ţinut în interstiţiu prin atracţie calpilară, ceea ce face ca piesele să formeze un ansamblu. Structura îmbinării brazate, datorită fenomenelor din timpul procesului, are un caracter zonal ( figura 2.6.). Materialul de bază neinfluenţat A este urmat de o zonă influenţată termic B unde materialul de bază suferă unele modificări structurale prin mărirea cristalelor şi recristalizare. În această zonă pot apărea limite de grăunţi îngroşate ca urmare a difuziei la limita grăunţilor. Stratul de aliaj C, face trecerea de la materialul de bază A, la materialul de adaos D, el poate să fie foarte subţire, încât să nu poată fi evidenţiat la microscop. La aceasta se adaugă zona cu material de adaos nemodificat. Zona influenţată termic B este prezentă când materialul de bază suferă modificări structurale la temperatura de brazare. Stratul de aliaj C apare doar când materialele sunt solubile unul în altul, de exempu la crearea legăturilor intermetalice. Zona cu material de adaos nealiat poate dispărea la lipiri la temperaturi mari şi cu durată mare [24]. Figura.2.6. Structura îmbinării brazate a) d) Figura.2.7 Desfaşurarea vid dep. dupa red. procesului de brazare a) strat de oxid substrat Piesa pentru brazat; b) substrat Încălzirea piesei şi formarea e) b) stratului de oxizi; c) Aplicarea MA în stare aer decapantului peste stratul de topită strat de oxid oxizi; d) Eliminarea de catre substrat substrat decapant a sratului de oxizi; e) c) f) Materialul de adaos în stare lichidă peste piesa de brazat; decapant material de adaos f) Difuzia materielului de strat de oxid zona aliata adaos în materialul de bază al substrat substrat piesei Brazarea nu implică nicio topire sau deformare plastică a materialului de bază (materialul piesei brazate), brazarea cuprinde un grup de procese de îmbinare care au loc prin încălzirea pieselor la temperaturi adecvate, de peste 450 C, şi prin folosirea unui material de adaos feros sau neferos care trebuie să aibă o temperatură lichidus peste 450 C, şi o temperatură solidus sub cea a materialului de bază (figura 2.7.) Ingineria procesului de brazare În ingineria brazării se defineşte un grup de procese fizice, chimice şi tehnologice prin care are loc unirea unor piese formând un ansamblu. Aceste procese sunt: a) Umectarea suprafeţelor şi răspândirea picăturii pe suprafeţele solidelor. Suprafaţa unui solid poate fi umectată sau nu de un lichid. Picătura de lichid pusă pe o suprafaţă solidă se întinde până la o anumită limită, numită perimetru de umectare. Unghiul format între tangentele suprafeţelor care vin în contact, unghi de umectare (θ), poate servi ca masură a umectării. Umectarea totală coresunde unui unghi θ = 0, (figura 2.8. a), umectarea parţială corespunde unui unghi θ < π/2; (figura 2.8. b), iar neumectarea corespunde unui unghi θ > π/2 (figura 2.8. c) [29, 31]. Tensiunile superficiale sunt însă foarte orientate tangenţial la interfaze. La echilibru, suma acestor forţe trebuie să fie nulă. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 11

13 aliaj pentru brazat lichid metal de bază metal de bază metal de bază a) b) c) Figura 2.8 Forma unei picături de lichid pe o suprafaţă plană solidă Prin urmare: σ sg = σ lg cosθ + σ gl (2.3.) Din această relaţie rezultă: cosθ = (σ sg σ sl ) / σ lg = σ a / σ lg (2.4.) unde: σ a reprezintă lucrul de umectare a unitaţii de suprafaţă, se numeşte tensiune de adeziune: σ a = σ sg σ sl (2.5.) Relaţia (2.4.) este cunoscută sub numele de relaţia celor trei tensiuni sau relaţia Young. Cazurile întâlnite cel mai frecvent în practică corespund unor valori intermediare ale unghiului θ. În figura 2.9. este prezentată calitatea brazării în funcţie de calitatea umezirii şi unghiul format de picătura de aliaj topit cu suprafaţa brazată. Forma picăturii de aliaj topit Unghiul de contact Calitatea brazării Calitatea brazării foarte bună bună foarte bună bună Figura.2.9 Calitatea brazării în funcţie de umectare satisfăcătoare nesatisfă cătoare satisfăcătoare... mediocră nu se realizează b) Capilaritatea La introducerea unui tub capilar perpendicular pe o suprafaţă mare, plană, de lichid (figura 2.10.) nivelul lichidului se poate ridica în tub, această ridicare purtând numele de ascensiune capilară (figura a) sau poate coborâ, coborârea numindu-se depresiune capilară (figura b). Tensiunea superficială fiind totdeauna pozitivă, ascensiunea sau depresiunea capilară sunt condiţionate de umectarea sau neumectarea peretelui capilarei de către lichidul respectiv. Figura 2.10 Fenomene capilare: a)- ascensiune capilară; b) - depresiune capilară. Tensiunea superficială fiind totdeauna pozitivă, ascensiunea sau depresiunea capilară sunt condiţionate de umectarea sau neumectarea peretelui capilarei de către lichidul respectiv. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 12

14 În cazul ascensiunii lichidului în capilarul de rază r, greutatea coloanei de lichid care se găseşte deasupra nivelului suprafeţei va fi echilibrată de forţa care menţine pelicula de lichid aderentă la tubul capilarului, dată de relaţia: F a = 2π σ a (2.9. a) σ a, tensiunea de adeziune, se obţine din relaţia 2.5. şi forţa de adeziune este: F a = 2π σ cosθ (2.9. b) Greutatea coloanei de lichid, G, ridicată în capilar la înaltimea h, va fi: G = π 2 hgρ (2.10.) unde: ρ este densitatea lichidului şi g acceleraţia gravitaţională. La echilibru F a = G: 2π σ cosθ = π 2 hρ (2.11.) Rezultă pentru σ expresia ecuaţiei Young Laplace: σ = ρ hg / 2 cosθ (2.12.) Din ecuaţia Young-Laplace, înălţimea lichidului în capilar este: h = 2 σ cos θ / gρ (2.13.) sau, în cazul umectării totale, când θ = 0, cosθ = 1: h = 2σ / gρ (2.14.) conform relaţiei 2.13., când cosθ > 0, h > 0, lichidul urcă în capilar şi când cosθ < 0, h < 0, lichidul coboară în capilar. Pe baza ascensiunii capilare a lichidelor se poate determina valoarea tensiunii superficiale (rel.2.13.). La îmbinările brazate, jocul dintre suprafeţele pieselor de brazat este cat se poate de mic formând un tub capilar. c) Difuzia: Viteza procesului de difuzie creşte foarte mult cu temperatura. Accelerarea procesului de difuzie a metalului depus pe suprafaţa unei piese (argintare, aurire, cromare, nichelare etc.) creşte prin încalzire la cateva sute de grade celsius. Mecanismul difuziei în solide este un mecanism de salt, transportul de masă fiind realizat prin salturi succesive de la o poziţie de echilibru la alta. Sunt posibile ambele forme de difuzie: autodifuzie şi interdifuzie. Există două tipuri de difuzii: Difuzie prin interstiţii: în soluţii solide de interstiţie, cum ar fi sistemul Fe-C (figura 2.18). Difuzie prin noduri vacante: în soluţii solide de substituţie, cum ar fi aliajele Cu- Au, Ag-Au, Cu-Ag, Si-Ge, etc (figura 2.19.). Figura Difuzia prin interstiţii Figura Difuzia prin noduri vacante Deoarece în interstiţiile a şi b, particula difuzantă este în poziţie de echilibru (energie minimă), din motive de simetrie, se consideră maximul de enerigie la mijlocul intervalului, în punctul c. Pentru a difuza, impuritatea trebuie să depăsească bariera de energie E s (energie de salt) când se deplasează între atomii reţelei. Deoarece E s este de circa 1eV, iar energia medie de vibraţie este de aproximativ 0,1 ev, rezultă că vor difuza numai particule cu energie mai mare decât E s. Dacă ν 0 este frecvenţa de FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 13 a) b)

15 vibraţie a particulei difuzante (ν 0 =10 13 s -1 ) şi z este cifra de coordinare, (poziţiile interstiţiale disponibile ) frecvenţa salturilor ν s prin interstiţii va fi: ν s = z ν 0 e -Es /RT. (2.16.) Difuzia prin noduri vacante (prin deplasarea golurilor) se petrece ca şi în cazul precedent, mecanismul fiind arătat în figura Difuzia prin noduri vacante este caracteristică metalelor preţioase, îmbinările brazate la aceste metale se realizează mult mai bine şi mai uşor decât la alte metale, deoarece difuzia are loc până în adancimea pieselor brazate, acest fapt contribuind şi la mărirea rezistenţei la rupere a îmbinării brazate Particularităţi ale brazării metalelor nobile preţioase Cercetarea constituenţilor structurali care apar la brazare, la metalele nobile preţioase, se poate efectua cu ajutorul diagramei de echilibru fazic a aliajului utilizat, diagramă ce prezintă reacţie eutectică. Deoarece fazele solide şi lichide ale aliajelor de lipire în timpul topirii diferă, compoziţia se schimbă treptat, pe masură ce temperatura creşte. Dacă în procesul de brazare apar condiţii favorabile curgerii este posibil ca faza lichidă să se separe de faza încă netopită. Când aliajul de topire este solubil în metalul de bază în stare solidă, la procesul de brazare va predomina difuzia în metalul de bază a unor elemente ce compun aliajul de brazare. În acest caz, în stratul din metalul de bază care intră în contact direct cu aliajul de brazare în stare topită, se obţine o soluţie solidă în care va predomina metalul de bază Procese conexe brazării metalelor nobile preţioase Pregătirea marginilor şanfrenare În funcţie de tipul materialului, de grosimea lui şi de gradul de precizie al reperului se poate realiza tăierea sau şanfrenarea materialelor metalice, pe cale mecanică sau termică, astfel: a) Tăierea mecanică realizează precizie dimensională şi calitate corespunzătoare în condiţiile unui cost moderat pentru grosimi mici; b) Tăierea termică se caracterizează prin simplitate, productivitate, flexibilitate şi costuri acceptabile [70] Interstiţiul pentru brazare Tipurile de îmbinări care pot fi realizate prin brazare: cap la cap sau prin suprapunere sunt prezentate în figura a) b) Figura.2.20 Tipuri de bază ale îmbinărilor prin brazare a) îmbinare prin suprapunere; b) îmbinare cap la cap. Lungimea de suprapunere a pieselor care alcătuiesc îmbinarea trebuie corelată cu grosimea şi caracteristicile piesei mai slabe, creşterea peste anumite limite a lungimii de suprapunere nu mai duce la creşterea capacităţii portante a îmbinării. Zonele caracteristice ale unei îmbinări prin brazare sunt prezentate schematic în figura Unul dintre cele mai importante aspecte în operaţia de brazare este controlul interstiţiului dintre piesele de îmbinat, adică al spaţiului dintre cele două piese prin care metalul de adaos trebuie să curgă sub acţiunea forţelor de capilaritate. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 14

16 Figura Zone caracteristice ale îmbinării brazate Acesta este definit prin termenul de interstiţiu la temperatura de brazare. Principalii factori care trebuie luaţi în considerare la stabilirea interstiţiului la temperatura de brazare sunt: materialele de bază ale pieselor de îmbinat, geometria îmbinării în stare finită, modul de pregătire a suprafeţelor pieselor în zona de brazare, fluxul şi eventual, atmosfera controlată folosită la brazare, viteza de încălzire şi temperatura de brazare, tehnica de conducere a procesului de brazare. În tabelul sunt prezentate dimensiunile interstiţiului la temperatura de brazare pentru aliajele de brazare ale aurului, argintului şi cuprului, conform cu SR EN ISO 3677:2002 [106]. Tabelul Dimensiunile interstiţiului la temperatura de brazare pentru aliaje de Au, Ag, Cu Clasa de aliaj pentru brazare Simbol conform SR EN ISO Interstiţiu la temperatura de 3677:2002 brazare [mm] Aliaj de aur AU 0, Aliaj de argint AG 0,05 0,30 CP 0,05 0,30 Aliaj de cupru CU1xx max. 0,15 CU2xx, CU3xx max. 0, Factorii de influenţă asupra realizării îmbinărilor brazate a) Influenţa metalului de bază la îmbinările între piese din materiale similare nu este mare dacă nu intervin modificări metalurgice importante în zonele de contact cu metalul de adaos. b) Influenţa calităţii suprafeţei rezultă în principal pe seama nivelului de rugozitate. Suprafeţele prea rugoase sau prea fine afectează pătrunderea prin capilaritate a aliajului pentru brazare. c) Influenţa materialului de adaos, respectiv al aliajului utilizat la brazare, prin folosirea de aliaje pentru brazat compatibile cu materielele de bază se obţin îmbinări de egală rezistenţă cu materialele pe bază, favorizând o difuzie propice obţinerii de astfel de îmbinări Poziţionarea pieselor în vederea brazării Poziţionarea pieselor în vederea brazării este o operaţie esenţială de care depinde conducerea corectă a procesului de brazare şi încadrarea îmbinării în condiţiile tehnice prescrise. În figura se prezintă soluţii de poziţionare promovate uzual, iar în figura se prezintă poziţii uzuale de aşezare a materilalului de adaos. Pentru obţinerea de îmbinări brazate calitative, asezarea materialului de adaos are o importanţă foarte mare. Poziţii de asezare a materialului de adaos sunt prezentate în figura 2.24., iar prin respectarea acestora se obţin îmbinări de calitate superioară. Prin poziţionarea aliajului pentru brazat în zona de îmbinare a pieselor respectând aşezările arătate în figura 2.24., se obţine o mai bună difuzie a materialului de adaos în materialul de bază, ceea ce conduce la îmbinări mai rezistente şi cu calităţi îmbunătăţite. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 15

17 Operaţii post- brazare După realizarea brazării se are în vedere finisarea şi eventual rectificarea dimensiunilor înbinărilor realizate. În ordinea aplicării operaţiilor post-brazare avem: Decaparea în soluţii specifice (soluţie H 2 SO 4 diluat în H 2 O) pentru componente din metale nobile preţioase (Au şi Ag); Îndepărtarea oxizilor rezultaţi pe suprafaţa îmbinărilor în urma decapării (pe cale mecanică); Finisarea îmbinării brazate realizate şi aducerea la cote finite; Lustruirea mecanică a obiectelor care vin în contact direct şi prelungit cu pielea. Lustruire chimică (acoperire galvanică) a obiectelor care vin în contact direct şi prelungit cu pielea Biocompatibilitatea aurului, argintului şi aliajelor acestora Există trei reacţii alergice ale pielii care merită discutate, conform unui studiu realizat de Wiliam S. Rapson, (consultant al International Gold Corporation), în lucrarea Skin contact with gold and gold alloy : 1. Primul efect, cunoscut sub numele de black dermographism dermografism negru, unde, la contactul pielii cu diferite aliaje apar imediat linii negre bine definite pe suprafaţa pielii. 2. Al doilea efect al aurului asupra pielii este acela de aparitie a smudge phenomena adică a fenomenului de murdărie, care nu este foarte comun, dar a fost întâlnit de bijutieri. 3. Cel de-al treilea efect al aurului asupra pielii este acelea de a provoca alergii. Raportându-ne la cazurile existente în literatura de specialitate, astfel de reacţii alergice sunt foarte rar întalnite. Conform raportului Public Health Statement for Silver publicat de agenţia Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) în anul 1990 din cadrul departamentului Department of Health and Human Services, Public Health Service, contactul direct cu pielea a argintului poate provoca, la unele persoane, reacţii alergice uşoare, cum ar fi erupţii cutanate, edeme, inflamaţii [134] Concluzii Studiul materialelor metalice nobile preţioase, identifică proprietăţile fizico chimice şi atomice ale acestora, urmărind calităţile necesare realizării unei brazări specifice pentru Au şi Ag, aliajele utilizate, tehnologia aplicată şi procesele conexe bine alese duc la realizarea unei îmbinări de calitate. Din cele arătate mai sus se pot concluziona următoarele: În funcţie de proprietaţile fizice şi chimice ele metalelor şi în funcţie de asezarea lor în seria de activitate a metalelor, se pot deosebi metalele nobile preţioase de celelalte metale, iar datorită acestor proprietaţi, Au şi Ag se pretează pentru folosirea lor în domenii foarte variate; Metalele nobile preţioase sunt folosite foarte rar în stare pură, acestea folosindu-se la nivel industrial sub formă de aliaje, fapt datorat şi propietaţilor îmbunatăţile pe care le prezintă aceste aliaje. Cantitatea de metal pur din aliajele de aur se măsoară în carate sau promile, iar cea a argintului se masură în promilă sau semeri; În funcţie de legislaţia fiecărei ţari, se folosesc titluri de aur dintre cele mai variate,iar cele de argint fiind, în general, de 925. În funcţie de componentele aliajelor de aur se pot obţine culori variate ale acestuia, iar în funcţie de caratajul şi culoarea aliajelor de aur, variază şi temperatura de topire, precum şi cea de brazare a acestora; Prin brazare se realizează îmbinarea a doua sau mai multe piese, procedeu ce FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 16

18 presupune curgerea unui metal topit peste îmbinare şi racirea acestuia pentru a forma o legătură solidă, fară a implica nici o topire sau deformare plastică a materialului de bază, ceea ce prezintă unele avantaje care favorizează folosirea brazării în detrimentul sudurii. Procedeul de brazare cuprinde procese de îmbinare care au loc prin încălzirea la temperaturi adecvate ale pieselor, de peste 450( C), iar structura unei îmbinări brazate prezintă un caracter zonal; Calitatea suprafeţei de brazat şi materialul de baza influenţează pozitiv sau negativ procesul de brazare. Pentru brazarea aliajelor de Au şi Ag este nevoie de o atenţie sporită la pregătirea marginilor, pentru a obţine rosturi foarte mici. Poziţionarea pieselor în vederea brazării are de asemenea o foarte mare influenţă pentru aliajul folosit, iar operaţiile post brazare specifice sunt necesare şi obligatorii în cazul acestora; În urma unei umectări bune, îmbinarea brazată va fi de calitate, iar materialului de adaos i se v-a permite să curgă în interstiţiile dintre piese, realizându-se astfel o atracţie capilară şi o îmbinare brazată foarte bună. De calitatea umectării depinzând în mod direct şi calitatea brazării. La brazarea metalelor preţioase, pentru ca îmbinarea brazată să fie de calitate umectarea trebuie să fie de înaltă calitate, unghiul de umectare să varieze între 0 şi 15. La un unghi mai mare de 15 se realizează o curgere defectuoasă a materialului de adaos în interstiţiu, aceasta determinând umplerea incompletă a interstiţiului; Difuzia prin noduri vacante este caracteristică metalelor preţioase, îmbinările brazate la aceste metale se realizează mult mai bine şi mai uşor decât la alte metale, deoarece difuzia are loc până în adancimea pieselor brazate, acest fapt contribuind şi la mărirea rezistenţei la rupere a îmbinării brazate. Principalii factori care trebuie luaţi în considerare la stabilirea interstiţiului la temperatura de brazare sunt materialele de bază ale pieselor de îmbinat sunt: geometria îmbinării în stare finită, modul de pregătire a suprafeţelor pieselor în zona de brazare, fluxul, şi eventual, atmosfera controlată folosită la brazare, viteza de încălzire şi temperatura de brazare, tehnica de conducere a procesului de brazare; Au, Ag şi aliajele acestora pot provoca alergii la contactul direct şi prelungit cu pielea, dar au un mare aport benefic in terapiile curative; CAPITOL III. MATERIALE, TEHNOLOGII ŞI ECHIPAMENTE DE BRAZARE 3.1. Materiale de adaos aliaje pentru brazarea metalelor nobile preţioase Conform SR EN ISO 3677:2002, materialele de adaos aliajele pentru brazare sunt grupate în funcţie de compoziţia chimică şi destinaţie, folosindu-se simbolurile [106]: - S pentru toate aliajele pentru lipire moale; - B pentru toate aliajele pentru brazare (lipire tare) şi sudare prin lipire. Principalele materiale de adaos pentru brazare sunt standardizate în SR EN 1044:2002 Lipire tare. Metale de adaos pentru lipire tare şi aparţin claselor de aliaje arătate în Anexa1 [101] Aliaje pentru brazare pe baza de Au Multe dintre aliajele noi sunt folosite în ingineria industrială a brazării, dar, pentru o mai mare eficienţă este nevoie şi de alte aliaje noi pentru brazarea de diverse piese din metale nobile preţioase. Compoziţia şi temperaturile de topire ale aliajelor pe bază de Au folosite pentru brazare în domenii tehnice, sunt prezentate în tabelul 3.1. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 17

19 Tabelul 3.1. Aliaje comerciale pe bază de Au folosite la brazare în domenii tehnice Compoziţie, % Punct de topire, C Nr. Au Cu Ni Altele Solidus Liquidus ,5 15, ~ ,5 37, ,5 62,5-0,1Fe ~ ,5-17, ,9 1,0Cr ,1B Cr Aliajele listate în tabelul 3.1 de la numărul 2 până la 20, au fost obţinute după caracterul uzual al sistemului Au - Cu. Materielele de adaos aliajele folosite în fabricarea obiectelor de podoabă şi artă, dar şi cele folosite în tehnica dentară, trebuie să respecte titlul aliajului de Au din care este fabricat obiectul respectiv. În tabelul 3.2. sunt prezentate materiale de adaos aliajele pentru brazarea Au de 10 şi 14 carate. În tabelul 3.3. sunt prezentate materiale de adaos pentru brazarea Au de 18 kt. Tabelul 3.2.Materiale de bază pentru brazarea Au de 10, respectiv 14 kt kt. Aur Argin Cupru Zinc Staniu Indiu % t % % % % % Tabelul 3.3. Materiale de bază pentru brazarea Au de 18 kt Aur Arg Cupr Zinc Stani Indi Cadmi 18 int u % u u u kt % % % % % % În tabelul 3.4. sunt prezentate materiale de adaos pentru brazarea Au de 22 kt. Tabelul 3.4.Materiale de bază pentru brazara Au de 22 kt Aur 22kt, % Argint, % Cupru, % Zinc, % Indiu, % Aliajele pe bază de Ag Aliajele pe bază de argint utilizate la îmbinarea prin brazare pot fi de tipul: aliaje de argint din sistemul Ag-Cu; aliaje de argint din sistemul Ag-Cu-Zn; FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 18

20 aliaje de argint din sistemul Ag-Cu-Zn-Sn; aliaje de argint din sistemul Ag-Cu-Zn-Cd; aliaje de argint din sistemul Ag-Cu-Zn-Cd-Ni; aliaje de argint din sistemul Ag-Cu-Zn-Cd-Ni-Mn. În Anexa 1 sunt prezentate materiale de adaos cu conţinut de Ag folosite atât pentru brazarea obiectelor din Ag cât şi pentru brazarea oţelurilor şi pieselor din materiale metalice neferoase. Conform reglementărilor Uniunii Europene în legătură cu aliajele pentru brazarea obiectelor ce vin în contact direct şi prelungit cu pielea, materialele de adaos pentru brazare, care conţin cadmiu sunt interzise utilizării pentru fabricarea de astfel de obiecte. Corespondenţa mărcilor de aliaje pe bază de Ag (standard/marca aliajului) pentru lipire tare, este prezentată în Anexa 2. Principalele caracteristici ( rezistenţa la tracţiune, intervalul de topire, domeniul de utilizare) ale aliajelor de Ag utilizate la brazarea argintului dar şi la brazarea oţelurilor sunt prezentate de asemenea în Anexa Fluxuri pentru brazare Oxigenul din aer oxidează foarte activ suprafaţa metalelor formând o peliculă de oxizi care se îngroaşă şi devine tot mai densă o dată cu creşterea temperaturii şi a duratei de încălzire. Dacă piesele cu asemenea suprafeţe vor fi supuse brazării, rezultatul va fi nul întrucât oxizii nu permit difuzia aliajului topit indiferent de temperatura la care s-ar produce încălzirea. Prin SR EN 1045:1999 se stabileşte clasificarea fluxurilor utilizate pentru lipire tare (brazare) a metalelor [104] Atmosfere de lucru protectoare pentru brazare În tabelul 10. din anexa3 sunt prezentate caracteristici ale gazelor de protecţie ce formează atmosferele protectoare pentru brazare. În tabelul 2. din anexa 3 sunt prezentate pricipalele gaze folosite la sudură, brazare, şi taiere termică Tehologii şi echipamente de brazare ale metalelor nobile preţioase Tehnologiile folosite cu preponderenţă la brazarea obiectelor de artă şi podoabă din metale preţioase, sunt: a) Tehnologii industriale de brazare pentru metale nobile preţioase: Brazarea cu flacără utilizând multiarzătoare; Brazarea în cuptor; Brazarea cu plasmă. b) Tehnologii semiindustriale de brazare a metalelor nobile preţioase, care se folosesc atât la nivel industrial, pentru piesele cu geometrii foarte complexe, având un randament mai mic, dar mai ales la producţii de serii medii, mici şi unicate: Brazarea cu flacără; Brazarea prin inducţie; Brazarea prin presiune în puncte; Brazarea cu microplasmă; Brazarea LASER; Brazarea micro puls-arc Tehnologii şi echipamente industriale de brazare ale aliajelor de Au şi Ag A. Brazarea cu flacără Foloseşte caldura provenită de la o flacără rezultată în urma arderii unui amestec de gaze, format dintr-un gaz combustibil şi unul carburant, de obicei se foloseşte acetilena, butanul sau FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 19

21 hidrogenul drept gaz combustibil, iar oxigenul sau aerul atmosferic cel carburant, amestecate în raport corect şi la debitul necesar pentru a oferi procesul de combustie la temperatura necesară efectuării brazării. Brazarea cu flacără este cea mai populară metodă de brazat [34]. Figura 3.2. Zonele flacării oxiacetilenice. Zonele flacării oxiacetilenice la ieşirea din suflai (figura 3.2.) şi variaţia temperaturii de-a lungul axei flăcării sunt: a- cele patru zone ale flăcării; 1. zona abia vizibilă a amestecului de acetilenă şi oxigen; 2. zona nucleului luminos conţinând oxigen, hidrogen şi particule incandescente de C; 3. zona primară a flăcării formată din oxid de carbon şi hidrogen; 4. zona secundară a flăcării formată din bioxid de carbon şi abur. b- curba variaţiei temperaturii în cele patru zone de-a lungul axei flăcării B. Brazarea în cuptor Brazarea în cuptor poate fi brazare în atmosfere protectoare (atmosfere gazoase) sau în vid. Există două tipuri distincte de atmosfere gazoase utilizate pentru brazare: -atmosfera inert- chimică care protejează parţile de brazat de intrarea în contact cu alte elemente gazoase care ar putea reacţiona cu metalele pentru brazat şi ar produce oxizi pe suprafaţa acestora, ceea ce ar putea inhiba curgerea aliajului pentru brazare topit. - medii chimic active care vor reacţiona în timpul ciclului de brazare cu orice oxizi prezenţi pe oricare dintre părţile de brazat. Tipuri de cuptoare: Cuptoare închise (mufa): sunt alimentate fie de cărbune-gaz, fie electric,cu condiţia ca încălzirea să fie uniformă pe toată lungimea cuptorului iar temperatura să poată fi controlată. Cuptoare cu încărcare continuă: sunt cuptoare moderne de brazare, destinate producţiei la scară largă, sunt cuptoare cu funcţionare continuă unde la un capăt sunt încărcate cu piese iar de-a lungul acestuia, aceste piese sunt brazate (figura 3.5.). Cuptoare pusher: sunt în general similare cuptoarelor continue. În timp ce cuptoarele cu încărcare continuă au capetele deschise şi o centură care se deplasează pentru amplasarea pieselor, cuptorul cu împingere cuprinde o cameră de purjare imediat adiacentă la intrarea în camera de încălzire, precum şi o a doua cameră de purjare la ieşire (figura 3.6.). Figura 3.5. Cuptor încărcare continuă Figura 3.6. Cuptor pusher Figura 3.7. Cuptor de brazare în vid Pentru brazarea în cuptor în vid, se folosesc cuptoare de dimensiuni reduse (figura 3.7.), care se pretează uzului în ateliere mici şi mijlocii. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 20

22 C. Brazarea cu plasmă Brazarea cu plasmă este un procedeu de îmbinare prin topire la care coalescenţa se produce prin încălzirea cu un arc electric constrâns, care se arde între electrod şi piesa de brazat sau între un electrod şi o diuză de constrangere. Protecţia la îmbinare se asigură cu un gaz inert sau un amestec de gaze. Procedeul se aseamănă cu sudarea WIG, cu deosebirea că arcul de plasmă este constrans, printr-o strangulare mecanică sau electromagnetică. Prin aceasta, temperatura coloanei arcului de plasmă este mult mai mare decât a arcului WIG. Îmbinarea cu plasmă se aplică, de obicei, în varianta cu arc de plasmă (transferat). Îmbinarea se efectuează în curent continuu, foarte rar în curent alternativ, sursa având o caracteristică externă abrupt căzătoare Tehnologii şi echipamente semiindustriale de brazare a aliajelor de Au şi Ag Pentru serii medii, mici şi unicate ale pieselor din Au şi Ag îmbinate prin brazare se folosesc tehnologii şi echipamente specifice, în funcţie de tipul energiei termice generate. În ingineria brazării se are în vedere asigurarea unui regim termic controlat ca valoare şi timp. A. Brazarea cu flacără fără capete multiarzătoare Special pentru brazarea metalelor preţioase, cu aplicaţii în electronică şi electrotehnică, s- au dezvoltat ehipamente de brazare care produc flacăra prin procedeul de aspiraţie al gazului din rezervorul propriu care poate fi realimentat cu butan. Figura 3.9. Echipament de brazare Brazarea prin inducţie Pentru brazarea prin inducţie se foloseşte un echipament specializat format dintr-o sursă de tensiune, un generator de înaltă frecvenţă, un transformator ce are în secundar inductorul, şi un panou de comandă pentru controlul pulsurilor şi intensităţii curentului (figura 3.10). Figura Diagrama adâncimi pătrunderii curenţilor turbionari Figura Schemă bloc echipament de brazare prin inducţie. Curentul din inductor are un câmp electromagnetic pulsator care este foarte puternic în interiorul inductorului, dar este mult mai slab la capete şi pe suprafeţele exterioare. Piesa de brazat care este conducătoare de curent electric este adusă în bobina de inducţie, este strabatută de un câmp electromagnetic şi curenţi turbionari. În figura este prezentată schema electrică a dispozitivului de brazare prin inducţie. Grosimea stratului de pătrundere a curentului se numeşte adâncime de penetrare sau adâncime eficace. Aproximativ 85% din energia indusă este transformată în căldură [29, 38, 76]. În figura este reprezentată diagrama grosimii stratului de pătrundere a curenţilor turbionari în piesă. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 21

23 C. Brazarea prin persiune în puncte Brazarea prin presiune în puncte realizează îmbinarea a două sau mai multe elemente prin topirea şi amestecul materialului din acestea cu cel de adaos ca urmare a aplicării unui curent punctiform realizând astfel prinderea pieselor. În figura sunt prezentate fazele electrice şi mecanice ale brazării prin presiune în puncte. - faza I este faza de amorsare, care se caracterizează prin creşterea forţei de apăsare F de la valoarea 0 până la valoarea la care se realizează strângerea pieselor; - faza II este faza electrică şi mecanică, în care strângerea rămâne Figura Fazele electrice şi mecanice ale brazării prin presiune. constantă şi peste ea se suprapune faza electrică, de încălzire a pieselor; - faza III este faza de deformare plastică, caracterizată prin creşterea forţei şi producerea deformărilor plastice la piesele încălzite în faza anterioară; D. Brazarea cu microplasmă La procedeul de brazare cu microplasmă (WIG), arcul se formează între vârful electrodului de Wolfram şi piesa de brazat, spre deosebire de procedeul de brazare cu plasmă (Plasma Arc Welding PAW), unde electrodul din Wolfram aliat cu Thoriu 2%, este inserat în corpul electrodului. Brazarea cu arc de plasmă (Plasma Arc Welding - PAW) este un procedeu de îmbinare la temperatura de topire a materialelor până la 1650 C procedeu similar cu procedeul de sudare cu arcul electric în mediu protector de argon (Wolfram Inert Gaz -WIG). E. Brazarea LASER Brazarea, asemenea sudurării laser se bazează pe capacitatea fasciculului laser de a concentra energie foarte mare într-un spaţiu punctiform, topind astfel materialul de adaos şi creând o îmbinare foarte stabilă şi rezistentă între acestea si materialul de baza al piesei. Energia trimisă spre piese este focalizată exact pe îmbinare astfel încât zona afectată termic şi distorsiunile termice sunt minime. Figura Staţia de lucru LaserStar7000 Figura iweld990 Staţia de lucru LaserStar7000 (figura 3.16.) oferă economie de spaţiu, versatilitate şi încorporează un sistem de răcire care oferă un număr semnificativ mai mare de impulsuri de energie, menţinând în acelaşi timp temperatura de racire a apei minimă, şi o performanţă de funcţionare de 24 de ore. Un alt echipament de brazare laser este iweld 990 (figura 3.17.) care are patru variante de putere [136]: -40 Jouli, 5.5 kw, 35 Watt, 20 Hz; - 80 Jouli, 10.0 kw, 50 Watt, 20 Hz; - 60 Jouli, 8.0 kw, 35 Watt, 20 Hz; Jouli, 10.0 kw, 50 Watt, 20 Hz. F. Brazarea micro puls-arc Brazarea micro puls-arc este un caz special al îmbinării Tungsten Inert Gas (TIG). În brazarea TIG un electrod tungsten ascuţit este folosit în combinaţie cu energie electrică pentru a porni şi susţine un flux de plasmă de temperatură mare - un arc. Acest jet de plasmă este folosit ca o sursă de căldură pentru a încalzi piesele şi a topi materialul de adaos. Prin procedeul FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 22

24 TIG teoretic se poate braza toate metalele. Compania germană Lampert a dezvoltat dispozitivul de brazare micro puls-arc, numit PUK3s (figura 3.19) care combină procedeul TIG cu cel cu plasmă, astfel, impulsurile de brazare sunt suprapuse cu impulsuri de înaltă frecventă, astfel încât carecteristicile îmbinării sunt influenţate pozitiv. Figura Echipament de brazate micro pulsarc PUK3s Figura Instalaţie de brazat Orion Pulse150i Un astfel de echipament a fost dezvoltat şi de cei de la Sunstone Engineering Corporation denumit Orion Pulse 150i, care este cel mai avansat dispozitiv pentru brazare cu tehnologie micro puls-arc, foloseşte 3 niveluri de energie, ultra, micro şi nano, şi poate braza prin metoda puls-arc, în puncte precum şi în linie [132] Cercetări de aplicărea vibraţiilor mecanice asupra proceselor de brazare Vibraţiile sunt oscilaţii ale sistemelor elastice, adică mişcări ale sistemelor mecanice datorate unei forţe de readucere elastice. Astfel o bară elastică sau o coardă vibrează în timp ce un pendul oscilează. Sistemele vibratoare sunt supuse amortizării datorită pierderii de enegie prin disipare sau radiaţie Vibraţii forţate neamortizate Vibraţiile forţate sunt produse de forţe exterioare variabile în timp sau deplasări impuse. Dacă asupra masei acţionează o forţă armonică de amplitudine constantă şi frecvenţă variabilă, atunci când frecvenţa excitatoare se apropie de frecvenţa proprie a sistemului, deplasarea masei creşte nelimitat. Această condiţie se numeşte rezonanţă şi este caracterizată de vibraţii puternice. La sisteme neamortizate, frecvenţele de rezonanţă sunt egale cu frecvenţele proprii ale sistemului şi, în majoritatea cazurilor, funcţionarea la rezonanţă trebuie evitată. La sisteme amortizate, răspunsul la rezonanţă are amplitudine finită Excitarea masei cu o forţă armonică Sistemul masă-arc din figura 3.21.a este excitat de o forţă armonică f (t) = F 0 cosωt de amplitudine constantă F 0 şi pulsaţie perturbatoare ω, aplicată masei. Pe baza diagramei forţelor din figura 3.21.b, se scrie legea a doua a lui Newton:, (3.10.) care devine ecuaţia diferenţială a mişcării (3.11.) Figura Sistem masă-arc FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 23

25 Soluţia generală a ecuaţiei liniare neomogene (3.11.) este suma soluţiei (3.12.) ecuaţiei cu membrul drept zero şi a soluţiei particulare. În regim staţionar, soluţia particulară se alege de aceeaşi formă ca excitaţia Aplicaţii ale brazării Brazarea asemenea sudurii are aplicaţii în aproximativ toate domeniile. Spre deosebire de sudură, brazarea are aplicaţii în domenii precum arta şi obiecte de artă, în tehnica dentară, şi medicală, dar şi în electrotehnică şi electronică, precum şi în brazarea metalelor preţioase folosite în tehnica aerospaţială [30]. Un domeniu aparte unde se foloseşte brazarea, din motive de calitate şi rezistenţă a îmbinarilor, precum şi din motive metalurgice ale metalelor ce trebuie unite, este acela al bijuteriilor şi obiectelor de podoabă. În figurile şi se prezintă brazarea micro puls arc a unor obiecte de bijuterie. Figura Brazarea micro puls-arc a unui inel din Ag Figura Brazarea micro puls-arc a unei casete în vedetea ţintuirii unei pietre Figura Brazarea micro puls-arc a unui inel de Au La bijuterii, multe aplicaţii ale brazării trebuie realizate în locuri şi spaţii greu accesibile, precum şi la obiecte a căror fabricaţie include ataşarea de pietre, iar în cazul reparării acestor obiecte nu este posibilă o eventuală detaşare a pietrelor, motiv pentru care se folosesc procedee de brazare care permit astfel de aplicaţii. În figurile şi se prezintă brazarea micro puls arc a unor obiecte din Au cu titlul 585. Pastile CMC Pastile CMC Figura Brazarea dispozitiv SMD prin inducţie Figura Contactori de argint (pastile contact CMC) brazaţi pe suport metalic Figura Contactor 400A cu pastile CMC (AgCdO12) brazate pe suport de cupru Procedeul de brazare prin inducţie se foloseşte cu preponderenţă în electronică şi electrotehnică, acesta permiţând brazarea componentelor SMD, dar şi a altor tipuri de componente. În figura se prezintă brazarea prin inducţie a unui dispozitiv SMD. Brazarea prin presiune în puncte se foloseşte în electrotehnică pentru ataşarea contactorilor din Ag de diferite purităţi pe suporţi specifici confecţionaţi din aliaje şi metale FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 24

26 feroase. În figura şi figura se prezintă contactori din Ag ataşaţi pe suport prin brazare prin presiune în puncte. Proprietăţi precum conductivitatea, reflecţia şi rezistenţa la coroziune, fac din Au un material vital în aplicaţiile aerospaţiale, iar capacitatea sa de a reflecta căldura şi radiaţiile IR, reprezintă un factor de neînlocuit în asemenea aplicaţii. În figurile şi 3.39., se prezintă repararea prin brazare ale unor defecte de turnare ale unor coroane dentare [132]. Figura Repararea prin brazare a unui defect sub formă de lipsă de substanţă marginală la nivelul unei coroane de înveliş turnate Figura Prelungirea marginală prin brazare cu microplasmă cu material de adaos a unei coroane turnate scurte 3.5. Concluzii În capitolul MATERIALE, TEHNOLOGII ŞI ECHIPAMENTE PENTRU BRAZARE am prezentat materialele de adaos utilizate pentru brazarea metalelor nobile preţioase şi anume: aliaje pentru brazare pe baza de Au, aliaje pentru brazare pe bază de Ag, fluxuri şi atmosfere de protecţie pentru brazare. Am evidenţiat tehnologiile şi echipamentele clasice şi de înaltă tehnologie caracteristice brazării Au şi Ag în funcţie de randamentul în producţie, precum şi aplicaţii ale brazării acestor metale în domeniile unde se folosec Au şi Ag precum şi în funcţie de tehnologiile de brazare folosite. În urma acestor aprecieri se pot concluziona următoarele: Aliajele pentru brazare care au al bază Au şi Ag, sunt clasificate conform SR ISO 3677:2002, acestea trebuind să îndeplinească o serie de condiţii tehnice specifice, iar în cazul folosirii acestora la fabricarea de bijuterii, trebuie să respecte titlul materialelor de bază. Materialele de adaos folosite la brazare se împart în: aliaje pentru brazare conform cu STAS şi cele folosite la brazarea bijuteriilor conforme cu SR EN 1904:2002; fluxuri pentru brazare clasificate conform SR EN 1045; atmosfere protectoare pentru brazare, care pot fi formate din gaze inerte, oxidante, reactive sau reducătoare. Tehnologiile folosite la brazarea obiectelor de podoabă şi artă, din Au şi Ag, sunt foarte variate şi diferă în funcţie de volumul de producţie şi randamentul necesar, fiind elaborate echipamente super specializate adaptabile şi altor aplicaţii precum: brazarea Au şi Ag folosite în tehnica aerospatială, tehnica dentară şi medicală, dar şi în electrotehnică şi electronică; Prin aplicarea de vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare se poate imfluenţa deplasarea masei formată de aliajul pentru brazat în stare lichidă. Dacă o forţă armonică de amplitudine constantă şi frecvenţă variabilă acţionează asupra masei, atunci când frecvenţa excitatoare se apropie de frecvenţa proprie a sistemului, deplasarea masei creşte nelimitat. Aplicând vibraţii mecanice de o anumită amplitudine şi evitând intrarea în rezonanţă a piesei, dar totuşi, imprimând o mişcare de oscilaţie aliajului de brazat în timp ce acesta se află în stare lichidă în procesul de brazare, se poate influenţa pozitiv rezultatele procesului de brazare; FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 25

27 CAPITOL IV.CERCETĂRI PRIVIND OBŢINEREA ALIAJELOR PENTRU BRAZAREA METALELOR NOBILE PREŢIOASE 4.1. Aliaje pentru brazarea Au, Ag şi a aliajelor acestora În literatura de specialitate studiată, am constatat că materialele pentru brazare sunt : aliaje de tipul soluţiilor solide; aliajele de tip amestec, care prezintă proprietăţi inferioare metalelor de bază. În cadrul cercetărilor am urmărit realizarea urmatoarelor obiective: elaborarea de reţete optimizate ale materialelor de adaos pentru brazarea aliajelor din Au şi Ag; elaborarea de aliaje pentru brazarea cu flacără a Au şi Ag; analiza macroscopică şi microscopică a materialelor elaborate; analiza microdurităţii aliajelor obţinute experimental; determinarea analitică a elementelor chimice de compoziţie. În urma experimentărilor am obţinut patru materiale de adaos, două destinate brazării aliajelor de Au cu titlul 585 de culoare galben, iar două pentru brazarea aliajelor de Ag cu titlul Reţete optimizate de aliaje pentru brazarea Au, Ag şi aliajelor acestora În cadrul tezei s-a urmărit obţinerea şi caracterizarea unor noi materiale de adaos alcătuite din aur, argint, cupru şi zinc, pentru brazarea cu material de adaos, prin procedeul cu flacără oxigaz. În tabelul 4.1., sunt prezentate reţetele de realizare a materialelor de adaos pentru brazarea aliajelor de Au de diverse carataje, proporţia este exprimată în procente, iar acestea se dozează în grame, în funcţie de masa aliajului necesar. În tabelul 4.2. sunt prezentate reţete de realizare a materialelor pentru brazarea aliajelor de Ag: Tabelul 4.1. Reţete optimizate de MA pentru brazarea Au Aur % Argi nt,% Cupr u,% Zinc,% Cad miu Sta niu, Indi u,%,% % 9 38, , kt. 10 kt. 14 Kt 18 kt. 22 kt. 38, , , ,2 5, ,13 41,67 29,5 22 4,25-2,5-8 58,5 17,3 15,6 6-2, , , ,5 9, , , Tabelul 4.2. Reţete optimizate de MA pentru brazarea Ag Argint % Cupru % Zinc % Cadmiu % Staniu % Cercetări experimentale privind obţinerea aliajelor pentru brazarea Au galben 585 şi Ag 925 Cercetarea experimentală a urmărit obţinerea de informaţii referitoare la modul de elaborare a aliajelor de Au şi Ag prin topirea în creuzet cu flacără oxiacetilenică în prezenţa FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 26

28 substanţelor dezoxidante. Aliajele din sistemul AuCuZn şi AuAgCuZn au la bază diagrama de stare din figura 4.1. Conform lucrării The metallurgy of some carat gold jewellry (A.S.McDonald şi G.H.Sistare de la Handy&Harman, Fairfield, Connecticut, U.S.A.) aliajele din sistemul AuAgCuZn pot fi clasificate şi discutate în termeni de doi parametrii şi anume conţinutul de Au şi parametrul Ag definit prin raportul (Rel.4.1) [91]. Unde Ag este parametrul care descrie trasarea procentajului de Ag de pe abscisă, pentru a desemna compoziţia aliajului [65, 91]. Contribuţia acestora, a fost analiza aliajelor din sistemul AuAgCu şi AuAgCuZn în termeni de trei secţiuni verticale cvasi-binare a diagramei ternare la conţinut constant de Au de carataj 18, 14 (figura 4.2.) şi respectiv 10 kt. Conform cu lucrarea menţionată mai sus, aliajele din sistemul AuAgCuZn, pot fi interpretate asemenea celor din sistemul ternar, AuAgCu, din care toate aceste tipuri de aliaje moştenesc anumite caracteristici metalurgice fundamentale. Aliajele care conţin mai mult de 30% Zn, suferă o scădere drastică a rezistenţei mecanice şi a ductilităţii [129]. Fabricarea de asemenea aliaje este dificilă, iar producerea lor ca produse de forjaj este precară. Folosirea de asemenea aliaje ca aliaje pentru brazat duc la îmbinări brazate care tind să fie slabe. Această slăbiciune este reprezentată de relaţiile de fază din acest sistem ternar. Aliajele bogate în conţinut de Ag sunt folosite pentru brazare în industria producătoare de bijuterii [129]. Totuşi, argintul folosit la fabricarea de bijuterii conţine un minim de 92,5% Ag, dar această specificaţie nu este posibilă şi în cazul obţinerii aliajelelor pentru brazare, pentru că, respectând această specificaţie, nu s-a obţinut o temperatură de topire suficient de mică a acestora, fapt pentru care există o nepotrivire a culorii între aliajele pentru brazarea argintului şi culoarea argintului [58]. Din acest motiv, limitele de conţinut de Ag pentru aliajele pentru brazare a obiectelor de bijuterie sunt de 67,0% Ag [58]. Prin cercetările şi testările din aceasta teză, voi încerca să ridic această limită de conţinut de Ag, fapt care va conduce la o mai bună potrivire a culorii aliajului pentru brazat cu materialul de bază, dar care va ridica costul de producţie al obiectelor datorită creşterii de conţinut de Ag pur din aliajul pentru brazat, însă, per total acest cost va scădea prin faptul că nu va mai fi nevoie de o lustruire chimică (acoperire galvanică), ca ultimă operaţie în fabricarea acestora. În urma cercetărilor teoretice în veredea obţinerii de aliaje pentru brazarea Au şi Ag, am recurs la obtinerea de 4 aliaje pentru brazare, două pentru brazarea Au, şi două pentru brazarea argintului. Pentru a obţine aceste tipuri de aliaje am elaborat o schemă logică (fig. 4.2.) de fabricaţie şi testare a acestora. (4.1) FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 27

29 Figura Schemă logică a testărilor şi determinărilor pentru aliajele experimentale Procesul tehnologic de obţinere a aliajelor pentru brazare Prin programul experimental, am avut în vedere elaborarea a patru aliaje dintre care două destinate brazării Au galben deschis (58,5% Au; 10% Ag; 27% Cu; 4,5 Zn), cu titlul 585, iar celelalte două destinate brazării argintului (92,5 Ag; rest Cu) cu titlul 925: Aliaj de fuziune de tipul AuAgCuZn cu conţinut mai mic de zinc, presupus a fi cu FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 28

30 fiabilitate bună, notat cu Fer1; Aliaj de fuziune de tipul AuAgCuZn cu conţinut ridicat de zinc, cu fragilitate ridicată datorată conţinutului ridicat de zinc, notat Au1; Aliaj de fuzine de tipul AgCuZn cu conţinut mai mic de zinc, presupus a fi cu fiabilitate bună şi structură dendritică, notat Fer2; Aliaj de fuziune de tipul AgCuZn cu conţinut mai ridicat de zinc, cu fragilitate ridicată datorată conţinutului ridicat de zinc, notat cu Ag2. Procentele masice de participare ale elementelor în vederea elaborării aliajelor sunt date în tabelul 4.3. Tabelul 4.3. Reţete de compoziţie ale aliajelor experimentale Notaţii Au (%) Ag (%) Cu (%) Zn (%) Fer1 58, ,5 Au1 58,5 6, Fer Ag Obţinerea aliajelor pentru brazare s-a realizat respectând ordinea procesului tehnologic următor (figura 4.3.). Respectând procesul tehnologic au fost obţinute patru aliaje, două avand la bază Au iar două având la bază Ag. În urma laminării aliajelor pe partea pentru obţinerea tablelor a laminorului, am obţinut aliajele tip placă din figura 4.4. Figura 4.3. Schemă bloc a procesului tehnologic de obţinere a aliajelor experimentale Figura 4.4. Aliaje experimentale laminate Aliajele notate cu Au1 şi Ag2, în urma unei singure treceri printre valţurile laminorului au prezentat fisuri (figura 4.4.). Determinarea temperturii de topire a aliajelor experimentale Pentru determinarea temperaturii de topire a aliajelor obţinute experimental, am folosit un termometru de radiaţie modet Omegascop OS523-2 (figura 4.5.). FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 29

31 Figura Pirometru de radiaţie OS Figura 4.6. Schemă bloc de funcţionare pirometru de radiaţie În figura 4.6. se atată schema bloc de funcţionare a pirometrului de radiaţie Omegascop OS523-2 [140]. Pentru a putea măsura temperatura de topire a aliajelor obţinute experimental am folosit un minicreuzet din ceramică (figura 4.7.) în care am topit bucăţi tăiate din aliajele experimentale (figura 4.8.) cu dimensiunile prezentate în tabelul 4.4 Tabelul 4.4. Dimensiuni bucăţi aliaje experimentale Aliaj Lungime Lăţime Grosime (mm) (mm) (mm) Fer Au Fer Figura.4.7. Figura 4.8. Aliaje experimentale taiate în vederea Ag Minicreuzet determinării temperaturii de topire Pirometrul de radiaţie a fost aşezat le distanţa de 60 cm faţă de creuzet, iar pentru încălzii creuzetul şi a topii aliajul am folosit un echipament cu flacără normală oxi-gaz, care foloseşte butanul drept gaz combustibil iar aerul atmosferic aspirat drept gaz carburant. Înregistrarea temperaturii s-a făcut în momentul când întreaga masă a aliajului se află în stare lichidă. Determinarea temperaturii de topire pentru aliajele experimentale este prezentată în figura 4.9., aceasta a fost realizată plecând de la o preîncălzire a minicreuzetului de ceramică de 130 C. Intervalele de timp la care am obţinut tempraturile de topire precum şi temperaturile de topire ale aliajelor experimentale, sunt prezentate în tabelul 4.5. Figura Măsurarea temperaturii de topire a aliajelor experimentale; a) masurarea temperaturii de topire a aliajului Fer1; b) măsurarea temperaturii de topire a aliajului Au1; c) măsurarea temperaturii de topire a aliajului Fer2; d măsurarea temperaturii de topire a aliajului Ag2. Tabeul 4.6. Temperaturile de topire şi timpii de obţinere pentru aliajele experimentale Aliaj Interval temperatură de topire Timp obţinere Parametru Ag experimental ( C) temperatură(s) Fer ,96 Au ,23 Fer Ag Raportându-mă la lucrarea menţionată la începutul capitolului, am poziţionat aliajele pentru brazarea Au dezvoltate în teză în funcţie calculului parametrului Ag conform relaţiei 4.1., şi de temperatura de topire, în secţiunea cvasi-binară la diagrama ternară de stare la Au de 14 kt (figura 4.10). Aliajele din sistemul AgCuZn au la bază diagrama ternară de stare din figura FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 30

32 Figura Repreze ntarea aliajelor experime ntale pe secţiune cvasibinară la diagrama ternară de stare la Au de 14 kt [65] Figura Reprezentarea aliajelor experimentale pe diagrama ternară de fază a sistemului AgCuZn Analiza compoziţiei masice şi de microduritate a aliajelor Fer1 şi Fer2 Analiza compoziţională locală s-a realizat prin microscopie electronică de baleiaj, pe microscopul SEM FEI Quanta Inspect F, cu emisie în câmp şi dotat cu un sistem de analiză dispersiv în energie (EDS). În urma analizei compoziţiei chimice a aliajului Fer1, parametrul Ag, conform caruia am realizat interpretarea structurii obţinute, a suferit o diminuare de la cea teoretică de 70,96 la 68,42. Acest fapt neinfluenţând faptul ca aliajul Fer1 este un aliaj de Au de tipul III comform lucrarii menţionată la începutul capitolului. Pentru determinarea microdurităţii Vikers a aliajelor experimentale am folosit un tester de microduritate Vikers FM-700, forţa de apăsare fiind de 0,01kgF, iar timpul de apasare fiind de 12 secunde. 1. Analiza compoziţională locală a aliajului Fer1 este reprezentată în figura a) şi b): Figura Diagrame EDS ale aliajului Fer1 a) b) Analiza s-a facut în 3 microzone, rezultatele analizei sunt prezentate în tabelul urmator: Tabelul 4.7. Analiza compoziţională locală aliaj Fer1 Microzona 1 Microzona 2 Microzona 3 Element % masă % atomice % masă % atomice % masă % atomice AgL 22,80 26,30 22,65 25,77 22,03 25,05 CuK 10,34 20,26 10,83 20,73 10,08 20,38 ZnK 8,79 16,74 9,55 17,93 9,49 17,81 AuL ,70 57,08 35,57 58,40 37,75 FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 31

33 Tabelul.4.8. Microduritatea aliajului experimental Fer1 Aliaj Fer1 Microzona1 Microzona2 Microzona3 Microzona4 Microzona5 Media mecrodurităţii Hv ,4 2. Analiza compoziţională locală a aliajului Fer2 este prezentă în figura 4.14 a) şi b): Figura Diagrame EDS ale aliajului Fer2 a) b) Analiza s-a facut în 3 microzone, rezultatele analizei sunt prezentate în tabelul urmator: Tabelul 4.9. Analiza compoziţională locală aliaj Fer2 Microzona 1 Microzona 2 Microzona 3 Element % masă % atomice % masă % atomice % masă % atomice AgL 71, ,98 59,12 69,76 57,59 CuK ,69 10,36 13,23 11,10 14,24 ZnK ,66 27,65 19,14 28,17 Am realizat analiza pentru determinarea microdurităţii aliajului Fer2 în cinci microzone, iar rezultatele sunt prezentate în tabelul Tabelul Microduritatea aliajului experimental Fer2 Aliaj Fer2 Microzona1 Microzona2 Microzona3 Microzona4 Microzona5 Media microdurităţii Hv 84,9 70,4 70,4 71,4 75,1 74, Analiza metalografică a aliajelor experimentale Studiile de microstructură permit examinarea structurilor aliajelor experimentale obţinute. Acest studiu a fost efectuat cu ajutorul unui microscop metalografic olympus GX 51-F (figura 4.16.), la diferite ordine de mărire şi cu ajutorul microscopului electronic SEM Quanta Inspect S (figura 4.17.) în laboratorul LAMET din Universitatea Politehnică Bucureşti. Analiza metalorafică a aliajului Fer1 vedere microscopică fără atac figura 4.18, cu atac în figura şi SEM figura Pori Figura Aliaj Fer1 neatacat marire 500X FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 32

34 În figura se poate vedea structura microscopică a aliajului experimental Fer1, care prezintă pori datoraţi proceselor de eleborare şi laminare aplicate anterior. Faza a doua bogată în cupru Figura Aliajul Fer1 vedere microscopică; a) mărire 500X; b) mărire 1000X Aliajul dezvoltat experimental Fer1, soluţie solidă, care teoretic conţine zinc în proporţie de 10,5%, raportându-mă la lucrarea menţionată la începutul capitolului, este un aliaj de tipul III, şi în figura se poate vedea că am obţinut o soluţie solidă omogenă bogată în Ag care prezintă o a doua fază bogată în cupru precipitată la limitele graunţilor. Vederea SEM a aliajului experimental Fer1este prezentată în figura Figura Vedere SEM aliaj Fer1 mărire 5000X Pori Analiza metalorafică a aliajului Au1 vederea microscopică şi SEM a aliajului Au1 este prezentată în figura 4.21., figura 4.22., şi figura Faza a doua, bogată în Ag Figura Vedere microscopică aliaj Au1; a) mărire 100X ; b) mărire 500X FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 33

35 Aliajul dezvoltat experimental notat cu Au1 datorită conţinutului ridicat de zinc prezintă o structură specifică aliajelor de tip III conform lucrării The metallurgy of some carat gold jewellery alloys ( A.S. McDonald s.a.) [65], iar în urma tratamentului de recristalizare prezintă o stuctură soluţie solidă bogată în cupru cu o a doua fază bogată în Ag precipitată la limita grăunţilor (figura 4.22.) Vederea SEM a aliajului Au1 este prezentată în figura Faza a doua, bogată în Ag Figura Vedere SEM aliaj Au1; a) mărire 3000X b) mărire 5000X În figura 4.23.,este reprezentată vederea SEM a aliajului Au1 şi se observă o a doua fază bogată în Ag precipitată la limina graunţilor (figura 4.23., a) şi b), şi graunţi formaţi din elementele de compozitie a aliajului (figura b). Analiza metalorafică a aliajului Fer2. Vederea microscopică şi SEM a aliajului Fer2 este prezentată în figura 4.24., figura 4.25., şi figura În figura se observă structura aliajului experimental Fer2, care prezintă numeroşi pori datoraţi elaborării şi procesului de laminare anterior. Dendrite Eutectic Figura Aliaj Fer2 vedere microscopică; a) mărire 100X; b) mărire 500X Aliajul experimental Fer2, prezintă structură de soluţie solidă dendritică ordonată alcătuită din reţea de dendrite fine de Ag cu eutectic interdendritic (figura 4.25.). FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 34

36 Figura Vedere SEM aliaj Fer2; a) marire 5000X; b) mărire 10000X În vederea SEM a aliajului Fer2 se poate vedea eutecticul interdendritic al aliajului format din elementele componente ale aliajului (figura 4.26.). Analiza metalorafică a aliajului Ag2 este prezentată în figurile următoare: Dendrite Eutectic c) Figura Vedere microscopică aliaj Ag2; a) mărire 100X; b) mărire 200X; c) mărire 500X Aliajul experimental Ag2, prezintă structură de soluţie solidă dendritică neordonată alcătuită din reţea de dendrite grosolane de Ag cu eutectic interdendritic (figura 4.27.).În figura la vederea SEM se observă că aliajul Ag2 este soluţie solidă cu structură dendritică cu dendrite grosolane neordonate de argint şi eutectic interdendritic format din constituenţii aliajului. La limitele graunţilor se separă o a doua fază a soluţiei solide bogată în cupru. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 35

37 Dendrite Eutectic Faza a doua, bogată în cupru Figura Vedere SEM aliaj Ag, a) mărire 1000X; b) mărire 2000X; c) mărire 5000X 4.3.Concluzii Pe baza cercetărilor realizate în capitolul CERCETĂRI PRIVIND OBŢINEREA ALIAJELOR PENTRU BRAZAREA METALELOR NOBILE PREŢIOASE, ţinând seama de STAS- urile în vigoare, am analizat tipurile de aliaje folosite la brazarea Au şi Ag, precum şi a elementelor care le compun, rezultând următorele concluzii: Principalele criterii utilizate la alegerea unui material de adaos pentru o anumită aplicaţie sunt legate de compatibilitatea cu materialele de bază care trebuie îmbinate, aceste aliaje reprezintă soluţii solide, amestecuri sau compuşi chimici, constituite din două sau mai multe metale. În cazul în care sunt asamblate obiecte din aliaje Au şi Ag se folosesc aliaje de tipul soluţiilor solide sau aliaje de tip amestec. În cadrul tezei am urmărit obţinerea şi caracterizarea unor noi materiale de adaos alcatuite din aur, argint, cupru şi zinc, pentru brazarea cu material de adaos, prin procedeul cu flacără oxi-gaz a Au galben de 14kt. şi Ag cu titlul 925, realizând un număr de reţete optimizate pentru astfel de aliaje. În cadrul cercetarilor experimentale privind obţinerea aliajelor pentru brazarea Au galben 585 şi Ag 925, am ales patru reţete de aliaje cu cel mai înalt grad de compatibilitate pentru realizarea de îmbinări brazate pe Au şi Ag, şi am obţinut aceste aliaje în urma unui proces tehnologic prezentat în teză. În urma determinăilor temperaturilor de topire ale aliajelor experimentale, se confirmă faptul că acestea se pot utiliza la realizarea de îmbinări brazate pe Au şi Ag. Conform cu interpretarea aliajelor de Au folosite la fabricarea de bijuteriilor în funcţie de variaţia parametrului Ag,şi de temperaturile de topire, am caracterizat aliajele experimentale pe bază de Au, iar pe cele pe bază de Ag în funcţie de constituenţi apăruţi la microscop, astfel, aliajele Fer1 şi Fer2 sunt conforme cu cerinţele realizării unei îmbinări brazate de calitate. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 36

38 Deşi laminarea s-a realizat în condiţiile prevăzute în STAS [94], la prima trecere prin laminor a aliajelor care au un conţinut mai ridicat de zinc au apărut fisuri, acestea accentuându-se pe parcursul întregului proces de laminare. Aceste fisuri se datorează procentului ridicat de zinc din compoziţia aliajelor, facându-le totodată pe acestea fragile. Aliajul experimental Fer1 este un aliaj de tipul III, iar aliajul Au1 este un aliaj tot de tipul III, dar care prezintă fragilitate ridicată, motiv pentru care am renunţat la realizarea de îmbinări brazate cu el; în cazul aliajelor experimentale pe bază de Ag, Fer2 şi Ag2, se observă o comportare bună la procesul de laminare a aliajului Fer2, iar în cazul aliajului Ag2 se observă o fragilitate ridicată, motiv pentru care am renunţat la realizarea de îmbinări brazate cu acesta. În urma procesului tehnologic se poate ajunge la o diminuare a procentului de zinc datorată temperaturii ridicate (~1300 C) de elaborare a aliajelor. În urma analizei metalografice şi SEM am facut discuţii referitoare la structurile obţinute la aliajele experimentale. Ca urmare a obţinerii aliajelor şi analizei structurii şi anumitor proprietăţi fizice ale acestora, se poate concluziona că doar aliajele Fer1 şi Fer2 se pot utiliza realizării de îmbinări brazate pentru Au şi Ag, în continuare realizând determinarea microdurităţii acestor aliaje, precum şi analiza compoziţiei masice a acestora. Din analiza compoziţiei masice ale aliajelor Fer1 şi Fer2 se observă că aceasta nu diferă mult faţă de compoziţia teoretică, şi acestea respectă cerinţele de calitate prezente în STAS pentru aceste tipuri de aliaje pentru brazare. În urma determinării microduritaţilor aliajelor experimentale am obţinut pentru aliajul Fer1 o medie de microduritate de Hv, iar pentru aliajul Fer2 o medie de microduritate de 74,4 Hv. Compoziţia masică a aliajelor experimentale suferă o mică reducere a procentelor de masă a zincului datorată arderii din timpul procesului tehnologic, nealterând însă proprietăţile teoretice ale aliajelor. CAPITOL V. TESTAREA PERFORMANŢELOR ÎMBINĂRILOR BRAZATE ALE ALIAJELOR DE AU ŞI AG 5.1. Pregătirea corpurilor de probă brazate Pentru testarea performanţelor aliajelor experimentale în comparaţie cu cele uzuale folosite în industria de obiecte care vin în contact direct şi prelungit cu pielea se are în vedere realizarea unui număr de încercări, care să determine comportarea acestor aliaje pentru brazare în timpul procesului de brazare şi de-a lungul exploatării obiectelor brazate cu acestea în medii specifice. Aceste incercări şi determinări se desfăşoară respectând schema logică din figura 5.1. În cadrul experimentărilor efectuate utilizând materialele de adaos experimentale, au fost efectuate corpuri de probă tip placă, din Au cu titlul 585 şi din Ag cu titlul 925, brazate cap la cap cu flacără oxi-gaz neutră, cu ajutorul unui echipament pentru brazare cu aspiraţie, care foloseşte butanul drept gaz combustibil, şi are o autonomie de funcţionare de o oră fără a necesita reumplere şi poate dezvolta o temperatură a flacării de maxim 1100 C. Parametrii regimului de brazare cu flacără a probelor de Au şi Ag supuse încercărilor (tabelul 5.1.), au respectat SR EN ISO 4063 [108]. Fluxul folosit la brazare a fost FH20 de uz general. Interstiţiul de brazare al probelor atât în cazul Au cât şi în cazul Ag a fost de 0,05 mm iar suprafeţele brazate au avut o rugozitate Ra = ~1micrometrii (μm). FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 37

39 Tabelul 5.1. Parametrii regimului de brazare Cod probă Tip flacără oxigaz Aliaj experimental Figura 5.1. Schema logică pentru capitolul V Timp menţinere (s) Poziţia de brazare P1Au; P1Ag Neutră 30 Orizontal P2Au; P2Ag Neutră 40 Orizontal P3Au; P3Ag Neutră 50 Orizontal Aliaj uzual P1 Au;P1 Ag Neutră 30 Orizontal P2 Au;P2 Ag Neutră 40 Orizontal P3 Au;P3 Ag Neutră 50 Orizontal 5.2. Determinarea capacităţii de umectare a aliajelor experimentale Determinarea capacităţii de umectare a aliajului Fer1 destinat brazării Au Pentru determinarea capacităţii de umectare a aliajelor experimentale (figura 5.8., pentru Au, şi figura 5.9. pentru Ag), am folosit metoda de determinare a unghiului de umectare picătura pe suport. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 38

40 a) b) c) Figura 5.8. Unghi de umectare pentru aliajul Fer1; a) teoretic; b) proba brazată; c) determinarea unghiului de umectare Unghiul de umectare θ = 14, ceea ce înseamnă o calitate a umectării este foarte bună, iar calitatea brazării va fi de asemenea foarte bună. Determinarea capacităţii de umectare pentru aliajul Fer2 destinat brazarii argintului a) b) c) Figura 5.9. Unghi de umectare pentru aliajul Fer2; a) teoretic; b) proba brazată; c) determinarea unghiului de umectare Unghiul de umectare θ = 15, ceea ce înseamnă o calitate a umezirii este foarte bună, iar calitatea brazării va fi de asemenea foarte bună Încercarea la tracţiune Pregătirea epruvetelor în vederea încercării Condiţiile tehnice pentru încercarea la tracţiune a îmbinărilor brazate (lipite tare) în scopul determinării caracteristicilor mecanice la temperatura atmosferei de încercare sunt prevazute în STAS 10897/1-83 [115]. Epruvetele încercate la tracţiune au secţiune plană, şi sunt realizate din profile laminate (placă) sunt încercate neprelucrate, conform STAS [115]. În urma masurătorilor postbrazare, am obţinut dimensiunile suprafeţei brazate: L = 12,5 mm, iar l = 0,07mm. aria cusăturii lipite fiind de 0,88 mm². Tabelul 5.2. Dimensiuni probe Epruvete Au Epruvete Ag Lungime 67,5 mm 67,5 mm Lăţime 12,5 mm 12,5 mm Grosime 1 mm 1 mm Utilajul: Montajul epruvetei în maşina de încercat s-a realizat astfel încât să se asigure axialitatea aplicării sarcinii (figura 5.10.). Măsurarea sarcinii s-a realizat pe ecranul maşinii de tracţiune, viteza de solicitare fiind de 1,5N/s (figura 5.11.) Testul de tracţiune pentru probele din Au cu titlul 585 brazate Au fost efectuate 6 probe având dimensiunile arătate mai sus, trei dintre ele au fost brazate cu aliaj experimental pentru brazarea aurului Fer1, iar celelalte 3 au fost brazate cu aliaj uzual brazării obiectelor din aliaje de Au. Probele din Au cu titlul 585 brazat cu aliaj experimental pentru Au cu titlul 585 sunt prezentate în imaginile următoare (figura 5.12.; figura şi figura 5.14.): FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 39

41 Figura Epruveta P1Au a) - Înainte de încercare; b)- În urma încercării Figura Epruveta P1 Au a) - Înainte de încercare; b) În urma încercării Probele pentru Au cu titlul 585 brazate cu aliaj uzual sunt prezentate în figura 5.15.; figura şi figura 5.17.) Rezultatele testului de tracţiune pentru Au cu titlul 585: Pentru probele brazate cu aliaj experimental s-au obţinut rezultatele din tabelul 5.3. Tabelul 5.3. Rezultatele testului de tracţiune pentru probele brazate cu aliajul Fer1 Cod Rezistenţa la rupere Rezistenţa la curgere probă R m [N/mm 2 ] R e [N/mm 2 ] P1Au 250,88 235,20 P2Au 288,91 260,67 P3Au 290,12 272,43 Tabelul 5.4. Rezultatele testului de tracţiune pentru probele brazate cu aliaj uzual Cod Rezistenţa la Rezistenţa la probă rupere R m [N/mm 2 ] curgere R e [N/mm 2 ] P1 Au 235,27 211,68 P2 Au 200,12 180,20 P3 Au 219,52 195,52 Pentru probele brazate cu aliaj de brazare uzual s-au obţinut rezultatele din tabelul 5.4. iar în figura 5.4. este reprezentată variaţia Re şi Rm în funcţie de timpii procesului de brazare pentru aliajului uzual Testul de tracţiune pentru probele din argint cu titlul 925 Au fost prelevate 6 epruvete, având dimensiunile arătate mai sus, trei dintre ele au fost brazate cu aliaj experimental pentru argint, iar celelalte 3 au fost brazate cu aliaj uzual specific brazării obiectelor din Ag care vin în contact direct şi prelungit cu pielea. Probele din Ag cu titlul 925, brazat cu aliaj experimental pentru Ag cu titlul 925 sunt prezentate mai jos (figura 5.21.; figura 5.22.; şi figura 5.23.): Figura Epruveta P1Ag a) - Înainte de încercare; b) În urma încercării Figura Epruveta P1 Ag a) - Înainte de încercare; b) În urma încercării Probele pentru Ag cu titlul 925, brazat cu aliaj uzual sunt prezentate în imaginile următoare (figura 5.24.; figura 5.25.; şi figura 5.26.): Rezultatele testului de tracţiune pentru Ag cu titlul 925: Pentru probele brazate cu aliaj experimental, s-au obţinut rezultatele din tabelul 5.5., iar în figura este reprezentată variaţia Re şi Rm în funcţie de timpii brazării pentru aliajul Fer2. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 40

42 Tabelul 5.5. Rezultatele testului de tracţiune pentru probele brazate cu aliaj Fer2 Cod Rezistenţa la rupere Rezistenţa la probă R m [N/mm 2 ] curgere R e [N/mm 2 ] P 1Ag 148,96 125,44 P 2Ag 176,40 148,96 P 3Ag 184,24 160,72 Tabelul 5.6. Rezultatele testului la tracţiune pentru probele brazate cu aliaj uzual Cod Rezistenţa la Rezistenţa la probă rupere R m [N/mm 2 ] curgere R e [N/mm 2 ] P1 Ag ,92 P2 Ag 94,08 72,2 P3 Ag 109, Pentru probele brazate cu aliaj clasic de brazare s-au obţinut rezultatele din tabelul 5.6., iar în figura este reprezentată variaţia Re şi Rm în funcţie de timpii brazării pentru aliajul uzual Încercarea la îndoire Pregătirea epruvetelor în vederea încercării Condiţiile tehnice pentru încercarea la îndoire a îmbinarilor brazate (lipite tare) se realizeaza în scopul determinării capacităţii de deformare plastică a îmbinărilor. Epruvetele încercate la îndoire au secţiune plană, şi sunt realizate din profile laminate (table), sunt încercate neprelucrate, conform STAS [117]. De asemenea, dimensiunile epruvetelor prevezute în STAS 10897/4-83 fost reduse la jumătate (tabelul 5.7.) pentru a evita risipa de material. Tabelul 5.7. Dimensiunile probelor Epruvete Au Epruvete Ag Lungime 68 mm 68 mm Lăţime 7,5 mm 7,5 mm Grosime 1 mm 1 mm Utilaj: Încercarea se execută pe un dispozitiv montat pe maşina de încercat universală care constă din două role de sprijin cu axele paralele şi un dorn cu diametru D = 2 mm plasat la mijlocul distanţei dintre role, chiar pe îmbinarea brazată. Distanţa dintre role fiind de 10 mm, iar raza acestora fiind de 15 mm. Viteza de deplasare a dornului fiind de 0,25 mm/s. În urma măsurărilor postbrazare a dimensiunilor suprafeţei lipite (brazate) am obţinut o L= 7,5mm, şi o l = 0,07mm Testul de îndoire pentru probele din Au cu titlul 585 Au fost prelevate 6 epruvete, având dimensiunile arătate mai sus, trei dintre ele au fost brazate cu aliaj experimental Fer1, iar celelalte 3 au fost brazate cu aliaj uzual brazării obiectelor din Ag care vin în contact direct şi prelungit cu pielea. Probele din Au cu titlul 585 brazat cu aliaj experimental Fer1 pentru Au cu titlul 585 sunt prezentate în figurile: 5.31.; 5.32.; şi Figura Epruveta P1Au a) Înainte de încercare; b) În urma încercării Figura Epruveta P1 Au a) Înainte de încercare; b) În urma încercării FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 41

43 Rezultatele testului la îndoire pentru probele din Au cu titlul 585 Pentru probele brazate cu aliajul Fer1 pentru Au cu titlul 585, în urma testului la îndoire, s-au obţinut rezultatele din tabelul 5.8., iar în figura este reprezentată existenţa fisurii în funcţie de timpii procesului de brazare şi de unghiul la care a aparut aceasta. Tabelul 5.8. Rezultatele testului la îndoire pentru probele brazate cu aliaj Fer1 Cod Unghiul Existenţa probă îndoirii fisurii P1Au 180 Fără fisură P2Au 180 Fără fisură P3Au 180 Fără fisură Tabelul 5.9. Rezultatele testului la îndoire pentru probele brazate cu aliaj uzual Cod probă Unghiul Existenţa îndoirii fisurii P1 Au 106 Fisură P2 Au 140 Fisură P3 Au 148 Fisură Pentru probele brazate cu aliaj clasic de brazare, în urma testului la îndoire s-au obţinut rezultatele din tabelul 5.9., iar în figura este reprezentată existenţa fisurii în functie de timpii brazării şi de unghiul apariţiei fisurii pentru aliajul uzual Testul la îndoire pentru probele din argint cu titlul 925 Au fost prelevate 6 epruvete din Ag cu titlul 925, având dimensiunile arătate mai sus, trei dintre ele au fost brazate cu aliaj experimental Fer2, iar celelalte 3 au fost brazate cu aliaj uzual brazării obiectelor din Ag, care vin în contact direct şi prelungit cu pielea. Probele pentru Ag cu titlul 925 brazat cu aliaj experimental (figura 5.40.; figura 5.41.; şi figura 5.42.): Figura Epruveta P1Ag a) Înainte de încercare; b) În urma încercării Figura P1 Ag a) Înainte de încercare; b) În urma încercării Rezultatele testului la îndoire pentru probele din Ag cu titlul 925: Pentru probele brazate cu aliajul experimental Fer2, în urma testului la îndoire s-au obţinut rezultatele din tabelul 5.10., iar în fig este reprezentată existenţa fisurii în funcţie de unghiul îndoirii şi timpii brazării. Tabelul Rezultatele testului la îndoire pentru probele brazate cu aliajul Fer2 Cod Unghiul Existenţa probă îndoirii fisurii P1Ag 180 Fără fisură P2Ag 160 Fisură P3Ag 180 Fără fisură Tabelul 5.11.Rezultatele testului la îndoire pentru probele brazate cu aliaj uzual Cod probă Unghiu îndoirii Existenţa fisurii P1 Ag 67 Fisură P2 Ag 90 Fisură P3 Ag 113 Fisură Pentru probele din Ag brazate cu aliaj uzual de brazare s-au obţinut în urma testului la îndoire rezultatele din tabelul 5.11., iar în figura este reprezentată existenţa fisurii în funcţie de timpii procesului de brazare şi unghiul îndoirii la care a aparut fisura. În figura sunt cuantificate rezultatele încercărilor la tracţiune şi îndoire, pentru îmbinările realizate cu aliajele experimentale Fer1 pe Au de 14 kt şi Fer2 pe Ag 925 cu rezultatele obţinute la încercările la FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 42

44 tracţiune şi îndoire pentru îmbinările realizate cu aliaje folosite uzual la brazarea acestor tipuri de metale, în funcţie de timpii la care s-au realizat îmbinările brazate ,91 290, ,88 272,43 260, , fără fisură fără fisură 180 fără fisură ,68 235, fisură 106 fisură 200,12 180,2 219,52 195, fisură 180 fără fisură 148,96 125,44 176,4 184, fisură 180 fără fisură 160,72 148,96 117,6 113 fisură 101,92 94,08 109,76 94,08 90 fisură fisură , P1Au P2Au P3Au P1'Au P2'Au P3'Au P1Ag P2Ag P3Ag P1'Ag P2'Ag P3'Ag Re [N/mm²] Rm [N/mm²] Unghiul îndoirii Timp menţinere (s) Figura Evoluţia la tracţiune şi îndoire pentru epruvetele din Au şi Ag 5.5. Analiza metalografică, SEM şi de microduritate ale îmbinărilor brazate cu aliajele Fer1 şi Fer2 Pentru analiza metalografică şi SEM a îmbinărilor realizate pe Au şi Ag cu aliajele experimentale Fer1 şi Fer2 am cumpărat materialele de bază cu titlul de 585 pentru Au şi 925 pentru Ag din comerţ, în conformitate cu certificatul de calitate al obiectelor eliberat la cumpărarea acestora ataşat la anexe, şi am realizat trei epruvete de Au brazate cu aliajul Fer1 şi trei de Ag brazate cu aliajul Fer2. Analiza metalografică, SEM şi de microduritate Vikers ale acestor îmbinări am realizat-o în laboratorul LAMET din Universitatea Politehnică Bucureşti. Tabelul Dimensiunile epruvetelor Cod epruvetă P1Au P2Au P3Au P1Ag P2Ag P3Ag Lungime (mm) Laţime (mm) Grosime (mm) Parametrii şi regimul de brazare sunt cele prezentate în tabelul 5.1. de la începutul capitolului, iar condiţiile efectuării probelor sunt specifice atelierelor de bijuterie. Epruvetele au fost înglobate în duracryl şi au fost pregătite respectând urmatoarele operaţii: 5 minute şlefuire umedă cu hârtie abrazivă cu granulaţia 600; 5 minute şlefuire umedă cu hârtie abrazivă cu granulaţia 800; 5 minute şlefuire umedă cu hârtie abrazivă cu granulaţia 1000; 5 minute şlefuire umedă cu hârtie abrazivă cu granulaţia 1200; 5 minute şlefuire umedă cu hârtie abrazivă cu granulaţia Analiza metalografică şi SEM a epruvetelor de Au brazate cu aliajul Fer1: Epruveta P1Au FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 43

45 Figura Epruveta P1Au îmbinare brazată; a) vedere macro mărire 50X; b) marire 200X Cordon înbinare brazată Pori în materialul de bază (MB) şi în cusătură În figura este prezentată îmbinarea brazată a epruvetei P1Au; se observă o linie de difuzie bine definită şi stratul de material de adaos bine definit şi relativ uniform, acesta prezentând o mare capacitate de a umpre a golurilor marginilor plăcii brazate. Figura Epruveta P1Au îmbinare brazată; a) mărire 500X; b) mărire 1000X Cordon imbinare brazată Pori prezenţi în cusătura brazată şi în MB În figura este prezentată îmbinarea brazată a epruvetei P1Au cu aliajul Fer1 în zona mediană. Aceata prezintă pori atât în cusătura brazată cât şi în materialul de bază (MB), linia de difuzie şi stratul de material de adaos (aliaj Fer1), fiind bine determinate. În figura este prezentată analiza SEM a îmbinării brazate a epruvetei P1Au la grade de mărire de 67X şi 200X. Materialul de bază prezintă numeroşi pori asemeni îmbinării brazate. În figura 5.56.a) şi b) sunt prezenţi numeroşi pori atât în MB cât şi în cordonul brazat. Îmbinarea brazată prezintă o foarte bună difuzie a aliajului de brazare în materialul de bază (MB), iar în figura b) se observă apariţia unui produs de reacţie izolat. În vederea c) şi d) am analizat dimensiunile produsului de reacţie comparativ cu dimensiunile porilor prezenţi în MB, acesta având o lungime de μm, iar porii din MB au o dimensiune ce variază între μm. În urma analizei metalografice şi SEM a epruvetei P1Au se observă o comportare foarte bună a aliajului Fer1 cu care au fost brazată, realizându-se o difuzie bună de o parte şi de alta a cusăturii, cu eutectic în spaţul interdendritic. În tabelul sunt prezentate rezultatele determinărilor microdurităţii pentru epvuveta P1Au. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 44

46 Cordon îmbinare brazată Pori prezenţi în MB şi în îmbinarea brazată Figura Epruveta P1Au analiză SEM; a) mărire 67X, b) mărire 200X Cordon brazat Pori în MB şi în cordonul brazat Produs de reacţie Cordon îmbinare brazată Pori în MB şi în îmbinarea brazată Produs de reacţie Figura Epruveta P1Au analiză SEM; a) mărire 400X, b),c) şi d) mărire 1000X Tabelul Microduritate epruveta P1Au Cod epruv. Microzona1 [Hv] Microzona2 [Hv] Microzona3 [Hv] Microzona4 [Hv] Microzona5 [Hv] Media microdurităţii P1Au 64,5 83,8 45,5 56,7 53,6 60,8 MB ,5 95,2 88, ,3 În figura este reprezentată variaţia microdurităţilor îmbinărilor brazate în funcţie de timpii brazării comparativ cu variaţia microdurităţilor MB (materialului de bază) ale epruvetelor. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 45

47 [HV 0,01] Cercetări şi experimentări de ingineria brazării materialelor metalice nobile cu vedere la Au şi Ag ,590,5 95,2 97, ,3 93, ,7 89,8 88,290,7 88,2 86,1 83,8 70,4 73,2 78,2 69,5 79,3 64,5 56,7 52,4 53,6 45, Microzona1 Microzona2 Microzona3 MIcrozona4 Microzona5 Timp menţinere (s) P1Au MBP1Au P2Au MBP2Au P3Au MBP3Au Figura Variaţia microduritaţii epruvetelor din Au raportată la timpii procesului de brazare Analiza metalografică a epruvetelor de Ag brazate cu aliajul Fer2: Epruveta P1Ag În figura a) cordonul brazat prezintă o discontinuitate de tip por, în materialul de bază (MB) se observă de asemenea pori. Îmbinarea brazată prezintă o difuzie bine definită de o parte şi de alta a îmbinării (figura b), cordonul brazat fiind format din cristalite şi predominant din eutectic (figura c). Figura Epruveta P1Ag îmbinare brazată; a) mărire 100X, b) zona inferioară, mărire 500X; c) zona superioară, mărire 500X Pori în îmbinare şi în MB Cordon brazat Difuzie Eutectic Cristalite FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 46

48 [HV 0,01] Cercetări şi experimentări de ingineria brazării materialelor metalice nobile cu vedere la Au şi Ag Figura Epruveta P1Ag îmbinare brazată vedere mediană SEM, a) mărire 250X; b) mărire 1000X Cordon îmbinare brazată Insule bogate în Cu eutectic cristalite zonă de difuzie În figura a), cordonul brazat prezintă o lăţime regulată mare ce variază între 152μm şi 156μm. Acesta prezintă o structură predominant eutectică cu cristalite şi difuzie de o parte şi de alta a cordonului. Insule bogate în cupru sunt prezente atât în materialul de bază cât şi în îmbinare. În urma analizei metalografice şi SEM a epruvetei P1Ag se observă o foarte bună aderenţă a materialului de adaos Fer2 cu materialul de bază, difuzia materialului de adaos în materialul de bază este prezentă de o parte şi de alta a îmbinării. În tabelul sunt prezentate rezultatele determinărilor microdurităţii pentru epvuveta P1Ag. În figura 5.70., am reprezentat variaţia microdurităţii îmbinării raportate la MB. În figura este reprezentată variaţia microdurităţilor îmbinărilor brazate în funcţie de timpii brazării comparativ şi microdurităţilor MB (materialului de bază) , ,2 96,3 99,6 87,487,6 89,9 88,6 86,8 87,6 84,9 89,7 85,1 88,2 98,4 79,2 79,3 66,1 78,2 72,3 83,8 78, ,8 75,1 64,5 79, Microzona1 Microzona2 Microzona3 Microzona4 Microzona5 Timp menţinere (s) P1Ag MBP1Ag P2Ag MBP2Ag P3Ag MBP3Ag Figura Variaţia microduritaţii epruvetelor din Ag raportată la timpii procesului de brazare Tabelul microduritate epruveta P1Ag Cod epruv. Microzona1 [HV 0,01] Microzona2 [HV 0,01] Microzona3 [HV 0,01] Microzona4 [HV 0,01] Microzona5 [HV 0,01] Media microdurităţii P1Ag 87,4 72,3 98,2 83,8 86,1 85,5 MB 87,6 89, ,6 78,2 91,4 FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 47

49 5.6. Comportarea aliajelor experimentale în condiţii similare contactului direct şi prelungit cu pielea Sisteme de apreciere ale culorii Au şi Ag În unele aplicaţii ale aurului, mai ales în bijuterie şi tehnică dentară, culoarea joacă un rol important. Sistemul Munsell descrie culoarea prin folosirea a trei coordonate: nuanţa, croma şi valoarea. Sistemul DIN utilizat ca referinţă pentru culorile Au în Europa, se bazează pe compararea culorii fizice cu un panou standard de culori ale Au. Interpretarea culorii aliajelor experimentale în sistemul RGB: Interpretarea culorii aliejelor este reprezentată în figura pentru aliajul Fer1 şi figura pentru aliaul Fer2. Figura Interpretare a culorii aliajului Fer1 Figura Interpretar ea culorii aliajului Fer2 În urma analizei culorii aliajelor experimentale se poate spune că aliajul Fer1 are o culoare definită în sistemul RGB ce poate varia astfel : R: ; G: ; B: Aliajul Fer2 are o culoare definită în sistemul RGB ce poate varia astfel: R: ; G: ; B: Prelevarea epruvetelor şi pregătirea lor în vederea încercării, mediul de încercare şi interpretarea rezultatelor Scopul experimentului este acela de a verifica în ce masură aliajul de brazat experimental îşi păstrează culoarea în raport cu materialul de bază sub influenţa mediului de exploatare. Tabelul Dimensiuni epruvete Epruvere Au (mm) Epruvete Ag (mm) Lungime 0,5 0,5 Laţime 0,5 0,5 Grosime 0,8 0,8 Parametrii şi regimul de brazare pentru probele încercate la contactul direct şi prelungit cu pielea, sunt aceiaşi cu cei folosiţi la obţinerea epruvetelor P2Au şi P2Ag pentru analiza metalografică. Mediul de încercare Obiectele de podoabă, venind în contact direct şi prelungit cu pielea, au contact prelungit cu secreţiile corporale omeneşti. Pentru a imita efectele transpiraţiei corpului se pregăteşte o soluţie salină, de NaCl (3-5 g), şi NaHCO 3 (3-5 g), diluate în H 2 O (50 ml), peste care se adaugă CH 3 -COOH (3-5 ml). În această soluţie se pun probele pregătite în prealabil şi se lasă o perioadă de 24 de ore după care se efectuează analiza vizuală, se continuă expunerea acestor epruvete la acest mediu pe o FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 48

50 perioadă de timp de 7 zile până la 30 de zile, la sfârşitul fiecărei perioade, în urma analizei vizuale se constată modul de comportare al aliajelor experimentale şi uzuale pentru brazat în raport cu metalul de bază [33]. Epruvetele din cadrul experimentului le-am brazat cu aliajele experimentale (probele din Au notate cu 1 şi cele din Ag notate 2) şi cu aliaj uzual (probele din Au notate cu 3 şi cele din Ag notate cu 4 ) arătate în figurile 5.82., şi Figura Epruvete în mediul de încercare după o perioadă 24 de ore Figura Epruvete în mediul de încercare după o perioadă de 7 zile Figura Epruvete în mediul de încercare după o perioadă 30 de zile 5.7. Biocompatibilitatea aliajelor experimentale dezvoltate Reacţia aliajului la nivel biologic cu mediul de exploatare Un bun material biocompatibil trebuie să îndeplinească următoarele cerinţe: să nu fie toxic şi să nu conţină produşi filtranţi; să nu provoace efecte alergice,cancerigene,teratogene (generate de anomalii morfologice) să nu provoace fenomene de respingere de către organism [66]. Teste de biocompatibiliate se execută după recomandări din SR ISO şi SR EN [109, 111] Metale folosite în aliajele biomedicale Metalele folosite la implanturi în stomatologie şi chirurgia ortopedică, dar şi în bijuterie, sunt constituite din trei mari clase diferite de aliaje, fiecare prezentând componente caracteristice alături de cele executate din metale pure: metalele pure folosite la fabricarea dispozitivelor cu proprietăţi medicale sunt titanul, tantalul şi aurul; aliajele pe bază de fier cu un conţinut ridicat de crom, denumite oţeluri inoxidabile; aliaje pe bază de cobalt, cu un conţinut de 25-30% crom, 5-7% molibden şi cantităţi mici de alte metale ca nichel, mangan; aliaje dentare nepreţioase (Al, B, Be, Cd, Co, Cr, Fe, Mn, Mo, Ni, Si, Ti, V, W, etc. ); preţioase şi semipreţioase (Ag, Au, Cu, Fe, Ga, In, Ir, Pd, Pt, Rh, Ru, Sn, Ti, Zn, etc.); amalgame dentare (Ag, Cu, Hg, Sn, Zn, etc. ) Proprietăţile medicale ale metalelor folosite la obţinerea aliajului pentru brazat experimental Aurul: A demonstrat o excelentă biocompatibilitate cu corpul uman (ex: aliajele dentare) şi datorită acestui fapt există un număr mare de aplicaţii directe a aurului ca material medical. Argintul: Argintul este un metal antiseptic, un mijloc de legătură intracelular şi antiinflamator; reduce şi blochează activitatea de îmulţire a bacteriilor dăunătoare, a viruşilor şi ciupercilor. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 49

51 Cuprul: Este mijloc antiseptic şi de legătură. Participă în procesele metabolice, creşte puterea organismului, blochează formarea radicalilor liberi şi îmbunatăţeşte funcţia suprarenalei. Zincul: Zincul, în organismul uman asigură buna desfăşurare a proceselor fiziologice şi întreţinerea sistemelor enzimatice şi celulare, fiind esenţial pentru sinteza proteinelor Reacţii alergice ale metalelor folosite în obţinerea aliajelor pentru brazare experimentale Reacţii alergice ale aurului: Aurul poate fi considerat un alergen de contact mai important decât se considera în trecut. Astfel, alergia la Au, Ni şi Co a fost asociată cu sexul feminin, putând cauza dermatita mâinilor, feţei şi pleoapelor. Într-un studiu prospectiv multicentric efectuat în America de Nord, 9.5% din pacienţii suspectaţi de dermatită de contact au avut un rezultat pozitiv la testul epicutan pentru Au; însă nu există studii care să arate cantitatea de Au care poate fi dăunătoare [136, 138]. Reacţii alergice ale argintului: Atunci când apare, alergia la Ag se manifestă prin înroşire, mancărimi şi senzaţie de iritaţie în zona în care a fost purtată bijuteria. O reacţie alergică specifică a argintului este argyria, datorată ingerării şi expunerii îndelungate la Ag. Nu există studii care să arate cantitatea de Ag care poate fi dăunătoare [42]. Reacţii alergice ale cuprului: Cuprul poate cauza alergii atunci când o persoană intra în contact cu diferite obiecte precum: monede, accesorii vestimentare, bijuterii sau este cauza diferitelor intervenţii medicale precum restaurarea dentară sau implantarea unor dispozitive intrauterine. Reacţii alergice ale zincului: Zincul se găseste în concentraţii ridicate în alimentele de provenienţă animală, în special în carne (un conţinut ridicat găsindu-se în carnea de vită). În general, pentru a provoca reacţii alergice, zincul trebuie să fie ingerat. Simtomatologia alergiei la zinc include iritaţii ale mucoaselor, ale tractului gastric, vărsături, diaree; acesta nu se depune în corp, ci este eliminat pe cale naturală în termen de aproximativ o zi [11, 19, 41] Consideraţii economice şi ecologice la folosirea aliajelor experimentale Consideraţii economice Ultimul proces de fabricaţie în industria producătoare de obiecte de podoabă, este lustruirea chimică; care se face prin acoperiri electrolitice cu un strat subţire de Au sau Ag (după caz), cu scopul de a oferii obiectelor un aspect comercial mai ridicat, dar şi pentru a masca diferitele defecte care apar pe parcursul procesului tehnologic de fabricare al acestora. Procesele de lustruire chimică implicate în producţia de bijuterii se pot calcula luând în considerare cei mai importanţi trei parametrii implicaţi în acest proces: Materialul ; Forţa de muncă (timpul implicat în proces); Echipamentul. Costul de material: Raportându-ne la lucrarea Electroplating costs calculation, Mazzilli Andrea & Torben Lenau, costul de material implicat în procesul de electroliză se poate calcula astfel [130]: Cantitatea de material (masa), care urmează să fie depusă depinde de trei parametrii: a) Suprafaţa, calculul suprafeţei de acoperit S [dm 2 /parte]; b) Grosimea stratului depus t [µm]; c) Densitatea materialului q m [g/dm 2 µm]. C m = p q m S t [ /part] (5.2.) FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 50

52 Forţa de muncă ( timpul acoperirii electrolitice ): Timpul total pentru a placa o componentă este compus din două tipuri diferite de timp: a) Timpul specific de galvanizare se poate calcula cu formula: T b = (t d m 60)/(I E Y) [min] (5.3.) Unde: t = grosimea stratului, [µm]; d m = densitatea materialului, [g/cm 3 ]; I = intensitatea curentului electric [A/dm 2 ]; E = echivalent electrostatic [g/a h]; Y = curentul de producţie, %. b) Timpului de lucru, t a [min/parte]. acest timp depinde foarte mult de starea de pregătire a obiectelor pentru acoperire electrolitică. Luând în considerare parametrii descrisi mai sus, pentru a obţine preţul de acoperire electrolitică pentru un obiect, se foloseşte formula: C l = w l T / 60 [ /parte] (5.5.) Unde w 1 reprezintă aproximarea pe ora [ /h] Costuri de echipament Estimarea costurilor echipamentelor coincide cu cea a costurilor timpului de muncă. Prin urmare, costul per parte, referitoare la utilizarea echipamentului de galvanizare este calculat prin formula: C e = w e T / 60 [ /parte] (5.6.) Unde w e este costul aproximat al folosirii echipamentului, [ /h]. Costul final este [130]: C t = C m + C l + C e (5.7.) Prin folosirea în producţie a aliajelor experimentale dezvoltate în teză, se poate evita astfel de defecte, ceea ce ar însemna eliminarea etapei de acoperire electrolitică din cadrul proceselor tehnologice de fabricaţie ale acestor tipuri de obiecte Consideraţii ecologice În procesele de acoperire electrolitică sunt folosite ca mediu de realizare a proceselor substanţe chimice toxice fără de care procesul nu se poate desfăsura. Există patru clase recunoscute de substanţe electrolitice (electroliţi) pentru placarea Au şi Ag: a) cianuri alcaline de Au şi Ag; b) cianuri de Au şi Ag neutre (pentru placări de înaltă puritate); c) băi acide de Au şi Ag (pentru strălucire în urma placării); d) băi fără conţinut de cianuri, în general sulfit sau pe bază de cloruri ale metalelor (pentru placare). Toate aceste substanţe prezintă risc ridicat pentru poluarea mediului înconjurător, fiind foarte toxice şi cu potenţial foarte mare de otrăvire, prezentând o puternică activitate nocivă asupra organismului, producând tulburări chiar şi în cantităţi foarte mici Concluzii În cadrul testării performanţelor îmbinărilor brazate ale aliajelor experimentale Fer1 şi Fer2 realizate pe Au şi Ag, am avut ca scop îndeplinirea urmatoarelor obiective: determinarea capacităţii de umectare a aliajelor, încercarea la tracţiune şi la îndoire a îmbinărilor brazate, analiza metalografică şi SEM, determinarea microdurităţii Vikers a îmbinărilor, determinarea culorii aliajelor în sistemul RGB, comportarea aliajelor în condiţii similare contactului direct şi prelungit cu pielea consideraţii economice şi ecologice privind utilizarea aliajelor experimentale şi biocompatibilitatea aliajelor. Din rezultatele obţinute în cadrul experimentarilor se pot concluziona următoarele: FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 51

53 Pentru a verifica performanţele aliajelor experimentale, în comparaţie cu cele uzuale, am realizat îmbinări brazate pe Au şi Ag cu aliajele experimentale şi cu aliaje uzuale folosite la scară industrială, supunându-le unui număr de încercări specifice solicitărilor la care sunt supuse obiectele din domeniul vizat. Pentru a verifica modul de comportare al îmbinarilor brazate la contactul direct şi prelungit cu pielea, am realizat o soluţie lichidă care să imite efectul transpiraţiei asupra aliajelor folosite la brazat şi asupra materialelor de bază şi am supus epruvetele brazate acţiunii acestei soluţie evaluându-le comportamentul după 24 de ore, 7 zile şi 30 de zile. Pentru a studia impactul economic al folosirii la scară industrială al aliajelor experimentale, am realizat un studiu economic al avantajelor şi dezavantajelor pe care le implică folosirea acestor aliaje la acest nivel, vis-a-vis de aceasta am arătat şi avantajele ecologice ale folosirii acestora aliaje în industrie. În urma determinarii capacităţii de umectare ale aliajelor Fer1 şi Fer2, am obţinut unghiuri de umectare de 14 respectiv 15 ceea ce înseamnă (conform documentaţiei realizate în capitolul la litera a), că umectarea este de calitate foarte bună, de unde rezultă că brazarea va fi de calitate foarte bună atât pentru aliajul Fer1 cât şi pentru aliajul Fer2. Pentru încercările la tracţiune şi îndoire, fiind vorba de materiale de bază scumpe (aur de 14kt. şi argint 925), în urma discuţiilor pe care le-am avut cu lucrători în domenii unde se utilizează Au şi Ag, am hotărât reducerea dimensiunilor epruvetelor la jumătate decât cele prevazute în STAS, acest lucru neafectând evaluarea performanţelor îmbinărilor brazate. Rezultatele încercărilor îmbinărilor brazate cu aliajele Fer1 şi Fer2, le-am evaluat în comparaţie cu cele ale îmbinărilor realizate cu aliaje uzuale, iar pentru o mai bună interpretare a acestora, am realizat diagrame ale evoluţiei performanţelor îmbinărilor. În funcţie de timpii la care au fost realizate îmbinările brazate se poate observa variaţia performanţelor îmbinărilor, iar pentru îmbinările realizate cu aliajele experimentale se observă rezultate îmbunătăţite faţă de cele realizate cu aliajele uzuale; Pentru analiza metalografică, SEM şi de microduritate a îmbinărilor brazate, am realizat epruvete de Au brazate cu aliajul Fer1 şi de Ag brazate cu aliajul Fer2, cu dimensiunile de 10/10 mm, le-am încastrat în duracrylat pentru a le putea manevra şi le-am pregătit prin metode specifice aliajelor moi în vederea realizării acestor analize. Am făcut analize cu microscopul metalografic şi SEM pentru fiecare epruvetă în parte, la diferite grade de mărire, realizând discuţii referitoare la proprietăţile îmbinărilor. Din aceste analize reiese faptul că îmbinările brazate cu aliajele experimentale au calităţi îmbunătăţite. Din punct de vedere metalografic, îmbinările brazate cu aliajul Fer1 prezintă o structura predominant eutectică cu lipsa zonei influenţate termic şi cu o diferenţiere a zonelor de aliere, material de bază şi zona cu material de adaos. De asemenea, aliajul Fer1, prezintă o bună curgere şi umplere a golurilor. Zonele cu lipsă de aderenţă ale îmbinărilor datorându-se în principal calităţii materialului de bază şi suprafeţei pe care a fost realizată îmbinarea. Îmbinările realizate cu aliajul Fer2 pe Ag, din punct de vedere metalografic, prezintă o structură predominant eutectică şi fără prezenţa zonei influenţate termic, aceasta aparând doar în cazul epruvetei P3Ag şi fiind datorată modului de manevrare al flăcării. Zonele cu lipsă de aderenţă se datorează calităţii materialului de bază şi suprafeţei pe care a fost realizată îmbinarea. Deşi pentru îmbinările brazate care nu prezintă ZIT aprecierea microdurităţii nu este edificatoare, am realizat aceste determinări de microduritate Vikers cu scopul de a compara microduritatea îmbinării brazate cu cea ale materialelor de bază. Am reprezentat variaţia microdurităţii îmbinărilor brazate cu cele a materialelor de bază pe diagrame în funcţie de timpii de realizare a îmbinărilor, evidenţiându-se astfel influenţa timpilor de realizare a îmbinărilor asupra microdurităţii acestora. Conform diagramelor se poate spune ca timpul optim de realizare a îmbinărilor brazate pentru aliajul Fer1 pe Au este cel din cazul epruvetei P2Au (prezintă microzone cu microduritatea mai mare decât cea a materialului de bază), iar timpul optim de realizare a îmbinărilor brazate pentru aliajul Fer2 pe Ag este cel din cazul epruvetei P3Ag (prezintă microzone cu microduritatea mai mare decât cea a materialului de bază); FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 52

54 În urma aprecierii comportamentului aliajelor pentru brazare experimentale la contactul direct şi prelungint cu pielea se constată, conform testului dezvoltat pentru realizarea acestei aprecieri, că aliajele experimentale prezintă o mai bună comportare în mediul de exploatare comparativ cu aliajele uzuale printr-o degradare a culorii datorată mediului de exploatare care nu este mai accentuată decât degradarea materialelor de bază. De asemenea prin aprecierea culorilor aliajelor experimentale în sistemul RGB se observă o compatibilitate bună a culorilor acestora cu cele ale materialelor de bază. Fiind vorba de aliaje destinate contactului direct şi prelungit cu pielea, se impune o analiză a biocompatibilităţii acestora în urma căreia se poate concluziona că aliajele experimentale nu reprezintă factori determinanţi de apariţie a discomfortului biologic. Consideraţiile economice şi ecologice referitoare la avantajele şi dezavantajele folosirii acestor aliaje experimentale la nivel industrial, evidenţiază economii destul de semnificative dar cu un posibil dezavantaj asupra aspectului comercial al produselor (dezavantaj neevidenţiat), iar utilizarea aliajelor experimentale la nivel de industrie aduce avantaje evidente din punct de vedere ecologic. CAPITOL VI. CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND APLICAREA DE VIBRAŢII MECANICE ÎN TIMPUL PROCESULUI DE BRAZARE 6.1. Aplicarea de vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare Pentru a evidenţia influenţa vibraţiilor asupra procesului de brazare am efectuat experimentarea brazării sub acţiunea vibraţiilor mecanice a unor epruvete din alamă cu aliajele experimentale dezvoltate în teză. Pentru a efectua aceste experimentări am respectat schema logică din figura 6.1. Utilajul: Pentru a interveni cu vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare, am conceput un sistem vibrant (figura 6.2.) pe care am prins piesele pentru brazat, iar spre finalul timpului acordat procesului de brazare am intervenit cu vibraţii mecanice asupra pieselor. Figura 6.2. Schemă bloc sistem vibrant FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 53

55 Figura Schemă logică pentru aplicarea de vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare 6.2. Executarea probelor şi analiza acestora Pentru experimentarea aplicării vibraţiilor mecanice în timpul brazării s-au pregătit probe executate din alamă care au fost brazate cu flacără oxi-gay neutră şi am folosit ca aliaj pentru brazare aliajele experimentale expuse în teză. În tabelul 6.1. sunt expuse dimensiunile probelor efectuate. Tabelul 6.1. Dimensiuni probe Cod probă Lungime Laţime Grosime P1Au 50 mm 10 mm 0,8 mm P2Au 50 mm 10 mm 0,8 mm P3Au 50 mm 10 mm 0,8 mm P1Ag 50 mm 10 mm 0,8 mm P2Ag 50 mm 10 mm 0,8 mm P3Ag 50 mm 10 mm 0,8 mm P Au 50 mm 10 mm 0,8 mm P Ag 50 mm 10 mm 0,8 mm Tabelul 6.2. Parametrii regimului de brazare Cod probă Tip flacără oxi-gaz Timp menţinere Poziţie de brazare P1Au, P2Au, P3Au Neutră 40 sec. Orizontală, cap la cap P1Au, P2Ag, P3Ag Neutră 40 sec. Orizontală, cap la cap P Au şi P Ag Neutră 40 sec. Orizontală, cap la cap Tabelul 6.3. Parametrii vibraţii aplicate Cod probă Frecvenţă Amplitudine Timp menţinere vibraţii P1Au 50 Hz 3 V Ultimele 10 s P2Au 75 Hz 3 V Ultimele 10 s P3Au 100 Hz 3 V Ultimele 10 s P1Ag 50 Hz 3 V Ultimele 10 s P2Ag 75 Hz 3 V Ultimele 10 s P3Ag 100 Hz 3 V Ultimele 10 s FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 54

56 Unde probele notate cu P1Au,P2Au, P3Au, şi P1Ag, P2Ag,P3Ag au fost supuse acţiunii vibraţiilor mecanice de diferite frecvenţe în timpul procesului de brazare, iar probele P Au şi P Ag au fost brazate fără a intervenii cu vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare. Parametrii regimului de brazare pentru experimentarea aplicării de vibraţii în timpul procesului de brazare sunt prezentaţi în tabelul 6.2. Fluxul folosit a fost FH20 de uz general, dispus pe întreaga lungime a suprafeţei pentru brazat. Cantitate de flux depus pe lungimea suprafeţei pentru brazat a fost de 0,1 grame, iar cantitatea de aliaj pentru brazare folosită pentru fiecare probă în parte a fost de 0,05 grame. Probelor le-au fost aplicate vibraţii în timpul brazării, cu parametrii din tabelul 6.3., cu ajutorul sistemului vibrant descris mai sus. Pentru comparaţia efectului vibraţiilor în timpul procesului de brazare s-au executat probe (figura 6.3.), care s-au supus acţiunii vibraţiilor mecanice, iar două probe au fost brazate cu aliajele experimentale fără a aplica vibraţii în timpul procesului. Au fost astfel obţinute: 3 probe P1Au, P2Au şi P3Au brazate cu aliaj de brazare experimental Fer1 pentru Au, cu aplicarea de vibraţii mecanice în timpul brazării (figura 6.3.) 3 probe P1Ag, P2Ag şi P3Ag brazate cu aliaj de brazare experimental Fer2 pentru Ag, cu aplicarea de vibraţii mecanice în timpul brazării (figura 6.4.). 1 proba P Au brazată cu aliaj experimental de brazare Fer1 pentru Au fără a aplica vibraţii mecanice în timpul procesului (figura 6.3.,a.); 1 proba P Ag brazată cu aliaj experimental de brazare Fer2 pentru Ag fără a aplica vibraţii mecanice în timpul procesului (figura 6.4. a.). În urma măsurătorilor cu ajutorul unui şubler electronic a suprafeţei de întindere a aliajului sub acţiunea vibraţiilor mecanice, şi calculului ariei suprafeţei de întindere a aliajului pentru brazat Fer1, am obţinut rezultatele prezentate în tabelul 6.4. În urma măsurătorilor cu ajutorul unui şubler electronic a suprafeţei de întindere a aliajului sub acţiunea vibraţiilor mecanice, şi calculului ariei suprafeţei de întindere a aliajului pentru brazat, am obţinut rezultatele prezentate în tabelul 6.5. Pentru o mai bună apreciere a dimensiunilor de întindere a aliajului cu care am realizat îmbinările pe probele brazate cu aplicare de vibraţii mecanice cu diferite frecvenţe comparativ cu probele brazate cu aceleaşi aliaje şi în aceleaşi condiţii dar fără a aplica vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare, am realizat poze cu un apatat foto semiprofesional Nikon. Tabelul 6.4. Suprafaţa de întindere a aliajului pentru brazat Fer1 Cod Frecvenţa Probă vibraţiei aplicate Aria suprafeţei de întindere (mm 2 ) ( Hz) P Au - 26,3 P1Au 50 59,2 P2Au 75 66,9 P3Au ,7 Tabelul 6.5. Suprafaţa de întindere a aliajului pentru brazat Fer2 Cod Frecvenţa Aria suprafeţei de Probă vibraţiei aplicate întindere (mm 2 ) ( Hz) P Ag - 52,5 P1Ag 50 85,0 P2Ag 75 97,5 P3Ag ,30 Aceste poze le-am prelucrat în programul de calculator CorelDraw modificându-le contrastul pentru a evidenţia mai precis surafaţa de întindere a aliajului pentru brazat, şi şi am copiat zona îmbinărilor pentru a putea interpreta cu programul de calculator AutoCAD suprafaţa de întindere a aliajului (figura 6.8. pentru Au şi 6.9. pentru Ag). Prin schimbarea contrastului şi decuparea zonelor de îmbinare a epruvetelor brazate cu aliajul Fer1(figura 6.8. B), am putut realiza, cu ajutorul unui program de calculator, măsurarea ariei de întindere a aliajului cu care au fost brazate probele sub influenţa vibraţiilor mecanice comparativ cu întinderea acestuia fără intervenţia vibraţiilor mecanice în timpul procesului de brazare. Pentru a putea realiza măsurarea suprafeţei de întindere a aliajului Fer2 sub influenţa vibraţiilor din timpul procesului de brazare am modificat contrastul pozei îmbinărilor realizate pe FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 55

57 alamă cu aliajul Fer2 şi am decupat zona de îmbinare a probelor (figura 6.9. B). Pozele astfel decupate şi cu contrastul modificat arătate în figura B. pentru îmbinările cu aliajul Fer1 şi în figura 6.9. B. pentru îmbinările realizate cu aliajul Fer2, le-am introdus în programul de calculator AutoCAD cu ajutorul căruia am măsurat suprafaţa de întindere a aliajelor pentru brazat sub influenţa vibraţiilor mecanice comparativ cu suprafaţa de întindere a aliajelor pentru brazat la probele brazate fără a interveni cu vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare.măsurarea ariei suprafeţei de întindere şi perimetrului, am făcut-o pe imagine cu contrastul modificat pentru a evidenţia mai bine zonele de întindere a aliajului. Această măsurare a fost făcută pentru fiecare probă în parte după cum se poare vedea în figura În figura a) am măsurat suprafaţa de întindere şi perimetrul aliajului pentru proba brazată fără aplicare de vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare. În figura b), c) şi d) am măsurat suprafeţele de întindere a aliajului pentru brazat la probele unde am aplicat vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare. În urma măsurătorilor ariei suprafeţei de întindere şi perimetrului a aliajului sub influenţa vibraţiilor mecanice am obţinut rezultatele din tabelul 6.6. Figura Măsurarea ariei suprafeţei de întindere a alajului Fer1; a) măsurarea ariei suprafeţei de întindere a aliajului fără influenţa vibraţiilor proba P Au; b) măsurarea ariei suprafeţei de întindere a aliajului cu aplicare de vibraţii cu frecvenţa de 50 Hz proba P1Au; c) măsurarea ariei suprafeţei de întindere a aliajului cu aplicare de vibraţii cu frecvenţa 75 Hz proba P2Au; d) măsurarea ariei suprafeţei deîntindere a aliajului cu aplicare de vibraţii cu frecvenţa 100 Hz proba P3Au Tabelul 6.6. Dimensiunile intinderii aliajului Fer1 sub influenţa vibraţiilor Cod probă Frecvenţa vibraţiei Aria suprafeţei de întindere Perimetrul (mm) (Hz) (mm 2 ) P Au - ~1,55 ~10,38 P1Au 50 ~2,28 ~10,07 P2Au 75 ~3,34 ~13,00 P3Au 100 ~7,85 ~15,76 Figura Măsurarea ariei suprafeţei de întindere a alajului Fer2; a) măsurarea ariei suprafeţei de întindere a aliajului fără influenţa vibraţiilor proba P Ag; b) măsurarea ariei suprafeţei de întindere a aliajului cu aplicare de vibraţii cu frecvenţa de 50 Hz proba P1Ag; c) măsurarea ariei suprafeţei de întindere a aliajului cu aplicare de vibraţii cu frecvenţa 75 Hz proba P2Ag; d) măsurarea ariei suprafeţei de întindere a aliajului cu aplicare de vibraţii cu frecvenţa 100 Hz proba P3Ag Tabelul 6.7. Dimensiunile intinderii aliajului Fer2 sub influenţa vibraţiilor Cod probă Frecvenţa vibraţiei (Hz) Aria suprafeţei de întindere (mm 2 ) Perimetrul (mm) P Ag - ~2,34 ~15,12 P1Ag 50 ~3,50 ~14,87 P2Ag 75 ~5,84 ~18 P3Ag 100 ~7,42 ~17,31 În urma măsurătorilor ariei suprafeţei de întindere şi perimetrului a aliajului sub influenţa vibraţiilor mecanice am obţinut rezultatele din tabelul 6.7. În figura se poate vedea variaţia ariei suprafeţei de întindere a aliajului pentru brazat sub influenţa vibraţiilor mecanice din timpul procesului pentru brazare. Aria suprafeţei de FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 56

58 întindere materialului de adaos la proba P3Au unde vibraţiile din timpul procesului au avut o frecvenţă de 100 Hz, este mult mai mare comparativ cu aria suprafeţei de întindere a aliajului la proba P Au unde nu am aplicat vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare. În figura variaţia ariei suprafeţei de întindere a aliajului Fer2 sub acţiunea vibraţiilor mecanice cu frecvenţa de 100 Hz (proba P3Ag) este mai mare, comparativ cu proba brazată în aceleaşi condiţii şi cu acelaşi aliaj dar fără aplicare de vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare, de aproximativ 3 ori ,38 10, ,76 7,85 0 1,55 2,28 3,34 P'Au P1Au P2Au P3Au Perimetrul sprafeţei de întindere (mm) Aria suprafeţei de întindere (mm2) Frecvenţa vibraţiei (Hz) Figura Variaţia suprafeţei de întindere şi a perimetrului pentru probele brazate cu aliajul Fer1 cu aplicare de vibraţii ,12 14, ,31 2,34 3,5 5,84 7,42 0 P'Ag P1Ag P2Ag P3Ag Aria suprafeţei de întindere (mm2) Perimetrul suprafeţei de întindere (mm) Frecvenţa vibratiei (Hz) Figura Variaţia suprafeţei de întindere şi a perimetrului pentru probele brazate cu aliajul Fer2 cu aplicare de vibraţii 6.3. Concluzii În capitolul CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND APLICAREA DE VIBRAŢII MECANICE ÎN TIMPUL PROCESULUI DE BRAZARE am conceput şi realizat un sistem vibrant cu care am aplicat vibraţii mecanice pieselor în timpul procesului de brazare al acestora. Am experimentat brazarea cu aplicare de vibraţii mecanice în timpul procesului pentru aliajele experimentale Fer1 şi Fer2 folosind ca material de bază platbandă de alamă. Din experimentările realizate se pot concluziona urmatoarele: Prin aplicarea vibraţiilor mecanice în timpul procesului de brazare se poate influenţa pozitiv acesta prin micşorarea unghiului de umectare a aliajului pentru brazat, concluzie trasă în urma examinării suprafeţei de întindere a aliajelor pentru brazare folosite în proces, dar şi printr-o umplere mai bună a interstiţiilor dintre piesele brazate; Pentru a interveni cu vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare, am conceput un sistem vibrant cu ajutorul căruia am putut aplica vibraţii mecanice cu frecvenţa de 50 Hz şi 100 Hz asupra probelor, acestea fiind brazate cu aliaje pentru brazat experimentale. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 57

59 Probelor P1Au şi P1Ag în urma aplicării de vibraţii cu frecvenţe de 50 Hz, prezintă o curgere mai bună a materialului de adaos faţă de curgerea materialului de adaos la probele brazate fără aplicare de vibraţii în timpul procesului, dar sub cea a brazărilor unde s-au aplicat vibraţii cu frecvenţa de 100 Hz; Probele care au fost brazate cu aplicare de vibraţii folosind aliajul pentru brazare destinat brazării Ag prezintă întindere mai bună pe suprafaţa probelor brazate decât cea a probelor brazate cu aliaj pentru brazare destinat Au, ceea ce înseamnă că aliajul de brazare destinat argintului prezintă o viscozitate mai mică decât cel destinat brazării Au; Probele brazate fără a aplica vibraţii în timpul procesului, prezintă o lipsă de curgere a aliajului pentru brazat, atât în cazul brazării cu aliaj pentru brazare destinat Au cât şi în cazul brazării cu aliaj pentru brazare destinat argintului. Aplicarea de vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare are ca efect micşorarea tensiunilor superficiale de la suprafaţa aliajului pentru brazare şi micşorarea unghiului de umectare a acestuia, dar şi realizarea unei pătrunderi mai bune a aliajului pentru brazat în interstiţiul pentru brazare. CAPITOL VII. CONCLUZII GENERALE, CONTRIBUŢII ORIGINALE, DEZVOLTĂRI VIITOARE 7.1. Concluzii generale În prezenta teză, am abordat un domeniu nou şi profund particularizat de cercetare, domeniu care impune reguli foarte stricte în ceea ce priveşte aliajele pentru brazare destinate obiectelor din Au şi Ag. Datorită evoluţiei tehnologice de obţinere a aliajelor de metale nobile preţioase de diverse culori şi purităţi şi datorită exigenţelor impuse de piaţa de destinaţie pentru aceste aliaje, dar şi a celor impuse de Uniunea Europeană în privinţa cerinţelor de calitate pentru fabricarea de obiecte din aceste aliaje, materialele pentru brazat folosite la îmbinarea diverselor parţi componente ale acestor obiecte trebuie să prezinte calităţi foarte bine conturate privind nuanţa şi cantitatea de metal pur din compoziţia acestor aliaje pentru brazare. Metalele nobile preţioase au un nivel de utilizare din ce în ce mai ridicat în domenii dintre cele mai variate cum ar fi cel aerospaţial, electronic şi electrotehnic, medicină şi tehnica dentară şi nu în ultimul rând obiectele de podoabă. În toate aceste domenii sunt folosite aliaje pentru brazarea metalelor şi aliajelor nobile particular dezvoltate pentru fiecare gen de aplicaţie. În ceea ce priveşte obiectele de podoabă, medicină şi tehnică dentară, aliajele pentru brazat folosite la îmbinarea metalelor şi aliajelor metalice nobile utilizate în aceste domenii sunt dintre cele mai variate şi mult superioare celor folosite în domenii cu aplicaţii tehnice. În această teză am prezentat aliaje pentru brazat folosite cu preponderenţă în domenii tehnice, dar, mai ales, aliaje particularizate cu domenii de utilizare precum tehnica dentară şi obiectele de podoabă. În teză, sunt prezentate fenomenele fizice (umectare, capilaritate, difuzie) şi chimice (producerea de oxizi la suprafaţa pieselor s.a.) fundamentale în procesele de brazare ale Au, Ag şi aliajelor acestora. Tehnologiile pentru brazarea acestor metale şi aliaje, deşi nu diferă de tehnologiile uzuale de brazare, au suferit modificări şi adaptări importante de parametrii şi dimensiuni pentru a permite brazarea în condiţiile impuse de tipodimensiunile componentelor de îmbinat. Prin analiza acestor tehnologii de brazare se poate realiza o diferenţiere clară şi precisă între tehnologiile folosite pentru brazarea acestor tipuri de obiecte din metale nobile preţioase la scară industrială pentru serii mari şi foarte mari, şi cele destinate utilizării la nivel semiindustrial, pentru serii medii, mici şi unicate. De asemenea, prin analiza teoretică a mişcării masei sub influenţa vibraţiilor mecanice am ajuns la concluzia că, prin aplicarea de vibraţii mecanice în timpul proceselor de brazare se poate obţine micşorarea viscozităţii şi marirea suprafeţei de curgere a aliajului pentru brazare. Pentru obţinerea de aliaje pentru brazarea Au, Ag şi aliajelor acestora, trebuie să se aibă în vedere respectarea purităţii metalului de bază. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 58

60 Pentru cercetările experimentale de obţinere de asemenea aliaje am avut în vedere acest aspect şi am îmbunătăţit calitatea acestora de a rezista din punct de vedere al deteriorării culorii la contactul direct şi prelungit cu mediul de exploatare. Printr-un număr mare de încercări specifice impuse prin STAS, pentru îmbinările brazate (lipire tare), dar şi prin încercări particulare pentru îmbinările brazate realizate pe metale care vin în contact direct şi prelungit cu pielea, am evidenţiat calităţile îmbunătăţite ale aliajelor eperimentale comparativ cu cele folosite uzual pentru realizarea de astfel de îmbinări. Pentru dezvoltarea de aliaje pentru brazarea Ag am realizat optimizarea unei reţete de aliaj cu un conţinut mai ridicat de Ag pur decât cel acceptat în STAS-uri, menţinând capacităţile tehnologice ale acestuia în limitele acceptabile pentru realizarea de îmbinări brazate. Prin determinarea microdurităţii îmbinării brazate raportată la microduritatea materialului de bază a epruvetelor, am evidenţiat parametrii la care am obţinut îmbinările cu microduritatea mai mare decât cea a materialului de bază. Prin testul de rezistentă a culorii în mediul de exploatare, am evidenţiat faptul că, îmbinările brazate realizate cu aliajele experimentale au o comportare mai bună decât aliajele uzuale, fapt evidenţiat şi prin aceea că îmbinările brazate cu aliajele experimentale au o microduritate apropiată de cea a materialelor de bază, ceea ce înseamnă o rezistenţă mai mare la coroziunea electrochimică a acestor aliaje. Testări specifice şi originale ale îmbinărilor brazate precum şi analiza biocompatibilităţi acestor aliaje se impune la folosirea în producţie a acestora. Prin folosirea în producţie a aliajelor obţinute în urma cercetării, se poate renunţa la acoperirea electrolitică din cadrul tehnologiei de fabricaţie a obiectelor de podoabă care este destul de costisitoare şi care presupune risc ecologic. Prin conceperea unui sistem generator de vibraţii mecanice, capabil să imprime aceste vibraţii pieselor în timpul brazării, se poate observa o îmbunătăţire a comportamentului aliajelor pentru brazare dezvoltate în teză. Prin elaborarea aliajelor experimentale Fer1 şi Fer2 care au la bază metale nobile ca Au şi Ag am obţinut două materiale de adaos performante care permit controlul calităţilor îmbinărilor brazate cu acestea. Deşi aceste aliaje au fost dezvoltate pentru brazarea Au de 14 kt. şi Ag 925, prin experimentările din cadrul capitolului 6 am evidenţiat faptul că aceste aliaje pot fi folosite şi în cazul brazării altor tipuri de metale sau aliaje. Prin determinările şi masurătorile pe care le-am făcut în cadrul capitolului IV se evidenţiează faptul câ aliajele Fer1 şi Fer2 îndeplinesc cu succes condiţiile de realizare a îmbinărilor brazate cu aceste materiale de adaos. Prin analiza metalografică a aliajelor experimentale, se profilează calităţile superioare pe care le posedă aliajele experimentale Fer1 şi Fer2 comparativ cu aliajele experimentale notate cu Au1 respectiv Au2. Datorită încercărilor conforme cu STAS-ul în vigoare pentru îmbinările brazate întreprinse pentru îmbinări pe Au şi Ag cu aliajele experimentale Fer1 şi Fer2, în cadrul capitolului V, şi rezultatelor obţinute ca urmare a încercărilor se poate afirma că imbinările brazate cu aceste aliaje prezintă calităţi superioare imbinărilor brazate cu aliajele folosite uzual la imbinarea Au şi Ag. Prin conceperea şi elaborarea unor metode de verificare a anumitor calităţi ale aliajelor pentru brazarea obiectelor ce vin în contact direct şi prelungit cu pielea am verificat comportamentul îmbinărilor brazate cu aliajele experimentale comparativ cu cele realizate cu aliaje uzuale pentru brazat Au şi Ag, iar în urma acestor verificări s-a evidenţiat faptul că aliajele experimentale prezintă un comportament adecvat la contactul direct şi prelungit cu mediul de exploatare. Abordarea din punctul de vedere al economiei realizate prin folosirea aliajelor experimentale la nivel industrial, se evidenţiază faptul că, folosind aceste aliaje experimentale la nivel industrial se poate renunţa la acoperirea galvanică ulterioară proceselor de producţie ale bijuteriilor. Acest fapt este susţinut şi de modul de comportare al aliajelor la contactul direct şi prelungit cu mediul de exploatare, dar şi de faptul că aliajele experimentale au aceeaşi culoare cu materialele de bază. Prin aplicarea de vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare am evidenţiat faptul că se poate interveni asupra comportamentului aliajelor pentru brazat experimentale. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 59

61 Concluzionând, se poate spune că în cadrul cercetărilor teoretice şi experimentale din teza de doctorat, am obţinut un aliaj pentru brazarea Au galben de 14 kt. şi un aliaj pentru brazarea Ag 925 care prezintă calităţi mai performante comparativ cu aliajele folosite în mod uzual la brazarea acestor tipuri de metale de bază Contribuţii originale Raportându-mă la obiectivele propuse, în urma finalizării cercetărilor teoretice şi experimentale, au fost prezentate o serie de soluţii originale şi novative în domeniul abordat. Cele mai reprezentative contribuţii personale sunt rezumate după cum urmează: Am identificat, clasificat şi caracterizat metalele nobile preţioase din prisma proprietăţilor fizico chimice implicate în procesele de brazare; Am evidenţiat aliajele de Au şi Ag în funcţie de titlul acestora şi purităţile acceptate de legislaţia celor mai importante state implicate în producţia de obiecte de podoabă la nivel industrial; Am evidenţiat parametrii şi condiţiile de realizare ale procesului de brazare, operaţiilor premergătoare procesului precum şi influenţa anumitor factori asupra acestor procese specifice metalelor nobile preţioase; Fiind vorba de materiale şi aliaje metalice care vin în contact direct şi prelungit cu pielea, s-a impus o analiză de biocompatibilitate a acestora pe care am realizat-o raportându-mă la studii de specialitate din domeniul medical; Am evidenţiat aliajele pentru brazat pe bază de Au şi Ag folosite în domenii tehice, spre deosebire de cele folosite la brazarea obiectelor din Au şi Ag din domenii de medicină, artă şi bijuterie, precum şi a materialelor de adaos (fluxuri, atmosfere de lucru protectoare pentru brazare) conform cu STAS-urile în vigoare; Am identificat tehnologiile şi echipamentele de brazare moderne şi hi-tech ale Au şi Ag, le-am categorisit după nivelul şi randamentul de utilizare, am etalonat parametrii specifici de funcţionare ai acestor echipamente şi am prezentat aplicaţii ale brazării cu aceste tehnologii în domenii tehnice, medicale şi de bijuterie; Prin analiza teoretică şi matematică a excitării masei cu o forţă armonică, am ajuns la concluzia că se poate influenţa comportarea aliajului pentru brazare aflat în stare lichidă în timpul procesului de brazare, ceea ce poate influenţa în mod pozitiv realizarea îmbinărilor brazate; Am analizat modul de obţinere şi aliajele existente pentru brazarea Au, Ag şi aliajelor acestora, prezentând un număr de reţete optimizate pentru obţinerea de astfel de aliaje, precum şi materialele componente conform cu standardele în vigoare; în urma acestei analize am conceput patru reţete de aliaje pentru brazare, dintre care două reţete de aliaje pentru brazarea Au de 14 kt, iar celelalte două pentru brazarea Ag cu titlul 925, realizându-le analiza metalografică şi SEM, le-am interpretat pe acestea în funcţie de diagramele de fază, alegând aliajele care prezintă proprietăţi mecanice şi structură corespunzatoare pentru realizarea de îmbinări brazate la aceste metale; Am realizat determinări de microduritate ale îmbinărilor brazate cu aliajele experimentale punându-le în contrast cu microduritatea materialelor de bază ale epruvetelor, obţinând astfel parametrii optimi de realizare a îmbinărilor brazate folosind aliajele experimentale. Am realizat testări specifice ale îmbinărilor brazate obţinute cu aliajele experimentale pe Au şi Ag şi am conceput o metodă originală de a testa capacităţile de menţinere a proprietăţilor de culoare ale aliajelor experimentale în comparaţie cu cele ale aliajele uzuale, în mediul de exploatare; FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 60

62 Având în vedere domeniile de aplicabilitate ale acestor aliaje experimentale, am realizat un studiu de biocompatibilitate bazat pe analiza componentelor aliajelor din punct de vedere al capacităţii lor de a reacţiona cu corpul omenesc la nivel biologic. Prin folosirea de aliaje experimentale în producţia de obiecte de podoabă se poate renunţa la ultima etapă din procesul de producţie al acetora, iar pentru estimarea preţului pe care îl implică aceasta am realizat un studiu economic de apreciere al preţului etapei, putând astfel evalua aproximativ economia care se poate realiza prin folosirea acestor aliaje experimentale în producţie. Am conceput şi realizat un sistem vibrant experimental cu care am putut aplica vibraţii mecanice pieselor pentru brazat în timpul procesului de brazare, prin aceasta determinând influenţa aplicării vibraţiilor mecanice asupra aliajului pentru brazat aflat în stare lichidă în timpul procesului de brazare Dezvoltări viitoare În urma rezultatelor pe care le-am obţinut ca urmare a cercetării teoretice şi experimentale efectuate în cadrul tezei de doctorat, se poate avea în vedere cercetări viitoare în următoarele direcţii de studiu: Dezvoltarea de aliaje pentru brazarea metalelor nobile preţioase în deosebi pentru Au şi Ag care să prezinte calităţi controlate ale comportamentului acestora în mediile de exploatare; Îmbunătăţirea tehnologiilor de fabricare la nivel industrial pentru obiecte din Au, Ag şi aliaje ale acestora prin folosirea de aliaje pentru brazare mai performante în mediile de exploatare şi prin acordarea unei atenţii sporite purităţii aliajelor şi elementelor ce intră în compoziţia aliajelor de Au şi Ag din care se fabrică astfel de obiecte; Analiza matematică şi experimentală a influenţei aplicării de vibraţii mecanice în timpul procesului de brazare asupra unghiului de umectare a aliajelor pentru brazat; Realizarea unor dispozitive vibrante multifuncţionale pentru diverse tipo dimensiuni ale pieselor pentru brazat, astfel realizându-se obţinerea de îmbinări brazate mai performante Modalităţi de valorificare a rezultatelor La baza prezentei cercetări a stat un stagiu de studii masterale ale autorului care au fost finalizate cu lucrarea de dizertaţie Modern Tehnologies for Brazing Noble Metals ; prezentul studiu reprezentând o continuare logică şi evidentă a cercetării desfăşurate pe durata studiilor masterale. Scopul lucrării s-a înscris în evaluarea tehnologiilor folosite la îmbinarea aliajelor de Au şi Ag, folosite în industria producătoare de podoabe dar şi în domenii medicale şi tehnice; obţinerea de aliaje pentru brazat Au, Ag şi aliaje ale acestora cu proprietăţi mult îmbunătăţite, spre deosebire de cele uzuale, la contactul prelungit cu mediul de exploatare, ceea ce permite atenuarea costurilor de producţie din astfel de metale şi aliaje. De asemenea, în teza de doctorat, s-a urmărit obţinerea îmbunătăţirii comportamentului aliajelor pentru brazare pe perioada procesului de brazare, ceea ce a condus la operaţii conexe ce îmbunătăţesc calitatatea îmbinărilor brazate. Pe baza rezultatelor obţinute în urma cercetărilor efectuate pe perioada programului doctoral, am elaborat, susţinut şi publicat un număr de 17 lucrări ştiinţifice în cadrul unor conferinţe naţionale şi internaţionale dintre care 10 ca prim autor, iar cinci lucrări fiind cotate ISI. Rezultatele obţinute oferă posibilitatea efectuării de noi studii pentru optimizarea şi perfecţionarea proceselor de brazare şi a materialelor de adaos folosite în domenii industriale în care sunt implicate metalele nobile preţioase şi aliajele acestora. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 61

63 Bibliografie selectivă 1. Anghelache C. Tratat de statistică teoretică şi economică, Ed. Economică, Bucureşti, 2008; 2. Agarval D. P., Raykhtsaum G. Precious metals, Proceedings of the 17 th International Precious Metals Conference, Newport, Rhode Island, Ed. R.K. Mishra, International Precious Metals Institute, Newport, Rhode Island, 1993; 3. Bakony C., Radu D., Lupu V. Utilajul şi tehnologia sudării cu flacără de gaze şi tăieri cu oxigen, Ed. Institutul politehnic Traian Vuia, Timişoara, 1970; 4. Both D. Utilajul şi tehnologia sudării, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1961; 8. Bănăţeanu G., s.a. Chimie anorganică, Ed. Institutul de petrol şi gaze, Vol.II, Ploieşti, 1982; 9. Burca M., s.a. Sudarea Mig/Mag, Ed. Sudura, Bucureşti, 2002; 11. Badulici S. Dermatoze profesionale, Ed. Tehnică, Bucureşti, 2010; 12. Badea T., Nicola M., s.a. Electrochimie şi coroziune, Ed. MatrixRom, Bucureşti, 2005; 15. Cretu C., Elma van der Linger, - Coloured gold alloys, Gold Bulletin, Ed. WGC, vol. 32, nr.4, USA, 1990; 16. Constantinescu D., Vaireanu D. I. Tehnologia proceselor electrochimice, Ed. Printech, Bucureşti, 2000; 17. Constantin E., s.a. Tehnologia sudării prin topire, Ed. Universităţii din Galaţi, Bucureşti, 1989; 18. Cristescu G., Bica I., - Experimental determination of the temperature variations shape in the dimethyl ether and oxygen mixture flame,ed. BID ISIM Timişoara, 2003; 19. Clough J. Alergiile, Ed. Minerva, Bucureşti, 2007; 20. Crowford M. Alergiile, Ed. Corint, Bucureşti, 2009; 21. Corso P. P., R. German M., s.a. - Corrosion Evaluation of Gold-based Dental Alloys, JDR, Ed. SAGE, vol. 64, nr. 5, USA, 1985; 26. Darolti M., Feraru V. L., Trif I. N., s.a. Defects that appear at welded or soldered joining at tools with hard and extrahard components, Bulgarian Journal for Engineering Design, nr.3, Sofia, 2009; 27. El Sayed. s.a. Alloy Formation of Gold-Silver Nanoparticles and the Dependence of the Plasmon Absorption on Their Composition, EN Metale preţioase. Titlul sudurilor utilizate pentru aliaje ale metalelor preţioase pentru articole de bijuterie; 29. Feraru V. L., Trif I. N., s.a. Brazing equipments for noble metals, TQSD, Ed. Agir, 2008, Bucureşti; 30. Feraru V. L., Trif I. N., s.a. Aliaje pentru lipire a metalelor nobile, Conferinţa Internaţională Tehnologii inovative pentru îmbinarea materialelor avansate, 2008, Timişoara; 31. Feraru V. L., Dozescu S. I., Trif I. N. Modern equipment and tehnologies for brazing precious materials and alloys, IIW International Conference Safety and Reability of welded Components and Processing Industry, Gratz, Austria, 2008; 32. Feraru V. L., Trif I. N., s.a. Brazing alloys for brazing new and performing precious metals and alloys used in engieneering industry, Metalurgia International, nr. 2, Ed. Ştiinţifică F.M. R, Bucureşti, 2009; 33. Feraru V. L., Trif I. N., s.a. Experimentation of brazing alloy of gold and silver used in jewelry, manufacturing industry and in medical purpose, DAAAM, 2009, Viena, Austria; 34. Feraru V. L., Trif I. N., s.a. Reconditionarea sinelor de tramvai prin incarcarea cu sudura, Buletinul Agir, Ed. Agir, 2010, Bucureşti; FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 62

64 35. Feraru V. L., Trif I. N., s. a. Experimenation the possibility of brazing two dissimilar metals and determination of the joint resistence, Metalurgia Internaţional, nr. 3, Ed. Ştiinţifică F. M. R, Bucureşti, 2011; 36. Feraru V. L., Trif I. N., s. a. Analysis of prolonged service behavior of metallic materials used for port cranes, Metalurgia Internaţional, nr. 3, Bucureşti, 2011; 37. Feraru V. L., Trif I. N., s.a. Research on noble metal brazing, Metalurgia, nr. 1, Ed. Ştinţifică F.M. R., Bucureşti, 2011; 38. Feraru V. L., Trif I. N., s. a. Tehnologii de lipire şi brazare în industria electrotehnică, Buletinul Agir, Ed. Agir, Bucureşti, 2011; 39. Feraru V.L. Fantasy earrings, earrings that can change their look, Revista Şcolii Doctorale Creativitate şi Inventică, Ed. Editura Universităţii Transilvania din Braşov, Braşov,2009; 40. Floricel D., Feraru V. L., Trif I.N., s.a. Adaptive trajectory optimizing of welding robots for molds reconditioning, RAEEE, Ed. Excel, 2009, New Delhi, India; 43. Gâlea A., Feraru V. L., Trif I. N., s.a. Recondition of pallets of coal mills by loading with welding using cored wire, Metalurgia, nr. 8, Ed. Ştiinţifică F.M. R., Bucureşti, 2010; 44. Gâlea A., Feraru V.L., Trif I.N. Reconditioning of surfaces subjected to intense wear, of pallets from the rotors of coal grinding mills, used in thermoelectric industry, through laser-hibrid process, Bulgarian Journal for Engineering Design, nr.4, 2010, Sofia; 45. Gavrilescu E. Noţiuni generale de ecotoxicologie, Ed. SITECH, Bucureşti, 2008; 46. Gliţa G., Machedon T., Milos L. Proiectarea Dispozitivelor pentru Sudare, Ed. Lux Libris, Brasov, 1996; 47. Gubicza J., Hegedüs Z. Microstructure and yield strength of severely deformed silver,. Scripta Materiala, Ed. Elsevier, vol. 58, nr 9,USA, 2007; 48. Gomidželović L., s.a. Phase equlibria investigation and characterization of the Au-In- Sb system, Geantă V., Constantin N., s.a. Procese şi tehnologii alternative în siderurgie, Ed. Ştiinţifică F. M. R, Bucureşti, 2011; 50. Geantă V., s.a. Systems for inert gas injection used in the secondary metallurgy, Metalurgia, nr. 7,vol.57 Ed. Ştiinţifică F.M.R, Bucureşti, 2005; 51. German R. M., Wright D.C., s.a.- The colour of gold-silver-copper alloys, Gold Bulletin, Ed. WGC, vol. 13, nr. 3, USA, 1980; 52. Gaftoneanu V., Feraru V.L., Trif I. N., s.a. Welding joints experiments for telecommunication fiber optics, DAAAM, 2009, Viena, Austria; 71. Milosan I. Aliaje cu proprietăţi speciale, Ed. Didactică şi pedagogică, R.A., Bucureşti, 2001; 72. McCloskey J., Shankar A., s.a.- Silicon microsegregation in 14K yellow gold yellow gold, Gold Bulletin, Ed. WGC, vol 34, nr.1, USA, 2001; 73. Machedon Pişu T., s.a. Tehnologia sudării prin topire, Ed. Lux Libris, Braşov, 2009; 74. Miclosi V., Scorobetiu L., Milos L. Bazele proceselor de sudare, Ed. Didactică şi pedagogică, Bucureşti, 1982; 85. Raţiu (Ratz) I. Tehnica şi arta ceasornicarilor, Ed. Institutul de Literatură şi Tipografie Minerva S.A., partea a III-a, Cluj, 1938; 87. Rades M. Vibraţii mecanice, Ed. Printech, Bucureşti, 2008; 89. Rosca R., Feraru V. L., Trif I. N., s.a. Metallographic reserches on welded construction on the telecommunication antenne, Bramat, Braşov, 2011; 90. Regulament privind recunoaşterea reciprocă (CE) Nr.764/2008, Comisia Europeană Direcţia Generală Întreprinderi şi Industrie, Bruxelles, 2010; FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 63

65 REZUMAT Lucrarea abordează un domeniu specializat şi particularizat, cel al materialelor nobile preţioase, în special aurul şi argintul, şi cel al aliajelor pentru brazarea acestora. De asemenea, printr-o analiză atentă a tehnologiilor şi echipamentelor special dezvoltate pentru realizarea de îmbinări brazate la astfel de materiale metalice este făcută o diferenţiere şi clasificare a tehnologiilor şi echipamentelor utilizate la nivel industrial şi semiindustrial pentru brazarea obiectelor fabricate din Au şi Ag, şi a obiectelor în componenţa cărora intră piese din asemenea aliaje. Ingineria brazării este definită de procese tehnologice precum umectare, capilaritatea şi difuzia atent analizate şi caracterizate din punct de vedere matematic, teoretic şi experimental în cadrul tezei de doctorat. Axându-se pe elaborarea de aliaje pentru brazarea obiectelor ce vin în contact direct şi prelungit cu pielea fabricate din Au şi Ag, teza de doctorat cuprinde un număr de reţete optimizate de aliaje pentru brazarea de astfel de obiecte, şi elaborarea a patru aliaje presupuse a îndeplinii condiţiile necesare realizării îmbinărilor brazate la obiecte de podoabă. Cu aliajele experimentale Fer1şi Fer2, care au îndeplinit condiţiile necesare pentru realizarea de îmbinări brazate, s-au realizat îmbinări brazate pe Au şi Ag care au fost supuse unor testări, încercări şi determinări specifice acestor tipuri de îmbinări, dar au fost supuse şi unor testări originale pentru a putea verifica modul de comportare ale acestor aliaje la expunerea la mediul de exploatare. Un număr mare de caracterizări ai constituenţilor metalografici apăruţi în îmbinările brazate completează şi atestă calităţile aliajelor experimentale Fer1 şi Fer2. Pentru a putea influenţa comportarea MA în timpul procesului de brazare astfel obţinând îmbinări cu calităţi îmbinătăţite în cadrul tezei este analizată şi experimentată brazarea cu MA experimentale Fer1 şi Fer2 sub acţiunea vibraţiilor mecanice. ABSTRACT The paper approaches a particularised and specialised field, that of precious noble materials, focused on gold and silver, and their alloys for brazing. Also, through a careful analysis of technologies and equipments developed for making brazed joints on such metallic materials, is made a distinction and classification of technologies and equipments used at the industrial and semi-industrial level for brazing objects made on Au and Ag, and articles that contain pieces made from such alloys. Brazing engeneering is defined by some technological processes such as wetting, capillarity and diffusion carefully analyzed and characterized in terms of mathematical, theoretical and experimental in the PhD thesis. Focusing on the development of brazing alloys for objects that come into direct and prolonged contact with skin made of Au and Ag, PhD thesis contains a number of recipes for brazing alloys optimized for brazing such objects, and the development of four alloys supposed to fulfill the conditions needed for the joints brazed jewelry. The experimental alloys Fer1şi Fer2 who have fulfilled the conditions necessary to achieve brazed joints, were realised brazed joints on Au and Ag and were subjected to testing and specific measurements for those types of joints, but were subjected to an original testing to be able verify the the behavior of these alloys when exposed to operating environment. A large number of constituents metallographic characterisations appeared in brazed joints complete and certify skills and Fer2 Fer1 experimental alloys. To influence the behavior of MA during the brazing proces obtaining in this way, joints with improved quality, in this study is analyzed and experiemented the brazing proces using the experimentals alloys Fer1 and Fer2 under the action of mechanical vibration. FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 64

66 Curriculum Vitae Europass Informaţii personale Nume / Prenume FERARU Vasile Lucian Adresa(e) Dr. Toma Ionescu Nr Câmpina (România) Mobil (uri) lucian.feraru@unitbv.ro lucianferaru@yahoo.com Naţionalitate(-tăţi) Română Data naşterii 6 Dec 80 Sex Bărbătesc Experienţa profesională Funcţia sau postul ocupat Activităţi si responsabilităţi principale Numele şi adresa angajatorului Tipul activităţii sau sectorul de activitate Funcţia sau postul ocupat Numele şi adresa angajatorului Tipul activităţii sau sectorul de activitate Educaţie şi formare Perioada 5 Mar 01-1 Nov 02 Responsabil cu activitatea în atelierul de producţie supervizer, instructor, controlul necesarului, controlul calităţii S.C. Platax S.A. republicii 16-17, Câmpina (România) Fabricarea şi asamblarea obiectelor de bijuterie Perioada /10/2010 Design bijuterii şi obiecte de podoabă, repararea şi/sau recondiţionarea bijuteriilor şi obiectelor din metale preţioase PFA Feraru Vasile Lucian Republicii, Nr , Câmpina (România) Prestări servicii Perioada Calificarea/diploma obţinută Numele şi tipul instituţiei de învăţământ/furnizorului de formare Titlul tezei de doctorat 2007 prezent Doctorand Universitatea "Transilvania" din Braşov, Facultatea de Ştiinţa şi Ingineria Materialelor Str. Colina Universităţii Nr.1, Braşov (România) Cercetări şi experimentări de ingineria brazării materialelor metalice nobile cu vizibilitate la Au şi Ag Calificarea/diploma obţinută Numele şi tipul instituţiei de învăţământ/furnizorului de formare Perioada Diplomă de Master Universitatea " Transilvania" din Braşov Str. Colina Universităţii Nr. 1, Braşov (România) FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 65

67 Calificarea/diploma obţinută Numele şi tipul instituţiei de învăţământ/furnizorului de formare Perioada Diplomă de Bacalaureat Grup Şcolar Industrial Energetic Str. Griviţei Nr.1, Câmpina (România) Calificarea/diploma obţinută Numele şi tipul instituţiei de învăţământ/furnizorului de formare Aptitudini şi competenţe personale Perioada Diplomă de bijutier Şcoala de Arte şi Meserii "Spiru Harett" Str. Construcţiilor Nr.5, Ploieşti (România) Limba maternă Română Limbi străine cunoscute Autoevaluare Înţelegere Vorbire Scriere Nivel european (*) Ascultare Citire Participare la conversaţie Engleză Italiană C2 B2 Utilizator experimentat C1 Utilizator independent B2 Utilizator experimentat Utilizator independent C1 B2 Utilizator experimentat Utilizator independent (*) Cadrului european comun de referinţă pentru limbi C1 B2 Discurs oral Utilizator experimentat Utilizator independent C1 A1 Utilizator experimentat Utilizator elementar Competenţe şi abilităţi sociale Competenţe şi aptitudini organizatorice Competenţe şi aptitudini de utilizare a calculatorului Competente si aptitudini artistice Permis de conducere Informaţii suplimentare Spirit de echipă; Capacitate de comunicare şi adaptare la medii multiculturale. Experienţă bună a managementului de proiect şi al echipei. Microsoft Office, AutoCad, CorelDraw, ESS Welding, Pasionat de cunoaştere şi cercetare, design, Categoria B 17 Lucrări stiinţifice publicate în cadrul unor conferinţe naţionale şi internaţionale FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 66

68 Europass Curriculum Vitae Personal information First name(s) / Surname(s) Address Vasile Lucian FERARU No. 5 Dr. Toma Ionescu Street Câmpina (Romania) Mobile (s) lucian.feraru@unitbv.ro lucianferaru@yahoo.com Nationality Romanian Date of birth 6 Dec 80 Gender Male Work experience Occupation or position held Main activities and responsabilities Dates 5 Mar 01-1 Nov 02 Responsable for the production workshop supervisor, instructor, control requirements, quality control Name and address of employer Type of business or sector S.C. Platax S.A. Republicii Street 16-17, Câmpina (Romania) Manufacture and assembly of jewelry items Occupation or position held Name and address of employer Type of business or sector Education and training Dates /10/2010 Design jewelry and ornaments, repair and / or restoration of precious metal jewelry andobjects PFA Feraru Vasile Lucian Republicii Street 16-18, Câmpina (Romania) Services Dates Title of qualification awarded Name and type of organisation providing education and training Level in national or international classification 2007 Present PhD- Student "Transilvania" university from Braşov, Faculty of Materials Science and Engineering No.1 Colina Universităţii Street, Braşov (Romania) Research and experiementation about brazing engineering of noble metalic materials with visibility on Au and Ag Title of qualification awarded Name and type of organisation providing education and training Dates Master's degree " Transilvania " University from Braşov No. 1 Colina Universităţii Street, Braşov (Romania) FERARU Vasile Lucian Teză de doctorat (rezumat) 67