Ювелирное производство: закрепка камней

Закрепкой в ювелирной технике называют процесс закрепления камней в оправу или гнездо готового изделия.

Сущность закрепки заключается в том, чтобы подготовить (обработать) гнездо по форме и размерам камня, надежно закрепить камень в изделии и обработать оправу или гнездо так, чтобы изделие было не только красиво, но и удобно в эксплуатации, Нетрудно себе представить последствия некачественно закрепленного камня - потеря камня, раздражение участков тела, соприкасающихся с шипом камня, постоянное зацепление оправой за одежду и другие предметы, находящиеся в соприкосновении с изделием и т. д. Квалифицированно и качественно закрепленное изделие помогает увидеть камень и  все изделие с  наилучшей стороны. Существуют три основных вида закрепки камней - крапановая, глухая и корнеровая.

Крапановая - камень в оправе держится с помощью крапанов (отдельных стоек).

Глухая - камень в оправе держится за счет обжатия пояском по всему периметру  (как бы завальцован).

Корнеровая - камень держится в отверстии за счет корнеров (шариков), выделенных из металла штихелем.

Каждый из видов закрепки имеет свои разновидности: в крапановых кастах крапаны могут быть высокими и низкими, широкими и узкими, сдвоенными и разрезными. Если в прямоугольной оправе камень удерживается стороной, отделенной от других, - закрепка тоже считается крапановой. Крапановая закрепка придает изделию легкость и ажурность. Наиболее открытый со всех сторон камень не только сохраняет без искажения для просмотра свою форму и огранку, но и усиливает игру благодаря поступлению большего количества света. Изделия с крапановой закрепкой камня удобны тем, что камни в них легко промываются, а периодическая промывка камней для снятия налета и восстановлении игры камней необходима.

При глухой закрепке камня обжимной поясок каста плотно прилегает к камню со всех сторон и может быть обработан под глянец только с внешней стороны (как делают обычно для «мягких» камней). Для камней высокой твердости у прижатого к камню обжимного пояска делают еще и внутреннюю глянцевую подрезку, образуя вокруг камня непрерывное ребро, на котором делают зернистую насечку (гризант). Такая гризантная насечка дополнительно украшает камень, создавая вокруг него зернистое обрамление. Глухая закрепка надежно удерживает камень в оправе и при необходимости дает возможность придать камню более правильную форму. Внутренняя глянцевая подрезка в белом металле (платине, белом золоте, серебре) вокруг бриллианта создает эффект большего размера. При эксплуатации изделий с глухой закрепкой камней исключена возможность зацепления оправы за одежду.

Корнеровая закрепка - самая разнообразная. Этот вид закрепки используют тогда, когда нужно закрепить камень не в касте, а непосредственно в металле. Для этого отверстие в изделии готовят заранее. Корнеровая закрепка может быть применена как к одному камню, так и к любому количеству камней, расположенных в различном порядке. Как правило, это мелкие камни диаметром от 4 мм и менее. Различная обработка вокруг камней может создавать разнообразные эффекты, выделяя разновидность корнеровой закрепки. Зеркальная подрезка вокруг камней может выделять каждый камень, а может создать впечатление слияния камней в узоре. Если камень удерживается корнерами и вокруг него нет дополнительной обработки или срезан только глянец, закрепка называется корнеровой. Если вокруг камней сделана глянцевая подрезка, образующая ребро (от нем. «фаден» - нить), то закрепку называют фаденовой. Срезанный фаден (ребро) может создавать контур вокруг камней или рисунок, заключающий в себе камни. Если по ребру фаденовой разделки наносится гризант (зернистая насечка), то закрепка называется фаден-гризантной. В том случае, когда фаден или фаден-гризант, проходя между камнями, образуют четкие квадраты или построение камней образует квадрат, закрепку называют «каре».
Каждый вид закрепки насчитывает по нескольку операций и требует разного к ним подхода в зависимости от формы и количества камней, поэтому набор инструмента и приспособлений очень разнообразен.

Инструмент для закрепки камней включает более десятка наименований. Это штихели, ручные деревянные тиски, киттштоки. обжимки, корновертки, корнезеры, надфили, полировники, ювелирная дрель, сверла и   др.

Штихели - резцы, которыми вырезают гнезда для посадки камней, ставят корнеры, делают различную разделку в зоне закрепки камней. Все режущие штихели изготовляют из специальных сталей с обязательной закалкой. Штихель состоит из клина и ручки.
Клинок, или стержень, штихеля, длина которого 100...120 мм, вставляется в деревянную ручку грибовидной формы. Верхнюю часть клинка называют спинкой, нижнюю - лезвием.
Угол лезвия - это угол между боковыми гранями (сторонами) клинка. Наклонную лобовую площадку, полученную в результате затачивания, называют площадью заточки, а угол, образованный между лезвием и площадью заточки - углом заточки. Рабочий конец штихеля со стороны спинки имеет дугообразный вырез, позволяющий уменьшить угол заточки.
Режущей кромкой служит ребро, образованное площадью заточки  с  боковыми  сторонами   и  лезвием  под  острым   углом.
Режущие штихели каждого наименования делятся по номерам, которые определяют толщину спинки, а следовательно, и угол лезвия.
Все режущие штихели должны иметь хорошо заполированные лезвия и стенку, образующую режущую кромку. Заточка штихелей производится на мелкозернистых брусках, смазанных машинным маслом. Оптимальный размер брусков 25Х50Х 150 мм.
Заточку производят со стороны спинки штихеля под необходимым углом штихеля к камню. Желательно, чтобы площадь заточки образовалась за один прием заточки. Полировка стенок и лезвий штихелей производится на мраморных брусках и коже, натертой полировочной пастой (ГОИ).
Все штихели вставляют в заранее просверленное отверстие (2...3 мм) ручки на глубину 2/3 ее длины. Длина ручек режущих штихелей от 30 до 70 мм, в зависимости от изменения длины клинка в процессе затачивания.
Диаметр шейки 10...12 мм, шляпки 30...35 мм. Шейка ручки укрепляется металлическим кольцом, предохраняющим ручку от раскалывания. Нижняя часть шляпки скалывается, образованная плоскость позволяет работать штихелем под более острым углом к обрабатываемой поверхности, дает возможность лучше фиксировать положение штихеля во время работы и плотнее захватывать ручку в ладони. Форма и заточка штихелей каждого наименования соответствуют их назначению.

Шпицштихель - один из наиболее распространенных режущих штихелей, имеет клиновидную форму с выпуклыми боковыми сторонами. Угол лезвия шпицштихеля 30...45°, оптимальный угол заточки 45°. Может иметь прямую и боковую (правую и левую) заточку. При прямой заточке площадь заточки образует острый угол только с лезвием, таким образом, режущая кромка получится угловой и штихель будет выполнять черновую разделку при фаден-гризантной закрепке и двустороннюю подчистку. Шпицштихель с боковой заточкой выполняет юстировочные Функции   (внутренней  боковой   подрезки).  При  правой  заточке площадь заточки образует острый угол не только с лезвием, но и с правой (со стороны спинки) боковой стороной. В этом случае режущей кромкой будет правая сторона штихеля. Угол схождения площади заточки с правой стороной будет углом режущей кромки, диапазон его 45...60°. Левая заточка отличается от правой тем, что режущая кромка, образованная острым углом, находится на левой стороне. Шпицштихели с боковой заточкой применяют для впасовки камней при корнеровой закрепке и в каст, для чистовой обработки кастов и фаден-гризантной разделки, подчистки корнеров и т. д. Лезвие штихеля слегка зашлифовывают (заваливают) на бруске. Номер штихеля и высоту рабочей части клинка выбирают в зависимости от характера работы и размеров камней. Для впасовки больших камней лезвие зашлифовывают больше обычного.

Боллштихель - штихель с закругленным лезвием, независимо от формы сечения клинка. Боллштихель может иметь вертикальные и наклонные (прямые и выпуклые) боковые стенки в зависимости от того, каким должно быть закругление. Радиус закрепления закрепочных боллштихелей колеблется от 0,2 до 1,0 мм. Угол заточки 45...60°. Применяются они при фаден-гризантной закрепке для поднятия металла в штрих (пенек), на котором накатывают корнер. Величина корнера зависит от радиуса закругления лезвия и угла заточки штихеля: чем больше радиус закругления и угол заточки, тем толще поднятый корнер. Это очень ответственная операция, требующая хорошей закалки рабочего конца штихеля. При постановке корнера прикладывается большее усилие, чем при простом срезе, при перекалке же штихеля режущая кромка его сразу обламывается, а при недостаточной закалке режущая кромка сминается - и штихель может сорваться, сломав корнер. Боллштихель применяют для прорезки и подчистки желобковых участков изделия.

Мессерштихель - имеет клинообразную форму в сечении и острое лезвие. Угол лезвия, в зависимости от номера, от 15 до 30°. Угол заточки штихеля около 60°, высота рабочей части 3...4 мм, при более низком затачивании конец становится «жидким». Мессерштихель используют для подчистки мест между корнерами и других труднодоступных участков.

Флахштихель - при любой форме сечения клинка должен иметь плоское лезвие. Форма флахштихеля может быть прямоугольной (с отвесными боковыми сторонами), трапециевидной (с малым и большим основанием лезвия). В зависимости от назначения ширина лезвия бывает от 0,2 до 4,0 мм. Особенностью флахштихелей является то, что высота рабочего конца оставляется не более 2,0 мм, это делает инструмент удобным в работе и облегчает заточку. Узкие флахштихели используют для чистовой подрезки фаден-гризантной закрепки, обрезки корнеров и для других целей; широкие - для чистовой o6paботки кастов и разделки всех видов закрепки, для глянцевой подрезки.

Давчик - стержень, вставленный в грибовидную ручку. Различаются давчики по форме и поверхности рабочей площадки. Давчик для крапановой закрепки изготовляется из стали, его рабочая часть имеет площадку с желобковым пропилом. Рабочая часть давчика, служащего для зажатия камня узкими крапанами, не закаливается. Для зажатия толстых крапанов и стенок толстостенного глухого каста используют сапожковый давчик, рабочая площадка которого имеет мелкую насечку. Тонкостенные  касты  зажимают
сапожковым давчиком с гладкой незакаленной рабочей площадкой. Этим же давчиком выравнивают форму каста по всему периметру. В тех случаях, когда необходимо сохранить форму крапана, поверхность стенки глухого каста или когда возникает опасность скола камня при соприкосновении давчика с камнем (для посадки мелких камней в гнездо), применяют медные давчики - сапожковые и с круглой площадкой.

Ручные деревянные тиски - применяются для закрепки камней в кольца, а также для разделки по­верхности колец. Используют как винтовые, так и клинозажимные тиски. Длина тисков - 100...120 мм, расхождение губок до 15 мм. Верхняя, рабочая часть тисков может быть любой формы: плоской, выпуклой, полукруглой, конической. Тиски для закрепки подбирают в зависимости от кольца, его размера, размера и формы верхушки, наличия накладок и т. д. Конструкция тисков должна быть прочной, изготовляют их из твердых пород дерева. Допускается изготовление из текстолита, но с накладными деревянными или кожаными наклейками в рабочей части губок.

Киттштоки - применяются в качестве держателей для закрепки насмоленных на них изделий. Закрепку камней в серьги, броши, подвески нельзя произвести в тисках или удерживая их на финагеле. Ряд колец также не может выдержать давление тисков, поэтому для сохранения формы изделия и для надежной закрепки камней изделия фиксируют (насмаливают) на киттштоках. Киттшток представляет собой деревянную цилиндрическую ручку диаметром 30...35 мм и длиной 90... 100 мм с приспособленной для насмолки различных изделий торцовой частью (головкой). Головки киттштоков должны быть различных конфигураций и размеров, например: для брошей и подвесок гладкие плоские или слегка выпуклые; для серег - с вырезом для насадки шинки и т. д. Диаметр головки выбирают по размеру верхушки. Головку покрывают слоем специальной пасты - китта, жестко фиксирующего изделие в нужном положении. При нагревании китт - смесь канифоли с молотым мелом или зубным порошком - размягчается и заполняет полости и промежутки изделия, а остывая, твердеет и позволяет во время закрепки камней и разделки изделия прикладывать большее усилие без опасения деформировать изделие.

Обжимки (обжимные пуансоны) - предназначены для обжатия камней круглой формы в глухих кастах. Обжимный пуансон представляет собой стальной (закаленный) стержень с коническим углублением внутри, который вставляется в грибовидную ручку. Конусность углублений (угол схождения стенок) 45...60°., диаметры отверстий различны с переходом в 0,2 мм. Для удобства обжатия обжимка имеет и внешнюю конусность, угол которой задается в зависимости от диаметра стержня. Обжимные пуансоны могут быть односторонними и двусторонними. У односторонних с одной стороны расположен обжимный конус, с другой - хвостовик для закрепления обжимки в цангодержателе ручки. У двусторонних обжимные конусы расположены с обеих сторон, а в ручку стержень вставляется нерабочей (в данный момент) стороной, для чего в ручке сделана металлическая насадка с отверстием и крепежным болтом. Ручки. обжимок не имеют среза, как ручки штихелей, и могут быть изготовлены как из дерева, так и из различных пластмасс. Рабочий конус обжимок должен иметь хорошо отшлифованную поверхность, без задиров, забоин и заусенцев.

Корнайзены - это стальные пуансоны (стержни) со сферическим углублением на рабочем (торцевом) конце. Существует два типа корнаизенов по назначению. Один для придания поднятому из металла штиху (пеньку)  шарообразной головки - корнера. Эту операцию делают круговыми движениями и называют «наворачивать корнер», а такой корнайзен - корноверткой. Другой - для нанесения гризантной насечки на фаден (ребро). Такой пуансон называют гризантным или просто «корнайзеном».
Все корнайзены изготовляют из инструментальных сталей с последующей закалкой.

Фирменные корновертки изготовлены из стержней диаметром 2,5 мм. длиной 70 мм. Комплект составляют 12 пуансонов с ячейками в диапазоне от 0,6 до 1,75 мм. Самодельные делают из черенков использованных надфилей.
Процесс изготовления их несложен, но требует навыка и большой аккуратности. Сначала в центре на хорошо запиленных торцах стержней набивают ямочки на 1/3 глубины, пользуясь специальной матрицей, которая имеет комплект торчащих шипов с шарообразными или округлозаполированными головками.  Затем   рабочему   концу  стержня  придают   внешнюю конусность, не задевая стенки углубления, и, чтобы избежать окисления, подвергают его закалке. Нагрев при закаливании осуществляют в среде плавленой буры. После закалки, если это необходимо, рабочие углубления полируют пастой ГОИ или алмазной пастой. Если корновертки имеют один внешний диаметр, то для всего комплекта достаточно иметь одну ручку с металлической насадкой, имеющей подогнанное под диаметр корновертки отверстие.

Гризантные корнайзены - подобно корноверткам, имеют рабочую часть со сферическим углублением, подпиленную с боков до образования желобка. Диаметр ячеек корнайзенов от 0,2 до 0,6 мм при глубине 1/3 диаметра. Корнайзены изготовляют из тех же материалов, что и корновертки, но заготовку для них используют плоскую или круглую с плоскооткованным (плоскоопиленным) рабочим концом. Обычно для изготовления их берут обломок (60...70 мм длиной) плоского полукруглого или разновыпуклого надфиля.
Процесс изготовления и закалки сходен с изготовлением корноверток, но обработка рабочего конца его более трудоемка. Сложность заключается в том, чтобы надпил с боков обеспечивал определенную глубину сферы и желобка, а подогнанная ширина позволяла удерживаться углублению на ребре изделия, не касаясь камня, корнеров и соседних ребер. Удерживать направленное положение корнайзена помогают плоский участок стержня, а также срез на грибовидной ручке.
Корнайзен позволяет достичь очень высокого качества гризанта, но слишком трудоемок - приходится фиксировать каждое «зерно» в отдельности.
Гризант очень часто применяют для обработки ювелирных изделий, наносят вокруг закрепленного в глухой каст камня, на остром срезе фадена, на жилках, сетке и др.
Для нанесения гризанта применяют и более производительный инструмент - накатку. Накатка на конце стержня, вставленного в такую же ручку, что и корнайзен, имеет узкий ролик с линейно-ямочной фактурой на ребре. В зависимости от ширины оставляемого зернистого следа накатки делятся по номерам.

Насмолка изделия. Операция закрепки начинается с насмаливания на киттшток. Китт размягчают различными способами на электронагревателях, спиртовках, газовых горелках или паяльной горелкой. Прогревают китты равномерно на всю глубину и со всех сторон, не давая загореться и стекать. На такое пастообразное состояние и насмаливают изделие в удобном для закрепки положении.
Пока китт не затвердел, его выравнивают пинцетом, так чтобы уровень его был ниже поверхности изделия: в местах, не под лежащих разделке, уровень китта оставляют вровень, а то и выше поверхности изделия. Внутри кастов и отверстий под камнем китт продавливают глубже, чтобы шип камня мог свободно опуститься на нужную глубину. Оставшийся на внутренних стенках китт удаляют. После насмаливания киттшток откладывают до полного затвердения китта.

Закрепка в крапаны. Принцип крапановой закрепки заключается в том, что с внутренней стороны крапанов, на одном и том же уровне, делают всечки, на которые ляжет рундист камня, а концы крапанов, возвышающиеся над рундистом, загибают на коронку камня. Уровень всечек на крапанах ювелиры определяют визуально (но не приблизительно). Исходными данными для определения уровня служат: высота участка крапана, который идет на загиб (в зависимости от размера камня от 0,5 до 1,0 мм), толщина рундиста и глубина шипа камня (шип камня не должен выходить за нижний уровень изделия). Для закрепки поступают шлифованные изделия, поэтому верх каста выравнивают надфилем, после чего, наметив уровень, всекают крапаны. В большинстве случаев крапаны всекаются флахштихелем и шпицштихелем. В кастах с малым числом крапанов всечки для камня могут быть сделаны специально заточенным надфилем.

Всечки делают так, чтобы гнездо, образованное крапанами, было вертикальным и имело карниз в качестве нижнего упора. Камень должен садиться в гнездо плотно и без перекосов. Убедившись в правильном положении камня в касте, давчиком наваливают свободные концы крапанов на павильон камня. Зажимая крапанами камень, придерживаются такой последовательности: следующим загибать крапан, противоположный только что загнутому.  Поджав плотно все крапаны,  каст проверяют на просвет: если какой-либо из крапанов висит, его поджимают еще плотнее. Желательно, чтобы загнутая часть крапана ложилась не на ребро, а на грань камня (особенно у камней округлой формы), это лишит камень возможности поворачиваться.

В некоторых случаях при толстых крапанах и жестком металле допускается поджатие крапанов закрепочным молоточком. Однако совершенно недопустимо, работая молоточком, попадать им по камню. Существует ряд камней, для которых закрепка с помощью молоточка вообще исключается. Даже при самых хороших условиях закрепки эти камни требуют максимума внимания и аккуратности. К ним относятся: опал, изумруд, аметист и другие хрупкие камни. Кроме хрупкости при закрепке камней следует учитывать и другие не менее важные факторы, такие, как толщина рундиста, форма огранки, прочность камня. Даже самые «крепкие» камни с тонким рундистом или с острыми углами (при огранке «маркизом», «каплей», всеми прямоугольными формами) обладают свойством скалываться при недостаточно аккуратной закрепке.
Обработка крапанов после закрепки камня заключается в том, чтобы сделать их одинаковыми по длине и форме, а если нужно, заполировать или срезать поверхность крапана на фацет (прямая двусторонняя глянцевая подрезка до образования ребра). Если твердость камня выше 7 (по Моосу), крапаны можно обрабатывать мелким надфилем с заполированным ребром, направленным к камню. Во всех остальных случаях - шабером и штихелями.

Глухая закрепка. Процесс закрепки в глухие касты начинается также с определения уровня посадки камня. Определив по тем же признакам уровень глубины гнезда, его выбирают, подрезая стенки каста шпицштихелем (юстировочным) с правой боковой заточкой. Вначале штихелем на глубине посадки камня выбирают неглубокий поясок.

Убедившись, что он находится со всех сторон на одном уровне, гнездо увеличивают в диаметре до размера камня. Таким образом, юстируя гнездо и периодически примеряя в него камень, следят за тем, чтобы стенки выбранного гнезда были вертикальными. Если гнездо будет выбрано с большим подвнутрением, камень будет болтаться в закрепленном касте. Стенки каста должны оставаться одинаковыми по толщине, чтобы при загибе их не образовались внешние неровности или складки. Камень сажают в плотно подогнанное гнездо легким давлением пальца, ручкой штихеля или медным давчиком, в зависимости от размера камня, и обжимают.

Обжатие круглых камней производят обжимкой соответствующего размера; если этого бывает недостаточно, поясок поджимают давчиком. Камни овальные, прямоугольные и других форм обжимают давчиком; при толстых стенках пояска обжатие начинают сапожковым давчиком с насечкой, а затем выравнивают гладким; тонкостенные касты обжимают сразу гладким давчиком. Процесс обжатия давчиком протекает в определенной последовательности: сначала камень поджимают с двух противоположных сторон, если перекоса не наблюдается, камень поджимают с двух других сторон. Если же обнаруживается перекос камня и причина его- неравномерное поджатие или сдвиг, то камень выравнивают легким постукиванием по выступающей его части ручкой штихеля, давлением пальца или давчиком и в таком положении фиксируют поджатие, а затем равномерно обжимают. При плотной посадке камня сразу начинают равномерное его обжатие. Особую осторожность во время обжатия нужно соблюдать при работе со «слабыми» камнями и с камнями прямоугольной и других форм, имеющих острые углы.

В результате обжатия камня верхняя часть стенки каста наваливается на павильон камня по всему периметру, и на поверхности этого участка каста очень часто остаются следы от инструмента обжатия. Поэтому поясок выравнивают мелким (сработанным) надфилем и, если надо, полировником. Со стороны камня каст по всему периметру срезается на фаден (односторонняя глянцевая подрезка, служащая как бы отражателем) до образования ребра, на которое наносится гризантная насечка. Величину зернения гризанта выбирают в зависимости от размера камня: чем меньше камень, тем мельче гризант. Накатка гризанта - заключительная операция этого вида закрепки.

Корнеровая закрепка. Корнеровая закрепка - наиболее сложный вид закрепки, связанный с разделкой штихелями всей закрепочной площади изделия. Процесс закрепки начинается с впасовки камней (ранее подобранных) в свои отверстия. Чаше всего для этого используют котировочный штихель. Им выбирают для камня плотное вертикальное гнездо. Глубина гнезда делается такой, чтобы рундист камня находился ниже поверхности закрепочной площадки. Для камней идеально круглой формы гнездо можно выбирать сверлом с углом заточки меньше угла шипа камня, коническим бором, угол конуса которого выбирается по углу шипа камня. Гнездо рассверливают либо ручной ювелирной дрелью, либо сверлом (бором), зажатым в цангодержателе или металлических ювелирных тисочках.
Последовательность впасовки, как и разделки, такова: начинают с камней больших по размеру и кончают маленькими. Убедившись, что камень плотно садится в гнездо, намечают места размещения корнеров. Наметив слегка боллштихелем место, откуда будет браться срез для корнера, начинают разделку, предварительно вынув камень. Подрезку металла начинают с гнезда, оставляя участки, где корнеры будут нетронутыми. После подрезки фацетов в сторону гнезда камень сажают на место и приступают к следующей операции - постановке корнера. Поставить корнер - это значит поднять штихелем из металла пенечек - штрих, которому впоследствии с помощью корновертки придают вид шарика. Этот шарик (корнер) выполняет роль крапана, удерживающего камень. От величины камня, числа конеров и формы разделываемой площадки зависит величина корнера, а следовательно, и номер боллштихеля, которым будет подниматься корнер. Суть этой операции заключается в том, что штихелем приподнимают над поверхностью штрих, продвигают (натягивают) его в сторону камня так, чтобы стенка гнезда в этом месте слегка наваливалась на павильон камня.
Поставив все корнеры и обеспечив тем самым надежность удержания камня, приступают к фаденовой обработке по заранее намеченному рисунку. Окончательная обработка - выравнивание фацетов, подчистка корнеров - производится штихелем не в сторону камня, а от камня. Когда рисунок всей верхушки выведен корноверткой, корнерам придают глянцевую шарообразную форму, а на ребра срезанного фадена наносят гризантную насечку. Величина зернистости диктуется размерами камней, рисунка и всего изделия.