218-227 MAERZ_ita col

Jurgen M. Maerz
Platinum Guild International, Stati Uniti
Jurgen M. Maerz è il Direttore della Technical
Education di Platinum Guild International, USA. È un
gioielliere di lunga esperienza, sempre presente ai più
importanti convegni internazionali del settore.
È discussa criticamente l’idoneità delle singole leghe
di platino all’impiego in differenti tecniche di
produzione, che vanno dalle lavorazioni plastiche, al
colaggio, alla forgiatura, alla lavorazione all’utensile.
Le leghe di platino più adatte sono identificate in base
alla durezza ed alla resistenza meccanica ed all’usura
e sono consigliate in base ai metodi di lavorazione da
usare. Sono trattate anche le leghe per uso speciale e
la loro utilizzazione nelle varie lavorazioni.
Caratteristiche ed uso specifico
delle leghe di platino
Riassunto
Nel recente passato PGI ha identificato parecchi problemi dovuti all’uso improprio
di leghe di platino per specifici metodi di lavorazione. Anelli prodotti con leghe
tenere che si rigano in fretta, si possono deformare o si intaccano, ecc. La causa
che sta alla base di questi problemi può essere eliminata chiarendo quale lega è più
adatta e per quale funzione.
In questa memoria si esaminerà l’idoneità delle singole leghe di platino per differenti
tecniche di fabbricazione, che vanno dalla lavorazione plastica al colaggio, dallo
stampaggio alla lavorazione all’utensile. Confrontando durezza, resistenza
meccanica e resistenza all’usura, si indicano le leghe di platino ideali e consigliate
per il metodo di fabbricazione usato.
Saranno anche considerate le leghe speciali ed il loro uso nelle varie lavorazioni.
Parole chiave
Platino, leghe di platino, iridio, rutenio, cobalto, rame, tungsteno, palladio,
colaggio, forgiatura, lavorazione plastica, graffiatura, incisione, fabbricazione,
industria, PGI.
Introduzione
Negli Stati Uniti e nel resto del mondo si sta diffondendo l’uso del platino per
produzione di gioielleria. Attualmente solo negli Stati Uniti la domanda supera le
300.000 once troy (9330 kg). A causa di questo successo, sta crescendo il numero
di produttori che rivolge la sua attività alla lavorazione del platino. Molti di essi
provengono dalla lavorazione dell’oro e stanno incontrando difficoltà, causate dalle
particolari caratteristiche del platino. Molte pratiche di lavorazione sperimentate e
collaudate per l’oro non funzionano bene per il platino. È quindi necessario
conoscere le leghe di platino disponibili, per poter decidere con cognizione di causa
quale lega scegliere, tenendo conto dell’effetto di questa scelta sulle pratiche di
lavorazione in uso.
In questa memoria discuterò le leghe di platino disponibili, le loro caratteristiche ed
i relativi vantaggi. Poi considererò i metodi di fabbricazione ed i tipi di gioielleria per
i quali queste leghe sono più adatte. Solo una chiara comprensione delle
caratteristiche del platino e dell’uso appropriato delle leghe disponibili garantirà che
l’utilizzatore finale possa godersi per lunghi anni la sua gioielleria di platino.
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Cosa è il platino
Il platino è uno dei metalli più rari e più preziosi esistenti, per cui gode di un posto
speciale nel cuore dei consumatori ed è sempre stato associato al concetto di
valore. Preziosi diamanti, come il diamante Hope, sono stati incastonati “nel solo
metallo degno di un re”. Durante la seconda guerra mondiale, il platino è stato
classificato come metallo strategico e non era disponibile per l’uso da parte dei civili.
Ora la situazione è cambiata e negli ultimi 12 anni negli U.S.A. il consumo di platino
è salito dalle 20.000 once troy (622 kg) del 1992 al livello attuale, che supera le
300.000 once troy (9330 kg).
Considerando che una notevole percentuale degli anelli nuziali e di fidanzamento
sono in platino e che la richiesta è in crescita, è facilmente comprensibile che molti
produttori vogliano prender parte a questo mercato.
Il platino è tenero. Allo stato puro la sua durezza Vickers è solo 40 e non è adatto per
la gioielleria. Se si indossasse gioielleria fatta di platino puro, in breve tempo si
avrebbero ammaccature, graffiature e deformazioni. Per vostra informazione, vi dico
che è disponibile platino puro microlegato con durezza superiore a 120 HV, ma questo
è un prodotto specialistico, venduto specialmente in Giappone ed in Germania.
Per tradizione le leghe di platino hanno titolo molto elevato. La maggior parte delle
leghe di platino usate negli USA per gioielleria ha titolo 900 o 950, per cui rimane
poco spazio per l’aggiunta di elementi di lega, al fine di modificare la durezza o altre
caratteristiche. Il platino può essere unito con molti metalli, per ottenere le
caratteristiche desiderate. I metalli del gruppo del platino (PGM) sono i più usati per
questo scopo. Il platino può anche essere legato con l’oro. I metalli usati
comunemente per le leghe con il platino sono iridio, palladio, rutenio, rame, cobalto
e tungsteno.
Per alcune leghe speciali sono usati anche gallio e indio. Queste leghe speciali
possono essere trattate termicamente ed il platino può essere reso duro come
l’acciaio (o anche più duro), cosa che apre un intero nuovo universo di applicazioni,
per incastonature a tensione e molle.
Quale lega scegliere
Quando si deve scegliere una lega di platino, per prima cosa si deve considerare quale
tipo di gioielleria si vuole produrre: per colaggio, per lavorazione a mano, per forgiatura
o si userà una lavorazione all’utensile? Per ciascuna di queste tecniche di lavorazione
esiste una lega di platino che può dare le prestazioni migliori. Alcune leghe di platino
possono essere usate per tutti i metodi di lavorazione, mentre altre sono adatte solo
per usi speciali. Il platino microlegato di alta purezza già citato può essere usato solo
per applicazioni limitate, per le quali non è richiesto un riscaldamento. Perciò per
esempio, non può essere colato o saldato e malgrado ciò si possono ottenere dei
bellissimi pezzi usando lamine e stampi per forgiatura a freddo.
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Le leghe più comunemente usate negli USA sono Pt900/iridio, Pt950/iridio,
Pt950/cobalto e Pt950/rutenio, seguite da leghe specialistiche. La durezza e la
resistenza di queste leghe sono riportate in tabella 1.
Tabella 1 - Durezza e resistenza delle leghe di platino
Lega di platino
Durezza HV
Carico di rottura MPa
90/10 Iridio
110
380
95/5 Iridio
80
275
Platino/Cobalto
135
440
Platino/Rutenio
Platino/Palladio
Platino/ Tungsteno
130
70
140
455
255
825
Pt 950/trattabile
termicamente
160-330
variabile
690+
La durezza è un fattore importante nella scelta di una lega ed in questa memoria è
data la durezza Vickers (HV), per cui le misure di durezza sono eseguite con un
durometro Vickers (fig. 1). Con qusto metodo una piccola piramide di metallo duro
o di acciaio è premuta con un carico predeterminato contro la superficie del pezzo
in esame. Si misurano poi le dimensioni dell’impronta ottenuta e si può leggere il
valore della durezza su una opportuna scala.
Figura 1 - Durometro Vickers
Un altro fattore importante da considerare per il platino è la resistenza all’usura. Con
il tempo il platino si può graffiare o può formare una patina, ma è difficile che si usuri.
Le figure 2 e 3 dimostrano questa importante caratteristica. Entrambi i ciondoli sono
stati indossati per sei anni.
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Figura 2 - Anello in platino per la
connessione di un ciondolo
Figura 3 - Anello in oro per la
connessione di un ciondolo - usurato
Una catenina di platino, indossata tutti i giorni mostrerà un’usura minima, anche dopo
molti anni di uso, mentre catenine prodotte con altri metalli si usureranno fino a rompersi.
Consideriamo ora le leghe di platino che si usano per le lavorazioni. Ne discuterò le
proprietà e poi darò alcuni consigli sulle più adatte per ogni uso.
Pt900/iridio
Pt900/iridio è la lega di platino più usata negli USA. Questa ottima lega è formata al
100% da metalli preziosi e può essere usata per tutti i metodi di lavorazione. È
consigliata in modo specifico per la lavorazione a mano, poiché incrudisce
rapidamente. Nota come Iridio-Platino, all’inizio del 1900 questa lega era quella più
comunemente usata negli USA. L’iridio ha buona solubilità nel platino e la lega che
ne contiene il 10% ha durezza di 110 HV. È una buona lega per uso generale e può
essere usata con tutti i metodi di lavorazione. Il suo colore è bianco brillante.
Pt950/iridio
Questa è una ottima lega per lavorazione plastica. Quando è forgiata, laminata,
martellata e stirata, incrudisce rapidamente. Può essere saldata o brasata. Non è
molto adatta al colaggio, poiché ha bassa durezza allo stato ricotto.
Pochi anni fa molti fonditori avrebbero usato Pt950/iridio per il colaggio, per due ragioni:
1.- Essi volevano una lega che potesse essere marchiata con la parola “Platino” e
per questo marchio la legge richiede che il titolo sia almeno 950 per mille.
2.- Il prezzo era vantaggioso. La lega Pt950/iridio era alquanto meno costosa delle altre
leghe disponibili.
Il punto negativo di quella scelta era che la durezza Vickers della lega Pt950/iridio è
solo 80. I risultati erano problematici. I getti si piegavano, gli anelli si deformavano,
si ammaccavano, si rigavano e mostravano segni di usura prematura. La soluzione
del problema arrivò da sola, con il tremendo aumento del prezzo dell’iridio, e di
colpo altre leghe divennero più convenienti.
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Pt950/rutenio
La lega Pt950/rutenio era meno costosa e molti fonditori cominciarono ad usarla. I
getti erano più duri, ma i problemi causati dalla lega precedente non furono eliminati.
È meglio scegliere una lega per le sue prestazioni piuttosto che per il prezzo. Uno
degli inconvenienti è che Pt950/rutenio è più difficile da colare e tende a formare
microporosità. Per ridurre la porosità, questa lega deve essere colata ad una
temperatura più alta.
Questa è una lega veramente di uso universale ed è quella preferita per parti tubolari
e per la lavorazione all’utensile. Se, per ragioni economiche o di raffinazione, si vuol
usare una sola lega di platino, Pt950/Ru è la scelta ideale.
Pt950/cobalto
Quando è in lega con il platino, il cobalto agisce da affinatore del grano e permette di
realizzare getti con fini dettagli superficiali. Allo stato fuso, il platino in lega con il
cobalto possiede maggiore bagnabilità, per cui riempie meglio lo stampo. Anche la
durezza di 135 HV contribuisce alla buona qualità dei getti, che sono meno difficili da
finire e conservano la loro lucentezza più a lungo. Il platino contenente 5% di cobalto
è leggermente ferromagnetico e si ossida quando è saldato o brasato a temperatura
superiore a 1000°C. Questa è una difficoltà lamentata da alcuni gioiellieri che lavorano
al banco, ma a mano a mano che un maggior numero di anelli arriva nei laboratori
commerciali per la messa a misura o per altri problemi di manutenzione, i gioiellieri si
stanno abituando a lavorare con Pt/Co e le lamentele stanno diminuendo.
In un recente confronto tra le leghe di platino è stato trovato che Pt/iridio 95/5 si può
graffiare e può perdere la sua lucentezza in un tempo relativamente breve. Ciò è
dovuto alla sua bassa durezza. L’indurimento riduce moltissimo la perdita di
lucentezza, per cui si consiglia che la gioielleria 95/5 Pt/Ir sia decorata con incisioni
della superficie ed altri tipi di finitura che non richiedano una lucidatura spinta.
È stato trovato che per le leghe 90/10Pt/Ir e Pt/Co questa stessa perdita di
lucentezza superficiale avviene in un tempo 2,1 volte più lungo. Ciò significa che
queste due leghe sono più adatte per i tipici anelli lucidati, e questa è un’altra
ragione per preferire la lega Pt/cobalto per il colaggio.
Per graffiarsi la superficie della lega Pt950/rutenio impiega un tempo 2,36 volte più
lungo della lega 95/5 Pt/Ir. Ciò rende la lega Pt950/rutenio preferibile per molti
impieghi. Solo con la lega Pt950/cobalto si ottengono getti in platino migliori.
Pt950/cobalto/rame
In lega con il platino, il cobalto agisce da affinatore del grano e rende possibile ottenere getti
con fini dettagli. Tuttavia la lega Pt950 con solo cobalto è leggermente ferromagnetica,
caratteristica non sempre desiderata dai produttori. A metà degli anni 1990 la EngelhardCLAL ha messo a punto la lega Pt/Co/Cu. L’aggiunta di rame ha eliminato il
ferromagnetismo, pur conservando la fluidità offerta dal cobalto.
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La durezza della lega Pt/Co/Cu è circa 120 HV. L’intervallo di fusione è intorno a 17501760°C. Questa lega permette di ottenere getti con dettagli fini, ma è di pochi punti HV più
tenera della lega Pt950/Co. È una lega versatile e può essere usata per colaggio, formatura
e lavorazione all’utensile. La densità è 20,1. Ha un buon colore e si presta ad essere saldata.
Pt960/rame
Questa lega di platino è usata principalmente in Germania ed in altri paesi europei. È
una lega per uso generale ed è usata principalmente per lavorazioni plastiche. Tra le
sue caratteristiche vi è il fatto che è flessibile, facile da saldare ed ha un buon colore.
In Germania è stata per molti anni la lega di Pt per uso generale. Può essere usata
per il colaggio, ma si deve tener conto di problemi di ossidazione, che possono
rendere alquanto difficile riprodurre dettagli fini. Uno dei vantaggi di questa lega è il
costo, poiché è relativamente poco costosa se paragonata alle leghe di Pt con PGM
(metalli del gruppo del platino). In generale questa lega è ben accetta ed ha buona
capacità di incrudimento.
L’intervallo di fusione è 1725-1745°C, la durezza 120 HV e 108 HV allo stato grezzo
di colata. La densità è 20,0.
Pt950/palladio
In molti paesi asiatici le leghe platino/palladio sono quelle preferite per la produzione
di gioielleria.
Il palladio si scioglie completamente e facilmente nel platino, formando quelle che
sono chiamate “soluzioni solide sostituzionali”. Queste leghe hanno la stessa struttura
cristallina del platino. Tutte le leghe di platino contenenti palladio sono facili da
lavorare, però hanno durezza molto bassa, per cui non sono consigliate per il
colaggio. Inoltre tendono ad avere un colore che vira al grigio, per cui molti produttori
le rodiano. La durezza di questa lega è 65 HV e si può vedere che ciò può portare a
problemi con i consumatori, quando gli anelli si piegano, si ammaccano o si graffiano.
Talora, per evitare problemi di graffiatura, lo strato di rodio è molto spesso e dà al
platino un aspetto differente da quello usuale. Non si consiglia di rodiare il platino.
Spesso questi anelli sono difficili da mettere a misura, perché quando li si allarga
tendono a rompersi ed è difficile ripristinare la rodiatura dopo che è stata eseguita.
Nella fig. 4 è mostrato un anello fatto con una lega tenera Pt/Pd. Si vede che l’anello
si è deformato e la pietra è stata persa.
Figura 4 - Anello in lega Pt/Pd deformato
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Pt 950/tungsteno
Una delle leghe più usate per la lavorazione all’utensile, specialmente in Germania,
è Pt950/W. Questa non è una lega per colaggio, ma di solito è fornita ai produttori
sotto forma di tubi, che sono poi affettati. Le fette sono usate per produrre fedi nuziali
con diamantatrici veloci, torni o altre macchine da taglio. È una lega dura ed elastica
ed è anche usata per minuteria. È molto resistente ed è usata principalmente per fedi
nuziali.
Pt/950/trattabile termicamente
Questo gruppo di leghe di platino è usato principalmente per minuteria,
incastonature a tensione, fermagli a omega, ecc. Le leghe sono per la maggior parte
di proprietà riservata e brevettate. Per esempio, quando si fanno orecchini, è buona
norma usare pernetti in platino fatti con leghe trattabili termicamente, in modo che
con il passar del tempo continuino a dare buone prestazioni. Gli stessi particolari,
fatti con le normali leghe di platino, diventerebbero in breve tempo inutilizzabili.
Molti altri pezzi di minuteria sono fatti con queste leghe. Molte fabbriche di minuteria
fanno con queste leghe teste di anelli stampate, poiché le loro graffette non
tenderanno a piegarsi così facilmente come le graffette fatte con le solite leghe.
Tabella 2 - Usi consigliati per le leghe di platino
Lega di Pt
Colaggio
Lavorabilità
Forgiatura
Lav. utensile
90/10 Pt/Ir
soddisfac.
ottima
ottima
scarsa
95/5 Pt/Ir
scarsa
ottima
ottima
scarsa
Pt950/Co
ottima
buona
buona
buona
Pt950/Ru
Pt950/Pd
Pt950/W
Pt950/Cu/Co
Pt960/Cu
buona
scarsa
non utilizz.
ottima
buona
ottima
scarsa
ottima
buona
ottima
buona
buona
scarsa
buona
ottima
ottima
molto scarsa
ottima
buona
buona
Pt 950/tratt.termicam.
ottima
buona
ottima
ottima
Pratiche ottimali consigliate (Tabella 2)
Le leghe per uso generale sono quelle utilizzate per tutti i tipi di lavorazione, come
colaggio, lavorazione plastica, forgiatura e lavorazione all’utensile. In tabella 2 è
riportata una breve sintesi.
Pt900/Ir
È una lega di uso generale e può essere usata per tutti i tipi di lavorazione. Si deve
porre attenzione per la lavorazione all’utensile, poiché la durezza e le altre
caratteristiche di questa lega causano una forte usura degli utensili.
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Pt950/Ru
È una lega di uso generale adatta per tutti i tipi di lavorazione. Se possibile, è buona
regola limitare l’uso ad una sola lega: se tutto il metallo usato è formato da una sola
lega, si faciliterà la raffinazione. Pt950/Ru è adatta per tutti gli usi. Per colare in modo
ripetibile Pt950/Ru, si richiede pratica e conoscenza della lega. Se la vostra strategia
di fabbricazione prevede l’uso di una sola lega di platino, dovreste scegliere questa.
Pt950/Co
La lega platino/cobalto può essere usata anche per altri scopi, ma è principalmente
una lega per colaggio. Se desiderate ottenere getti con dettagli fini, Pt950/Co è la
lega giusta. Se avete problemi per il fatto che questa lega è leggermente magnetica,
potete eliminarli usando Pt950/Co/Cu.
Pt950/W
Se producete fedi nuziali mediante lavorazione all’utensile e nel passato avete avuto
problemi di graffiatura o simili, potreste pensare di provare Pt950/tungsteno.
Pt950/trattabile termicamente
Per lavorazioni specialistiche, minuteria e simili, le leghe di platino trattabili
termicamente offrono diverse possibilità. Tipi di queste leghe non coperti da brevetto
si possono trovare presso i vostri fornitori di metalli.
Conclusioni
Molti dei problemi incontrati con la gioielleria in platino possono essere fatti risalire
all’uso di leghe inadatte o poco adatte. Inconvenienti come la graffiatura e
l’ammaccatura possono essere ridotti usando una lega più dura. Ciò può anche
diminuire la deformazione che un anello può subire quando la lega usata non è
proprio quella con cui quell’anello avrebbe dovuto essere stato fatto.
Ci sono anche considerazioni sulla progettazione che contribuiscono a diminuire le
difficoltà. Quell’anello forse non si sarebbe piegato se fosse stato un pochino più
spesso. Spesso gli anelli che all’inizio erano stati fatti in oro sono poi prodotti con
platino. Questo può essere causa di lamentele, poiché l’anello non era stato
progettato per essere di platino.
Se munito delle informazioni giuste, un produttore può creare gioielleria in platino
che sarà amata e conservata per gli anni a venire. La conoscenza delle leghe, delle
loro caratteristiche e dei relativi vantaggi aiuterà in questa opera.
Ricordate: il platino non è difficile, è solo differente.
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Bibliografia
• Greg Normandeau e David Ueno pubblicato in Platinum Manufacturing Process VIII
• Kris Vaithinathan and Richard Lanam, Features and Benefits of Different Platinum Alloys,
Platinum Day 2005
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