Siia sisukorda tagasipöördumiseks vajuta  Ctrl + Home
(Jaan Märss - viimati täiendatud 2013 a. ;   (JM)-  minu  poolt tõlgitud või tõlgendatud  nimetus)

    METALLESEMETE  VALMISTAMISE JA RESTAUREERIMISE TEHNIKA - sõnavara ja lühiselgitus.
LEHE SISUKORD:
# Metallide puhastamine ja konserveerimine.
# Metallide säilitamine
# Metallide elektrokeemiline töötlemine
# Metallide käsilõiketehnikad
# Metallide mehaaniline lõikamine
# Metallide vormimistehnikad
# Metallide mehaanilised puhastusvõtted
# Metalli kuumtöötlemistehnikad
# Metallesemete monteerimisviisid
Terminoloogia täpsemalt vt:http://www.ttu.ee/public/m/Mehaanikateaduskond/Instituudid/Materjalitehnika_instituut/
II_osa_Konstruktsioonmaterjalide_tehnoloogia.pdf
  (eesti, vene ja inglise keeles)

 


                                                                                                                                                          Üldsisukorda tagasi...


METALLIDE  PUHASTAMINE ja KONSERVEERIMINE,.

TEGEVUSE NIMETUS
    
PUHASTAMINE Materjali  iseloomustus
Selgitus
Mehaaniline puhastamine:
kuivpuhastus
märgpuhastus (veega, lisaks pindaktiivne pesuvahend)
ese on määrdunud



Peale on sattunud saastaineid:  
kontakt pinnasega, tolm, sõrmejäljed, pritsmed;
hallitus, kärbsemust, vetikad.

Keemiline puhastamine:
orgaanilised lahustid,emulsioonid
veega mittepestavad plekid

Juhuslikud värvipritsmed,
õhust on sadestunud kondensaat
Kaitsekihi eemaldamine:
orgaanilised lahustid,emulsioonid
ebarahuldav kaitsekiht

Vana kaitsekiht  (õli, määre, vaha, lakk, värv) on kulunud, osaliselt  hävinud
Oksüüdikihi eemaldamine:
keemiline, elektrokeemiline ja elektrolüütiline eemaldamine
ebarahuldav oksüüdikiht;
ohtlik korrosioonikiht

On oksüdeerunud juhuslikult,  ebaühtlaselt, ebaloomulikult;
korrodeerunud ohtlikult
Kaitsekatte eemaldamine koos oksüüdiga:
keemiline, elektrokeemiline ja elektrolüütiline eemaldamine

ebarahuldav kaitsekate;
ebarahuldav oksüüdikiht;
ohtlik korrosioonikiht


Vana kaitsekate  (õli, määre, vaha, lakk, värv) on kulunud, osaliselt  hävinud, maha koorunud
On oksüdeerunud juhuslikult,  ebaühtlaselt, ebaloomulikult;
korrodeerunud ohtlikult.
Keetmine soolade eemaldamiseks



Esemetel, eriti oksüüdikihiga esemetel,  tekitavad soolad niiskuse toimel elektrolüüdi, mis põhjustab korrodeerumist
 
Pinnasest leitud esemed soolduvad pinnavees liikuvate soolade tõttu. (Arheoloogilise roostes raua keetmisele kulub umbes 1 nädal.)



TÖÖTLEMINE
Dekapeerimine e. peitsimine, enne: söövitamist, oksüdeerimist,
keemilist või elektrolüütilist katmist
pind vajab aktiveerimist


 
Pind on kaetud õhukese oksüüdiga, aktiivsed tsentrumid paiknevad ebaühtlaselt.


Söövitamine
e. puhta metalli lahustamine



metallikiht vajab pinnalt eemaldamist



Metallile on tekkinud eksitavalt vale pinnakiht:
restaureerimisdefekt - näit.puhastatavale metallile on sadenenud vasekiht,
faasiline korrosioon -oksüüdikihi eemaldamise järel puudub pinnakihis  sulami aktiivsem metall
Oksüdeerimine:
passiveeriv  oksüdeerimine (ühtlustab loomulikku oksüdeerumist),
dekoratiivne oksüdeerimine (patineerimine)
Esemelt on eemaldatud oksüüdikiht kuni puhta metallini;

algne viimistlus vajab taastamist


Metalli puhas pinnakiht  hakkab aktiivselt oksüdeeruma, mis toob välja kõik juhuslikud jäljed.




Passiveerimine e.
metalli kaitsmine keemilise kaitsekattega





Eseme loomulik oksüdeerumine pole soovitav






1) Oksüdeerumine pole soovitav või soovitakse seda      aeglustada või ühtlustada ( tootenäidised,                    jätkuvalt kasutatavad tarbeesemed);
2) Passiveeriv kiht omab dekoratiivset väärtust, näit.:
    must tanniini-raua kompleks,
    hall fosfaadikompleks,
    kollane  kromaatkompleks
Keemiline metallitamine
e. teise metalliga katmine


Varasem metallitatud viimistlus on hävinud


Keemilist metallitamist esineb palju varasematel tsinkvalanditel.



KAITSEKATTED
Anorgaanilised kattekihid:
kunstlik paatina,
anodeering,
fosfateering,
kromateering,
plasmapindamine

Varasem viimistlus vajab uuendamist (restaureerimist)
või  imiteerimist




Tänapäevaste toodete säilitamine algupäraste näidistena.





Orgaanilised kaitsekatted:
õlid, määrded, vahad, lakid, kruntvärvid, kattevärvid









Ese vajab säilitamiseks või eksponeerimiseks lisakaitset:
mida vedelam kaitsekiht,  seda aurukindlam -   samas aga mehaaniliselt nõrgem ja kogub kleepuvusega tolmu.






Kaitsekatteid on vaja kasutada kalmistutel, parkides ja mujal kaitstavatel esemetel (skulptuuridel), samuti algupäraste kaitsekatete uuendamisel.
Suurte metallesemete rekonserveerimist silmas pidades tuleks eelistada naturaalseid katteid (mesilasvaha, karnaubavaha, dammarvaik), kuna nende eemaldamine õnnestub 100%-liselt (seebistamine leelistega, elektrolüüs).
Sünteetiliste materjalide eemaldamine on enamasti lõputu lahjendamine, kuni viimane üliõhuke kiht on leelisega kuumalt emulgeeritav. Selline rekonserveerimine on lahustite tõttu  liiga mürgine.




METALLESEMETE SÄILITAMINE
Tegevuse nimetus Materjali iseloomustus Selgitus
Õhu kuivatamine











Kuivuse all mõtleme õhu madalat suhtelist niiskust (RH - relativ humidity)

Richard Mollieri diagrammid, millelt saab jälgida temperatuuri ja suhtelise niiskuse (RH) omavahelist  dünaamikat
Metallidele sobivad maksimaalselt kuivad säilitustingimused (RH puhul alla 35% ei saa ka raud enam toatemperatuuril roostetada)









Metallesemete eraldamine  materjalidest, mis vajavad keskmist  niiskust (RH)
Puit, nahk, paber, tekstiil ja maalingud vajavad keskmist niiskust (55% RH), mis ei sobi metallesemetele.
 
Kombineeritud materjalidest esemete  (metall-puit, metall-nahk, metall-paber jne.) säilitusrežiim tuleb valida, lähtuvalt  eseme osade seisundist ja väärtusest.
Õhu kuivatamine seadmete abil
(kõige madalama suhtelise niiskuseni - 10-15% RH - suudavad õhku kuivatada silikageelrootoriga kuivatid)
Metallidest raud, vask ning vase sulamid ei moodusta kuivas õhus ning toatemperatuuril oksiide, vaid niiskuse toimel tekivad hüdroksiidid, mis kaotavad seejärel osa keemiliselt seotud veest - oksüüd tekib hüdroksiidi kuivamise kaudu. Silikageelrootoriga kuivatid suudavad kuivatada õhku ka madalatel temperatuuridel, samal ajal kui  kondensatsioonikuivatite jõudlus langeb toatemperatuurist allpool järsult.

Õhu kuivatamine tuulutamise abil



Ruumi võib sisse juhtida jahedamat õhku, mis seinte  mõjul soojeneb ning vastavalt langeb õhu suhteline niiskus (RH). 
Soojemat  õhku jahedamasse ruumi  juhtida ei tohi, see tõstab õhu suhtelist niiskust (RH)
Soojemat õhku jahedamasse ruumi juhtides tekib metallesemetele kaste e. kondensaat - nii juhtub kirikutes suve algul, kui  seinad on veel külmad. Tuleb oodata seinte soojenemist väljastpoolt.
Õhu kuivatamine kütteseadmetega


Kuna liigniiskus tekib ruumidesse suveperioodil, siis  on suve hakul siseseinte temperatuuri üleskütmine efektiivne.
Kütmisega kuivatamist on ökonoomne kombineerida tuulutamisega (tuulutada siis, kui välisõhk on sisetemperatuurist jahedam)
Loomuliku patineerumise eelistamine lakkidele ja muudele kaitsekatetele


Kui esemel ei ole soolajälgi (näiteks jooteräbusti jäägid tinajoodistel), siis on õige lasta esemetel loomulikult patineeruda.


Kaitsekatted  ei kaitse igavesti, vaid hakkavad vananedes põhjustama ebaühtlast oksüdeerumist.  Seejärel on nende eemaldamine ja uuendamine suur töö.
Jälgimisrežiim, tekkiva loomuliku paatina ühtlustamine


Niisketes oludes tekivad massiivsetele metallesemetele kondensaadinired. Nirede kohale jäävad  hügroskoopsed soolaplekid, mis koondavad ka järgmise kondensaadi samasse kohta (näit. lühtrid suvises kirikus) Nirede vältimiseks võib esemeid pehme puhta lapiga hõõruda. Värviliste metallide puhul see poleerib ja ühtlustab tekkivat loomulikku paatinat.

.





METALLIDE   ELEKTROKEEMILINE TÖÖTLEMINE
Tegevuse nimetus Kirjeldus
Elektrokeemiline puhastamine  e. oksüüdikihi  kontaktgalvaaniline taandamine ja eemaldamine.
  














Puhastatav ese paigutatakse kontaktis aktiivsema metalliga elektrolüüdi sisse - aktiivne metall on protsessis anoodiks, mis osüdeerub ja lahustub, ese on katoodiks, millel toimub oksüüdikihi taandamine (Zn kasutamisel on pinge 0,77 V)

Anood:  tsinki või alumiiniumit (traat, plekk, Al-foolio, graanulid) - tsinki ja alumiiniumit ennast ei saa katoodil puhastada!

Elektrolüüt:  NaOH lahus  (10-15%) või  pesusooda lahus (Na2CO),  kodustes tingimustes ka söögisooda või keedusoola  vesilahus (mida võib kuumutada)

Tsingi graanuleid kasutades puistatakse  kiht graanuleid plastmassvanni põhja, asetatakse sellele ese ning puistatakse graanuleid  peale. Kui oksüüdikiht on paks, ei teki kohe tsingi kontakti esemega (elektrolüüt söögisoodast või  keedusoolast ei tarvitse siis toimida) -  toimub oksüüdi/rooste taandamine eralduva vesinikuga  (vt. ventilatsioon!). Protsess kestab mitu päeva, jälgida tuleks, et graanulid kokku ei paakuks!  Seejärel võib eseme välja võtta, mudataoline taandatud metall  harjatakse voolava vee all maha, taandatud rauapulbri  jäägi võib lahustada 5% o-fosforhappe lahuse abil. Protsessi korratakse vastavalt vajadusele. 
Elektrolüütline puhastamine e.
oksüüdikihi taandamine välise vooluallika abil (alalisvoolu alaldi, alalisvoolu generaator)
























Puhastatav ese paigutatakse plastmassist vanni, milles on elektrolüüt. Ese ühendatakse aladi negatiivse klemmiga (ese on katoodiks),  alaldi positiivne klemm ühendatakse roostevabast terasest plaatidega (plaadid on anoodiks).

Elektrolüüt:
 NaOH e. kaustilise sooda lahus  (5-10%) või  pesusooda e. kaltsineeritud sooda  lahus (Na2CO). Kontsentratsioon  ca  5% (võib muuta vastavalt kujunevale voolutugevusele - kui pole reguleeritava pingega alaldit)
Alaldi:  parim oleks aladi, millel on sujuv pinge reguleerimise võimalus 0 - 36 V
(voolu tugevus kuni 16 A).  Kuid sobivad ka akulaadijad (laadimispinge ca 12 V)  ning keevitusalaldid (elektroodi süttimispingega 9-21 V, voolu tugevusega kuni 100 A)
Anoodide pind on soovitavalt vähemalt sama suur kui on eseme ligikaudne pind
(anoode võiks olla kaks, kummalgi pool vanni küljel, ese nende vahel - kui on karta eseme ja anoodi vahelist lühist, tuleks riputada vahele plastikutükke).

Voolutihedus võiks olla maksimaalne, mida võimaldab alaldi, sest  madalad voolutihedused  (näit. 1A/dm2) on kasutusel galvaanilisel katmisel teiste metallidega ning  tõenäosus katoodiks oleva eseme katmiseks mõne vanni sattunud metalliga (näiteks Zn või Pb-ga) on suurem väikeste voolutiheduste puhul.
Erinevalt ülalkirjeldatud elektrokeemilisest puhastamisest (taandamisest),  kinnitatakse katoodijuhe eseme külge nii, et tekiks kontakt  roostes/oksüdeerunud  eseme metalse tuumaga.  
Erinevalt elektrokeemilisest taandamisest on tegemist robustse koorimismeetodiga
- vesinikumullid tekivad metalli ja oksüüdikihi vahel ning lükkavad selle osüüdi taandamise käigus maha. Osaline rooste säilitamine on võimalik, kuid see ei ole prognoositav.
Umbes pooletunniste taandamisperioodide järel võetakse ese välja, loputatakse ning harjatakse taandatud raud maha, selleks võib kasutada ka 5% o-fosforhappe lahust.
Tampoonelektrolüüs e. oksüüdikihi taandamine käsianoodi abil













Reguleeritava pingega alaldi (0 - 36 V)  positiivse klemmi  ühendatakse painduva isoleeritud kiudkaabli abil  grafiidist käsianoodiga (grafiitmaterjalid jagunevad kuumakindlaks tiigelgrafiidiks, prožektorigrafiidiks, libedaks mootorigrafiidiks, joonistusgrafiidiks ja elektrolüütiliseks grafiidiks - elektrolüüdi sees kasutamiseks sobib vaid viimane, teised lagunevad kiirelt).  
Grafiidi otsa ümber mähitakse sünteetilisest kangast tampoon, mis ei võimalda lühist grafiidi ja eseme vahel.

Eletrolüüdi lahuseks sobib  NaOH e. kaustilise sooda lahus  (10-15%)

Katoodjuhe kinnitatakse eseme külge,  anoodi kastetakse perioodiliselt elektrolüüdi sisse. Töö käigus grafiit kuumeneb, elektrolüüt läheb keema ning tekib auru, vajalik on ventilatsioon. Keeva  kange leelisega tampoon "keedab" vesinikumullidega üles kõik, mis pinnalt eraldub ning on ideaalne vahend pinna puhastamiseks enne galvaanilist katmist. (MÄRKUS: kuum leelis patineerib vaske ning vase sulameid.)
elektrokeemiline metallitamine e.
kontaktgalvaaniline katmine



Tampoon, mis on kastetud galvaanilise metallitamise elektrolüüdi sisse - seejärel kiirelt tsinkpuudri või -puru sisse, võimaldab peale hõõruda kontaktgalvaanilisi kattekihte.

Sama võib teha läbi elektrolüüdi pöörlevas trumlis, kui suurem kogus galvaniseeritavaid esemeid on paigutatud  sinna koos tsink-graanulitega.
elektrolüütiline metallitamine e.
elektrolüütiline katmine

Metallikihtide pealekandmine välise alalisvoolu allika abil, kasutades samast materjalist lahustuvat anoodi või lahustumatut anoodi(näit. grafiitanoodi) - viimasel juhul võetakse pealekantav metall elektrolüüdist, mille koostist on vaja perioodiliselt täiendada.
elektrolüütiline oksüdeerimine e.
anodeerimine






Anodeerimise all on kitsamas mõistes mõeldud alumiiniumi anodeerimist väävelhappe lahuses, kus alumiinium kattub oksiidikihiga ning passiveerub, hiljem toonitakse seda valget kihti sünteetiliste värvidega ning lakitakse (näit. ripplaed)

Laiemas mõttes on anodeerimine üks oksüdeerimise liike, mille juures oksüdeeritav ese kinnitatakse anoodi külge, katoodiks on suvaline materjal, oksüdeerimise tulemus on reguleeritav voolutihedusega. Näiteks on võimalik ilusat malahiitrohelist kihti saada, kui anodeerida messingit ja pronksi söögisooda lahuses.
elektrolüütiline söövitamine e. anoodsöövitus Söövitusprotsess,  mida kiirendatakse anoodvooluga. Näiteks ofsettplaatide söövitamine.
elektropoleerimine

Suure  voolutihedusega söövitamine elektrolüüdis, mille koostisosad (näiteks kromaadid, fosfaadid) passiveerivad materjali faktuuri süvendid, võimaldades lahustada vaid tippe - toimub  materjali silumine ja poleerimine






METALLIDE  KÄSILÕIKETEHNIKAD
Tegevuse nimetus Tulemuse nimetus Tööriista nimetus
graveerimine (lõiketehnika, mille puhul kasutatakse ainult käe jõudu) graveering štihhel
tsiseleerimine (värvilise metalli lõiketehnika, mille puhul lüüakse lõikeriistale vasaraga) tsiseleering meisel
raiumine (musta metalli lõiketehnika) meisliga raiutud  meisel
viilimine viilitud viil
saaberdamine saaberdus saaber (kolmekandiline lõikeriist)
saagimine saetud saag
puurimine  perforatsioon puur
keermetamine keere, keermesliide keermepuur ja -lõikur (pealtkeermele)







METALLIDE  MEHAANILISED LÕIKETEHNIKAD
Tegevuse nimetus Tööriista nimetus Tegevuse seletus
treimine treipink, treitera pöörleb treitav toorik, tera on fikseeritud, metall eraldub pideva laastuna
freesimine freespink, frees pöörleb frees, toorik on fikseeritud, metall eraldub lühikeste laastudena
puurimine puurpink, käsidrell, puur metall eraldub pideva laastuna
lihvimine lihvpink,  lihvketas, lihvlint metall  eraldub pulbrina






METALLIDE  VORMIMISTEHNIKAD       (Ellen Tamm - E.T.)
Tegevuse nimetus Tegevuse tulemus Tööriista nimetus
kohrutamine -  värvilise metalli taondustehnika, mille puhul ei toimu materjali lõikamist
(kummimine, tembeldamine,
 puntseerimine - E.T.)
kohrutus vasar,
punsel e. puntsen - E.T.,
kujupunsel e. tempel
sepistamine - musta metalli taondustehnika
(vt. allpool - "Kuumtöötlemise tehnikad")
sepis  vasar, alasi, põleti, ääs
pinnimine rihveldus vasar, pinn, punsel
trugimine trugimistehnikas vorm trugimispink, -vorm, -heebel
tordeerimine tordeeritud vorm käsipöör, treipink
valtsimine valts valtspink, lamevaltsid, profiilvaltsid, mustervaltsid
õgvendamine õgvendus vasar, alasi, õgvenduspakk
painutamine (lehtmaterjal, varbmaterjal) painutatud vorm
tangid, rakised, stantsid,
meh. pressid ja vasarad
stantsimine


stantsitud  detail või toode


mehaaniline press või -vasar, mis kasutab tööorganina stantsi:
stants - koosneb templist ja matriitsist;
painutusstants.
vormimisstants,
lõikestants - lõikab lehtmaterjalist välja






METALLPINDADE  MEHAANILISED  PUHASTUSVÕTTED
Tegevuse nimetus Tegevuse tulemus Tööriista nimetus
viilimine
viilimistehnikas viimistlus
viil 
saaberdamine saaberdus saaber (3-kandiline lõikeriist)
käiamine
käiatud pind
käi
lihvimine lihv lihvpaber
poleerimine poleer poleerketas, -vilt, -pasta





METALLI  KUUMTÖÖTLEMISE  TEHNIKAD
Tegevuse nimetus - tulemus Töövahendid
Selgitus
valamine - valand

tootemudel, valumudel, valuvorm;
vormimaterjalid ja vormikastid, metallisulatus- ja valamisvahendid
Tootemudeli järgi valmistatakse valumudel, valumudeli järgi valmistatakse valuvorm,  lisaks vormitakse valukanalid, mille kaudu täidetakse vorm sulametalliga.
jootmine - jooteõmblus
põleti, joodis, räbusti (flüüs):
pehmejoodised (Sn ja Pb baasil)
kõvajoodised (Cu, Zn, Ag baasil  )
Jootmisel sulab ainult madalama sulamistemperatuuriga joodis, mis tahkumisel ühendab joodetavad metallid.
keevitamine - keevisliide
keevitusseadmed: gaaskeevituse, elektrikeevituse, kontaktkeevituse seadmed Keevitatavad pinnad moodustavad ühise sulanud tsooni, mis tahkumisel liidab metallid.
(must metall)
sepistamine - sepis
(värviline metall)
kuumtaondus 
vasar, alasi, alasipinnid, käsipunslid

Kuumutatud metalli plastiline deformeerimine alasi ja haamri vahel.
karastamine - karastus ääs või  põleti;
vesi, õli
Metalli  kuumutamine ja järgnev kiire jahutamine, mille tulemusel suureneb materjali meh. tugevus (kõvadus, jäikus).
lõõmutamine - lõõmutus (must metall);
hõõgutamine, klüümine (värviline metall)
ääs,  põleti või ahi

Metall kuumutatakse peaaegu sulamiseni ja seejärel jahutatakse aeglaselt - materjal muutub pehmeks, suureneb plastsus ning kaovad sisepinged.
noolutamine, noolutus, ka "järgilaskmine" (must metall),
värvilise metalli puhul "vanandamine"
ääs,  põleti või  ahi


Karastatud metalli  kuumutamine, et terase kõvadusele lisada sitkust








METALLESEMETE MONTEERIMISVIISID
Ühenduse nimetus Liite põhimõte                                                                      
riivühendus kahe elemendi ühendamine liikuva tapiga, mis töötab liikumissuunale risti
keermesliide pööratav tappühendus, mis ühendab detailid  keerme abil   
neetliide liidetavate detailide avadesse e. neediaukudesse asetatakse
kergesti deformeeritavast materjalist neet, millele taotakse vasaraga deformeerides lukustuspea
äärikliide (eesti k. ka "flantsliide") kahe detaili ühendamine ääriku abil, mida läbivad ühenduspoldid
jooteliide kahe materjali nakkumine sulasse olekusse viidud joodise tardudes
keevisliide kahe materjali nakkumine nendest moodustunud sula õmblusmetalli tardudes
joodetud valtsliide kahe detaili  ühendamine  trugitud või valtsitud ääriku abil:   äärikdetaili sisse käib sisedetail, liitepind  joodetakse pehme joodisega 
kuiv valtsliide kahe detaili  ühendamine  trugitud või treitud  ääriku abil - äärikdetaili sisse käib sisedetail,  detailid püsivad koos oma raskusega 
tappühendused:
sõrmtapp, kalasabatapp
kahe detaili ühendamine nii, et ühe detaili tapp käib teise detaili tapiavasse e. väljalõikesse

Lehekülje  sisukorda tagasipöördumiseks vajuta  Ctrl + Home                                                       Üldsisukorda tagasi...