Приемы художественной обработки металлов в ювелирных изделиях

Свинец (РЬ) -- синевато-серый металл с сильным блеском на свежем срезе. Очень ковкий, мягкий (легко режется ножом), вязкий. Плотность 11,34; температура плавления 327°С; твердость по Бринеллю. На сухом воздухе устойчив. Во влажной среде быстро покрывается темно-серой оксидной пленкой, сохраняющей его от дальнейшего разрушения. Свинец устойчив к действию серной и соляной кислот. Хорошо растворяется в азотной, а также в уксусной, лимонной и винной кислотах, разрушается под действием щелочей. Растворимые соединения свинца ядовиты и требуют осторожности при работе с ними. Во всех сплавах драгоценных металлов свинцовая примесь является вредной, поэтому во время работы драгметаллы оберегают от попадания в них свинца. При индивидуальном изготовлении ювелирных изделий свинцовые или свинцово-оловянные (в зависимости от требуемой жесткости) подушки используют в качестве матриц для формообразования деталей. Свинец также является одним из компонентов при составлении черни.

Алюминий (А1) --легкий металл серебристо-голубовато-белого цвета, ковкий и пластичный. Хорошо полируется. Имеет высокие показатели электро- и теплопроводности. В обычных условиях не паяется ни контактной, ни газопламенной пайкой.

Драгоценные металлы.

Драгоценными, или благородными, называют восемь металлов, выделенных в отдельную группу. К ним относятся золото, серебро, платина, а также платиновые металлы (платиноиды): палладий, родий, иридий, рутений и осмий. Основу для использования в ювелирном деле составляют собственно три металла -- золото, серебро и платина. Обладая уникальными свойствами -- красивым цветом, мягкостью, пластичностью, способностью сочетаться с драгоценными камнями и эмалями, выглядеть благородно и в полированном виде, и матовыми, в качестве сплавов используются для изготовления ювелирных изделий. Стоимость и благородные свойства металлов определили название всей группы.

Ведущее место среди них занимают золото и серебро, наибольшее количество сплавов золота в широкой цветовой гамме используется самостоятельно. Кроме того, золотые изделия изготовляют в сочетании с серебром или с платиной.

Платиновые металлы выделены в особую группу не случайно. В природе они, как правило, сопутствуют друг другу, а кроме того, имеют ряд общих свойств. Все белого цвета, с разницей в оттенках, обладают высокой коррозионной стойкостью. Не все металлы платиновой группы используют в ювелирном производстве, поэтому основное внимание этого раздела уделенодрагоценным металлам, имеющим непосредственное отношение к производству ювелирных изделий.

Золото (Аи) -- единственный металл ярко-желтого цвета. Отличается самой высокой пластичностью и ковкостью из всех драгоценных металлов, режется ножом. Обладает сильным блеском, а также хорошей тепло- и электропроводностью. Плотность золота 19,32; температура плавления 1063°С; твердость по Бринеллю 20 (по Моосу 2,5). Золото обладает высокой химической стойкостью: ни кислород, ни сера на него не действуют, даже при нагревании; устойчиво к воздействию на него влаги; не реагирует с кислотами, щелочами, солями. Однако растворяется в смесях кислот -- соляной и азотной (царской водке); серной и марганцовой; серной и азотной, а также в горячей селеновой кислоте. Растворяется также в водных растворах цианистых металлов в присутствии кислорода или других окислителей, в растворах тиомочевины в присутствии окислителя.

Легко соединяется с ртутью, образуя амальгаму. Вступает в реакцию с хлором, бромом и йодом. В природе золото обычно встречается в виде металла. Известны два пути его концентрирования. Это первичные (рудные, коренные) или гидротермальные образования. В первичных месторождениях золото находится в коренных жильных минералах и кристаллических горных породах в виде включений, вкраплений, порой невидимых невооруженным глазом. Месторождение считается промышленным, если содержание золота в породе превышает 2 г на тонну. Вторичные, или рассыпные, образовались в результате разрушения рудных (коренных) месторождений. Разрушение (выветривание) золотосодержащих пород приводит к высвобождению золота, которое вместе с породой выносится водами и залегает по пути стоков в различных углублениях по всему пути перемещения.

Высокая плотность золота не мешает перемещаться на большие расстояния и осаждаться по руслам ручьев и рек, образовывая значительные скопления россыпного золота. Золото в таких залежах имеет абсолютно разные размеры в форме мелких неправильных зерен, пластинок, чешуек, губчатых, нитевидных, древовидных образований, искаженных кристаллов и т. д. Золото в россыпях обычно чище рудного и имеет более высокую пробу.

Отдельные металлические обособления принято считать самородками.

Представление об их массе или размерах с течением времени меняется, например в БСЭ 1954 г. самородком считаются зерна массой от 5 г и выше. В настоящее же время самородком принято считать обособления, превышающие 1 г. Золото в природе никогда не бывает в чистом виде. В нем

всегда присутствуют примеси. Цвет природного золота различен и зависит от наличия инородных металлов в качестве примесей.

Способы добычи золота в основном зависят от характера месторождений и мощности залегания золота. Основное количество золота добывается из рудных месторождений. Кроме добычи из рудных россыпных месторождений золото добывают и попутно. Попутной считают добычу золота, находящегося в незначительных концентрациях пород разрабатываемых месторождений, например, цветных металлов. Попутная добыча золота из руд цветных металлов занимает все больший процент

в общем объеме добычи золота.

Природное золото никогда не бывает чистым. Извлеченное из различных источников (руд, россыпей, попутно), оно содержит множество примесей и является исходным продуктом для получения чистого золота. Продукцию приисков принято называть шлиховым золотом. Чистота шлихового золота различна и может колебаться от 500-й до 970-й пробы, т.е. от 50 до 97% чистого золота в металлической массе. Поскольку шлиховое золото состоит из частиц разной пробы и разного содержания, оно требует очистки от примесей до однородно высокой чистоты.

Использование драгоценных металлов в качестве валютных ценностей и для приготовления сплавов требует получения их в состоянии высокой чистоты. Это достигается путем аффинажа (очистки, рафинирования) на специальных аффинажных предприятиях.

Методы аффинажа зависят от характера исходного продукта и требуемой чистоты золота. Весь золотосодержащий металл, подготовленный для аффинажа, подвергают приемной плавке, для того чтобы в полученном слитке определить содержание золота, других примесей и выбрать метод очистки. Наиболее высокая степень очистки достигается электролитическим методом.

Чистое золото -- понятие условное, степень чистоты выражается

пробой 999; 999,9 и т.д., однако 1000-й пробы нет. Золото, как и все металлы, маркируется. Марка чистого золота Зл 999 означает, что в его составе золота (Зл) 99,9 %, остальное примеси; Зл' 999,9 -- в составе золота 99,99 %, остальное примеси. В качестве примесей - свинец, железо, сурьма, висмут, медь, серебро в допустимых пределах.

Аффинированное золото выпускается в слитках различной массы. Степень чистоты по специальным техническим условиям может достигать 99,9999 %. Основная масса чистого золота идет на составление сплавов, используемых для производства ювелирных изделий, монет и медалей; зубных протезов; сусального золота; декоративных гальванопокрытий. Используется также золото для нужд электронной промышленности, приборостроения и др.

Серебро (Аg) -- металл белого цвета, очень тягучий, пластичный

и ковкий, режется ножом. Серебро тверже золота, но мягче меди. Очень хорошо полируется, имеет наивысшую отражательную способность, является самым электро- и теплопроводным металлом.

Плотность серебра 10,50; температура плавления 960,5 °С; Серебро устойчиво к действию влажной среды, не взаимодействует с органическими кислотами, с растворами щелочей, азотом, углеродом, устойчиво по отношению к кислороду. Серебро устойчиво к действию соляной и плавиковой кислот. Разбавленная серная кислота также не растворяет его. Царская водка, которая растворяет золото, на поверхности серебра образует защитную пленку. Однако при длительном пребывании на воздухе серебро постепенно темнеет под действием сероводорода, находящегося в воздухе. Серебро легко соединяется с серой. Озон также образует на поверхности серебра черный налет. Хлор, бром, йод реагируют с ним даже при комнатной температуре. Серебро легко растворяется в азотной кислоте и концентрированной серной при нагревании. Растворяется серебро в цианистых щелочах, хорошо соединяется с ртутью, образуя серебряную амальгаму.

В природе серебро образует более 60 минералов, в которых находится в различном состоянии. В основном в сернистых соединениях с высоким содержанием серебра (до 87%). Однако, несмотря на большое количество минералов серебра в рудах, они встречаются в незначительных количествах, часто рассеяны среди других минералов. Самородное серебро встречается значительно реже самородного золота, так как легче образует соединения с другими элементами. Самородное серебро представляет собой природный сплав с золотом, медью, железом, висмутом, ртутью, платиной и другими элементами. Встречается в виде неправильных зерен, пластинок, листочков, проволочных и нитевидных выделений. Крупные самородки чрезвычайно редки и могут достигать сотен килограммов.

Основными источниками серебра являются комплексные руды цветных металлов, из которых серебро извлекается попутно со свинцом, цинком, медью, никелем, а также золотом и ураном. Извлечение серебра из серебросодержащих минералов производится подобно золоту посредством амальгамации и цианирования, в зависимости от характера сырья. Полученный продукт подвергается аффиняжу. Принцип аффинажа заключается в растворении серебра наноде и осаждении его кристаллов на катоде. Осажденное серебро после фильтрации и промывки подвергается плавке. А нерастворимый анодный шлам, содержащий золото, платину, подвергают дальнейшей обработке. Аффинированное серебро выпускается в слитках различной массы, в порошке, а также в гранулах. Степень чистоты серебра может достигать 99,9999 %. Благодаря своим уникальным свойствам: высоким степеням электро- и теплопроводности, отражательной способности, светочувствительности и т. д. -- серебро имеет очень широкий диапаэлектронике, электротехнике, точном приборостроении, ракетостроении, медицине, для защитных и декоративных покрытий, для изготовления монет, медалей и других памятных изделий.

Платина (Рt) -- серовато-белый блестящий металл, тяжелый и тугоплавкий. По пластичности и ковкости уступает золоту и серебру. Может прокатываться в тончайшие листы (до 0,0025 мм) и протягиваться в тончайшую проволоку (до 0,001 мм). Плотность платины 21,45; температура плавления 1769°С; твердость по Бринеллю 50. В химическом отношении платина является наиболее устойчивым металлом. Не окисляется на воздухе даже при накаливании и, остывая, сохраняет сбой цвет. Устойчива к влажной среде. Отдельно кислоты на нее не действуют, растворяется в горячей царской водке. Разъедают платину цианистый калий и расплавленные щелочи. В природе платина встречается чаще в самородном состоянии, в виде зерен и чешуек различной величины, редко в виде крупных самородков. Самородная платина представляет собой минералы, включающие в свой состав кроме платины железо, иридий, родий, палладий, медь, никель и поликсен. Поликсен не имеет постоянного состава и является источником добычи многих металлов. Платиновые руды, которые также являются источником получения платины и платиновых металлов, в природе распространены мало. Основным источником добычи платины являются медно-никелевые месторождения, из руд которых платина добывается попутно. В природе металлы платиновой группы обычно сопутствуют друг другу. Попутно платину и другие платиновые металлы получают при аффинаже золота. Аффинированная платина выпускается в слитках со степенью чистоты до 99,99 %. Для изготовления ювелирных изделий платина применяется с давних времен. Высокопробный платиновый сплав считается классическим ювелирным материалом для изготовления изделий с драгоценными камнями. Но использование ее в ювелирных изделиях значительно сократилось. Широкое применение платина нашла в различных областях промышленности.

1.4 Виды художественной  обработки металлов

Отделка ювелирных изделий -- это окончательная обработка поверхности, доведение их до состояния товарного вида. Отделочные операции можно классифицировать по трем видам:

механическая отделка - полирование, фактуровка, чеканка, гравирование;

декоративно-защитные покрытия -- эмалирование, чернение;

химическая обработка -- оксидирование и гальванопокрытия.

Полирование.

Сущность процесса полирования заключается в удалении с поверхности металла микронеровностей, чем достигается высокий класс чистоты и зеркальность поверхности. Полирование -- один из отделочных процессов обработки изделий, но не всегда последний. Ювелирные изделия могут подвергаться полированию перед оксидированием, перед покрытием слоем другого металла. Если изделия после сборки нельзя отполировать целиком, некоторые детали их полируются в процессе монтировки. В основном применяются два вида полирования ювелирных изделий: механическое и электрохимическое. Механическим называют поштучное полирование изделий с абразивом и без него. Массовые же способы полирования -- в барабанах и контейнерах, несмотря на то что они фактически тоже механические, называются галтовкой и виброобработкой.

Электрохимическое полирование -- это анодное травление изделий в среде электролитов под действием электрического тока, т. е. процесс, обратный золочению и серебрению.

Механическое полирование. Механическое абразивное полирование

проводят на полировальных станках с помощью эластичных кругов и щеток с абразивными пастами, а безабразивное -- вручную, специальным полировками. Для абразивного полирования ювелирных изделий применяют одношпиндельные и двух-шпиндельные станки, оснащенные насадками для крепления полировального инструмента и вытяжными устройствами со сборникам отходов для последующего извлечения драгоценных металлов.

Инструментом для механического полирования служат эластичные круги и щетки. Материалы кругов должны хорошо удерживать на поверхности абразивные пасты и быть прочными в эксплуатации. Назначение полировального инструмента зависит от материала, из которого он сделан, и его формы.

Филигрань.

При изготовлении ювелирных украшений особое место занимает техника филиграни или скани (от древнерусского екать -- свивать), которая состоит в образовании сложных кружевных узоров вручную из разной длины отрезков тонкой проволоки, гладкой или крученой, круглой или плоской. Элементы филигранного узора бывают самыми разнообразными: в виде веревочки, шнурка, плетения, елочки, дорожки, глади и т. д. В единое целое отдельные элементы филиграни соединяют при помощи пайки. Часто филигрань сочетают с зернью, представляющей собой металлические мелкие шарики, которые напаивают в заранее подготовленные ячейки (углубления). Зернь создает эффектную фактуру, игру светотени, благодаря чему изделия приобретают особо нарядный, изысканный вид.