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[:pt]Noções básicas sobre metais[:en]Basic notions about metals[:]

[:pt]Os metais preciosos, como o ouro e a prata, em estado puro são demasiado moles para fazer jóias porque deformam facilmente. Para tornar estes metais mais resistentes é necessário ligá-los com outros metais.

Prata

A prata é tipicamente ligada com cobre. A prata de lei tem então 925 milésimas de prata fina e 75 milésimas de cobre. O cobre na liga de prata é responsável pela oxidação da prata. Se quiser ler mais sobre oxidação e patina, procure a secção sobre cobre mais abaixo nesta página.

Recentemente apareceram ligas de prata que substituem algum do cobre por outro metal, como é o caso da liga Argentium. Nesta liga, a percentagem de prata é de 935 milésimas mas parte do cobre é substituído por germanium. A vantagem desta liga é que reduz drasticamente o escurecimento da prata, que é causado pela presença do cobre. Uma das desvantagens desta liga é que é muito quebradiça quando é aquecida e parte se for aplicada força quando está quente. É preciso deixar arrefecer ao ar em vez de mergulhar em água, como se faz com a liga de prata com cobre.

Também existem outras ligas de prata comuns, como a prata 835, que tem 835 milésimas de prata para 165 milésimas de cobre. Esta liga oxida mais rapidamente mas é usada, por exemplo, para fazer peças com o efeito revenido (técnica em que o topo do metal começa a derreter formando uma superfície rugosa com padrões interessantes).

A pureza da prata numa liga não é detectável a olho nu e é por isso que a prata comercializada nas ourivesarias e joalharias é marcada pelas contrastarias, para informar o consumidor sobre a pureza do metal da peça que está a comprar.

Ouro

As ligas de ouro podem conter mais do que um metal. O ouro é normalmente ligado com cobre e prata. 100gr da liga de ouro amarelo comum com toque de 19.2 quilates contém 80gr de ouro fino para uma liga de 10gr de cobre e 10gr de prata fina.

Para fazer ouro branco, utilizam-se metais como níquel e paládio. Devido ao grande número de pessoas com alergia ao níquel a liga com paládio é preferível. Quando a liga é feita com níquel, é comum dar-se um banho de ródio à peça, não só para servir como barreira entre o níquel e a pele mas também porque mesmo ligado com estes metais o ouro não fica completamente branco, especialmente quando tem uma percentagem mais alta de ouro fino. A desvantagem é que, com o uso, o banho de ródio vai-se gastando e ao fim de algum tempo é preciso reaplicar.

O ouro branco é mais rijo e quebradiço do que as outras ligas e por isso mais difícil de trabalhar. Tem tendência para rachar quando não é devidamente recozido. A foto abaixo demonstra o que acontece ao ouro branco ao ser laminado, quando não é devidamente recozido:

Ao contrário das outras ligas, o ouro branco com níquel deve ser arrefecido ao ar e não mergulhado em água. Para além de ser mais difícil de trabalhar o ouro branco, como o paládio é também um metal precioso caro, uma peça de ouro branco sai mais cara do que a mesma peça em ouro amarelo.

A percentagem de cada metal nas ligas de ouro é responsável pelo vasto leque de tonalidades que o ouro pode ter – verde, amarelo, vermelho, rosa, branco. Por exemplo, 100gr de liga de ouro vermelho com toque de 19.2 quilates contém normalmente 80gr de ouro fino, 16gr de cobre e 4gr de prata fina. No entanto, se queremos que o tom vermelho seja mais visível podemos eliminar a prata e ligar o ouro fino com 20gr de cobre. Desde que a percentagem de ouro para a percentagem de liga se mantenha, continua a ser ouro de 19,2k e podemos jogar com as quantidades dos metais da liga para mudar o tom.

Pela mesma lógica, o ouro verde é ligado apenas com prata, ficando com um tom mais frio.

Na foto abaixo podemos ver a diferença de cor entre um lingote de ouro rosa e outro de ouro branco

Ao ouro puro ou fino (de 999 milésimas) chama-se ouro de 24 quilates.
A liga com maior quantidade de ouro é a de 22 quilates, com 916 milésimas de ouro fino e 8,4% de liga.
Existem também ligas de:
– 19,2 quilates, com 800 milésimas de ouro fino (ouro Português) e 20% de liga,
– 18 quilates, com 750 milésimas de ouro fino e 25% de liga,
– 14 quilates, com 585 milésimas de ouro fino e 41,7% de liga,
– 9 quilates, com 375 milésimas de ouro fino e 62,5% de liga.

Endurecimento do metal

Ao trabalhar estes metais – martelar, dobrar, torcer – notamos que vão ficando mais duros e difíceis de moldar. Isso deve-se ao facto de estarmos a deformar a estrutura molecular cristalina do metal. À medida que o metal endurece, perde a elasticidade e torna-se mais fácil de partir. Este processo é muito fácil de confirmar: se dobrarmos e desdobrarmos um pedaço de arame no mesmo sítio diversas vezes, este acaba por partir.

Para evitar quebrar uma peça que está a ser forjada e para que o metal se mantenha maleável enquanto se trabalha é necessário proceder ao recozimento ocasional. O recozimento consiste em aquecer o metal a temperaturas entre 600ºC e 700ºC (dependendo da liga) e arrefecê-lo rapidamente, mergulhando-o em água fria. Este processo realinha a estrutura molecular do metal que pode então continuar a ser trabalhado. Este é um processo que requer um certo treino para saber quando parar antes de começar a derreter o metal.

Geralmente a dica visual é a seguinte: quando o metal fica preto, excepto no sítio onde a chama o atinge em que está na sua cor normal, chegou à temperatura certa e é altura de parar e mergulhar o metal em água fria. Se começar a ficar vermelho já está quente demais e vai começar a derreter. Outra forma simples de saber quando o metal está recozido é riscar a superfície com canetas de acetato. Quando a tinta desaparece, está na temperatura certa.

O endurecimento do metal é porém uma vantagem quando falamos de peças que tenham de suportar tensão, tal como fechos, anzóis de brincos, alfinetes de pregadeiras, etc. Para endurecer o metal de forma a evitar que ele deforme com o uso, podemos martelar a peça com um martelo de madeira, cabedal ou nylon ou torcer, no caso de fio. Nos brincos, torcer também ajuda a verificar se o espigão ficou bem soldado.

Opcionalmente, se formos fazer apenas uma peça de wire-wrapping que não requer soldadura, podemos sempre comprar fio de ouro ou prata com a dureza que necessitamos para a nossa peça. Existem no mercado muitas lojas que especificam qual a dureza do fio que vendem. Quando não é especificado, geralmente trata-se de fio meio-duro, que é o mais comum.

É de notar que a grossura do arame também influencia a sua dureza e facilidade de trabalhar. Quanto mais grosso for o arame mais resistência terá e mais difícil será de trabalhar.

Para além disso, os próprios metais têm durezas diferentes. O alumínio é muito mole, deforma facilmente e só pode ser soldado com ferro de soldar e não com maçarico. O aço é muito duro e o metal mais difícil de trabalhar. Todos os outros mencionados neste artigo encontram-se algures entre estes dois.

Cobre

O cobre não é considerado um metal precioso mas, para além de fazer parte das ligas de ouro e prata, é muitas vezes utilizado por si só em conjunto com os outros dois metais para dar cor a uma peça. A cor de cobre é muito bonita e este metal é utilizado só por si há imenso tempo em adornos pessoais.

Há quem prefira a cor brilhante do cobre novo e há quem prefira o cobre mais escuro, depois de algum tempo de oxidação. Esta oxidação acontece naturalmente e com alguma rapidez, através do contacto do metal com o oxigénio do ar. Se quiser ver como fica a peça oxidada, deixe-a ao ar durante uns dias.

Depois de oxidada, a peça pode ser limpa novamente, se quisermos que retome o brilho original. Para tal basta usar um produto de limpeza para jóias ou até simples ketchup. Pessoalmente gosto da mistura entre o tom oxidado e o tom original. Para isso costumo oxidar as peças e depois polir apenas os pontos altos, o que realça a textura das peças.

Também se pode escurecer a peça utilizando produtos químicos (patina) mas estes processos necessitam de alguns cuidados para segurança por parte do utilizador e de um ambiente bem arejado.

Uma alternativa mais natural para oxidar o cobre e a prata é o seguinte: cozer um ovo, cortá-lo em 4 partes ainda quente e fechá-lo, junto com a peça a oxidar, numa caixa ou saco de plástico durante umas horas. O vapor quente libertado pelo ovo oxida o metal.

Para manter a cor do cobre, seja o seu brilho natural ou a oxidação no estado que pretendemos, é necessário aplicar verniz ao metal. O verniz serve também para proteger o metal da humidade da pele.

O cobre não se dá bem com humidade, oxidando facilmente e criando uma película esverdeada que passa para a pele quando suamos e estamos a usar uma peça de cobre. Para evitar esta situação as peças de cobre podem ser terminadas com verniz para selar o metal. A altura para colocar o verniz depende do gosto de cada um relativamente ao nível de oxidação do cobre.

Dar ao cobre uma cor verde também pode ser feito propositadamente, com uma mistura de químicos como lixívia, vinagre, sal ou amoníaco. Há receitas online para quem quiser experimentar. Mais uma vez, a segurança é essencial quando se trabalha com estes químicos.

O verniz deve ser misturado com diluente para ficar bastante líquido. De outra forma arriscamo-nos a ficar com gotas suspensas do metal e uma camada demasiado espessa de verniz em zonas texturadas. Também se pode aplicar verniz em spray, que permite camadas mais finas e maior controlo na aplicação. Pode ser necessário reaplicar o verniz ao fim de algum tempo se a peça for usada com muita frequência.

Quando é recozido, o cobre torna-se muito mole e maleável. Quando é trabalhado endurece e fica mais resistente do que a prata ou o ouro, razão pela qual é usado para estas ligas.

Cobre pode ser soldado com solda de prata. A desvantagem é que fica uma linha prateada no sítio da soldadura. Um banho de cobre é utilizado muitas vezes para disfarçar esta linha. A patina também ajuda a disfarçar a diferença de cor.

Também existe solda de cobre de canalização mas não corre tão bem como a solda de prata e também não é completamente da mesma cor do cobre. A solda de canalização é uma mistura de cobre com fósforo ou prata. Não recomendo o seu uso para jóias.

Latão

O latão é uma liga metálica de tom amarelo, formada por cobre e zinco. O zinco funde a uma temperatura mais baixa do que os restantes metais aqui mencionados e é utilizado também na solda de prata, por exemplo.

A cor amarela do latão é mais fria do que a do ouro mas, tal como o ouro, é possível criar tons diferentes de latão ao mudar a quantidade de cada metal na liga.
Quando oxida, o latão fica com um tom acastanhado mas quando é polido fica com um tom muito bonito e que combina bem com o cobre ou a prata.

É um metal mais rijo do que o cobre, mesmo quando recozido. Pode ser soldado e trabalhado da mesma forma que os outros metais acima referidos. A solda de prata também pode ser usada com latão.[:en]Precious metals, like gold and silver, are too soft in their pure form to keep their shape when used to make jewellery. In order to make them sturdier they must be alloyed with other metals.

Silver

Silver is usually alloyed with copper. Sterling silver is 925 parts silver to 75 parts copper. Copper is responsible for the oxidation of the silver alloy. If you want to read more about oxidizing and patina, go to the section on copper, further down on this page.

Recently some new alloys have become available, like Argentium, where some of the copper has been replaced with a different metal, in this case germanium. Argentium silver actually has a higher percentage of pure silver than sterling – 93,5% instead of sterling’s 92,5%. The advantage of germanium as an alloy metal is that Argentium doesn’t oxidise as quickly. The downside is that it’s very brittle when heated and will break if any pressure is applied while it’s hot. Argentium must be allowed to air cool rather than quenching in water while it’s still hot, like sterling.

There are other silver alloys such as reticulation silver which is 835 parts silver to 165 parts copper. Reticulation is a technique used to add texture to the metal by heating it repeatedly to the point where the surface of the metal starts to melt. It can produce very interesting designs with patience and practice.

It’s not possible to detect the amount of silver or gold in an alloy just by looking at it, which is why many countries demand that jewellery be hallmarked before being sold in stores. This is done to protect the buyer by giving a guarantee that the precious metal purity is as stated.

Gold

Gold alloys can be made up of more that two metals. Gold is usually alloyed with copper and silver. 100 grams of 19.2k yellow gold contais 80grams of fine gold mixed with 10 grams of fine silver and 10 grams of copper.

To make white gold the alloy includes either nickel or palladium. Due to the large amount of people who are allergic to nickel, a palladium alloy if preferred. Rhodium plating is commonly used on white gold jewellery. It served as a barrier between the skin and the nickel and also makes the metal whiter since white gold is never truly white, especially the high carat alloys. The downside is that, like any plating, it will wear off in time and new plating will be required.

White gold is harder and more brittle that the other gold alloys and harder to work with. It has a tendency to crack when it ‘s not annealed properly. The picture below shows what happens to white gold when it’s not properly annealed:

Unlike other gold alloys, nickel white gold must be allowed to air cool instead of quenched in cold water. Aside from being harder to work with white gold, since palladium is also an expensive precious metal, white gold jewellery is more expensive than yellow gold jewellery

The amount of each metal in the alloy is responsible for the wide range of different tones gold jewellery can have – green, yellow, red, rose, white. For example, 100 gr of 19,2k red gold alloy normally contains 80 gr of fine gold to 16gr of copper and 4 gr of fine silver. If we want the red tone stronger we can remove the silver and alloy the gold with 20gr of copper. So long as the percentage of gold to alloy remains the same it’s still 19,2k gold. We’re just using the alloy to change the color.

The same logic applies to green gold. By removing the copper in the alloy and using only silver, the color gets colder.

In the picture below you can see the difference in tone between rose gold and white gold ingots.

Pure gold, also called fine gold or 999 (999 parts out of 1000) is 24 carats,

The alloy with the greatest amount of gold is 22k, with 916 parts (91,6%) of fine gold to 84 parts (8,4%) of alloy metals.

There are several other gold alloys with different amounts of gold. The most common are:
– 19,2k with 80% fine gold to 20% alloy,
– 18k, with 75% fine gold to 25% alloy,
– 14k, with 58,5% fine gold to 41,7% alloy,
– 9k, with 37,5% fine gold to 62,5% alloy.

Work hardening

When working these metals – by hammering, bending, twisting – they become harder and more difficult to shape. This is called work hardening and is caused by deforming the crystaline molecular structure of the metal. As the metal hardens it looses elasticity and becomes easier to break. This is a very easy process to test, by bending and unbending a piece of wire multiple times in the same spot until it breaks.

To prevent breaking a piece of metal that is being worked on and so that the metal continues to be pliable, it’s occasionally necessary to anneal it. Annealing is when we heat the metal to a temperature between 600ºC e 700ºC (depending on the alloy) and then cool it quickly by quenching in cold water (except for the alloys mentioned above). This process realigns the metal’s molecular structure and it can be worked again. The annealing process requires some practice to prevent overheating that could melt the metal. A simple visual queue is when the metal turns black except for the part when the flame is hit it it, then it’s usually annealed. If it gets red (in a room with good light), it’s getting too hot. Another simple trick is to write a line on the metal with a sharpie pen. As you heat it, when the line disappears it’s gotten close to the right annealing temperature.

Work hardening can be an advantage when a component needs to withstand a certain amount of tension, such as clasps, ear wires and brooch pins. To harden the metal without deforming it you can hammer it with a rawhide, nylon or wood hammer. To harden the post on an earring you can just twist it back and forth a few times. The twisting also helps to check if it was soldered properly.

As an option, especially for wire wrapping, when no soldering is required, we can also buy wire with the necessary hardness. Many stores state the hardness of the wire – soft, half hard or hard. When it’s not stated, half hard is the most common.

The thickness of the wire also influences how difficult is is to bend. The thicker the wire, the more resistance you’ll encounter.

Different metals also have very different hardnesses. Aluminium is very soft, deforms easily and can only be soldered with a soldering iron, not with a torch. Steel is very hard and difficult to shape. The others mentioned in this post fall in between.

Copper

Copper is a base metal but it’s part of the composition of many precious metal alloys. In modern jewellery, copper is also used for it’s colour in mixed metal pieces, alongside precious metals. The warm red colour of copper has long been appreciated and used in jewellery for millennia.

Some enjoy the shiny reddish tone of copper while others prefer the dark, oxidized tone. Copper oxidizes easily when exposed to oxygen. All it takes is leaving out in the open for a few days and the colour will darken. It can be brought to it’s original shiny colour easily, by polishing it with either jewellery polish or even plain ketchup. Personally, I like the mix between oxidized and the original copper tone so I tend to oxidize my pieces and then polish the highlights to bring out the texture.

Aside from natural oxidation, copper and silver can be darkened chemically with patina. There are many different chemicals that can be applied to copper to create different colours. The most common chemical used to darken both copper and silver is Liver of Sulphur (potassium sulfide) – known as “LOS” for short.

When using this and other chemicals, safety measures should be taken, such as gloves and good ventilation, because the chemicals emit toxic fumes that shouldn’t be breathed in. A chemical respirator is also a good idea and even an apron to prevent splashes from staining your clothes.

The copper or silver should also be clean and grease free because any dirt or grease (even the natural oils from our skin) can prevent the metal from oxidizing evenly.

A more natural, although messier, alternative to LOS is simple boiling an egg and, while it’s still hot, cut it into bits and place it inside a plastic box or zip-lock bag along with the jewellery you wish to oxidize. The fumes from the hot egg have the same effect as the LOS, although it’s a slower process. The egg doesn’t need to be in contact with the jewellery. It’s the fumes inside the closed container that do the job.

To maintain the shiny colour of copper or even the oxidized effect, it’s necessary to seal the metal with wax or varnish. Varnish also protects copper from humidity and prevents the chemical reaction with the skin that makes some people’s skin turn green.

Turning the copper green can also be done on purpose with other patina chemicals such as bleach, vinegar, salt or ammonia. There are recipes online for anyone who wishes to try. Again, safety measures are important when using these chemicals.

The easiest way to apply varnish to metal is as a spray, in thin layers. It can also be applied in liquid form, with a paintbrush or by dipping, but there’s a higher tendency to create drips that have to be sanded off. The varnish must also be thinned to a very liquid consistency for this method, so it doesn’t accumulate in crevices.

The varnish coating can wear off after some time and may need to be reapplied.

When annealed, copper becomes very soft and malleable. When work hardened it becomes harder than silver or gold, which is why it’s used in those alloys.

It can be soldered with silver solder. The downside is that you get a silver line at the join. Copper plating is used often to hide this solder line. Patina also disguises the difference in colour.

There’s also plumbers copper solder but it doesn’t flow as well as silver solder and it’s also not a perfect match for the copper colour. Plumber’s copper solder is a mix of copper and phosphorus or silver. I do not recommend it for jewellery.

Brass

Brass is a metal alloy with a yellow colour made from copper and zinc. Zinc melts at lower temperatures than the other metals mentioned on this page is also used in silver solder, for example.

The yellow tone in brass is colder than gold but just like gold alloys, you can make different tones of brass by varying the quantities of each metal in the alloy.

When brass oxidizes it turns brown but when it’s polished it has a very attractive golden yellow color that goes well with copper or silver.

Brass is harder than copper, even after annealing. It can be soldered and forged the same way as copper, silver or gold. Silver solder can also be used with brass.[:]

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