Như nhiều nhà sản xuất trang sức và thợ kim hoàn đã chia sẻ từ kinh nghiệm của chính họ, nứt gãy có thể xảy ra bất cứ lúc nào trong quá trình sản xuất nữ trang. Nó cũng có thể xảy ra nhiều sau khi đồ trang sức đã được bán cho người tiêu dùng hoặc trong quá trình sửa chữa. Nứt gãy cũng có thể xảy ra trong quá trình xử lý nguyên liệu ban đầu (nguyên liệu đúc và thành phần được sản xuất từ nhà máy dùng để đúc đồ trang sức), và có thể không được phát hiện lỗi cho đến một vài giai đoạn nào đó trong quá trình sản xuất.

Bất cứ khi nào nó xảy ra, vết nứt ít nhất là một sự bất tiện và phát sinh chi phí không mong muốn, và tồi tệ nhất có thể ảnh hưởng bất lợi về danh tiếng của nhà kim hoàn. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, nó có thể được ngăn chặn bằng cách chú ý cẩn thận đến từng bước xử lý. Thách thức đối với các thợ kim hoàn (và thợ sửa chữa) là tìm hiểu nguyên nhân nào trong số nhiều nguyên nhân có thể gây ra cho một tỷ lệ nứt cụ thể.

Các nguyên nhân khác nhau, đa phần trong số đó là dấu hiệu nứt trong quá trình sản xuất, có thể được tổng hợp do các vấn đề sau:

1. Nguyên liệu ban đầu kém chất lượng, bao gồm phế phẩm tái chế, dẫn đến nguyên liệu bẩn và có thể bị lẫn tạp chất;
2. Thực hiện quy trình nóng chảy kém, dẫn đến khiếm khuyết trong đúc và / hoặc lỗ mọt, bọt khí, cấu trúc tổ ong, sự co rút quá mức, đúc thiếu và sự nứt gãy trong quá trình nhận hột;
3. Chất lượng rẻ (nguyên liệu chính) hoặc thao tác chuẩn bị nguyên liệu đúc kém, thường liên quan đến thay đổi thành phần hợp kim, hội mà không thay đổi quy trình đúc;
4. Ủ nhiệt và để nguội, làm mát không chính xác, thường là do liên quan đến kiến ​​thức luyện kim và hiểu về vàng;
5. Gãy trong quá trình cán kéo do bị giòn một số hợp kim vàng 14k và nhiều hợp kim thấp hơn dễ bị ảnh hưởng; nhất là sự nứt gãy từ lửa của vàng trắng niken.

Bài viết này thảo luận về những nguyên nhân trên vì chúng liên quan đến sự nứt gãy và các bước có thể được thực hiện để giảm thiểu sự xuất hiện của chúng. Trọng tâm đặc biệt là trên vàng nữ trang, nhưng phần lớn cũng được áp dụng cho trang sức bạc và bạch kim.

Nguyên liệu ban đầu

Khi chế tạo hợp kim vàng (nguyên liệu chính để đúc), điều cần thiết là bắt đầu với nguyên liệu sạch, không có oxit, cho dù chúng là kim loại nguyên chất hoặc tiền hợp kim (master alloy). Tất cả nên được phân tích hoặc mua với giấy chứng nhận đã đo lường. Độ tinh khiết của vàng phải đạt ít nhất 99,9%, với các tạp chất chì, thiếc, bismuth, antimony, selenium và Tellurium được chỉ định dưới 0,01%. Tất cả các tạp chất này đều có thể có trong vàng được khai thác và có thể dẫn đến hiện tượng vàng bị ô nhiễm – xu hướng bị nứt khi được sử dụng, chẳng hạn như khi gia công chế tác thành nguyên vật liệu.

Tuy nhiên, một nguyên nhân thường xuyên gây ra vấn đề là việc sử dụng vàng phế liệu (vàng ô nhiễm), có xu hướng là nguồn gây ô nhiễm định kỳ. Điều này đặc biệt đúng đối với phế liệu được mua từ các nguồn bên ngoài, thường được sử dụng làm nguyên liệu ban đầu ở một số quốc gia. Nhưng ngay cả vàng tái chế được tạo ra trong nội bộ cũng có thể có vấn đề, đặc biệt là nếu nó được tái chế vì những thất bại trong quá trình trước đó. Việc sử dụng vàng tái chế để làm sản phẩm mới cần được kiểm soát chặt chẽ. Tốt hơn là, vàng phải được nấu chảy và phân kim trước khi nó được sử dụng để tạo ra các thỏi / khối hợp kim mới, hoặc tái sử dụng trong đúc.

Các chất gây ô nhiễm điển hình trong tái phẩm chẳng hạn như các hạt thạch cao trong các ống dẫn dơ, oxit từ bề mặt bẩn, silicon từ hợp chất, hội đúc và vảy hàn từ đồ trang sức đã được sửa chữa trước đó. Đồ trang sức tái chế có chứa thành phần hàn có thể có như indium, germanium hoặc thiếc. Tất cả các chất này có thể dẫn đến sự nhiễm bẩn trong hợp kim. Do đó, cách duy nhất được đảm bảo an toàn khi sử dụng phế liệu là xử lý nó trước.

Sự hòa lẫn giữa các kim loại có tính nóng chảy thấp (và silicon) có xu hướng là kết quả từ sự hình thành các chất kim loại thứ hai có tính nóng chảy thấp. Các chất này bản thân là kim loại gây ô nhiễm, thường có độ hòa tan rất thấp trong vàng hoặc chúng hình thành từ phản ứng của chất gây ô nhiễm với vàng, bạc hoặc đồng. Mức ảnh hưởng sẽ nghiêm trọng nếu kích thước của các hạt hợp kim dùng để đúc lớn, vì các chất thứ hai này có xu hướng phân tán thành các màng rất mỏng bao xung quanh hạt. Hợp kim đúc dạng hạt sẽ có xu hướng hòa tan thấp hơn bởi các màng bẩn đó giữa các hạt gây ra. Thông thường, các chất gây ô nhiễm này biểu hiện là nứt trong quá trình hoạt động của kim loại. Tuy nhiên, như sẽ được trình bày sau đây, có những lý do khác khiến hợp kim vàng bị hỏng trong quá trình chế tác, gia công đúc.

Nóng chảy và đúc

Một tỷ lệ rất đáng kể của trang sức vàng được sản xuất bằng cách đúc thạch cao sử dụng hạt đúc, hoặc từ khuôn được sản xuất từ nhà máy (để đúc tấm, dải, dây hoặc ống) có nguồn gốc từ đúc phôi tĩnh (statically-cast) hoặc đúc vật liệu trong đúc liên hợp (continously-cast)

Đúc thạch cao có xu hướng dễ lẫn tạp chất, đặc biệt khi sử dụng hợp kim tái chế chứa silicon. Các vấn đề cũng có thể phát sinh do phế phẩm vàng không sạch (ngay cả khi nó không chứa silicon), bị nhiễm bẩn từ chén nung, khuôn thạch cao kém chất lượng, co ngót và lỗ mọt. Đặc biệt lỗ mọt lớn có thể tác động gây ra nứt trong quá trình xử lý tiếp theo. Các thành phần chịu nhiệt (ví dụ, các hạt gốm từ sự nung chảy nồi nấu kim loại hoặc khuôn thạch cao, hoặc bụi bẩn từ xưởng rơi vào) hoạt động như chất chống sự biến dạng trong quá trình gia công là các chất khởi tạo vết nứt trong vàng. Nếu chúng xuất hiện trên bề mặt, chúng có thể vỡ ra, để lại lỗ mọt bề mặt lớn và tạo thành vết nứt dọc theo bề mặt khi tiếp tục thao tác.

Đúc liên hợp (continously-cast) hợp kim vàng hầu như luôn vận hành ở mật độ cao và liên tục, hạt than chì mịn cho khuôn đúc nguyên liệu tốt để đảm bảo chất lượng sản phẩm đẹp. Nó có khả năng cho chất lượng cao hơn nhiều (và năng suất sản phẩm cao hơn) vì không có ống dẫn, như xảy ra với các khối đúc tĩnh (statically-cast). Tuy nhiên, sự xói mòn của khuôn có thể dẫn đến các vụn than chì trong sự nóng chảy của vật liệu. Các kiếm khuyến bề mặt cũng là có khả năng nếu hao mòn hoặc dính bẩn xảy ra ở bất kỳ mức độ nào. Mặc dù nguyên liệu đúc liên hợp lớn hiếm khi làm phát sinh các khiếm khuyết cơ học.

Đúc tĩnh (statically-cast) thành thỏi / khối có xu hướng hoạt động đơn giản hơn nhiều, với sự nóng chảy của lò bằng khí ga, lò đốt dầu, lò điện trở hoặc cảm ứng nhiệt. Cảm ứng nhiệt đảm bảo khuấy trộn tối đa các thành phần hợp kim, làm cho nó trở thành phương pháp được ưa thích, mặc dù các phương pháp khác kết hợp với khuấy trộn vật lý nóng chảy bằng than chì hoặc que chịu lửa là phổ biến. Nồi nấu kim loại thường là đất sét than chì hoặc than chì (đốt cháy cho vàng trắng niken, vì niken sẽ phản ứng với than chì), và khuôn thường được làm từ sắt hoặc đồng làm mát bằng nước.

Đúc tĩnh có thể là một nguồn gốc của một số vấn đề, bao gồm:

Co lõm / khuyết và ống dẫn

Khi khối đúc cô đặc, nó sẽ co lại. Điều này sẽ thể hiện rõ ở trung tâm ống dẫn tại đầu của thỏi / khối đúc. Ống dẫn này phải được cắt bỏ trước khi thao tác trên khối đúc, nếu không sẽ phát sinh lỗi kéo dài trong quá trình làm việc. Lỗi này có khả năng dẫn đến nứt dọc. Đường dẫn sẽ rõ rệt hơn nếu nhiệt độ đúc quá cao, do đó, thông thường là hạn chế nhiệt độ đúc ở mức không quá 200°F / 93°C so với nhiệt độ nóng chảy của hợp kim. Nhiệt độ đúc cao cũng kích thích các hạt nguyên liệu lớn, làm giảm độ dẻo của hợp kim, đồng thời, tăng ảnh hưởng của bất kỳ tạp chất có tính nóng chảy thấp nào có thể có.

Phồng rộp và Lỗ mọt

Phồng rộp bề mặt hoặc lỗ mọt bên trong có thể xuất hiện sau này trong các công đoạn hình thành bề mặt lỗi hoặc vết nứt bề mặt. Trong tình huống này, khí từ vật liệu ban đầu (khí hòa tan hoặc vật liệu ngậm nước) hoặc khí hòa tan trong quá trình nóng chảy (trầm trọng hơn bởi nhiệt độ nóng chảy quá cao, thiếu không khí bảo vệ hoặc thông khí) hóa lỗ mọt trong quá trình cô đặc. Xử lý ban đầu có thể làm phẳng các lỗ nhỏ nguyên nhân gây ra các vết nứt nhỏ và gãy, hoặc nó có thể làm bít lỗ mọt, điều đó chỉ gây hiện tượng nở khí bên trong sau đó trong quá trình ủ nhiệt và nó xuất hiện lại dưới dạng như mụn nước.

Bong tróc

Các mảng bong tróc có thể được tích hợp vào sự tan chảy từ một vài thành phần của nguyên liệu, bao gồm cả sự ăn mòn của dụng cụ nấu kim loại (thay dụng cụ nung trước khi hao mòn đáng kể), từ cách nhiệt lò hoặc lớp lót, hoặc từ thanh khuấy bị hỏng. Chúng cũng có thể được gây ra bởi một phản ứng giữa khí quyển và nguyên tố hợp kim (ví dụ oxy và đồng tạo thành oxit đồng) hoặc sử dụng các chất tinh chế hạt chưa được khuyếch tán chính xác, đặc biệt là Iridium, không hòa tan trong vàng và các cụm hạt rất cứng. Các mảng như vậy có thể làm phát sinh các vết nứt hoặc thất bại trong quá trình làm việc tiếp theo vì chúng hoạt động như các bộ tập trung ứng suất, khởi tạo các vết nứt.

Khiếm khuyết bề mặt

Các kiếm khuyết bề mặt trên khối kim loại cũng có thể dẫn đến các vết nứt. Những khiếm khuyết này có thể phát sinh do thực hiện nấu chảy và đúc kém. Chúng bao gồm các mảng bong tróc bề mặt, oxy hóa, thiệt hại cơ học và các tia bắn hóa rắn trong quá trình đúc dính vào khuôn. Nhiều vấn đề trong số này có thể tránh được bằng cách kiểm tra tất cả các bề mặt khối kim loại và làm sạch, xử lý lỗi trước khi thực hiện các công đoạn sau đó. Nếu cần thiết, có thể phải được cán để đảm bảo nó sạch và phẳng.

Nứt trong quá trình gia công

Nứt có thể xảy ra ở bất kỳ giai đoạn nào, bao gồm:

Thao tác quá nhiều

Tất cả các hình thức gia công kim loại – bao gồm cán tấm và cán que, kéo dây và ống, vẽ, làm rỗng, dập, đúc, kéo sợi và làm nổi, phay, tiện, cuốn, và đơn giản chỉ cần uốn bằng tay – khiến vật liệu trở nên cứng hơn và giảm độ dẻo hơn. Mức độ nó cứng và mất độ dẻo phụ thuộc vào lượng biến dạng được truyền. Nhưng nếu vật liệu bị tương tác quá nhiều, độ dẻo giảm xuống 0 và nó sẽ bị nứt.

Ủ phục hồi độ dẻo của vật liệu, và do đó thường được thực hiện ở các giai đoạn thích hợp trong quy trình làm việc. Độ cứng tốt và mức độ có thể gia công của hợp kim trước khi ủ sẽ thay đổi từ hợp kim sang hợp kim. Thông thường, hợp kim vàng có thể đã được gia công tới 70% diện tích (cứng) trước khi chúng được ủ. Tuy nhiên, có những thay đổi đáng kể; ví dụ, vàng trắng niken cứng lại nhanh chóng và thường nên ủ sau khi giảm 35% hoặc 40%. Mặt khác, vàng tốt và một số vàng hàm lượng cao có thể gia công tốt vượt quá 90% diện tích trước khi ủ.

Thao tác quá nhiều có thể gây ra một số vấn đề. Ví dụ, nứt cạnh trong quá trình cán vật liệu thành miếng thường là kết quả của việc làm quá nhiều. Để tránh các vấn đề tiếp theo, các cạnh rìa phải được cắt bỏ, vì việc cán thêm sau khi ủ sẽ làm tăng nguy cơ một số vết nứt chạy vào bên trong.

Các vấn đề xảy ra trong quá trình cán que bao gồm sự hình thành các ba via, nguyên nhân gây ra khi có quá nhiều vật liệu bị đẩy vào rãnh cán, do đó phần kim loại bị ép ra và dư thừa bị dồn sang một bên. Những ba via này càng chồng lên nhau thành lớp. Nó có thể mở ra những vết nứt ở giai đoạn gia công sau này. Sự hình thành của chúng có thể được ngăn chặn, giảm đáng kể vấn đề trên bằng cách xoay thanh cán 90 độ giữa các lần thực hiện.

Thao tác quá mức cũng có thể gây ra nứt trong quá trình hình thành kim loại tấm, chẳng hạn như dập hoặc tạo nổi. Nứt gãy xảy ra ở điểm yếu nhất hoặc mỏng nhất, trong các hoạt động hình thành thường là nơi mảng kim loại uốn cong xung quanh dụng cụ. Đôi khi cần phải định hình trước trong một bộ khuôn và sau đó tiếp tục tạo hình hoàn chỉnh trong một bộ khuôn khác. Xác định loại vật liệu và cách xử lý cho riêng nó là quan trọng, và sẽ phụ thuộc vào tùy tình huống khác nhau.

Hòa lẫn bởi tạp chất

Như chúng ta đã thảo luận trước đó, một số tạp chất nhất định, bao gồm cả silicon, sẽ lẫn trong vàng. Bất kỳ nỗ lực thực hiện trên nguyên liệu lẫn tạp chất nào cũng sẽ dẫn đến rạn nứt.

Một nguồn báo cáo khác là sự ô nhiễm từ các chất tạo chì. Gia công thủ công, chẳng hạn như làm nổi và các hoạt động sửa chữa thường liên quan đến việc làm bằng tay có sử dụng khối đệm mềm / khối định hình giữa kim loại và dụng cụ trước, thường được làm bằng chì, để ngăn ngừa hư tổn bề mặt. Chúng ta biết một ví dụ về sự lẫn tạp chất trong đó chì từ khối định hình sẽ làm bề mặt vàng bị ô nhiễm, và chì khuếch tán vào vàng trong quá trình ủ hoặc hàn tiếp theo. Sự ô nhiễm này có thể dẫn đến sự nhiễm bẩn và thất bại của món hàng trang sức. Do đó, việc sử dụng kim loại chì tiếp xúc với vàng là rất rủi ro. Nếu là yếu tố kỹ thuật được coi là thiết yếu, vàng nên được tách ra khỏi chì bằng một loại giấy cứng.

Thực hiện ủ không đúng

Có thể điều kiện làm mát không chính xác sau khi ủ cũng có khả năng dẫn đến cứng hơn là làm mềm trong một số loại vàng. Trong các công việc xử lý tiếp, nguyên vật liệu sẽ bị nứt. Vàng trong phạm vi từ 8k đến 18k, nên được làm lạnh nhanh sau khi ủ bằng cách làm nguội trực tiếp trong nước; điều này duy trì một điều kiện mềm dẻo, trong khi làm lạnh chậm dẫn đến cứng. Thợ sửa chữa cũng nên ủ và làm nguội nước các mặt hàng trang sức như vậy trước khi chuyển ni hoặc sửa chữa vì lý do này.

Ủ quá nóng kim loại ở nhiệt độ quá cao và / hoặc trong một thời gian quá dài cũng có thể dẫn đến nứt. Ủ quá mức tạo ra kích thước phình nở và biến dạng tiếp theo có thể dẫn đến nứt và gãy, cũng như bề mặt như vỏ cam. Đây là một vấn đề đặc biệt với ủ lửa bằng ống giọt, trong đó khả năng kiểm soát nhiệt độ bị hạn chế. Điều ta cần là làm cho kim loại thực sự nóng và cho nó thêm một chút thời gian để chắc chắn rằng, nó đủ mềm. Thay vào đó, tránh ủ quá mức kim loại ở nhiệt độ và thời gian kém hiệu quả nhất.

Vấn đề nứt phát sinh trong quá trình chế tạo trang sức vàng, hoặc sau đó trong quá trình bảo dưỡng hoặc sửa chữa, có thể phức tạp. Mặc dù có nhiều nguyên nhân rõ ràng cho sự nứt gãy, nhưng đôi khi sự xuất hiện của chúng không liên quan đến một nguyên nhân duy nhất cụ thể nào. Hiểu lý do chính xác cho sự nứt gãy có thể đòi hỏi thiết bị và kiến ​​thức chuyên ngành. Tình hình có thể phức tạp hơn bởi các khiếm khuyết phát sinh do nhiều nguyên nhân.

Tuy nhiên, có lẽ có hai khía cạnh của nhà sản xuất đóng góp nhiều nhất vào việc giảm thiểu việc sản xuất ra các sản phẩm trang sức bị lỗi hoặc phế phẩm: Thứ nhất, hiểu rõ về luyện kim của vàng và thứ hai là thiết lập quy trình sản xuất tốt cho nguyên vật liệu và sản phẩm - và việc tuân thủ nghiêm ngặt những quy trình đó.

Nguồn: Ganoksin