С приставкой сверх-
Продолжая цикл статей о материалах и технологиях, применяемых в часовом производстве, сегодня мы рассказываем о нецарапающихся часах.
Еще в конце XIX века часовщики настолько поднаторели в изготовлении надежных и долговечных механизмов, что те могли работать десятилетиями. В случае чего механизм всегда можно почистить или заменить 1-2 износившиеся детали. Считать часы «вечными» мешала только их оболочка – корпус. Золото и сталь не отличаются особой твердостью и быстро покрываются царапинами, а из-под стершегося покрытия латунных корпусов «вылезает» неприглядный металл. Исправлять эти недостатки намного сложнее и дороже, чем ремонтировать механизм. Как сделать, чтобы часы долго не теряли первозданный вид? Заменить традиционные материалы на что-то более твердое. В разных областях науки и техники применяют различные методы определения твердости материалов. Самой простой является шкала (или система) Мооса, которой пользуются для определения твердости камней. В ней десять минералов подобраны так, что каждый последующий способен поцарапать все предыдущие. В других системах (методах Бриннеля и Виккерса) твердость определяется по параметрам вмятины, образующейся при вдавливании контрольного предмета (пирамидки или шарика) в поверхность образца под действием определенной нагрузки.
Бур для времени
В 1962 году увидела свет модель DiaStar компании RADO. Корпус этих первых в мире нецарапающихся часов был сделан из твердых сплавов на основе карбидов вольфрама и титана – материалов, используемых для изготовления буровых головок. С тех пор многие часовые компании выпускали отдельные модели нецарапающихся часов. Но только RADO сделала применение нетрадиционных материалов основой маркетинговой политики, и сегодня она считается признанным лидером в разработке и производстве часов из сверхтвердых материалов.
Технология производства часов из карбидов вольфрама или титана включает в себя несколько сложных операций. Порошок прессуется в форме под давлением в 1000 атмосфер. Детали принимают свою окончательную форму при отжиге в специальных печах при температуре 1450 °С. Несколько дополнительных операций и финальная шлифовка алмазным порошком придают деталям особый блеск.
Наряду с описанной, сегодня все чаще используется MIM технология (Metal Injection Moulding – вдувание под высоким давлением металлического порошка в форму), которая позволяет делать детали очень сложной формы. Так же, как при изготовлении часов из латуни, для нанесения на детали декоративного покрытия здесь используются и гальванические, и вакуумные методы.
Карбид вольфрама очень стоек к царапинам и износу. Среди его отрицательных качеств можно назвать большой вес. Помимо уже упомянутой RADO, часы из карбида вольфрама выпускают и другие компании, в частности – Candino.
Керамика не для чайников
В 1980-х годах инженеры RADO обратили внимание на еще один материал, который ранее никогда не применялся в часовом или ювелирном деле: высокотехнологичную керамику. Об уникальных свойствах керамики говорит такой факт: именно из нее изготовлены элементы термозащиты космических шаттлов, предохраняющие корабль от сгорания при возвращении в атмосферу.
Сырьем для производства высокотехнологичной керамики являются оксид циркония или порошок карбида титана. Он прессуется в формы и при отжиге при температуре 1450 °С превращается в нецарапающиеся керамические компоненты. Характерный блеск высокотехнологичной керамике придает полировка алмазной крошкой.
В некоторых случаях (например, при производстве моделей Ceramica компании RADO) используется технология CIM (Ceramica Injection Moulding, впрыскивание керамического порошка). При этом керамическая пудра измельчается до мелких гранул и затем под давлением впрыскивается в форму. Эта технология, так же, как и технология MIM, позволяет получать детали очень сложных форм.
Керамика, в отличие от близкого к ней по твердости карбида вольфрама, обладает малым весом и низкой теплопроводностью. Сочетание этих двух качеств создает удивительный комфорт запястью: часы кажутся теплыми и легкими, как шелк. Однако керамика более хрупкая, чем карбид вольфрама, и при сильном ударе может разбиться.
Без специальных добавок керамические детали получаются темными. Для придания деталям других цветов в керамическую пудру добавляют ультрачистый красящий порошок, который обладает высокой температурой плавления. Это позволяет получить белый, синий, золотой, платиновый цвета.
Сегодня часы из керамики выпускают множество компаний. Безусловным лидером здесь является RADO, также можно встретить в продаже модели Chanel и изделия многих корейских фирм.
Работы по созданию керамических часов велись в конце 80 – начале 90-х и в СССР. Было сделано несколько экспериментальных экземпляров, но до выпуска «русских RADO» дело не дошло: помешал разразившийся кризис отечественного часпрома. Благое дело не пропало даром: результаты использования сделанных наработок мы можем видеть
в знакомых всем так называемых «керамических» водопроводных кранах.
Редкоземельные часы
Еще более твердой, чем карбид титана и высокотехнологичная керамика на основе оксида циркония, является лантановая керамика. Исходным материалом для ее получения служит карбид бора, сам по себе являющийся очень твердым материалом, и редкоземельный элемент лантан.
В остальном технология изготовления схожа с предыдущими: смесь лантановой пудры и порошка карбида бора прессуют и отжигают при температуре более 1500°С. В результате образуется химическое соединение, по твердости уступающее лишь алмазу, превосходя даже сапфир. RADO, выпустившая часы из лантана, назвала их по имени материала – Lantano.
Десять из десяти
Как известно, самым твердым материалом на земле является алмаз. Однако пытаться выточить часы из цельного алмаза – мысль безумная. И инженеры пошли другим путем. В 1996 году на свет появились RADO Concept 1, а затем RADO Vision 1 – часы, которые были занесены в Книгу рекордов Гиннеса как самые твердые часы на земле.
Корпус Vision 1 сделан из поликристаллического алмаза. При температуре 1500 °С под давлением 50 000 атмосфер частички алмазного порошка спекаются в единую деталь высочайшей твердости. Для изготовления одних часов требуется 4000 алмазов диаметром 1 мм (16,5 карат) каждый. Дальнейшая обработка получившегося изделия возможна только алмазным инструментом.
Весной этого года на выставке в Базеле RADO продемонстрировала первые в мире серийные часы из алмаза – v10k. Их корпус сделан по иной технологии. Нанокристаллические частицы углерода переводятся в парообразную фазу, а затем осаждаются, образуя однородный слой из 100% чистого алмаза.
Результатом сложного процесса является абсолютная устойчивость к царапинам и неизменность внешнего вида часов. Название v10k, которое получила новая модель RADO, отражает ее необычные свойства. Аббревиатура v10k означает Vickers 10 000: максимальное значение в одной из систем твердости – шкале Виккерса. Эту наивысшую твердость имеет природный алмаз.
Остается добавить, что все часы, корпус которых сделан из твердых материалов, комплектуются сапфировыми стеклами. Сапфир по твердости превосходит керамику и карбид вольфрама, уступая лишь алмазу и лантановой керамике.
Вечные ценности?
Насколько вечными являются часы из «сверхматериалов»? Они действительно намного меньше подвержены царапинам, чем обычные, из стали или латуни. Хотя при желании можно поцарапать и их:
в состав многих искусственных материалов, применяемых в строительстве, отделке помещений и производстве мебели (например, в искусственный гранит) входят частицы веществ, по твердости превосходящие сапфир. Такими материалами вполне можно поцарапать большинство часов, позиционируемых как нецарапающиеся.
К тому же часов, на 100% изготовленных только из твердых и долговечных материалов, пока не сделали. Любые из них имеют детали, выполненные из самых обычных стали, титана и даже пластмассы: это застежка, штифты, соединяющие звенья браслета и т.п. Если же взять недорогие модели корейских компаний, то в большинстве из них выполненными из вольфрама или керамики являются лишь 3-5 элементов корпуса и браслета, в то время как большая часть часов сделана из обычной нержавеющей стали. Так что от этих моделей «вечной жизни» ждать не стоит.
Каждый из «сверхматериалов» имеет и свои недостатки. Карбид вольфрама тяжел. Керамика отличается хрупкостью: поцарапать сделанное из нее звено браслета очень сложно, зато его можно разбить, уронив на кафельный пол. Алмаз не боится ни воды, ни медных труб, а вот с огнем не дружит: чистому углероду, каковым является алмаз, огонь противопоказан.
Но не перечисленные плюсы и минусы являются определяющими для покупателя «вечных» часов. Мало кто из них рассчитывает передать их детям в первозданном виде. В своей покупке человек ищет «фишку», дающую ощущение «особости», исключительности. А с ролью такой «фишки» часы из разнообразных сверхматериалов справляются отлично.
Вячеслав МЕДВЕДЕВ
Опубликовано в журнале "Часовой Бизнес" № 5-2002
Автор: При перепечатке активная ссылка на источник обязательна
При перепечатке активная ссылка обязательна
Теги: 5-2002 Rado Технологии и материалы