1.6. Материалы, применяемые при обработке цветного камня

При изготовлении изделий из цветных камней при­меняются различные материалы:

• Черные металлы (чугуны, стали),

• цветные метал­лы и сплавы из них,

• благородные металлы,

• абразивные материа­лы,

• склеивающие,

• охлаждающие,

• промывочные и другие средства.

Основными материалами для изготовления режущих инстру­ментов для обработки цветных камней являются абразивные. Из них изготавливают инструменты для разрезки, сверления, чернового и чистового шлифования, доводки и полирования.

1.6.1. Черные металлы

К черным металлам относятся чугун и стали, представляющие собой сплавы железа с углеродом, в состав которых входят еще и кремний, фосфор, марганец, сера и другие элементы.

Чугун. Чугуном называют сплав железа с углеродом, содер­жащий от 2 до 4,3% углерода. В состав чугуна входят кремний; марганец, фосфор и сера. Чугуны выплавляются в доменных печах из железных руд. Кроме руды исходными материалами для его получения служат топливо и флюсы.

Из серого чугуна изготавливают планшайбы (притиры) для шлифовки цветного камня свободным абразивом, который в виде суспензии наносится на чугунную планшайбу, так же полировальники.

Сталь. Сплав железа с углеродом, содержащий не более 2% углерода, называется сталью. По сравнению с чугуном сталь имеет более высокие физико-механические свойства. Обладает высокой прочностью, хорошо обрабатывается резанием, ее можно ковать, прокатывать, закаливать.

Конструкционные углеродистые стали применяют для изго­товления деталей технологической оснастки и измерительных инструментов — скоб, шаблонов, калибров и др. Недостаток углеродистых сталей — низкая теплостойкость (200-250°С).

Нержавеющая сталь по своему химическому со­ставу относится к высоколегированной стали с малым содержа­нием углерода (0,15—0,35%) и большим содержанием хрома (12 — 15%). Нержавеющая сталь легко поддается всем видам горячей и холодной обработки. Она обладает приятным серебристым цве­том и блеском, отличается высокой коррозионной стойкостью, что очень важно для художественных изделий. Из нержавею­щей стали изготавливают оправы к различным ювелирным издели­ям — кольцам, браслетам и др.

1.6.2. Цветные металлы и сплавы

Все металлы, кроме железа и сплавов на его основе, относятся к цветным, которые широко применяются в промышленности. При обработке изделий из камня применяются медь, олово, свинец, цинк, алюминий, никель, медные сплавы.

Благодаря своей высокой пластичности и вязкости медь успешно применяется в художественной промышленности. Из нее штампуют сложные рельефы и орнаменты. Изготовляют филигранные изделия.

До появления алмазных инструментов из красной меди из­готавливали притиры (планшайбы) для полирования самоцветов группы корунда. В настоящее время медные притиры применяют для полирования граненых самоцветов.

Олово — серебристо-белый мягкий и пластичный металл, медленно тускнеющий на воздухе. Наиболее устойчиво белое олово плотностью 7,29 г/см³. Плавится олово при температуре 231,9°С.

Из олова изготавливают притиры (полировальники) для об­работки изделий из твердых пород цветного камня.

Свинец — мягкий, ковкий металл синевато-серого цвета плотностью 11,34 г/см³ и с температурой плавления 327,4°С. На воздухе свинец покрывается пленкой окисла. Вода снимает пленку окисла и способствует дальнейшему окислению свинца. Свинец хорошо растворяется в разбавленной азотной кислоте, концентрированной серной кислоте и щелочах.

Свинец применяется чаще всего для типографского сплава припоев, легкоплавких сплавов, для литья под давлением и др. С давних времен применяется и при обработке цветных камней. Из свинца изготавливались притиры — круг (планшайбы) и бруски (терки).

Цинк — металл синевато-белого цвета плотностью 7,1 г/см³ и с температурой плавления 419,5°С. На воздухе цинк покрыва­ется пленкой окисла и теряет блеск. При обычных условиях цинк хрупок, становится ковким и вязким при температуре 100—150°С. Стоек к воздействию воды; легко растворяется в кислотах (соля­ной, азотной, серной). Цинк применяется при изготовлении припоев, входит в состав многих сплавов. Цинк является ком­понентом золотых сплавов белого цвета —белого золота, приме­няемого в художественной промышленности для ювелирных изделий.

Никель — серебристо-белый тугоплавкий металл, не из­меняющийся на воздухе, плотностью 8,9 г/см³ и с температурой плавления 1453°С. Никель при­меняется главным образом в сплавах. Никель применяется для изготовления алмазного инструмента гальваническим мето­дом.

Бронза — сплав меди с оловом, алюминием, свинцом, ни­келем и другими металлами.

В Государственном Эрмитаже многие из ваз, канделябров, столешниц, изготовленные из цветного камня, богато отделаны бронзой (работы XVIII и XIX в,в).

Латунь — сплав меди с цинком. Цинк увеличивает твер­дость, прочность и хрупкость (но в меньшей степени, чем олово). Латунь обладает высокими механическими свойствами, легко под­дается пластической деформации, хорошо обрабатывается режу­щим инструментом и легко полируется.

Латунь применяется в ювелирной промышленности; часто используется в изделиях в сочетании с цветным камнем. Из латуни изготавливают различные декоративные изделия. Большинство латуней имеют красивый золотисто-желтый цвет. Латунь, содер­жащая до 20% цинка, называется томпаком.

Мельхиор — сплав меди с никелем серебристого цвета. Его физико-механические и декоративные свойства делают его прекрасным материалом для художественных изделий с цветным камнем. Кроме этого, из мельхиора изготавливаются предметы сервировки стола и ювелирные изделия.

1.6.3. Благородные металлы — золото, серебро, платина и металлы платиновой группы —высокой химической стойкости и красивому внешнему виду в изделиях.