Шлифовка и полировка камня

После резки натурального камня предстоит выполнить шлифовку и полировку, чтобы придать материалу для будущей поделки гладкость и блеск. Эти операции не так сложны как распиливание, но и для них нужна изрядная доля сноровки. О том, как шлифовать и полировать натуральные камни, подробно рассказывается в этой статье.

Шлифовка

После разрезки камня на плоскостях его распила остаются разные по глубине параллельные друг другу дугообразные борозды и канавки, оставленные режущей кромкой пилы. Чтобы избавиться от этих и других неровностей на поверхности камня, его шлифуют.

Процесс шлифовки заключается в снятии с поверхности тонкого слоя материала. В зависимости от толщины снимаемого слоя шлифовку подразделяют на три этапа: грубую шлифовку, называемую иначе сгоном или обдиркой, собственно шлифовку и доводку — лошение, после которого поверхность можно полировать.

Любую из перечисленных операций на камнеобрабатывающих предприятиях выполняют, как правило, на специальных алмазных планшайбах. Но ввиду их высокой стоимости для камнереза-любителя мы останавливаться на технологии работы с ними не будем. Рассмотрим старинный, испытанный веками, «дедовский» способ шлифования на металлических кругах с применением насыпного абразива. К тому же этот способ простой и дешевый и если уступает в эффективности алмазному инструменту, то незначительно.

Обработка природного камня шлифовкой своими руками по сравнению с резкой более проста. Она выполняется на шлифовальных кругах — планшайбах. Они могут быть различного диаметра, максимальная величина которого также зависит от мощности применяемого двигателя. Конечно, чем крупнее планшайба, тем большую поверхность камня можно на ней обработать. Однако большие по диаметру круги требуют значительной мощности мотора, которая, например, в домашних условиях малоприемлема. Круг диаметром 200—250 мм оказывается для любительских условий вполне подходящим.

Шлифовальные круги делаются из самых различных материалов: чугуна, мягкой стали, бронзы, свинца, сплава олова со свинцом, дерева, твердого пенопласта. Твердость материала, из которого сделан круг, имеет второстепенное значение, так как разрушение поверхности шлифуемого камня происходит не под действием материала круга, а в результате истирающего влияния абразивных зерен, вводимых между шлифуемым материалом и кругом. При выборе материала для планшайбы важнее другое: в какой степени он обладает способностью шаржироваться, то есть удерживать абразив на своей поверхности при вращении. Мягкий и вязкий материал лучше шаржируется. Но, с другой стороны, круги из мягкого материала скорее изнашиваются. Лучшими для шлифования считаются сделанные из чугуна, мягкой стали или бронзы. В отличие от резки, при которой требуются большие скорости вращения диска, для шлифования применяются малые скорости, не превышающие 1000 об./мин. При больших скоростях абразивный материал не будет удерживаться на поверхности планшайбы. Обычно скорость вращения шлифовальных кругов 500—1000 об./мин. Для эффективного шлифования разных по твердости и вязкости камней, так же, как и при резке, скорость лучше подбирать специально для каждой группы камней.

При шлифовании рабочей поверхностью, на которую подается абразивный материал, является вся площадь круга. При очень сильном прижиме увеличивается нагрузка на двигатель, скорее изнашивается круг. При недостаточном прижатии процесс шлифования удлиняется. Следует помнить: чем сильнее давить на камень, тем труднее его удержать в руках.

Как же правильно шлифовать природный камень?

Из всего существующего многообразия различных абразивов камнерезу-любителю вполне достаточно иметь 2-3 наименования порошка (к примеру, корундовый и кварцевый) различной крупности: грубый для обдирки, среднезернистый для шлифования и тонкий для лощения. Хранить их удобнее всего в стеклянных широкогорлых банках с завинчивающимися крышками. На банках должны быть пометки, говорящие о типе и крупности порошка. Совершенно недопустимо попадание крупнозернистого абразива в тонкий. Такой смесью невозможно будет произвести качественную доводку, так как крупные зерна абразива оставляют на поверхности камня глубокие царапины.

Предположим, что требуется отшлифовать камень, плоскость раскола которого получилась довольно ровной.

Берем банку с крупным абразивом и засыпаем его в миску, заливаем таким количеством воды, чтобы весь порошок был затоплен. Включаем станок, берем камень в правую руку и, крепко удерживая его, кладем на шлифовальный круг, одновременно левой рукой помещаем на круг щепотку мокрого абразива непосредственно перед камнем, если смотреть по направлению вращения.

Порошок накладываем, как бы втирая его в материал планшайбы. Зерна абразива при вращении круга втягиваются между ним и камнем, разрушая, шлифуя последний. Круг и камень во время шлифовки должны обязательно оставаться мокрыми.

Шлифовку начинают крупнозернистым порошком, потом переходят на более мелкий. Для работы с различными абразивами желательно иметь 2-3 круга — для грубой шлифовки, средней и тонкой. Каждый этап считается завершенным, когда на поверхности камня не остается следов предыдущей обработки. В результате лощения отшлифованная поверхность приобретает матовый блеск. На ней не должно быть мельчайших царапин. Готовность поверхности к полировке определяют на глаз, рассматривая отшлифованную плоскость в отраженном свете.

Иногда при лощении избавиться от мелких царапин не удается. Это может произойти, если в тонкий абразив попали зерна более крупного. В таком случае доводку камней, особенно небольших по размерам, производят на стекле, лучше всего полированном, толстом, например на осколке зеркала. Смешанный с водою равномерно зернистый качественный абразив насыпают на стекло, сверху кладут камень и круговыми движениями руки делают доводку.

При шлифовке снашивается не только поверхность камня. Истирается также и круг, и тем больше, чем крупнее абразив и выше его твердость. Износ круга можно проверить ребром стальной линейки.

Правку таких выработанных кругов в производственных условиях выполняют, как правило, путем их проточки на токарном станке. У каждого камнереза-любителя круг с течением времени тоже снашивается. Выправить планшайбу можно при помощи карборундового или наждачного бруска.

Включают станок, кладут брусок на круг и радиальным перемещением его производят правку, периодически смачивая планшайбу и брусок водой во избежание перегрева трущихся поверхностей и образования пыли. Качество правки проверяют линейкой, прикладывая ее к плоскости круга.

Перед тем как приступить к следующей, более тонкой операции — полированию, необходимо тщательно промыть камень, планшайбу и руки, чтобы удалить с них оставшийся абразивный материал. Без соблюдения этого условия качественная работа не может быть гарантирована.

Далее вы узнаете, как полируют природные камни.

Полировка

Работа по полировке натурального камня – это заключительная стадия тонкого шлифования, в результате которой поверхность приобретает зеркальный блеск.

Полируют на таких же кругах, какие применяются для шлифования, но обтянутых сукном, фетром, войлоком, замшей или хлопкобумажной тканью. В качестве абразива используют те же самые порошки, но размолотые до высокой степени измельчения. Среди любителей-камнерезов наиболее распространенным материалом для полировки является окись хрома (зеленый «крокус»), который в виде порошков или паст имеется в продаже в магазинах медицинской техники.

Сам процесс полировки природного камня своими руками в принципе технологически ничем не отличается от шлифования. Количество полирующего порошка и воды должно быть таким, чтобы избежать местного перегрева камня — прижога. В результате него камень, например малахит, приобретает черный или желтый цвет (о чем мы писали выше), под которым исчезают природный рисунок и окраска и избавиться от которого можно только повторным шлифованием. Поверхность считается хорошо отполированной в том случае, когда отражает предметы четко, ясно и на ней отсутствуют мутные непрополированные участки со штрихами и царапинами.

Как приготовить абразивный порошок

В заключение расскажем, как и из чего можно самостоятельно приготовить абразивный порошок. Проще всего, конечно, взять готовый отсортированный и промытый кварцевый песок из некоторых участков русла рек или ручьев. Вода в них, как известно, в разных местах русла имеет неодинаковую скорость течения. От нее зависит крупность выпадающего из воды песка. Чем меньше скорость, тем мельче отлагающийся песок.

Очень хорошего качества песок встречается иногда в детских песочницах. Он, как правило, уже просеян и после промывки и сушки вполне пригоден для работы.

Если же не удастся найти отсортированный равномерно зернистый песок, то можно использовать любой речной. Правда, его желательно просеять через сито, лучше — через несколько сит с разными ячейками. Чем больше сит имеется в распоряжении мастера, тем лучше: можно больше выделить групп песка по крупности зерен. Рассев — наиболее трудоемкая и длительная операция в деле приготовления абразивного порошка.

Кварцевый песок хотя и позволяет успешно шлифовать большинство имеющихся в распоряжении домашнего мастера камней, но обладает все же недостаточной твердостью. Это в какой-то мере ограничивает область его применения. Более высокими абразивными свойствами обладают порошки из фанатов, твердость которых составляет 6,5—8. Однако лучшим по абразивным качествам следует признать корундовый, или наждачный, порошок. Его нетрудно приготовить самому.

На производстве и в различных кустарных, школьных мастерских многие заточные станки, где используются наждачные круги, имеют специальные приемные бункеры, предназначенные для сбора металлических опилок и отработанного абразивного материала, из которого сделаны круги. Такие бункеры по мере заполнения периодически очищаются, а абразивный порошок, отличный порошок для шлифовки камня, попросту идет на выброс. Такой песок необходимо тщательно промыть и очистить. При промывке легкие механические примеси всплывают на поверхность. Их следует слить вместе с водой. Железные и стальные опилки легко убираются из сухой смеси магнитом.

Примеси цветных металлов (меди, алюминия и других) удаляются путем промывки песка в азотной кислоте, в которой они растворяются. Не следует забывать: чем меньше песок содержит посторонних примесей, тем выше его абразивные качества. Очищенный разными способами материал после тщательной промывки и полной просушки желательно рассортировать по крупности при помощи сит.

Другой способ получения высокотвердого порошка — это использовать в качестве исходного материала отслужившие свой срок расколотые или изношенные старые абразивные инструменты — круги, бруски и любые другие. Они толкутся в порошок, который просеивается в ситах.

А теперь, познакомившись с различными поделочными камнями, узнав, как и чем они обрабатываются, и, наконец, изготовив станки, можно начинать делать первые шаги на нелегком поприще камнерезного искусства.