Технология изготовления ювелирного кольца

Технология изготовления ювелирного кольца

КУРСОВАЯ РАБОТА

Технология изготовления ювелирного кольца

Введение

ювелирный кольцо металл

Ювелирное искусство - один из древнейших и широко распространенных видов декоративно-прикладного искусства, существующих с давних времён. Обнаружив в природе золото и оценив его красоту и способность в любых условиях сохранять свой солнечный блеск и цвет, ещё древние народы научились создавать удивительные по красоте и разнообразию изделия.

В ювелирном искусстве применяются ковка, литье, художественная чеканка и канфаренье (придание поверхности зернистости и матовости), тиснение, резьба или гравировка, оброн (техника, при которой фон вокруг рисунка вырезается), филигрань, зернь, чернь, эмали, инкрустация, травление, полировка и другие механические приемы обработки.

Ювелирные изделия - предметы украшения и быта из благородных металлов в сочетании с драгоценными, полудрагоценными и поделочными камнями, а также художественных изделий из недрагоценных материалов, выполненных с большим мастерством и отвечающих высоким эстетическим требованиям. Для ювелирного искусства характерно тонкое понимание особенностей материала, умелое выявление его декоративных свойств и высокое мастерство художественного исполнения. Мастера-ювелиры стремятся к тому, чтобы ожил камень, заиграл металл, засверкало стекло.

1. Материалы, используемые для изготовления ювелирных изделий

В производстве ювелирных изделий применяются следующие драгоценные металлы: золото, серебро, платина, палладий. Могут применяться также иридий и, крайне редко, родий.

Золото - металл желтого цвета, мягкий, обладающий высокой степенью пластичности, легко поддается механической обработке, хорошо полируется. Температура плавления его 1063°C, температура кипения 2530°C, плотность 19,3 г/см3. Золото химически устойчиво на воздухе, в воде и кислотах, за исключением «царской водки» (смесь азотной и соляной кислот). На золото оказывают воздействие хлор, бром и фтор. Наибольшее воздействие оказывает хлор в чистом состоянии и выделяемый из соединений. В чистом виде золото обладает невысокой твердостью и прочностью. Для повышения механических свойств в производстве ювелирных изделий золото применяется в виде сплавов с другими металлами.

Система проб:

Во всех странах количество золота в сплавах контролируется государством. В России общепринятыми считаются пять проб золотых ювелирных сплавов: золото 375 пробы, 500, 585, 750, 958.

проба. Основные компоненты - серебро и медь, золота - 38%. Отрицательное свойство - тускнеет на воздухе (в основном из-за образования сульфида серебра Ag2S). Золото 375 пробы имеет цветовую гамму от жёлтого до красного.

проба. Основные компоненты - серебро и медь, золота - 50,5%. Отрицательные свойства - низкая литейность, зависимость цвета от содержания серебра.

проба. Основные компоненты - серебро, медь, палладий, никель, золота - 59%. Проба достаточно высока, это обусловлено многочисленными положительными качествами сплава: твердость, прочность, устойчивость на воздухе. Широко применяется для изготовления ювелирных украшений.

проба. Основные компоненты - серебро, платина, медь, палладий, никель, золота - 75,5%. Положительные свойства: подверженность полировке, твердость, прочность, хорошо обрабатывается. Цветовая гамма - от зелёного через ярко-жёлтый до розового и красного. Используется в ювелирном искусстве, особенно для филигранных работ.

проба. Содержит до 96,3% чистого золота. Редко используется, так как сплав этой пробы является весьма мягким материалом, который не держит полировку и характеризуется ненасыщенностью цвета.

проба. Чистое золото.

Все сплавы выше 750 пробы не тускнеют на воздухе.

Серебро - металл белого цвета, мягкий, обладающий хорошей ковкостью и самой высокой из всех металлов тепло- и электропроводностью, хорошо поддается механической обработке и полировке. Температура плавления его 960,5°C, температура кипения 1955°C, плотность 10,5 г/см3. Серебро химически стойко на воздухе и в воде. При наличии в воздухе сероводорода серебро покрывается темным налетом сульфида серебра Ag2S. Оно также растворяется в азотной и горячей концентрированной соляной кислотах. Серебро в чистом виде обладает невысокой твердостью и прочностью, поэтому в производстве ювелирных изделий его используют в сплаве с другими металлами.

Известно более 50 природных минералов серебра, из которых важное промышленное значение имеют лишь 15-20, в том числе:

самородное серебро;

электрум (золото-серебро);

кюстелит (серебро-золото);

аргентит (серебро-сера);

прустит (серебро-мышьяк-сера);

бромаргерит (серебро-бром);

кераргирит (серебро-хлор);

пираргирит (серебро-сурьма-сера);

стефанит (серебро-сурьма-сера);

полибазит (серебро-медь-сурьма-сера);

фрейбергит (медь-сера-серебро);

аргентоярозит (серебро-железо-сера);

дискразит (серебро-сурьма);

агвиларит (серебро-селен-сера) и другие.

Система проб:

Международная система проб серебряных сплавов выглядит следующим образом: 750, 800, 875, 916, 925 и 960. Чем выше содержание серебра в сплаве (а, следовательно, чем выше его проба), тем он белее, а чем ниже - тем желтее. Если серебряный сплав содержит 50% меди, то он имеет красный оттенок.

проба. Такое серебро имеет желтую окраску и поэтому его крайне редко используют для изготовления украшений. Высокая прочность сплава позволяет его использовать в качестве припоя, а также как материал для изготовления пружин, булавок и т.д.

и 800 проба. Также имеет желтоватый оттенок. Кроме того, оно быстро окисляется на открытом воздухе. Поэтому чаще всего из него делают столовое серебро. Эти две пробы относятся к низшим пробам серебра.

проба. От носится к числу низкопробных. Из него также изготавливают столовое серебро, но уже могут делать и украшения. Благодаря своей невысокой стоимости серебро 875 пробы довольно популярно.

проба. Как правило, производят столовые приборы с эмалированным покрытием.

проба. Носит название стерлинговое серебро. Когда-то в Англии из этого сплава чеканили монеты номиналом в один стерлинг. У этого сплава ослепительно белый цвет и высокая прочность. Из него изготавливают высококачественное столовое серебро и большинство ювелирных украшений.

проба. Идет на изготовление филигранных украшений (филигранное серебро). Его цвет неотличим от цвета чистого серебра, но сделанные из этого сплава украшения столь нежны и хрупки, что они легко деформируются в процессе носки.

Во многих странах мира существуют и свои, не входящие в мировую систему пробы серебра. Так, во Франции есть 800 проба, а в России - 830 (практически неотличимая по своим качествам от 800). В Европе можно встретить украшения из 935 пробы серебра, в Египте можно встретить 600 пробу, а в Японии есть даже 1000 проба серебра.

Платина - металл серебристо-белого цвета, мягкий, обладающий хорошей ковкостью и пластичностью, хорошо поддается механической обработке и полировке, имеет низкую тепло- и электропроводность. Температура плавления 1773°C, температура кипения 4300°C, плотность 21,45 г./см3. Платина практически не растворима ни в воде, ни в кислотах, за исключением горячей «царской водки».

В состав платиновой группы входят палладий, иридий, родий, которые по своим свойствам сходны с платиной и именуются ее спутниками. Так как платина не обладает достаточной твердостью, в производстве ювелирных изделий ее используют в сплаве с золотом и серебром.

Палладий - металл серебристо-белого цвета, светлее платины, обладает хорошей ковкостью, хорошо поддается механической обработке. Температура плавления его 1554,5°С, температура кипения 2200°С, плотность 12,0 г/см3. Палладий химически устойчив на воздухе и в воде, растворяется в азотной кислоте и смеси азотной и соляной кислот.

В чистом виде палладий в ювелирном производстве не применяется. Он используется как легирующий металл, повышающий прочностные свойства платины и золота. Палладий придает золоту белый цвет.

Иридий - металл белого цвета со слабым серым оттенком, твердый и хрупкий, плохо поддается механической обработке, химически стоек к кислотам. Температура плавления его 2454°С, температура кипения 5300°С, плотность 22,5 г/см3.

В природе иридий встречается вместе с платиной. В ювелирном производстве он в основном используется в сплаве с платиной, резко повышая се твердость.

Родий - металл бледно-голубого цвета, хрупкий, химически устойчив на воздухе и в воде, растворяется в концентрированной серной кислоте. Температура плавления его 1966°С, температура кипения 4500°С, плотность 12,4 г/см3. В природе родий встречается вместе с платиной. В ювелирном производстве практически не применяется.

1.1 Сплавы драгоценных металлов

Для изготовления ювелирных изделий используют обычно не чистые металлы, а сплавы, добавляя в первые в определенных соотношениях другие металлы. Эти металлы называются легирующими или лигатурой. Легирующими могут быть и драгоценные и недрагоценные металлы, но полученные сплавы называются драгоценными. В ювелирном деле обычно используются три вида сплавов: сплавы золота, сплавы серебра, сплавы платины.

Сплавы золота

Они формируются с добавками следующих легирующих компонентов: серебра, меди, палладия, никеля, платины, кадмия и цинка. Участие каждого компонента в золотом сплаве определяется в зависимости от свойств, которыми должен обладать сплав.

Серебро повышает мягкость, ковкость сплава золота, понижает температуру плавления и изменяет цвет золота. По мере добавления серебра цвет золота зеленеет и становится желто-зеленый. Если содержание серебра в сплаве золота более 30%, то цвет его становится желто-белым и бледнеет. При содержании серебра более 65% желтый цвет полностью исчезает.

Медь повышает твердость, ковкость сплава золота, сохраняя ковкость и тягучесть. Сплав приобретает красноватый цвет. Если содержание меди в сплаве золота более 14,6%, то цвет его становится ярко-красного цвета, медь понижает антикоррозионные свойства золота, при большом его содержании поверхность сплава темнеет.

Никель изменяет цвет сплава золота в бледно-желтый, сохраняет ковкость металла, придает ему твердость и повышает литейные свойства. При добавлении никеля сплав золота приобретает магнитные свойства, что не всегда является необходимым.

Платина придает золоту белый цвет, желтизна теряется при содержании платины в сплаве 8,4% до белого. Она также повышает температуру плавления сплава. При содержании платины в сплаве до 20% увеличивается упругость сплава.

Кадмий понижает температуру плавления сплава, но сохраняет пластичность и ковкость.

Цинк придает сплаву хрупкость уже при 0,3% содержания его в сплаве. Наличие его осветляет сплав, повышает тягучесть, припой с содержанием цинка имеет зеленоватый оттенок. Цинк еще резче, чем кадмий, понижает температуру плавления.

Сплавы серебра

Сплавы, используемые для изготовления ювелирных украшений, имеют в своем составе всего один легирующий материал - медь. Она повышает твердость сплавов, сохраняя достаточную пластичность, ковкость, тягучесть. Все серебряные сплавы одинаковы по цвету и отличаются друг от друга процентным содержанием серебра. Согласно ГОСТам для изготовления ювелирных изделий в четырех сплавах серебра должно присутствовать 91,6%; 87,5%; 80%; 50%. Однако в практике обычно используют сплавы серебра 916-й и 875-й пробы.

Сплавы платины

Сплавы, используемые в ювелирном деле, составляются в двух вариантах, причем содержание платины и в том и в другом - 95%. Легирующие компоненты платиновых сплавов медь и иридий. Оба сплава двухкомпонентные. Цвет обоих сплавов остается характерным для платины. При содержании в платиново-медном сплаве 5% меди понижается температура плавления, сохраняется мягкость, тягучесть, пластичность сплава. При содержании в платиново-медном сплаве 5% иридия повышается температура плавления, кислотостойкость и твердость сплава, что делает изделия из него износостойкими.

.2 Цветные металлы

Олово - металл серебристо-белого цвета, очень пластичен, мягок, коррозионностойкий. Легко растворяют его концентрированные соляная и азотная кислоты. Плотность олова 7,29; температура плавления 231,9°С; твердость по Моосу 2-3. Использование олова в ювелирной промышленности ограниченно.

Свинец - синевато-серый металл с сильным блеском на срезе, ковкий, мягкий (легко режется ножом), вязкий. Легко прокатывается, протягивается и отливается. Плотность свинца 11,37; температура плавления 327°С; твердость по Моосу 1,5. На сухом воздухе сохраняет блеск, но во влажной среде быстро тускнеет. Легко растворяется в азотной кислоте. В ювелирной промышленности может применяться как вспомогательный материал, также используют его и для изготовления черни и эмалей.

Никель Ni - металл желтовато-белого цвета, пластичный, твердый, прочный. Коррозионно устойчив и хорошо обрабатывается. Плотность 8,9; температура плавления 1455°С; твердость по Моосу 5-5,5. Сильно действует на никель азотная кислота. Используется как металл серебристо-белого цвета, очень пластичен, мягок, коррозионно устойчив. Легко растворяют его концентрированные соляная и азотная кислоты. Плотность олова 7,29; температура плавления 231,9°С; твердость по Моосу 2-3. Использование олова в ювелирной промышленности ограниченно. Основной компонент мягких низкотемпературных припоев. В ювелирной промышленности никель вводят в состав белого золота, для повышения твердости и текучести.

Медь Сu - металл красновато-розового цвета, обладает высокой тепло- и электропроводностью, пластичностью и тягучестью. Плотность 8,94; температура плавления 1083°С; твердость по Моосу 2,5-3. Медь плохо обрабатывается режущим инструментом, однако хорошо полируется. Растворяется в азотной кислоте и в концентрированной серной кислоте при нагревании. В художественной промышленности медь используют для чеканных и филигранных работ, в ювелирной - для легирования сплавов благородных металлов.

.3 Сплавы цветных металлов

Латунь - сплав меди с цинком, содержание цинка до 45%. Легко поддается пластической деформации, хорошо обрабатывается режущим инструментом и полируется. Растворяется в большинстве кислот. Плотность 8,2-8,6; температура плавления 900-1045°С, твердость по Моосу 3-4. Высокомедистые латуни - томпаки (содержание цинка до 20%) - используются в художественной промышленности для изготовления сувенирных и спортивных значков, декоративной посуды.

Бронза - медно-оловянистые сплавы, содержащие от 3 до 12% олова. Плотность бронзы 7,5-8,8; температура плавления 1010-1140°С; твердость по Моосу 4-4,5. Бронза прекрасный материал для литья.

Мельхиор - медно-никелевый сплав, с содержанием никеля 18-20%. Обладает красивым серебристым цветом. Пластичен, легко обрабатывается: штампуется, чеканится, режется, паяется, полируется. Плотность 8,9; температураплавления 1170°С; твердость по Моосу 3. Применяют для изготовления недорогих ювелирных изделий с полудрагоценными камнями и без камней.

Нейзильбер - трехкомпонентный сплав на медной основе, в состав которого кроме меди входят 13,5-16,5% никеля и 18-22% цинка. Обладает хорошей пластичностью, тягучестью, прочностью и коррозионной устойчивостью. Плотность 8,4; температура плавления 1050°С. Используется в художественной и ювелирной промышленности для изготовления столовых приборов и ювелирных украшений, филигранных изделий.

.4 Другие металлы

Сталь FeC - сплав железа с углеродом (до 2%) и другими элементами. Для изготовления инструмента и приспособлений ювелирного производства применяют стали различных марок.

Титан Ti - блестящий, серебристого цвета металл, легко поддается различного вида обработкам. Обладает высокой прочностью, имеет низкую плотность, легкий. Ювелиры применяют титан для изготовления разнообразных ювелирных украшений.

Цирконий Zr - серебристо-серый блестящий (в порошкообразном состоянии темно - серый) металл, высоко пластичен, легко поддается механической обработке (ковка, штамповка, прокатка и др.), легко сваривается в инертной атмосфере.

2. Вставки в ювелирные изделия

Ювелирные украшения можно украшать камнями: драгоценными и полудрагоценными. Также в качестве вставок используются искусные подделки из менее дорогих камней и стекла, имитирующих самоцветы. Качество искусственных камней, полученных синтетическим путем, настолько возросло, что в настоящее время по своим свойствам они не уступают многим самоцветам.

2.1 Классификация ювелирных камней

Ювелирные камни классифицируются по ряду признаков. К ним относятся такие как твердость, прозрачность, окраска, блеск, частота распространения в природе, долговечность, рыночная стоимость.

Первая группа - Ювелирные (драгоценные) камни:

I порядок: алмаз, изумруд, синий сапфир, рубин;

II порядок: александрит, благородный жадеит, оранжевый, желтый и фиолетовый сапфир, благородный черный опал;

III порядок: демантоид (хризолит), благородная шпинель, благородный белый и огненный опал, аквамарин, топаз, лунный камень, родолит, красный турмалин;

IV порядок: синий, зеленый, розовый и полихромный турмалин, циркон (гиацинт), берилл, бирюза, аметист, хризопраз, гранат, цитрин, благородный сподумен.

Вторая группа - Ювелирно-поделочные камни

I порядок: раухтопаз, гематит-кровавик, янтарь, горный хрусталь, жадеит, нефрит, лазурит, малахит, авантюрин;

II порядок: агат, цветной халцедон, гелиотроп, розовый кварц, иризирующий обсидиан, обыкновенный опал, Лабрадор и другие непрозрачные иризирующие шпаты.

Третья группа - поделочные камни:

Яшмы, гранит, окаменелое дерево, мраморный оникс, обсидиан, гагат селенит, флюорит, цветной мрамор и др.

.2 Драгоценные камни

Алмаз - твердый, бесцветный, износостойкий, часто имеет оттенки коричневых, желтоватых, реже голубоватых, сиреневых и других тонов. Очень редко встречаются цветные алмазы и черные алмазы. Ограненный алмаз называют бриллиантом.

Изумруд - ярко-зеленый камень, твердый, но очень хрупкий, химически стойкий, имеет сильный стеклянный блеск. После огранки изумруд чаще всего имеет прямоугольную и квадратную форму; огранка ступенчатая, иначе изумрудная. Применяется как вставка в ювелирные изделия.

Синий сапфир - корунд, окрашенный в синие цвета окисями титана и железа. Цвет от бледно-голубого до темно-синего различных оттенков. Очень тверд, химически стоек, имеет алмазный блеск.

Рубин - корунд, красных цветов. Цвет его колеблется от розового до ярко-красного. Блеск - от алмазного до стеклянного. Химически стоек. Рубин гранится различными огранками: бриллиантовой, смешанной, ступенчатой, кабошоном. Используется для вставок в золотые изделия.

.3 Ювелирные камни

Александрит - является разновидностью хризоберилла. При искусственном освещении он красно-фиолетовый, при дневном становится темно-зеленым.

Благородный черный опал - разноцветный камень с черной основой. Он может сочетать в себе темно-синие, темно-серые и темно-зеленные оттенки, иногда серовато-черные. Опал глубокого черного цвета встречается очень редко. Темная основа делает камень непрозрачнымили полупрозрачным. Благородные виды опалов отличаются радужным переливом цветов.

.4 Ювелирно-поделочные камни

Лазурит (назван по ярко-синему цвету и, видимо, от араб, «азул» - небо, синева) - алюмосиликат натрия и кальция, содержащий серу, хлор, сульфаты. Цвет ярко-синий, с фиолетовыми, зеленоватыми, голубоватыми оттенками, до голубовато- и зеленовато-синего; окраска редко однородная, чаще пятнистая, обусловлена наличием в составе минерала ионов серы, очень стойкая.

Авантюрин - это кварцит белого, розового, оранжевого, вишневого или зеленого цвета с разноцветными включениями слюды.

Лабрадор - разновидность полевого шпата. Обладает красивой игрой цветов на плоскостях спайности. Эта иризация обусловлена листоватым характером структуры. Собственно цвет этого минерала - серый, но служит хорошим фоном для сверкающих бликов - зеленого, желтого, красного и синего цветов.

.5 Поделочные камни

Яшма - кремнистая горная порода. По характеру окраски выделяют одноцветные, серые, зеленые, красные, фиолетовые и др. полосчатые самых разнообразных цветов; волнистые, пестроцветные, глазчатые, агатовые и др.

Гагат (черная яшма) - поделочный камень с ярким блеском. Цвет угольно-черный, характерен бархатистый блеск.

Обсидиан - камень вулканического происхождения, вулканическое стекло, как еще его называют. Цвет камня обычно черный из-за мельчайших частичек магнетита, но встречаются и красные, коричневые, серые и другие разновидности, в том числе чередующиеся окраски, напоминающие декоративный мрамор.

.6 Органические камни

Камни, образование которых связано с жизнедеятельностью организма, называются органическими. Характерные свойства этих камней: невысокая твердость, химическая нестойкость, иногда способность гореть. К органическим камням, имеющим ювелирное значение, относятся: жемчуг, янтарь, коралл, гагат, жемчуг. Жемчуг представляет собой твердые образования карбоната кальция. В составе жемчуга 86-90% карбонат, кальция, 12-6% органического вещества остальное - вода. Форма жемчужины за висит от формы инородного тела, попавшего в моллюск, способный образовывал защитные перламутровые отложения.

Таких моллюсков насчитывается более 30 видов. Наиболее ценными считаются образования правильных форм, близкие к шару. Величина жемчужин достигает 15 мм. Крупные экземпляры встречаются редко. В Лондонском музее хранится жемчужина величиной45 мм, массой 85г.

Цвет жемчужин в основном белый, с желтоватым или голубоватым отливом, реже - желтый, серый, розовый, красноватый, коричневатый, голубой и черный, жемчуг непрозрачен, но просвечивает на некоторую глубину, чем и обусловлена мягкая игра света с перламутровым отливом, хрупкий. Плотность его 2,65-2,75; твердость по Моосу 2,5-3,5. Химически нестоек. В результате обезвоживания и разложения органического вещества тускнеет и разрушается. Под влиянием сырости может потерять блеск. Действуют не жемчуг и жиры. В соляной и уксусной кислотах он моментально растворяется. Жизнь жемчуга в зависимости от условий длится в среднем 150 лет. Используется жемчуг в ювелирных украшениях очень широко - без оправы и в оправах из драгоценных металлов, как правило, в сочетании с бриллиантами.

Янтарь (от литовского «гинтарас») представляет собой окаменелое смолоподобное вещество аморфного строения. В нем могут быть самые различные включения: песчинки, кусочки дерева, листья деревьев, лепестки цветов, различные насекомые, когда-то попавшие в смолу хвойных деревьев и прекрасно сохранившиеся в янтаре. Цвет янтаря от бледно-желтого различных тонов до темно-желто-бурого. Очень редко встречается янтарь красного и черного цветов. Янтарь прозрачен, но встречаются куски с дымчатыми (облачными) включениями, которые делают его просвечивающим или непрозрачным в местах включений. Очень часто образцы имеют внутренние трещины, расслоения, пузырьки. Янтарь вязок, хорошо полируется, при ударах и давлении на него легко скалывается. Имеет сильный смолистый блеск. Плотность янтаря 1,1; твердость по Моосу 2-3. Химически нестоек, легко растворяется в бензоле и сероуглероде. При 150°С размягчается, при 300°С плавится. Горит белым коптящим пламенем, издавая приятный запах! В ювелирных украшениях янтарь используется в сочетании с серебром, золотом, недрагоценными металлами и без металлов. Применяется для художественных поделок.

Коралл - это древовидное образование (морской полип), состоящее из углекислой извести, окиси железа и органического вещества. Цвет кораллов различен - белый, розовый, красный; встречается черный. Наиболее ценны розовые кораллы. Коралл непрозрачен, с восковым блеском, менее хрупкий, чем янтарь и жемчуг. Плотность его 2,5; твердость по Моосу 3-4. На воздухе с течением времени может покрыться трещинками, потерять из-за этого блеск и посереть. Отреставрировать можно, сняв верхний слой. Растворяется в кислотах, не выдерживает высокой температуры. Кораллы используются для изготовления гемм, различных художественных поделок и ювелирных украшений в металл.

Гагат (черная амбра, смоляной уголь) - разновидность каменного угля черного цвета. Непрозрачный, с тусклым смолистым блеском, легко обрабатывается и полируется. Под микроскопом видно древесное строение. Плотность 1,35; твердость по Моосу 3,5. От огня загорается и горит ярким коптящим пламенем. Гагат используется как красивый материал для художественных поделок.

.7 Искусственные и синтетические камни

Ювелирные искусственные камни можно разделить на четыре вида: синтетические камни - искусственные самоцветы, полученные синтезом окислов металлов; культивированный жемчуг; естественные имитации драгоценных и полудрагоценных камней; стеклянная и пластмассовая имитация ювелирныхкамней.

Первые три вида искусственных камней, обладая свойствами натуральных камней, с успехом заменяют их в ювелирных изделиях из драгоценных металлов. Но они по сравнению с натуральными дешевы. Четвертый вид рассчитан на дешевые украшения из недрагоценных металлов.

Синтетические камни. Под синтетическими камнями следует понимать искусственно полученные кристаллические и аморфные химические соединения, которые сходны по своему составу и структуре с природными либо имеют внешнее сходство, обусловленное физическими свойствами. Путем синтеза получены корунды, шпинели, изумруды, кварц, а также самостоятельные химические соединения (гранатит, фианит).

Синтетические корунды и шпинели имеют большое разнообразие цветов. Торговое название камни получают по имеющимся аналогам в природе - рубины, сапфиры, турмалины, александриты, аквамарины и др. Для получения синтетических корундов пользуются чистейшей окисью алюминия, а для получения шпинели смесью окисей алюминия и магния. В зависимости от заданного цвета добавляют красители: для рубина - окись хрома; голубого сапфира - окислы железа и титана; василькового сапфира - окислы железа, титана, хрома; александрита - окись ванадия и т.д. Подготовленная шихта сыплется непрерывной струйкой через водородно-кисло - родное пламя (пламя гремучего газа), температура которого выше 2000°С, на тугоплавкий стержень. На стержне образуется конус расплава, который опускается с заданной скоростью. Таким образом, вырастает одиночный кристалл в виде цилиндрического стержня (були). Для получения синтетических звездчатых корундов (рубинов и сапфиров) в исходный материал добавляют окись титана. В процессе синтеза образуется смешанный кристалл, при последующем его нагревании ниже температуры плавления окиси алюминия он распадается с выделением тончайших игольчатых кристалликов рутила. Расположение кристаллов рутила в синтетическом корунде такое же, как и в естественном звездчатом корунде. При огранке кабошоном синтетический рубин или сапфир дает тот же звездчатый эффект, что и природный. Синтетические корунды и шпинели обладают прекрасными физическими и химическими свойствами; имеют нулевую пористость, высокую прозрачность, прочность даже при высоких температурах, стойкость к воздействию обычных кислот и большинства щелочей. Плотность их 3,98-3,99; твердость по Моосу 9. Показатель преломления 6,76-1,78.

Синтетический изумруд получают флюсовым и гидротермальным методами. Наращивание кристаллов в обоих случаях происходит на затравку из природного берилла. В первом случае затравка находится в специальном сосуде, наполненном расплавом литиево-молибденового флюса, который насыщается питающей шихтой (компонентами изумруда). Питающая шихта располагается в более высокотемпературной зоне расплава и созданный таким образом температурный градиент способствует осаждению растворенных компонентов на затравках. Температура среды в зависимости от выбора флюса 700-1200°С. Скорость роста кристаллов при этом методе 1 мм слоя в месяц. При гидротермальном методе расплав находится под давлением. Скорость роста кристаллов 0,8 мм в сутки. В большинстве случаев синтетические изумруды имеют отчетливо выраженную зональность окраски.

Синтетический кварц выращивается гидротермальным способом. Растворителями природного сырья служат растворы гидроокисей и карбонатов щелочных металлов - натрия или калия. Затравками служат стержни и пластины природного кварца. Посредством красителей (окислов металлов) и облучения кварц можно получать от бесцветного до черного, включая цвета всех природныхкристаллическихего разновидностей.

Гранатит (иттрий - алюминиевый гранат) представляет собой иттриево - алюминиевую окись, имеющую структуру граната. Гранатит образуется в специальных аппаратах при высоких температурах в глубоком вакууме методом «вытягивания» кристалла из расплава. В чистом виде гранатит бесцветен. Плотность 4,54; твердость по Моосу 8; показатель преломления 16,834. Благодаря своим свойствам бесцветный гранатит используется как имитация алмаза. С помощью добавок гранатит окрашивается в различные цвета.

Фианит - от сокращенного (ФИАН) Физический институт Академии Наук СССР, где был разработан способ его получения. Природным аналогом является тажеранит. Фианит представляет собой модификацию окиси циркония и гафния, обладает хорошей огнеупорностью и химической стойкостью, высокими оптическими показателями. Плотность 5,65-6,0 в зависимости от добавок; твердость по Моосу 8,5; показатель преломления 2,15-2,18. Фианиту придают различные цвета и оттенки изменением химического состава. Ограненные камни пользуются большим успехом в ювелирных изделиях из драгоценных металлов. Бесцветный ограненный фианит является одной из наиболее удачных имитаций бриллианта.

Культивированный жемчуг. Культивированный жемчуг, подобно природному, выращивается в теле моллюска в естественных условиях. Зародышем служит перламутровый шарик. Его заключают в кусочек оболочки мантии трехлетнего моллюска, вырабатывающего перламутр, получая таким образом «жемчужный мешок». Этот мешок вкладывают в другую раковину, которую помещают в специальный водоем. Обволакивание зародыша может длиться от 2 до 7 лет. В процессе роста жемчужин раковины проверяют несколько раз в год. тВыращенные жемчужины внешне неотличимы от натуральных, имеют правильную заданную форму. Оболочка рощенного жемчуга соответствует по химическому составу натуральному и обладает теми же физическими свойствами. Искусственный жемчуг может выращиваться в больших количествах, принимать заданные размеры и формы и быть не менее красивым, чем настоящий.

Естественные имитации камней. К естественным имитациям драгоценных и полудрагоценных камней относят: камни, полученные из отходов натуральных камней путем склеивания, прессования, сплавки, а также натуральные камни, окрашенныев другой цвет. Один из видов имитации самоцветов - дублеты (дубли) - склеенные камни. Отходы (тонкие пластинки) - натуральных самоцветов, которые не могут быть огранены самостоятельно, склеиваются с менее дорогими минералами, сходными по прозрачности и цвету, и совместно обрабатываются. Чаще других встречаются дублеты сапфиров и изумрудов.

Подклейками могут служить горный хрусталь и цветные стекла. Дублеты, таким образом, состоят из верхней части - дорогостоящего минерала и нижней - дешевого. Если на камень смотреть сверху, склейка дублета незаметна, если же его просматривать, повернув боком, под определенным углом к источнику света, отражения подклеенной грани. Дублеты обладают всеми оптическими свойствами самоцвета и, так как низ камня не изнашивается, долговечны в эксплуатации.

Прессованием и сплавкой имитируют янтарь. Прессованный янтарь - разогретые и спрессованные под давлением мелкие зерна и осколки естественного янтаря. Отличается от естественного большим замутнением. Блеск жирный.

Плавленый янтарь - легкоплавкая масса, получаемая в результате разложения янтаря при сухой возгонке при температуре 420°С. Цвет от желтовато-коричневого до коричнево-черного. Температура плавления 180°С. Растворим в бензоле, сероуглероде, горячем льняном масле. Прессованный и плавленый янтари по качеству и декоративным свойствам уступают натуральному и ценятся недорого.

Для изменения окраски ряда камней применяют прокаливание для самоцветов и химическую окраску для цветных. Пользуясь свойствами ряда самоцветов (камней кварцевой группы и др.) изменять цвет при прокаливании, их прокаливали различными способами: запекая в хлебе, засыпая золой в горшочке, обмазывая глиной. После полного равномерного остывания камни приобретают розовые или золотые тона. Для изменения цвета агатов и яшм их выдерживают несколько дней в сахарном или медовом растворе, обрабатывая затем серной кислотой и другими реактивами. В результате халцедоны могут принимать цвет хризопраза и сердолика, агаты - коричневую и черную окраску, а яшмы - усиливать яркость окраски и изменять ее. Цвет бирюзы может быть усилен анилиновыми красителями. При этом камни не теряют своей ценности.

Стеклянная и пластмассовая имитация камней. В качестве дешевой имитации самоцветов и цветных камней применяют стеклянные и пластмассовые сплавы. Стеклянные сплавы - это легкоплавкое прозрачное стекло, в состав которого для усиления блеска вводятся окислы свинца, калия и бора. Окрашивают стеклянные сплавы окислами меди, селена, кобальта, урана, марганца и др. Камни получают штамповкой с последующей обработкой. Для создания эффекта игры камня на обратную сторону его наносят тонкий зеркальныйслойсеребра, закрепленный лаком.

Непрозрачные стеклянные сплавы могут служить имитацией цветных камней: бирюзы, агата (черного), лазурита и др.

Пластмассы служат имитацией камней органического происхождения и некоторых цветных камней. Цвет пластмассы и прозрачность задаются в зависимости от того, какой камень имитируется. Для жемчуга - молочно-белая пластмасса с незначительной прозрачностью, с последующим покрытием жемчужной эмульсией для перламутрового блеска; янтаря - неровно окрашенная, местами прозрачная, желтых тонов; коралла - непрозрачная, кораллового цвета; для бирюзы - непрозрачная, голубовато-зеленоватая и т.д. Форму придают штамповкой.

3. Вспомогательные материалы

.1 Кислоты

Азотная кислота HN03 - бесцветная жидкость, слегка дымящаяся на воздухе. Плотность 1,5; температура кипения 83,8°С. При температуре - 42°С застывает в прозрачную кристаллическую массу. Смешивается с водой в любом соотношении. Под влиянием света разлагается на воду, кислород и двуокись азота. Азотная кислота принадлежит к числу наиболее сильных кислот. Действует почти на все металлы (за исключением золота, платины и некоторых редких металлов), превращая их в азотнокислые соли. Применяется для приготовления пробирных реактивов, для травления примесей драгоценных металлов (кроме серебра).

Серная кислота H2S04 - бесцветная маслянистая жидкость. Плотность 1,84; температура кипения 338°С. При температуре 10,4°С образует твердую кристаллическую массу. Растворяясь в воде, выделяет большое количество теплоты. Во избежание ожогов при смешивании кислоты с водой следует лить кислоту в воду, а не наоборот. Концентрированная серная кислота при нагревании растворяет почти все металлы, кроме платины, золота и некоторых металлов платиновой группы. Применяется при извлечении золота из руд, для приготовления отбеливающих растворов, травления металлических примесей.

Соляная кислота HCI - растворенный в воде хлористый водород - бесцветная жидкость с резким запахом. На воздухе слегка дымится. Плотность обычной концентрированной кислоты 1,19; она содержит 37% HCI. Кислота, служащая для технических целей, обычно окрашена в желтый цвет и содержит 27,5% HCI. Соляная кислота хорошо растворяется в воде, легко вступает в реакцию со многими металлами, образуя соли и выделяя водород.

Царская водка - смесь соляной и азотной кислот в соотношении 2:1 и 3:1, красновато-коричневого цвета. Растворяет все металлы, кроме родия, иридия, осмия. Платина растворяется только в горячей царской водке. Применяется при приготовлении пробирного реактива.

Борная кислота Н3В04 - белое кристаллическое вещество принадлежит к числу очень слабых кислот. Плотность 1,4-1,5. Легко растворяется в горячей воде, но при остывании выкристаллизовывается, так как в холодной воде малорастворима. При нагревании борная кислота теряет воду, переходя в метаборную кислоту НВ02, затем тетраборную Н2В407, и наконец, в борный ангидрид В203. Применяется для приготовления флюса при пайке драгоценных металлов.

.2 Соли

Бура Na2B407 х10Н20 - натриевая соль гетраборной кислоты. Образует большие бесцветные прозрачные кристаллы. В порошке похожа на борную кислоту, но более шелковиста на ощупь. Чтобы отличить буру от борной кислоты, достаточно немного того и другого вещества насыпать на поверхность воды в виде пыльцы, бура тонет. Плотность буры 1,7-1,8. При нагревании до 450°С бура теряет кристаллизационную воду, затем при температуре 741°С плавится, образуя прозрачную стекловидную массу. Расплавленная бура обладает свойством растворять оксиды металлов. Это свойство используют при плавке и пайке металлов. Бура применяется как самостоятельный флюс или как основа флюсов при всех ювелирных пайках. Используется она и для приготовления черни. Хлористый натрий, или поваренная соль NaCI, - служит сырьем для производства хлора, соляной кислоты, едкого натра, соды. Плотность 2,16; температура плавления 800°С. Хорошо растворим в воде. Хлористый натрий является компонентом растворов для химического травления и пассивирования (процесс образования прозрачной защитной пленки) ювелирных изделий.

Силикат натрия NaSi03 - жидкое стекло, получаемое при сплавке диоксида кремния Si02 с едким натром NaOH. Сплав растворим в воде, за что получил название растворимого стекла. Плавится при температуре 1088°С. Жидкое стекло входит в состав электролитов для золочения, родирования, серебрения и является связующим веществом при изготовлении шамотных и магнезитовых тиглейдляплавки платины.

Карбонат натрия (углекислый натрий), или сода Na2Co3 - соль угольной кислоты. Хорошо растворим в воде. Полученная аммиачным способом сода не содержит кристаллизационной воды и называется кальцинированной содой. Плотность 2,5; температура плавления 851° При гальванических процессах в ювелирной промышленности кальцинированная сода применяется для приготовления обезжиривающих растворов, а также входит в состав моющих средств.

Едкий натрий, или каустическая сода NaOH - гидрооксид натрия, представляет собой твердое белое вещество. Очень гигроскопичен. Плотность 2,1; температура плавления 318°С. Разъедающе действует на ткани, кожу, бумагу и другие органические вещества. Хорошо растворяется в воде. Едкий натр используется для приготовления электролитов при золочении и обезжиривании ювелирных изделий при родировании и серебрении.

Селитры - натриевая NaN03 и калиевая KN03 - соли азотной кислоты. Образуют бесцветные кристаллы. Плотность NaN03 - 2,25; температура плавления 308°С. Плотность KN03 - 2,1; температура плавления 334°С. Обе селитры хорошо растворяются в воде. При нагревании до температуры плавления золота, серебра и их сплавов селитры разлагаются, и образующийся кислород взаимодействует с элементами шихты, переводя их в окислы.

Цианистый калий KCN - соль синильной кислоты HCN. Образует бесцветные кристаллы. Как и сама синильная кислота, цианистый калий очень ядовит. Легко растворяется в воде. Плотность 1,25; температура плавления 634,5°С. Используется в ювелирной промышленности при гальванических процессах: для приготовления электролитов золочения, серебрения и для химического обезжиривания.

Жезезистосинеродистый калий K4(Fe(CH)) - ЗН20 - ферроцианид калия. Кристаллизуется в виде больших светло-желтых призм, растворимых в воде. Плотность 1,84. При нагревании разлагается. Применяется для составления электролитов при серебрении.

Азотнокислое серебро, или ляпис AgN03 - нитрат серебра. Является солью азотной кислоты. Образует бесцветные прозрачные кристаллы. Плотность 4,35; температура плавления 212°С. Разлагается при температуре 444°С. Кристаллы легко растворимы в воде и глицерине, почти нерастворимы в спирте. Применяется при составлении электролитов для серебрения и приготовления пробирныхреактивовдляпробирования серебра.

Хлорное золото AuCI - соль золото-хлористоводородной кислоты. Образует кристаллы красновато-коричневого цвета. Плотность 3,9; температура плавления разложения 254°С. Легко растворимо в воде, спирте, эфире. Применяется для приготовления пробирного реактива «хлорное золото» и электролитов для золочения.

.3 Щелочи

Бура Na2B407 - натриевая соль тетраборной кислоты. Плотность 1,7-1,8. Применяется как самостоятельный флюс или как основа флюсов при всех ювелирных пайках, также используется и для приготовления черни.

Хлористый натрий, или поваренная соль NaCh - служит сырьем для производства хлора, соляной кислоты, едкого натра, соды. Плотность 2,16; температура плавления 800°С. Является компонентом растворов для химического травления и пассивирования (процесс образования прозрачной защитной пленки) ювелирных изделий.

Силикат натрия Na2SiO3 - жидкое стекло, получаемое при сплавке диоксида кремния Si02 с едким натром NaOH. Плавится при температуре 1088°С. Входит в состав электролитов для золочения, родирования, серебрения и является связующим веществом при изготовлении шамотных и магнезитовых тиглей для плавки платины.

Карбонат натрия (углекислый натрий), или сода Na2Co3 - соль угольной кислоты. Плотность 2,5; температура плавления 851°С. При гальванических процессах кальцинированная сода применяется для приготовления обезжиривающих растворов, а также входит в состав моющих средств.

Едкий натрий, или каустическая сода NaOH - гидроксид натрия, твердое белое вещество. Плотность 2,1; температура плавления 318°С, температура кипения 1388°С. Используется для приготовления электролитов при золочении и обезжиривании ювелирных изделий, при родировании и серебрении.

Цианистый калий KCN - соль синильной кислоты HCN. Очень ядовит, растворяется в воде. Плотность 1,25; температура плавления 634,5°С. Используется в ювелирной промышленности при гальванических процессах: для приготовления электролитов золочения, серебрения и для химического обезжиривания.

Железистосинеродистый калий K4(Fe(CN)3 - ферроцианид калия. Плотность 1,84. Применяется для составления электролитов серебрения.

Хромовокислый калий К2СгО4 - хромат калия, представляет собой соль хромовой кислоты в виде кристаллов желтого цвета. Плотность 2,7; температура плавления 975°С. Применяется для приготовления растворов электрохимического оксидирования серебра.

Двухромовокислый калий, или хромпик К2Сr2О7 - соль двухромовой кислоты. Применяется для приготовления пробирных реактивов, а также входит в состав электролитов химического травления и пассивирования ювелирных изделий из серебра и медных сплавов.

Йодистый калий KJ - соль йодистого водорода HJ. Плотность 3,13; температура плавления 723°С. Применяется при изготовлении пробирных реактивов, для пробирования платиновых сплавов.

Поташ или карбонат калия К2СО3 - соль угольной кислоты. Плотность 2,29; температура плавления 891°С. Применяется для оксидирования серебра, как флюс и составная часть флюса при плавке драгоценных металлов; входит в состав электролита для блестящего золочения.

Хлористое серебро AgCl - белый творожистый осадок, нерастворимый в воде. Растворяется в цианистом калии и гидроксиде аммония. Температура плавления 445° С. Используется для составления электролитов при серебрении.

Азотнокислое серебро, или ляпис AgNO3 - нитрат серебра, соль азотной кислоты. Применяется при составлении электролитов для серебрения и приготовления пробирных реактивов для пробирования серебра. Применяется при изготовлении пробирных реактивов, для пробирования платиновых сплавов.

.4 Огнеупорные материалы

Огнеупоры являются необходимым вспомогательным материалом при процессах ювелирного производства, связанных с нагреванием.

Асбест - волокнистый материал, в составе которого (в%): MgO - 41,8-42,6; Fe203 - 0,15; Н20 - 14,3-15,3; Si02 - 42,5-43,5; А12 03 - 0,5. Огнеупорность не менее 700°С; плотность 2,5. Прочность и эластичность асбеста зависят от содержания влаги. Асбест неустойчив против расплавленных металлов, при нагревании его прочность значительно снижается. Температурный интервал асбеста 600-800°С, при более сильном нагревании полностью теряет воду и легко перетирается в порошок. При температуре 1500°С плавится. Применяется как теплоизоляционная засыпка в нагревательных приборах, для изготовления асбестовых смесей (асбоглина) и асбестовых материалов (асбокартон). Из волокна асбеста, пропитанного раствором содовых силикатов, делают асбестовый картон. Толщина листов (в мм): 3; 3,5; 4; 5; 6; 8; 10. Огнеупорность - аналогичная асбесту; плотность 2,1-2,8. Широко применяется ювелирами в качестве изоляционного материала при пайке, а также для обертки тигля при плавке.

Кварцевое стекло - плавленый и отлитый из расплава кварц. Содержание Si02 более 90%. Имеет плотное строение и хорошую теплостойкость. При температурах выше 1100°С расстекловывается и крошится; никакими шлаками не разъедается. Огнеупорная посуда из кварцевого стекла используется в качестве ванн для отбелов.

Глина огнеупорная - имеет сложный химический состав. Включает: Si02, А1203, CaO, MgO, К20, Na2 0, Fe203. Огнеупорность от 1530 до 1830°С в зависимости от состава; плотность 1,8 (в порошке). Реагирует с кислотами и щелочами. Используется в качестве связующего материала для составления огнеупорных обмазок и тиглей. Смесь огнеупорной глины, шамота, каолина и графита (в порошке) в Соотношении 5,0:2,5:1,3:1,2 используется при изготовлении тиглей для плавки золотых и серебряных сплавов.

Каолин - белый порошок, состоит из А1203, Si02, Si03, Р205. Огнеупорность 1800-1900°С; плотность 2,2. Подобно огнеупорной глине, реагирует с кислотами и щелочами. Используется как связующее для изготовления графитошамотноглиняных тиглей и как составная часть монтировочной массы.

Шамот - обожженная глина или обожженный каолин. Огнеупорность 1850-1770°С; плотность 2,54-2,72. Способен впитывать в себя окислы металлов. Используется как составная часть многих огнеупорных смесей для изготовления тиглей. Смесь шамота и огнеупорной глины (в порошке) в соотношении 1,5:1,0 применяется при изготовлении тиглей для плавки платины, золота и серебра.

Графит тигельный - светло-серый порошок, жирный на ощупь. В состав графита входят зола и оксид железа. Огнеупорность 3500°С; плотность 2-2,5. Используется для изготовления графитовых тиглей и смесей для тиглей. Смесь графита, огнеупорной глины, шамота, кварцевого песка и каолина (в порошке) в соотношении 4,7:3,6:0,9:0,2 идет на изготовление тиглей для плавки золота и серебра.

Известь жженая - бесцветный порошок, состоит (в%) из: СаО - 88-93, MgO - 1-2; SiO - 1,5-3; Fe203+A1203 - 1,5-2; Р - 0,005-0,01; S - 0,07-0,10. Огнеупорность 2670°С; плотность 3,32. Хорошо противостоит действию шлаков. Поглощает летучие вещества и оксиды неблагородных металлов, очищая от них расплавы. Используется для изготовления прессованных тиглей для плавки платины, металлов платиновой группы и их сплавов. Применяется в составе флюса при плавке опилок золота, загрязненных наждачной пылью.

Формовочные смеси - это огнеупорные составы для формовки выплавляемых изделий.

Монтировочная масса - огнеупорный материал, используемый при сборке (пайке) ювелирных изделий и сложных деталей. Состав массы: каолин (отмученный 30-40 мас. ч. и молотый асбест 70 - 60 мас. ч.). Смесь замешивают на воде до густоты пластилина. На этой смеси производят сборку. Монтировочная масса может быть использована неоднократно. Затвердевшую монтировочную массу размачивают водой. В качестве монтировочной массы могут быть использованы и формовочные смеси.

3.5 Фиксирующие пасты и смолоподобные вещества

Шеллак - воскоподобное вещество, выделяемое насекомыми из семейства лаковых червецов. Технический шеллак содержит 85% смолистого вещества и 15% шеллачного воска. В холодном состоянии твердый. Температура размягчения 65-75°С, плавится при 115-120°С. Хорошо растворяется в спирте. Технический шеллак используют для фиксации подвижных соединений для сверления и обработки. Для удаления остатков шеллака его выжигают либо растворяют в спирте.

Канифоль - твердая составная часть смолистых выделений хвойных деревьев, полученная путем перегонки. В холодном состоянии твердая, очень хрупкая, размягчается три температуре 60°С, становится жидкой при 120ºС. Растворяется в ацетоне, нитрорастворителях, спирте. Применяют как флюс при контактной пайкеоловянными припоями. Канифоль используется как связующий компонент для приготовления фиксирующих паст.

Фиксирующая паста (китт) - служит для удержания изделия в процессе закрепки в него камней или гравировки изделия. Китт надежно предохраняет изделие от деформаций и позволяет закреплять камни в изделия любой конструкции и формы. Температура размягчения пасты позволяет работать с большинством ювелирных камней. Основными составными компонентами китта являются канифоль и отмученный мел. Для приготовления китта расплавляют на огне канифоль, постепенно добавляя в нее другой компонент. При постоянном помешивании смесь доводят до густоты сметаны и отливают в удобные для употребления формы. Канифоль выполняет роль связующего компонента, а мел - наполнителя. Китт обладает хорошим сцеплением с любой поверхностью и высокой прочностью. Если же прочность и клейкость пасты для такого вида работ оказалась недостаточной (китт скалывается), то в состав наряду с мелом добавляютмуку. С целью понижения температуры плавления китта, его текучести, а также в качестве пластификатора может быть использован пчелиный воск, который добавляется после расплавления канифоли.

.6 Дерево, текстиль, кожа, стекло

Стекло. Очень часто ювелирные украшения из недрагоценных металлов и серебра изготовляют с использованием вставок из стекла, блеском, прозрачностью, окраской и отделкой имитирующих вставки из драгоценных, полудрагоценных, поделочных, искусственных камней - рубина, изумруда, аквамарина, бирюзы, коралла, агата, лазурита и др. Прекрасные свойства имитатора качеств природных и искусственных камней стекло получает за счет введения в его сплав блескоусиливающих окислов свинца, калия, бора, а также окрашивающих материалов - золота, окислов меди, селена, кобальта, урана, марганца и др. К огранке стекла предъявляются те же требования, что и к огранке камней.

Пластические массы. Высокая механическая прочность, большая светостойкость, химическая стойкость, высокая пластичность, прекрасная окрашиваемость, хороший блеск, прозрачность - все эти свойства пластических масс позволили широко использовать их при изготовлении ювелирных украшений в качестве имитатора (заменителя) камней органического, происхождения жемчуга, коралла, янтаря и некоторых цветных камней, например бирюзы. Цвет пластмассы и ее прозрачность задаются в зависимости от того, какой камень имитируется.

Кость, рог. В ювелирном деле используют слоновую кость, мамонтовую, моржовую, а также трубчатую кость (рог) крупных домашних и других животных - коров, оленей. Из рога и кости делают (вырезают) бусы, серьги, браслеты, кольца, броши, а также вставки для ювелирных украшений.

Дерево, текстиль, кожа, фарфор, резина, папье-маше, эмали, лаки. При изготовлении ювелирных украшений нередко используют дерево, кожу, фарфор, нейлоновые, шелковые, шерстяные нити, черную резину, папье-маше, лаки. Дерево применяют в качестве элемента декора и основного материала, текстиль, кожу, черную резину - как декорирующие материалы, фарфор - в качестве вставок и как основной материал. Из папье-маше (картона специальной выделки) делают ювелирные украшения в оправе из драгоценных металлов. Лаки используют для нанесения на живописную поверхность украшений защитной пленки - прозрачной, глянцевой или матовой, бесцветной или окрашенной, что усиливает эффект живописно-красочного слоя изображения, придавая краскам глубину и звучность тона. Эмаль - традиционный материал декора.

.7 Припой и флюсы

Пайка - один из наиболее древних и надежных методов соединения металлических деталей. Известно, что человек владел приемами пайки еще 3-5 тысяч лет назад. Найдено множество паяных ювелирных изделий из золота, серебра и бронзы, относящихся к культурам глубокой древности. Пайка - это процесс соединения металлических деталей с помощью расплавленного металла - сплава, называемого припоем. Припои представляют собой металлы и сплавы, которые вводятся в зазор между паяемыми деталями. Припои имеют более низкую, чем металлы соединяемых деталей, температуру плавления. За счет взаимодействия расплавленного припоя с металлом паяемых деталей достигается неразъемность соединений.

В процессе пайки между припоем и паяемым металлом возникают такие формы связи, при которых атомы жидкого припоя воздействуют на атомы паяемого металла. Происходит так называемый процесс смачивания жидким металлом твердого, что в свою очередь, приводит к диффузии (проникновению) расплавленного припоя в нагретый основной металл.

При охлаждении паяный шов кристаллизуется и затвердевает, причем диффузионные процессы продолжаются и в твердом состоянии.

Размеры и границы зоны могут значительно изменятся: припой может смешиваться с основным металлом до самой середины зоны, смешанную зону можно не обнаруживать вообще из-за её очень малой ширины. Процесс пайки требует, чтобы припой плавился уже в то время, когда основной металл еще находится в твердом состоянии; разница температур плавления припоя и основного металла не должна быть менее 40°С, а в отдельных случаях, в например при изготовлении филигранных изделий, когда существует опасность местного перегрева, эта разность должна превышать 50°С.

Припой, нагреваясь и становясь жидким, растекается по спаиваемому металлу. Процессу растекания способствует шероховатость поверхности спаиваемых мест, По этим шероховатостям - следам от предшествующей обработки - припой движется как по своеобразным капиллярам, заполняя все микронеровности пространства между плотно прилегающими и строго параллельными соединяемыми частями. Плотность прилегания и строгая параллельность - одно из непременных условий получения прочного и долговечного шва. На механическую прочность шва оказывают влияние выбранный тип соединения и качество размещения припоя, а также его количество, которое должно быть по возможности минимальным. При этом должно быть обеспечено правильное втекание припоя в стык.

Подготовка паяемых поверхностей. До начала процесса пайки необходимо тщательно очистить соединяемые поверхности от загрязнений и оксидов - место пайки должно быть абсолютно чистым. Очистка производится двумя способами: химическим и механическим. Для удаления загрязнений (жировых и масляных пятен) наиболее эффективен химический метод очистки. Он ведется, с помощью четыреххлористого углерода, трихлорэтилена, тринатрийфосфата. Механическая очистка - удаление оксидов производится с помощью напильника, надфиля, шабера, наждачной шкурки, проволочной (стальной) или стеклянной щетки. При этом нужно соблюдать осторожность, чтобы не повредить соединяемый зазор. При необходимости после механической очистки следует произвести еще и химическую.

Пригонка спаиваемых частей. Поверхности спаиваемых частей следует с большой точностью и плотностью состыковать друг с другом. Расстояние между ними должно быть незначительным, т.е. таким, чтобы осталось место лишь для припоя. Зазор должен быть в пределах от 0,025 мм до 0,1 мм. При пайке замкнутых пустотелых деталей необходимо проделать в них (в малозаметных местах) небольшие отверстия для беспрепятственного выхода воздуха. Иначе, нагреваясь и расширяясь, воздух может вспучить деталь и даже разорвать ее. Чтобы снять внутренние напряжения в соединяемых деталях, оставшиеся после предшествующей обработки, и избежать таким образом возможных излишних дефектов, соединяемые части подвергают отжигу.

Перед пайкой прессованных деталей и изделий следует тщательно проверить, нет ли в них трещин или дырочек, которые при пайке, вследствие затекания припоя, расширятся, что неизбежно приведет к некачественной пайке, браку. При пайке слабоподвижных шарнирных соединений, а также пружинных замков браслетов затекания припоя в зазоры можно избежать, проложив маленькие кусочки бумаги или картона.

Перед пайкой (при ремонте) полых цепочек и полых звеньев браслетов места поломки опиливают и между стыками перпендикулярно к ним вставляют тонкую серебряную пластинку; на обе стороны пластинки наносят припой, паяют, а после пайки выступающие концы пластинки опиливают.

Фиксация деталей. В процессе, пайки детали располагают на специальной подкладке - асбестовом листе. Пайку нельзя начинать, не произведя фиксацию (упрочнение, закрепление в требуемом положении) деталей. При ручном изготовлении ювелирных украшений пригодны традиционные методы фиксации деталей: удерживание пинцетом, круглогубцами, укрепление с помощью проволоки, булавок, зажимов и т.д.

В условиях массового производства незаменимым способом фиксации деталей перед пайкой является контактная пайка - прихватка. Припаиваемые детали изделий, помещают в соответствующих форм выемки съемных матриц, закрепляемых на опорной плите. Затем к деталям подводят электрод. Соединение деталей в определенных точках происходит за счет местной пластической, деформации, которая вызывается нагревом электрическим током. При этом электроды, проводящие ток, одновременно играют роль пуансонов для осадки металла в нагретой зоне. Способ этот пригоден для абсолютного большинства ювелирных украшений. Точечный паяный шов между деталями достаточно прочен, чтобы выдержать в последующем нанесение флюса, припоя, транспортировку деталей к месту пайки, которая должна осуществляться немедленно после очистки соединяемых поверхностей.

Припои. В ювелирной промышленности припои различают по их металлическим основам (припои оловянные, кадмиевые, цинковые, магниевые, алюминиевые, медные, серебряные, золотые), а также по температуре плавления (легкоплавкие, среднеплавкие, тугоплавкие).

Припои могут быть в виде фольги, ленты, проволоки, стружки, сетки, литых прутков, фигурных отливок и т.д.

Припои должны непременно обладать тремя свойствами: хорошо смачивать основные металлы; хорошо растекаться, обеспечивая качественное заполнение зазора; образовывать прочные и долговечные соединения. Выбор нужного припоя определяется свойствами основного металла, рабочей температурой припоя, методом пайки.

Золотые припои. Используются для пайки ювелирных изделий из золота и платины. Отличаются особо высокой коррозионной стойкостью. Проба золотых припоев должна быть идентична пробе изделий. Одной пробе обычно соответствует несколько припоев, которые отличаются друг от друга температурой плавления и цветом.

Цвет золотых припоев зависит от соотношения в них меди и серебра: больше меди - припой розовый, больше серебра - зеленоватый, одинаковое количество меди и серебра - розовато-желтый. Прибавка цинка придает припою зеленый цвет, от прибавки кадмия цвет припоя не изменяется.

На практике различают белые и желтые золотые припои. Желтые припои применяют при пайке изделий из золота желтых оттенков, белыми паяют изделия из белого золота и, платины. По количеству содержащихся в припоях меди, цинка, кадмия, олова их делят на мягкие (легкоплавкие) и твердые (средне- и тугоплавкие).

Ряд золотых припоев 583-й и 750-й проб находят применение на предприятиях. Существуют также золотые припои 500-й и 375-й проб, которые используются при пайке реставрируемых и ремонтируемых изделий.

Серебряные припои. Основные отличительные свойства серебряных припоев - пластичность, прочность, антикоррозийность. Температура плавления их 650-810°С. Они обеспечивают требуемую смачиваемость соединяемых поверхностей паяемых деталей, хорошо заполняют зазоры швов.

В отличие от золотых серебряные припои могут не соответствовать пробе изделий. На предприятиях ювелирной промышленности в настоящее время применяют около десятка серебряных припоев. Более двух десятков серебряных припоев различных проб используются при пайке ювелирных изделий на предприятиях.

Медно-цинковые припои. Припои на основе медь - цинк имеют удовлетворительную низкую температуру плавления, но у них недостаточно высокие показатели пластичности. Эти припои используются при пайке изделий из меди, которые будут испытывать на себе воздействия удара и изгиба. Пайку изделий из меди ведут также двойными латунями Я63 и Л60. У этих припоев более высокая температура плавления; механические свойства их тоже выше.

Медно-фосфорные припои. Эта группа припоев необходима для пайки ювелирных изделий из латуни, нейзильбера, мельхиора, алюминиевой бронзы и медно-никелевых сплавов. Их главный недостаток - слабая пластичность, для увеличения которой в них добавляют олово и цинк. Приготовляются медно-фосфорные припои в виде порошкообразной пасты.

Припои на основе олова могут иметь следующий состав: 1 часть чистого олова плюс 1 часть чистого свинца или 2 части чистого олова плюс 1 часть чистого свинца, или 5 частей чистого олова плюс 3 части чистого свинца.

Пастообразные припои. В последнее время при пайке серийно выпускаемых ювелирных, изделий все чаще стали применяться так называемые пастообразные припои (паяльные пасты) на основе сплавов золота 583-й пробы. Нанесение таких припоев на паяемые изделия осуществляется механизировано с помощью специального дозирующего устройства - дозатора, что повышает производительность труда, улучшает культуру производства. Применение таких припоев при реставрации изделий позволяет легко устранять дефекты: трещины, поры, раковины.