СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЯНТАРЯ Российский патент 2023 года по МПК B28D5/00 

Изобретение относится к обработке янтаря, а именно к способам повышения светопрозрачности янтаря и может найти применение при изготовлении ювелирных или технических изделий.

Известен способ художественной обработки янтаря и устройство для его осуществления, включающий термообработку в воздушной среде, выдержку при заданной температуре и последующее охлаждение (А.С. №856822, B28D 5/00, опубл. 23.08.1981 г. БИ №31).

Однако известный способ не обеспечивает необходимого качества осветления янтаря, часть заготовок не осветляются до конца и, кроме того, поверхность янтарных заготовок после этого процесса окислена и имеет темный цвет (в основном оттенки красного), что затрудняет последующую работу с камнем.

Наиболее близким аналогом является способ обработки янтаря (А.С. №1039726 B28D 5/00, опубл. 07.09.1983 г. БИ №33) включающий, нагрев янтаря в газовой инертной среде азота до 130-170°С и давлении 15-20 кгс/см², выдержку при заданной температуре в течение 6-12 ч и последующее охлаждение.

При использовании данного способа не удается достичь полной светопрозрачности всего янтаря в обработанной партии, как правило, плохо повышают светопрозрачность куски янтаря по форме близкие к сферической. Такие заготовки имеют внутри куска небольшую непрозрачную область шаровидной или элипсоидной формы. Как показали испытания, повторной обработке такие куски янтаря не подлежат, т.к. они теряют часть своих полезных технологических качеств, становятся хрупкими, что ограничивает их использование в ювелирной отрасли.

Изобретение решает задачу создания более эффективного способа повышения светопрозрачности янтаря без ухудшения его технологических качеств за счет изменения параметров обработки янтаря и выбора оптимального соотношения объема обрабатываемого янтаря и объема инертного газа.

Для получения необходимого технического результата в способе обработки янтаря, включающем нагрев янтаря в среде инертного газа азота под давлением, выдержку при заданной температуре и давлении, последующее охлаждение, предлагается нагрев янтаря осуществлять постепенно при давлении 2,5-2,8 МПа в течение не менее 1,5 ч до температуры 180-200°С, выдерживать в течение 10-36 ч2 и обеспечить постепенное охлаждение в течение не менее 4 ч. Кроме того, соотношение объема азота и объема янтаря в емкости предлагается принять как 2:8.

Перед обработкой янтарь сортируют по фракциям в соответствии с размером (см. таблицу, приведенную ниже) на несколько партий. Это необходимо, т.к. для разного размера кусков янтаря требуются разные режимы обработки. Мелкий камень осветляется гораздо быстрее, чем крупный, ввиду того, что мелкий камень из-за маленького размера прогревается на весь объем быстрее и быстрее образуется водяной пар в центре камня. При этом у мелкого камня меньше расстояние от центра до периферии камня, и, следовательно, водяному пару требуется меньше времени, что бы пройти это небольшое расстояние по сравнению с крупным камнем.

При обработке янтаря используется инертный газ, например, азот. Это необходимо, т.к. в противном случае поверхность янтарных заготовок после этого процесса окислена и имеет темный цвет (в основном оттенки красного), что затрудняет последующую работу с камнем.

Загрузку янтаря в автоклав осуществляют, выдерживая соотношение объема инертного газа азота и объема янтаря, как не более 2:8. Это необходимо, т.к. осветление происходит за счет насыщения инертного газа парами воды. Если количество газа будет недостаточно, то в какой-то момент процесса осветления наступит ситуация, что газ будет максимально насыщен парами воды, но процесс выделения паров воды из камня еще не будет закончен, при этом, часть паров воды останется в камне, а это приведет к недоосветлению янтаря. Следовательно, объем газа должен быть таким, чтобы гарантированно обеспечить поглощение всех выделяемых из камня паров воды. Как установлено опытным путем, оптимальное соотношение объема инертного газа и объема янтаря не более 2:8. Применение соотношений ниже 2:8 не целесообразно, т.к. приведет к недозагрузке автоклава, т.е. к снижению его производительности и к увеличению расхода инертного газа азота.

Янтарь нагревают в среде инертного газа азота, выдерживают при заданной температуре и охлаждают, причем рабочее давление инертного газа составляет 2,5-2,8 Мпа. Нагрев янтаря до выхода на заданную температуру ведут постепенно в течение не менее 1,5 ч, выдержку осуществляют при температуре 180-200°С в течение 10-26 ч (зависит от размера янтаря), снижение температуры до температуры окружающей среды ведут постепенно в течение не менее 4 ч. Давление и температура подобраны таким образом, что при заданном давлении температура находится на несколько десятков градусов ниже температуры закипания воды. При такой температуре парообразование происходит достаточно интенсивно, но закипание воды не происходит. Закипание воды в порах янтаря при высокой температуре и давлении приводит к появлению трещин и полостей внутри куска янтаря. Время нагрева и охлаждения подобрано опытным путем таким образом, чтобы при нагреве и охлаждении в куске янтаря не образовывались трещины. Время выдержки при заданной температуре подобрано опытным путем с учетом обеспечения 100% светопрозрачности всех кусков янтаря в обрабатываемой партии, при этом увеличивать время нет необходимости, т.к. это увеличивает время технологического процесса, но при этом не улучшает внешний вид янтаря. При выборе меньшего времени выдержки наблюдалось наличие недоосветленных кусков янтаря, светопрозрачность которых была ниже 100%.

Предлагаемые параметры обработки янтаря приведены в таблице.

Конкретный пример осуществления предлагаемого способа обработки янтаря.

Пример 1.

Взяли янтарь матовый фракции весом до 10 гр в объеме 8 л при использовании автоклава с объемом рабочей камеры 10 л. Автоклав заполнили инертным газом азотом. Включили нагрев автоклава. Нагрев до температуры 180°С производили в течение 1,5 часов. Выдержку при данной температуре и давлении 2,5 МПа производили в течение 10 ч. Остывание производили в течение 4 ч.

Результат: отсутствие матовых областей во всей партии янтаря, светопрозрачность 100%, отсутствие трещин и окисления поверхностей кусков янтаря во всей партии.

Пример 2.

Взяли янтарь матовый фракции весом 30-80 гр в объеме 8 л при использовании автоклава с объемом рабочей камеры 10 л. Автоклав заполнили инертным газом азотом. Включили нагрев автоклава. Нагрев до температуры 190°С производили в течение 1,5 часов. Выдержку при данной температуре и давлении 2,6 МПа производили в течение 16 ч. Остывание производили в течение 4 ч.

Результат: светопрозрачность 100%, без трещин и окисления поверхностей кусков янтаря во всей партии.

Изобретение относится к обработке янтаря и может найти применение при изготовлении ювелирных или технических изделий. Способ включает постепенный нагрев янтаря в среде инертного газа азота под давлением 2,5-2,8 МПа в течение не менее 1,5 ч до температуры 180-200°С. Выдержку осуществляют в течение 10-36 ч и обеспечивают постепенное охлаждение в течение не менее 4 ч. Соотношение объема азота и объема янтаря в емкости принимают как 2:8. Техническим результатом является повышение светопрозрачности янтаря. 1 табл., 2 пр.

Способ обработки янтаря, включающий нагрев янтаря в среде инертного газа азота под давлением, выдержку при заданной температуре и давлении, последующее охлаждение, отличающийся тем, что нагрев янтаря осуществляют постепенно при давлении 2,5-2,8 МПа в течение не менее 1,5 ч до температуры 180-200°С, выдерживают в течение 10-36 ч и обеспечивают постепенное охлаждение в течение не менее 4 ч, кроме того, соотношение объема азота и объема янтаря в емкости принимают как 2:8.