ГЛАВА VII
ОТДЕЛКА И ХУДОЖЕСТВЕННАЯ ОБРАБОТКА ЮВЕЛИРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Отделка и художественная обработка ювелирных изделий проводятся для того, чтобы повысить художественную ценность и износостойкость изделий, антикоррозионную стойкость их поверхностей и придать изделиям соответствующий товарный вид. Отделочные процессы можно классифицировать по трем видам: механическая отделка — полирование, чеканка, гравирование; декоративно-защитные покрытия — эмалирование и чернение; химическая обработка — оксидирование и гальванизация.

§ 41. 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. Ювелирные изделия могут подвергаться полированию перед оксидированием — покрытием слоем другого металла. Если изделия после сборки нельзя отполировать целиком, некоторые детали их полируют в процессе монтировки. В основном применяются два вида полирования ювелирных изделий: механические и электрохимическое. Механическим называют поштучное полирование изделий с абразивом и без него. Массовые же способы полирования — в барабанах и контейнерах, несмотря на то, что 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 специальными полировками. Для абразивного полирования ювелирных изделий применяют двухшпиндельные станки, оснащенные насадками для крепления полировального инструмента и вытяжными устройствами со сборниками отходов для последующего извлечения драгоценных металлов.
Инструментом для механического полирования служат эластичные круги, щетки и полировники (рис. 124). Они должны хорошо удерживать на поверхности абразивные пасты и быть стойкими в эксплуатации. Назначение полировального инструмента зависит от материала, из которого он сделан, и его формы.

Фетровые круги (фильцы) — применяют для первоначального полирования гладких, ровных и выпуклых поверхностей. Это высококачественный полировальный инструмент, очень стойкий в эксплуатации, его твердость зависит от грубошерстности материала. Размер кругов определяется их внешним диаметром. Фетровый круг благодаря имеющемуся в центре отверстию наворачивается на конусно-винтовую насадку шпинделя полировального станка.
Волосяные круги (дисковые щетки) — служат для полирования ювелирных изделий сложной конструкции с ажурной и рельефной поверхностью. Дисковая щетка имеет деревянную основу — опорный деревянный диск, на котором по всей окружности укреплены торчащие волосяные кисти. Эластичность щетки определяется жесткостью и длиной волоса. Увеличить жесткость щетки можно, укоротив длину волосяного покрова. Крепятся волосяные круги на полировальном станке так же, как и фетровые.
Матерчатые круги — служат для окончательного полирования (наведения блеска). Представляют собой сделанные из материала диски, собранные в пакеты. В качестве материала могут использоваться: бязь, миткаль, полотно, фланель. Собранные в пакет диски закрепляют между деревянными щечками с осевым отверстием. При сборке пакета целесообразно использовать несколько прокладок из дисков меньшего диаметра, это улучшает вентиляцию круга и увеличивает срок его службы. Жесткость кругов можно регулировать прошиванием дисков (сшиванием между собой), чем меньше расстояние между строчками прошива, тем жестче круг. Матерчатые круги — самые универсальные, в зависимости от подобного материала и нанесенной пасты ими можно полировать поверхность любого вида и любой чистоты.
Нитяные круги (пушок) — применяются, так же как и матерчатые, для наведения глянца на поверхности изделия. По конструкции напоминают волосяные, разница в том, что вместо волосяного покрова у них покров нитяной. Нитяные круги очень мягкие.
Все перечисленные круги используются как станочный инструмент. На поверхность каждого вращающегося круга наносят полировочные (абразивные) пасты. Зернистость пасты выбирается в зависимости от стадии полирования изделий (начальной или конечнрй). Полировочные пасты содержат тонкие абразивные порошки, жировые связки и специальные добавки. Абразивным материалом служит оксид хрома, крокус (оксид железа), оксид кремния. В качестве связок в пастах используют: стеарин, парафин, техническое сало, цезерин, воск, окисленный петролатум. Специальными добавками являются: двууглекислая сода и олеиновая кислота, которые вводятся для активизации процесса полирования, скипидар и керосин — для изменения вязкости. Пасты на основе оксида хрома имеют зеленый цвет, а на основе оксида железа — красный. Составы этих паст приводятся в табл. 18.

Таблица 18

Составы паст

Эти пасты выпускаются в твердом состоянии. Наносятся они на полировальные круги во время вращения круга легким касанием поверхности круга пастой. При полировании изделий из драгоценных металлов для первичной и основной обработки поверхности служат пасты ГОИ, для окончательной доводки — крокусные пасты. Состав паст выбирается в зависимости от твердости полируемых сплавов.
Ручным инструментом для механического полирования служат полировники. Сущность полирования заключается в выглаживании поверхности изделия гладким участком полировника. Выглаживание поверхности происходит без применения абразивных паст. Полировники используют для обработки труднодоступных мест, небольших участков среди матованной или гравированной поверхности, гальванических покрытий. Полировники бывают стальные и гематитовые. Стальной полировник делается из хорошей инструментальной стали (часто используются надфили) в виде стержня с отполированным концом (рабочей частью). Чаще всего рабочая часть полировника имеет овальную форму, но применяются полировники и с рабочей частью различных форм для обработки поверхностей любого характера.
Гематитовые полировники формой и длиной стержня напоминают кисти для живописи. На конце деревянного стержня закрепляют гладко обработанный гематит (кровавик), который и является рабочей частью полировника. Рабочая часть гематитовых полировников, так же как и стальных, чаще бывает округлой, но используют и другие формы камней. Обязательное требование к полировникам независимо от их формы — гладко отполированная поверхность рабочей части.
Механическое полирование — самый качественный и единственный окончательный вид полирования (после гидравлического и электролитического полирования изделия глянцуют механическим способом), но оно имеет существенный недостаток — каждое изделие полируется индивидуально. В связи с этим большее распространение в ювелирной промышленности получили массовые виды полирования — галтовка и виброобработка.
Галтовка. Галтовка — это способ массового полирования изделий во вращающемся барабане в среде полирующих и моющих средств.
Полирующим средством, загружающимся в барабан вместе с изделиями, являются стальные шарики диаметром от 1 до 3 мм (в зависимости от изделия). Вместе с тем в барабан заливается моющий раствор. Его состав следующий (г/л):

Применяются и другие растворы, ускоряющие процесс, например растворы 72%-ного мыла, едкого натра, кальцинированной соды, гашеной извести, азотистокислого натрия и т. д. Сам барабан может быть цилиндрическим, гладким и граненым (6,8 граней). Кожух у него металлический, выложенный изнутри резиной. Резина предохраняет изделия от забоин и герметизирует барабан. Последнее время стали применять резиновые барабаны.
Сущность процесса заключается в том, что при вращении барабана изделие и металлические шарики (наполнитель) находятся в постоянном движении, и в результате взаимного трения сглаживаются поверхности более мягкого металла (изделий). Моющий состав, находящийся также в движении, смывает грязь и ускоряет процесс полирования. Оптимальный режим вращения барабана для золотых и серебряных изделий 70 — 80 об/мин. Барабан загружают наполовину, причем шариков (по объему) должно быть вдвое больше, чем изделий. Продолжительность галтовки от 2 до 8 ч в зависимости от состояния поверхности. По окончании галтовки изделия отделяют от шариков, промывают, а затем подвергают глянцеванию на полировальных станках.
Виброобработка. Виброобработка изделий — это схожий с галтовкой процесс полирования в среде наполнителя, но не во вращающемся барабане, а в вибрирующем контейнере. Сущность процесса та же — поверхность изделий сглаживается в результате взаимного трения. Но время полирования изделий при виброобработке значительно короче, чем при галтовке, — 60 — 80 мин. Процесс полирования происходит в закрытом контейнере виброустановки, куда вместе с изделиями помещаются наполнитель и моющий раствор. В качестве наполнителя, который занимает 2/3 объема контейнера, используют стальные и стеклянные шарики в соотношении 2:1. Размеры стальных шариков 2 — 6 мм, стеклянных — 4 мм. Моющим средством является раствор того же состава, что при галтовке, плюс древесная мука — 10 г/л.
Загрузка в контейнер проводится так. Сначала загружают стальные и стеклянные шарики, затем после включения виброустановки химические компоненты и воду. Изделия загружаются только после тщательного перемешивания наполнителя с моющим составом. Такая последовательность объясняется тем, что плотность драгоценных металлов (изделий) выше плотности наполнителя и в результате вибрации наполнитель будет постепенно вытесняться наверх, а изделия погружаться на дно контейнера. По окончании процесса виброобработки изделия отделяют от наполнителя, промывают, сушат и глянцуют.
Оба способа — галтовка и виброобработка — имеют существенный недостаток — нельзя полировать изделия сложной конфигурации, имеющие острые ребра и резкие переходы.
Электрохимическое полирование. Это процесс анодного травления, в результате которого имеющиеся на поверхности микронеровности растворяются и поверхность сглаживается. По сравнению с другими видами, электрохимическое полиравание имеет ряд преимуществ: возможность обработки недоступных для других способов мест; равномерное сглаживание металла по всей поверхности, сохраняющее конфигурацию изделий; сокращение потерь драгоценных металлов. Электрохимическое полирование происходит в ванных с электролитом при соблюдении определенного режима. Состав электролита для золота следующий (г/л):

Изделие служит анодом при катоде из нержавеющей стали, расстояние между электродами 10 см. Напряжение на ванне 2,8 — 3 В. Продолжительность полирования 5 — 10 мин при температуре электролита 50 — 60°С.
Для полирования серебра пользуются электролитом (г/л):

Анодная плотность тока 3 — 5 А/дм², температура электролита 18 — 25°С, длительность полирования 2 — 5 мин.
Другой электролит для серебра имеет состав (г/л):

Полирование происходит при анодной плотности тока 2 — 10 А/дм², рабочая температура электролита 20 — 25°С, продолжительность процесса 5 — 15 мин.
Если для изделий полирование — процесс окончательный, то после промывки и сушки изделия подвергают глянцеванию механическим способом с помощью абразивной пасты. Окончательная промывка после глянцевания завершает процесс отделки ювелирных изделий. Для промывки ювелирных изделий современные предприятия оснащены ультразвуковой установкой, резервуар которой заполняется моющим раствором следующего состава (г/л):

Время очистительного цикла до 3 мин, температура раствора 60°С.