2 Технология художественной обработки поделочных материалов

2.1 Технология обработки галтованного природного камня

По разработанному нами эскизу в параграфе 1.2 в качестве основного поделочного материала для изготовления украшений нам понадобятся галтованная яшма и кремень. В данном параграфе рассмотрим происхождение и месторождение природных камней (яшма, кремень), а также способ и основной принцип их обработки галтовочным оборудованием.

Одним из используемых нами в практической части дипломной работы природных камней является яшма - понятие собирательное и объединяет различные минеральные образования, имеющие общие физико-механические свойства. К ним относятся горные породы, имеющие сильные окремнения (до 80% SiO₂) и образования, лишенные кварца и его разновидностей. Все они характеризуются микротонкозернистой структурой, одинаковой плотностью, относительно высокой вязкостью, твердостью по Моосу 7 и малой способностью к истиранию и выветриванию. Яшма является одной из интереснейших разновидностей цветных камней по разнообразности окраски. Природа щедро одарила ее не только пестроцветностью, но и удивительными рисунками⁸ (Э.И. Белицкая, Художественная обработка цветного камня: Учебник для сред. проф-техн. училищ. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983, 200 с. ил.24с – стр.38) (Рисунок 2.1).

Рисунок 2.1- Разнообразие яшмы

По разнообразию окраски и по многообразию мест залегания с яшмой могут поспорить явно, что агаты различные яшмы столь причудливо окрашены, что создать единую классификацию этих камней по цвету и структуре не удается. Остается лишь прибегать к образным сравнениям.

Говорят о яшме кровавой, ленточной, глазковой, кирпичной, сургучной, акварельной, фарфоровой. Этот перечень можно долго продолжать. В начале XIX века в России был опубликован минералогический словарь. Его автор-ученый В.М.Севергин – перечислил пятьдесят три различных термина, которые уже тогда в разных странах использовались для обозначения различных яшм.

Месторождения яшм существуют на всех континентах и практически во всех странах. Многие местные яшмы имеют собственные наименования (Все о драгоценных камнях мира. – Вильнюс, UAB «Bestiary», Санкт-Петербург, ООО «СЗКЭО», 2014. – 104 с.: ил. -СТР.40).

Одними из лучших в мире считаются русские яшмы. Наиболее известна пестроцветная орская яшма. Ее добывают вблизи города Орска на Южном Урале.

Самое знаменитое месторождение находится в окрестностях горы Полковник. Другие известные месторождения южноуральской яшмы – Сибайское и Миасское⁹ (Все о драгоценных камнях мира. – Вильнюс, UAB «Bestiary», Санкт-Петербург, ООО «СЗКЭО», 2014. – 104 с.: ил. -стр.41).

Также в практической части нами был использован – кремень, который представляет собой минеральное образование, состоящее из кристаллического и аморфного кремнезёма (SiO2) в осадочных горных породах (на 90% состоящую из халцедона) и чрезвычайно широко распространенную на Земле¹⁰ (https://ru.wikipedia.org/wiki/Кремень) (Рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 -

Декоративные кремни представляют собой монолитные тонко- и крупнозернистые кремнистые образования (конкреции округлой, пластинчатой, цилиндрической и др. форм), однотонные и пестроцветные.

Твердость их 6-7, излом грубый раковистый до занозистого. Кремни хорошо режутся и шлифуются, полируются. Имеет склонность выцветать от солнечных лучей. Декоративность камня определяется окраской и рисунком.

Окраска кремней достаточно разнообразная, но, как правило, неяркая, хотя бывают исключения. Цвет: светло-серый, черный, желто-бурый, красный, вишневый, буровато-коричневый, синий. Ее интенсивность и оттенки могут быть изменены путем обжига при температурах от 90 до 350 градусов.

Концентрически-зональные кремни с четким рисунком и яркой окраской представляют собой наиболее интересный поделочный, а при тонком рисунке и ювелирный материал.

Пятнистые кремни характеризуются пятнистой окраской различного тона без четкого рисунка — основная их масса неравномерно раскристаллизована.

Декоративные кремни в силу редкости ярко окрашенных «рисунчатых» разновидностей не сразу вошли в обиход человека в качестве поделочного камня, в противоположность широко развитым и издавна применяемым техническим кремням¹¹ (http://www.jewelgold.ru/2012/11/01/kremen).

Камень кремень очень широко распространён и популярен. Его можно встретить практически во всех странах нашей планеты. В Российской Федерации наиболее известными местами, где добывают кремень, являются Подмосковье, Тверская область, а также Белгородская область.

Известны месторождения Южного Казахстана, именно здесь находят кремень необычного окраса: серый, коричневый, розовый, жёлтый, сиреневый и даже насыщенно-красный¹² (http://tvoi-uvelirr.ru/kamen-kremen-svojstva-kremnya-primenenie-kremnya/).

Выбор материала является главным моментом в процессе галтовки, для этого нами был проведен сравнительный анализ выбранных нами камней (Таблица 2.1).

Таблица 2.1 – Выбор материала (сравнительный анализ)

Наименование показателя	Значение
	Яшма	Кремень
Химическая формула	SiO2	???
Твердость	7.00	6.00 - 7.00
Плотность, г/см3	2.65 - 2.7	2,6
Блеск	От стеклянного до жирного	Стеклянный, восковой
Спайность	Отсутствует	???
Излом	От раковистого до неровного	От раковистого до занозистого
Вязкость	Хрупкий	???
Истирание	Малое	???
Долговечность	Стойкий	???
Уровень прозрачности	Непрозрачный	Непрозрачный

Сырьем для галтовки должен служить сплошной твердый материал - без трещин пор, пустот или мягких включений. Хотя мелкие углубления обдираются и полируются в барабанах, глубокие так и остаются необработанными на фоне обработанного камня. Более того, из таких глубоких впадин почти невозможно удалить грубый абразив и он загрязняет материал на последующих этапах обработки. Вот почему выбору материала для галтовки следует уделять самое серьезное внимание.

В идеальном случае всю партию материала следовало бы составлять из одинаковых камней, чтобы при обработке они вели себя одинаково. Тем не менее, не возбраняется смешивать камни разного размера - при этом можно получить хорошие результаты, хотя иногда случается и так, что, когда уже появилась хорошая полировка на камнях одного размера, камни другого, большего или меньшего размера еще далеки от этого. Важное правило состоит в том, что нельзя смешивать камни, сильно различающиеся по твердости и вязкости. Совместная галтовка мягких и хрупких камней с более твердыми и вязкими приводит к быстрому истиранию менее прочного материала, иногда до полного его исчезновения. При галтовке очень крупных камней трудно избежать появления на них многочисленных мелких сколов и поверхностных трещин. Когда обрабатываются мелкие камни, то при соударениях трещины не возникают в силу малой их массы. Другое дело крупные камни, которые, имея большую массу, соударяются при тех же частотах вращения барабана с гораздо большей силой (Синкенкес , с. 242).

Подготовка сырья к галтовке. Выбранный материал для галтовки раскалывают на куски приблизительно одинакового размера. Для этого используют молоток и наковальню, или распиливают куски на пластины, а затем раскалывают их. Хрупкие материалы дают при раскалывании острые осколки, разлетающиеся во все стороны, ими легко порезать руку и поранить лицо и глаза¹³ (243).

Поэтому следует пользоваться перчатками и защитными очками. Дефекты камней можно попытаться удалить на обдирочном станке. Подобная операция при всей ее трудоемкости, в конечном счете, окупается тем, что сокращает время, необходимое для галтовки таких камней.

Сам процесс галтовки представляет собой массовое производство полированных ювелирных камней, когда в барабан загружают куски сырья, добавляют абразив и воду и приводят его во вращательное движение, поддерживая в таком состоянии до тех пор, пока камни не станут совершенно гладкими.

После загрузки барабана и включения двигателя процесс почти не требует внимания. Эта особенность обработки в сочетании с тем, что получающиеся при этом камни приобретают красивый вид и любопытную форму, делают галтовку очень привлекательной. Указанный способ вызывает интерес и в связи с тем, что с его помощью могут быть обработаны обычно многочисленные мелкие осколки каменного сырья, которые уже ни на что не годятся, но идеально подходят для галтовки. [14, с. 238]

Принцип галтовки заключается в том, что барабан заставляют вращаться с такой частотой, чтобы камни поднимались по одной стороне барабана до известного уровня, после чего скатывались вниз. При этом каждый камень, совершая бесчисленные круговые движения вверх и вниз, стачивает острые углы о «бока» своих «соседей». Требуется довольно длительное время, чтобы весь первоначальный материал превратился в совершенно гладкие кусочки. Схема движения камней внутри галтовочного барабана показана на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Схема движения камней

На схеме проиллюстрировано поведение абразива в галтовочном барабане. При соответствующей скорости необработанные камни со дна и в правой части барабана поднимаются вверх до некой критической точки. Здесь они переворачиваются и соскальзывают, как показано стрелками на рисунке, вниз в системе единого слоя. Если барабан вращается слишком быстро, вместо скользящего слоя образуется «камнепад». Это приводит к сильному выкрашиванию и увеличению времени, необходимого для доводки загруженной партии камней¹⁴ (239). Более подробное описание и характеристики галтовочного оборудования рассмотрим в следующем параграфе.