Изготовление кулонов

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра «Материаловедение в машиностроении» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовой проект

По  курсу «Художественное материаловедение»

Новосибирск 2011

Содержание 

Введение

1. Художественный раздел
1. Историческая справка
2. Анализ современных аналогов
3. Актуальность
4. Разработка эскизов
5. Обоснование окончательного варианта
2. Конструкторский раздел
1. Выбор материала
2. Составление конструкторской документации
3. Технологический раздел
1. Выбор технологий
1. Литье
2. Огранка камня

      Заключение

      Список используемой литературы  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

        Женские и мужские кулоны всегда занимали особое место в ряду ювелирных украшений. Ведь только кулоны умеют подчеркнуть красоту, создать индивидуальный стиль с ненавязчивой тонкостью и изяществом. Если правильно подобрать кулон, то он чудесным образом превратит даже ничем непримечательную повседневную одежду в модный и изысканный наряд. Приобрести кулон можно в наборе с серьгами и кольцом, либо отдельно. В первом случае верх кулона должен повторять рисунок других украшений, сочетаться с ними по дизайну. Иногда кулон украшают дополнительно – особенным образом декорируют ушко, которое предназначено для продевания цепочки.

        Ушко кулона иногда дополняется специальной булавкой-замком, которая служит для крепления украшения к одежде. В этом случае кулон выполняет еще и функцию броши, поэтому называется кулоном-брошью.

        Важно, чтобы кулон не был слишком тяжелым, иначе цепочка, на которой его носят, может деформироваться и порваться.

        Когда-то кулоны считались только женскими украшениями, но в наше время кулоны с удовольствием носят и мужчины [1]. 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 Художественный раздел

        Прежде чем мы приступим к разработке эскизов и выбору материала нашего будущего изделия, необходимо ознакомиться с историей возникновения кулона.

1.1 Историческая справка

        История подвески уходит корнями в историю Древнего Египта. В далекие времена украшения использовали не столько для красоты, сколько для защиты от злых духов, от бед, от невезения. Украшения наделялись магической силой, впрочем, в современном мире, многие люди тоже верят в сверхъестественные силы кулонов.

        В Древнем Египте кулоны чаще всего имели форму божества, например, подвеска в форме жука – скарабея.

        Древние египтяне считали, что источником жизни является сердце, именно поэтому подвески, кулоны носили на груди, именно поэтому носились подвески в виде самого сердца. Существовали подвески и для исключительно погребальных церемоний, которые должны были обеспечить усопшему успешное перемещение в мир иной.

        Для производства подвесок египетские ювелиры использовали драгоценные металлы: золото, серебро, а так же натуральные камни: самый почитаемый камень был – ляпис – лазурь.

        Разумеется, такое украшение как подвеска, были популярны и в ряде других стран, например в Греции, где они изготавливались из таких драгоценных камней, как гранат, изумруд, аметист, жемчуг. Помимо камня использовались стекло и    глазурь.

        В Италии VIII веков до н.э. ювелиры изготавливали кулоны с полостью внутри. Данная полость использовалась для хранения парфюма.

        Сегодня подвески не менее популярны. Они имеют множество символик: православную, памятную, символику любви, знаки зодиака и прочее [2]. 
 

1.2 Анализ современных  аналогов

        В современном понимании подвеска может быть и брелоком, и ушным украшением, и аналогом кулона, и украшением на женском головном уборе.

В моду стали проникать мифологические образы и мотивы, навеянные работами известных художников тех эпох.   

       Современный дизайн подвесок впитал в себя буквально все, начиная от многолетнего опыта европейских ювелиров и заканчивая национальными мотивами и новыми направлениями в искусстве. Практически не подвержены изменениям разве что религиозные мотивы: крест до сих пор остается основной формой для данного вида подвесок. Пересмотру подверглись только материалы – подвески в виде крестов украшаются бриллиантами, гранатами и другими драгоценными камнями [3].

Особое  внимание мы обратили на работы художников Jewellery Theatre, которые воплотили образы экзотических плодов в драгоценных материалах.  Для публики они подготовили целую корзину драгоценных фруктов. Темное золото с бриллиантовой россыпью подчеркивают спелость груши, яркие рубины – сочность граната, зеленые цавориты – экзотичность киви.

В пример аналогов мы взяли работы художников Jewellery Theatre. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                              Рисунок 1.1 – кулон «Груша»                   Рисунок 1.2 – кулон «Яблоко»         
 
 

Рисунок 1.3 – кулон «Перчик»                 Рисунок 1.4 – кулон «Земляника» 
 
 

1.2 Актуальность

    Кулоны  изготавливаются из драгоценных металлов, драгоценных и поделочных камней, кости и т.д. Очень изящное женское украшение, которое также может состоять в композиции с серьгами.

    Долгое  время кулон считался исключительно женским украшением, но в наши дни кулон все чаще стал употребляться и как украшение для мужчин, Цепочки кулонов изготавливают из сплавов платины, золота, серебра, недрагоценных металлов. Нередко роль цепочки играет удерживающая часть, изготовленная из шерстяных, капроновых, шелковых нитей, кости, специальных coртов резины.

    В качестве материала для подвеcoк  кулонов используются драгоценные  и недрагоценные металлы, драгоценные, полудрагоценные, поделочные, искусственные  и органические камни, кость, пластмасса, стекло, дерево, фарфор, ракушечник.

    Подвески  кулонов могут быть различных  форм, размеров, разнообразно декорированные: гладкие с рисунком, co вставками, ажурные, с гравировкой, чеканкой, чернью, эмалью, филигранью, финифтью [4].    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.3 Разработка эскизов

   Вдохновившись работами Микеланджело да Караваджо, сумевшего искусно передать на холсте вкус сочных фруктов, и художников Jewellery Theatre, мы решили выполнить образы плодов на листе бумаги. И в дальнейшем воплотить конечную идею в полудрагоценном металле со вставками рубинов и сапфиров.

   Нами  были разработаны 4 эскиза.

   Описание  эскизов:

1. Кулон «Мекинтош» (рисунок 1.5)

Представленный  кулон выполняется из серебра  со вставками зеленого сапфира и красного рубина.

2. Кулон «Малина» (рисунок 1.6)

 Предполагается выполнение кулона из сплава серебра с розово-сапфирной россыпью.

3. Кулон «Вишня» (рисунок 1.7)

 Выполняется  из полудрагоценного сплава серебра. Также будет украшен вставками рубина.

4. Кулон «Яблоко» (рисунок 1.8)

 Изделие  выполняется из сплава серебра. Украшается рубином.       

1.4 Обоснование выбора окончательного эскиза

    Нами  был выбран для последующей реализации эскиз «Яблоко». Последние несколько лет ювелирная мода тяготеет к минимализму. Наше изделие не является броским и торжественным и в тот же момент оно притягивает внимание. Этот кулон изящный и стильный. Он прост в исполнении и его смогут приобрести обладательницы самых разных кошельков. 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 1.5 – Эскиз кулона «Мекинтош»

Рисунок 1.6 – Эскиз кулона «Малина» 
 

Рисунок 1.7 – Эскиз кулона «Вишня»

Рисунок 1.8 – Эскиз кулона «Яблоко» 
 
 
 

2. Конструкционный раздел
1. Выбор материала

   Серебро — химический элемент с атомным номером 47 в периодической системе, обозначается символом Ag (лат. Argentum), ковкий, пластичный металл белого цвета. Один из дефицитных элементов. Кристаллическая решетка — гранецентрированная кубическая.

Т_пл. = 963°С;

Плотность — 10,5 г/см³ [5].

Сплавы  на основе серебра

   В сплавах серебро —медь. C увеличением меди существенно увеличивается прочность. При содержании меди от 5 до 20% прочность увеличивается на 30%, а твердость на 60%

   Сплавы  марок СрМ800, СрМ835, СрМ875, СрМ950 применяются для ювелирных изделий и декоративных украшений. Слав СрМ875 пригоден для чернения.

   Для изготовления ювелирных изделий используется как чистое серебро, так и его сплавы с медью и платиной. Наиболее широкое применение в ювелирной промышленности находят сплавы серебра с медью, реже более дорогие серебряно-платиновые сплавы.

     Со временем сформировался ряд серебряных сплавов, которые применяются в основном для изготовления ювелирных украшений, декоративных изделий и столовых приборов и обладают хорошими технологическими и эксплуатационными свойствами.

     Согласно «Положению о пробах  и клеймении изделий из драгоценных металлов в Российской Федерации» на территории России установлены следующие сплавы серебра – 800,

830, 875, 925, 950-й проб (для ювелирных и бытовых  изделий). В зарубежных странах применяют серебряные сплавы, содержащие 97 (Ag 970), 95 (Ag 950) % серебра, и другие.

     Согласно стандарту, распространяющемуся  на сплавы, предназначенные для  электротехнических проводников и контактов, ювелирных изделий, струн музыкальных инструментов, серебряные сплавы обозначают буквами Ср, вслед за которыми указываются легирующие элементы (лигатуры) (Пт – платина, Пд – палладий, М – медь).

     Цифры после буквенного обозначения  сплава указывают массовую долю  серебра, выраженную в промилле (десятых долях процента) для чистого серебра и серебряно-медных сплавов (например, Ср 999, СрМ 950, СрМ925, СрМ 916 и т. д.), или массовую долю основных легирующих компонентов, выраженную в процентах (в этом случае цифра отделяется от буквенного обозначения не пробелом, а дефисом, например: СрПл-12 (12 % Pt, 88 % Ag),

СрПд-40 (40 % Pt, 60 % Ag), СрПдМ-30-20 (30 % Pt, 20 % Cu, 50 % Ag).

     В соответствии с ГОСТ 6836-2002. «Серебро  и сплавы на его основе»  [6] наименование марок сплавов состоит из букв, обозначающих компоненты сплава, и следующих за ними цифр, указывающих номинальное содержание компонента (компонентов) благородных металлов в сплаве (в процентах).

     Механические свойства серебряно-медных  сплавов существенно зависят  от содержания в них меди.

     Так, увеличение концентрации  меди с 5 % (СрМ 950) до 20 % (СрМ 800) приводит к повышению прочности на 30 %, а твердости – на 60 % при одновременном снижении пластичности.

Сплав серебра СрМ 900 чаще применяется для изготовления ювелирных украшений. Подходит для литья, гибки, пайки, ковки и чеканки, но для исполнения тонких филигранных операций и глубокой чеканки он слишком твердый. Цвет его несколько отличается от цвета чистого серебра. Этот сплав менее стоек на воздухе, чем сплавы 950 и 925-й проб, однако имеет хорошие литейные свойства, хорошо обрабатывается давлением.

    Содержание меди в сплаве СрМ  900 превышает предел растворимости  меди в серебре, и поэтому сплав во всех случаях содержит некоторое количество эвтектики. В качестве основы для нанесения эмали сплав 900-й пробы, как и все эвтектические сплавы, непригоден.

    Сплав серебра СрМ 875 применяется  для изготовления ювелирных изделий  и декоративных украшений. Цвет сплава и стойкость к потускнению почти такие же, как и у сплава СрМ 900. Механические свойства его более высокие, а обрабатываемость давлением хуже, чем у сплава СрМ 900. 

Таблица 1 [7, c. 55, табл.16]

 Химический  состав сплавов на основе серебра

   Для изготовления  нашей подвески мы используем сплав СрМ 900. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.1.2 Выбор камня

    Корунд, уступающий по твёрдости лишь алмазу, широко известен под названиями «сапфир» и «рубин» и удерживает ведущее положение среди цветных драгоценных камней. Сочная алая окраска рубина и васильково-синяя сапфира непревзойденны, а многообразие оттенков этих самоцветов неисчерпаемы, и замечательно, что один и тот же минерал славится столь различными, но одинаково великолепными цветами. Однако этим не исчерпывается его разнообразие. Существуют очаровательные желтые камни, обладающие наибольшей твердостью, блестящие, почти бесцветные камни и камни, обладающие другой, менее привлекательной окраской - лиловой, желтоватой, голубоватой и зелёной.

    Однородность  окраски - обычное требование, предъявляемое  к корунду. Так, при внимательном рассмотрении оказывается, что лиловые  камни состоят из чередующихся синих  и красных слоев; обычны желто-синие пятнистые камни. Благодаря особенностям кристаллической структуры некоторые камни, будучи ограненными в виде кабошона, дают яркую светлую шестиконечную звезду. Сапфир и рубин вместе с алмазом, жемчугом и изумрудом занимают ведущее положение в мире драгоценностей. Это весьма распространенные камни, особенно в кольцах. Они сравнительно редко имеют большие размеры и поэтому, а также из-за высокой стоимости редко применяются при изготовлении крупных ювелирных изделий [8, с. 21].

    Синяя разновидность корунда называется сапфиром, а красная - рубином. В сфере торговли, однако, термин «корунд» применяется для обозначения непрозрачных камней, которые измельчаются в порошок и используются как абразив; такой «корунд» является относительно чистым материалом, чем отличается от «наждака», который также представляет собой измельченный корунд, но в смеси с магнетитом и другими тяжелыми минералами, имеющими более низкую твердость. Словом «сапфир» ювелиры обозначают все разновидности, за исключением красного рубина. Так, ювелиры говорят о белом сапфире, желтом сапфире, зеленом сапфире и даже о розовом сапфире. «Падпарадшах», «падпарадша» или другие искаженные формы сингалезского слова padmaragaya (цвет лотоса) введены для обозначения розово-красного с желтоватым оттенком драгоценного материала с Цейлона, но обычно они используются для обозначения синтетического материала с подобной окраской. Такой вычурный термин едва ли нужен, и можно надеяться, что он выйдет из употребления [9]. 
        В Средневековье самые лучшие драгоценные камни попадали в Европу с Востока, и поэтому, чтобы отличить их от сходных с ними по окраске европейских камней, к более твердым разновидностям добавляли приставку «восточный». Так, название «восточный топаз» использовалось для обозначения желтой, «восточный хризолит» - желтовато-зеленой, «восточный изумруд» - зеленой, «восточный аквамарин» - голубовато-зеленой, «восточный аметист», - фиолетовой и «восточный гиацинт» - розовой разновидностей корунда. В настоящее время такие термины не имеют смысла и вводят в заблуждение, и в дальнейшем их не следует применять.

    Звёздчатые  камни, или астерии, - это синие (звёздчатый сапфир) или красные (звёздчатый рубин) корунды, ограненные в виде кабошона и обнаруживающие при соответствующем  освещении шестилучевую звезду.

Слово «корунд» происходит от древнего индусского слова korund, значение которого неизвестно. Это слово стали применять  для обозначения камня, который  впервые попал в Европу из Индии.

    «Сапфир» - слово, обозначающее синий; вначале  оно относилось к лазуриту и, возможно, другим непрозрачным минералам синего цвета. Происхождение этого слова неясно. Оно пришло к нам через латинскую форму sapphirus от греческого "peipog". Исходное слово существовало как в древнееврейском, так и в персидском языках, но оно, по-видимому, не являлось семитским по происхождению. Полагают, что первичным источником был, возможно, санскрит. Термин обычно используется для обозначения синей разновидности корунда, но может прилагаться и к другим минералам. Например, термин «бразильский сапфир» относится к синему турмалину, а «водяной сапфир» или «рысий сапфир» - к кордиериту. Однако эти термины явно некорректные, и ими не следует пользоваться [10].

    Если  оставить в стороне многочисленные вышедшие из употребления местные и  устаревшие термины, то для корунда как минерального вида выделяются следующие разновидности:  

• Рубин «красный яхонт» - красного цвета - драгоценный камень первой категории, цена прозрачных хорошоокрашенных экземпляров бывает больше, чем у алмазов.  

• Сапфир «синий яхонт» - синего цвета разной интенсивности. При умеренно-интенсивной васильково-синей окраске - драгоценный камень первой категории, но ценится значительно ниже рубина. Слишком тёмные или слишком светлые сапфиры довольно дёшевы. Родственность сапфира и рубина была открыта в Европе только в 1800г.  

• Звёздчатый рубин - редкий экзотический драгоценный камень с эффектом астеризма, обрабатывается в виде кабошона.  

• Звёздчатый сапфир - редкий и сказочно красивый экзотический драгоценный камень с эффектом астеризма, обрабатывается в виде кабошона.  

• Лейкосапфир, в древности на Востоке назывался «восточный алмаз» - бесцветный и совершенно прозрачный корунд; недорогой драгоценный камень.  

• «Восточный изумруд» - старинное название ювелирного корунда зелёного цвета. 
 • «Восточный аметист» - старинное название ювелирного корунда фиолетового цвета. 
 • Обыкновенными корунд - непрозрачный, крупно- или мелкозернистый, сероватого цвета. Иногда в крупных непрозрачных кристаллах. Благодаря высокой твердости используют как абразивный материал, а из-за высокой температуры плавления используется также как огнеупорный материал. Крупные и хорошо образованные кристаллы корунда добываются как коллекционные экспонаты [11, c.69]. 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 2.1 - Синтетические корунды 
 

Рисунок2.2 - Рубин 
 
 

Состав  и свойства корундов

    По  химическому составу корунд представляет собой глинозем - окись алюминия Al₂O₃. Содержание А1 - 53,2 %. Иногда отмечаются незначительные примеси Cr, Fe, Mn, Ti. Чистый корунд бесцветен. Дивные цвета, составляющие славу этого минерала, обязаны своим происхождением мельчайшим включениям других минералов или элементам-примесям. Давно предполагалось, что хром является причиной окраски рубина, и это подтвердилось на опытах по его синтезу, проводившихся с применением окиси хрома в качестве окрашивающего агента. Но нельзя не отметить, что в искусственных камнях содержание окиси хрома значительно больше, чем в природных. Разнообразие окраски последних объясняется присутствием и малых количеств других примесей - хромофоров, особенно окиси железа. Кристаллические разности корунда исключительно чисты по составу, но ничтожные примеси Сr обусловливают красную, Fe³⁺ - коричневую (в смеси с Mn) и розовую, Тi⁴⁺ - синюю, смесь Fe²⁺ и Fe³⁺ - чёрную окраску. Одним из наиболее высоко ценимых оттенков красного цвета является так называемая «голубиная кровь» - красный цвет со слегка лиловатым оттенком.   Глубина окраски красных камней сильно варьирует. Светло-красные камни называются розовыми сапфирами, но между ними и рубинами наблюдается постепенный неощутимый переход, и нельзя резко разграничивать эти разновидности. То, что синий цвет сапфира обусловлен присутствием в нем титана, установлено при синтезе сапфиров с применением этого элемента в качестве окрашивающего материала. Окись хрома изоморфна с глиноземом, и поэтому можно ожидать, что хром гармонично входит в кристаллическую структуру глинозема, но ионы хрома превышают по размерам ионы алюминия, которые он замещает, и поэтому они деформируют кристаллическую структуру, сдвигая поглощенный свет в красную область спектра. Трехвалентный титан также может замещать алюминий. Ранее полагали, что титан присутствует в форме TiFeO3 (ильменита), но спектр поглощения синтетического синего корунда не указывает даже на следы железа. Обычная желтая окраска корунда связана с присутствием окиси железа. Часто встречаются и многоцветные камни: синие и красные зоны иногда чередуются и вызывают явную лиловую или фиолетовую окраску. В некоторых камнях могут присутствовать желтые и синие участки. Совершенно бесцветные камни в природе почти не встречаются. Спрос на них у ювелиров невелик, потому что они не дают отблеска и поэтому мало интересны в ограненном виде [11, c.115].

    Поскольку корунд относится к тригональной сингонии, он обладает двупреломлением  и является одноосным; оптическая ось располагается параллельно ребрам призматических граней и перпендикулярно граням пинакоида (0001). Благодаря сравнительной чистоте химического состава показатель преломления корунда весьма постоянен; для обыкновенного луча он колеблется от 1,768 до 1,778, а для необыкновенного от 1,760 до 1,770, так что сила двупреломления всегда остается равной 0,0081. Поскольку показатель преломления необыкновенного луча меньше, чем показатель преломления обыкновенного, корунд оптически отрицателен. Дисперсия для интервала В - G равна 0,018. Она несколько больше для обыкновенного луча, но разница выражается только в четвертом десятичном знаке. Из-за небольшой величины дисперсии бесцветные корунды в ограненном виде имеют слабую игру, а ограненные сапфиры или рубины дают широкую цветную кайму при исследовании на рефрактометре в дневном свете. Поскольку рубин и сапфир пропускают главным образом красный свет и синий свет, которым соответствуют различные показатели преломления, огранка этих камней может производиться несколько различным образом. Опыт показывает, что низ ограненного рубина можно делать относительно высоким, что не сказывается на оптическом эффекте.

    Как сапфир, так и рубин обладают отчетливым и характерным дихроизмом. Сапфир имеет глубокую синюю окраску для обыкновенного луча и желтовато-синюю для необыкновенного луча. Рубин характеризуется глубокой лилово-красной окраской для обыкновенного луча и бледной желтовато-красной для необыкновенного. Дихроизм, таким образом, проявляется в том, что цвет, соответствующий обыкновенному лучу, красивый и глубокий, в то время как цвет, соответствующий необыкновенному лучу, бледный и не такой красивый. Вследствие этого в тех случаях, когда возможно, при огранке сапфиров и рубинов площадку следует располагать под прямым углом к кристаллографической оси. Единственным, исключением являются редкие весьма темные камни, в которых обыкновенный луч почти полностью поглощается; тогда площадку следует располагать под прямым углом к плоскости пинакоида, для того чтобы необыкновенный луч мог проходить сквозь камень.

    Желтый  корунд также обнаруживает отчетливые признаки дихроизма, но различия окраски  выражаются главным образом в  ее глубине, а не в оттенках; это  явление несколько напоминает дихроизм, характерный для желтого хризоберилла.

    Нагревание  обычно приводит к осветлению корунда. Бледно-фиолетовые и желтые камни  в этом случае утрачивают окраску, а  густо-фиолетовые камни приобретают  очаровательный розовый цвет. В то же время облучение делает окраску более глубокой и окрашиваться могут даже бесцветные камни. На основании этого можно прийти к выводу, что, как и в оконном стекле, в бесцветных камнях присутствуют два или более окрашивающих агента и их неодинаковая реакция на облучение обусловливает появление окраски [12].