Восстановительные флюсы для плавки

Тетраборат натрия (бура) - Na2B4O7
Бура является важнейшей добавкой при плавке, она обеспечивает: образование на стенках тигля глазури, предохранение расплава от доступа кислорода, растворение окислов металлов. Бура представляет собой соль тетраборной кислоты, существующей в свободной форме в виде декагидрата Н2В4О7*10H2O - прозрачных бесцветных кристаллов, которые становятся мутными в сухом воздухе. Из водного раствора буры при температуре выше 60?С выделяются гексагональные кристаллы называемые «ювелирной буры» - Na2B4O7*5H2O. Ювелирная бура при пайке отдает при температуре 350-400?С большую часть своей кристаллизационной воды, что приводит к нежелательному вспучиванию. При медленном нагревании при температуре 741?С бура выделяет кристаллизационную воду и превращается в кальцинированную буру, которая при нагреве уже не вспучивается. При дальнейшем нагревании она распадается на метаборат натрия и трехокись бора, которые сплавляются в жидком состоянии:

И как уже было сказано при описании борной кислоты, нежелательные окислы металлов(например - CuO) при взаимодействии с трехокисью бора превращаются в метабораты. Метаборат натрия, содержащийся в расплавленной буре, легко смешивается с вновь образующимися боратами и быстро выводит их из зоны расплава металла и флюса и освобождает место новым активным частицам трехокиси бора. В то время как борная кислота при температурах ниже 900?С образует на металле вязкий слой шлака, через который новые активные частицы не попадают на поверхность металла, бура уже при температурах около 700?С хорошо растворяет окислы.
Карбонат натрия (сода) - Na3CO3
Эта натриевая соль угольной кислоты образует с 10 молекулами воды большие прозрачные кристаллы. Кальцинированная (не содержащая воду) сода применяется в виде белого порошка. Ювелиры используют ее в качестве добавки при восстановительной плавке, т.к. она расплавляется при 860?С и растворяет окислы металлов, которые образуют карбонаты, собирающиеся на поверхности в виде шлаков. При этом под действием натрия пламя становится желтым:

Карбонат калия (поташ) - К2СО3
Поташ похож на соду, плавится при 897?С. Калий, выделяющийся при восстановительной плавке, окрашивает пламя в фиолетовый цвет. Смеси флюсов
Как правило, такие смеси составляются в ювелирной мастерской без особых правил. В лучшем случае используют какие-либо старые составы или составляют смеси из имеющихся в наличии компонентов. Смесь составлена правильно, если удовлетворяет следующим требования: повышает эффективность действия отдельных компонентов и изменяет температуру плавления химических компонентов. Например, смесь борной кислоты и соды вполне отвечает таким требованиям:

Бура имеет относительно высокую температуру плавления, находщуюся на 50К ниже температры плавления эвтектического сплава серебро-медь. На практике это означает, что сплав может окислится еще до того, как бура образует слой защитной глазури. Другие восстановительные флюсы, например, карбонат калия(поташ), карбонат натрия(сода) или хлорид натрия(поваренная соль), начинают действовать приеще более высоких температурах. Температура плавления флюсовых смесей значительно ниже: поташа с содой - 690?С, а поваренной соли и соды - 620?С. При добавлении этих компонентов к буре температура действия трехкомпонентной меси будет существенно ниже температуры плавления буры. Кроме того, повышается содержание карбонатов калия и натрия, в результате чего интенсивнее образуется и отводится с поверхности шлак:

Хорошим качеством обладают смеси следующего состава: 2 части воды, 2 части поташа, 1 часть буры или (для сплавов с низкой температурой плавления) 1 часть поваренной соли, 2 части поташа, 1 часть буры.

Окислительные флюсы для плавки

Нитрат калия (калийная селитра) - KNO 3

Калиевая соль азотной кислоты образует бесцветные, стойкие на воздухе кристаллы. Калийную селитру применяют для окислительной плавки, т.к. она плавится при 339?С и окисляет неблагородные металлы, превращаясь в нитрат калия, т.е. в соль азотистой кислоты и оксид металла:

Нитрат натрия (натриевая селитра) - NaNO 3

Недостаток ее в том, что она очень гигроскопична. Как флюс натриевая селитра схожа с калийной селитрой и плавится уже при температуре 316?С. При плавлении взаимодействует аналогично нитрату калия.

Смеси флюсов

Если смешать натриевую и калийную селитры в соотношении 1:1, то температура начала плавления такой смеси снизится до 216 градусов. Очень важным является согласование температуры плавления флюсов и их смесей с температурами плавления металлов и интервалами плавления сплавов. Стоит отметить, что окислительные флюсы окисляют и графит, однако толстые стенки графита все-же позволяют проводить окислительную плавку. В случаях, когда требуется интенсивное окисление сплава, плавку следует проводить в керамической вставке, вставленной в графитовый тигель.