Нейзильбер: что это за металл и как отличить от мельхиора?

В продаже можно встретить разнообразную посуду или ювелирные изделия из металла, напоминающего серебро. Многие даже и не подозревают, что они изготовлены из нейзильбера.

Нейзильбер, что в переводе с немецкого на русский язык означает «новое серебро», не является определенным металлом. Он представляет собой трехкомпонентный сплав на основе меди, цинка и никеля. Процентное содержание данных металлов бывает очень разным. Основной элемент – медь, ее может содержаться до 60%. Содержание никеля составляет от 5 до 35%, цинка – от 13 до 45%.

Процентное содержание этих металлов определяет цвет нейзильбера, и он может иметь цвет синеватого или зеленоватого тона. Входящие в его состав компоненты придают ему определенные качества. Никель обеспечивает нейзильберу серебряный оттенок, увеличивает его стойкость к коррозии, усиливает химическую устойчивость: у сплава отсутствует способность растворяться в органических кислотах.

Медь добавляет такие качества, как пластичность и податливость, что улучшает его способность к ковке. Хорошие пластические свойства позволяют проводить как горячую, так и холодную обработку.

Наличие цинка обеспечивает высокое сопротивление электрическому току. Также содержание цинка делает его более дешевым по сравнению с мельхиором, с которым нейзильбер имеет похожие внешний вид и некоторые механические свойства.

Нейзильбер появился благодаря мельхиору. Этот сплав был изобретен в Китае еще в VIII веке до нашей эры. Мельхиор обладал уникальными характеристиками, стал заменой серебру, но был дешевле драгоценного металла. Поэтому китайские ученые хранили в тайне его формулу. Позже изделия из мельхиора распространились в странах Европы.

Они стали настолько популярны, что европейские металлурги старались раскрыть его формулу, чтобы самостоятельно производить этот сплав. Вскоре, по предположению европейцев, они определили его состав. Ученые ошибочно считали, что в состав мельхиора входят медь, цинк и никель. Однако процентное содержание компонентов оставалось не раскрытым.

Только в XIX веке ученые Германии получили сплав, очень похожий на серебро. Но это был не мельхиор. Новый металл с более низкой себестоимостью по сравнению с мельхиором и серебром получил название нейзильбер. Полученный металл имел более высокую прочность и устойчивость: процесс его распада наблюдается только в нагретых до кипения соляной и серной кислотах.

Нейзильбер выпускается в соответствии с ГОСТом 5187-2003, который определяет химический состав, все его механические характеристики. Он имеет буквенную и цифровую маркировку: МНЦ и МНЦС. Буквы соответственно обозначают медь, никель, цинк, свинец. Цифровая маркировка указывает на среднее допустимое процентное содержание элементов, причем количество меди не указывается: на нее приходится оставшаяся часть. Поскольку процентное соотношение может быть очень разным, то существует около 50 марок нейзильбера.

В промышленности используются чаще всего следующие марки.

• МНЦ 15-20. Данная марка может содержать никеля в пределах 13,5-16,5%, цинка – 18-22%, остальная часть – медь. Допускается также включение таких добавок, как сурьма, кремний и других. Их доля незначительна и не превышает 2%.
• МНЦС 16-29-1,8. В этом варианте нейзильбера, кроме обязательных элементов, присутствует свинец. Содержание никеля составляет от 15 до 16,7%, цинка – около 29%, меди – от 51 до 55%, свинца – до 1,8%. На долю других примесей приходится около 1%, но не больше.

Существуют и другие варианты: МНЦ 12-24, МНЦ 18-27, МНЦ 18-20 и другие. В качестве добавок применяют такие элементы: железо, которое придает твердость, ванадий для придания большей плотности.

Часто в состав добавляют свинец, который увеличивает мягкость сплава, его тягучесть, тем самым он приобретает способность вытягиваться, гнуться, скручиваться, и его можно подвергать обработке прессом. Одновременно свинец уменьшает ломкость при низкой температуре, а при высокой, наоборот, ее увеличивает.

Составляющие элементы нейзильбера обуславливают его химические, физические и механические свойства. Сплав выпускается в разном виде и одним из них является проволока, которая широко применяется в различных отраслях. Металл и все его формы выпуска, в том числе и проволока, имеют определенные свойства.

Материал отличается такими химическими характеристиками.

1. Имеет очень высокую степень стойкости к коррозии в любой среде – и кислотной, и щелочной. Особенно это касается кислот органического происхождения.
2. Проявляет также отличную устойчивость к негативным явлениям окружающей среды: не окисляется на воздухе и не вступает с ним в реакцию даже при температуре +250 градусов.
3. С солями химически не взаимодействует.

Механические параметры сплава характеризуются такими показателями.

• Прочность. От других медно-никелевых сплавов нейзильбер отличает более высокая прочность. Это объясняется тем, что нейзильбер легируют цинком. Его прочность составляет от 38 до 45 кг/кв. мм. Деформация наступает при показателе действия силы в 10 кг/кв. мм.
• Упругость. Она не отличается высоким показателем. Модуль продольной упругости (модуль Юнга) равен лишь 14000 кг/кв. мм, тогда как у обычной стали – 20000 кг/кв. мм.
• Пластичность. У сплава этот параметр очень высок. Показатель относительного удлинения при растяжении составляет от 25 до 45%, а при сужении – до 32%. Хорошая пластичность сохраняется у материала в холодном и горячем состоянии, что обеспечивает отличную способность к разным видам обработки, таких как чеканка, протяжка, штамповка.
• Твердость сплава по минералогической 10-бальной шкале Мооса составляет всего 3 балла. Поэтому на его поверхность можно легко нанести царапины.
• Температура начальной точки плавления – 1080 градусов, а окончательное плавление наступает при 1200 градусах.

Цвет нейзильбера зависит от процентного содержания никеля, и при высокой его доли (до 30%) сплав имеет беловато-серебряный окрас. При более низком количестве никеля (до 10%) у сплава белый цвет с желтоватым оттенком. Нейзильбер отличается такими физическими характеристиками:

• плотность сплава составляет 8700 кг/куб. м;
• удельный вес – 7,5 г/куб. см;
• электропроводимость низкая из-за содержания цинка и никеля;
• электрическое сопротивление отличается высоким показателем – до 0,26Ом, что превышает аналогичный показатель меди в 30 раз;
• теплопроводность также невысокая – от 0,06 до 0,085 кал/см;
• сплав сохраняет форму при нагреве: коэффициент линейного расширения незначителен – при +100 градусах расширение составляет всего около 16,6 микрон.

Несмотря на внешнее сходство, оба сплава имеют отличия. Самое главное отличие заключается в их составе. Мельхиор состоит не из 3 главных компонентов, как нейзильбер, а из 2 – меди (ее до 80%), никеля (до 18%) и незначительных добавок в виде железа и марганца. В составе мельхиора нет цинка.

Нейзильбер по сравнению с мельхиором имеет также несколько большую прочность и устойчивость к температурным перепадам и внешнему воздействию. Мельхиоровые предметы на влажном воздухе быстро приобретают темный оттенок. Нейзильбер не темнеет в течение длительного времени, поэтому он не нуждается в частом уходе, как мельхиор.

По внешнему виду нейзильбер не отличается от мельхиора: оба сплава похожи на серебро. Определить, из какого именно сплава сделано то или иное изделие, можно только по маркировке. Мельхиоровые предметы имеют маркировку из 2 литер МН (медь-никель) или «мельх», а также аналогичную маркировку на иностранном языке.

Применение нейзильбера во многом определяют его технические характеристики. Никель, нейтрализуя красный цвет меди во время плавления, придает сплаву глянцевую фактуру с белым, беловато-синим или зеленоватым тоном. После добавления свинца блеск становится тусклым и приобретает оттенок серого цвета.

Из сплава изготавливают заготовки в виде слитков, лент, проволоки, прутьев, труб, которые затем обрабатывают различными способами. Сплав легко подвергается нагреванию, охлаждению, его можно чеканить и ковать.

Нейзильбер обрабатывают методом резки и формовки давлением. Для изготовления приборов или электротехнической аппаратуры металл полируют до блеска.

Применяют нейзильбер в следующих сферах.

После удаления примесей чистый нейзильбер (с содержанием иных металлов не более 0,1%) используют для изготовления реле, пластин для корпуса, пружин. Благодаря высоким антикоррозийным свойствам и чистоте полировки он является одним из основных металлов в производстве измерительных приборов: из него выполняют циферблаты и табло. Деления на шкале таких приборов выполнены обычно из нейзильберовой проволоки.

После нанесения позолоты металл, так похожий на серебро, применяют для изготовления наград. Монетные дворы некоторых стран пользуются сплавом для чеканки монет повседневного обращения. Кроме того, нейзильбер часто применяют для выпуска юбилейных экземпляров, ограниченных и коллекционных образцов.

В данной сфере применяют слитки, листы и ленты из сплава, но самое важное значение в производстве имеет проволока. Ее используют главным образом при создании разного рода бижутерии, оправы или основы для ювелирных украшений, на которые затем наносят позолоту.

Особенно популярной считается проволока марки МНЦ 15-20. Эта марка имеет температуру плавления около 1050 градусов, небольшой вес и возможность многократного использования без потери первоначальных свойств. Она экологически безопасна и устойчива к агрессивной среде. Поэтому именно ее применяют, например, при изготовлении мужских ювелирных аксессуаров: запонок, заколок для галстука, корпоративных значков. Кроме того, из проволоки создают и женские украшения: красивые цепочки и застежки, серьги и браслеты, броши, подвески и кулоны.

В этой области сплав используют не столь широко, поскольку входящий в состав никель может вызывать аллергию у человека. Так, сплав перестали применять в стоматологии для изготовления инструментов и зубных металлических протезов. Однако из него все же изготавливают некоторые отдельные элементы медицинского оборудования и инструментов, так как сплав хорошо переносит дезинфекцию и не вступает в реакцию с кислотами и щелочами.

Из сплава делают различную посуду и столовые приборы. А поскольку при прямом контакте с нейзильбером продукты приобретают металлический вкус, то изделия обязательно покрывают позолотой или серебром.

Нейзильберовая посуда изготавливается по специальному стандарту из марки МНЦ 15-20, разрешенной органами здравоохранения, по ГОСТу 492-2006. Слой напыления на столовых принадлежностях по стандарту не должен быть менее 24 микрон для ложек и вилок, и 18 микрон – для рукояток ножей.

Посуда характеризуется высокими функциональными и декоративными свойствами. Ее можно рассматривать как ювелирное и художественное изделие, поскольку в качестве покрытия используются ценные металлы, а в процессе производства применяют такие сложные способы отделки, как штамповка, чеканка и филигрань, резьба и гравировка, эмаль.

Ассортимент таких предметов очень широк: сахарницы и кофейники, чайники, вазы для конфет и фруктов, подносы, блюда разной формы и многое другое. Нейзильберовая посуда обладает высокими гигиеническими и эстетическими качествами.

Этот металл нашел применение и в часовой промышленности: из него делают корпуса часов, пружины-реле для механизмов, а также браслеты для наручных часов.

Применяется нейзильбер и в архитектуре: для дизайна интерьеров используют проволоку из сплава, для декора чугунного литья и орнамента наружной и внутренней отделки широко применяют ленту.

В художественном промысле из него делают декор на оправах настенных часов, на фоторамках, применяют при создании финифти и филиграни. Художники и реставраторы в своей работе часто используют фольгу из нейзильбера.

Благодаря высокому уровню устойчивости к воздействию внешней среды сплав нашел применение в кораблестроении. Листовой прокат применяют в производстве деталей, работающих при взаимодействии с водной средой или паром: для водопроводных вентилей и кранов, соединительных элементов для труб.

Из нейзильбера делают булавки и иголки, элементы струнных и духовых музыкальных инструментов, а также рыболовные принадлежности и даже пули к стрелковому оружию.

В соответствии со своими характеристиками сам металл не нуждается в каком-либо особенном уходе и условиях хранения. Однако, за ювелирными и позолоченными столовыми предметами все же необходимо ухаживать. Для сохранения эстетичного вида и продления срока службы изделий следует придерживаться таких правил ухода.

1. Хранить предметы нужно в отдельной шкатулке или коробке с крышкой, чтобы защитить их от воздействия прямого солнечного света и от пыли.
2. Чтобы не повредить изделие, не рекомендуется пытаться его согнуть, проверяя прочность.
3. Предметы из нейзильберовой проволоки при необходимости можно почистить только щеточкой с натуральной щетиной.
4. На наградные знаки (медали, ордена) следует нанести слой особого бесцветного лака, чтобы предохранить их от царапин.
5. Если металл потемнел, то изделие нужно почистить салфеткой, предназначенной специально для ухода за ювелирными украшениями. Появившиеся темные пятна также можно вывести теплым уксусом, а затем изделие хорошо промыть проточной водой. Для чистки посуды еще можно использовать зубную пасту или порошок, соду и чистящие средства для мытья посуды.
6. Изделия с блестящей полированной поверхностью необходимо ежемесячно протирать тканью из фетра, а ювелирные и столовые приборы чистят дважды в месяц.
7. Украшения из сплава не следует носить повседневно, а на время пребывания в спа-салонах, саунах их следует снимать.
8. В случае поломки украшения его нужно отнести к ювелирному мастеру, а не пытаться починить самостоятельно.

Подробнее о характеристиках металла нейзильбер смотрите в следующем видео.