W dzisiejszym wpisie Marta Norenberg, prowadząca pracownię biżuterii artystycznej Sztuk Kilka, przybliży wam tajniki obróbki cieplnej zwanej wygrzewaniem. Zrozumienie tego zagadnienia należy do elementarza każdego, kto chce rozpocząć swoją przygodę z metaloplastyką i jubilerstwem. Serdecznie zapraszamy do lektury!

Chętnie napisałabym kilka słów o wygrzewaniu się w promieniach słońca, ale zima wróciła i słonka brak. Pozostaje mi opowiedzieć o wygrzewaniu metali, czyli podstawowej, ale bardzo istotnej czynności przy pracach jubilerskich. Poruszając ten temat nie mogę pominąć informacji o właściwościach metali. Dzięki nim lepiej zrozumiesz, czemu coś się dzieje tak, a nie inaczej przy pracy z metalami.

WŁAŚCIWOŚCI METALI

Na początek powinniśmy przyswoić kilka suchych faktów odnośnie właściwości fizycznych i chemicznych metali. Nie bójcie się, że zawalę Was wzorami i regułkami, sama ich nie lubię. Wolę sprawdzać rzeczy doświadczalnie, ale do tego potrzebna jest chociaż minimalna wiedza.

ZŁOTO (Au)

• Temperatura topnienia: 1064°C
• Barwa: żółta / biała / różowa…. wszystko zależy od domieszek w stopie metali 🙂
• Białe złoto uzyskuje się po przez dodanie do niego palladu lub niklu, a ilość złota w stopie często określa się jednostką karatów.
• Różowe złoto powstaje dzięki domieszce miedzi.
• Jasno żółte złoto barwę zazwyczaj zawdzięcza dodatkowi srebra.
• Producenci prócz innych metali dodają także tzw. ligury, czyli mieszanki mające sprawić, że stop metali będzie miał pożądany odcień lub właściwości. Składy ligur są zwykle tajemnicą producentów.
• Złoto jest najbardziej plastyczne i ciągliwe wśród metali, dlatego jego czystej postaci zwykle nie stosuje się do wyrobów jubilerskich. Zbyt łatwo byłoby je zniszczyć.
• Można wykonać z niego folię o grubości 0,001 mm! (czyli 1 μm – mikrona), dlatego idealnie nadaje się do złocenia płatkowego przedmiotów. Niegdyś bardzo popularna technika, stosowana np. do pokrywania ram obrazów rzeźbionych w drewnie.
• Z 1 g złota można stworzyć arkusz o powierzchni 1 m²!
• Oprócz w biżuterii, złoto możemy odnaleźć w formie: lokat bankowych; w elektronice do pokrywania łączonych elementów; w formie złota listkowego; w branży włókienniczej; w kosmetyce i do dekoracji potraw, a także w stomatologii.

SREBRO (Ag)

• Temperatura topnienia: 962°C
• Kolor zwany białym 🙂
• Srebro łączy się z miedzią, czasem palladem i niklem, aby utwardzić stop. Tutaj również stosowane są ligury.
• Srebro jest mniej plastyczne i ciągliwe niż złoto, ale jego czysta wersja (próba 999) też jest zbyt miękka, aby stosować je samodzielnie. Zwykle służy do robienia opraw i niektórych detali w np. w wire-wrappingu. Inną kwestią jest stosowanie glinek metali, które po wypaleniu uzyskują twardość i też mają próbę 999.
• Obecnie na drugim miejscu wśród producentów / wydobywców srebra jest KGHM Polska Miedź, który uzyskuje srebro przy wydobyciu miedzi.
• Srebro jest bardzo szeroko stosowane także poza jubilerstwem. Na przykład w technice do produkcji styków i końcówek; a także do pokrywania powierzchni fletów poprzecznych, a azotanem srebra pokrywa się spodnią powierzchnie luster.

PLATYNA (Pt)

• Temperatura topnienia: 1770°C
• W biżuterii stosowana od końca XIX w.
• Rodzina platynowców dzieli się na grupy ze względu na masę kruszcu, do najbardziej znanych należą jeszcze: pallad i rod.
• PALLAD – temp. topnienia – 1552°C, dodawany do stopów białego złota.
• ROD – temp. topnienia – 1960°C, jest stosowany jako pokrycie galwaniczne innych metali (rodowanie), metal o białym kolorze, bardzo trwały, twardy i kruchy 🙂

MIEDŹ (Cu)

• Temperatura topnienia: 1085°C
• Czerwonawa, miękka i ciągliwa. Metal nieszlachetny w przeciwieństwie, do tych wymienionych powyżej.
• Co ciekawe: czyste srebro jest bardziej miękkie niż miedź, natomiast srebro z małą domieszką miedzi staje się twardsze od czystej miedzi.
• Stopy metali z miedzią: mosiądz (miedź + cynk) i brąz (miedź + cyna – bardzo dobry do odlewania). Istnieje także biały mosiądz, zwany u nas białym srebrem lub alpaką. Jest to mieszanka miedzi, cynku (mosiądz) i niklu, który rozbiela mosiądz dając mu srebrzystą barwę.

PRAKTYKA

Nie ma to, jak wypróbować wszystko samodzielnie, bo tak naprawdę do czego przyda nam się powyższa wiedza? Dobrze wiedzieć, w jakich temperaturach topi się dany metal. Szczególnie gdy zaczniecie już przetapiać coś samodzielnie. Będzie to Wam przydatne także przy wygrzewaniu metali, które trzeba cyklicznie wykonywać przy pracy. Szczególnie jeśli poddajecie metal fakturowaniu lub wyginaniu.

• Utnijcie sobie dwa druciki i jeden zacznijcie wyginać w różne strony, tak do kąta 90°. Serio, weźcie ten drucik w łapki, jeśli nie macie jeszcze tej wiedzy i nie przewidujecie zakończenia tego akapitu. Co się stało z drutem po wielokrotnym wygięciu? Drucik traci plastyczność i ostatecznie pęka.

• Teraz chwyćmy drugi drucik i zegnijmy go w pół, maksymalnie jak się da, by oba końce się połączyły. Drucik się nie złamał, prawda? Jednak gdybyśmy powtórzyli ten proces kilka razy stałoby się to samo. Jeśli nasz niepęknięty drut wygrzejemy w płomieniu palnika, to metal znów stanie się plastyczny.

Niezależnie czy pracujemy z metalami szlachetnymi czy pospolitymi, mają one wspólną właściwość: pod wpływem mechanicznego działania na metal jego struktura staje się coraz gęstsza. W rezultacie kruszec staje się twardszy, a także bardziej kruchy.
Porównajmy ten proces do miejskiego autobusu. Tak, właśnie do takiego przegubowca. Każdy przystanek i wsiadający ludzie, to uderzenia młotka. W pewnym momencie autobus jest przepełniony i więcej nie zniesie tak, jak nasza blacha nie wytrzyma więcej uderzeń. A wyżarzanie, to taki najpopularniejszy przystanek, gdzie prawie wszyscy wysiadają i wreszcie można oddychać i znów jest miejsce na nowych pasażerów. Proces wyżarzania / wygrzewania pozwala na odprężenie materiału, czyli przywrócenie mu plastyczności (miękkości). Przez działania na metalu rozumiem wszelkiego rodzaju: młotkowanie, wygniatanie, wyginanie, walcowanie etc. Każde uderzenie młotka utwardza materiał, a praca staje się coraz trudniejsza.

WYGRZEWANIE W KILKU KROKACH

Proces wygrzewania jest prosty. Nie należy jedynie przesadzić z czasem grzania w przypadku cienkich drucików i blaszek, gdyż łatwo je spalić albo stopić, co pokazałam na poniższych zdjęciach.

Zasada jest taka:

• grzejemy metal równomiernie, aby jego powierzchnia była w miarę jednakowo gorąca we wszystkich miejscach,
• krążymy płomieniem nad metalem póki nie uzyska czerwonej barwy, zwanej także wiśniowym żarem. Dla mnie osobiście jest to ciemny pomarańcz,
• następnie przedmiot studzimy w wodzie albo od razu wrzucamy do kwasu (może to być też gorący roztwór kwasku cytrynowego), aby pozbyć się tlenków.
  Wszystkie etapy możecie zobaczyć pod tym tekstem, na początek poszła miedź.

Wiem, że punkty 2-4 wyglądają prawie identycznie, ale przyjrzyjcie się barwie miedzi, od błyszczącej, przez sczerniałą (płomień po zetknięciu z blachą przybiera wtedy różne odcienie), po czerwonawo – fioletową.

Na zdjęciu nr. 5 widać już odpowiedni kolor wyżarzania, natomiast nr. 6 przedstawia metal tuż po zgaszeniu palnika, cały pokryty tlenkami. Gdybyśmy taki metal spróbowali lutować nic by z tego nie było, ta czarna warstwa uniemożliwiłaby pracę. Na ostatnim zdjęciu widnieje blacha po ostudzeniu, ale jeszcze przed oczyszczeniem.

Czas na pokaz ze srebrem. Ze względu na niższą temperaturę topnienia łatwiej uszkodzić srebro w trakcie nagrzewania. Kroki są takie same, jak przy miedzi, tylko srebro nabiera mniej czerwonego odcienia. Jeśli natomiast masz jasne pomieszczenie i trudno dojrzeć Ci ów: „wiśniowy żar” to zwróć uwagę na biały nalot pojawiający się na srebrze próby 925. Ten nalot, to bardzo cieniutka warstwa czystego srebra, które wytrąca się na powierzchni, jednocześnie dając znać, że dany fragment jest już wygrzany.
W zasadzie przy zdjęciu nr. 3 już powinnam zakończyć wygrzewanie, ale chciałam pokazać Wam co się stanie, gdy przesadzimy z ogniem. Na kolejnych trzech fotografiach widać, jak srebro zaczyna się topić i zmieniać z blachy w grudki metalu.

Nikomu nie życzę, aby przez gapiostwo stało mu się coś takiego z istotnym detalem. Czasem granica między temperaturami metalu bywa bardzo cienka i zanim się zorientujemy, już jakiś fragment się nadtopi albo jego powierzchnia staje się szorstka. Co prawda tą właściwość możemy wykorzystać na naszą korzyść. Czasem przed wycięciem detalu z blachy wygrzewam ją na tyle mocno, by uzyskać chropowatą fakturę, która potrafi uatrakcyjnić biżuterię. Jak na przykładzie ze zdjęcia.
Mam nadzieję, że ta spora dawka wiedzy będzie dla Was przydatna. Udanego testowania!

Pozdrawiam ciepło
Marta