ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Лекция 5-2сем

ПОЛИРОВАНИЕ

Окончательный этап при изготовлении любого изделия из камня является полирование. Сверкающие и гладкие поверхности, свойственные полированным камням, получаются в результате контакта полируемого изделия с вращающимся мягким материалом, таким, как войлок, кожа, ткань или дерево, заправляемым полирующим составом.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Оксид алюминия.

Глинозем¹, отмученный глинозем, диамонтин, сапфировый порошок, рубиновый порошок, рубиновая пыль. Руби Дике, Линде А, Линде В и т. д. - все эти разновидности имеют белый цвет, за исключением приготовленной из синтетического корунда, которая имеет розовый цвет. Оксид алюминия в тех условиях, в которых он применяется при полировании, нерастворим. Все указанные разновидности идентичны по составу, но. различаются по содержанию примесей в зависимости от способа производства. Абразивы, приготовленные из измельченного синтетического корунда, включают в свое название слово «рубин». Линде А и Линде В наиболее тщательно классифицированы и характеризуются исключительно высокой однородностью частиц по размеру. Все указанные разновидности широко применяются для полирования металлов и ювелирных камней. Для галтовки или массового производства кабошонов популярен отмученный глинозем (благодаря низкой стоимости), однако он не полирует так быстро и хорошо, как Линде А, оксид олова или оксид церия. При обработке камней с низ-кой твердостью и камней, склонных к недополировке Линде А показ. Хороший результат, если применяется на коже или дереве.

Углерод. Алмаз, борт, карбонадо. Бесцветный, желтоватый или зеленоватый материал. Нерастворим. Для практических целей безразлично - используется ли пригодный, или синтетический алмаз, если течь идет о крупных фракциях. Алмазный порошок продается а небольших стеклянных пузырьках в количестве от 1 кар и более или в виде пасты, которая, как правило, поступает в продажу в пластмассовых шприцах, очень удобных в работе и полностью предотвращающих загрязнение пасты. Порошки смешивают с оливковым маслом, вазелином или другими маслами жирами, а также с жировыми веществами, растворимыми в воде. Жиры обычно разбавляют или делают менее вязкими путем добавления, дезодорированного керосина или других легких минеральных масел или силиконовых жидкостей, этиленгликоля идр.

Диоксид церия. Двуокись церия, церии. Желтовато-розовый материал. Растворим в концентрированных серной и азотной кислотах, нерастворим в разбавленных кислотах. Аналогичный материал, состоящий из оксидов редких земель, известен как барнесит и по полирующим свойствам не отличается от диоксида церия. Диоксид церия предпочитают всем полирующим материалам при обработке разновидностей кварца, за исключением некоторых, склонных к недополировке, таких, как тигровый глаз. Их лучше обрабатывать порошком
Линде А или алмазом. Диоксид церия дает отличные результаты при полировании всех разновидностей берилла.

Углекислый кальций. Кальцит, карбонат кальция. Бесцветный или белый материал. Растворим в кислотах, включая уксусную. Углекислый кальций получают путем дробления кальцита или чистого мрамора, отмучиванием в воде и декантацией суспензии для последующего выделения по возможности более мелких частиц. По действию он эквивалентен мелу и является «нежным» абразивом для полирования таких мягких материалов, как гагат, янтарь, слоновая кость, растительная кость и коралл.

Древесный уголь. Получается из древесины, корней, стеблей травянистых растений и т.п., в которых в процессе роста накапливались исключительно мелкие частицы оксида кремния, остающиеся и в угле. Уголь нерастворим и применяется для полирования металлов и мягких материалов, таких, как гагат, слоновая кость, янтарь и др. Полирующий материал для обработки ювелирных материалов, в том числе таких твердых, как корунд (Н 9), получают также из золы обычного или датского тростника (Equisetum). Он представляет собой тонкий сероватый порошок, который отчасти растворим в кислотах и воде.

Оксид хрома (полуторный оксид хрома). Хром, зеленый хром, зеленая окись хрома и т.п. Темный, интенсивно зеленый материал. Нерастворим. При работе дает много грязи, все сильно пачкает, с трудом смывается с рук, одежды и т. п. Оксид хрома неоднороден по размеру частиц и может оставлять царапины. Тем не менее он широко применяется для полирования кабошонов, особенна из материалов, склонных к недополировке, и популярен при обработке нефрита, который, однако, лучше полировать Линде А или алмазом. Оксид хрома не следует применять для полирования светлоокрашенных камней, содержащих трещины и поры, во избежание их окрашивания.

Оксид железа. Красная окись железа, крокус, ювелирный крокус, лондонский красный^; крокус. Темный, коричневато-красный материал, растворим в соляной кислоте. По химическому составу идентичен гематиту, сильно окрашивает руки и обрабатываемое изделие. Оксид железа при полировании применяется редко, поскольку существуют столь же эффективные, но более «чистые» в работе материалы.

Диоксид кремния. Трепел. Белый или светлый, коричневато-желтый материал. Слабо растворим в горячих щелочных растворах. Растворим в соляной кислоте и, горячих водных растворах бифторида аммония. По химическому составу идентичен кварцу. Получают из измельченных в порошок пород, содержащих кремнистые остатки диатомовых водорослей. Этот абразив, очищенный соответствующим образом, весьма однороден. Трепел широко применяется для полирования агата и многих других ювелирных камней. Иногда его рекомендуют для полирования сапфиров на планшайбах из олова или подобного металла, однако он едва ли может в этом случае заменить алмаз.

Диоксид олова. Оксид (двуокись) олово. Чистый диоксид олова имеет белый цвет с кремовым оттенком. Порошок, выпускаемый для чистки металлических предметов, является материалом неопределенного состава и, по-видимому, состоит из оксида олова, карбоната кальция или магния и небольшого количества щавелевой кислоты. Для полирования камней он практически не применяется, так как не стабилен по свойствам и не идет ни в какое сравнение с лучшими по качеству и доступными полирующими составами. В фабричной упаковке порошок спрессован в виде блоков, которые при добавлении воды распадаются. Растворяется в крепких растворах КОН и NаОН. Чистый диоксид олова успешно применяется для полирования различных ювелирных материалов.

Диоксид циркония. Двуокись циркония.
Материал интенсивного красновато - коричневого цвета. Растворим в серной и плавиковой кислотах. При полировании ведет себя так же, как диоксид церия.

Хранение порошков.

Перед нанесением порошков на полировальники их смешивают с водой.

Помимо порошков и паст полирующие составы выпускаются также в виде водорастворимых, полутвердых, цилиндрических или прямоугольных брикетов, которыми натирают вращающуюся влажную поверхность полировальника. Изменяя влажность полировальника, можно нанести на него столько состава, сколько требуется.

ПОЛИРОВАЛЬНИКИ

Существует два основных типа полировальников: полировальники для полирования кабошонов, плоскостей, сфер и других изделий, не требующих высокой точности

исполнения, и полировальники для полирования геометрически плоских поверхностей, таких, как грани ограненных камней. Полировальники первого типа делают как из мягких материалов - ткани и кожи, так и из более твердых - дерева и резины. Полировальники второго типа изготовляют из плоских пластин металла, пластмассы или дерева. Они в меньшей степени продавливаются от прикладываемого давления и поэтому дают возможность получать более точные поверхности.

ДИСКИ И ВОЙЛОЧНЫЕ КРУГИ

Самый распространений полировальник представляет собой сплошной войлочный круг, изготовленный из высококачественной спрессованной шерсти. Хорошо применять для этой цели наиболее плотные сорта войлока, поскольку другие слишком быстро изнашиваются. Войлочные круги выпускаются от очень небольших для ювелирных работ до кругов диаметром 300 мм и толщиной 50 мм и более для полирования камня. Поскольку войлок не так прочен, как другие материалы, необходимо, чтобы толщина войлочного круга была не менее 25 мм; предпочтительнее 37-50 мм. Опорные фланцы должны иметь диаметр около ¹/₃ диаметра круга. Их назначение - придать кругу жесткость и предотвратить проскальзывание шпинделя по валу. Войлочные круги лучше работают при невысоких окружных скоростях. Рекомендуются скорости 5-10 м/с. Излишняя же скорость делает поверхность как бы тверже, но в то же время под действием увеличенной центробежной силы полирующий состав срывается с круга и расходуется напрасно. Круг быстро изнашивается, если используется только центральная часть его рабочей поверхности, где и образуется канавка.

Это особенно важно, когда полируется плоская поверхность, поскольку неравномерно изношенный круг будет полировать лишь частью своей рабочей поверхности.

Все сорта войлока легко загрязняются,
поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности и хранить круги подальше
от грязи и пыли. Так, если вы предпочитаете работать с диоксидом церия, то не применяйте другого полирующего порошка на этом же круге. Частицы грязи удаляют с круга при его вращении с помощью куска пемзы. Одновременно этим способом можно хорошо выровнять поверхность круга.

КОЖАНЫЕ ПОЛИРОВАЛЬНИКИ

Сплошные кожаные круги издавна используются для полирования ювелирных изделий из металлов, а также ювелирных камней, включая резные изделия. Необходимости в сплошных вертикальных кожаных кругах, по существу, нет, поскольку легко могут быть сделаны подходящие заменители. Для полирования годится кожа любого типа, но она должна быть просто выдублена, без искусственного окрашивания или выделки,. Для выполнения операции полирования кожа может быть приклеена к дискам, натянута на деревянные формы, подобные показанной на рис. 61, или же использована различными другими способами. На рис. 62 приведен удобный в работе. полировальник, в котором тонкая кожа натянута над чашечным кругом.

Кожа дает удовлетворительные результаты при обработке почти всех ювелирных камней, но особенно она эффективна для материалов, склонных к недополировке, таких, как нефрит. Лазурит, родонит, змеевик и др. Более того, на коже можно применять почти любой полирующий порошок, включая алмаз. Наиболее широко используются оксид хрома и Линде А, причем последний предпочтителен. Камни, которые при полировании на войлоке приобретают лишь тусклый блеск, даже пойле продолжительного шлифования, на коже пойти всегда получаются блестящими. Если любитель располагает только одним полировальником, то последний должен быть кожаным, поскольку на нем можно обрабатывать практически все, тогда как войлок, хотя и позволяет быстрее отполировать некоторые камни, не пригоден для обработки материала, склонного к образованию «лимонной корки». Кожа исключительно экономична в работе: кусок, однажды натянутый на - полировальник, служит в течение ряда месяцев без видимого износа. Существенным недостатком кожи являются вынужденная затянутость обработки и то, что наилучшая полировка получается при условии почти сухой обработки. Последнее обстоятельство приводит к сильному нагреванию камня, от которого может расплавиться наклееч-ная смола и камень сорвется с оправки. Толстая «подошвенная» кожа в сочетании с алмазной пылью применяется для полирования очень твердых камней способом, аналогичным шлифованию эластичными материалами. С успехом можно использовать ее и с обычными полирующими порошками. Однако жесткость кожи препятствует тесному контакту полировальника с кабошоном, в результате чего в любой момент времени полируется лишь небольшая часть поверхности кабошона. По этой причине.для кожаных полировальников чаще всего используют кожу толщиной нс более 3 мм, поскольку гибкость се обеспечивает большую поверхность контакта с камнем.

Кожу можно приобрести в магазинах, торгующих оборудованием для камнеобра-ботки, материалами для любителей мастерить и для сапожников. Если нужна гибкая (мягкая) кожа, то просите оленью, поскольку именно ей свойственны как раз те толщина и гибкость, которые требуются. Кожа имеет две стороны: гладкую (со стороны, где была шерсть) и грубо - волокнистую (с внутренней стороны). Автор не заметил значительной разницы в полирующих свойствах этих сторон, однако сам он предпочитает работать на гладкой стороне, поскольку она в меньшей степени подвержена загрязнению, посторонними частицами причиной появления царапин на поверхности камня.

ПОЛИРОВАЛЬНИКИ ИЗ ТКАНИ

Эти полировальники, представляющие собой стопку множества кругов из неотбеленного миткаля, также успешно применяются для полирования при условии, если им придают высокие частоты вращения, которые делают рабочую поверхность полировальника достаточно жесткой и способной противостоять давлению камня.

Высокие частоты вращения приводят к тому, что значительная часть полирующего состава срывается с круга, и, если в процессе полирования будет захвачен край камня, он также будет с силой отброшен в сторону.

Ткань можно применять на дисковых и барабанных полировальниках, но длительно служить, не протираясь и не изнашиваясь, могут только плотные и толстые ткани, такие, как брезент, некоторые виды саржи, а также специальные ткани для полирования образцов минералов. Отличные результаты дают полировальники из чисто шерстяной ковровой ткани. Прочная ткань, предназначенная для ленточных шлифовальных станков, может применяться и для полировальников. При этом она сохраняет все преимущества, которые были отмечены при описании шлифовальников такого типа.

Ткани можно натягивать на деревянные формы и закреплять их спичу гвоздями с большими шляпками с таким расчетом, чтобы ни один гвоздь не оказался в зоне, используемой для полирования.

Полировальники из ткани не должны вращаться с частотой, превышающей 500 об/мин, за исключением полировальников из прошитого миткаля, для которых нужна частота вращения 2500-3000 об/мин, чтобы стать достаточно жесткими и, следовательно, эффективными.

ПОЛИРОВАНИЕ НА ПЕЛЛОНЕ

Пеллон - это синтетическая ткань, широко применяемая в качестве подкладочной и бортовой при пошиве одежды и в то же время исключительно эффективная при полировании плоских образцов минералов и ювелирных камней. Для последней цели диски из пеллона приклеивают к металлическим планшайбам с помощью контактного клея и заправляют водными суспензиями полирующего порошка. Пеллон можно использовать и на криволинейных поверхностях и мягких подложках, но он легко рвется, если зацепится за острый выступ камня. В продаже имеются готовые пелло-новые диски, покрытые слоем клея, благодаря чему, их можно сразу соединять с планшайбой. Но пеллон можно купить и в магазинах, торгующих тканями. Использовать его, однако, в таком виде менее удобно, чем готовые диски. В этом случае для приклеивания пеллона к подходящим планшайбам применяются обычные контактные клеи.

С планшайбой, покрытой пеллоном, работать не сложно: нанесите на нее кистью жидкую водную суспензию полирующего состава, включите двигатель и прижмите к ней плоский образец. Благодаря пористой структуре пеллона никакие рывки или тянущие усилия почти не заметны. И только когда вы почувствуете, что трение заметно увеличилось, это будет означать, что круг стал сухим и требуется повторное смачивание. Поскольку пеллон не может противостать сильному нагреванию, почаще проверяйте, не слишком ли нагрелся образец. В связи с тем что пеллон наиболее эффективен на идеально плоских поверхностях, следует обеспечить выполнение этого условия, для чего нанесите контактный клей толстым равномерным слоем. Диски из ткани следует предварительно прогладить утюгом, чтобы перед их установкой на планшайбу ликвидировать все складки, а установив, необходимо тщательно расправить рукой, чтобы удалить из-под ткани пузырьки воздуха.

Пеллон значительно превосходит по своим полирующим свойствам все прочие материалы при обработке разновидностей кварца и других минералов - монокристаллов или однородных по составу минералов. Пеллон полирует пластины из горного хрусталя и халцедона так быстро и с таким качеством поверхности, которого практически невозможно достичь каким-либо другим способом. Было установлено, что на пеллоне наряду с Линде А исключительные полирующие качества проявляет диоксид церия.

ДЕРЕВЯННЫЕ ПОЛИРОВАЛЬНИКИ

Обычное дерево издавна применялось для полирования драгоценных и поделочных камней, - причем в знаменитых центрах по обработке камня в ФРГ и Франции для этого использовали древесину бука. Для полирования пригодна любая плотная древесина. Тик, красное дерево, бук; береза, вишня и другие фруктовые деревья, падуб, тополь; камедное дерево-все они годятся для этой цели. Дерево может быть Обработано в виде дисков, барабанов или кругов; поверхность делается плоской или снабжается разнообразными по форме канавками, обеспечивающими большую площадь контакта с камнем. Поскольку работа на кругах предусматривает использование воды, дерево может покоробиться. Частично этого можно избежать, пропитав его предварительно расплавленным пчелиным воском. Аналогичные по эффективности с кожей деревянные полировальники эффективны с материалами, склонными к недополировке, а также со многими более твердыми камнями, которые на других полировальниках полируются медленно или с трудом.

Деревянные полировальники с канавками делают по образцу шлифовальника. Диаметр катушек может меняться от 50 до 150 мм, при этом предпочтение следует отдать 75-мм катушкам, поскольку их можно вращать достаточно быстро, чтобы обеспечить хорошую полировку и в то же время не терять полирующий порошок за счет действия центробежной силы. Важно, чтобы катушки были сделаны таким образом, чтобы древесные волокна шли параллельно длине катушки. Тогда древесина будет меньше коробиться и равномерно изнашиваться. Чтобы катушки не впитывали воду, после обработки и шлифовки их погружают в горячий парафин или льняное масло, после чего тщательно удаляют их излишки. Но поскольку поверхность необработанной древесины лучше удерживает частицы абразива или полирующего порошка, многие предпочитают не пропитывать катушки.

В продаже имеются разнообразные небольшие станки, снабженные набором катушек. Начинающий любитель может сделать станок своими руками, используя шпиндель с шарикоподшипниками и приводным шкивом, соединенным ремнем с расположенным позади шпинделя двигателем, шкив которого подобран таким образом, чтобы обеспечить вращение вала с катушками с частотой 700-900 об/мин.

Относительно мягкая древесина, а именно тополь, ива, ольха, лучше, чем твердая, удерживает абразив и поэтому больше подходит для шлифования, но она может быть «использована и для полирования обычными, полирующими порошками. В то же время твердые породы дерева - клен, береза - лучше подходят для полирования очень твердых камней, таких, как сапфир, рубин и хризоберилл.

В целом предпочтительна следующая схема обработай. Предварительное шлифование на круге с 15-мкм абразивом (наиболее желателен алмаз) с последующей обработкой 6- и 3-мкм алмазными пастами. Многие ювелирные материалы уже на этом этапе приобретают удовлетворительную полировку. Окончательную полировку выполняют 1-мкм алмазной пастой или даже более тонкой, что может потребоваться при полировании очень твердых камней. Вода на катушки обычно не подается, поскольку для смачивания бывает достаточно воды, поступающей с суспензией полирующего порошка. При этом, однако, нужно следить за тем, чтобы камень не перегревался. При использовании алмаза применяют растворитель - обычный дезодорированный керосин, диэтиленгликоль (тормозная жидкость) или силиконовую жидкость. Их наносят регулярно по нескольку капель, и этого оказывается достаточно, чтобы, с одной стороны, предохранить поверхность дерева от высыхания, а с другой - предотвратить разбрызгивание жидкости с катушки.

ПРОБКОВЫЕ ПОЛИРОВАЛЬНИКИ

Хорошие полировальники для обработки кабошонов и небольших пластин делаются из листовой пробки толщиной 1, 5-6 мм, наклеенной на металлический диск. Подходящий по размеру лист пробки можно приобрести: в магазинах, торгующих запасными частями для автомобилей. Лист разрезают на куски необходимого размера и приклеивают к металлическому диску контактным клеем или битумно - канифоль-ной мастикой. При использовании последней диск следует нагревать, пока мастика не начнет плавиться. Лист пробки прижимают грузом, предварительно удостоверившись, что он лежит ровно. Жесткая поверхность такого полировальника особенно полезна при обработке материалов, склонных к недополировке.

ПОДГОТОВКА К ПОЛИРОВАНИЮ

Прежде чем нанести полирующий состав на полировальник, последний необходимо установить и испытать, как он вручается на станке. Смешайте в стеклянной банке около одной чайной ложки полирующего порошка с несколькими объемами воды. К смеси добавьте несколько капель разбавленного шампуня или щепотку стирального порошка. Они обладают смачивающим действием и способствуют более равномерному распределению полирующего порошка. Используемые в домашнем хозяйстве моющие средства вредного действия на полировальники не оказывают.

Каждый полирующий порошок должен храниться в отдельной банке с этикеткой, и к каждому должна быть приложена своя кисть. Для полирования применяют только разбавленную суспензию. Густую массу, осевшую на дно, использовать не следует. Необходимо каждый раз перед нанесением суспензии хорошенько ее перемешивать. Нанесение густой суспензии приводит к засаливанию полировальника, снижению скорости полирования и напрасной трате полирующего порошка. Нужное количество наносимой суспензий для войлочных полировальников определяется по сильному окрашиванию войлока. Свежие порции суспензии добавляются каждые несколько минут, но нужно следить, за тем, чтобы поверхность не покрывалась толстым слоем порошка. Применяя кожаный полировальник, будьте более экономны и используйте Линде А или оксид хрома в таком количестве, чтобы только изменить цвет кожи. Слишком большое количество порошка на коже приводит к ее засаливанию и снижению эффективности полирования. Во всех случаях подавайте ровно столько суспензии, сколько нужно, чтобы поддерживать полировальник во влажном, но не в мокром состоянии, придерживаясь такой концентрации порошка в суспензии, которая бы обеспечивала высокое качество полировки.

ТЕХНИКА ПОЛИРОВАНИЯ

Независимо от того, обрабатывается ли пластина или криволинейная поверхность, сначала полируются края камня до тех пор, пока блестящая поверхность полностью не окружит нетронутую в центре. Имейте под рукой коробку с клочками ткани, чтобы почаще протирать изделие для осмотра.

Поверхность камня протирайте тщательно, поскольку следы полирующего порошка могут маскировать небольшие дефекты, такие, как царапины и недополированные места. Далее полирование продолжают, слегка наклонив изделие, чтобы обработать центральную его часть, и снова оценивают результаты работы. Когда вся поверхность будет отполирована, камень тщательно очищают и осматривают критическим взглядом, держа изделие под яркой лампой. В это время можно выявить и устранить замеченные дефекты. Помните, что необходимо* тщательно ^:протирать камень и использовать для осмотра яркий свет. Надежной проверкой качества полировки является осмотр чистой поверхности камня с помощью лупы 5-10-кратного увеличения. На хорошо отполированной поверхности даже при таком увеличении почти невозможно увидеть риски.

Практически любой хорошо отшлифованный камень начинает блестеть через несколько секунд. Если же этого не происходит, то либо поверхность не была как следует отшлифовано, либо применена не та комбинация порошка и полировальника. Если же причина в том, что изделие было недостаточно хорошо отшлифовано, то отполировать его все равно не удастся. Необходимо снова отшлифовать его тонким или даже грубым абразивом и затем повторить полирование.