Учебное пособие

Ювелирное дело

       

Шлифование и полирование

Эти разновидности методов обработки металлов резанием широко распространены при изготовлении ювелирных украшений.

Шлифование. Процесс снятия с изделия очень тонкого слоя металла с помощью шлифующих (абразивных) материалов называется шлифованием. Шлифованием можно достичь высокой размерной точности (порядка 2—4 мкм) и соответствующие параметры шероховатости. Сущность процесса шлифования состоит в срезании с поверхности обрабатываемого изделия множества мельчайших частиц металла с помощью шлифовального инструмента.

Величина этих частиц определяется свойством как шлифующего, так и шлифуемого материалов, степенью прижатия обрабатываемой поверхности к шлифовальному инструменту, скоростью движения (вращения) последнего. Выбор того или другого вида абразивного материала диктуется практическими задачами конкретной шлифовальной операции. В зависимости от требуемого качества обрабатываемой поверхности шлифование разделяют на предварительное, чистовое и тонкое.

Виды абразивных материалов. Абразивные материалы делятся на материалы природного происхождения и искусственные. К природным абразивным материалам относятся кварц, наждак, корунд, алмаз, к искусственным — электрокорунд, карбид кремния, карбид и нитрид бора, синтетические алмазы. Самые твердые из них — карбид и нитрид бора, алмазы.

Кварц — безводная кремниевая кислота SiO2, содержащая около 99 % кремнезема. Твердость кварца по шкале Мооса — 7, плотность — 2,4—2,6 г/см3. Кварц имеет различную окраску: от бесцветной до черной.

Наждак — минерал темно-серого, иногда черного цвета, состоящий приблизительно из 65 % окиси алюминия (Аl2О3), смешанного с магнетитом, гематитом, пиритом и кварцем. Твердость наждака по шкале Мооса — от 6 до 8.

Корунд — кристаллический глинозем, содержит до 95 % А1203, имеет плотность 3,9—4,1 г/см3. Твердость по шкале Мооса — 9. Более вязок и менее хрупок, чем наждак. Применяется в виде микропорошков.

Электрокорунд — искусственный абразивный материал, изготовляется из бокситов. Составные части электрокорунда: 94—97 % А1203. остальное — примеси железа, титана, кремния.

Карбид кремния получают из кокса и кварцевого песка путем их нагревания (спекания) в электропечи при температуре 2200 °С. Твердость карбида кремния по шкале Мооса — 9,5. Он уступает по этому показателю только алмазу.

Нитрид бора — сравнительно новый искусственный абразивный материал, по твердости не уступает алмазу. Очень часто применяется в тех случаях, когда необходимо получить высокую размерную плотность. Карбид бора представляет собой тугоплавкое соединение бора с углеродом; по твердости уступает только алмазу.

Алмаз — кристаллический углерод, природный и искусственный. Твердость по шкале Мооса — 10.

Методы шлифования. К ним относится шлифование абразивными брусками, напильниками, пемзой, сланцем и шлифовальными углями, наждачной бумагой, с применением бормашинок, пальцами руки.

Процесс шлифования на абразивном бруске (точильном камне) заключается в многократном и равномерном перемещении взад-вперед детали или изделия по плоскостям камня до получения необходимого качества обрабатываемой поверхности (рис. 8.2, а). Направление движения при шлифовании необходимо менять как можно чаще с тем, чтобы избежать появления на обрабатываемой поверхности царапин и рисок.

Рис. 8.2. Шлифование и полирование

При применении шлифовальных напильников (рис. 8.2, б) необходимо постоянно помнить о том, что их время от времени требуется смачивать водой, чтобы частицы металла не застревали в порах. Тщательно промывают водой и обрабатываемые изделия, если они будут подвергнуты последующему шлифованию камнем с более мелкими зернами, при этом направление движения шлифования меняется на 90°. Такими напильниками можно шлифовать эмаль, стекло, драгоценные камни.

Пемза — отличный материал для мокрого шлифования предметов из серебра, а остро заточенными стержнями из сланца удобно шлифовать труднодоступные места в изделиях. Шлифовальные угли применяют как наиболее мягкий материал для доводочного шлифования при обильном смачивании водой.

Наждачная бумага (шкурка) по виду абразивных порошков делится на электрокорундовую, карбидокорундовую, стеклянную, кремниевую. Величина зерен различная — от 0,25 до 0,3 мм. Выпускается «микронная» шкурка с величиной зерен 5, 10, 28, 40 мкм. Применяется наждачная бумага для обработки узких пазов в изделиях.

Шлифование с применением, бормашинок (рис. 8.2, в) и шерстяных, войлочных, фетровых кругов (малых размеров), а также щеток (круглых, конусных, в виде кисти) дает хорошие результаты при обработке практически всех видов ювелирных украшений.

Шлифование пальцами и ладонью руки с нанесенными на них шлифующими пастами имеет ограниченное применение, так как этим способом невозможно равномерно обрабатывать все части изделия.

Полирование. Процесс полирования относится к одной из отделочных операций, цель ее — получение зеркально-гладкой поверхности. Полирование в отличие от шлифования, исключает применение жестких абразивных материалов.

Деревянные полировальные палочки (рис. 8.2, г), натянутые нити (рис. 8.2, д) и нитяные щетки применяются для полирования мелких отверстий и звеньев цепочек и браслетов, а также изделий сложной конфигурации. Процесс осуществляют, предварительно нанеся на инструмент полировальные пасты. В отдельных случаях, когда нужно отполировать ровные плоскости, применяют полировник, одна сторона которого обтянута мягкой кожей с нанесенной полировальной пастой.

Полирование вручную может производиться полировником и без нанесенных на него абразивных паст. Процесс такого полирования состоит в медленном выглаживании поверхности изделий полировником, что дает высокий блеск, повышает износостойкость изделия, но требует обязательно высокого уровня квалификации исполнителя.

Полирование, как и шлифование, можно вести также бормашинкой с набором полировальных кругов, щеток (матерчатых, шерстяных, кожаных, фетровых) и паст.

Полировальные пасты состоят из тонких абразивных порошков (окисей хрома, железа-крокуса, кремния, жировых связок (стеарина, парафина, добавок) двууглекислой соды, олеиновой кислоты, скипидара, керосина). Пасты на основе окиси хрома называются пастами ГОИ, на основе окиси железа — крокусными, а на основе кремния — крокусно-кремниевыми. Пасты ГОИ применяют для предварительного полирования, а крокусные — для окончательного.

Очистка изделий после шлифования и полирования (удаление остатков шлифовальных и полировальных паст) осуществляется промыванием в растворах бензина, спирта, трихлорэтилена (C2HCI3) и перхлорэтилена (С2Сl4), а также с помощью гидроокиси калия (КОН), натрия (NaOH), нашатырного спирта (NH4OH), цианистого калия (KCN) и цианистого натрия (NaCN), соды (Na2C03) и поташа (К2С03).

Top.Mail.Ru
Рейтинг@Mail.ru