Ювелирное дело
Фундаментальные принципы полировки

Фундаментальные принципы полировки

В. Фаченда, консультант, Аоста, Италия
и К.В.Корти, Всемирный Золотой совет, Лондон

Введение

Полировка, выполненная механическим способом на машине или вручную на полировальном круге, либо при помощи химической или электрохимической обработки – это не черная магия, я технология, основанная на прочных научных началах. Если понятны причины, можно увеличить эффективность, повторяемость и качество полировки, уменьшая таким образом расходы. В данной статье рассматриваются основные принципы техники механической полировки, которая является наиболее часто используемым методом и некоторые последствия на практические промышленные операции. Эти принципы имеют силу для всех материалов и всех сплавов использующихся в ювелирной отрасли.

Отражательная способность и поверхностная шероховатость

Абсолютно гладкая поверхность, не имеющая дефектов хорошо и однородно отражает падающий свет и имеет высокую отражательную способность. Мы говорим, что она сильно отражает или очень блестит. Если мы посмотри на такую поверхность через лупу или, лучше, под микроскопом на поверхность не отполированного украшения, то увидим, что она "поцарапана" и имеет полосы, которые идут во всех направлениях.

Поверхность, которую потерли абразивной шкуркой вся в полосах. Это можно почувствовать даже прикоснувшись пальцами. Эти недостатки поверхности отражают падающий свет в различных направлениях, поэтому поверхность кажется не отражающей, то есть без блеска и света.

В сечении при большом увеличении поверхность имеет вид гористой местности, как это видно на рис. 1а. Глубина (и интенсивность) полос может быть измерена и выражено в количественном виде, как поверхностная шероховатость. Она может быть измерена разнообразными инструментами, которые легко найти. Работа некоторых из них, "профилометров", основывается на прохождении измерителя с алмазным наконечником по проверяемой поверхности. Постепенно, полируя, поверхность становится более гладкой и более блестящей. Количество и глубина полос уменьшается, а так же уменьшается значение поверхностной шероховатости. Таким образом процесс полировки может быть измерен количественно.

При снятии материала абразивами поверхность контактирует с жесткими абразивными составами, которые при касании удаляют материал и оставляют ряд борозд, глубина и которых определяется размерами абразивных частиц. Последовательное использование все более мелких абразивов позволяет получить все более гладкие поверхности, то есть с более низкой поверхностной шероховатостью.

Механизмы и принципы полировки

Существует два основных механизма, которые приводят к повышению гладкости и отражения поверхности.

  • Снятие материала, например, абразионное (шлифование, опиливание, полировка), электрохимическое или химическое

  • Выравнивание или полировка поверхности при помощи механической деформации (огранка)

Финиш - Фундаментальные принципы полировки. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

Рис. 1


а) – оригинальная поверхность
b) – механизм механической финишной отделки

c) – результат механической финишной отделки
d) – механизм электролитической финишной отделки
e) – результат электролитической финишной отделки
f) – поверхность после электролитической финишной отделки и последующей механической полировки
- Изменение шероховатости поверхности во время электролитической и механической финишной обработки

При снятии материала абразивами поверхность контактирует с жесткими абразивными составами, которые при касании удаляют материал и оставляют ряд борозд, глубина и которых определяется размерами абразивных частиц.

При придании блеска поверхность становится гладкой при помощи пластической деформации поверхностных слоев при помощи механического воздействия, которое может включать воздействие сколотки или касательного контакта твердыми материалами, такими как сталь или фарфоровые шарики. Этот этап часто становится конечным в процессе полировки и идет за этапами, во время которых материал снимается абразивами.

На рис. 1 (a-f) схематически показано изменение поверхностной шероховатости при механической и при электрохимической полировке. Во время полировки поверхностная шероховатость со временем уменьшается. Однако, при механической полировке абразивами, как вручную на полировальном круге, так и при механизированной, необходимо учитывать некоторые основные моменты:

1) Как схематически показано на рис.2 для определенного типа абразива с определенными размерами частиц существует определенная шероховатость частиц, которая может быть достигнута независимо от времени обработки изделий. Когда это значение достигнуто, продолжение операции вызывает только съем материала и постепенную потерю мелких деталей поверхности.

Финиш - Фундаментальные принципы полировки. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

Финиш - Фундаментальные принципы полировки. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

Рис. 2

- Количественное выражение поверхностной шероховатости в зависимости от времени

Рис. 3

- Количественное выражение шероховатости в зависимости от времени при использовании различных наполнителей

2) Скорость съема металла зависит от вида используемого абразива. Виды с более крупными частицами являются более абразивными, глубже воздействуют на поверхность и снимают больше материала, чем абразивные материалы с мелкими частицами. Поэтому абразивные средства с более крупными частицами снимают металл быстрее, а с более мелкими позволяют получить более низкую минимальную шероховатость. Это схематически показано на рис. 3.

Финиш - Фундаментальные принципы полировки. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

Рис. 4

- Качественные изменения отделки во времени в зависимости от начального состояния поверхности изделий

3) Как видно из рис. 4, для определенного типа абразива время, необходимое для обеспечения минимального значения шероховатости зависит от начальной шероховатости поверхности ювелирного изделия. Грубая поверхность, как, например, поверхность литья, требует более длительную обработку, чем гладкая, как, например, поверхность штампованного изделия. Из этого должно быть понятно, что, чем лучше поверхность, полученная на предыдущих этапах обработки, тем меньше времени необходимо в дальнейшем для получения требуемого уровня полировки.

 

Практические следствия

В предыдущем параграфе было указано основное правило, по которому для определенного абразивного средства и определенного размера абразива есть минимальное значение шероховатости, которое может быть достигнуто.

Рис. 5 - "Полезное" и "вредное" время обработки

После достижения этого значения (рис. 5) продолжение обработки приведет только к постепенной потере материала, удалению мелких деталей с поверхности и потерю времени.

В случае механизированной полировки это означает, что одновременно нельзя обрабатывать изделия, имеющие различные размеры, формы и качество поверхности, так как, возможно, каждый тип потребует отличное время обработки. Существует риск, что через определенное время обработки некоторые изделия не достигнут минимального значения шероховатости, а другие уже находятся на опасном этапе потери материала и деталей.

Как видно из рисунка 3, наиболее крупные абразивы снимают металл быстрее, а мелкие позволяют получить более низкие значения шероховатости. Если для получения требуемой степени полировки используется только мелкий абразив, необходимо большее время обработки.

Рис. 6 - Схематическое представление процесса "ступенчатой" полировки, которая предусматривает в использование все более мелких абразивов. В точках А и В меняется абразив

Однако, требуемое общее время для получения хорошей полировки (небольшой шероховатости поверхности) может быть значительно уменьшено благодаря использованию ступенчатого процесса, в течение которого используется набор абразивов, каждый из которых мельче, чем использованный ранее. Таким образом достигается большая скорость съема при помощи крупного абразива и последующий проход с мелким абразивом выполняется только тогда, когда достигнут минимальный уровень шероховатости с более крупным. На рис. 6 показано последовательное использование трех абразивов, для которых относительная минимальная шероховатость достигнута в точках А, В и С. При использовании определенных машин с определенными наполнителями результаты могут быть улучшены посредством добавления специальных химикатов, которые обладают обезжиривающими, моющими, травящими иди другими свойствами, позволяющих использовать их для определенных процессов.

Как уже было сказано (рис. 4), независимо от оборудования и наполнителей для полировки время, требуемое для достижения значения минимальной шероховатости зависит от первоначального вида поверхности. Последняя переменная, которую зачастую забывают – это оператор. Оборудование, наполнитель, обрабатываемое изделие не принимают решения, оператор – да!

На этапе проб и поиска цикла финишной отделки для определенного типа ювелирных изделий необходимо постоянно экспериментировать, чтобы найти лучшие для поверхности изделия условия обработки, изменяя наполнители, количество изделий, время цикла и добавляемые химикаты. После того, как найдены наиболее благоприятные условия необходимо скрупулезно придерживаться их для каждой новой обрабатываемой партии. Если что-то не получается, необходимо критически проанализировать все действующие факторы, включая работу оператора, который может допустить ошибку.

Влияние типа оборудования

Оборудование, используемое для механической полировки играет важную роль при определении времени, требуемого для достижения минимального уровня шероховатости, соответствующей определенному наполнителю. Это зависит от "полезной" энергии (усилие и движение) передаваемой изделию и наполнителю для полировки. В основном для определенного абразивного наполнителя вращающийся бурат требует более длительное время для обработки по сравнению в вибрационным буратом, а центрифужный планетарный требует меньше времени. Тем не менее выбор оборудования не основывается только на времени обработки, но также и на других факторах, таких как дефекты поверхности (пятна) вызванные ударами, стоимости и т.д.

Наполнители

Наполнитель для финишной отделки предназначен для контроля и уменьшения шероховатости поверхности при помощи абразивного воздействия или пластической деформации поверхности, полируя изделия и придавая им требуемый блеск. При механизированной финишной отделке наполнитель должен удовлетворять определенным требованиям:

  • должен контактировать со всеми частями поверхности изделия обрабатываемого ювелирного изделия, поэтому важна форма и размер наполнителя.
  • должен контактировать с изделиями "свежей" поверхностью, поэтому необходимо, чтобы наполнитель был подвержен определенному износу.
  • должен быть стоек к износу, чтобы не заменять слишком часто.
  • в машине не должен отстаиваться, когда изделия и наполнитель образуют отдельные слои, уменьшая эффект полировки.
  • в конце каждого этапа полировки наполнитель с легкостью должен отделяться от изделий. – наполнитель не должен пролезать или застревать в изделиях.

Абразивный наполнитель контролирует шероховатость ювелирных изделий благодаря своей зернистости и количеству своей активной части.

Процесс обусловлен отношением размеров и формы используемого наполнителя, а также размерами и формой обрабатываемых изделий и отношением удельных весов. Чем больше контакт, которого удается добиться между используемым наполнителем и поверхностью, а также краями обрабатываемых изделий, тем лучшего результата можно добиться.

В торговле есть наполнители с различными абразивными свойствами и различными калиброванными размерами. Наполнитель может быть высокой, средней или небольшой агрессивности. Как уже было сказано мелкозернистые наполнители дают лучшие результаты (более низкую шероховатость), чем наполнители с крупными зернами, которые с другой стороны воздействуют быстрее.

Соотношение количества наполнителя и обрабатываемых изделий требует отдельного рассмотрения. Каждый поставщик дает собственные рекомендации. Опыт подсказывает, что отношение правильного объема наполнителя и обрабатываемых изделий может составлять:

  • при использовании абразивной керамики – 4:1
  • при использовании абразивов, заключенных в пластические смолы – 7:1
  • при использовании неабразивной керамики – 10:1
  • при использовании стальных шариков – 8:1.

Эти отношения представляют собой эмпирическое правило, однако пропорции между наполнителем и изделиями должны быть оптимизированы в зависимости от производства и хорошим правилом является то, что объем обрабатываемой продукции ни в коем случае не должен превышать 25-30% от общего объема. В противном случае увеличивается количество соударений обрабатываемых изделий и возможность появления вмятин.

Заключения

В статье определены основные принципы механической полировки, демонстрируя, что финишная отделка ювелирных изделий – не черная магия, а технология. Эти принципы действуют как для ручной полировки при помощи круга, так и при помощи машин, на передовых предприятиях. Понимание этих принципов и их последствий должно позволить производителям ювелирных изделий обеспечить повышенное и постоянное качество поверхности при меньших потерях золота и меньших расходах.

 

источник: ЮвелиТЕХ ювелирная техника и технологии


просмотров: 2538
Search All Amazon* UK* DE* FR* JP* CA* CN* IT* ES* IN* BR* MX
Search All Ebay* AU* AT* BE* CA* FR* DE* IN* IE* IT* MY* NL* PL* SG* ES* CH* UK*
6 pcs All Purpose Precision Tweezer Set Stainless Steel Anti Static Tool Kit

$16.49
End Date: Friday Aug-23-2019 9:07:14 PDT
Buy It Now for only: $16.49
|
925 Sterling Silver wire Half Hard Round-1/2 Round-Square 20 21 22 24 26 28 30Ga

$8.99
End Date: Monday Aug-26-2019 9:36:12 PDT
Buy It Now for only: $8.99
|
10Pcs ESD Anti-static Tweezers Set Maintenance Repair Stainless Steel Tools Kit

$6.50
End Date: Sunday Aug-11-2019 10:02:34 PDT
Buy It Now for only: $6.50
|
Bead Smith Tarnish Resistant Craft Copper Wire Gold/Silver/Copper 16-28 gauge

$6.50
End Date: Sunday Aug-11-2019 10:02:34 PDT
Buy It Now for only: $6.50
|
Скарпа Фундаментальные вещи, 978-5-271-40134-3

259,00 руб.
End Date: 21.07 14:13
Buy It Now for only: US 259,00 руб.
Buy it now |
Новое поступление! [klairs] фундаментальные водянистые масло капли 50 мл

1 946,87 руб.
End Date: 14.08 09:11
Buy It Now for only: US 1 946,87 руб.
Buy it now |
Puma основы флисовые перчатки унисекс зимние перчатки серый размер M/L

1 287,45 руб.
End Date: 24.08 18:18
Buy It Now for only: US 1 287,45 руб.
Buy it now |
Clinton Anderson основы, промежуточного и повышенного комплект 32 Dvd видео серия

11 455,13 руб.
End Date: 19.08 16:24
Buy It Now for only: US 11 455,13 руб.
Buy it now |
Search Results from «Озон» Ювелирное искусство


2003 Copyright © «Zoloto.Peterlife.ru» Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Золото, Украшения, Ювелирная энциклопедия. Производство ювелирных изделий.
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт. Партнёрская программа.
  Яндекс цитирования Яндекс.Метрика