Текст книги "Мир самоцветов и драгоценных камней"

Для того, чтобы этого избежать, нужно применять минимальные скорости подачи, они позволяют частицам алмаза в этом случае резать чисто. Если засаливание происходит, нужно время от времени прикасаться к режущей кромке вращающегося диска кусочком кирпича, который очищает диск и алмазные зерна.

Трудности могут возникнуть, если охлаждающая жидкость слишком густая и не позволяет алмазным зернам проявлять свои режущие свойства. В этом случае охлаждающую жидкость лучше заменить керосином. Трудности могут возникнуть и при попытке распилить камни слишком больших поперечных сечений. Если диск почти полностью погружен в длинный разрез, то его кромка соприкасается со столь большой поверхностью, что отдельные алмазные зерна уже не могут войти в соприкосновение с камнем. Чтобы этого не случилось не нужно резать камни, которые слишком велики для данного диска.

Для распиловки камней также применяют и подрезные пилы, предназначенные для резки и подрезки пластин и небольших кусков материала. Она состоит из прочного поддона, несущего шпиндель и металлический стол, из которого выступает верхняя часть отрезного диска. Над диском укреплен небольшой металлический или пластмассовый козырек, предохраняющий от капель масла. Работают на подрезной пиле так же, как и камнерезном станке, только в этом случае камень удерживается и направляется руками.

Применяется подрезаная пила для мелких работ: получения кабошонов, для расловки небольших кусочков материала и подрезки частей ограночного сырья.

Чтобы распилить пластину, нужно положить ее на очищенный от каменных крошек столик пилы, прижать сильно ее к поверхности стола и медленно продвигать к отрезному диску. Первый контакт камня с диском должен быть очень мягким, потому что острый край пластины способен повредить мягкую сталь диска и привести ее к быстрому износу. Малую скорость подачи нужно выдерживать, пока диск не войдет в пластину на глубину в несколько миллиметров, после чего скорость можно увеличить. О том, что скорость подачи завышена предупреждает веер искр появляющийся в точке соприкосновения камня и диском, а также высыхание камня в зоне резания и появление сухой пыли. При появлении этих признаков скорость подачи следует тут же уменьшить.

Для повышения точности распиловки на пластине нужно прочерчивать цветными карандашами направляющие линии.

В самодельной подрезной пиле главным элементом является стол. Для нормальных условий работы он должен быть сделан из металла толщиной в 3 мм. Такой стол обеспечит прочную опору для любой разрезаемой пластины. Тонкие столы сильно вибрируют, что способствует износу алмазного диска и повреждает камень.

Алмазные ленточные и проволочные пилы применяют в случаях, когда необходимо выпиливать криволинейные формы, подобные тем, для получения которых предназначена ленточная пила по дереву.

Лента такой пилы имеет ширину 3 мм, длину 900 мм и, как сходная пила в деревообработке, натягивается на два больших шкива. Смазкой для нее служит вода.

Пластина агата толщиной 5 мм пилится со скоростью 12 мм/мин. Менее твердые или более тонкие пластины распиливаются быстрее.

ГРУБАЯ ШЛИФОВКА КАМНЯ

Шлифовка – один из самых трудоемких процессов в обработке камня. К ней приступают после обработки на камнерезном станке, используя шлифовальные абразивные круги. Процесс шлифовки состоит из нескольких последовательных операций – грубой шлифовки (обдирки), шлифовки, лощения, полировки.

Целью обдирки является исправление дефектов резания изделий из камня грубой черновой формы, максимальное приближение лицевой поверхности к плоскости. Обычно фактурная обработка заканчивается шлифовкой либо лощением, при котором лицевая поверхность приобретает равномерно шлифованную фактуру либо матовый блеск. Однако чаще изделия после лощения полируют, что придает камню особую декоративность из-за полного раскрытия его рисунка, цвета и структуры. Отполированная поверхность камня становится более темной и приобретает зеркальный блеск. Все эти процессы выполняются с помощью шлифовально-полировальных кругов. Однако есть значительные различия, которые обуславливают разные требования к режимам шлифовки и полировки: к давлению на инструмент, частоте вращения, скорости перемещения его по обрабатываемой поверхности.

Для шлифовки применяют различные абразивные, в том числе алмазные, материалы с постепенно уменьшающейся крупностью зерен. Таким образом после каждой операции достигается повышение класса чистоты поверхности, т. е. все более сглаживается ее шероховатость.

При обдирке и шлифовке используют шлифовальные абразивные круги различных размеров и форм – алмазные, из карбида кремния, электокорунда. Применяют их для придания формы кабашонам и при подготовке сырья к огранке, а также для снятия фасок у плоских пластин, для объемной резьбы, вырезания наборных деталей мозаик и т. д.

В основном при обработке камней используют шлифовальные круги из карбида кремния, однако могут применяться и обдирочные круги с алмазными зернами.

Первоначальная грубая обдирка производится на кругу с грубым зерном. Такое зерно снимает довольно быстро лишний материал. Тонкое зерно используется для более мягкого воздействия на поверхность камня. Размер абразивного зерна при грубой обдирке – 350–150 микрон. При тонкой обдирке и очень тонкой обдирке – 60–45 микрон.

Для того, чтобы материал при обдирке не перегревался шлифовальный круг должен постоянно смачиваться водой.

Диаметром шлифовальные круги для обдирки могут быть от 150 до 250 мм и толщиной от 12 до 36 мм.

В работе применяются круги разных типов – твердых, мягких и средних. Твердые круги применяют в основном для обдирки мягких материалоа, а круги мягких видов применяются для более твердых, например, для ювелирных камней. Большинство любителей применяют круги среднего, средне-твердого и средне-мягкого типов. Для выполнения основных операций обдирки нужно иметь несколько типов кругов. Для грубой обдирки – средне-мягкий круг с зерном номер 120 и для тонкой – номер 220. Круги находятся на одном вале шлифовальной установк, что дает возможность быстро переходить от грубого шлифования к тонкому и обратно, если возникнет необходимость поправить камень. Если используется только один круг, номер зерна должен быть не менее 120, а лучше всего – 180.

Для того, чтобы сделать самодельный станок для обдирки, шлифования и полирования нужен одностронний вал – шпиндель, рабочий конец которого снабжен уплотняющими фланцами и гайкой, а на другом конце находится приводной шкив.

На шпиндель можно установить круги для грубой и тонкой обработки, шлифовальные барабаны или диски, а также полировальные круги и диски.

Некоторые любители изготавливают станки с двумя опорами, снабженными шариковыми подшипниками, набором шкивов, переключающими скорости обработки, шпиндель с нарезными концами для установки различных кругов, небольшой защитный кожух с устройством для подачи воды. Кожухи можно сделать из консервной банки или кастрюли с вырезом спереди.

Вал станка должен быть прочно привинчен к твердому основанию из досок или толстой фанеры. К этому же основанию крепится и двигатель, но на некотором расстоянии от вала. Это расстояние должно обеспечить натяжение клиновидного ремня. Лучше всего выбирать ремень такого размера, чтобы двигатель можно было поместить на расстоянии 30–35 см от шпинделя.

Во время обработки камня шлифовальные круги должны постоянно смачиваться водой. Разбрызгивающую насадку можно сделать из из куска металлической трубы, изогнутой под прямым углом. Изогнутую часть располагают параллельно шлифующей поверхности круга на расстоянии нескольких миллиметров. В ней просверливают 6 небольших отверстий, а открытый конец конец затыкают пробкой, чтобы вода не вытекала. Противоположный конец трубки подсоединяют к водопроводу.

Для подачи воды можно сбоку кожуха закрепить резиновый сальник, а сверху металлическую трубку или две, на которые надеть шланг. Через одну трубку вода подается, если обрабатывают камень на цилиндрической поверхности круга, через другую – при работе на торце. Для равномерного распределения воды на поверхности круга можно использовать шторку из нескольких слоев мешковины, марли или иной пористой ткани. Шторку укрепляют на козырьке кожуха на небольших крючках.

Если скорость вращения круга не высока, можно использовать губку, лежащую в воде под кругом. Вода c губки переходит на поверхность круга и постоянно его смачивает. При обдирке смачивание круга водой очень важно. Если круг становится белесым, значит на его поверхности скопилось много пыли, что приводит к снижению скорости обдирки и к перегреву камня. Чтобы этого не случилось, подачу воды нужно увеличить.

Некоторые правила работы на обдирочном круге.

При работе на обдирочном круге необходимо соблюдать несколько важных требований. Первое из них: обдирку камня нужно нужно производить в направлении вращения круга, а не против него; второе – при обдирке необходима хорошая опора для обрабатываемого материала, так как без опоры очень трудно предотвратить вибрацию. Для частичного погашения вибрации можно опираться руками в край поддона или обрабатываемый камень держать одной рукой как можно ближе к месту его контакта с кругом, а другой поддерживать руку с камнем снизу, используя ее как опору.

Третье правило работы на обдирочном круге касается размера камней, которые можно обрабатывать на круге определенного диаметра. На кругах диаметром 150 мм нельзя обрабатывать камни размером более 50 мм. Камни размером 45–50 мм можно осторожно обрабатывать на кругах диаметром 200 мм, а более крупные – на кругах 300 мм.

Занимаясь обработкой камней, нужно помнить, что на кругах рано или поздно начинают появляться неровности. При появлении неровностей круг нужно обязательно выправлять. Нельзя допускать, чтобы неровности на круге превратились в глубокие выемки. Чем глубже выемки, тем больше количество материала круга нужно будет удалять при правке.

В некоторых случаях любители применяют, если станок позволяет, круги очень большого размера. С такими кругами удобно работать.

Для обработки твердых и очень твердых камней, таких как хризоберилл целесообразнее и экономичнее применять алмазные обдирочные круги, которые значительно тверже карбида кремния и сошлифовывают материал быстрее и с меньшим выделением тепла. Работа с алмазными кругами гораздо чище, чем с кругами из карбида кремния, поскольку единственными отходами, которые образуются при обработке являются только частицы самого камня. При их применении требуется очень немного воды, что также очень удобно. Однако главное преимущество алмазных кругов в том, что на них не образуются неровности, которые появляются на кругах из карбида кремния, что значительно повышает эффективность и качество работы. Кроме того, они меньше повреждают кожу рук при случайном соприкосновении. Они не разлетаются на куски, что может случится с кругом из карбида кремния и не пропитываются водой, вызывающей дисбаланс. Специалисты по худодожественной обработке камня рекомендуют использовать два типа алмазных кругов: грубозернистый номер 100 или 180 и для тонкой обдирки мелкозернистый номер 600.

Многие применяют алмазный круг для первичной обдирки и формовке, которую можно произвести очень быстро, а затем обрабатывать камень кругом из карбида кремния с мелким зерном.

Существует правило, общее для всех обдирочных кругов: чем меньше обрабатываемый предмет, тем более гладким и с более мелким зерном должен быть круг.

Приобретая навыки в обдирке, необходимо попытаться обработать обломки нераспиленного камня, гальку, поделочные камни различной твердости. Сначала нужно практиковаться работать на грубозернистом круге, так как он быстро сошлифовывает материал, а потом на мелкозернистом, пока поверхность не станет совершенно гладкой. Нельзя допускать перегрева камня, так как он может треснуть или расколоться. Теплый на ощупь камень – признак недостаточной подачи воды. Грубая шлифовка – очень важный этап обработки материала. Здесь создается форма камня и здесь нужно быть внимательным и осторожным, чтобы не допустить его разрушения.

ШЛИФОВКА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОДЕЛОЧНОГО КАМНЯ

Средняя шлифовка предназначена для первоначального выровнивания микронеровностей. Для этого необходимо тереть камень о плоскую плиту (планшайбу) с насыпанным на нее абразивным порошком. Этот этап шлифовки позволяет выявить цвета и рисунке на срезе камня, пластины или иной плоской поверхности, применяемой после обработки для изготовления шкатулок, столешниц, мозаик и т. д.

Шлифовку начинают с крупного зерна, чтобы быстрее выровнять поверхность, а затем применяют мелкий абразив. В результате многократного движения камня и планшайбы в противоположных направлениях, что поверность камня истирается и покрывается мельчайшими незаметными ямками. После споласкивания водой таким образом обработанная поверхность выглядит матовой.

Если поверхность обработана правильно, то матовый блеск однороден, а если на поверхности видны царапины или участки, отличающиеся по блеску, то обработку продолжают. Чем мельче используют абразивный порошок, тем слабее становится матовость и, наконец, поверхность изделия становится почти глянцевой.

Такая поверхность готова для лощения и полировки.

При лощении изделия из камня применяют мягкую эластичную поверхность, например эластичную ткань с абразивом, которой покрывают круг или кожу, или иной материал. Эластичная абразивная поверхность ликвидирует окончательно все мельчайшие неровности и риски на камне.

Для этой операции можно применять абразивную ткань, рабочая поверхность которой покрыта гибкой износостойкой пластмассой, содержащей алмазный порошок.

Такая лента высокоэффективна и может использоваться достаточно долгое время.

При лощении могут использоваться резиновые шлифовальные круги, дисковые и барабанные шлифовальники с рабочей поверхностью из кожи, очень твердая кожа с алмазным порошком, смешанным с маслом, вазелином, жиром или синтетическим клеем, брезент, линолеум, твердый фетр и др.

Воду к эластичным шлифовальникам подают таким же способом, как и при подаче к шлифовальным кругам. Много воды не нужно, достаточно той, которая непрерывно капает на шлифовальники. Дисковые эластичные шлифовальники, вращающиеся в горизонтальной плоскости можно смачивать водой из трубки, которая попадает в центр диска и под действием центробежной силы распространяется по абразивной ткани. Защитный козырек должен предотвращать разбрызгивание как воды, так и абразива.

Некоторые любители применяют бутылочный опрыскиватель или мягкую пластмассовую бутылку, из которой вода разбрызгивается на рабочую поверхность при надавливании на рычажок или непосредственно на бутылку. При сухом лощении камень или пластина быстро нагревается и может растрескаться.

Операция по тонкой шлифовке может считаться законченной тогда, когда на шлифованной поверхности не останется ни следов от пилы, ни царапин. Поверхность должна выглядеть однородной и глянцевой, что значительно облегчит завершающий этап обработки поверхности изделия – полирование.

ПОЛИРОВАНИЕ

Изделие после тонкой шлифовки полируют, что придает камню особую декоративность из-за наиболее полного раскрытия его рисунка, цвета и структуры.

Однако прежде чем приступить к полированию, поверхность некоторых камней необходимо подготовить, так как некоторе полирующие составы, например окись хрома, проникают в поры и мелкие трещинки камня, изменяя его цвет. Чтобы недопустить этого микротрещины и поры заполняют каким-либо защитным составом.

Например, можно нагреть камень и опустить его на некоторое время в расплавленный парафин. После того, как парафин остынет, его излишки снимают с камня деревянным скребком. Для этих же целей можно применить жидкое стекло (канцелярский клей). Для этого камень на ночь опускают в жидкий клей, а утром осторожно обтирают от клея, оставшегося на поверхности.

Некоторые любители заполняют трещины и поры прозрачной эпоксидной смолой, для чего камень нагревают и наносят на него кисточкой подогретую на водной бане смолу. После того, как смола и камень остынут излишки смолы удаляют деревянным скребком. Полировать камень начинают только после того, как смола хорошо затвердеет.

Полирование выполняют жесткими или эластичными полировальниками со связанным полирующим материалом, либо войлочными кругами со свободной полирующей суспензией в виде смеси сметанообразной консистенции из полирующих порошков (оксида хрома, олова, алюминия и т. п.) с водой.

Отполированная поверхность камня становится более темной и приобретает зеркальный блеск.

Полировальники могут быть двух типов: для полирования кабошонов, плоскостей, сфер и других изделий, не требующих высокой точности исполнения, и полировальники для полированию геометрически плоских поверхностей, например, граней ограненнных 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. Полировальники для кабошонов могут быть выполнены в форме барабанов, дисков, кругов и лент.

Войлочный круг изготовленный из высококачественной спрессованной шерсти является самым распространенным полировальником. Для сохранения рабочей поверхности круг нужно использовать равномерно. Это особенно важно, когда полируется плоская поверхность, так как неравномерно изношенный круг будет полировать лишь частью своей рабочей поверхности.

Толщина войлочного круга должна быть не менее 25 мм, а лучше 35–50 мм.

Войлочные круги лучше работают при невысоких скоростях – 5 – 10 м/с. Хранить их нужно подальше от пыли и грязи, завернутыми в чистую бумагу. Неработающий круг, чтобы он не загрязнился, лучше хранить в чехле. Частицы грязи удаляют с круга при его вращении с помощью куска пемзы. Войлочный полировальник полирует многие виды камней, но он не пригоден для камней, склонных к недополировке, когда на поверхности таких камняй образуются ямки и выступы и она становится словно рябой. Это свойственно таким камням, как нефрит, лазурит, родонит и некоторым другим. Если в процессе работы будет замечена недополировка, надо с войлока перейти на кожу или дерево.

Для изготовления кожаных полировальников годится кожа любого типа, но она должна быть выдублена, без искусственного окрашивания или выделки. Кожа может быть приклеена к дискам, натянута на деревянные формы и т. п. Кожа эффективна для полирования почти для всех ювелирных камней, но особенно для минералов, склонных к недополировке: лазурита, нефрита, змеевика и т. д. На коже можно применять любой полирующий порошок, включая алмаз. Камни, которые при продолжительном полировании на войлоке прибретают лишь тусклый блеск, на коже почти всегда получаются блестящими. Кожаные полировальники служат долгие месяцы без видимого износа. Чаще всего используют кожу толщиной не более 3 мм, так как гибкость ее обеспечивает большую поверхность контакта с камнем.

Желательно, чтобы в пролировальном процессе последний полировальник был кожаным. Кожаные полировальники могут быть в виде слегка выпуклых дисков или в виде плоского диска, наклеенного на планшайбу. Кожа может быть натянута на деревянную форму или на круглую раму. Перед работой полировальник смачивают мыльной водой, после чего кожа становится мягче и немного работают им, чтобы удалить излишки влаги. Затем на него наносят немного оксида хрома.

Обрабатывать камень нужно с усилием, начиная от центра к краю.

Такие камни, как жадеит, нефрит, родонит необходимо полировать с большим усилием и почти сухим полировальником. Менее твердые камни, такие как лунный камень, тигровый глаз, опал легко полируются на более влажном круге.

Для полирования можно применять различные виды плотных и толстых тканей – брезент, саржу, ковровую ткань, ткань для ленточных шлифовальных станков и и др. Обычно такие ткани натягивают на деревянные формы и хорошо закрепляют.

Применяют для полирования дисковые полировальники из фанеры, деревянные полировальники, пробковые и др.

Работа на деревянных полировальниках почти ничем не отличается от работы на коже, однако из-за их большей твердости полировальный круг должен быть более влажным. В большинстве случаев при полировании на дереве применяют диоксид олова.

В старину на колыванской шлифовальной фабрике почти с первых лет ее основания существовал своеобразный обряд – готовое изделие освещали. Это было освещение чем-то похожее на освящение. Происходило оно по ночам. В шлифовальне гасили все свечи, кроме одной. И пламя свечи и сам мастер отражались на зеркальной поверхности отполированного камня. И если полировка была совершенной, то невозможно было отличить – где реальное пламя свечи, а где его отражение. Свет как бы перемещал мастера и пламя в тело камня. Мастер с огнем в руках не отражался в камне, а как бы входил в камень, существовал в камне, существовал и душой и плотью.

Полирующие материалы и их характеристики

В основном для полирования изделий из камня применяют оксиды металлов оксид хрома, оксид алюминия, оксид железа, оксид олова, карбонат кальция, диоксид кремния (трепел) и алмазные пасты. Кроме того применяют растительные средства, такие как древесный уголь, хвощ, зола и др.

Оксид хрома – темный, зеленый, нерастворимый материал применяется при полировании кабошонов, особенно из материалов, склонных к недополировке. Для полирования светлоокрашенных камней и камней с трещинами и порами, чтобы они не изменили свой цвет, оксид хрома не применяют.

Вместо хромового порошка можно с успехом использовать масляную краску, темперу, гуашь с надписью на тюбике или банке "Окись хрома".

Оксид алюминия (отмученный глинозем) – порошок белого цвета применяется для полирования почти всех видов камней. При полировании флюорита и янтаря на деревянный круг предварительно наносят слой воска. Кость и раковины полируются оксидом алюминия на войлочных кругах. Нанесенный на кожаный круг он полирует до блеска нефрит, гагат, бирюзу и другие камни.

Древесный уголь получают из древесины, корней и стеблей травянистых расте ний (полевой и лесной хвощ), в которых накопились мелкие частицы оксида кремния. Используют его в качестве полирующего материала для мягких камней (янтарь, гагат и др.) и металлов. Из золы тростника получают превосходный полирующий порошок серого цвета, который используют для полирования изделий из камня, в том числе и из такого твердого материала, как корунд.

Диоксид кремния или трепел – порошок светлых оттенков, получаемый из измельченных пород, содержащих кремнистые остатки некоторых разновидностей водорослей. Применяется для полирования агата, сапфира и многих ювелирных камней.

Кальцит, карбонат кальция, углекислый кальций – белый или бесцветный поровальный порошок, растворимый в уксусной и других кислотах. Углекислый кальций получают путем измельчения кальцита или чистого мрамора, отмучиванием в воде и отделением мельчайших частиц порошка на центрифуге. В результате получается мягкий абразивный материал, по действию напоминающий мел, который применяют для полирования янтаря, гагата, кораллов, словой кости и др.

Алмазный порошок, алмазная паста применяются при полировании твердых материалов. Порошок смешивают с вазелином, оливковым маслом, другими маслами и жирам, а также с жировыми веществами, растворимыми в воде.