Изготовление ювелирного украшения - это долгий и кропотливый процесс, требующий нескольких лет обучения, знания физики, химии и наличия дорогостоящего специального оборудования. Мы знаем это и тратим часы на поиски желаемых ювелирных изделий в магазинах. Многие даже самостоятельно разрабатывают эскиз и обращаются в ювелирную мастерскую, чтобы мастер изготовил для них украшение мечты.
Времена меняются, и теперь ювелирным мастером может побыть каждый. Для того чтобы сделать настоящее серебряное кольцо с собственным дизайном, мы обратились в ювелирную школу ARGENTARIUM и убедились, что это не только интересно и захватывающе, но и действительно легко.
(Всего 26 фото)
Перед началом работы нам показали украшения, сделанные инструкторами и учениками школы. Вариантов украшений множество, и все это можно сделать своими руками.
Несмотря на такое разнообразие возможностей, мы по-прежнему хотели кольцо. Решили, что, если понравится, чуть позже вернемся за кулоном.
Удивление первое: оказалось, что не требуется плавить серебро, чтобы придать ему нужную форму. Украшение делается из пластичного серебра Precious Metal Clay (PMC), которое придумали специалисты японской компании Mitsubishi Materials Corporation. Масса PMC состоит из смеси мельчайших частиц серебра, воды и нетоксичного пластификатора, и работать с ней так же просто, как с обычным пластилином.
Весь процесс простой и понятный: вам нужно придумать украшение, сделать его, обжечь в печи (вода и пластификатор при этом сгорят, а частицы серебра прочно спекутся друг с другом), и на выходе вы получите серебряное изделие 999-й пробы. Современная алхимия во всей красе! Перед началом работы руководитель школы Евгения показала нам, какими инструментами мы можем воспользоваться, чтобы создать именно то украшение, которое хотим.
Удивление второе: большая часть инструментов для работы найдется у каждого под рукой: текстуру можно «отпечатать» любую, а чтобы вырезать желаемую форму, подойдет шило или лезвие.
Различные штампы для получения отпечатков и оттисков на серебряной массе до обжига.
Для создания объемных изделий можно воспользоваться жидким серебром в шприце. На пробковую основу шприцем выдавливается серебряная паста. В процессе обжига эта основа сгорает, и вы получаете полую серебряную бусину, аналогичную тем, которые создавались мастерами серебряного дела сотни лет назад и назывались «филигрань».
Есть тоненькие пластинки-листочки из пластичного серебра, из которых можно сложить любую фигурку, например оригами. Разве не чудо - сложить себе журавлика или кораблик из чистого серебра?
А можно в качестве заготовки для будущего украшения использовать засушенные листья. Если листочек покрыть жидким серебром, обжечь, лист сгорит, а вы получите уникальный кулон или подвеску, полностью повторяющую все природные изгибы и текстуру, сделать которые самостоятельно просто невозможно.
В ювелирном деле без драгоценных камней никуда. В дизайн любого украшения можно добавить разноцветные вставки: кубические цирконы (фианиты) или другие лабораторные камни, выдерживающие высокую температуру.
Конечно, было очень соблазнительно сделать себе уникальный кулончик, но мы пришли за кольцом и решили все-таки делать его.
Прежде чем начать работать с пластичным серебром, нужно правильно рассчитать размер кольца, потому что в процессе обжига масса дает усадку 16%.
Смазываем доску специальным составом, чтобы серебро не прилипало, и вперед!
Раскатываем РМС в блинчик рассчитанного размера. Карты, склеенные по несколько штук по бокам от заготовки, позволяют нам регулировать толщину будущего кольца и раскатывать серебро равномерным слоем. Простой лайфхак, проверенный практикой 🙂
Серебро PMC можно резать, раскатывать, дополнять текстурой и придавать ему совершенно любую форму. Удивление третье: особенно приятно, что пластичное серебро прощает любые ошибки - после подсыхания оно легко восстанавливается водой и вновь принимает рабочее состояние. У вас есть возможность переделать украшение до обжига, если что-то не понравится в первоначальной заготовке, или добавить дополнительные элементы.
Мы создавали кольцо с растительным орнаментом, используя резиновый штамп.
После того как мы получили нужный оттиск и замкнули кольцо, его нужно высушить.
Обжиг можно проводить разными способами. Профи используют ювелирную муфельную печь, а для новичков подойдет более бюджетный «домашний» вариант - керамическая горелка особой конструкции, работающая на сухом спирте.
Мы обжигали кольцо в муфельной печке. При правильном температурном и временном режиме вода полностью выпаривается, органический пластификатор выгорает, а серебряные частицы сплавляются друг с другом, образуя на выходе цельный металл, сохраняющий весь дизайн вплоть до отпечатков пальцев.
Через 25 минут наше кольцо «испеклось» 🙂
Теперь убираем оксидную пленку - белый налет, который появляется на поверхности изделия во время горения. Дальше с помощью ювелирных инструментов доводим украшение до ума.
Удивление четвертое: после обжига с металлом можно делать все что угодно. Сверлить, пилить, шлифовать, эмалировать, чернить и, конечно, полировать до зеркального блеска!
С помощью стальной щетки счищаем оксидную пленку.
Шлифуем наждачной шкуркой.
Черним специальным раствором - у ювелиров он называется «серная печень», а простым смертным доступно другое средство - серная мазь, которая продается в любой аптеке. К слову, чернение ювелирного изделия - это тоже целое искусство. Чернение подчеркивает структуру и орнамент украшения: в зависимости от техники результат может быть настолько разным, что этому делу посвятили отдельный мастер-класс .
Полируем кольцо с помощью инструмента из агата, чтобы придать ему блеск.
И вот оно - кольцо мечты! Сделанное по собственному дизайну и своими руками!
При желании можно научиться вязать, шить, плести из бисера и обжигать горшки. Кажется, что создание ювелирных украшений - это что-то за гранью обычных человеческих возможностей, где-то на стыке алхимии и магии. На самом деле пройти мастер-класс и сделать собственное украшение может каждый. Технология, оказывается, удивительно проста, особенно когда ее объясняет хороший мастер. Наш преподаватель Евгения смогла заинтересовать даже скептически настроенных учеников. Кажется, теперь половина группы обязательно вернется за кулоном для своей авторской коллекции.
Возможно, и мы 🙂 А на первое посещение любого мастер-класса дарим нашим читателям скидку 10% по промокоду BIGJEWEL (его нужно ввести в форме записи на занятие).
Вам понадобится
- - оборудование и набор ювелирных инструментов;
- - драгоценные и цветные металлы;
- - драгоценные и полудрагоценные камни.
Инструкция
Оборудуйте собственную ювелирную мастерскую, включающую рабочее место и подсобное помещение. Предусмотрите в мастерской приточно-вытяжную вентиляцию для вывода вредных паров и пыли, выделяемых при плавке, травлении и шлифовке материала.
Приобретите необходимое оборудование. Потребуется рабочий стол-верстак, ювелирная горелка, подвижная лампа, бормашина, набор ванночек, ящик с отделениями для хранения камней и драгоценных металлов. Снабдите помещение пылеулавливателем. Поставьте в подсобном помещении рукомойник с отстойником для сбора частиц металлов.
Подготовьте необходимые для работы инструменты: напильники различных профилей, надфили для опилки металла, пинцеты, плоскогубцы, кусачки, ножницы для работы с металлом, лобзик, молотки, миниатюрную наковальню. Понадобятся также плиты и пуансоны для формовки деталей и волочильная доска. Обработка изделий при помощи бормашины потребует набора сверл, фрез и абразивных кругов.
Для проведения измерений запаситесь настольными с разновесками, штангенциркулем, микрометром, металлической линейкой. По мере овладения технологиями изготовления изделий, вероятно, вам потребуются дополнительные инструменты и приспособления.
Запаситесь необходимым для начала работ количеством драгоценных и цветных металлов, камней. Чаще всего в ювелирном деле используются , серебро, платина, палладий и их сплавы.
Определите для себя типы и виды ювелирных изделий, которые вы предполагаете изготовить. Их существует бесконечное множество, но не всякое изделие возможно смастерить в обычной мастерской. Наиболее подходящими вариантами, которые по силам индивидуальному мастеру будут кольца, серьги, броши, кулоны, медальоны, некоторые виды цепочек (с простым плетением).
Изготовление ювелирных изделий начните с подготовительных операций, включающих подготовку сплавов и отдельных деталей будущего изделия. Они включают в себя плавку, ковку, волочение, штамповку, отливку по образцу и так далее.
Используйте механическую обработку материала, которая в большинстве своем производится ручным способом. Для этого перенесите рисунок будущего изделия на заготовку, разрежьте ее по разметке или отпилите деталь лобзиком. Используйте также сверление и опиливание будущего изделия для придания ему требуемой формы.
После выполнения работы по формированию контуров изделия переходите к заключительному этапу изготовления украшений: пайке, монтажу подвижных соединений, шабрению.
Ювелирная красота, которую мы видим на полках магазинов, рождается в голове дизайнеров. Крупные выставки украшений проходят в России четыре-пять раз в год, и к каждой компания должна подготовить хотя бы две-три новые коллекции.
«Конкуренция большая, – признаёт технолог модельного участка Дмитрий Павлов . – Представьте, что две тысячи фирм параллельно рисуют и нужно придумать что‑то новое, чего ни у кого не было».
Секретов вдохновения мастер не выдаёт, зато показывает, как модели украшений создаются в компьютерной программе и послойно вырастают из полимеров в 3D-принтере.
Модель заливают формовочной смесью и ставят в печь. Гипс принимает нужную форму, полимер вытапливается, и мастер заливает в освободившееся пространство металл. Прототип изделия ювелир доводит до совершенства. Теперь эту мастер-модель помещают в резиновую массу – под действием высоких температур она твердеет, и из неё вырезают аккуратные прямоугольные формочки.
Резиновые формы отправляются в следующий цех, где мастера накачивают их воском. Я из‑за плеча наблюдаю за действиями работницы: девушка быстро заполняет резину и выдавливает то ли будущие серёжки, то ли подвески. Восковые изделия смотрятся не очень впечатляюще. А вот рядом мужчина вставляет в восковые кольца блестящие камешки – не алмазы (остужают мой пыл), а фианиты . Зато их у него целая баночка!
«В воск вставляется только диоксид циркония, фианит, – объясняет начальник производства Михаил Чмиль . – Натуральные камни и бриллианты крепят сразу в золото или серебро. Из‑за перепадов температур металл расширяется и сужается вместе с камнем. У фианитов с металлом эти коэффициенты схожи. А у натуральных камней и бриллиантов есть внутренние дефекты, они не держат температуру и могут расколоться».
Мастерица собирает восковые украшения на специальную подставку. Будущие драгоценности крепятся на столбик так, что напоминают ёлку. Но, в отличие от новогоднего символа, этой ёлочке в таком виде к покупателю не попасть.
Лабиринтами коридоров приходим к литейщикам. В цеху стоит ровный гул техники: ёлочки залили формовочной смесью, и теперь большие аппараты вытапливают воск. Завтра утром, когда смесь окончательно затвердеет, эту партию зальют металлом.
Литейщик по выплавляемым моделям из золота и серебра Юрий Запара достаёт из чана с лимонной кислотой золотую ёлочку и поясняет:
«После литья металл окисляется, мы его в лимонку кладём минут на 20–30, там он осветляется».
Мастер обмывает украшения в зеленоватой от лимонной кислоты воде, потом споласкивает под большим напором и протягивает мне. Вижу будущие серёжки-гвоздики, но золото не блестит ни таинственно, ни заманчиво, так что желания подёргать кого‑нибудь за рукав с воплями «Хочу-хочу! Купи-купи!» пока не возникает.
Металлическую ёлку несут специалисту, который инструментом откусывает изделия от столба. Ручной труд заменить машиной сложно, подчёркивает Запара:
«Есть аппарат с двумя режущими элементами, наподобие ножниц. Но они толстенькие, к маленьким деталям тяжело подлезть. Тем аппаратом удобнее отливать крупные изделия, которые реже стоят на ёлочке».
Детали для украшений изготавливают отдельно. В небольшой комнатке пресс выдавливает на металлических пластинках рисунок. Формообразующими штампами уставлен шкаф во всю стену, рядом с каждой формой приклеен образец. Присматриваюсь к узорам. О, такие волны на браслете у подруги, а похожие листочки – на бабушкином кольце.
Я интересуюсь толщиной драгоценных пластинок у Михаила Чмиля, чтобы не отвлекать мастера, опускающего пресс.
«Чем меньше изделие – тем толще прокат, чтобы в большом изделии не страдал вес, а в маленьком – прочность. Например, толщина 0,15 мм – это минимум того, что мы можем позволить без ущерба для прочности. А 0,4 мм – это маленькие изделия, у которых прочности хватает», – говорит начальник производства.
Готовые детали отправляются на сборку в монтировочный цех . Тут задорно поёт радио, тихо гудят шлифовальные машинки и маленькие горелки, которыми мастера спаивают детали. Руки многих прячутся в стеклянных ящиках – это средство защиты, чтобы золотая и серебряная пыль не разлеталась по комнате.
Ювелирный монтировщик Олег описывает свою работу (сегодня он делает крестики):
«Тут подложка из двух деталей, верхней и нижней, Иисус – третья деталь, четвёртая – ушко. Спаял это всё и обрабатываю: здесь бока неровные были, после литья немного шершавенькие».
Он смахивает пыль с крестика и достаёт его из стеклянного аквариума, чтобы показать мне. Я провожу пальцами: обработанные части гладкие и блестящие, а ушко ещё кажется матовым, но особой шершавости пальцы с непривычки не чувствуют.
Непростое украшенье
Собранные украшения отправляют на галтовку и полировку .
«Изделия проходят трёхэтапный процесс: шлифовка, грубая и тонкая полировка», – Чмиль показывает три барабана, в которых кольца и серьги вращаются в разных материалах: в маленьких треугольниках из керамики и в орехах разного помола.
Михаил предлагает засунуть туда руку и поймать что‑нибудь. Я выбираю мелкодроблёные орехи. Ладонь погружается в тёплые мягкие волны. Драгоценности проходят сквозь пальцы, но вот – удача! Разжимаю руку. Обручальное кольцо. Хм. Замявшись на секунду, бросаю колечко обратно в ореховый водоворот.
Но раз уж сама судьба посылает мне в пальцы обручальные кольца, то идём смотреть, как их делают. Большой аппарат вытягивает золотые трубочки нужного диаметра и толщины и нарезает кружочки. Считанные секунды – и ещё один человек говорит «да» работникам загса.
- Так просто! – вырывается у меня.
Простота тут условная, – качает головой Михаил. – Да, количество операций небольшое, и процесс изготовления быстрый, но это один из самых сложных участков. Эти станки стоят в совокупности больше 210 тыс. евро.
Техникой хвастается и Александр , оператор станков с числовым программным управлением:
«Это немецкое оборудование высшего класса. Задаются параметры кольца, и аппарат на заготовку крепит камни, делает узор, – мастер протягивает мне результат и исходник: принцесса и нищенка (если такое сравнение применимо к ювелирным сокровищам). – Самое простое кольцо делается за 40 секунд, а сложное – за полтора часа».
Золотая пыль
Натуральные камни и бриллианты крепят на украшения вручную, а после отправляют все изделия к химикам на золочение, чернение или родирование.
«Изделия покрываются слоем родия, чтобы блеск был металлическим. У серебра механические свойства улучшаются, вещь становится более твёрдой, меньше царапается и не темнеет», – объясняет Михаил.
В этой же лаборатории находятся самые точные весы на заводе – определяют с точностью до пятого знака после запятой. С их помощью проверяют сплавы на соответствие стандартам.
«Для анализа берётся 1 г металла с каждой плавки, он растворяется в кислоте, и по остаткам золота определяется проба: если в этом грамме 0,585 мг чистого золота, то это проба 585. Если случается погрешность, то всю партию отправляют на переплавку», – рассказывает Чмиль.
А я‑то уж понадеялась, что бракованное золотишко складируется возле завода. Но здесь к каждому грамму относятся трепетно: металлические столбы ёлочек, стружку и даже пыль очищают и переплавляют заново.
«Вот мешок золота, – смеётся начальник производства. Над ведром чёрной воды на каркасе висит тёмный тканевый мешок, драгметалл в нём не углядел бы даже самый опытный вор. – Это пыль с полов, которую собирают на всех участках. Потом отстаивают и отжигают до порошкообразного состояния. По итогу трёх месяцев с полов мы собираем до 70 г золота».
Золотые (во всех смыслах) руки местные мастера тоже моют в специальных мойках – добро и тут не пропадает. Потери только технологические, предусмотренные нормами производства.
«Золоту присуща молекулярная летучесть, если его разогреть до температуры больше 1 300 °C. Но эта цифра не пугающая», – успокоил Михаил.
Километры цепей
Параллельно с производством штучных украшений делают цепи . Первым делом золото или серебро вытягивают в проволоку и сматывают на катушки.
- А сколько максимально может поместиться на катушку золота – по весу и по длине? – любопытствую я.
По весу 6 кг, а по длине… – Артур Ташлиев, заготовщик деталей и материалов для художественных и ювелирных изделий, высчитывает на калькуляторе: – 6,5 км! Чем проволока тоньше, тем она длиннее получается.
Последнюю фразу я едва расслышала, потому что в голове заметался маленький, но жадный гном. Почему‑то мысль об измерении золота километрами ему очень понравилась.
Катушки с проволокой отправляют в цепевязальный цех , где машины ловко связывают драгоценные ниточки. Станки настроены под определённый вид плетения, но при необходимости задачу им можно поменять.
Оператор цепевязальных станков Виталий Блажко подзывает меня к аппарату, на котором установлено подобие микроскопа. Склоняюсь к окулярам. Маленькие лапки быстро скручивают проволоку в ровные звенья со звуком «сип-сип-сип».
В другом цеху цепи обрабатывают в тальке и масле , звенья запаивают при температуре 900 °C. Важно, чтобы по всей длине цепочка имела одинаковую ширину. Ювелирный монтировщик Роман Вакуленко под светом лампы просматривает тонкую цепь, замечает брак и инструментом выщипывает неровное звено. Разрывы мастер спаивает сам.
Следующий этап – алмазный цех . Да, я ожидала увидеть горы драгоценных камней под «Лучшие друзья девушек – это бриллианты!» в качестве саундтрека. Однако из алмазного здесь оказались только резцы, которыми снимается верхний слой цепи. Украшение намораживается холодной водой на специальный барабан, и мастер спиливает доли миллиметров, чтобы поверхность стала зеркальной.
Андрей Ковтун , наладчик цепевязального участка, показывает цепь, обработанную только с одной стороны. Поверхность без блеска действительно смотрится не так привлекательно, а золото после алмазной обработки сияет призывно и ласково.
Потом цепь режут на нужную длину, ставят замочки и отправляют вместе с остальными украшениями на клеймение, проверку и упаковку.
Знания – золото
- А где можно всему этому научиться?
В Костроме есть специализированное училище, курсы при ереванском, московском, киевском, одесском заводах. В Белгороде думали на базе университета сделать кафедру, но это пока в проекте. Тут либо люди с опытом работают, либо мы под себя их обучаем. Учебные заведения общего профиля дают информацию обо всех направлениях ювелирной деятельности, но поверхностно. А нам нужна не база, а конкретные знания монтировки, полировки, – отвечает Михаил Чмиль.
Лифт с золотыми стенами везёт нас к выходу. Нам не показали только сейф с золотом и бриллиантами. Наверное, там огромный дракон и прячется.
Редакция благодарит за помощь в подготовке материала ювелирный завод «Карат»
Елизавета Куравина
Роскошные, элегантные, влюбляющие в себя с первого взгляда - все это можно сказать о ювелирных изделиях. Кажется, что драгоценные камни и изящные линии благородных металлов соединяются легко, словно по взмаху волшебной палочки. Но что стоит за видимой легкостью?
Сложный, кропотливый труд, требующий большого мастерства. Процесс изготовления любого украшения начинается с идеи: сначала разрабатывают дизайн, рисуют и корректируют эскиз, создают 3D-модель будущего изделия. Когда утверждены все детали, начинается производство.
На ювелирных предприятиях художники работают в тесном контакте с технологами, ведь далеко не всегда есть реальная возможность создать то, что красиво выглядит на эскизе. К сожалению, технологические возможности ювелирного дела не безграничны.
Как изготавливают ювелирные изделия
В наше время ювелиры-универсалы, которые в одиночку делают украшения, встречаются все реже - основной ассортимент на рынке производится совсем иначе. На ювелирных предприятиях каждый мастер занимается исключительно своим делом: одни специалисты работают с заготовками, другие отвечают за закрепку драгоценных камней, третьи занимаются полировкой. И если каждый делает свою работу не просто хорошо, а безупречно, то качество готовых ювелирных изделий будет очень высоким.
Основные технологии изготовления ювелирных изделий
- Литье. Эта технология чаще всего используется для украшений, которые состоят из нескольких деталей.
Принцип ювелирного литья достаточно прост: восковые модели собирают в «елку», припаивая их на один стержень. Эту «елку» заливают формомассой и запекают, и если все сделано правильно, то воск вытапливается и вытекает, а форма с пустотами остается. Теперь в эту форму заливают сплав, остужают, убирают формомассу - остается металлическая «елка», с которой буквально обрезают изделия из металла. Остается скрепить части украшения (это делают ювелирные монтировщики) и придать ему товарный вид - отшлифовать, отполировать, закрепить камни.
- Штамповка. Эту технологию обычно применяют для создания плоских форм - медальонов, крестиков и т.д. Изделия выдавливают прессом по форме из пластины драгметалла, после чего придают им товарный вид и выпускают в продажу.
Как делают ювелирные изделия из золота и серебра на заказ
Чтобы изготовить украшение по или заказу или другое изделие из драгоценных металлов заказу, необходимо продумать мельчайшие детали, особенно если клиент хочет заказать эксклюзивную вещь. Простого наброска для начала производства недостаточно, хотя заказчик может даже просто описать словами, какое украшение ему хотелось бы получить.
Сначала на основе пожеланий клиента дизайнеры делают эскиз, а после на основе эскиза модельеры создают 3D-модель. Если заказчика все устраивает, то после утверждения эту модель распечатывают на 3D-принтере. Также заранее обсуждается, из чего могут быть сделаны желаемые украшения (учитываются особенности дизайна и материалов).
На основе полученной модели создают форму для литья драгоценного металла. Уже отлитые части украшения переходят в руки мастерам для шлифовки, покрытия эмалью или закрепки камней. Поверхность изделия должна быть идеальной, камни не должны треснуть или выпасть, ведь украшение низкого качества никто не захочет купить. Поэтому на этапе доведения украшений до совершенства без ручного труда не обойтись - даже при наличии высокотехнологичного оборудования некоторые этапы доверяются только опытным, квалифицированным мастерам.
Оборудование индивидуальной мастерской ювелира
Устройство, оборудование, оснащение. Ювелирная мастерская должна состоять минимум из двух помещений с приточно-вытяжной вентиляцией - основного места работы и подсобного помещения, где желательно производить операции, сопровождающиеся интенсивным выделением в воздух вредных паров и пыли (плавку, шлифовку, травление). Основное рабочее место должно быть универсальным и максимально удобным, поскольку здесь осуществляется большинство самых разных ювелирных операций. Мастеру необходимо иметь оборудованный различными приспособлениями и механизмами рабочий стол-верстак (рис. 1).
Обычно он представляет собой конструкцию из металла, дерева и пластика. Рекомендуемая площадь крышки стола 1500х1000 мм, высота конструкции - до метра. Крышку необходимо покрыть термостойким материалом. В центре стола делается небольшой овальный вырез в столешнице и расположенных под ней полках. Это создает значительные удобства и доступ ко всем частям верстака при работе на вращающемся кресле (с высокой мягкой спинкой, удобной для кратковременного отдыха). По обеим сторонам стола-верстака располагаются ярусы с выдвижными ящичками для инструментов с мягкой обивкой, предохраняющей их от повреждений. К верстаку подводятся топливная и воздушная коммуникации для ювелирных горелок, с помощью которых производится пайка. Стол снабжается необходимыми подставками, креплениями, подвижной настольной лампой, бормашиной, многоемкостной ванночкой, специальным ящиком с отделениями для содержания драгоценных металлов и камней (гофта). С торца выреза в крышке устраивается выдвижной выступ (финагель) для упора деталей при их обработке (шлифовке, резке), а в 300 мм под ним монтируется также выдвижной поддон, с вырезом по форме крышки стола, в который осыпаются опилки, стружки, обрезки драгметаллов.
Рис. 1 .Рабочий стол-верстак: 1 - столешница; 2 - настольная лампа; 3 - финагель; 4 - ящики для инструмента; 5 - бормашина; 6 - ванночки; 7 - поддон для отходов; 8 - гофта; 9, 10, 11 - приспособления-держатели
Это лишь одно из приспособлений для обеспечения экономного расходования и максимального сбора и улавливания отходов ювелирного производства. Помещения мастерской необходимо также снабдить пылеулавливателями, а рукомойник - отстойником. Эти устройства будут собирать драгоценные частицы.
Инструментарий
Ювелирные инструменты, приспособления. Для изготовления и ремонта ювелирных изделий в частной мастерской необходим набор разнообразных инструментов: Напильники различных профилей: плоские, квадратные, трехгранные, ромбические, круглые, полукруглые, овальные; специальные: ножеобразные и полукруглые двусторонние. Самая крупная насечка - № 0, самая мелкая - № 5. Надфили используют для точных опилочных работ. Разновидности практически те же, что и у напильников. Специальные двусторонние надфили с изогнутой рабочей частью называются рифели; нерабочая часть рифеля квадратного сечения служит ручкой. Пинцеты применяют для удержания детали или припоя, выполнения гибки фрагментов изделия. Пинцеты различают по форме и конфигурации прижимных губок. Плоскогубцы, круглогубцы предназначены для удержания и изгиба деталей. Их также различают по профилю губок. Кусачки применяют для откусывания частей детали в нужном месте. Различают по виду рабочей и режущей частей. Ножницы (обычные и шпиц-ножницы с короткими ручками) используют для резки листовых и тонких деталей. Лобзик наподобие пилы по, металлу небольшого размера с полотном из стали, имеющим одностороннюю нарезку зубчиков. Применяют для нарезания пазов, вырезки узоров и других ювелирных операций. Молотки с бойками различных форм: плоские, закругленные, шаровидные, клиновидные - как металлические, так и из других материалов, в том числе из твердого дерева. Наковальни служат жесткой основой при обработке изделий молотком. Подразделяют по рабочей поверхности (брусковая, вставная, двурогая, ригель) -термообработанной и отполированной. Плиты и пуансоны применяют для штамповки и формовки деталей. Конфигурация пуансонов соответствует форме гнезд в плите. Изготавливаются из высококачественной легированной стали с термически закаленной, отшлифованной поверхностью. Волочильная доска- доска, в отверстия которой плотно всажены фильеры разного диаметра. Необходима для получения проволоки из драгоценных металлов малых сечений из более толстой различной конфигурации: круглой, квадратной, треугольной и др.
Измерительные инструменты ювелира (должны соответствовать принятому стандарту):
Настольные весы с разновесами;
микрометр со шкалой делений от 0 до 25 мм и размером деления 0,01 мм;
штангенциркуль со шкалой от 0 до 150 мм и делением 0,1 мм;
металлическая линейка длиной 200 мм и делением 1 мм;
кольцемер;
пальцемер - от 15-го до 25-го размера;
циркуль;
специальная масштабная металлическая линейка. Специальные инструменты (“спецназ” ювелира):
штихель для гравировки;
чеканы для чеканки;
шаберы для шабрения;
инструменты для закатки и обжатия металла при закреплении камней на изделии;
приспособления для гибки шинки колец (“девятка”) и для захвата кольца при закреплении камня (“шнальценка”).
Наборы режущих инструментов для обработки деталей с применением бормашины
Сверла;
фрезы (боры);
абразивные круги.
Для плавки драгоценных металлов в малых количествах используются огнестойкие (в пределах плавильных температур драгметаллов) керамические ложки.
Орудия для сбора отходов: =
Волосяная щетка с короткой ручкой и плоской кистью - для удаления с тисков опилок и сметания их в поддон верстака;
специальный совок;
магнит;
цилиндрическая коробка с горизонтальной сетчатой перегородкой и плотной крышкой для хранения собранных отходов; на сетке остаются более крупные опилки и другие частицы драгоценных металлов, которые затем переплавляются в слитки, используемые для дальнейшего производства.
Более подробное описание инструментов и их назначения будет дано при изложении конкретных операций.
Необходимве химические реактивы:
Для растворения металлов и обработки изделий применяются необходимые химические реактивы.
Кислоты.
Серная - бесцветная, маслянистая, тяжелая жидкость с температурой кипения 338 град. С, плотность 1,84 г/см3. При смешивании с водой выделяет много тепла; приготавливая раствор, кислоту вливают в воду, а не наоборот, во избежание выброса жидкости из емкости, что может причинить ожог при попадании ее на тело. Концентрированная серная кислота обугливает дерево, кожу, растворяет многие металлы, образуя сернокислые соли. Используется при травлении, для составления отбеливающего раствора очистки буры и придания соответствующего цвета основному металлу. Азотная - бесцветная жидкость, температура кипения 86 град. С, плотность 1,52 г/см3. Разрушает ткани, растворяет различные металлы, образуя азотнокислые соли. Служит для травления драгоценных и цветных металлов и составления отбеливающего раствора. Используется в основном в виде водных растворов различной концентрации, является одной из составных частей “царской водки” (смеси 1 части азотной и 2-3 частей соляной кислот, которая растворяет металлы, не поддающиеся воздействию каждой из кислот в отдельности - золота, серебра).
Соляная - бесцветная жидкость с резким запахом, плотность 1,19 г/см3, употребляется для травления цветных (и черных) металлов, компонент “царской водки” и отбеливающего раствора. Плавиковая - водный раствор 35-40%-го фтористого водорода. Получают воздействием серной кислоты на плавиковый шпат, в результате чего образуется газ, растворение которого в воде образует данную кислоту. Плавиковая кислота- бесцветная жидкость с резким запахом, температура кипения 19,5 град. С. Растворяет двуокись кремния, т.е. в стеклянной посуде ее хранить нельзя, как все другие кислоты. Для ее хранения используют хлорвиниловые, полиэтиленовые и другие емкости. Применяется для травления стекла, очистки литья от формовочной массы.
Щелочи.
Едкий натрий - гидрат окиси натрия, каустическая сода, растворяется в воде, выделяя много тепла, гигроскопичен, сильнодействующая щелочь (разъедает ткани, кожу), температура плавления 318 град. С, температура кипения 1388 град. С, хранится в герметичных железных емкостях. Едкий калий - твердая непрозрачная масса с лучистым изломом, по свойствам сходен с едким натрием, температура плавления 360 град. С, температура кипения 1324 град. С, применяется для обезжиривания и оксидирования, способ хранения тот же. Нашатырный спирт - гидрат окиси аммония, раствор аммиака в воде, используется для нейтрализации кислоты на изделиях после травления и в других целях.
Соли.
Это те же кислоты, в составе которых вместо водорода металл. Сода - общее название различных по составу химических соединений натрия; различается кальцинированная, каустическая, двууглекислая; белый мелкий порошок, растворяется в воде. Поташ - порошок белого цвета, гигроскопичен, легко растворяется в воде. Бура - водная натриевая соль борной кислоты; бесцветные кристаллы или порошок, растворяет при расплавлении окиси металлов, песок и глину, образуя легкоплавкие хрупкие соединения, называемые шлаками,- свойство, благодаря которому буру применяют при плавке металлов и паянии.
Медный купорос - сернокислая медь, кристаллы сине-голубого цвета, применяется при меднении, латунировании и оксидировании. Сернокислая закись - окись меди, применяется при меднении и оксидировании. Азотнокислое серебро (ляпис) получают растворением серебра в азотной кислоте с последующим выпариванием полученного раствора; большие белые кристаллы ромбической формы, температура плавления 208,5 град. С, применяется при серебрении. Яд, легко растворяется в воде. Хлористое серебро - белый порошок, температура плавления 455 град. С. Получают добавлением к раствору азотнокислого серебра соляной кислоты или поваренной соли до прекращения выделения белого осадка, который фильтруют, промывают и сушат в темноте при 80-90 град. С. Растворяется в цианистом калии и растворе аммиака (в воде и кислотах не растворяется). Применяется при составлении электродов для серебрения. Хлорное золото получают воздействием хлора или “царской водки” на золотой металл; образовавшийся после выпаривания раствора осадок реакции растворяют в воде; применяется в электролитах для золочения.
Цианистое серебро
- результат реакции азотнокислого серебра с цианистым калием, применяется в гальванотехнике для серебрения. Цианистый калий используется в электролитах для золочения и серебрения. Известен как сильнодействующий яд. Цианистый натрий по свойствам близок к цианистому калию.
ДРАГОЦЕННЫЕ И ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ И ЗАГОТОВОК ИЗ НИХ
В чистом виде драгоценные металлы не используются из-за их невысокой твердости и прочности. Для изготовления ювелирных изделий применяют их сплавы в различных комбинациях. Недрагоценные (цветные) металлы используются практически как легирующий материал в сплавах с драгоценными металлами, которым они придают твердость, прочность, коррозийную стойкость, изменяют пластичность, цвет, температура плавления, другие свойства.
Драгоценные металлы и их сплавы
Металлы. Золото - желтого цвета, мягкое, обладает высокой пластичностью, температура плавления 1063 град. С, температура кипения 2530 град. С. Легко поддается термической обработке, полировке. Химически устойчиво в воздухе, воде и кислотах (исключение составляет лишь смесь азотной и соляной кислоты - “царская водка”). Воздействие на этот металл оказывают хлор, бром и фтор. В чистом виде не используется (только в сплавах с другими металлами) из-за невысокой прочности и твердости. Серебро - белого цвета, мягкое, легко поддается ковке, обладает высочайшей из всех металлов тепло- и электропроводностью. Температура плавления 960,5 град. С, температура кипения 1955 град. С. Легко поддается механической обработке и полировке. Химически устойчиво в воздухе и воде, но при наличии в воздухе сероводорода покрывается налетом сульфида серебра и темнеет. Растворяется в азотной и горячей концентрированной соляной кислотах. Как и золото, в чистом виде не используется. Платина - серебристо-белого цвета, мягкая, легко поддается ковке, механической обработке и полировке, температура плавления 1773 град. С, температура кипения 4300 град. С Обладает низкой тепло- и электропроводностью. Практически не реагирует на воздух, воду и кислоты (за исключением той же смеси, что и золото). Из-за недостаточной твердости используется только в сплавах с другими металлами. Палладий - серебристо-белого цвета, светлее платины, легко поддается ковке, механической обработке. Температура плавления 1554,5"С, температура кипения 2200 град. С. Химически устойчив в воздухе и воде, растворяется в азотной кислоте и ее смеси с соляной. В чистом виде также не используется, служит как легирующий металл для повышения прочности золота и платины.
В платиновую группу металлов входят также иридий, родий, которые по своим свойствам сходны с платиной; ювелирами используются очень редко.
Сплавы Количество драгоценного металла в сплаве зависит от заданной пробы. Золото В золотых сплавах наиболее часто в различных сочетаниях используются серебро, медь, являющиеся основными составляющими сплавов, и платина, палладий, цинк, кадмий, никель, которые применяются в качестве добавок для придания сплаву определенного цвета (оттенка).
3олото - серебро - медь (Au-Ag-Cu) : желтого цвета, обладает высокой прочностью и в то же время легко поддается обработке механическим способом и методом литья.
3олото - серебро (Au-Ag) : цвет - от желтого до белого в зависимости от количественного содержания серебра. Также легко обрабатывается, но изготовляется редко из-за бледного цвета.
3олото - платина (Au-Pt) : тоже варьирует цвет от желтого до белого - в зависимости от количества платины. Из-за белого цвета сплав называют “белое золото”. Золото-палладий (Au-Pa): та же цветовая характеристика. Сплав твердый и тугоплавкий, из-за чего крайне редко применяется в ювелирном производстве. Золото-кадмий (Au-Ca): варианты цвета - от желтого до серого (от количества кадмия). Сплав хрупкий и редко применяемый. Серебро. В серебряных сплавах в качестве легирующих материалов в разных пропорциях используются медь, цинк, кадмий, никель и алюминий.
Серебро - медь (Au-Cu): цветовая гамма - от блестяще-белого до красновато-желтого (в зависимости от содержания меди). Сплав тверже чистого серебра при достаточной пластичности. Серебро-цинк (Ag-Zn): цвет белый, высокая пластичность, легко поддается механической обработке. Серебро-кадмии (Ag-Ca): белого цвета, высокая твердость, но при содержании более половины кадмия сплав становится хрупким. Серебро-алюминий (Ag-Al): бело-серого цвета. При содержании более 6% алюминия сплав хрупкий, а до этого предела пластичен. Серебро-медь-кадмий (Ag-Cu-Ca): цвет белый. Сплав пластичен, не тускнеет, легко обрабатывается. Серебро-медь-цинк (Ag-Cu-Zn): бело-серого цвета. Малая добавка цинка делает сплав серебро-медь жидко-текучим, он используется в основном как припой, обладающий высокой пластичностью и легко обрабатываемый.
Платина Платиновые сплавы (с золотом, палладием, иридием) используются в ювелирном производстве для изготовления оправ под бриллиантовые камни.
Недрагоценные цветные металлы и их сплавы Назначение цветных металлов в ювелирном производстве -лигатура, т.е. они используются в составе сплавов драгоценных металлов в качестве легирующих материалов для придания им новых качеств, указанных в начале этого раздела. Некоторые из них (медные сплавы с гальванопокрытием и анодированием с целью имитации цвета золота, серебра) применяются самостоятельно - для галантерейных изделий (ювелирная галантерея). В сплавах с драгоценными металлами как легирующие используются такие цветные металлы: медь, цинк, кадмий, никель, свинец, олово. Медь- красного цвета, мягкая, тягучая, температура плавления 1083 град. С, температура кипения 2310 град. С, легко поддается механической обработке. Сильно окисляется под воздействием углекислого газа (становится зеленого цвета в виде пленки, ликвидируемой полировкой, однако блеск меди долго не сохраняется). Растворяется в кислотах:
Азотной - азотнокислая медь;
в смеси азотной и соляной (“царская водка”) - хлорная медь;
серной - медный купорос;
соляной - хлорид меди.
Встречается в природе в самородках и рудах. Обладает высокой тепло- и электропроводностью. Не применяется в чистом виде.
Медные сплавы: Латунь- сплав меди с цинком, содержащий не менее 50% меди с добавками свинца, олова, никеля, железа и других металлов, желтого цвета. Латунь марки “томпак” содержит 10% цинка, используется для ювелирных изделий с покрытием, золотистого цвета. Бронза - сплав меди с оловом (оловянистые сплавы), алюминием, кремнием (безоловянистые сплавы). Используются чаще оловянистые бронзы, обладающие высокой прочностью, противокоррозийной стойкостью, легкой жидкоте-кучестью и не малой усадкой. Нейзильбер - с никелем и цинком, состав: 65% меди, 20% цинка и 15% никеля; отличается высоким электросопротивлением и противокоррозийной стойкостью, обладает высокой твердостью и упругостью, температура плавления 1050 град. С. Из нейзильбера производится столовая посуда и некоторые ювелирные элементы, требующие повышенной упругости - пружины, иглы, штифты. Мельхиор - с никелем (80% меди и 20% никеля), легко поддается механической обработке, тягучий, температура плавления 1170 град. С. Из мельхиора иготавливается столовая посуда, вилки, ложки, другие кухонные предметы методом холодной штамповки. Цинк - голубовато-белого цвета, взаимодействуя с воздухом, покрывается плотным защитным слоем серого цвета с голубым отливом, температура плавления 419,5"С, температура кипения 906 град. С, хрупкий, легкий на излом при комнатной температуре, при температуре более 100"С (до 150 град.) становится ковким, а при +200 град. - вновь хрупким, легко обрабатывается. Растворяется в кислотах:
Соляной - хлористый цинк;
азотной - азотнокислый цинк;
серной - сернокислый цинк.
Применяется в качестве легирующей составной в сплавах драгоценных металлов и для изготовления припоев (пайки). Кадмий- серебристо-белого цвета, мягкий, пластичный, температура плавления 320,9 град. С, температура кипения 765"С, в воздухе окисляется, покрываясь защитной пленкой серого цвета. Применяется аналогично цинку. Никель - также серебристо-белого цвета, с ярким блеском, твердый, тугоплавкий, температура плавления 1455 град. С, температура кипения 3000 град. С, обладает ковкостью, гибкостью, тягучестью, устойчив в воздухе (никелированные сантехнические изделия). Используется в качестве лигатуры в золотых сплавах, придавая им белый цвет. Свинец- синевато-серого цвета, блестящий, мягкий, пластичный, температура плавления 327 град. С, температура кипения 1525 град. С, в воздухе покрывается налетом тускло-серого цвета, в воде на его поверхности образуется толстый слой карбоната и сульфата свинца, защищая металл от коррозии. Растворяется в азотной кислоте, не реагирует на соляную и серную. Применяется для получения припоев и в пробировании драгоценных металлов методом купелирования. Олово - серебристо-белого цвета, ковкий, пластичный металл, температура плавления 231,9 град. С, температура кипения 2275"С, в воздухе приобретает защитный окисный слой. Растворяется в соляной кислоте, образую хлорид; взаимодействуя с концентрированной азотной кислотой, дает оловянную кислоту в виде серного порошка, который растворяется в разведенной азотной кислоте. Из олова получают мягкие легкоплавкие припои. Алюминий - серебристо-белого цвета, с голубоватым оттенком, покрывается тонким защитным слоем окисла, очень пластичный, легко прокатывается, куется, штампуется. Используется в сплавах и для изготовления различных украшений с их анодированием и окраской.
ПРОБИРОВАНИЕ ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ, ИХ СПЛАВОВ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИХ
Пробирование - определение состава сплава. Используемые драгоценные металлы, их сплавы, из которых изготовлены украшения, учитываются в соответствии с пробой, определяющей количество и качество того или иного металла, содержащегося в сплаве. Пробу на изделии указывает к л е й м о. Виды проб:
Золотниковая (применялась в царской России и до 1927 г.) означает количество золотников металла в фунте лигатерного сплава (один фунт равен 96 золотникам; например, золотой сплав 56 пробы содержал 56 золотников чистого золота и 40 золотников других металлов);
Метрическая- проба учитывает количество чистого золота в 100 массовых единицах лигатурного сплава, введена после золотниковой в таком пересчете: золотниковую пробу умножают на 1000 и делят на 96 (по количеству золотников в сплаве 56 пробы - 56 плюс 40);
Каратная - применяется в западных странах (для перевода в метрическую нужно умножить на 1000 и разделить на 24).
Чистое золото, серебро соответствует пробе 999,9 (при расчетах округляется до 1000). Например, 750-я проба означает: в сплаве 750 частей чистого золота и 250 частей других металлов.
Действующие пробы
Изделий из золота - 375, 500, 583, 750, 958;
из серебра - 750, 800, 875, 916, 960;
из платины - 950;
из палладия -500, 850;
для зуботехнической продукции (золотых дисков) - 900, 916.
Пробу определяют поэтапно - самого используемого металла, лома драгоценностей и готового изделия.
Методы определения пробы
Капельный- нанесение на пробируемый металл, лом или сплав, на само изделие раствора хлорного золота или других пробирных реактивов;
определение на пробирном камне с эталонами (пробирными иглами).
Это самые доступные методы пробирования при индивидуальном производстве.
Самым точным является муфельный метод пробирования, или горячий анализ, но его можно произвести только в химической лаборатории, которая располагает муфельными и тигельными печами. Итак, о наиболее доступных способах пробирования драгоценных металлов в частной мастерской. Капельный метод осуществляется с помощью раствора хлорного золота и пробирных реактивов. Хлорное золото получают воздействием хлора или “царской водки” на золотой металл. Образовавшийся при этом темно-коричневый раствор выпаривают, а осадок растворяют в воде. На зачищенную надфилем поверхность пробируемого металла, сплава, лома опускают каплю раствора хлорного золота, на смоченном месте сразу появляется пятно от выделившегося осадка золота. Цвет его от примеси образовавшегося раствора хлорной соли пробируемого материала принимает различные оттенки, по которым в соответствии с установленными данными (приведены в табл. 1) определяют пробу сплавов драгоценных металлов.
Таблица 1. Результаты воздействия хлорного золота на пробируемые материалы
С помощью хлорного золота можно пробировать слитки, лом, изделия до 600-й пробы содержания в них золота. Кислотные реактивы позволяют пробировать сплавы золота 375, 500, 583, 750, 833, 900, 916, 958-й проб. Кислотный реактив для пробирования золота 958-й пробы применяют и для анализа сплавов платины. Кислотные реактивы применяют также для пробирования сплавов серебра. Двухромовокислый калий (хромпик), раствор оранжевого цвета, используется от 500-й пробы серебра и выше. 2-3 капли раствора в одно и то же место, снимаемые затем фильтровальной бумагой, оставляют светло-коричневое пятно, а начиная с 750-й пробы - красное (чем оно интенсивнее, тем выше проба). На сплавах 916-й пробы и выше образуются ярко-красные пятна. Азотнокислое серебро (ляпис), прозрачный раствор, также для пробирования серебра. На сплавах 750-и пробы и выше оставляет светло-серые пятна, на низкопробных - густые, белые, до темного цвета (чем темнее, тем ниже проба). На флаконах с реактивами обязательно должны быть наклейки с указанием их назначения и пробы золота. Реактивы для пробирования цветных металлов разлагаются на свету, поэтому хранить их необходимо в темном месте или в непрозрачных емкостях. При флаконе каждого реактива должна быть своя капельница.
ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заготовительные операции - это практически начало процесса изготовления ювелирных изделий, включающее непосредственное производство сплавов нужного состава и отдельных деталей будущего изделия. Основные операции заготовки металла необходимого состава и профиля состоят из плавки, ковки, прокатки, волочения, а по изготовлению элементов украшения - слесарно-механических работ, штамповки, отливки по образцу. Технологические процессы пластической деформации металлов и их сплавов требующих термической обработки и отбеливания (очистки поверхности сплавов) после каждой технологической операции.
Плавка При выполнении конкретного заказа для получения сплава необходимой пробы и профиля применяется индивидуальная плавка (имеется в виду плавление небольшого количества металлов. Выполняется она ювелиром непосредственно в его мастерской в плавильной чаше или ковше. Металлы при таком способе плавления легко нагреваются открытым пламенем горелки и сплавляются в слитке или выливаются в заготовительную форму (изложницу) для получения после остывания нужной заготовки (детали). Пламя должно быть сильным (шумящим), с вытянутой восстановительной зоной. Металлы, добавляемые в сплав с драгоценными металлами, называются лигатурой. Для определения состава рассчитывают шихту. Для упрощения расчетов воспользуйтесь приведенными ниже таблицами 2 и 3, в которых указаны доли компонентов в процентном соотношении к общей массе сплава той или иной пробы определенного драгоценного металла. Сплав драгоценных металлов и лигатуры получают при высоких температурах плавления. Атомы металлов освобождаются от внутрикристаллических связей, кристаллиты распадаются, и между ними образуется все больше жидкого металла. Процесс размягчения металлической структуры длится до того момента, когда вся масса из твердого состояния перейдет в жидкое. Для улучшения плавки применяется флюс (бура) из расчета 0,5 г на 10 г сплава. При охлаждении на стенках плавильной чаши флюс образует глазурь, предохраняя расплав от доступа кислорода, и растворяет окислы. Формы для разлива сплавов должны быть абсолютно чистыми и смазанными машинным маслом. Вначале плавят драгоценные металлы, а затем добавляют цветные.
Ковка Цель этой операции - изменение поперечного сечения заготовки (слитка) в горячем или холодном состоянии без снятия стружки. Продуктивна ковка слитка сразу после плавки, поскольку позволяет уплотнить его и ликвидировать возникшие в процессе плавления трещины и поры в металлической структуре. Необходима ковка и при изготовлении элементов ювелирного изделия - этому способствуют высокие пластические свойства сплавов драгоценных и цветных металлов. Различают два вида ковки - предварительная и окончательная; черновая проводится для подготовки слитка к дальнейшей деформации (прокаткой, волочением), с помощью чистовой ковки изделию придают окончательную форму. Начинают кузнечную обработку бережными ударами молотка, постепенно их усиливая, а в промежутках между ударами металл отжигают и охлаждают в воде.
Таблица 2. Свойства и состав сплавов золота
Таблица 3. Свойства и состав сплавов серебра
От формы бойка молотка, вида наковальни и силы ударов зависит степень и направление деформации слитка.
Прокатка Применяется для получения заготовок из листового материала методом штамповки или из прутков определенного сечения и толщины. Этот технологический процесс также основан на пластичности сплавов драгоценных металлов. В индивидуальной мастерской используют прокатные вальцы с ручным приводом. Для листового материала применяют вальцы с гладкими валками, для прокатки проволоки -фасонные, с кольцевыми проточками, соответствующими по сечению форме профиля прокатываемой проволоки. На листовой прокат воздействует только вертикальное давление (сверху и снизу), на проволочный - и горизонтальное, боковое. Прокатываемый лист пусть и незначительно, но расширяется в стороны, а при прокатке проволоки такое недопустимо. В процессе прокатки возрастает твердость металла. Для снятия этого напряжения и поддержания пластичности сплава необходимо периодически проводить отжиг (после уменьшения толщины листа или сечения проволоки на 50%). Направление прокатки рекомендуется изменять только после промежуточного отжига, также как и сокращение расстояния между валками или перевод проволоки в следующую проточку.
Волочение Подготовка небольшого количества проволоки производится вручную. Волочение-это протягивание проволоки через коническое отверстие фильеров с целью сужения ее поперечного сечения до сечения протяжного отверстия данной фильеры. Величина усиления протяжения должна соответствовать величине натяжения: если тяга превосходит натяжение, проволока порвется. Особенно это касается проволок тонкого сечения. Через фильеры волочильной доски (рис. 2) протягиваются только прокатанные проволоки. Между переходами от одной фильеры к другой (с меньшим сечением протяжного отверстия) производится отжиг проволочного материала. Алмазные фильеры износостойкие и позволяют заготавливать калиброванную проволоку. Волочильную доску зажимают в тиски с мягкими губками; проволоку, просунутую заостренным концом в нужную фильеру, захватывают специальными плоскогубцами с острыми насечками и Протягивают ручным способом.
Штамповка Состоит из двух операций: вырубки контура детали и ее формовки.
Рис. 2. Волочильная доска с фильерами разного диаметра
Несложные тонкостенные элементы изделия вырубают вручную ударами молотка по пунсону, а штамп устанавливается на металлической плите (матрице). Конструкция штампа зависит от формы детали и изготавливается в два этапа: 1) вырубка, 2) пробивка. В зависимости от конструкции штампа подготавливается листовой сплав соответствующего профиля (толщины листа, ширины полосы). Необходимая толщина достигается прокаткой, а ширина (соответственно расстоянию между направляющими штампа) - путем разметки и резки полосы (ножницами). Формуют заготовку путем пластической деформации, придавая ей нужную форму. Основное условие качественной формовки - отсутствие после деформации разрушения металла. Формовка складывается из трех последовательных действий: гибки, вытяжки и отбортовки. Гибка имеет целью деформацию заготовки в специальном желобе гибочного штампа ударом молотка с соответствующим бойком по оправке, которая вдавливает металл в стенки желоба определенной формы. Вытяжка дает возможность (плавным нажимом пресса) получить из плоской заготовки деталь с образовавшейся сферой в виде колпачка. Путем протяжки можно удлинить полую тонкостенную деталь за счет сужения ее стенок (зазор между пуансоном и матрицей устанавливается меньше толщины стенок заготовки). Отбортовке подвергаются наружные кромки детали или отверстия в ней. Отбортовку осуществляют деформированием в роликах.
Отливка по образцу
(центробежное литье) В частной мастерской доступно использование настольной центрифуги для отливки детали по образцу-эталону (модели) или литейной форме, изготовленной из тугоплавкого металла. На верхнем конце вертикально расположенной оси, нижний конец которой закреплен в специальных подвижных опорах, крепится коромысло с равновеликими плечами, на котором подвешиваются специальные емкости-подвески. В одной из подвесок устанавливается литейная форма, а в другой - соответствующий противовес. Для безопасности центрифуга ограждается защитным кожухом на случай падения литейной формы или противовеса. Запуск (рывком шнура) производится сразу после заливки расплавленного сплава. Эта операция позволяет изготавливать украшения сложной конфигурации, обеспечивая требуемую точность, получать тонкостенные отливки с высокой чистотой поверхности, что исключает дополнительную механическую обработку.
Механическая обработка Без нее невозможно обойтись при изготовлении изделий в индивидуальной мастерской, где большинство операций производится ручным способом. Разметка- перенос рисунка детали и его размеров на заготовку (для этого используются чертилки, циркуль, масштабная металлическая линейка, кернеры, разметочные плиты). Разрезание листа или пластины производится по произведенной разметке с помощью ножниц. Распиливание по разметке осуществляется лобзиковой пилой. Разновидность этой операции -выпиливание узоров. Сверление- операция для получения углубления или отверстия цилиндрической формы. Керном намечается центр выемки или отверстия. Работа производится на жесткой основе верстака (лучше использовать финагель - для уменьшения потерь драгоценного сплава). Под деталь во избежание порчи финагеля, стола или поломки сверла подкладывается предохранительная дощечка. Применяются ювелирные-перовые, спиральные и центровые сверла (последние предназначены для получения цилиндрических углублений с плоским дном для закрепления в оправе жемчуга, непрозрачных ювелирных камней).
Фрезерование - обработка металла с помощью фрезы (вращающегося режущего инструмента, позволяющего обрабатывать как плоские, так и выпуклые поверхности детали (в зависимости от формы фрезы), которые нельзя обработать напильником. Ювелирные фрезы изготавливаются вместе с хвостовиком, который закрепляется в патроне гибкого вала бормашины, установленной на рабочем столе ювелира. Различаются фрезы-боры: коническая, цилиндрическая торцевая, комбинированная остроконечно-цилиндрическая, шаровая, плоская сферическая, фасонная (см. рис. 3).
Опиливание - обработка поверхности детали режущим инструментом, в результате чего снимается определенный слой. Для этого заготовка закрепляется в настольные тиски (или специальные ручные). Опиливание производится по нанесенной разметке напильниками, затем надфилями.
Термическая обработка
Основные виды термообработки: отжиг, закалка, отпуск. Определяющие факторы процесса термообработки - температура и скорость нагревания, выдержка времени воздействия необходимых температур на обрабатываемый объект и скорость последующего охлаждения.
Рис. 3. Фрезы: 1 - коническая; 2 - цилиндрическая торцевая; 3 - комбинированная остроконечно-цилиндрическая; 4- шаровая; 5- плоская сферическая; 6 - фасонная
В ювелирном деле в качестве термовоздействия на изделия главенствует отжиг. Эта операция производится периодически. Отжигу подвергаются драгоценный лом, готовящийся к литью, готовые отливки при их обработке (при ковке, прокатке, волочении), а также после пайки деталей изделия. Отжиг состоит их трех моментов: нагрева, выдержки, охлаждения сплава. Необходимо соблюдать равномерность нагрева и особенно охлаждения во избежание термического напряжения в слитке. Отжиг рекомендуется производить пламенем горелки при минимальном температурном режиме, но и при минимальной длительности в то же время. Сплавы золота отжигают при температуре 700-750 град. С, сплавы серебра - при 600-650 град. С, сплавы меди - при 600-700 град. С. При охлаждении происходит упорядочение атомов в кристаллической решетке сплава. Для сдерживания окисляемости отжиг производится как можно реже. А сплавы, склонные к окислению, должны нагреваться скрытыми борной кислотой, что к тому же сохраняет полировку. Это особенно важно при отжиге готовых изделий, сданных в ремонт.
Отбеливание Цель этой ювелирной операции - очистка поверхности слитков, элементов и готовых изделий от окислов и удаление остатков после предыдущих работ (плавки, пайки, отжига). Состав отбеливающего раствора определяется видом сплава, подлежащего отбеливанию. Длительность процесса отбеливания зависит от температуры и концентрации раствора. Сплавы золота достаточно отбеливаются 7-10%-ным раствором азотной кислоты при температуре 60-70 град. С. Применяются также 5-10%-ный раствор соляной кислоты при температуре 40-60 град. С и 10-15%-ный раствор серной кислоты при температуре 60-70 град. С. Продолжительность отбеливания не более 30 секунд в зависимости от степени окисления и образования остаточного флюса. Сплавы серебра отбеливаются в 5-10%-ном растворе серной кислоты при температуре 40-50 град. С за 30 секунд, а также в 1-2%-ном растворе соляной кислоты при температуре 30-40 град. С за минуту. Изделие или его части в кислотоупорном сетчатом пластиковом ковше или взятые медным пинцетом окунают в нагретый раствор в ванночку из огнеупорного стекла или фарфора, снабженную кислотоупорным кожухом и установленную на нагревательный прибор. После полного исчезновения с поверхности украшения остатков флюса и окислов его промывают. Изделие или его часть опускают специальным медным пинцетом в соответствующий раствор, нагретый в медном ковше с удлиненной ручкой (непроводящей тепло) газовой настольной горелкой до нужной температуры, выдерживают заданное время, вынимают, промывают в банке с водой и сушат. Нельзя пользоваться стальным (медицинским) пинцетом, который может оставить налет на слитке или украшении.
МОНТАЖ ЭЛЕМЕНТОВ ЮВЕЛИРНЫХ ИЗДЕЛИЙ Основные операции монтажа изделий:
Пайка;
сборка подвижных соединений;
опиливание и шабрение.
Пайка - это операция, в результате которой происходит соединение готовых деталей в твердом состоянии посредством расплавленного связующего металла или сплава (припоя), имеющего более низкую температуру плавления, чем соединяемые элементы. Причем, в отличие от сварки, когда оплавляются кромки или торцы соединяемых частей, при пайке расплавляется только припой, обволакивающий паяемые детали и превращающий их после застывания в единое целое, т.е. готовое изделие. Спаиванию способствует добавление флюса, который с улучшением соединения частей изделия удаляет окислы в местах пайки. Припои должны соответствовать следующим параметрам: плавиться до размягчения спаиваемых деталей; растекаться по твердым элементам изделия; соединение припоя с деталями украшения должно быть долговечным. Для практичности, удобства применения припоев из них изготавливают фольгу, ленту, прутки, проволоку. Металлы и сплавы с низкой температурой плавления паяют мягкими припоями, с высокой -твердыми. Основа мягких припоев олово-свинец; твердые припои готовятся на основе золота, серебра. Применяются и припои на основе меди (медно-цинковые, медно-фосфорные) с добавкой олова, марганца, железа, алюминия и других металлов. Приводим таблицы 4-6, содержащие сведения о составе и температурном режиме плавления мягких и твердых припоев (на основе золота и серебра). Флюсы -активные химические вещества, применяемые для снижения поверхностного напряжения и улучшения растекания жидкого припоя, а также для очистки поверхности паяемого сплава от окислов. В качестве флюсов для облегчения пайки ювелирных изделий используются растворы буры и борной кислоты. Выбор флюса зависит от степени окисления сплава, подлежащего пайке. Универсальным флюсом для пайки золотых сплавов является водный раствор буры с борной кислотой в соотношении один к одному по объему. Для его приготовления равные части буры и борной кислоты тщательно перемешивают, растирают и растворяют в дистиллированной воде, нагревают до выпадания твердой фазы. Образовавшуюся смесь растирают до гладкой массы, разбавляют дистиллированной водой до получения жидкой пасты и охлаждают. Такой флюс удобно использовать в процессе пайки, поскольку он легко проникает в зазоры спаиваемых деталей.
Качество флюса, степень его пригодности определяют на чистой пластинке основного компонента припоя: сверху наносят флюс, снизу нагревают горелкой; если после выпаривания оставшийся белый налет, расплавляясь, равномерно растекается по металлу, флюс вполне пригоден. Если же он собирается в шарики, то с данным металлом несовместим. Реакция флюса на окислы определяется после промывки пластинки: если она остается чистой, флюс активен и надежно защищает поверхность данного металла от воздействия высоких температур паяния.
