Данная технология исследуется старшим преподавателем Н. Ю. Черновой. Актуальность ее изучения связана с необходимостью повышения надежности крепления всекаемого в основу металла с целью предотвращения выпадения его под действием инерционных сил при выстреле.
Показано, что так называемый ижевский способ крепления обеспечивает достаточную надежность, а также экономию драгоценных металлов за счет увеличенной на 40—50 % ширины орнаментальной полоски всекаемого металла в сравнении с шириной прорезаемой канавки.
Статистически установлены закономерности распределения значений размеров прорезаемых канавок и гнезд крепления, позволяющие прогнозировать его надежность.
Исследование гравирования орнамента на деревянных деталях украшенного оружия с использованием лазерной обработки Лазерная технология позволяет имитировать на древесине резьбу, наносить устойчивые к истиранию изображения и орнаменты. Структурные элементы древесины, обусловливающие ее текстуру, отличаются по свойствам и, как следствие, по-разному взаимодействуют с лазерным лучом. Имеющиеся рекомендации по лазерной обработке древесины, как и других материалов, как правило, не учитывают эстетические свойства получаемых изделий.
Аспирантом Э. Ф. Яппаровой выполнена эстетическая оценка воздействия лазерного луча на древесину различных пород. Выявлено, что наиболее высокий декоративный эффект достигается на древесине бука, липы, ореха. Глуби на рельефа прямо пропорциональна скорости обработки и мощности излучения и обратно пропорциональна плотности древесины. Установлено, что основной причиной, ухудшающей эстетическое восприятие изображения, является нагар, образующийся за пределами контура изображения. Определены условия обработки, исключающие образование нагара.
Достигнуто высокое качество изображений с тонким графическим рисунком на ложе охотничьих ружей.
Тематика дальнейшего совершенствования декорирования украшенного стрелкового оружия — наплавка драгоценных металлов с использованием лазерных технологий (аспирант 0. С. Онискаева), кислотное оксидирование металлических деталей эксклюзивного стрелкового оружия (аспирант В. М. Рябов).
Решение первой научной задачи связано с получением поверхностных слоев, обеспечивающих новые эстетические и функциональные свойства изделия. Обычно осуществление этой задачи связано с нанесением на поверхность необходимых элементов механическим, химическим, электрохимическим, радиационным и другими методами. Часто за этим следует термическая обработка поверхностных слоев, обеспечивающая диффузию элемента в приповерхностные зоны. Новый метод, разработанный В. И. Куманиным, М. Л. Соколовой и В. А. Матвеевым, имеет принципиальные отличия от прежних.
Особенностью предложенного метода обработки поверхности является не нанесение, а удаление из приповерхностного слоя элемента, входящего в состав сплава. Удаление этого элемента позволяет получить новое качество поверхности.
Ниже приведены результаты работы, проведенной В. И. Куманиным, М. Л. Соколовой и В. А. Матвеевым.
Для исследования был выбран золотой сплав 585 пробы ЗлСрМ 585-90 (58,5 % Аи, 9,0 % Ад, 32,5 % Си), этот сплав имеет резкий оранжевый цвет и является маловостребованным.
Для повышения декоративных свойств изделия, облагораживания его поверхности была поставлена задача довести концентрацию золота на поверхности до уровня 750-й пробы или увеличить концентрацию золота за счет снижения концентрации меди на поверхности золотого сплава с помощью метода избирательного травления (МИТ).
Этот метод основан на том, что в большинстве кислот драгоценные металлы не растворяются, а растворяется лишь медь.
В процессе исследования концентрации основных элементов на поверхности изменялись следующие режимы:
1) длительность выдержки образцов при температуре 760 °С варьировалась от 10 до 60 мин;
2) образцы исследовались без химического травления каждого цикла с травлением после обработки;
3) обработка осуществлялась с различным количеством циклов.
Длительность выдержки золотого сплава 585-й пробы показала следующее . При первом цикле термообработки (760 °С, 10 мин) концентрация меди понижается (до 12 %), а концентрация золота возрастает приблизительно до 750-й пробы, т. е. формируется приповерхностный слой нового состава, обогащенный золотом, толщиной 30—40 мкм. При этом когерентность твердого раствора сохраняется во всем интервале градиента концентраций (что устраняет проблему адгезии поверхностных слоев). Помимо улучшения цветовой гаммы наблюдается повышение твердости и пластичности во вновь образованном сплаве.
При этом, однако, надо учитывать возможность образования микропор при интенсивной приповерхностной диффузии.
Дальнейшая выдержка при 760 °С (20—60 мин) не меняет создавшуюся картину. Это связано с тем, что на поверхности образуется пленка оксида меди СиО, которая препятствует доступу кислорода к поверхности и диффузии меди из внутренних слоев.
На следующем этапе работы технология обработки была изменена. После каждого цикла нагрева до 760 °С образец охлаждался и помещался в емкость с 10%-ным раствором серной кислоты, что позволяло растворить образующуюся на поверхности пленку окисида меди:
После первого цикла обработки раствор приобретал голубой цвет, интенсивность которого возрастала с увеличением числа циклов. Это свидетельствовало о повышении концентрации ионов медного купороса в растворе. Следовательно, при каждом цикле из сплава удалялись все новые и новые порции меди.
Таким образом, разработанный метод избирательного травления (МИТ) позволяет не только менять цветовую палитру поверхности золотых сплавов 585-й пробы в широком диапазоне, но и существенно изменять механические свойства поверхности.
Очевидно, этот метод применим не только к золотым сплавам, но к сплавам других драгоценных металлов, содержащих растворимые (недрагоценные) составляющие.
Таким образом удалось разработать схему термообработки разупрочняющего отжига нейзильбера, обеспечивающего максимальную технологичность сплава. Это позволило широко использовать нейзильбер для изготовления художественных изделий (например, брошей).
Владимир Игнатьевич Морозов — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой Московского государственного горного университета, заслуженный работник высшей школы.
