Пайка ювелирных изделий

Компания «ПРИПОЙ» является официальным представителем Brazetec (Saxonia) Германия.
Задать вопрос
Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос по услуге

Ювелирное дело, если посмотреть на него с точки зрения процесса производства украшений, можно назвать симбиозом искусства, художественного вымысла, творчества с одной стороны и технологии, мастерства и умения соединить свойства материалов с их красотой с другой. На этом стыке полёта фантазии с физикой и химией рождаются украшения, восхищающие изящностью форм, совершенством линий и цветов, гармонией металла и камня, слившихся воедино.

«Ювелирная техника», «филигранная точность» - знакомые нам фразы, неправда ли? Мы так говорим, когда видим нечто, удивившее нас безукоризненностью, идеальным исполнением, вызывающими восторг. Как видите, фразы, ставшие расхожими, пришли в наш язык из ювелирного дела и отражают признание сложности работы и мастерства тех умельцев, мастеров результат труда которых радует глаз и облегчает наш кошелёк в ювелирных магазинах.

Любопытства ради, заглянем дальше этих ярких витрин, посмотрим, как получаются такие красивые кольца, цепи, броши и многое-многое другое, чем мы любим радовать себя и своих любимых по особым случаям.
Основой ювелирного производства является соединение разнородных и однородных материалов. Если драгоценный камень и металл соединяются механическим креплением, попросту зажимом первого в специально подготовленном посадочном месте второго, то для соединения, например, серебряной филиграни (филигрань – это украшение ювелирных изделий сложными ажурными узорами) с золотым основанием или крепление каста (оправы для крепления камня к кольцу, серьге и т.п.) к основе потребует уже пайки.

Пайка это сложный, требующий знания свойств металлов, аккуратности и скрупулёзности соблюдения технологий процесс. Для того, чтобы две металлические детали соединились, как единое целое, необходимо, чтобы припой, а это другой, да еще расплавленный металл, смочил микроскопический зазор между заготовками, и там застыл, обеспечив диффузию, т.е. частичное проникновение в соединяемые элементы. Застыв, он не должен деформировать изделие, быть прочным и незаметным. Есть еще ряд требований, некоторых мы коснёмся ниже, но и так понятно, что пайка ювелирных изделий дело не тривиальное, требующее фундаментальных знаний, неординарной сноровки и умения. Может быть, поэтому ювелир редкая и покрытая налетом таинственности, кастовости профессия. Этакое сочетание алхимика с металлургом, и при этом – художника, как минимум.
В наше время, конечно, говорить об алхимии – не более чем аллегория. В век лазеров электронной оптики, компьютерных 3D-моделей и онлайн калькуляторов состава припоев современные технологии приходят и в это древнее ремесло. Но ни смотря на прогресс, как и века назад, ювелиры паяют. И вот как это делается.

Пайка металла – это высокие температуры прежде всего. Источником тепла для их получения, а речь о цифрах 600-1100°С, служат пропан-бутановые, бензино-воздушные газовые горелки с регулятором интенсивности сжигания и набором сопел для разных видов работ. Рабочее место оборудуется с учетом действия таких температур, пайка производится на поверхностях, которые или вовсе не горят, или имеют запас термостойкости, значительно превышающий температуру пламени. Для этого используют асбестовый лист, специальные керамические пластины, обычный шамотный кирпич. Важно, чтобы поверхность, на которой проводится пайка, не коробилась, оставалась ровной, впитывала флюс. Когда геометрия работ сложна и требуется паять детали с разных сторон основного изделия, не меняя его положения в пространстве, удобен в использовании поворотный столик из тех же негорючих материалов. Так же сложные стыковки можно делать, формируя с помощью лепки опоры из замоченного в воде асбестового листа. Тут уместно напомнить о безопасности. Асбест, например, при нагревании выделяет вредное вещество амфибол, это канцероген, осаждающийся в лёгких и врастающий в их ткань. Приготовление припоев требует расплавления цинка, кадмия. Плавясь, они погорают и образуют пары которые тоже чрезвычайно опасны. Поэтому добротная вытяжка, средства защиты органов дыхания – необходимая атрибутика рабочего места ювелира. В необходимый набор приспособлений для пайки войдут также разного рода пинцеты, особенно удобны т.н. «обратные», т.е. такие, которые сжимают для освобождения детали, а в свободном состоянии они её держат. Незаменимы разнообразные устройства под общим названием «третья рука», помогающие позиционировать изделие, ведь руки ювелира заняты горелкой и припоем. Универсальна титановая проволока вставленная в теплостойкую рукоятку, с помощью её заострённого конца можно подцепить жидкий шарик расплавленного припоя, и перенести его в место пайки, при этом к титану сам припой не липнет. Это приспособление удобно, например, для пайки звеньев цепочек, при ремонтах, когда важна точность внесения припоя. Для размещения кусочков не расплавленного ещё припоя в зоне пайки используют маленькую плоскую кисть для рисования. Смочив кисть флюсом, подбирают ей пластинку припоя весом даже в доли грамма, и переносят по месту назначения, где уже и производят нагревание до температуры плавления. Так удобно работать с филигранью, что вот не назвать в ювелирном деле метафорой, это точность. Электронные весы, гарантированно вымеряющие вес до третьего знака после запятой – необходимый атрибут рабочего места ювелира.

Рабочее место готово, можно работать. Но чем? Да, нам нужен припой, и это – краеугольный камень пайки в ювелирном деле. Здесь свои сложности, ограничения и требования. Даже формальные, такие как проба. Мы помним, что ценность изделий из драгметаллов во многом определяется процентным содержанием золота, серебра, платины в них. Так, золото 585 пробы говорит нам, что в украшении содержится 58,5% собственно золота, а остальной его состав, лигатура, это медь и серебро. Их соотношение 70/30 в этом остатке даёт нам красноватый оттенок изделия и повышенную его плавкость, а 30/70 – светло-жёлтый цвет и низкую температуру плавления. Чтобы ювелирное изделие оставалось таковым, у припоя должна быть проба не ниже, чем в целом, это требование стандартов. То есть, припой для пайки золота должен содержать то же количество драгметалла, в нашем примере – 58,5%. Остальной состав, или лигатура припоя, складываются из цинка, серебра, кадмия таким образом, чтобы температура плавления этого сплава была ниже хотя бы на 50°С чем у сплава изделия. Мастера стараются для каждой пробы подобрать хотя бы три разных типа припоя с разными температурами плавления с шагом в те же 50°С. Это позволяет напаивать мелкие детали одна на другую, использую более тугоплавкий припой при первой пайке, а менее тугоплавкий при последующей. Ещё один архиважный нюанс пайки золотых украшений – цвет припоя. Выше упоминалось, как получаются краснота и желтизна готовых изделий, а есть еще ставшее в один момент модным белое золото, лигатура которого состоит из никеля и палладия. И так как цвет припоя в идеале должен совпадать с цветом изделия, припой для белого золота чаще всего изготавливают путем добавления в готовые специальные припойные лигатуры соответствующего пробе количества драгметалла. Очень сложным, даже недостижимым, является получение красноватого оттенка припоя, и тогда на выручку приходит точность: выполнение паячного стыка без щелей сводит проблематику совпадения цвета припоя и изделия на нет. Физические же свойства припоев должны гарантированно обеспечивать хорошую текучесть расплава и достаточную пластичность в твёрдой фазе. Без первой не получится создать плотный, однородный шов при максимальной площади контакта – а это прочность, без неё будут образовываться комки, неровности – пострадает эстетика. Пластичность же нужна для обеспечения прочностных характеристик соединения в процессе эксплуатации, и в идеале обеспечивать устойчивость той же степени деформации, что и основной металл. И цинк, и кадмий снижая температуру плавления сплава припоя, увеличивают его хрупкость, так что баланс всех требований и свойств подбирается к каждой конкретной работе. Подспорьем тут служат и опыт мастера-ювелира, и специально разработанные таблицы с компьютерными программами на их основе. Последние агрегируют все знания, накопленные в этой отрасли, и позволяю подобрать самый оптимальны припой под насущные условия работы.

Процесс приготовления припоя для пайки ювелирных изделий, в частности, для рассматриваемого выше золота, состоит в изготовлении сплава компонентов и последующей обработке отливки. Составим представление на примере. Пусть мы работаем с золотом 585 пробы, и ориентируясь на сведения табличных данных, решили приготовить припой, содержащий дающую светло-жёлтый цвет лигатуру: серебро/медь/кадмий и цинк в соотношении 11,4/17,4/10/2,7%. Путь припоя нам понадобится всего 4 грамма, считать вес компонентов в составе сплава будем так. Золото, (4 грамма х 58,5%)/100%=2,34 грамма. Серебро, (4х11,4)/100=0,456 грамма. Медь (4х17,4)/100=0,696. Кадмий, (4х10)/100=0,4. Цинк, (4х2,7)/100=0,108 грамма. Все расчеты ведутся исходя из того, что используемые нами в качестве компонентов металлы химически чистые и примесей в заметных на состав количествах не содержат. Отмерянное количество вещества будем плавить в тигле, предварительно разогретом для покрытия глазурью. Металл нужно сплавлять, или легировать, в определённой последовательности. Более легкоплавкие, цинк и кадмий, могут угореть, и чтобы минимизировать изменение свойств и уменьшение количества, действуем так. Начав с меди, нагреваем её до расплавления. Добавляем в расплав цинк, и он в среде жидкой меди начинает расплавляться сам, ведь его температура плавления «всего» 419°С, против 1083 – у меди. Посыпая расплав бурой, доводим плавление до конца в пламени горелки. Откладываем медно-цинковую лепешку в сторону, продолжаем, расплавляя сначала серебро и в нём уже – кадмий, так же добавляя флюс. К этому последнему расплаву добавляем первый, добавляем золото, и сплавляем всё вместе. После остывания и отбеливания при помощи механической обработки – вальцевания, раскатываем заготовку припоя в полосу, удобную для нарезания на единичные мелкие частички, которыми и будет производиться пайка. Вальцевание, производя деформации, увеличивает прочность сплава в заготовке, и повышает его склонность растрескиванию. Для уменьшения этого влияния заготовку неоднократно подвергают отпуску, нагревая до слабого свечения или способности деформироваться под своим весом, и затем остужая.

Как видите, даже поверхностное прикосновение к мастерству ювелирного дела, где техника граничит с искусством, подымает огромный пласт навыков и знаний в таких областях как металловедение, металлообработка, физика. Обилие цифр, терминов, взаимосвязей и характеристик впечатляет даже в частном случае работы с золотом, лишь одним из драгоценных металлов. Отдельные тонкости есть и у пайки серебра, платины. Изготовление бижутерии, включающее соединение разнородных материалов от пластика, кости, стекла до меди и её сплавов – тоже целая наука, где применяются свои операции по термическому соединению деталей. И как нет предела совершенству в изготовлении украшений, радующих глаз, так же бесконечно можно обогащаться знаниями о том, как это делается. Не важно, какая у вас цель, стать мастером или просто любопытство. Главное начать, путь познания приведёт вас туда, куда вам нужно.