Художественная обработка металлов (Практические работы в учебных мастерских) - Флеров А.В.

Автор: Флеров А.В.

Теги: художественная обработка металлов чеканные, литые, кованые и штампованные металлические художественные изделия обработка металлов декоративно прикладное искусство учебник для вузов ювелирное дело

Год: 1976

Похожие

Гальванотехника

Азбука судомоделизма

Инженерная гальванотехника в приборостроении

Гальванопластика в промышленности

Текст

А. В. Флеров
Художествен ная
обработка
металлов
А.В.Флеров Художественная обрабо

Л. В. Флеров
Художественная
обработка
металлов
МОСКВА
«ВЫСШАЯ ШКОЛА»
1976
Scan AAW
А. В. Флеров
СЛЕСАРНО-
КУЗНЕЧНЫЕ
РАБОТЫ
2
ЧЕКАННО-
ДИФОВОЧНЫЕ
И ГРАВЕРНЫЕ
РАБОТЫ
Художествен ная
обработка
металлов
(Практические работы
в учебных мастерских)
Допущено
Управлением кадров и учебных заведений
Министерства культуры СССР
в качестве учебника
для художественных вузов
и художественно-промышленных
училищ
3 4 5
СКАННО- ЛИТЕЙНЫЕ ОТДЕЛКА
ЭМАЛЬЕРНЫЕ РАБОТЫ ХУДОЖЕСТВЕННЫХ
И ЧЕРНЕВЫЕ ИЗДЕЛИЙ
РАБОТЫ И ГАЛЬВАНО-
ПЛАСТИКА
74
Ф71
УДК 739(075.8;
Рецензенты: кафедра художественной обработки
металла Государственного художественного института
Эстонской ССР.
Заведующая Отделом драгоценных металлов Госу-
дарственного Исторического музея, докт. искусствове-
дения, заслуженный работник культуры РСФСР
М. М. Постникова.
Флеров А. В.
Ф71 Художественная обработка металлов. (Практические
работы в учебных мастерских.) Учебник для вузов. М.,
«Высшая школа», 1976.
223 стр. с ил.
Курс «Практическое обучение в мастерских» является одной из главных дис-
циплин по подготовке художников прикладного искусства. Учебник написан в соот-
ветствии с программой этого курса, утвержденной Управлением кадров и учебных
заведений Министерства культуры СССР.
В нем описаны различные приемы и технология художественной обработки
металлов, применяемые художниками и мастерами декоративно-прикладного искус-
ства при изготовлении первого авторского образца промышленных изделий и уни-
кальных художественных произведений.
Предназначается в качестве учебника для высших художественно-промышлен-
ных и средних учебных заведений по специальности «Художественная обработка
металлов».
Учебник могут использовать широкие круги профессиональных и самодеятель-
ных художников декоративно-прикладного искусства, работающих в области худо-
жественного металла, а также мастеров ювелирного дела и народных промыслов.
Кроме того, он может быть полезен реставраторам при работах по восстанов-
лению художественных памятников из металла.
30108—248
Ф ------------- 141—75
001(01)—76
© Издательство «Высшая школа», 1976 г.
74
ПРЕДИСЛОВИЕ
Курс «Художественная обработка металлов» (Практические ра-
боты в учебных мастерских) является одной из основных дисциплин
в учебных планах художественно-промышленных училищ и вузов,
готовящих мастеров и художников декоративно-прикладного искус-
ства. В течение всего срока обучения, начиная с первого курса и
кончая дипломной, или выпускной работой, студенты постепенно,
год за годом, накапливают необходимые практические знания и на-
выки в области художественной обработки металлов.
Овладение свойствами и декоративными возможностями мате-
риала, из которого создается произведение прикладного искусства,
является необходимым этапом в подготовке специалиста этого про-
филя. Соответствие формы предмета и его декора особенностям
выбранного металла или сплава и способов их обработки является
одним из основных художественных принципов, определяющих
специфику декоративно-прикладного искусства и, в частности, в
области художественного металла. Материалы и способы их обра-
ботки— это те средства выражения, которыми оперирует худож-
ник, воплощая свою идею в реальную художественную форму пред-
мета. Это средства его образного мышления.
Чем глубже изучение и чем тоньше понимание свойств металла,
тем совершеннее и свободнее использование этих свойств в различ-
ных технических приемах для решения художественно-композици-
онных задач.
Освоение каждого нового технического приема расширяет и
обогащает изобразительный язык художника, увеличивает арсенал
средств художественного выражения его творческих замыслов, об-
легчает поиск наиболее выразительной и адекватной содержанию
художественной формы.
Высокое чувство материала, тонко продуманное отношение к
выбору способа его обработки — залог творческих успехов худож-
5
ника прикладного искусства. Примером такого глубокого знания
свойств материала и способов его обработки служит народное ис-
кусство. Оно не искажает и не насилует изобразительной природы
материала, а бережно сохраняет свойственный данному материалу
изобразительный язык. В произведениях народного искусства очень
часто в качестве художественного средства выступает сам металл
с его фактурой, блеском, цветом. При этом произведение часто не
имеет дополнительного декора или он применяется в-минимальной
степени, а композиция строится на выразительности и красоте ме-
талла. Но для получения такого эффекта необходимо в совершенст-
ве изучить материал и освоить технику его обработки, в высшей
степени постичь мастерство, позволяющее извлекать из материала
всю присущую ему его собственную выразительность и декоратив-
ность.
Овладение ручными приемами художественной обработки ме-
таллов (дифовкой, чеканкой, сканью, ювелирными работами и др.)
особенно необходимо тем мастерам и художникам, которые, в со-
ответствии с постановлением Совета Министров РСФСР, восстанав-
ливают и реставрируют художественные произведения, созданные
в прошлые исторические этапы.
В настоящий учебник включены различные приемы и методы ху-
дожественной обработки металлов: и древние, и современные, и
самые новейшие. При этом использован научный подход к изуче-
нию развития техники и технологии — в их исторической связи с
учетом возникновения, главнейших этапов развития и, наконец,
значимости данной технологии или приема художественной обработ-
ки металла теперь, в современных условиях.
Такой подход к изучению старых и новых технологий позволяет
установить определенную историческую связь между отдельными
ее видами и проследить пути их развития. Например, ручная худо-
жественная чеканка по листовому металлу уже на ранних стадиях
своего развития дала самостоятельную ветвь — тиснение, басму,
которая затем, в свою очередь, определила развитие листовой
штамповки — одного из наиболее современных и распространенных
видов художественной обработки листового металла.
Мастера и художники прикладного искусства, работающие в
области художественного металла, кроме изучения самих металлов,
должны знать некоторые сопутствующие материалы и технику, на-
пример, горячую эмаль, чернь, драгоценные и цветные камни, их
заменители и т. п. Они должны уметь ими пользоваться, легко
ориентироваться в вопросах, когда и чему отдать предпочтение,
какого художественного эффекта можно достичь, и др.
Наконец, особое значение имеет для художника овладение раз-
личными способами отделки готовых изделий. Нахождение правиль-
ных соотношений матовых и блестящих поверхностей, различных
фактур, применение тех или иных покрытий, оксидировок, патин
и т. п. позволяет художнику достигать необходимой выразитель-
ности и желаемой цельности всего художественного произведения,
придавать ему законченность и ясность художественных образов.
6
При создании учебника учитывалось, что параллельно с работой
в учебных мастерских студенты изучают курс «Материаловедение и
технология художественной обработки металлов», в котором дает-
ся основная терминология и раскрывается сущность процессов,
связанных с производством художественных изделий. Кроме того,
имеется курс проектирования, в процессе которого студенты про-
ектируют художественные произведения для последующего их
практического осуществления в мастерских.
Курс «Практические работы в учебных мастерских» облегчает
изучение и усвоение других специальных дисциплин: материалове-
дения, технологии, конструирования, композиции и проектирования.
Это объясняется тем, что, используя материалы, инструменты,
станки и другое производственное оборудование, студенты полу-
чают возможность практически применить теоретические знания,
полученные ими из других курсов. Труд в мастерских содействует
конкретизации этих знаний, преодолению формализма в обучении,
обеспечивает более сознательное и прочное усвоение тех или иных
положений и основ наук. Студенты получают возможность убедить-
ся на практике в истинности изучаемых закономерностей, что со-
действует превращению знаний в убеждения и руководство к дей-
ствию. Проведение практических работ в мастерских отличается от
изучения теоретических предметов тем, что они носят не только
обучающий, но и созидательный, творческий характер. В результате
деятельности обучающегося должны быть получены реальные ху-
дожественные произведения, воплощенные в металл. Чем выше
идейно-художественный уровень созданного предмета, тем выше
его воспитательное значение.
Очень важно, чтобы в процессе практического обучения буду-
щий художник и мастер прочно усвоили одно из главных положе-
ний прикладного искусства о непротиворечивости, а более того, о
взаимной обусловленности практической пользы и красоты. Это
касается любых произведений декоративно-прикладного искусства:
орудий труда, предметов потребления и практически всей мате-
риальной культуры.
На практике студент должен убедиться, что красота неразрывно
связана с добротностью и удобством пользования данным предме-
том, что внешняя форма отражает функции предмета, его внутрен-
нее содержание, что она часто порождается технологией или несет
черты того или иного технического приема — ковки, точения, литья
и т. п. Все это содействует эстетическому воспитанию будущего
художника прикладного искусства, формированию его художест-
венного вкуса, реалистического отношения к миру современных
предметов.
Поэтому необходимо, чтобы все виды художественной техноло-
гии осваивались на объектах, имеющих общественно-полезный ха-
рактер, т. е. совершался процесс изготовления художественных про-
изведений.
Важной особенностью практических занятий является обучение
.двигательным действиям, умению правильно держать и пользовать-
7
ся инструментом и т, п. Без этого многие приемы ручной художест-
венной обработки металлов не могут быть освоены. Более того^
например, неправильная хватка инструмента (чекана, штихеля и др.),
которая не будет своевременно замечена преподавателем и станет
привычной для обучающегося, изживается потом с большим трудом
и не позволяет достигать высоких результатов в художественной
обработке материала.
В современных условиях возникает необходимость'широко при-
менять различные приспособления и средства малой механизации.
Необходимо добиваться высокого качества работы не только за
счет ручных операций, но также путем умелого применения меха-
низированных приемов, облегчающих, ускоряющих и заменяющих
ручной труд, особенно в тех случаях, где он является наиболее тя-
желым (например, замена труда молотобойца применением пнев-
матических молотов и т. д.).
В современных условиях научно-технического прогресса боль-
шое место в накоплении практических знаний и навыков должно
занять ознакомление студентов с современными художественно-
промышленными производствами, с разнообразным современным
машинным и станочным оборудованием цехов и поточных линий.
Современный художник и мастер не может ограничиться освоением
только ручных приемов художественной обработки металлов или
применения малой механизации. Он должен получить достаточно
полное представление о современных машинных способах произ-
водства массовой художественной продукции и товаров народного
потребления, имеющих отношение к области художественной обра-
ботки металлов (ювелирная промышленность, производство суве-
ниров, подарочных изделий и др.). Такое ознакомление лучше всего
осуществлять в форме экскурсий на различные художественно-
промышленные предприятия (ювелирные фабрики, заводы худо-
жественного литья, различные цеха предприятий, выпускающих худо-
жественные изделия из металла и т. п.).
Эту задачу особенно успешно можно выполнить в условиях
учебной и производственной практики студентов. Длительное пре-
бывание студентов в цехах во время производственной практики
позволяет им более глубоко и полно ознакомиться с работой того
или иного механизма, станка или машины, что бывает неосуществи-
мо при экскурсионном методе ознакомления с промышленным,
оборудованием.
Необходимо стремиться ознакомить студентов с самыми совре-
менными новейшими видами технологических процессов, наиболее
прогрессивными моделями станков, машин и другого оборудования
по художественной обработке металла, а также оборудованием,
которое используется в заготовительных цехах и производствах по-
луфабрикатов, применяемых при изготовлении художественных
изделий из металлов.
Практическая работа непосредственно на станке позволяет бу-
дущему художнику и мастеру глубже изучить поведение и возмож-
ности металла в процессе его обработки. Выяснить, какие особен-
8
пости формы можно достичь, применяя ту или иную обработку на
станке, обнаружить специфические особенности характера поверх-
ности детали, ее фактуры при применении того или иного метода
машинной обработки и т. д.
Несомненно, что в условиях учебных мастерских невозможно
иметь все разнообразие современных машин и станков по обра-
ботке металлов, но их минимальный набор совершенно необходим.
Без овладения машинными видами обработки металлов художник
декоративно-прикладного искусства не может полноценно творить
в современных условиях технического прогресса, ему совершенно
необходимо знание возможностей и результатов применения со-
временной техники в области художественной обработки металлов,.
а также тех возможностей, которые уже достигнуты в области ин-
женерного производства.
Главнейшей областью научных знаний, необходимой художнику,
работающему в промышленности, является технология металлов.
Известно, какое большое значение придавал К. Маркс технологии.
Он писал: «Технология вскрывает активное отношение человека к
природе, непосредственный процесс производства его жизни, а
вместе с тем и его общественных условий жизни и проистекающих
из них духовных представлений» *. Это указание Маркса отражает
основное положение материалистической диалектики о первичности
материального и вторичности духовного производства. Оно показы-
вает, что именно технология, в широком смысле этого слова, т. е.
реальный процесс производства материальных благ, который харак-
теризует отношение людей к силам природы, определяет и духов-
ный мир людей, в том числе и эстетические и художественные идеи
и представления.
Предлагаемый учебник содержит главнейшие виды художествен-
ной обработки металлов. Подобный учебник издается впервые, и
его цель — облегчить начинающему художнику и мастеру первые
шаги в увлекательной области — художественной обработке метал-
ла, дать ему отправные рекомендации и советы, для того чтобы,
накопив некоторый практический опыт, он мог бы смело творить и
совершенствовать свое художественное мастерство.
Имеющиеся в учебнике рисунки подобраны с таким расчетом,
чтобы будущие художники и мастера смогли ясно представить, как
осуществляется тот или иной прием или технология художественной
обработки металла, какого художественного эффекта можно до-
стигнуть путем их применения.
При подготовке рукописи к изданию учтены ценные советы и
замечания доктора искусствоведения М. М. Постниковой, а также
сотрудников Государственного художественного института Эстон-
ской ССР и Московского высшего художественно-промышленного
училища (б. Строгановское), которым автор выражает глубокую
признательность.
*К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 23. М., Госполитиздат, 1960,
стр. 383.
▲втор
Слесарно-
кузнечные
работы
Для художественной обработки металлов прежде всего необхо-
димо овладеть простейшими слесарными операциями, т. е. уметь
работать зубилом, молотком, напильником, сверлом, шабером
и др. Основными слесарными операциями при производстве худо-
жественных изделий являются следующие: разметка, рубка, раз-
резание, правка, гибка, опиливание, сверление, нарезание резьбы,
клепка, пайка, сварка, закалка и отпуск.
Навыки по выполнению этих слесарных работ необходимы ма-
стерам и художникам прикладного искусства, так как они постоянно
применяются при первоначальной обработке деталей, их сборке и
монтировке в целые готовые изделия.
I.
Разметка
Разметкой называется операция по перенесению формы и раз-
меров изделия с чертежа на заготовку. Различают следующие раз-
метки: плоскостная, пространственная и по образцу. Плоскост-
ная разметка применяется в том случае, когда контуры деталей
лежат в одной плоскости; при пространственной разметке линии
наносят в нескольких плоскостях или на нескольких поверхно-
стях.
Для разметки применяются следующие инструменты:
Чертилка — стержень из инструментальной стали, закаленный и
остро заточенный; средняя часть его утолщена для удобства дер-
жания в руке. Другой конец чертилки отгибают под углом 90° и
также остро затачивают; загнутый конец дает возможность вести
разметку в труднодоступных местах. Иногда при разметке на хоро-
шо обработанных поверхностях применяют чертилки из мягких ма-
11
териалов: например, чертилки из латуни — для разметки по стали,
остро заточенный карандаш — для разметки латуни, алюминия, а
также для драгоценных металлов. Чем острее заточена чертилка,
тем тоньше разметочная линия и тем выше точность раз-
метки.
Линейки — обычные стальные масштабные или со скошенными
рабочими кромками, обеспечивающие большую точность раз-
метки.
Угольники — обычные слесарные и с Т-образной полкой; послед-
ние более производительны и удобны в работе.
Разметочные циркули — для нанесения дуг и окружностей, де-
ления отрезков на части, перенесения размеров и т. п. Часто при-
меняются также штангенциркули с точностью 0,05 мм.
Кернеры — для закрепления разметочных линий путем накерни-
вания и для наметки центров отверстий.
Молоток — для кернения весом 100—150 г.
Для пространственной разметки применяются более сложные
инструменты:
Рейсмусы — различных конструкций, являющиеся основным ин-
струментом при пространственной разметке.
Кроме рейсмусов, для разметки иногда используют вертикаль-
ные линейки, пространственные угольники, разметочные ящики, раз-
меточные кубики и др. Однако все эти и другие еще более слож-
ные приспособления редко применяются в области художествен-
ной обработки металлов и служат для разметки главным образом
в области машиностроения.
Разметочные плиты — массивная чугунная плита, тщательно
простроганная, с высокой точностью взаимоперпендикулярное™
верхней плоскости и боковых сторон. Служит для установки деталей
и рейсмуса при разметке.
Заготовки, подлежащие разметке, могут быть в виде отливок,
поковок или чаще всего в виде кусков прокатанного металла—>
листов, прутков и т. п. Перед разметкой следует тщательно осмот-
реть заготовку и проверить, нет ли в ней трещин, раковин и других
дефектов, соответствует ли она по своим размерам рисунку, т. е.
можно ли из заготовки выкроить деталь с учетом припуска на об-
работку.
Поверхности, подлежащие разметке, часто бывает целесообраз-
но предварительно окрасить, чтобы на них были лучше видны
разметочные линии. Для окраски применяют следующие сред-
ства.
Для необработанных поверхностей отливок и поковок черных и
цветных металлов — мел, разведенный в воде до состояния молока,
и 50 г столярного клея на 1 л воды (клей разводят отдельно, затем
его кипятят с мелом).
Для обработанных поверхностей стали и чугуна — медный купо-
рос (2—3 чайные ложки на стакан горячей воды) или натирание
смоченной поверхности куском купороса.
12
Цветной и стальной прокат, а также драгоценные металлы не
окрашиваются, так как разметочные линии хорошо видны или в
отдельных случаях (для более четкого нанесения рисунка) окраши-
ваются белой акварельной краской или гуашью.
Начинают разметку с выбора базы, т. е. линии или плоскости,
от которых будут откладываться размеры. Если на заготовке име-
ются обработанные поверхности, то за базы принимают их; у сим-
метричных деталей за базы удобно принимать оси симметрии, цент-
ровые линии. Они наносятся в первую очередь. Для закрепления
разметочных линий их накернивают на концах и в точках пересече-
ния; накернивают также и центры отверстий.
При пространственной разметке очень важно вы-
держать правильное взаимное расположение плоскостей, на кото-
рых ведется разметка.
При разметке художественных изделий часто применяют раз-
метку по шаблонам; на каждую размечаемую поверхность изго-
товляют шаблон. На детали размечают центровые риски и по ним
ориентируют шаблон, а затем чертилкой шаблон обводят по кон-
туру.
Применение шаблонов в несколько раз сокращает время на
разметку и значительно ее упрощает. Кроме того, шаблоны поз-
воляют повторять разметку и получать серию однотипных из-
делий.
Кроме плоскостной и пространственной, применяют также раз-
метку по образцу при реставрационных работах. Для этого
на разметочной плите устанавливают старую деталь, с которой
надо снять копию, а рядом с ней отливку, подлежащую разметке,
и рейсмусом переводят все характерные линии и точки на разме-
чаемую деталь. Последовательно поворачивая деталь и отливку и
каждый раз выверяя их положение, переводят все линии с образца
на заготовку.
При разметке чертилку ведут вдоль линейки, плотно прижимая
ее к ней. Чтобы чертилка примыкала к линейке, ее наклоняют под
углом 75—80° к размечаемой поверхности (рис. 1); кроме того, она
должна быть наклонена примерно под тем же углом по на-
правлению движения. В процессе проведения риски наклон чер-
тилки не должен изменяться; линию проводят только один раз;
если линия проведена плохо, ее следует закрасить и провести
вновь.
При вычерчивании окружностей циркулем усилие нужно прила-
гать к той ножке циркуля, которая установлена в центр. Если же
приложить усилие к ножке, очерчивающей окружность, циркуль
легко может сместиться и окружность не получится. Особые случаи
разметки и перевода рисунка на заготовку описаны ниже при рас-
смотрении отдельных художественных технологий.
При разметке часто бывает необходимо разделить окружность
на то или иное число равных частей. Это можно сделать пользуясь
табл. 1.
13
Таблица 1
Число делений окружности Длина хорды Число делений окружности Длина хорды
3 1,732 X 7? 12 0,51<8 X R
4 1,414 X R 13 0,479 X Я
5 1,176хЛ 14 0,445 X R
6 1,000 X R 15 0,416 X R
7 0,868 х R 16 0,390 х R
8 0,765 х R 17 0,368 X R
9 0,684 х R 18 0,347 X R
10 0,618 х R 19 0,329 X/?
И 0,564 х R 20 0,313 X R
Пример. Разделить окружность радиусом 46 мм на восемь равных частей.
Решение. Умножив 46 мм на 0,765, получим, что длина хорды дуги, рав-
ной одной восьмой части окружности, составляет: 46-0,765 = 35,190 мм. Отложив
этот размер циркулем по окружности, разделим ее на восемь равных частей.
2. Рубка
Рубкой называется операция по разделению на части или по
удалению излишних слоев металла.
При помощи рубки удаляют наплывы, снимают кромки, заусен-
цы, твердую корку, делят заготовки на части, делают отверстия,
пазы, канавки, углубления, разделывают трещины под сварку и т.п.
Точность обработки при рубке 0,5—0,7 мм. Рубка — трудоемкий
процесс, тяжелый и малопроизводительный. В настоящее время ее
стараются заменить механической обработкой на станках или при-
менением пневматических зубил.
Режущим инструментом при ручной рубке являются зубило
и крейцмейсель, ударным — слесарный молоток. Угол
заострения лезвия зубила или крейцмейселя в зависимости от
твердости обрабатываемого материала должен составлять: для чу-
гуна и бронзы (и твердой стали)—70°, стали средней твердости —
60°, меди, латуни, алюминиевых сплавов — 45° и менее. То же самое
и для рубки драгоценных сплавов.
Слесарные молотки бывают с круглым и квадратным бойком.
Сила удара молотка по зубилу зависит от веса молотка, величины
размаха и скорости движения руки. Тяжелый молоток увеличивает
силу удара, но в то же время быстрее утомляет работающего. Вы-
бор молотка определяется физической силой рабочего: для под-
ростков— вес молотка от 400 до 600 г, для взрослых рабочих —
от 600 до 800 г.
При рубке заготовки кладут на плиту или наковальню или зажи-
мают в тиски. Для рубки лучше применять стуловые тиски, они
более устойчивы. При использовании параллельных тисков необходи-
мо, чтобы они были тяжелыми и прочными, например, тиски с ши-
риной губок 125—150 мм. Рубить следует по направлению к непод-
вижной губке, предварительно подложив под деталь деревянную
или металлическую подкладку для лучшего сохранения тисков.
14
Зубило или крейцмейсель следует держать легко в кулаке ле-
вой руки за среднюю часть стержня, удерживая главным образом
безымянным пальцем и мизинцем и слегка придерживая средним и
указательным пальцами. Стоять надо прямо, не нагибаясь, вполу-
оборот по отношению к тискам так, чтобы левая нога была выдви-
нута вперед, а правая отнесена назад. Во время рубки надо смот-
реть на лезвие зубила или крейцмейселя, а не на их головку, так
как это может привести к промаху при ударе.
Рубку пруткового, полосового и толстого листового металла про-
изводят на плите или наковальне. При этом зубило ставят верти-
кально, материал надрубают с обеих сторон и затем отламывают.
При вырубании заготовки из листового металла или получении в
нем отверстия лист кладут на плиту, зубило держат вертикально й
ведут его вдоль разметочной линии, оставляя припуск на последую-
щую обработку. Лист до 2 мм прорубают с одного удара, предва-
рительно подложив прокладку из мягкой стали, чтобы не повредить
зубило. Толстые листы рубят до тех пор, пока с противоположной
стороны не появится след от зубила, и, перевернув лист, окончатель-
но вырубают заготовку.
При рубке в тисках листовой материал устанавливают так, чтобы
разметочная линия совпала с уровнем губок. Более толстые заго-
товки при рубке по разметке устанавливают так, чтобы риски были
выше губок на 3—4 мм.
При черновой рубке срубают стружку от 1,5 до 2 мм. При
чистовой рубке снимают слой металла толщиной 0,5—1 мм. При
этом угол наклона зубила должен быть 35—40°. При меньших углах
зубило легко соскальзывает; при больших оно врезается.
При чистовой рубке стали и меди полезно обтирать лезвие
зубила тряпкой, смоченной в машинном масле или мыльной воде,
при рубке алюминия — скипидаром. Чугун следует рубить сухим
зубилом.
При рубке всегда надо пользоваться только остро заточенным
зубилом. При затуплении зубила производительность работы сни-
жается и уменьшается точность и другие показатели рубки. При за-
точке зубил и крейцмейселей на наждачных станках не следует
сильно прижимать их к абразивному кругу, что может привести к
перегреву и отпуску режущей кромки. Необходимо следить, чтобы
грани лезвия зубила или крейцмейселя имели одинаковую ширину
и угол наклона к осевой линии.
При рубке хрупких материалов необходимо применять защитные
сетки и работать в очках.
3. Разрезание
Разрезание — процесс разделения заготовки на части, удаления
излишков металла, вырезания отверстий.
Тонкий листовой металл разрезают ножницами, профильный ма-
териал, трубы и толстые листы — ножовкой. Допустимая толщина
листового металла, разрезаемого ручными ножницами, при-
ведена в табл. 2.
15
Рис. 1. Разметка.
Положение чертилки:
а) — неправильно; б) — пра-
вильно
Рис. 2. Ручные
ножницы:
а) — прямые правые; б) —
прямые левые; в) — кривые
левые
Более толстый листовой, а также полосовой и прутковый металл
разрезают рычажными и другими машинными ножницами. Разли-
чают прямые правые и прямые левые ножницы. У правых ножниц
верхнее лезвие (по отношению к нижнему) находится справа, у ле-
вых— слева (рис. 2). В большинстве случаев применяют правые нож-
ницы, так как линии разметки при работе ими хорошо видны; левы-
ми ножницами пользуются при вырезании криволинейных деталей,
при этом резать нужно по направлению хода часовой стрелки, рас-
полагая ножницы так, чтобы они не закрывали лезвием линии раз-
метки (рис. 3). Если ту же операцию производят правыми ножни-
цами, то резание ведут в направлении против хода часовой стрелки.
Применяют также ножницы с кривыми лезвиями специально для
разрезания по кривым линиям.
Разрезание листового металла производят по заранее нанесен-
ной разметке и ножницы располагают так, чтобы верхнее лезвие
всегда находилось над разметочной линией. При разрезании листа
Таблица 2
Металл Допустимая толщина, мм Металл Допустимая толщина, мм
Сталь 0,7 Дюралюминий 1,0
Латунь 0,8 Алюминий 2,5
Мельхиор 0,8 Серебро 875 0,8
Медь 1,0 Серебро чистое 1,0
16
Рис. 3. Разрезание
ножницами:
а) — разрезание листа на ши-
рокие полосы; б)— разреза-
ние листа левыми ножница-
ми; в), г) — вырезание заго-
товки круглой формы: в) —
неправильно; г) — правильно
отрезаемую часть отгибают (левой рукой) вверх, что облегчает про-
цесс и предохраняет правую руку от пореза.
При разрезании листа на узкие полосы его нужно положить на
стол и следить за тем, чтобы нижнее лезвие опиралось на стол, а
отрезаемые полосы отгибались вперед.
Ножницы нужно раскрывать несильно — примерно на 2/з длины
лезвия, тогда они хорошо захватывают и режут металл; сильно рас-
крытые ножницы выталкивают металл. Лезвия ножниц должны быть
перпендикулярны к плоскости листа, при перекосе они мнут металл,
образуются заусенцы, а ножницы заедает. Ножницы нужно все
время плотно прижимать к концу прореза, иначе неизбежно появят-
ся заусенцы.
Вырезку отверстий в деталях лучше выполнять кривыми нож-
ницами.
Стуловые (или кровельные) ножницы применяют
для разрезания более толстых листов (до 2—3 мм). Они отличают-
ся тем, что верхняя рукоятка удлинена до 400—800 мм, а нижняя
изогнута и крепится к верстаку. На этих ножницах работают всей
рукой (а не кистью, как в ручных), что значительно увеличивает
силу разрезания.
У рычажных ножниц нижнее лезвие неподвижное, закреп-
лено на столе, а верхнее сочленено с ним посредством шарнира.
Ножницы снабжены прижимным устройством, которое гасит опро-
кидывающий момент, возникающий в процессе резания. Они позво-
ляют разрезать стальные листы толщиной до 2 мм.
Для этой цели существует также целый ряд машинных, или
механических, ножниц: дисковые, вибрационные и др.
17
Рис. 4. Процесс
разрезания:
а) — ножовка; б) — положе-
ние рук при работе ножовкой;
в) — крепление трубы в тис-
ках; г) — е) — крепление за-
готовок из профиля с оправ-
ками; ж) — к) — положение
ножовки при разрезании тру-
бы
Профильный металл и трубы разрезают ручными или механи-
ческими ножовками. Ручная ножовка состоит из станка или рамы и
вставленного в него сменного ножовочного полотна (рис. 4, а). По-
лотна бывают с мелким зубом (шаг которых 0,8—1 мм) и с более
крупным (шаг—1,25 и 1,6 мм). Зубья полотна, установленного в
станке, направлены остриями вперед. Степень натяжения полотна
не должна быть слабой — в этом случае разрез получается косой,
а полотно легко ломается. При чрезмерном натяжении полотно так-
же легко ломается при малейшем перекосе. Натяжение полотна
проверяют поворотом его на Vs часть окружности, взяв двумя паль-
цами посредине его длины.
При работе ножовку держат за ручку правой рукой, а левой
поддерживают передний ее конец в горизонтальном положении,
как показано на рис. 4, б. Нельзя работать ножовкой без ручки, так
как острый хвостовик ножовки может поранить работающего. При
этом левой рукой, которая находится впереди, производят нажим,
а правая рука только перемещает ножовку; во время движения на-
зад (к себе) нажим не производится, так как нажим при холостом
ходе ведет к быстрому затуплению зубьев. Перед концом разре-
зания усилие уменьшается.
При разрезании толстых заготовок полотно смазывают машин-
ным маслом. Если распил получается косой (идет не по риске), не
следует пытаться исправить направление поворотом ножовки —
полотно сломается. Нужно начать новый разрез с противоположной
стороны, повернув заготовку. Если полотно сломалось и заменено
новым, то, продолжая разрезание новым полотном, нужно иметь в
виду, что старое, изношенное, полотно дает более узкий пропил,
и новым полотном надо начинать резать в другом месте.
При разрезании массивных заготовок длина пропила большая
и резать трудно; для облегчения работы ножовку наклоняют после-
довательно то к себе, то от себя, при этом резание идет не по всей
ширине и процесс резания облегчается.
Граненые изделия начинают резать с грани, а не с угла. Поло-
совой металл разрезают по узкой грани — это производительней.
Очень тонкий материал режут по широкой грани, так как при вре-
зании зубья цепляются и полотно может легко сломаться. Обычно
для облегчения врезания делают небольшой пропил трехгранным
напильником или направляют полотно сбоку большим пальцем ле-
вой руки.
Очень тонкий материал режут, зажав его между деревянными
брусками толщиной 15—30 мм вместе с брусками.
Новое полотно в ножовке сначала используют для разрезания
мягких металлов (меди, латуни, алюминия и др.), в когда оно не-
много затупится — для стали и чугуна.
Для отрезания полосы от листа полотно поворачивают относи-
тельно станка на 90° и осторожно режут при горизонтальном поло-
жении, так как от собственного веса ножовки полотно легко ло-
мается.

При вырезании отверстий в листовом металле сначала сверлят
отверстие, в которое можно ввести полотно, затем собирают но-
жовку и приступают к резанию.
При разрезании труб сначала ножовку держат горизонтально;
когда стенка трубы окажется пропиленной, ее наклоняют на себя.
При дальнейшей работе трубу поворачивают на 45—90° от себя и
продолжают резать.
Разрезаемые изделия необходимо надежно зажимать в тисках^
иначе в процессе разрезания оно может сместиться и хрупкое по-
лотно сломается.
Правка
На изготовленных из металла заготовках и деталях после отжи-
га, сварки, вырезки и других операций появляются изгибы, местные
неровности, выпучины и вмятины различной формы, волнистость и
прочие дефекты. Операция по устранению этих дефектов называет-
ся правкой.
Ручную правку листового металла производят на плите или на-
ковальне при помощи деревянных молотков или молотков, сделан-
ных из меди, свинца, алюминия или резины.
Заготовки из прутковой и профильной стали правят стальными
молотками с круглым выпуклым бойком. Крупные заготовки
правят ударами кувалды или на механических молотах и
прессах.
Так как при ударах стальным молотком на металле неизбежно
остаются следы, при правке изделий с уже обработанной поверх-
ностью применяют подкладки из мягких материалов (дерево, ла-
тунь, и др ). Тонкий листовой драгоценный металл (золото, сереб-
ро), а также фольгу правят, разглаживая деревянными или метал-
лическими гладилами.
Наиболее трудоемкой является операция правки листового ме-
талла. Различают три случая: правка волнистости полосы, или на
краях (рис. 5, а), правка изогнутых (серповидных) заготовок под
линейку (рис. 5, б) и правка выпучин.
Правку выпучин производят на плите, которая по своим
размерам должна быть больше заготовки настолько, чтобы края
заготовки не свешивались с плиты. Перед началом правки выпучины
обводят мелом или простым карандашом, затем заготовку кладут
на плиту выпуклым местом вверх и начинают наносить удары молот-
ком рядами, от края заготовки в направлении выпучины, как пока-
зано на рис. 5, в. Под ударами молотка металл вокруг выпуклого
места вытягивается, постепенно выравнивается и выпучина исчеза-
ет. Нельзя наносить удары по выпуклому месту — от этого оно еще
больше увеличивается; удары наносят частые, но не сильные.
По мере приближения к выпуклости удары должны быть
слабее.
20
При правке волнистости полосы или по краям заготовки,
которая чаще всего получается при вырезании ее из листа, наносят
удары молотком, начиная от наиболее выпуклых мест к краям
(рис. 5, а). Наиболее сильные удары наносят в середине и силу уда-
ра уменьшают по мере приближения к краям. Таким образом
выпуклые участки полосы осаживаются и волнистость выравни-
вается.
Чем тоньше листовая заготовка, тем аккуратнее и внимательнее
надо производить правку, так как при неправильном ударе молот-
ком его боковые грани легко могут испортить заготовку или даже
пробить ее.
Правку длинных, узких, серповидно изогнутых заготовок:
производят на плите под линейку. Для этого заготовку кладут на
плиту, одной рукой прижимают к плите и молотком (деревянным
или стальным с выпуклым бойком) наносят удары, начиная с более
короткой вогнутой кромки изогнутой заготовки, т. е. той, где во-
локна металла сжаты и их необходимо растянуть для того, чтобы
заготовка выровнялась. В начале правки удары по вогнутой кромке
должны быть более сильные, а по мере приближения к противопо-
ложной кромке — все слабее и слабее. Этим достигается то, что
вогнутая, более короткая, кромка постепенно вытягивается и заго-
товка выпрямляется, что контролируется линейкой (рис. 5, б).
5. Гибка?
При помощи гибки из прямолинейной заготовки получают кри-
волинейное изделие. Гибку заготовки производят путем сгибания
ее вокруг какой-либо оправки, форму которой она принимает, в
тисках или на плите на нужный угол. На рис. 6 изображены оправка
и последовательные операции гибки квадратного прутка для изго-
товления элемента решетки. При толстых заготовках гибку осущест-
вляют ударами молотка, лучше всего деревянного, не оставляюще-
го на металле следов от удара. Иногда гибку производят на глаз
или по шаблону. Проволоку гнут плоскогубцами или круглогуб-
цами.
В процессе гибки наружные слои металла растягиваются и удли-
няются, а внутренние, сжимаясь, укорачиваются. Неизменным по
длине остается так называемый нейтральный слой, который у сим-
метричных по сечению заготовок (квадратных, прямоугольных,
круглых, овальных, шестигранных и др.) лежит на равном расстоянии
от сторон, посередине, а у несимметричных профилей (треугольно-
го, полукруглого) нейтральный слой проходит через центр тяжести
сечения.
Расчет длины заготовки, подлежащей гибке, производят по чер-
тежу, ориентируясь на нейтральный слой, который в процессе де-
формации сохраняет длину неизменной.
Если после гибки внутренний угол должен быть без закругле-
ния, длину заготовки L определяют по формуле
2t
Рис. 5. Правка
полосового
и листового металла:
а) — правка полосы на пли-
те; б) — правка полосы, име-
ющей серповидную кривизну;
в)—правка листовой заготов-
ки с выпучиной
Рис. 6. Последователь-
ные операции гибки
элемента решетки
из квадратного прутка
на специальной оправке:
а) — оправка; б) — последо-
вательные операции гибки
L— Zj —/2 Ц-0,6 /?z,
где l\ и /2 — длина участков заготовки по обе стороны изгиба, мм;
т — половина толщины материала, мм.
Если гибку производят с определенным радиусом закругления,
длину заготовки L вычисляют по формуле
А = / 4-Z24-2^_ ,
1121 180
где /1 и I2 — длина участков заготовки по обе стороны изгиба, мм;
/?н—радиус изгиба нейтрального слоя, мм; а — угол гибки,
град.
Пример 1. Определить длину заготовки, сгибаемой под прямым углом без
закругления; длина прямых участков: /1 = 10 мм; 12 — 20 мм; толщина заготовки
квадратного сечения 4 мм.
Решение.
L = 10 4“ 20 (0,6*2) = 31,2 мм 32 мм.
Округление до большего значения необходимо, если после гибки предпо-
лагается запиливание краев в размер.
Пример 2. Определить длину заготовки, сгибаемой под углом а=90° при
радиусе R = 6 мм и толщине (круглого по сечению) материала т = 4 мм, длина
участков по обе стороны загиба /1 = 30 мм и Z2 = 20 мм.
Решение.
, , Л „ 3,14(6 4-2)90
£ = /1 4-h, + 1 оп \ 30 4- 20 4- гтт = 62,56 мм.
lou lou
Пример 3. Определить длину заготовки для обручального кольца при внут-
реннем диаметре 18 мм и толщине материала прямоугольного сечения 2 мм.
Решение.
л/?на 3,14(9 4- 1)360 о
Л = — ; —— ------------= 3,14-10-2 = 62,8 мм ^63 мм.
180 ’180
Полученные в примерах размеры следует округлить до большего значения
на припиловку краев в размер после гибки.
Часто длину заготовки указывают на чертеже; тогда определять
ее нет необходимости. Если радиус гибки очень мал, то в металле
могут образоваться трещины. Чтобы этого избежать, не следует
гнуть по радиусам, меньшим двойной толщины заготовки.
Листовой металл после прокатки имеет волокнистую структуру.
Чтобы не получалось трещин, его следует гнуть поперек волокон
или так, чтобы линия гиба составляла с направлением прокатки
угол, равный 45°.
При гибке деталей из листового металла (а в отдельных случаях
также и проволоки круглого и квадратного сечения, полос и т. п.)
происходит явление распружинения, т. е. угол изгиба несколько
увеличивается, а деталь выпрямляется после снятия напряжения.
Величина угла, на который распрямляется деталь, вследствие упру-
23
той отдачи, зависит от степени упругости металла, его толщины и
.радиуса изгиба. Заранее точно определить угол пружинения очень
трудно, поэтому приходится заготовки загибать сильнее, т. е. с за-
ведомо меньшими радиусами и углами изгиба, а оснастку (оправки)
.для получения точных изгибов деталей необходимо подбирать и
дорабатывать (доводить) опытным путем.
£в Опиливание
Опиливанием называют операцию по обработке металла напиль-
ником. При этом с детали снимают слой металла с целью придать
ей необходимую форму, размеры и чистоту поверхности.
По форме поперечного сечения напильники разделяют на плос-
кие, квадратные, трехгранные, круглые, ромбические, полукруглые
и ножовочные. По роду насечки напильники делят на драчев ые —
с крупной насечкой для грубой обработки, личные — с более
мелкой насечкой для окончательного опиливания. Наиболее мелкая
насечка у бархатных напильников, которые применяют для точ-
ных работ.
Для мелких (ювелирных и граверных) работ применяют надфи-
л и, которые также различают по форме поперечных сечений, а
также рифлевки, представляющие собой надфили изогнутой
формы, которые применяют для обработки углублений, поднутрен-
ных и других труднодоступных участков деталей (рис. 7).
При опиливании деталь прочно зажимают в тисках. Напильник
берут в правую руку так, чтобы ручка упиралась в ладонь, большой
лалец находился сверху ручки, а остальные пальцы поддерживали
ее снизу. Левую ладонь кладут на конец напильника и прижимают
его к обрабатываемой детали. Такое положение обеих рук помо-
гает правильно вести опиливание, затрачивать меньше энергии и
получать большую производительность (рис. 8).
При работе надфилем (а также при обработке мелких деталей
напильником) большим пальцем левой руки нажимают на конец
(нос) надфиля, остальными пальцами поддерживают его снизу. Ука-
зательный палец правой руки кладут на надфиль (или напильник).
При таком положении рук давление получается минимальным,
стружка снимается очень тонкая и поверхность доводится до нуж-
ного размера без опасности «запилить» разметочную линию.
Движения при опиливании должны быть равномерными, от 40
до 70 рабочих ходов в минуту. Нажимать на напильник следует
только во время рабочего хода — движения вперед, при холостом
(обратном) ходе напильник идет свободно без нажима, однако, его
не следует отрывать от изделия, чтобы не потерять опоры и не из-
менить положения напильника. Чем мельче насечка на напильнике,
тем меньше должна быть сила нажатия.
При обработке мягких и вязких металлов напильник натирают
мелом, при этом он меньше забивается стружкой. Нельзя хранить
напильники и надфили навалом, от этого зубья насечки затупляются
24
Рис. 7. Надфили
и рифлевки
различных профилей:
а) — надфили; б) — рифлевки
Рис. 8. Приемы
опиливания:
а) — положение работающего
при опиливании; б) — поло-
жение ног при опиливании;
в) — положение напильника;
г) — прием опиливания
и выкрашиваются. Во время работы нельзя класть напильник на за-
масленный верстак или браться за насеченную часть грязными ру-
ками— в масле или краске: от этого напильник быстро засаливается
и перестает работать. Засаленный напильник или надфиль чистят
куском твердого древесного угля, которым трут поперек напильни-
ка до полного удаления следов масла. Напильники нужно оберегать
от воды, загрязнения и особенно от абразивной пыли. Периодически
насечку напильника прочищают стальной щеткой или загнутым кон-
цом медной или латунной пластинки, проводя ее вдоль насечки и
удаляя тем самым набившиеся опилки.
Если удалить стружку чисткой не удается, надфиль (или напиль-
ник) можно опустить на 8—10 мин в 10-процентный раствор серной
кислоты, после чего его промывают в воде, чистят щеткой, затем
нейтрализуют в растворе едкого натра, еще раз промывают в горя-
чей воде и сушат.
Для очистки напильников от древесных, костяных, фибровых,
эбонитовых и пластмассовых стружек их опускают в горячую воду
на 15—20 мин, после чего очищают стальной щеткой.
Новым напильником (надфилем) рекомендуется сначала обра-
батывать мягкие металлы, а после некоторого затупления — твер-
дые металлы (сталь). Это увеличивает срок службы напильника. При
работе нужно использовать всегда полную длину напильника.
В процессе опиливания особое значение имеет контроль. Про-
верять деталь нужно часто, особенно в конце опиливания. Прямо-
линейность опиленной поверхности контролируют на просвет ли-
нейкой, параллельность проверяют кронциркулем. При точных ра-
ботах применяют штангенциркуль и микрометр. При опиливании
плоскостей, расположенных под углом 90°, их взаимоперпендику-
26
лярность проверяют специальным слесарным угольником.
Контроль наружных углов детали осуществляют внутренним
углом угольника, смотря на просвет; правильность внутренних углов
в изделии проверяют наружным углом. При опиливании углов де-
таль в тисках нужно зажимать так, чтобы обрабатываемая грань
располагалась всегда горизонтально.
При опиливании криволинейных поверхностей напильнику при-
дают качательное движение в вертикальной плоскости, если опили-
вание идет вдоль криволинейной поверхности.
Короткие заготовки зажимают в тиски вертикально и обрабаты-
вают колебательными движениями напильника в горизонтальной
плоскости.
Мелкие детали зажимают в ручные тиски и, оперев их о вер-’
стак, поворачивают левой рукой на себя при рабочем ходе (дви-
жении напильника вперед) и от себя при холостом ходе. При этом
напильник (или надфиль) держат правой рукой с вытянутым вперед
указательным пальцем и им осуществляют нажим.
Вогнутые криволинейные поверхности, а также круглые и кри-
волинейные отверстия в деталях опиливают полукруглыми или
круглыми напильниками или надфилями. Напильник движется гори-
зонтально и одновременно поворачивается вокруг своей оси, при-
чем радиус кривизны напильника или надфиля должен быть всегда
меньше радиуса кривизны поверхности.
Опиливание тонких пластинок обычными приемами невозможно,
так как они изгибаются, мнутся и получаются завалы и т. п. Не сле-
дует применять довольно распространенный способ, когда пластин-
ка зажимается между двумя деревянными планками, так как при
этом насечка напильника быстро забивается деревянными опилками.
Лучше всего применять специальные раздвижные стальные зака-
ленные рамки. Они состоят из двух планок (между которых зажи-
мается обрабатываемая деталь), соединенных подвижно на цилинд-
рических штифтах, и зажимаются в тисках. Обработка ведется до
касания напильника верхней плоскости рамки, что позволяет обхо-
диться без контроля правильности опиливания специальной линей-
кой.
В настоящее время ручное опиливание заменяется механизиро-
ванным на специальных опиловочных станках с гибкими и жесткими
валами и специальными стальными абразивными головками.
Сверление
Операция для получения сквозных круглых (цилиндрических)
отверстий называется сверлением; если отверстие несквозное, то
операция называется засверливанием, а увеличение диаметра от-
верстия— рассверливанием или развертыванием. Сверление и за-
сверливание производят при помощи сверл (перовых, спиральных),
а рассверливание — зенкерами, развертками или сверлами больше-
го диаметра.
27
Процесс сверления производят по разметке; для этого в центре
«будущего отверстия наносят кернером углубление.
Для сверления отверстий до 3 мм применяют винтовые ручные
дрели и перовые и спиральные сверла. Ручными дрелями с зубчатой
передачей сверлят отверстия до 6—8 мм. В настоящее время рабо-
та значительно облегчается применением электродрелей и свер-
лильных станков, на которых можно сверлить отверстия любых
^диаметров.
В начале сверления подача сверла должна быть минимальной, а
<после того как сверло войдет в металл, подачу увеличивают. Свер-
ло должно быть по возможности коротким, чтобы исключить воз-
можности изгиба. Глубина сверления не должна превышать 6—8
,диаметров сверла.
Перед концом сверления подача опять уменьшается, так как
.иначе сверло может продавить оставшуюся тонкую перемычку и
сломаться. Чаще всего сверла ломаются именно на выходе.
При сверлении следует учитывать разбивку отверстия в процес-
се сверления, которое происходит даже и при правильной заточке
сверла (при неправильной заточке и установке сверла она значи-
тельно возрастает). Разбивка отверстий увеличивается в зависимо-
сти от вязкости металла, скорости сверления и диаметра отвер-
стий. Примерные величины разбивки (в мм) даны в табл. 3.
Таблица 3
Диаметр сверла 1 5 ю ! 15 | 20 | 25
Разбивка отверстия 1 0,08 1 0,12 । 1 0,20 1 1 0,28 | 0,35
Для уменьшения разбивки рекомендуется сначала сверлить от-
верстия на 1—3 мм меньше требуемого, а затем проходить свер-
лом нужного размера; диаметры свыше 20 мм лучше сверлить в
,два приема — сначала малым сверлом, а затем рассверливать до
нужного диаметра.
При сверлении отверстий очень большой глубины сначала свер-
лят отверстие нужного диаметра на глубину рабочей части сверла,
т. е. пока не перекроются канавки, выводящие стружку. Затем
сверлом меньшего диаметра (примерно в 1,5 раза) сверлят на-
сквозь. После этого вновь сверлят уже просверленное отверстие
сверлом нужного диаметра. Не следует сверлить длинные (глубо-
кие) отверстия с двух сторон. Сверлить отверстия в тонком листо-
вом металле обычными сверлами трудно, так как режущие кромки
сверла цепляются и рвут металл; лучше его пробивать или сверлить
специальными перовыми сверлами.
Рассверливание уже готовых отверстий (полученных сверлением,
штамповкой или отливкой) осуществляется зенкерами (зенкерова-
-ние) и развертками (развертывание). В этом случае отверстие уве-
личивается, придается ему более точная цилиндрическая форма,
правильное положение оси, устраняются погрешности сверления.
Входные концы отверстия под головки болтов, шайб и т. п. (зен-
кование) обрабатываются зенковками. Отверстия точных размеров
21
с высокой чистотой поверхности обрабатывают развертками. При
работе ручной разверткой ее следует вращать только в одну сто-
рону, плавно и равномерно.
При обработке глубоких отверстий вращение должно быть мед-
ленным. Чтобы скопившаяся стружка не заедала развертку, ее сле-
дует часто выводить из отверстия и освобождать от стружек. В
качестве смазки при развертывании применяют: для стали — машин-
ное масло, для меди, латуни, дюралюминия — мыльную эмульсию;
чугун и бронзу развертывают без смазки.
£в Нарезание резьбы t
Резьбу применяют для соединения деталей. Она выполняется
«а наружной (болт) или внутренней (гайка) цилиндрической поверх-
ности.
Резьбы различают по диаметру и шагу резьбы, т. е. по расстоя-
нию между соседними нитками резьбы, а также по профилю (тре-
угольная, трапецеидальная и др.). Наиболее распространена тре-
угольная, метрическая резьба. Согласно ГОСТу она обозначается,
например, так: М 6X1, где М — метрическая, 6 — наружный диа-
метр резьбы, выраженный в миллиметрах; 1 — шаг резьбы (в мил-
лиметрах). Ручными инструментами для нарезания резьбы служат
метчики и лерки — круглые плашки.
Метчики выпускают в комплектах из двух или трех штук. Клей-
мо на хвостовике метчика обозначает его тип и размер, а круговые
черточки указывают очередность применения метчика из комп-
лекта.
Черновой — первый (одна черточка), средний — второй (две
черточки), чистовой — третий (три черточки). Диаметр чернового
метчика несколько меньше чистового; он только намечает резьбо-
вые канавки, а чистовой доводит их до необходимого размера. От-
верстие под резьбу сверлят в соответствии с данными табл. 4, в
которой указаны диаметры сверл для получения отверстий под
метрическую резьбу (в мм) в различных материалах.
Метчик смазывают машинным маслом и, установив его строго
перпендикулярно относительно детали, начинают вращать с по-
мощью воротка. Через каждые пол-оборота делают четверть обо-
рота в обратную сторону; это облегчает работу и предотвращает
заедание и поломку метчика. В начале работы, для того чтобы мет-
чик врезался в металл, на него плавно нажимают, а затем его вра-
щают без нажима. После нарезания резьбы первым (черновым)
метчиком процесс повторяют вторым и третьим (чистовым).
При нарезании глубоких отверстий метчик надо часто выворачи-
вать и очищать от стружки; то же самое делают и при нарезании
глухих (несквозных) отверстий.
Работая мелкими метчиками, диаметр которых менее 3—4 мм,
надо быть осторожным и не прилагать больших усилий, так как это
ведет к выкрашиванию зубьев метчика или к его поломке.
29
Таблица 4
Диаметр резьбы Диаметры сверл Диаметр резьбы Диаметры сверл
для чугуна и бронзы для стали и латуни для чугуна и бронзы для стали и латуни
2 1,5 1,5 10 8,3 8,4
2,3 1,9 1,9 12 10,0 10,1
2,6 2,15 2,15 14 11,7 11,8
4 3,4 3,5 16 13,8 13,9
5 4,1 4,2 18 15,1 15,3
6 4,9 5,0 20 17,1 17,3
8 6,6 6,7 22 19,1 19,3
24 20,5 20,7
Если метчик сломался, то его вывертывают, захватив за высту-
пающую часть плоскогубцами. Если же выступающей части нет, то
обломок метчика вывертывают при помощи согнутой вдвое прово-
локи, концы которой продевают в канавки.
Наружную резьбу нарезают при помощи лерок, которые уста-
навливают в леркодержатель; нарезание резьбы производят за
один проход. Для этого стержень, на котором должна нарезаться
резьба, устанавливают в тиски в вертикальном положении; на его
конце запиливают фаску для установки лерки ее заборной (конус-
ной) частью. Все правила нарезания внутренней резьбы (смазка,
способ вращения и т. п.) относятся и к нарезанию лерками. Диамет-
ры стержней под метрические резьбы даны в табл. 5.
При нарезании резьбы иногда возникают следующие виды
брака:
1) нечистая или рваная нарезка — получается, если отсутствует
смазка, а также из-за перекоса метчика или лерки;
2) резьба неполного профиля — если диаметр отверстия больше
нормы или диаметр стержня меньше нормы;
3) перекос резьбы или поломка метчика — если диаметр
отверстия меньше нормы или диаметр стержня больше
нормы.
Таблица 5
Диаметр резьбы Диаметр стержня Диаметр резьбы Диаметр стержня
4 3,92 14 13,88
5 4,92 16 15,88
6 5,92 18 17,88
8 7,90 20 19,86
10 9,90 22 21,86
12 11,88 24 23,86
30
9
Клепка
Клепка — это операция, с помощью которой получают неразъем-
ные соединения деталей. Она часто применяется при изготовлении
художественных изделий. Процесс клепки состоит из просверлива-
ния отверстий в деталях, установки в них заклепок и расклепывания
выступающего конца заклепки с образованием второй головки. За-
клепочное соединение может быть подвижным и неподвижным.
Неподвижное соединение применяется в большинстве
случаев для различных металлических конструкций, начиная от ре-
шеток, ограждений и кончая ювелирными украшениями. Подвиж-
ные соединен ия применяются при изготовлении инструментов
(щипцы, ножницы) и других изделий (петли, шарниры) для получе-
ния шарнирных соединений, в них заклепки устанавливаются с за-
зором.
Заклепки изготовляют из металлов, обладающих вязкостью и
пластичностью в холодном состоянии (сталь, медь, латунь, алюми-
ний, серебро и др.). Они состоят из стержня с одной головкой, ко-
торая называется закладной головкой, вторая — замыкающая го-
ловка, образуется при расклепывании.
Наиболее распространены заклепки с полукруглой и потайной
головкой (плоской). Стержень по своей длине берется исходя из
суммы толщин склепываемых деталей и выступающей части стерж-
ня, необходимой для образования замыкающей головки. Для обра-
зования плоской, потайной, головки выступающий конец должен
быть равен 0,5 диаметра стержня, а для полукруглой головки —1,5
диаметра стержня заклепки. Выступающий конец заклепки делают
слегка коническим, чтобы легче было ввести его в отверстие.
Диаметр стержня заклепки лучше всего брать в зависимости от
толщины склепываемых листов или деталей: d = 2s, где d — диаметр
стержня заклепки, a s — наименьшая толщина склепываемых дета-
лей (листов).
Инструментами для клепки являются натяжка и обжимка.
Натяжка служит для сжатия склепываемых деталей. Она представ-
ляет собой стальной стержень с отверстием на торцовой части, диа-
метр и глубина которого должна быть несколько больше выступаю-
щей части заклепки. Обжимка служит для оформления замыкаю-
щей головки и имеет такую же конструкцию, как и натяжка, но
вместо отверстия в ней имеется лунка по форме головки.
В процессе клепки производят следующие по порядку опе-
рации:
1. Подгоняют детали — правка, припиловка, удаление заусенцев.
2. Размечают отверстия под заклепки и накернивают центры.
При этом расстояние от центра заклепки до края склепываемой де-
тали должно быть не меньше 1,5 диаметра заклепки, а между цент-
рами заклепок в ряду от 3 до 4 диаметров.
3. Сверлят (или пробивают) отверстия. Диаметр сверленых от-
верстий берется на 0,1—0,2 мм больше диаметра стержня заклеп-
ки— это облегчает вставку заклепок в отверстия.
31

Рис. 9. Процесс
клепки:
а) — установка натяжки; б) —
осаживание стержня заклепки
молотком; в) — оформление
головки обжимкой; г) — сфор-
мированная замыкающая го-
ловка
4. Снимают фаски или раззенковывают отверстия под потайные
головки. Заклепку вставляют в отверстия, заводя ее снизу, и под
нее ставят поддержку (специальный стержень с лункой под головку,
укрепляемый в тисках) или плиту.
5. Ударяя молотком по натяжке, плотно сжимают склепываемые
детали.
6. Расклепывают стержень заклепки. При этом стремятся, чтобы
количество ударов было минимальным, так как металл нагартовы-
вается и теряет пластичность. Сначала сильными ударами осажи-
вают стержень, а затем боковыми ударами формируют головку и
окончательно оформляют ее обжимкой (рис. 9). Можно сразу на
выступающий конец стержня накладывать обжимку и, ударяя по
ней, одновременно расклепывать и оформлять головку, но при та-
ком способе возможно смещение головки относительно оси за-
клепки, что нежелательно.
При клепке возможны такие виды брака:
1. Смещение замыкающей головки относительно оси стер-
жня из-за косо просверленных отверстий или скоса торца стер-
жня.
2. Часть стержня расплющивается между склепываемыми дета-
лями, если детали слабо прижаты друг к другу.
3. Стержень заклепки изогнут — это происходит, если свободная
часть стрежня была велика или его диаметр мал по отношению к
диаметру отверстий.
4. Мала замыкающая головка при недостаточной длине свобод-
ной части стержня заклепки.
32
10
Пайка
Пайка — способ неразъемного соединения металлических дета-
лей при помощи припоев, широко применяемый в производстве
художественных изделий.
Различают пайку мягкими припоями и твердыми припоями.
Пайка мягкими припоями имеет следующие преиму-
щества: незначительный нагрев соединяемых деталей, сохранение
размеров и формы деталей, простота способа, высокая плотность
и др. Недостатки — невысокая прочность и термостойкость в преде-
лах 100° С.
В процессе пайки мягкими припоями производят следующие по
порядку операции:
1. Перед пайкой детали подгоняют друг к другу и места пайки
тщательно очищают напильником или шкуркой.
2. Очищенные поверхности покрывают флюсом и облужи-
вают.
3. Рабочий (заостренный) конец паяльника тщательно очищают,
а если необходимо, запиливают драчевым напильником. Паяльник
нагревают и его рабочий конец облуживают, для чего его предва-
рительно погружают или натирают нашатырем (хлористым аммо-
нием).
4. Паяльником расплавляют припой и переносят его на соеди-
няемые поверхности деталей.
5. Паяльником медленно водят вдоль шва, пока он не прогре-
ется и припой равномерно заполняет его.
6. После застывания припоя шов тщательно промывают и высу-
шивают и, если необходимо, зачищают шкуркой, а наплывы припоя
удаляют шабером или напильником.
Паяльник обычно нагревают до 400—450° С. Перегрев паяльника
до 600° С и выше недопустим, так как медь, из которой сделан па-
яльник, начнет энергично окисляться и не будет брать и держать
припой. Кроме того, медь при перегреве поглощает олово, остав-
шееся на паяльнике, отчего его рабочий заостренный конец ста-
новится хрупким и зазубренным.
Спайку предметов мягкими припоями производят на деревян-
ной подкладке, так как металлическое основание поглощает
значительную часть тепла, охлаждает детали и затрудняет
работу.
Пайка твердыми припоями, у которых температура
плавления выше 550° С, дает прочные, герметичные соединения.
Твердые припои в основном состоят из меди, серебра, цинка и др.
и применяются для пайки черных, цветных и драгоценных ме-
таллов.
Пайку твердыми припоями производят в следующем порядке:
1. Спаиваемые поверхности припиливают и подгоняют. Плот-
ность подгонки во многом обеспечивает успех пайки (рис. 10).
2. Спаиваемые детали соединяют и закрепляют между собой, что
осуществляется посредством струбцин и других зажимных инстру-
2—4040
33
Рис. 10. Припиловка
и подгонка
различных деталей
при твердой пайке:
а) — неправильно; б) — пра-
вильно
ментов, а также посредством связывания проволокой из мягкой
стали.
3. Спаиваемые поверхности покрывают флюсом (бурой) и мед-
ленно прогревают пламенем горелки или паяльной лампы.
4. На нагретый шов раскладывают припой, и нагревание продол-
жается, пока припой не расплавится и не зальет зазор в соедине-
нии.
5. После охлаждения производят зачистку шва и промывку для
удаления остатков флюса.
В процессе пайки необходимо внимательно следить за растека-
нием припоя. Он начинает плавиться, как только расплавится и
сделается жидкой бура (флюс). Если припой собирается к одной
стороне, значит это место нагрето сильнее и следует подогревать
другую сторону; тогда припой пойдет по всему шву. Если же по-
догрев не дает результатов, необходимо добавить флюс и припой.
Из твердых припоев наибольшее распространение имеют латунные
припои (составы которых показаны в табл. 6).
Таблица 6
Марка Медь Цинк Температура плавления Прочность шва, кг/мм2 Цвет
ПМЦ-54 54 46 881 33,7 Желтый
ПМЦ-50 50 50 865 27,0 Светло-желтый
ПМЦ-42 42 58 835 16,8 Почти белый
ПМЦ-33 33 67 807 2,9 Белый
Для пайки изделий из меди, латуни и бронзы, а также изделий
из серебра применяются следующие серебряные припои, содержа-
щие цинк (в %):
Пср-40 — серебра 40 — меди 60
Пср-50 — серебра 50 — меди 50
Пср-70 — серебра 70 — меди 26 — цинка 4.
Кроме этих припоев, выпускаемых промышленностью, можно ре-
комендовать следующие составы припоя, которые легко пригото-
вить; они дают хорошие результаты и могут быть рекомендованы
для ювелирных работ:
Серебра 875 пробы — 4 г, латуни — 1 г—крепкий припой
Серебра 875 пробы — 1 г, латуни — 0,5 г — слабый припой
Для пайки золотых ювелирных изделий в настоящее время при-
меняются золотые припои, содержащие кадмий. Они имеют следую-
щий состав (в %); их также легко приготовить:
Золота — 48,0, серебра — 30,0, меди — 10,0, кадмия — 12,0 для пайки изделий
750 пробы или
золота — 58,3, серебра — 11,5, меди — 18,6, кадмия — 11,6 для пайки изделий
583 пробы.
2
35
Как указывалось выше, в процессе пайки применяют флюсы;
наиболее распространенными флюсами для паяльных работ явля-
ются следующие:
Соляная кислота (рас-
твор в воде 8—10° по
Боме)
Хлористый цинк (трав-
ленная цинком соля-
ная кислота)
Нашатырь (хлористый
аммоний)
Канифоль
Бура
Смесь буры с борной
кислотой (в равных до-
лях по весу)
— для пайки мягкими
кованной стали
— для пайки мягкими
жести, стали и др.
припоями цинка и оцин-
припоями меди, латуни,
— для пайки мягкими припоями меди, латуни,
облуживания паяльников
— для пайки мягкими припоями меди и латуни
— для пайки твердыми припоями стали, меди,
латуни, бронзы, серебра, золота и др.
— для пайки твердыми припоями.
Подробно составы припоев и способы пайки скани изложены
ниже в § 27.
11.
Сварка и автогенная
резка
В настоящее время существует много различных способов свар-
ки, причем число их непрерывно возрастает. Однако в области про-
изводства художественных изделий большинство из них не приме-
няют или применяют очень редко.
Наиболее распространенными способами сварки, которые при-
меняют в художественной промышленности, являются: газовая и
электрическая сварка и автогенная резка, а также кузнечная (или
горновая), еще сохраняющая свое значение при художественных
ковочных работах (см. ниже).
Газовая сварка. В качестве горючих газов для газовой сварки
применяют ацетилен, водород, пары бензина, светильный газ и др.
Все эти газы горят на воздухе, но при этом не развивают высокой
температуры, необходимой для сварки, поэтому при сварке они
сжигаются в струе кислорода. Наиболее удобен и наиболее распро-
странен ацетилен. Он образуется действием воды на карбид каль-
ция. При сгорании ацетилена в струе кислорода температура пла-
мени достигает 3200—3400° С. Карбид кальция получается сплавле-
нием негашеной извести с коксом в дуговых электропечах. Его
хранят и перевозят в железных запаянных бочках по 50—100 кг.
Для получения ацетилена служат специальные устройства — гене-
раторы.
Кислород подается из специального кислородного баллона
(окрашенного в светло-синий цвет); баллоны хранят в лежачем по-
ложении.
Для нормальной работы необходимо, чтобы кислород подавался
в сварочную горелку равномерно, под небольшим давлением,
36
3—4 ат. Для этого служит редуктор, который регулирует подачу
газа (в баллоне давление 150 ат).
Сварочная горелка представляет собой прибор, в котором аце-
тилен смешивается с кислородом и эта смесь сгорает.
К горелке при работе подводят шланги — ацетиленовый (от ге-
нератора или белого баллона) и кислородный (от синего баллона).
Кислород подают под давлением 3—4 ат в центральный канал, и
затем через отверстие малого сечения он вырывается наружу с
большой скоростью. Струя его создает большое разрежение и за-
сасывает ацетилен, который попадает в горелку под меньшим дав-
лением. Оба газа смешиваются между собой в смесительной камере
и оттуда через наконечник выходят наружу.
Наконечники на горелке можно менять в зависимости от толщи-
ны свариваемого металла: чем металл толще, тем больше должен
быть диаметр канала в наконечнике.
Перед сваркой производят подготовку шва. Для этого сваривае-
мые поверхности очищают от грязи, ржавчины, масла и краски и
выполняют следующие операции.
Для сварки тонких деталей толщиной до 1,5 мм края отборто-
вывают, высоту бортов делают от 1,5 до 2,5 мм и отбортованные
кромки устанавливают плотно без зазора.
Для сварки металла толщиной 1,5 мм отбортовку не производят.
Между кромками оставляют зазор от 0,5 до 1 мм.
При толщине от 5 до 15 мм кромки скашивают с одной стороны.
При толщине более 15 мм кромки скашивают с двух сторон.
Угол раскрытия шва устанавливают от 40 до 90° С. Скашивание
кромок делают зубилом, на станке или газовой резкой. Между
свариваемыми кромками оставляют зазор 1—3 мм.
Сварку производят так: кромки расплавляют горелкой, а затем
в пламя вводят стальной присадочный пруток, который, расплавля-
ясь, заполняет зазор. Двигая постепенно горелку вдоль шва, произ-
водят сварку.
При сварке тонких отбортованных деталей присадочный пруток
не применяют, а оплавляют отогнутые кромки.
При сварке длинных полос сначала прихватывают шов в несколь-
ких местах, а затем его проваривают. Это делается для того, чтобы
избежать коробления изделия.
Автогенная резка стали. Этот процесс основан на свойстве стали,
нагретой до высокой температуры, сгорать в струе кислорода. Для
резки применяют специальную горелку — резак; устройство ее поч-
ти такое же, как и сварочной горелки, но режущий кислород выхо-
дит под большим давлением — до 8 ат; иногда применяется «бен-
зорез», основанный на горении паров бензина в струе кислорода;
он удобен в переноске. Медь, а также алюминий — температура
плавления которых ниже, чем температура плавления их окислов,—
не поддаются газовой резке.
Интересно новое применение газовой резки — обработка по-
верхности кислородным пламенем вместо строгания, фрезерования
37
и обточки. Оно заключается в снятии металла окислением. Процесс
очень производителен, а получаемые поверхности характеризуются
чистотой и гладкостью. Этот процесс основан на окислительном
действии пламени.
Электрическая дуговая сварка. При дуговой сварке высокая
температура, необходимая для расплавления металла, получается
при помощи электрического тока, образующего вольтову дугу.
При постоянном токе на электродах вольтовой дуги выделяется
неодинаковое количество тепла: на положительном электроде (ано-
де) температура достигает 4000° С, а на отрицательном (катоде) —
3500° С. При переменном токе температура на обоих электродах —
3500° С. При сварке постоянным током положительный электрод
(анод) присоединяется к детали, а отрицательный — к элект-
роду.
Для возбуждения дуги необходимо электродом коснуться по-
верхности изделия — получается короткое замыкание, затем от-
вести его на небольшое расстояние (2—4 мм), при этом нагретый
воздух становится проводником.
Для получения высокого качества работы пользуются обмазан-
ными или покрытыми электродами. Назначение обмазки — давать
шлак с металлическими окислами и защищать металл шва от со-
прикосновения с воздухом во время сварки. Кроме того, обмазка
пополняет убыль элементов, выгорающих в вольтовой дуге, а также
вводит в шов новые элементы. Наконец, обмазка повышает устой-
чивость дуги. Кроме того, шлаковый покров замедляет остывание
металла, что способствует выделению из него газов, и шов получа-
ется более плотным.
При дуговой сварке создается сильный накал, поэтому короб-
ление здесь меньше, чем при газовой сварке. Благодаря этому ду-
говая сварка допускает большее разнообразие сварных швов по
сравнению с газовой.
Наиболее распространенный способ — сварка встык. Подго-
товка кромок для этой сварки производится так же, как и для га-
зовой сварки.
Для усиления стыковых соединений в ответственных конструк-
циях применяют накладки с одной или с двух сторон. Накладки де-
лают в форме вытянутого шести- или восьмиугольника. Накладки
прямоугольные не рентабельны, так как в углах получается большое
напряжение. Накладка должна перекрывать сварной шов не меньше
чем на 100 мм. При установке накладок с двух сторон их следует
брать разной величины, чтобы кромки их не совпадали и одна из
них перекрывала другую на 20—30 мм.
При сварке внахлестку величина перекрытия должна быть
не менее пятикратной толщины свариваемого металла. Часто упот-
ребляется сварка в тавр со скосом кромок и без него. Кроме
сварки, при сборке отдельных элементов применяют приемы клеп-
ки и сборки на резьбе. Причем головкам заклепок или винтов часто
придают декоративную форму (звездчатую, пирамидальную
и т. п.).
38
12
Закалка и отпуск
Ряд слесарных и кузнечных инструментов, а также некоторые
инструменты, применяемые при художественной обработке метал-
лов, например чеканы, штихели и др., изготовляют свободной ков-
кой с последующей слесарной обработкой и закалкой.
Назначение закалки заключается в том, чтобы придать изделию
высокую твердость и прочность. Однако при закалке с получением-
повышенной твердости сталь становится более хрупкой.
В процессе закалки изделие нагревают до высокой температуры,
а затем быстро охлаждают в специальных охлаждающих средах.
В зависимости от режима закалки у изделия из одной и той же
стали можно получить различные структуры и свойства.
Для достижения наилучших результатов изделие равномерно
нагревают до температуры 740—850° С и затем быстро охлаждают
до 400—450° С. Скорость охлаждения должна быть не меньше 150° С
в секунду, т. е. охлаждение должно произойти в течение всего 2—
3 сек. Дальнейшее охлаждение ниже 300° С может протекать при
любой скорости, так как полученная при закалке структура доста-
точно устойчива и скорость дальнейшего охлаждения на нее не
оказывает влияния.
В качестве охлаждающих сред чаще всего употребляется вода
и трансформаторное масло. Скорость охлаждения в воде больше,
•чем в масле; при температуре воды 18° С скорость охлаждения до-
стигает 600° С в секунду, а в масле до 150° С. Иногда для повышения
закаливающей способности в воду добавляют поваренную соль (до
10%) или серную кислоту (10—12%), например, при закалке пла-
шек или метчиков. Более высокий нагрев, чем это необходимо,
равно как и чрезмерная скорость охлаждения в холодной воде, при-
водит к нежелательным результатам — короблению, деформации
«или даже появлению трещин и разрывов поковок.
При закалке инструментов из углеродистой стали применяют
закалочные печи с температурой нагрева до 700—800° С, а для на-
грева легированных и быстрорежущих сталей до 1000—1325° С.
Печи для закалки делятся на следующие виды:
1) камерные или пламенные, где изделие нагревают открытым
пламенем;
2) муфельные, нагреваемые за счет сопротивления электрических
обмоток;
3) печи-ванные, представляющие собой тигли, наполненные рас-
плавами солей, например хлористым барием.
Нагревание в ваннах наиболее удобно вследствие того, что тем-
пература ванны всегда постоянна и закаливаемый инструмент не
может нагреваться выше этой температуры. Кроме того, нагрев в
жидких средах происходит быстрее, чем в газовых, нагрев в рас-
плавленных солях в два раза быстрее, чем в воздушной среде, а в
39
Таблица 7
Солевые составы Состав солевой ванны в весовых процентах Температура плавления, °C Температура практи- ческого применения, °C
Калиевая селитра 55 137 150-500
Нитрат натрия 45
Хлористый натрий 28 500 540-870
Хлористый кальций 72
Хлористый натрий 44 663 700—870
Хлористый калий 56
Хлористый натрий 100 808 850-1100
Хлористый барий 100 960 1100—1350
расплавленном металле (например, в свинце) в четыре раза бы-
стрее.
В табл. 7 приведены некоторые составы солевых ванн.
При нагреве инструмента в муфелях применяют следующие ре-
жимы:
1. Медленный, постепенный нагрев вместе с печью. Изделия за-
гружают в холодную печь. Время нагрева продолжительно, но на-
пряжение, возникающее в изделиях, наименьшее.
2. Изделия загружают в печь, нагретую до заданной температу-
ры, и прогревают при этой температуре. Время нагрева при этом
режиме меньше, но температурные напряжения больше, чем при
предыдущем режиме.
3. Изделия загружают в печь, температура которой выше задан-
ной: в процессе нагрева температуру снижают до заданной. В этом
случае скорость нагрева высокая, но и напряжение, возникающее в
изделиях, очень велико.
4. Изделия загружают в печь, температура которой непрерывно
поддерживается выше заданной. Изделия нагревают до заданной
температуры, но ниже температуры печи. Это наиболее форсиро-
ванный режим, и напряжение здесь достигает максимальных ве-
личин.
В последнее время для нагрева под закалку применяют токи вы-
сокой частоты. Закаливаемую деталь помещают в специальный ин-
дуктор, по которому пропускают ток высокой частоты, и деталь
очень быстро нагревают до необходимой температуры.
После закалки необходимо произвести отпуск. Он смягчает дей-
ствия закалки, при этом повышается вязкость и уменьшается хруп-
кость и твердость изделия. Кроме того, отпуск устраняет или сни-
жает напряжения, вызванные закалкой.
Для определения температуры при отпуске инструментов очень
часто до сих пор пользуются цветами побежалости. Если очищенное
от окалины стальное изделие нагревать, то, начиная с температуры
220° С, на нем образуется тонкая пленка окислов железа, придаю-
щая изделию различные цвета от светло-желтого до серого. С по-
40
Температура
нагрева, °C
Цвет побежалости
220
230
240
255
265
285
300
325
330
Светло-желтый
Желтый
Темно-желтый
Коричневый
Коричнево-красный
Фиолетовый
Темно-синий
Светло-синий
Серый
вышением температуры или
увеличением времени пребы-
вания изделия при данной тем-
пературе окисная пленка утол-
щается и цвет ее изменяется.
В табл. 8 приведены цвета
побежалости и соответствую-
щие им температуры нагрева.
Цвета побежалости одина-
ково появляются как на сы-
рой, так и на закаленной стали.
При отпуске закаленных инст-
рументов применяются два
способа:
1. Поверхность закаленного инструмента хорошо отшлифовыва-
ют мелкой шкуркой и затем нагревают. По мере того как темпера-
тура нагрева повышается, на чистой поверхности инструмента появ-
ляются цвета побежалости. Когда появится нужный цвет и, следова-
тельно, изделие будет нагрето до определенной температуры, его
быстро охлаждают в воде.
2. При закалке многих инструментов, например чеканов, штихе-
лей, резцов, молотков и т. п., требуется, чтобы закаленной была
только рабочая часть, а сам инструмент оставался бы незакален-
ным, сырым. В этом случае закалку производят так: инструмент на-
гревают немного выше режущего (рабочего) конца до требуемой
температуры, после чего замачивают только рабочую часть, а мес-
то выше рабочей части остается горячим. Вынув инструмент из во-
ды, зачищают его рабочую часть (шкуркой или трением о землю).
Тепло, оставшееся в неохлажденной части, поднимает температуру
охлажденного конца, и после появления на нем нужного цвета
побежалости инструмент окончательно охлаждают. В табл. 9 при-
ведены температуры отпуска и цвета побежалости для некоторых
инструментов.
В процессе нагрева стальных изделий происходит их окисление
и обезуглероживание. Получение на поверхности окалины идет за
счет образования окислов железа.
Таблица 9
Температура отпуска, °C Цвет побежалости Название инструмента
220 Светло-желтый Токарные и строгальные резцы для обра-
ботки чугуна и стали
240 Темно-желтый Чеканы для чеканки по литью
265 Коричнево-красный Плашки, метчики, сверла, резцы для об-
работки меди, латуни, бронзы
285 Фиолетовый Зубила для обработки стали
300 Синий Чеканы для чеканки из листовой меди, ла-
туни и серебра
41
Образование на поверхности окалины приводит к угару метал-
ла, искажению геометрической формы изделий, уменьшению теп-
лопроводности, что понижает скорость нагрева изделия в печи.
Кроме того, повышается твердость и затрудняется механическая
обработка. Окалина удаляется с изделий либо механически (песко-
струйкой), либо химическим путем (травлением).
Обезуглероживание состоит в выгорании углерода с поверхно-
сти изделия. Обезуглероженный слой обладает пониженной твер-
достью и прочностью.
Интенсивность, с которой происходит окисление и обезуглеро-
живание, зависит от состава атмосферы печи и температуры нагре-
ва. Чем выше нагрев, тем процессы идут быстрее.
Чтобы избежать образования окалины при нагреве, под закалку
иногда применяют следующую пасту, состоящую из жидкого стек-
ла— 100 г, огнеупорной глины — 75 г, графита — 25 г, буры—14 г,
карборунда — 30 г, воды — 200 г.
Пасту наносят на изделие и дают ей просохнуть, затем изделие
нагревают обычным способом. После закалки изделие промывают
в горячем содовом растворе.
Для предупреждения от образования окалины на инструментах
из быстрорежущих сталей иногда применяют покрытие бурой.
Для этого инструмент, нагретый до 850° С, погружают в насы-
щенный раствор или порошок буры.
Химико-термическая обработка. Вместо закалки некоторых ин-
струментов и других стальных изделий применяют химико-термиче-
скую обработку. Она заключается в том, что поверхностные слои
изделий под одновременным действием различных химических
реагентов и высокой температуры насыщают углеродом, азотом
и др. элементами. Цель такого насыщения — увеличить твердость
поверхностного слоя с сохранением вязкой сердцевины изделия,
повысить устойчивость его против коррозии, получить новые деко-
ративные свойства, а также жаростойкость, сопротивление износу,
истиранию и т. п.
Этот процесс основан на способности различных элементов в
момент выделения из соединения в атомарном состоянии прони-
кать (диффундировать) в поверхностные слои стали и насыщать их.
Различают следующие виды химико-термической обработки: цемен-
тация, азотирование, цианирование, алитирование, силицирование и
диффузное хромирование.
При изготовлении инструментов чаще других применяют цемен-
тацию— поверхностное науглероживание стали. Его применяют в
тех случаях, когда инструмент должен иметь твердую поверхность
при вязкой сердцевине. Чаще всего цементации подвергают изде-
лия из малоуглеродистых сталей с содержанием углерода не выше
0,2%, а также из некоторых легированных сталей. Инструменты
(или другие стальные детали), предназначенные для цементации,
предварительно очищают, а поверхности, не подлежащие науглеро-
живанию, покрывают предохранительными веществами: глиной,
асбестом или — еще лучше — их подвергают меднению.
42
Вещества, при помощи которых производят цементацию, назы-
вают карбюризаторами. Они бывают твердые, жидкие и газообраз-
ные.
Цементация в твердом карбюризаторе (старый способ, в на-
стоящее время применяемый редко) осуществляется следующим
образом: в железный ящик загружают изделия, а все свободное
пространство между ними засыпают мелко раздробленным древес-
ным углем с примесью соды, углекислого бария и др., которые
ускоряют процесс.
Вместо древесного угля (дубового или березового) применяют
также угли, получаемые из животных веществ, — рогов, копыт,
костей и пр. При этом ящики закрывают крышками, обмазывают
глиной и нагревают в печах в течение 5—15 ч при температуре
800—950° С. Глубина науглероженного слоя получается от 0,5 до
1,5 мм. При более длительном нагреве можно получить слой тол-
щиной до 3—5 мм.
В настоящее время применяют цементацию при помощи пасты,
состоящей из смеси сажи (55%), кальцинированной соды (30%) и
щавелево-кислого натра (15%), размешанных на воде. Цементацию
ведут при температуре 900—920° С в течение 2—2,5 ч. Цементация
пастой имеет ряд преимуществ: процесс сокращается в 2—3 раза по
сравнению с цементацией твердым карбюризатором, количество
деталей, загружаемых в ящик, увеличивается также в 2—3 раза за
счет использования объема, занимаемого углем; однако толщина
науглероженного слоя здесь меньше — 0,7—0,8 мм.
Жидкостная цементация применяется к небольшим инструмен-
там и другим изделиям, которые можно погрузить в ванную печь,
содержащую: 75—85% соды, 10—15% хлористого натра и 6—10%
карбида кремния.
Процесс протекает при температуре 850—860° С в течение 1 —
2 ч; глубина науглероженного слоя достигает 0,3—0,4 мм.
Газовую цементацию производят в производственных современ-
ных условиях, в смеси раскаленных газов, содержащих метан и
окись углерода. Обычно применяют светильный газ, генераторный
газ или природные газы. Газовую цементацию производят в спе-
циальных камерах при температуре 900—950° С. Процесс протекает
значительно быстрее и весьма экономичен по сравнению с цемен-
тацией в твердых или жидких карбюризаторах.
«4* Ручная свободная
V. ковка
Этот вид обработки металлов необходим, во-первых, для изго-
товления инструментов (чеканов, чеканных молотков, штихелей,
зубил и т. п.), применяемых для различных способов художествен-
ной обработки металлов, а во-вторых, для производства самих
художественных кованых изделий (светильников, решеток
и т. п.).
43
Для ручной свободной ковки применяются металлы и сплавы,
обладающие вязкостью и пластичностью. Из черных металлов та-
кими свойствами обладают стали различных марок.
Для изготовления художественных кованых изделий применя-
ются углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-60).
Их марки обозначают буквами Ст. и цифрами от 0 до 7. Лучшими
из них для указанной цели являются стали с наименьшим содержа-
нием углерода; к ним относятся стали Ст. 0 (углерода до 0,23),
Ст. 1 (углерода 0,07—0,12) и Ст. 2 (углерода 0,09—0,15).
Из углеродистых качественных конструкционных сталей
(ГОСТ 1050—60*) можно применять марки 10 (углерода 0,1) и 15
(углерода 0,15), но эти стали экономически более дорогие.
Для изготовления слесарных и кузнечных инструментов приме-
няют инструментальные углеродистые стали (ГОСТ 1435—54). Их
выпускают шести марок с содержанием углерода от 0,6 до 1,4%.
Углеродистые марки обозначают буквой У и цифрами, указываю-
щими содержание углерода, выраженное в десятых долях процен-
та. В табл. 10 приведено содержание углерода и применение этих
сталей.
Для изготовления инструментов можно применять и некоторые
марки легированных инструментальных сталей (ГОСТ 5950—63), в
состав которых, кроме железа и углерода, входят различные леги-
рующие элементы (хром, вольфрам, кобальт, ванадий, молибден,
никель и др.).
Ковка стали производится в нагретом состоянии. При нагреве
металл (сталь) становится пластичнее и легко поддается дефор-
мации.
Для каждого сорта стали существует определенный интервал
температур начала и конца ковки. В среднем этот интервал состав-
ляет 1100—1300° С — начало ковки и 800—900° С конец ковки. Чем
Таблица 10
Марка стали Содержание углерода, % Применение
У7 0,60-0,74 Чеканы, зубила, отвертки, клейма по стали, кувал- ды, слесарные и чеканные молотки Чеканы, штихели, граверные зубила, пуансоны, матрицы, керны, тисочные губки, резцы для об- работки медных сплавов
У8 0,75-0,85
У9 0,86—0,94 Зубила по камню, дыропробивные штампы, инст- румент по дереву
У10 0,95—1,09 Сверла, метчики, плашки, развертки, фрезы, но- жовочные полотна
У12 1,10—1,25 Сверла, метчики, плашки, развертки, калибры, напильники, надфили, пилы по металлу, шаберы
У13 1,26—1,40 Резцы по твердому металлу, шаберы, зубила для насечки напильников Волочильный инструмент
44
Таблица 11
Марка стали Температура ковки, °C Марка стали Температура ковки, °C
начала конца начала конца
Ст. 1 1300 900 У7, У8 1150 800
Ст. 2 1250 850 У9
Ст. 3 1200 850 У10, У12, У13 ИЗО 870
больше в стали содержится углерода, тем ниже температура начала
ковки.
В табл. 11 приведены температуры начала и конца ковки для
углеродистых сталей, применяемых для художественной ковки и
изготовления инструментов.
Нагрев металла можно производить в различных нагревательных
устройствах. Простейшим из них, применяемым с давних пор, яв-
ляется кузнечный горн. Горны бывают различных конструкций,—
переносные и стационарные, открытого и закрытого типа. Для ху-
дожественной ковки наиболее приемлемы горны открытого типа.
Они позволяют нагревать и короткие, и длинные поковки в любой
их части (в том числе и средней). Они просты в обслуживании и
удобны в работе; нагрев в них производится быстро.
Для разжигания холодного горна горновое гнездо очищают от
золы и шлака, продувают фурму, насыпают небольшой слой угля,
оставляя отверстия фурмы свободными, затем зажигают древесную
стружку или тряпки, пропитанные керосином, и сверху засыпают
второй слой угля и дают слабое дутье. Когда уголь разгорится,
добавляют еще угля и постепенно (плавно) увеличивают
дутье.
Благодаря спеканию угля в горне образуется твердая корка, под
которой развивается высокая температура. Заготовку или ее конец
зарывают в горячие угли и засыпают свежим углем. Спекшийся
свод из твердой корки должен быть всегда целым; для этого необ-
ходимо время от времени подгребать свежий уголь от краев к
центру горнового гнезда и слегка обрызгивать его водой. Если по-
лость под коркой становится слишком большой, корку разрушают,
подгребают свежий уголь и вскоре образуется новый свод. Заго-
товку закладывают подальше от фурмы, чтобы между ней и фурмой
был слой горячих углей. Заготовку периодически поворачивают, а
также регулируют дутье, следя за тем, чтобы пламя было слегка
коптящим, нейтральным.
При высоком дутье (большом избытке воздуха) пламя становит-
ся острым, вызывающим местный перегрев металла и оплавление
кромок; кроме того, кислород избыточного воздуха вступает в со-
единение с металлом и образует окалину (окислы железа). Появле-
ние окалины вредно, так как она приводит к потерям металла
45
Таблица 12
Цвет каления Температура, °C Цвет каления Температура, °C
Темно-красный 650 Оранжево-желтый 1000
Вишнево-красный 700 Светло-желтый 1100
Светло-красный 800 Соломенно-желтый 1150
Густо-оранжевый 900 Белый различной ярко- 1200-1400
сти
(угар) и, кроме того, понижает качество заготовки и затрудняет
дальнейшую ее обработку резанием.
Нагрев заготовки следует производить возможно быстрее, так
как чем дольше находится поковка в горне при высокой темпера-
туре, тем возможнее ее перегрев, т. е. чрезмерный рост зерен, ко-
торый ухудшает механические свойства поковки.
Еще более продолжительный нагрев заготовки может привести
к пережогу, т. е. оплавлению границ зерен и потери связи между
ними. Такая заготовка при ударе разбивается на части.
Необходимо уметь температуру нагретого металла определять
на глаз — по цвету каления. Этот метод хотя и несовершенен, но в
практике художественной ковки применим, так как он позволяет из-
бежать ошибок при нагреве (перегрев, пережог) и для приближен-
ных оценок температур нагрева вполне пригоден.
В табл. 12 приведены цвета каления для стали при слабом днев-
ном освещении и соответствующие им температуры.
। Инструменты
14. для ковки
Инструменты для ковки (рис. 11 и 12) по своему назначению раз-
деляются на опорные, ударные, подкладные и вспомогательные.
К опорным инструментам относятся:
Наковальня. Основной опорный инструмент, на котором произ-
водятся все ковочные операции. Наиболее распространен одноро-
гий тип с коническим круглым рогом, который служит для загибания
поковок по радиусу. Противоположный рогу край наковальни, на-
зываемый хвостом, служит для загибания под прямым углом. На
поверхности хвоста имеются два отверстия; одно из них — круглое
служит для пробивания отверстий, другое — квадратное для уста-
новки различных подкладных приспособлений (нижников). У осно-
вания рога имеется незакаленная площадка для рубки металла.
Верхняя часть наковальни называется наличником; она гладко обра-
ботана и закалена. Наковальня устанавливается строго горизонталь-
но так, чтобы наличник находился на высоте 700—800 мм от пола.
46
Шпераки— маленькие двурогие наковальни весом до 4 кг с раз-
нообразным профилем. При художественной ковке они имеют ши-
рокое применение: на них производят загибку, правку, выколотку
различных орнаментальных элементов. Своим хвостом шперак ус-
танавливается в квадратное отверстие в наковальне (или вбивается
в дубовый чурбан).
Кударным инструментам относятся следующие:
Кувалда (боевой молот) весом от 2 до 16 кг. Кувалдой произво-
дят подручные работы; при работе кувалду держат двумя руками.
По силе удара различают: легкий удар — локтевой, средний — пле-
чевой при разгоне кувалды «с плеча» и максимально возможный
удар — навесной, когда кувалда описывает в воздухе полный круг.
Кувалда имеет оба плоских бойка или один клиновидный (продоль-
ный или поперечный).
Ручник (кузнечный молоток) — основной кузнечный инструмент.
Ручником наносят удары при мелких поковках; им же указывают
место, по которому следует бить кувалдой. Ручник весит от 0,5 до
2 кг. Им работают одной рукой, а другой держат в клещах поковку.
К подкладным инструментам относятся:
Зубило и подсечка—инструменты, применяемые для рубки ме-
талла. Кузнечные зубила в отличие от слесарных имеют отверстие
для ручки. Насаживаются зубила на рукоятку без расклинивания.
Подсечка имеет четырехгранный хвост, который вставляется в от-
верстие наковальни. Рубка производится между подсечкой и зуби-
лом. Иногда рубят одним зубилом; для этого поковку кладут на
специальную площадку у основания рога наковальни и, наставив
зубило, бьют по нему кувалдой. При насечке узоров зубилом рас-
каленную поковку кладут на рабочую поверхность (лицо) наковаль-
ни и удерживают клещами. Иногда рисунки насекают в холодном
состоянии, применяя для этого слесарное зубило и пуансоны.
Пробойники (бородки) — инструменты, служащие для пробива-
ния отверстий. По сечению рабочей части различают круглые, оваль-
ные, квадратные, прямоугольные и фасонные (фигурные) пробой-
ники. Последние применяются для пробивания нетолстых заготовок
при просечных работах, выполнении декоративных подзоров, реше-
ток и т. п. Пробойники насаживают на деревянные ручки так же,
как и зубила.
Обжимки — приспособления, состоящие из двух частей — верх-
ника и нижника. Верхник насаживают на деревянную ручку, нижник
своим хвостом крепится в отверстие наковальни. При помощи об-
жимок поковке придают цилиндрическую или граненую форму.
Подбойки — приспособления, также состоящие из верхника и
нижника. Применяются для ускорения и облегчения протяжки ме-
талла при ручной ковке, а также для выделки в поковке углублений,
желобков, канавок, перехватов и т. п. Рабочая поверхность имеет
различную конфигурацию с различными радиусами кривизны.
Раскатка — подкладной инструмент; одна сторона у него плос-
кая, другая выпуклая. Служит для ускорения вытяжки (раскатки)
поковки в длину.
47
Рис. 11. Основной ин-
струмент для ручной
свободной ковки:
1 — кузнечная форма; 2 — нако-
вальня; 3 — рог для правки ко-
лец; 4 — вилка; 5 — круглая,
конусная оправка; 6 — шперак;
7 — подсечка; 8 — подбойка
(нижняя); 9, 10 — обжимки;
11 — гладилки; 12г 13 — вилки
для закручивания; 14 — кувалда
остроносая поперечная; 15 —
кувалда остроносая продольная;
16, 17 — ручники; 18 — ручник
с шарообразным задком; 19 —
полукруглая гладилка; 20 — рас-
катка; 21 — пробойник (боро-
док) квадратный; 22 — пробой-
ник круглый; 23 — кузнечное зу-
било для горячей рубки; 24 —
кузнечное зубило для холодной
рубки
Рис. 12. Вспомогательный
инструмент для ручной
свободной ковки:
1 — угольник; 2 — циркуль;
3 — кронциркуль; 4 — нутро-
мер; 5 — керн; 6 — чертилка;
7 — калибр-гребенка; 8 — сту-
ловые тиски; 9—параллель-
ные тиски; 10 — ручные слесар-
ные тиски; 11 — кузнечные
клещи с различными формами
губок и зажимным кольцом
{шпандырем)
Гладилки — инструмент, служащий для выглаживания поверхно-
сти поковки. Рабочая поверхность гладилки хорошо отшлифована.
Гладилки бывают плоские и полукруглые.
Кроме этих основных инструментов, применяются различные
вспомогательные инструменты и приспособления, облег-
чающие ковочные операции и ускоряющие процесс изготовления
однотипных изделий. К таким приспособлениям относятся гвоздиль-
ня и кузнечная форма. Гвоздильня предназначена для высадки го-
ловок различной формы у заклепок, болтов, гвоздей. Кузнечная
форма представляет собой массивную плиту с отверстиями и ручь-
ями. Раскаленная поковка накладывается на соответствующий ру-
чей, и под ударами молота поковка приобретает соответствующую
форму. При художественной ковке применяют также различные оп-
равки.
Фасонные и профильные оправки изготовляют, исходя из ри-
сунка или модели. Сначала из жести вырезают шаблон, представ-
ляющий копию элемента рисунка или орнамента, подлежащего вы-
полнению. Затем по шаблону из мягкой стали выгибают оправку и
ее рабочую часть тщательно опиливают.
При гибке завитков, меандров и других кривых из прутков и
полос применяют в качестве вспомогательного приспособления
стальную плиту с рядами отверстий, в которые плотно вставляют
штыри. Подобрав по шаблону соответствующие отверстия и забив
в них штыри, полосу огибают вокруг них или между ними, получая
каждый раз аналогичную по изгибам кривую. Этим приемом удобно
выгибать раппортные элементы. Необходимым вспомогательным
инструментом являются кузнечные клещи.
Клещи — инструмент, при помощи которого вынимают поковку
из жара, удерживают и поворачивают ее в процессе ковки.
Клещи имеют различные формы губок (продольные, поперечные
и др.) в зависимости от конфигурации поковки. В процессе работы
клещи нагревают и губки подгоняют по поковке так, чтобы они по
всей длине прилегали к ее поверхности и прочно ее удерживали.
Рукоятки клещей должны быть пружинящими и легко удержи-
ваться одной рукой. Для более надежного зажима поковки на руко-
ятки клещей насаживается кольцо — шпандырь. К вспомогательным
инструментам относятся также вилки для закручивания.
Для измерения деталей в горячем состоянии применяют крон-
циркули и нутромеры, которые также относятся к вспомогательным
инструментам. Кузнечные кронциркули допускают установку до че-
тырех контрольных размеров. Кроме того, для контроля и провер-
ки размеров заготовки применяют калибр — гребенку — представ-
ляющую собой стальную удлиненную пластину с вырезами по сто-
ронам. Причем каждый вырез делается несколько шире указанного
на нем размера (на 1%) с учетом теплового расширения стали.
Стальные линейки («меры») также имеют деления больше обыч-
ных (на величину усадки металла при охлаждении); по ним устанав-
ливаются размеры на кронциркуле для контрольных замеров на
горячих поковках.
50
В современных условиях при художественной ковке, кроме руч-
ных инструментов, применяют механические молоты. Они облада-
ют значительно большей силой удара. При этом удары наносят зна-
чительно чаще, чем ручной кувалдой. Это позволяет за одни нагрев
сделать намного больше, чем при ручной ковке. Особое значение
приобретают механические молоты при обработке крупных поковок,
так как слабые удары ручных инструментов не могут произвести
необходимых деформаций.
Основные операции
। — ручной свободной
1Э. ковки
В процессе ковки художественных изделий применяются разно-
образные приемы и используются рассмотренные выше инструмен-
ты путем чередования их в различных комбинациях и последова-
тельности. На рис. 13 даны старинные каминные щипцы, выполнен-
ные свободной ковкой. Все многообразие приемов можно свести к
следующим основным операциям: осадка и высадка; вытяжка (про-
тяжка); рубка; прошивка (пробивка отверстий); гибка; закручива-
ние; выглаживание (отделка); насекание рисунка; набивка рельефа
и фактуры; горновая (кузнечная) сварка.
Осадка и высадка. Осадка предназначена для уменьшения дли-
ны заготовки за счет увеличения ее поперечного сечения. Если
осадка осуществляется не по всей длине заготовки, а только на
отдельных ее участках, например, на концах или в середине, она
называется высадкой. Осадку или высадку применяют в следующих
случаях:
а) высадку — для получения отдельных утолщений на поковке
(ее концов или середины), при ковке декоративных элементов,
имеющих переменное сечение, например, растительных орнамен-
тальных мотивов (утолщенные узлы на стебле, плоды, ягоды и т. п.).
После высадки поковка дополнительно обрабатывается обжимками,
подбойками и др.;
б) как предварительную операцию перед изгибанием под углом;
для восполнения недостающего металла при образовании угла;
в) осадку — для утолщения поковки по всей длине;
г) как предварительную операцию перед прошивкой при изго-
товлении пустотелых изделий — плоских изделий типа колец или
высоких изделий типа трубок.
При осадке поковку нагревают, ставят вертикально на наковаль-
ню и бьют ручником или кувалдой по верхнему концу. Длина
поковки (или нагретой части при высадке) не должна превышать
диаметр больше чем в 2—2,5 раза, иначе произойдет изгибание за-
готовки. При высадке участков на длинных прутах их кладут на на-
ковальню, наносят удары ручником или кувалдой.
Если утолщение должно распространяться только в определен-
ные стороны, то после высадки поковка соответствующим образом
проковывается и, если высадка оказалась недостаточной, операция
51

Рис. 13. Кованые
каминные щипцы
(XVI—XVII вв.)
повторяется. Мягкая сталь лучше подда-
ется осадке, чем твердая. Высадку мож-
но осуществить и без молота, для этого
нагретый стержень бьют концом о нако-
вальню, зажав его в клещах.
Вытяжка или протяжка. Эта операция
применяется для увеличения длины за-
готовки за счет уменьшения ее попереч-
ного сечения. Вытяжка имеет следующие
разновидности:
а) наиболее частый случай, когда из
толстого куска металла следует отковать
полосу или прут (круглого или квадрат-
ного сечения). Для этого раскаленную за-
готовку кладут на наковальню и, удержи-
вая ее клещами, наносят удары узким
бойком кувалды по всей длине заготов-
ки. Затем поковку поворачивают на 90° и
операцию повторяют. Работу ведут быст-
рыми и частыми ударами, стремясь отко-
вать за один нагрев больший участок по-
ковки. Для того чтобы поковка тянулась
больше в длину и не раздавалась в по-
перечном отношении, применяют седло-
образные наковальни (желобчатые). Бо-
лее удобно для вытяжки круглых болва-
нок применять обжимки. Поворачивая
поковку вокруг оси и передвигая ее впе-
ред, ударяют кувалдой по обжимке. При
работе в обжимках заготовка не только
вытягивается в длину, но и выглажива-
ется;
б) расплющивание (уширение, разгон-
ка), применяемое в тех случаях, если не-
обходимо увеличить площадь заготовки
за счет ее высоты, т. е. получить всю по-
ковку или отдельный ее участок в форме
пластины, например, при ковке расти-
тельного орнамента расплющиванием
подготовляют заготовки для лепестков
цветов, листьев.
Расплющивание осуществляется или
непосредственно кувалдой или для уско-
рения применяют специальный инстру-
мент — раскатку с плоскими или полу-
круглыми рабочими поверхностями. При
работе раскаткой сила удара сосредото-
чивается на небольшом участке и раздача
металла во все стороны идет быстрее;
53
в) вытяжка с оправкой, применяемая в случае, если нужно уве-
личить длину пустотелой заготовки (например, толстостенной труб-
ки) за счет уменьшения толщины ее стенок. Работу ведут в обжим-
ках (круглых или квадратных, смотря по форме заготовки) и в оправ-
ке слегка конической (для облегчения съема с нее поковки). В
процессе ковки поковка все время поворачивается вокруг оси. При
вытяжке на квадратной оправке поворот делают на 90°;
г) раздача на оправке, применяемая для ковки колец, обечаек,
обручей и т. п. В процессе этой операции одновременно увеличива-
ется и наружный, и внутренний диаметры поковки. Предварительно
высаженную и прошитую заготовку продевают на цилиндриче-
скую оправку, которую укладывают обоими выступающими конца-
ми на подставку и ударами ручника или подбойки производят раз-
дачу. Диаметр заготовки увеличивают за счет утончения ее
стенки.
Кузнечная рубка. Рубка — операция, посредством которой по-
ковку разделяют на части. Для этого заготовку нагревают до темно-
красного каления, кладут на наковальню и, наставив кузнечное зу-
било, сильно бьют по нему кувалдой. Прорубив толщу поковки на
три четверти, ее перевертывают, вновь наставляют зубило и отру-
бают сильными ударами кувалды. Особенно толстые заготовки
быстрее и легче можно рубить на механическом молоте, применив
вместо зубила специальный инструмент — топор. Топоры бывают
двусторонние (с заточкой с двух сторон), односторонние (с заточ-
кой с одной стороны), угловые и полукруглые — для рубки по кри-
вой. Тонкие поковки лучше рубить вручную с помощью подсечки,
которую устанавливают в отверстие наковальни, при этом на нее
кладут заготовку, а сверху наставляют зубило, по которому нано-
сят удар кувалдой; прорубать металл насквозь нельзя, так как
можно повредить острые закаленные части инструмента.
Рубка имеет следующие разновидности:
а) Разрубка (прорубка) — операция, в процессе которой заготов-
ка только надрубается, оставаясь еще прочно соединенной в не-
тронутом участке. Этот прием очень широко применяется в худо-
жественной ковке. Надрубленные участки отгибаются (рис. 14), вы-
тягиваются и претерпевают различные виды ковки (рис. 15), после
чего превращаются в цветы, завитки или листья, сидящие на общей
ветке.
б) Обрубка (обсечка) — отделение части материала по наружно-
му контуру. Обрубка часто применяется при ковке декоративных
изделий сложной формы всевозможных розеток, накладок и т. п.,
где необходимо обрубить деталь по контуру.
На рис. 16 показана заготовка розетки, выполненная обсечкой,
и готовая розетка после обработки ее ковкой.
в) Вырубка — аналогичная операция отделения части металла
по внутреннему контуру, широко применяемая при ковке ажурных
изделий.
Прошивка. Прошивка служит для получения сквозных отверстий
54
в поковке. Прошивку или пробивку отвер-
стий осуществляют при помощи пробойни-
ков и бородков. Для этого нагретую поков-
ку, захватив клещами, кладут на наковальню
над круглым отверстием (находящимся око-
ло хвоста наковальни), наставляют бородок
и бьют по нему кувалдой.
Гибка. Гибкой называется кузнечная опе-
рация, при которой поковке придается изог-
нутая форма по заданному контуру. При
гибке толстых заготовок происходит иска-
жение первоначальной формы и размеров
поперечного сечения в зоне изгиба (при гиб-
ке тонких заготовок этим явлением можно
пренебречь). Чтобы устранить искажение
формы и утяжку (уменьшение сечения), не-
обходимо до гибки произвести высадку то-
го участка, где предполагается согнуть за-
готовку. Явление утяжки проявляется тем
сильнее, чем больше угол загиба и чем
меньше радиус закругления. Утяжку нельзя
устранить правкой, но искажение формы по-
перечного сечения (овальность) легко ис-
правляется правкой и проглаживанием. Гиб-
ка имеет следующие разновидности:
а) гибка под углом — производится на
ребре наковальни с предварительным нагре-
вом только на небольшом участке, подле-
жащем изгибанию. Если нагрев произведен
на большом участке, то поковка согнется
по кривой (дуге). Гибку прутка можно про-
изводить, воткнув его в отверстие в нако-
вальне до нагретого участка и быстро при-
гнув к наковальне.
Если длинную полосу или пруток необхо-
димо согнуть несколько раз и если места
сгибов расположены близко друг к другу,
гибку производят на шпераке с рогом со-
ответствующей формы или на специальных
оправках (приспособлениях);
б) гибка по дуге — производится на роге
наковальни или соответствующих по дуге
шпераках. Сложные кривые профили гнут
на оправках. Повторяющиеся (раппортные)
кривые гнут на приспособлениях (доски со
штырями). Завитки (спирали) из прутков и
полос тонких сечений гнут в холодном со-
стоянии в тисках, из толстых сечений — на
специальных оправках и приспособлениях и
Рис. 14. Квадратный
стержень с отогнутыми
зубцами
55
Рис. 15. Декоративные
элементы
с отщепами и зубцами:
1 — полоса с прямыми отще-
пами; 2 — то же с закруглен-
ными отщепами; 3 — полоса с
зубцами; 4 — квадратный стер-
жень с зубцами; 5 — зарубка
зубцов на наковальне; 6 — то
же в стуловых тисках
Рис. 16. Выполнение
четырехлепестковой
розетки из листовой
стали толщиной 3 мм:
1 — нанесение контура на
квадратной заготовке; 2—вы-
рубка розетки полукруглым
секачом 2а по контуру; 3 —
изготовление вогнутой формы
розетки на шпераке; 4 — гото-
вая розетка и ее поперечный
разрез
на роге наковальни. Сложные и разнообразные приемы ковки и
гибки полос различного сечения использованы при изготовлении*
решетки теремного Дворца Московского Кремя (рис. 17).
Закручивание (скручивание). Сущность этой операции заключа-
ется в том, что одну часть поковки поворачивают по отношению к
другой под углом вокруг общей оси. Различают два случая закру-
чивания:
57/
Рис. 17. Деталь
золотой решетки
из теремного Дворца
Московского Кремля
XVII в.
а) когда часть заготовки поворачивают на угол до 180°г напри-
мер, для пространственной ориентации отдельных орнаментальных
элементов (листьев, цветов);
б) когда скручивание выполняют многократно на 360°, в резуль-
тате чего скрученный квадратный стержень приобретает как бы ви-
той характер (рис. 18).
Скручивание тонких заготовок производят два человека. За-
хватив заготовку в клещи, они вращают ее в двух противоположных
направлениях одновременно. Скручивание толстых поковок произ-
водят посредством воротка, при этом другой конец заготовки за-
жимают в тиски. Вороток представляет собой стальную полосу с
отверстием посередине. Отверстие по форме должно соответство-
вать сечению скручиваемого квадратного прутка или полосы. Ши-
рокие полосы удобно закручивают при помощи специальной
вилки.
К скручиванию относится свивание нескольких тонких прутков
(проволок) в шнуры. Наиболее красивые шнуры, с богатой свето-
тенью получаются из двух круглых прутков, туго свитых между со-
бой. При скручивании и свивании заготовка должна быть нагрета до
ярко-красного (а еще лучше желтого цвета) каления; при более
низкой температуре скручивание требует очень больших усилий, а
в металле могут возникнуть трещины.
Выглаживание (отделка). К этой операции приступают после того,
как основная форма уже откована и все формообразующие опера-
ции выполнены. Цель этой операции — придать законченный вид
поковке. После молотка всегда остаются следы — волнистости, ше-
роховатости и получается так называемая кованая поверхность
Часто из художественных соображений ее сохраняют, но этим не
следует злоупотреблять, так как кованые поверхности лучше про-
сматриваются рядом с гладкими (по закону контраста). Кроме того,
изделие из-под молотка имеет неряшливый и незаконченный вид,
особенно со следами кувалды.
Выглаживание и окончательная отделка заключаются в выравни-
вании поверхности при помощи гладилок различной формы для
плоских поверхностей и обжимок, для цилиндрических поверхно-
стей с малыми радиусами закругления. Для выглаживания внутрен-
них и вогнутых поверхностей применяют специальные гладилки.
Выпуклые поверхности (с большим радиусом кривизны) выглажи-
вают плоскими гладилками.
Выглаживание ведут постепенно, перемещая гладилку по поверх-
ности изделия и ударяя по ней кувалдой. Поковка при этом должна
удобно лежать на наковальне. Иногда выглаживают только отдель-
ные участки рельефа, например, только его наиболее выступающие
части, а углубления оставляют «из-под молотка». Это придает свое-
образную живописность изделию. Выглаживание прутков произво-
дят иногда плоской гладилкой, проводя ее вдоль прутка и не по
всей поверхности. Следы от плоской гладилки читаются как еле за-
метные грани и придают прутку большую иллюзорную четкость и
стройность. Операция выглаживания имеет очень большое значение
59
Рис. 19. Подготовка
концов под горновую
сварку
Рис. 18. Декоративные
витые детали
из четырехгранного
прутка:
1, 2, 3 — образование витой
формы из одного кольца;
4, 5, 6 — то же из двух взаи-
мно перпендикулярных колец
в художественной ковке и придает изделию законченный и вырази-
тельный вид.
Насекание рисунка. Эта операция так же, как и выглаживание,
относится к отделочным, заключительным видам ковки. При помо-
щи зубила в холодном или горячем состоянии можно воспроизвести
на поверхности изделия различные штрихи, насечки, решетки или
более или менее сложные узоры, включая изобразительные элемен-
ты и шрифтовые надписи. Насекание производят на более или менее
плоских поверхностях, хорошо видимых на готовом изделии. Насе-
кание на полых деталях и кольцах производят на соответствующих
оправках.
Набивка рельефа и фактуры. Эта операция также относится к
отделке готового изделия и выполняется с целью обогащения фак-
туры или светотеневых эффектов путем создания дополнительных
рельефных выступов или канавок и углублений, например, жилок на
листьях или лепестках, каннелюр на колонках, канавок на буквах
или цифрах и т. п. Работа выполняется специальными подбойками
или пуансонами.
40
Горновая (кузнечная) сварка. При производстве художественных
изделий методом ковки большое облегчение и ускорение работе
дает применение горновой (кузнечной) сварки, а в некоторых слу-
чаях при изготовлении больших и сложных изделий она является
решающей. Кроме того, сварка значительно удешевляет кузнечное
производство. Кузнечная сварка позволяет соединить в одно целое
изготовленные по отдельности детали. В этом случае их можно вы-
полнить с большей тщательностью и совершенством. Кузнечной
сваркой хорошо и легко сваривается мягкая сталь с содержанием
углерода 0,15—0,25%.
Если в стали содержание углерода превышают 0,45%, то она
почти не поддается горновой сварке. Процесс горновой сварки со-’
стоит из следующих операций: подготовки концов, нагрева, сварки,
проковки шва.
В зависимости от толщины поковок, подлежащих сварке, их
концы подготавливают различным способом (рис. 19). Тонкие кон-
цы прутков предварительно нагревают (утолщают) и сваривают
встык. Изделия толщиной до 100 мм сваривают внахлестку. Для
этого концы предварительно нагревают и скашивают. Скошенные
поверхности должны быть несколько выпуклыми для того, чтобы
сварка началась в центре. При таком способе шлак выжимается от
центра к краям. При толщине концов более 600 мм применяют
сварку вразруб (или в паз), при этом концы нагревают, осаживают,
затем один из них разрубают, а другой вытягивают клином.
После подготовки концов одним из указанных способов их на-
гревают в кузнечном горне до 1300—1350° С, что соответствует бе-
лому калению. Для сварки сталь должна быть чистой, а во время
нагрева она покрывается окалиной. Окалина удаляется флюсом, ко-
торым может быть мелкий чистый кварцевый песок или бура.
Флюс легко сплавляется с окалиной, образуя легкоплавкий шлак,
который создает тонкую пленку и предохраняет сталь от дальней-
шего окисления.
Нагретые до сварочного жара куски стали очищают от шлака
встряхиванием или березовыми прутьями, вплотную кладут на на-
ковальню свариваемыми поверхностями и затем наносят удары —
сначала частые и легкие ручником, а затем сильные удары кувал-
дой и доковывают весь стык до полной сварки.
При сварке следят, чтобы шлак не остался внутри шва, и удара-
ми молотка его удаляют. В настоящее время кузнечную сварку при-
меняют все реже и реже, так как автогенные виды сварки гораздо
совершеннее, быстрее и дешевле (см. выше § 11).
При свободной ковке очень важно определить, какая часть из-
делия будет коваться целиком, какие элементы будут выполняться
отдельно, а затем привариваться. От правильно намеченного тех-
нологического процесса во многом зависит успех работы. В свою
очередь, для разработки технологии необходимо иметь кроме ри-
сунка изделия точный чертеж, составленный конструктором с уче-
том припусков на механическую (токарную, фрезерную) обработку,
если такая предусматривается.
61
2
Чеканно-
дифовочные
и граверные
работы
16. Дифовка (выколотка)
Дифовка — древний способ холодной обработки листового ме-
талла, производимый непосредственными ударами молотка, под
которыми он тянется, изгибается, садится и в результате этих де-
формаций приобретает необходимую форму. От свободной ковки
дифовка отличается тем, что она производится в холодном состоя-
нии, в то время как при ковочных работах металл нагревают до-
красна; кроме того, дифовку выполняют из листового металла не
толще 2 мм, ковочные работы обычно производят из массивной
заготовки. От чеканки дифовка отличается тем, что она выполняется
непосредственно молотком, а чеканы (притом деревянные)
употребляются редко; чеканка же выполняется стальными че-
канами.
На протяжении своей многовековой истории в зависимости от
обрабатываемого металла (золота, серебра, меди, железа) и на-
значения производимых изделий дифовка приобретала различные
виды и свойства (рис. 20—23).
Задача этой техники — создать из листового металла полое объ-
емное изделие. Получение объемной формы из плоской заготовки
обусловливается тремя процессами, которые в различных чередо-
ваниях и комбинациях составляют ручную выколотку.
Первый процесс — это расплющивание заготовки, лежащей на
стальной наковальне, ударами стального молотка, т. е. увеличение
площади за счет уменьшения толщины; происходит это, если мо-
лотком равномерно проходят по всей поверхности заготовки. Если
же наносить удары на небольшом, ограниченном участке листа, не
трогая его краев, то заготовка будет не только расплющиваться,
т. е. уменьшаться по толщине в том месте, по которому наносится
удар, но одновременно и деформироваться — образовывать сфе-
рическую поверхность, вогнутую со стороны удара. Это происходит
потому, что нетронутые ударом части листа не дают материалу
раздаваться в стороны.
63
Рис. 20. Серебряный
барс, выполненный
дифовкой:
1600—1606 гг. Англия. Госу-
дарственная Оружейная па-
лата
Рис. 22. Стальной
рыцарский доспех —*
XV в Государственная Ору-
жейная палата
Рис. 21. Медные боковые
глазы xpava
Василия Блаженного
в Москве
Второй процесс — сгибание листо-
вой заготовки, когда вогнутая сторона
претерпевает сжатие, а выпуклая —
растяжение. Сгибание производят
стальным (или деревянным) молотком
на ребре наковальни. Сгибание может
происходить как под углом, так и по
радиусу, как по прямой, так и по дуге
и по сложной кривой. Это достигается
тем, что в качестве опоры выбирают
ребро фасонной наковальни, имеющее
соответствующую форму; в последнем
случае происходит уже не только сги-
бание, но и вытяжка металла.
Третий процесс заключается в осад-
ке металла, когда в результате удара
толщина (поперечное сечение) мате-
риала увеличивается. Для этого заго-
товка предварительно гофрится при
помощи круглогубцев, а затем гоф-
ры осаживаются («выводятся») сталь-
ным или деревянным молотком на
наковальне (рис. 24). Этот процесс ра-
боты является наиболее сложным и
требует от исполнителя соответствую-
щих навыков. Гофры должны быть
низкими и широкими — их легче оса-
живать. Высокие и узкие гофры при
осадке нагоняются друг на друга, в
результате чего образуются трещины
и складки. Очень важно, чтобы гофры
не были завалены на одну сторону или
подсечены. Кроме того, губки кругло-
губцев или специальных гофрилок
должны быть закалены и отполирова-
ны; иначе на поверхности металла в
процессе гофрирования могут поя-
виться повреждения.
Инструменты, употребляемые при
свободной ручной выколотке, делятся
на две группы: ударные и опорные.
К ударным инструментам
относятся различные по форме молот-
ки, изготовляемые из разных материа-
лов. Очень широко применяются мо-
лотки, сделанные из материалов, име-
ющих твердость, меньшую, чем у ме-
таллов. Под ударами таких молотков
металл меньше гартуется и, кроме то-
3—4040
65
го от них не остается следов (засечек, царапин). К ним относятся:
деревянные молотки с плоскими или фасонными бойками из твер-
дых пород (клен, самшит и др.). Для упрочнения корпус такого мо-
лотка несколько раз обматывают тесьмой на клею и покрывают
лаком. Молотки из текстолита служат дольше деревянных и удоб-
ны в работе. Резиновые молотки из литой резины или с резиновыми
вставками употребляются для выколотки и выглаживания ответст-
венных деталей; они не оставляют никаких следов от удара.
Молотки со вставками из красной меди, алюминия или свинца
служат для обработки цветных металлов.
Стальные молотки, применяемые для дифовочных работ, отли-
чаются большим разнообразием форм (плоские, выпуклые, изог-
нутые и др.). Наиболее часто употребляются: наводильники — для
посадки гофр, гладильники — для правки и проковки металла, ша-
ровые— для выколотки вогнутых и выпуклых форм и т. п. Бойки
всех молотков тщательно полируются во избежание образования
засечек и царапин на обрабатываемом металле.
В прошлом у мастеров — дифовщиков насчитывалось свыше 100
различных видов молотков. Некоторые из них были настолько узко
специализированы, что ими выполнялась только одна строго опре-
деленная операция, например, «шеечный» молоток для обработки
шейки вазы.
К опорным инструментам относятся: различные по
форме наковальни и плиты, на которых производят правку листово-
го металла, а также гибку под углом (на ребре); шпераки (бугаи),
имеющие обычно два плеча, отличающиеся по форме рабочего
конца (плоское, округлое, конусное и т. п.); стойки прямые и изог-
нутые— для удобства обработки сложных по форме изделий.
Амбусы — массивные стойки с выпуклой поверхностью применяют
для выколотки и проковки выпуклых изделий; скребки — односто-
ронние, двухсторонние, прямые и радиусные — для загибки, подсеч-
ки, клепки швов и т. п. В прошлом количество разнообразных опор-
ных инструментов было так же велико, как и количество молотков,
и достигало многих десятков. При работе опорный инструмент либо
зажимают в стуловые тиски, либо забивают в тяжелый чурбан.
Кроме этих, основных, инструментов при дифовке используют
многие слесарные инструменты — напильники, ручные ножницы для
резки металла и т. п.
Ручной выколоткой можно обрабатывать самые различные ме-
таллы и их сплавы: золото, серебро, медь, латунь, томпак, алюми-
ний, никелевые сплавы и сталь. Однако свободная ручная выколот-
ка— медленный и трудоемкий процесс; поэтому она применима
только для выполнения в металле первых авторских образцов. Во
всех случаях, где возможно, этот способ следует заменять более
современными и производительными приемами: давкой на станке
или дифовкой по модели, а также использованием специальных ме-
ханизмов. На рис. 25 показан процесс выколотки на стойке.
66
Рис. 23. Современная
работа
художники Волков и Кузнецов,
1973 г.
З1
Рис. 24. Выколотка
полушара:
а) — выбивание небольшой
выпуклости; б) — гофрирова-
ние края заготовки; в) — по-
садка гофров и осадка краев
внутрь; г) — выколотка сере-
дины заготовки на плите;
д)—заготовка с вторично на-
несенными гофрами; е) —<
проглаживание полушара на
круглой стойке молотком-гла-
дильником
Рис. 25. Процесс
выколотки
Выколотка
J7. по моделям
В настоящее время выколотка по моделям применяется для
производства художественных барельефов и круглой (объемной)
скульптуры из меди, латуни и алюминия, а также нержавеющей
стали. Этим способом можно производить крупные экстерьерные
декоративные произведения, монументальные фигуры для памят-
ников и интерьерную художественную скульптуру. Монументы, вы-
полненные выколоткой, значительно экономичнее литых — расход
металла меньше, они легче по весу, удобны в перевозке; установ-,
ленные на стальные каркасы, они достаточно прочны и долго-
вечны.
Технология выколотки, которая применяется в настоящее время,
состоит из следующих операций:
1. С авторского оригинала, отформованного в гипсе (в натураль-
ную величину), снимают кусковую гипсовую форму.
2. Посредством кусковой формы изготовляют по частям цемент-
ные модели, например, головы, торса, рук, ног и т. п.
3. Для сильно профилированных деталей фигуры (лицо, кисти
рук и др.) отливают баббитовые модели.
4. Иногда для наиболее ответственных и сложных по рельефу
деталей отливают дополнительно баббитовые формы (для чего со-
ответствующие куски кусковой гипсовой формы специально вновь
заформовывают в гипсовую кусковую форму, в которую и произ-
водят отливку из баббита). Эти баббитовые формы служат матри-
цами для уточнения рельефа при выколотке.
5. Раскраивают листовой металл для выколотки отдельных де-
талей (частей) фигуры. Толщину листа в зависимости от размера
фигуры для меди, латуни и алюминия берут от 1 до 2 мм, для не-
ржавеющей стали — 0,5 мм. Расчет площади листовой заготовки
производят приблизительно с учетом вытяжки и посадки. Измере-
ние делают стальной линейкой по огибу модели.
6. Предварительно отжигают листовую заготовку для восстандв-
ления пластичности с последующим отбеливанием, промывкой и
сушкой. Это применяется для меди, латуни и стали, если материал
недостаточно пластичен (нагартован); алюминий в предварительном
отжиге не нуждается.
7. Резиновым молотком производят выколотку листовой заго-
товки, наложенной на баббитовую или цементную модель. Для об-
колотки по модели применяют также деревянные, текстолитовые и
свинцовые молотки. Наиболее углубленные места прорабатывают
деревянными чеканами. При сложном рельефе применяют разрезы
заготовки или вырезы излишков металла, которые не удается поса-
дить. Затем эти участки заваривают и швы проковываются стальным
молотком.
8. Повторно отжигают заготовки для снятия наклепа. Нагрев про-
изводят до темно-красного каления (медь, латунь, сталь). Алюминий
отжигают с большой осторожностью, его нагревают до тех пор,
69
пока предварительно нанесенные на его поверхности мылом штри-
хи начнут чернеть.
9. Предварительно обколоченную заготовку вновь накладывают
на модель и прикрепляют к ней посредством веревок или струбцин
(при выколотке рельефов). При повторной обколотке достигается
наибольшее соответствие с моделью. Выколотку ведут также дере-
вянными и резиновыми молотками. Иногда при сложной профили-
ровке модели эта операция повторяется еще несколько раз с про-
межуточным отжигом.
10. Прочеканивают заготовку на смоле стальными чеканами. Для
этого заготовку заполняют смолой, состоящей из битума, канифоли
и формовочной смеси (литейной), и после застывания смоляной
массы прорабатывают соответствующими стальными чеканами и
наносят фактуру. После чеканки деталь должна соответствовать ав-
торскому оригиналу.
11. Производят сборку деталей и монтировку фигуры. Эту опе-
рацию начинают с подгонки и припиловки краев деталей между
собой. Излишки металла осторожно обрезают ножницами и опили-
вают напильниками. Листы подгоняют встык и сваривают. После
сварки необходимо швы тщательно зачистить. При сварке (от не-
равномерного нагрева) происходит коробление, деформация заго-
товки. Ее необходимо устранить. Это осуществляется путем выги-
бания и простукивания заготовки на специальных приспособлени-
ях— амбусах, заменяющих наковальню.
12. Монтируют фигуры на стальной каркас. Для этого предвари-
тельно готовят стальной каркас; на внутренней поверхности фигуры
из того же материала, из которого выколачивают фигуру, привари-
вают специальные кламеры, к которым и крепят каркас. Соединение
стального каркаса с кламерами из цветного металла осуществляют
через текстолитовые прокладки во избежание образования галь-
ванопары.
Применение
дифовки
18. в ювелирном деле
Своеобразным сочетанием различных приемов, применяемых:
при ручной свободной выколотке, с выколоткой по моделям и фор-
мам, являются работы, которые выполняют при изготовлении юве-
лирных украшений и других миниатюрных художественных изделий.
Например, для получения полусферических заготовок, из которых
при необходимости монтируют шар, в ювелирной практике с дав-
них пор применяют анку. Это массивный металлический куб, на
всех шести гранях которого отфрезерованы полусферические уг-
лубления различного диаметра — от 2 до 60 мм.
Для этого из листового металла прежде всего вырезают кружок
соответствующего диаметра. Диаметр кружка должен быть взят
несколько больше (припуск) против того размера, который должен
быть у готовой полусферической детали, так как в процессе дефор-
70
мации металл не только растягивается, но и садится (утолщается).
Для того чтобы выгнуть вырезанную пластинку (кружок), ее кла-
дут сначала в большое углубление на анке и шаровым пуансоном,
диаметр которого немного меньше диаметра углубления, осторож-
но осаживают не сильными ударами молотка. В следующем, соот-
ветствующем выбранному размеру, но более маленьком углубле-
нии заготовку обрабатывают вновь соответствующим пуансоном
меньшего размера до тех пор, пока будет достигнута желаемая
вогнутость. Если пуансон слишком большой, то металл зажимается
краем анки; если он маленький, то обрабатываемая деталь не по-
лучается равномерно полукруглой. Если нужна другая, не точно
полукруглая форма, ее необходимо подвергнуть свободной допол-
нительной выколотке на соответствующем шпераке.
Небольшого изгиба оболочки можно достичь, положив ее на
плиту, и бить молотком с круглым бойком спиралеобразно, начи-
ная от центра; при этом силу удара по мере приближения к краю
уменьшают, а внешний край совсем оставляют нетронутым. Вместо
этого пластинку можно наложить на деревянную доску, в которой
сделано соответствующее углубление (круглое, овальное), и так же
обработать ее молотком. Небольшое закругление внешнего края
можно сделать, отбивая его на шпераке. Для того чтобы согнуть
листовые заготовки, часто применяют методы сгибания на свинце.
При этом листовую заготовку кладут на гладкий кусок свинца и на-
носят удары молотком.
В зависимости от формы молотка на заготовке получается углуб-
ление (желобок) такой же формы. Круглый молоток сделает круг-
лое углубление, плоский — плоское и т. д. При этом удается избе-
жать на обрабатываемых местах появления забоин и царапин. Как
всегда, когда работу ведут на свинце, нужно обращать внимание
на то, чтобы на заготовке не осталось даже следов свинца, которые
при последующей тепловой обработке сплавляются с основным
металлом и «грызут» металл.
Для тонких работ вместо молотка можно применять пуансон.
В этом случае, если желобок или углубление другой формы долж-
ны быть более глубокие, их предварительно выбивают на свинце
при помощи чекана или пуансона. Затем на него кладут заготовки;
сверху кладут сердечник, который немного уже того, каким был
сделан желобок в свинце. Затем бьют молотком по сердечнику и
листовую заготовку вдавливают в подготовленный свинцовый же-
лобок. Благодаря тому, что желобок готовится заранее, можно
достичь большего выгибания листовой заготовки, чем если бы бить
по гладкой свинцовой основе. Гладкий сердечник не оставляет сле-
дов на заготовке.
Преимущество этого метода заключается в том, что любые же-
лобки в свинце можно выбить легко и быстро и тем значительно
упростить выгибание профиля заготовки. Вместо свинца можно при-
менять и деревянную основу. Этот метод принципиально соответст-
вует работам на свинцовой основе. Деревянный желобок имеет
преимущество в том, что он более прочный по сравнению со свин-
71
цовым и благодаря этому облегчает сгибание многих однотипных
форм. Для деревянной подкладки не имеет значения, из чего сде-
лан сердечник — из стали или из дерева.
При больших сериях применяют стальные подкладки. Это, по
сути дела, уже переход к штампу; примером такого приспособле-
ния для получения полусферических форм может служить анка,
описанная выше, так как желобки в противоположность свинцу или
дереву при стальных подкладках имеют жесткие края; возникает
опасность, что сгибание листовых заготовок на этих приспособле-
ниях может привести к образованию засечек от этих краев. Чтобы
этого не происходило, необходимо бить молотком главным обра-
зом в середине желобка, слегка сгибая при этом заготовку — тогда
на ней не смогут отпечататься острые края желобка. В таких слу-
чаях лучше пользоваться сердечниками (пуансоном).
На фасонной наковальне лучше гнуть такую листовую заготовку,
которая уже и короче желобка.
19. Чеканка
Чеканка — обширный раздел художественной обработки метал-
ла. Она охватывает значительное разнообразие изделий, весьма
различных по своему художественному принципу: от рельефных
орнаментальных до горельефных и круглых фигурных композиций,
от линейно-графических двухмерных решений, близких к гравиров-
ке, до объемно-скульптурных (трехмерных).
Чеканная техника применима и для выполнения простейших
операций (набивка фактуры) и для тончайшей лепки человеческих
лиц и фигур. В одних случаях чеканят из драгоценных металлов ми-
ниатюрные ювелирные изделия, в других— чеканкой обрабатывают
многометровые монументальные фигуры из алюминия, меди и ста-
ли. Наличие такого разнообразия технологических приемов чеканки,
дающих различный художественный эффект, объясняется тем, что
чеканка — очень древний, развивающийся на протяжении многих
веков способ. Чеканка была известна в Древнем Египте, античной
Греции и Риме. С давних времен она применялась в искусстве Ирана
и Китая, Индии и Японии. Значительное развитие она получила в
эпоху Возрождения в странах Западной Европы. Высокого совер-
шенства чеканка достигла в домонгольской Руси и вновь расцвела
в древнерусском искусстве XV—XVII вв. Дальнейшее развитие она
получила в XVIII и XIX вв. и продолжает применяться и обогащать-
ся новыми приемами в нашем современном декоративно-приклад-
ном искусстве.
Художественная чеканка делится на два самостоятельных вида
работ, имеющих качественные различия в технологиях производ-
ства:
1) чеканка из листа;
2) чеканка по литью, или оброну.
72
В первом случае из листовой заготовки средствами чеканки со-
здают новое художественное произведение; во втором случае толь-:
ко выявляют и завершают художественную форму, ранее уже со-'
зданную скульптором и отлитую в металле (или вырезанную из
металла техникой оброна).
Сущность процесса чеканки заключается в обработке материала
посредством специального стержня — чекана, который ставится
вертикально и по верхнему концу которого наносят удары молот-:
ком. В результате удара нижний, рабочий конец (бой), оставляет
отпечаток на материале. Постепенно перемещая чекан и каждый;
раз ударяя по нему молотком, материалу придают желаемую фор-:
му, как бы лепят ее.
Для успешного процесса чеканки необходимо, чтобы обрабаты-<
ваемый материал обладал определенной пластичностью и вязко-'
стью, способностью изменять форму под действием силы. Наличие
таких свойств характерно для большинства металлов и их сплавов
(исключение составляют наиболее хрупкие из них, как, например,
чугун).
Материалом для чеканки из листа служит листовой металл раз-
личной толщины, обладающий свойствами пластической деформа-
ции. Наиболее ходовыми считаются листы толщиной от 0,4 до 1 мм.
Однако для крупных, монументальных произведений применяют и
более толстые листы, например, красную медь до 2 мм, а листовой
алюминий даже до 3 мм. В современной практике чеканки из листа
применяются следующие металлы и сплавы:
а) цветные металлы — красная медь и ее сплавы (латуни, том-
пак)— материалы, наиболее пригодные для чеканки декоративных
изделий и скульптуры. Они обладают высокой пластичностью, чека-
нятся легко, допускают глубокую вытяжку — чеканку горельефов и
круглой скульптуры, хорошо отжигаются и разнообразно отделы-
ваются. Никелевые сплавы (мельхиор, нейзильбер) в настоящее вре-
мя применяются редко, но в прошлом (особенно в конце XIX в.)
широко использовались для чеканки художественной посуды, ими-
тирующей серебряную.
Листовой цинк обладает достаточной пластичностью, но требует
специальных приемов. Листовой алюминий чеканится очень мягко и
легко, допускает глубокую вытяжку, но требует особых предосто-
рожностей при отжиге; дюраль — жесткий материал, чеканится
трудно, но дает интересные имитации серебра;
б) черные металлы: мягкая, малоуглеродистая сталь, предвари-
тельно отожженная и протравленная — так называемый декапир
(или дважды протравленная сталь до и после отжига — дважды де-
капир)— материал более трудный в чеканке по сравнению с медью,
но очень красивый в отделке. Этот материал может быть рекомен-
дован для чеканки крупных декоративных изделий, не требующих
тонкой деталировки. Так же как и медь, он позволяет вытягивать
высокий рельеф.
Для некоторых простых декоративных приемов чеканки (расход-
ов, просечка — см. ниже) можно применять листовую кровельную
73
Рис. 27. Чеканы: —»
а) — канфарник; б) — рас-
ходник; в) — г) — лощатники;
Д) — пурошник; е) — сапожок
Рис. 26. Чеканка
сталь (кровельное железо). Нержавеющая (хромоникелевая)
сталь — красивый, современный, очень эффектный материал, но че-
канится трудно. Может применяться для крупных, экстерьерных де-
коративных изделий.
В прошлом для чеканки уникальных ювелирных изделий, доро-
гой посуды (ковшей, чаш, кубков), а также церковной утвари (окла-
ды икон, богослужебных книг и т. п.) применялись драгоценные
металлы — золото, серебро и их сплавы.
Инструменты и приспособления. Основными инструментами для
чеканки являются чеканы. Они представляют собой специально
откованные стальные стержни длиной 120—170 мм, восьмигранного
(реже круглого) сечения, несколько утолщенные в своей средней
части и утонченные к концам. Такая форма обеспечивает большую
устойчивость чекана и отсутствие вибраций. Кроме того, она соот-
ветствует размерам и форме человеческой руки и удобна в
работе.
При работе чекан держат в левой руке, тремя пальцами, опи-
раясь безымянным пальцем (мизинец остается свободным). Локоть
должен быть на весу, это обеспечивает подвижность и маневрен-
ность руки (рис. 26). Чеканы держат не строго вертикально, а слегка
наклоняют назад, чтобы его рабочая поверхность (бой) была косо
приподнята и вследствие этого при ударе молотком постоянно дви-
галась вперед. В правой руке держат чеканный молоток, которым
наносят ритмичные удары по чекану, продвигая его.
Для приобретения навыков чеканки нужна длительная трениров-
ка. Необходимо, чтобы соответствующая сила и скорость ударов
сочеталась с достижением желаемого моделирования. Можно вы-
делить три этапа в освоении техники чеканки: расходка, создание
74
рельефа и отделка (нанесение фактуры). Расходкой достигается
создание контурного рисунка на заготовке, который выполняется
расходником. От гравировки расходка отличается тем, что ее углуб-
ленные линии гораздо нежнее, мягче, так как при этом не получа-
ется стружек, а металл вдавливается вглубь.
Сначала очень трудно сделать гладкую равномерную линию
без излишних углублений и заусениц; только благодаря многократ-
ным упражнениям появляется чувство координации ведения чекана
и удара молотка; тогда можно считать, что решена большая техни-
ческая проблема в приобретении навыка чеканки. Этот первый навык
особенно необходим при чеканке шрифтов или строгих орнамен-
тальных линий. Напротив, при моделировании с лицевой или обрат-
ной стороны получается рельефное изображение благодаря обра-
ботке различными чеканами.
При невысоких (низких) рельефах и изображениях достаточно
бывает отмоделировать только с лицевой стороны. Если выпуклость
рельефа должна быть более четкой и высокой, можно поднять
рельеф с задней стороны. Чаще контур намечают с передней сто-
роны (расходка) и потом моделируют сзади, так как при таком
методе формы будут очень четкие.
Благодаря отделке и нанесению фактуры на моделированном
орнаменте или другом рельефе достигается законченность работы.
Различают следующие группы чеканов (рис. 27), имеющие раз-
личную форму боя в зависимости от их назначения:
Канфарники — чеканы с заостренным концом в форме ту-
пой иглы; для мелких работ — более острые, для крупных работ —
тупые. Канфарники служат для перевода рисунка с бумаги на ме-
талл, а также для отделки фонов точками («канфарнение») (рис. 28).
75
Рис. 29. Учебная работа,
выполненная
расходником
Рис. 30. Фрагмент,
выполненный
расходником
Рис. 28. Фрагмент,
выполненный расходной
и канфарнением фона
28
29
30
Расходники, или обводные чеканы, при помощи кото-
рых на металле воспроизводят контур рисунка, обводя его по точ-
кам канфарника в виде более или менее четкой сплошной линии.
Широкие (толстые) расходники дают более мягкую линию; ост-
рые— наоборот — более сухую, четкую. Расходники бывают пря-
мые— для проведения прямых линий и полукруглые с различным
радиусом закругления — для обводки кривых линий. На рис. 29 по-
казана первая учебная работа, выполненная расходником, а на
рис. 30 показан фрагмент композиции, выполненный расходником.
Лощатники (от «лощить») — наиболее обширная и разнооб-
разная группа чеканов с более или менее плоским боем. Применя-
ются для лощения, выравнивания плоскостей и ровных поверхно-
стей. Лощатники бывают гладкие или шероховатые; соответственно
след от них на металле получается гладкий как бы кованый или
матовый, шероховатый, мягкий.
Пурошники (пурочники) — чеканы с круглой, сферической
головкой. Служат для выколотки (подъема) полукруглых форм при
чеканке с изнанки или для получения ямочной фактуры при работе
с лицевой стороны.
Бобошники, или обжимные чеканы, — аналогичные
чеканы, но с продолговатым, овальным, бобовидным боем.
Трубочки — чеканы, рабочие части которых имеют вогнутую,
полушаровидную поверхность различных диаметров и глубины. На
металле образуют выпуклый сферический отпечаток — как бы ими-
тация зерна.
Рисунчатые чеканы — по форме напоминают лощатники,
но дают рисунчатые отпечатки: решеточки, полосатость, ямчатость,
штриховатость и т. п. Употребляются при отделке для придания со-
ответствующих фактур, обработки фонов и т. п. На рис. 31 показан
фрагмент, отделанный рисунчатым чеканом.
Специальные чеканы — применяются для узко специа-
лизированных целей, например, сапожок — для получения под-
нутрений на рельефе, или веревочка, — отпечаток которого,
повторенный многократно, дает иллюзию витого шнура и др.
Фигурные чеканы, или пуансоны, — на их рабочей час-
ти граверной техникой выполнены фрагменты орнамента (завитки,
листы, цветы, розетки) или буквы и цифры. Древнерусские чекан-
щики применяли также пуансоны с изображением рук, глаз и т. п.,
что значительно облегчало и ускоряло чеканку лицевых, культовых
изображений.
Сечки — чеканы, остро заточенные, подобно зубилам с плос-
ким и полукруглым лезвием; применяются для просекания фона
при ажурных работах из листа.
Перечисленные группы чеканов различаются также и по разме-
ру и толщине. Так, для мелких ювелирных работ употребляют че-
каны, откованные из тонких стальных прутков сечением в 3—4 мм.
Для обычных (средних) работ применяют чеканы толщиной (в сред-
ней части) до 6—8 мм, а при чеканке крупных, декоративных ком-
позиций с большими формами толщина чекана достигает 15—20 мм
77
Рис. 31. Фрагмент,
отделанный рисунчатым
чеканом
и более. Такие крупные чеканы при работе часто держат в кулаке
(как зубило). Иногда для выколотки высоких больших форм приме-
няют деревянные чеканы.
Изготовление чеканов. Обычно чеканы отковывают из стального
прутка; при помощи напильников их опиливают и придают желае-
мую форму рабочей поверхности (бою). Материалом для изготов-
ления чеканов может служить любая инструментальная сталь; наи-
более употребительна сталь марки У7 и У8.
После изготовления чекана его рабочий конец (бой) закаливают
и отпускают. Для этого чекан захватывают клещами и равномерно
нагревают бой до ярко-красного каления (что соответствует 750—
850° С), после чего быстро опускают в воду для охлаждения. Эту
операцию необходимо производить как можно быстрее, так как
охлаждение должно произойти в течение 2—3 сек. Закаленный че-
кан становится очень твердым и хрупким.
Для уменьшения хрупкости и устранения внутренних напряже-
ний, вызванных закалкой, применяют отпуск. Отпуск смягчает дей-
ствие закалки. Для этого закаленный конец чекана шлифуют шкур-
кой и снова нагревают до температуры от 200 до 300° С. Начиная с
температуры 220° С, на отшлифованном конце чекана образуются
тонкие пленки окислов железа, придающие ему различные цвета —
от светло-желтого (220° С) до синего (300° С), — это так называемые
цвета побежалости. При чеканке твердых металлов чекан отпускают
до желтого цвета, мягких металлов — до синего.
Твердость рабочего конца у чеканов после закалки и соответст-
вующего отпуска колеблется от 7 до 12 (по Роквеллу) в зависимо-
сти от характера работы.
78
Для работы подбирают необходимый комплект чеканов. Посте-
пенно их накапливается огромное разнообразие, исчисляемое сот-
нями, которые постоянно находятся в работе.
При чеканке объемных, полых изделий (сосуды, скульптуры
и пр.) для выколотки отдельных участков формы изнутри приме-
няют длинные изогнутые чеканы, так называемые крюки тре-
щотки. Они представляют собой массивные стальные стержни,
изогнутые под прямым углом. Рабочие концы крюков делают то
более плоские и округлые, то более узкие и острые, но все же при-
тупленные, чтобы они не прорывали металл. Такие же формы и у
рабочих концов трещоток.
Кроме чеканов в технике чеканки используется молоток. Со-
временная, специфическая форма чеканного молотка (рис. 32) вы-
работалась в процессе многовекового усовершенствования и отбо-
ра. С одной стороны он имеет плоскую поверхность (квадратную
или круглую в очертании) — для нанесения удара по чекану, а с
другой стороны — шарообразный или полукруглый конец — для
выколотки углублений в листовом металле. Особенностью чекан-
ных молотков является также специальная форма их рукояток и
насадка. Рукоятка слегка плоская, изогнута и утолщена к концу.
Такая форма легко и удобно ложится в ладонь и не утомляет руку
при многочасовой непрерывной работе.
Подсобные материалы и приспособления, используемые при че-
канке:
1. Смола для закрепления листового металла при его обработ-
ке. В ее состав входят: искусственные смолы (от перегонки нефти)
или естественные (смолы хвойных пород — ели, сосны) с добавле-
нием наполнителя. В качестве наполнителя используют мелкую су-
хую землю, старую горелую формовочную смесь, сухую охру, золу
и т. п. Чем больше процент наполнителя, тем тверже становится
смола. Для большей вязкости и мягкости в смолу иногда добавля-
ют воск до 5—10% общего объема, а для большей клейкости и
прочности — канифоль.
2. Мешки из прочной ткани (брезент), наполненные песком, —
используются при выколотке рельефа (для ускорения работы). Но
выколотка на мешках не дает точных контуров и является только
подготовительной операцией и обычно требует дополнительной об-
работки на смоле (см. ниже).
3. Листовая резина и листовой свинец, используемые так же,
как и мешки с песком, для обработки отдельных участков на чекан-
ном листе преимущественно при мелких работах. Иногда вместо
резины используют войлок.
4. Стальные, чугунные или каменные плиты или деревянные
доски, применяемые для выравнивания фонов и плоских
чеканок.
5. Приспособления для насмолки и отжига — паяльные лампы,
кузнечные горны, специальные электронагревательные устройства
для насмолки.
79
6. Приспособления для очистки — ванны с травильными раство-
рами и отбелом, крацевальные и шлифовальные станки, песко-
струйные установки.
7. Ящики (доски) и котелки для насмолки плоских и объемных
чеканок.
8. Тиски (стуловые) для зажима трещоток при работах по вы-
колотке объемных форм изнутри.
9. Приспособления для варки и наложения смолы; для варки
применяют котел с электрическим подогревом. Нагрев открытым
пламенем не желателен, так как смола легко вспыхивает и горит, а
горелая смола теряет свои пластические свойства и для ответствен-
ных работ непригодна. Для наложения и разравнивания смолы на
доски (ящики) применяют специальный скребок.
10. Слесарный инструмент: ножницы — для резки металла, плос-
когубцы— для подгибания углов и краев листа при насмолке, куз-
нечные клещи — для захвата чеканки при отжиге, напильники, над-
фили и рифлевки — для нанесения фактуры и опиловки краев ажу-
ра при просечных работах.
20. Технология чеканки
Подготовка рисунка. Для производства чеканки из листа прежде
всего подготовляют рисунок, выполненный на бумаге в натуральную
величину (шаблон), в линейной (контурной) манере, без теней и с
небольшими полями для приклейки его на металл.
Для выполнения рисунка на объеме на бумаге делают его раз-
вертку: целиком — для простых форм, имеющих один радиус кри-
визны (конус, цилиндр), на которые бумага легко накладывается,
или по частям — для шарообразных и сложно профилированных
форм, имеющих несколько радиусов кривизны. На таких изделиях
наложение и совмещение рисунка, выполненного на плоском листе
бумаги, со сложно профилированной поверхностью изделия может
быть (условно) достигнуто только на небольших участках формы с
большей или меньшей степенью деформации бумаги. Такие изделия
перед нанесением рисунка предварительно размечают и рисунок
переводят на них по частям (фрагментарно).
Подготовка бляшки. Исходя из размера и конфигурации рисун-
ка от листового металла ножницами отрезают прямоугольную
бляшку с таким расчетом, чтобы на ней свободно размещался весь
рисунок и еще кругом оставался небольшой свободный край шири-
ной 30—40 мм. Этот край необходим для более прочного удержа-
ния бляшки на смоле в процессе чеканки, особенно при выколотке
высокого рельефа близко от краев. При чеканке у самого края
бляшка обычно отскакивает от смолы (особенно от твердой) и ее
приходится вновь насмаливать.
Отрезанную по размеру бляшку деревянным молотком вырав-
нивают на плите и плоскогубцами слегка у нее загибают края и
80
углы. Подготовленная таким образом листовая заготовка прочнее
держится на смоле.
Насмолка. Благодаря насмолке бляшка прочно фиксируется,
что необходимо при работе. Кроме того, отпечаток от удара че-
каном получается четким и определенным. Для насмолки плоских
ч е к а н о к применяют специальные доски или ящики, дно которых
делают из толстого теса (толщиной 20—30 мм). Из более тонких
планок со всех четырех сторон прибивают невысокие борта, обра-
зующие неглубокий ящик. Его до краев заполняют заранее сварен-
ной и разогретой смолой, которой дают остыть и затвердеть. Раз-
меры ящика должны немного превышать размеры бляшки так,
чтобы от края бляшки до стенок ящика оставалось свободное поле
смолы не меньше 20—30 мм. Глубина ящика также должна соот-
ветствовать высоте рельефа. Чём выше рельеф, тем глубже должен
быть ящик.
Затем паяльной лампой или пламенем газовой горелки разогре-
вают верхний слой смолы, слегка размешивая и разравнивая его
при этом скребком. Когда верхний слой смолы хорошо разогреется,
на него укладывают бляшку, следя за тем, чтобы она разместилась
на одинаковом расстоянии от краев ящика и не утонула глубоко в
смолу. Кроме того, очень важно, чтобы под бляшку не попал воз-
дух и она присмолилась бы всей плоскостью (рис. 33). Затем ей
дают остыть.
Объемные формы — стаканы, вазы, круглые скульптуры, а также
глубокие барельефные и горельефные формы чеканят, наполнив их
смолой. Для этого смолу разогревают и заливают в полость объем-
ных форм, следя за тем, чтобы там не остался воздух и не образо-
вались пустоты. При чеканке это приводит к трудно исправимому
браку, так как металл под ударами чекана на пустотах провалива-
ется, а иногда и прорывается.
В качестве опоры для объемных чеканок употребляют спе-
циальные котелки, выдавленные в форме полушара из листовой
стали и заполненные предварительно разогретой смолой немного
выше края (горкой). На таком котелке, пока смола не совсем за-
стыла, но уже загустела, приготовляют место для обрабатываемого
изделия. Для этого горячую и еще вязкую смолу покрывают мок-
рой бумагой или тряпкой, а сверху кладут подлежащий чеканке объ-
емный предмет (наполненный смолой) и слегка вдавливают его в
смолу. Тряпка или бумага не дают смоле прилипнуть к предмету, и
на котелке образуется углубление (отпечаток), точно соответствую-
щее его конфигурации. В таком углублении предмет хорошо и проч-
но удерживается в процессе чеканки, легко снимается, не пачкается
о смолу.
Под котелок при чеканке подкладывается специальная подставка
в форме кольца, сделанная из резины или свернутая из обрезков
приводных ремней.
Перевод рисунка. На насмоленную бляшку или объем переводят
заготовленный рисунок. Для этого металлическую поверхность
слегка покрывают акварельными белилами и через копировальную
81
32
33
бумагу переводят рисунок (рис. 34, слева). Готовый рисунок на ме-
талле закрывают нитролаком, чтобы он не стирался при работе.
Однако рисунок, переведенный через копирку, все же мало прочен
и при чеканке ответственных работ (больших многофигурных ком-
позиций, портретов и т. п.) лучше применять старый испытанный
прием—канфарнение. Для этого рисунок прикрепляют к металлу
посредством пластилина (или воска) или наклеивают мыльным раст-
вором, а затем специальным чеканом — канфарником пробивают
рисунок по контурам рядами точек, образующих пунктирные линии,
хорошо заметные после снятия бумаги.
Канфарить надо легко, но уверенно, так, чтобы каждая точка от
удара канфарника была бы хорошо заметна, но не пробивала
бы металл глубоко. Излишне глубокое канфарение почти невоз-
можно вывести в процессе всей последующей чеканки, а ее следы
не всегда желательны на готовом изделии. Мелкий рисунок канфа-
рят острым чеканом, набивая точки часто (близко друг к другу).
Крупный рисунок наносят тупым канфарником, редким пунктиром.
Рисунок после умелой, аккуратной канфарки сохраняется и может
быть использован повторно.
Расходка и опускание фона. Процесс чеканки обычно начинают
с обводки или расходки сканфаренного рисунка. Выбрав соответст-
вующий по ширине обводной чекан — расходник, им проходят по
всем линиям рисунка, соединяя точки канфарника в одну сплошную
линию и углубляя все контуры. Для мелких ювелирных работ упо-
требляют острые расходники, дающие четкие узкие штрихи, для
крупных чеканок, наоборот, — тупые, широкие расходники. При
82
Рис. 32. Чеканный
молоток
34
Рис. 33. Насмолка
Рис. 34. Орнаментальная
решетка:
слева — рисунок, переведен-
ный через копировальную бу-
магу; справа — рисунок, обра-
ботанный расходником
очень больших работах обводку делают иногда даже не расходни-
ком, а бобошником. Причем для еще большей ширины расходки
бобошник ставят поперек и проводят линии его широкой стороной.
После расходки рисунок становится хорошо видным и с лицевой, и с
обратной сторон (рис. 34, справа).
Следующей операцией является опускание фона вокруг рисунка
при помощи более или менее плоских чеканов (лощатников), кото-
рыми «выводится расходка». Для этого чекан держат несколько
наклонно в сторону рисунка и, сохраняя стенку, образованную рас-
ходником со стороны рисунка, выравнивают (осаживают) противо-
положную, обращенную к фону. Опусканием фона добиваются
выявления рельефа. Рисунок начинает ясно выступать, несколько
возвышаясь над осаженным фоном. Этим заканчивается первый
этап чеканки. Металлическая пластина к этому времени уже успе-
вает нагартоваться и требует для дальнейшей обработки отжига
(рекристаллизации).
Отжиг. Для проведения отжига чеканку снимают со смолы, на-
гревая ее паяльной лампой, после чего она легко отделяется. Захва-
тив пластину клещами за край, ее нагревают до темно-красного ка-
ления. В процессе нагрева металл отжигается и вновь приобретает
вязкость и пластичность. В то же время смола с оборотной стороны
выгорает и оставшаяся пыль легко удаляется крацовкой, отбелкой
и промывкой. Заготовка становится совершенно чистой и после
просушки вновь поступает в дальнейшую обработку.
Отжиг драгоценных, цветных и черных металлов и сплавов не
представляет трудностей. Как только смола сгорит и металл начнет
83
слабо краснеть, нагрев прекращают и процесс отжига заканчивают.
Некоторые особенности имеет отжиг алюминия и его сплавов. Про-
цесс рекристаллизации алюминия начинается уже при 100° С, т. е.
задолго до начала красного каления (свечения). В то же время тем-
пературные интервалы красного каления и плавления у алюминия
очень близки. Если алюминий нагреть докрасна, то он плавится и
начатая работа разрушается. Поэтому при отжиге алюминия и его
сплавов (дюрали) пластину незначительно нагревают и о темпера-
туре рекристаллизации судят по почернению (обугливанию) мыла,
которым предварительно чертят полоски на подлежащей отжигу
алюминиевой заготовке.
После отжига алюминиевую пластину промывают в подогретом
растворе двууглекислой соды или едкого натра.
Выколотка рельефа. Эта операция заключается в дальнейшем
подъеме рельефа (если это предусмотрено рисунком). Рельеф вы-
колачивают с обратной стороны на резине или мешках с песком.
При этом стремятся приподнять рельеф возможно точнее, в соот-
ветствии с рисунком. Выколотку ведут различными чеканами (при
мелкой работе) или просто обратной стороной молотка (при круп-
ных чеканках). Иногда подъем делают выше, чем следует, с неко-
торым запасом, с расчетом на последующую доработку на смоле.
Необходимую четкость рельефа при выколотке без смолы полу-
чить невозможно, но эта задача и не ставится. Четкость достигается
позднее, при окончательной чеканке на смоле. При выколотке рель-
ефа важно, чтобы металл тянулся эластично и не рвался. Кроме
того, при выколотке необходимо правильно установить основные
соотношения в планах рельефа и определить их высоты. При ответ-
ственных работах (например, портретных чеканках) все время сле-
дят за тем, чтобы не сбить рисунок. Отдельные участки рельефа,
которые должны быть наиболее резкими и четкими (острые углы,
грани и т. п.), выколачивают на деревянной доске или еще лучше
на листовом свинце. Все участки фона выравнивают и устанавлива-
ют так, чтобы они лежали в одной плоскости. Это достигается их
простукиванием лощатниками на стальной, чугунной или мраморной
плите. После выколотки рельефа и выравнивания фона пластину
вновь отжигают, отбеливают, промывают и высушивают для вто-
ричной насмолки и окончательной доработки на смоле.
Вторичная насмолка и окончательная доработка рельефа. Вто-
ричная насмолка производится так же, как и первая, с той лишь
разницей, что теперь предварительно всю полость рельефа запол-
няют расплавленной смолой и только после ее остывания и тверде-
ния чеканку насмаливают на ящик. Если в процессе насмолки на
лицевую поверхность рельефа попала смола, то ее смывают тряп-
кой, намоченной в керосине, и насухо протирают. Окончательная
прочеканка рельефа заключается в детальной проработке всех
форм, выявлении их характерных особенностей и в то же время
соподчинении деталей главному, создания общего цельного впечат-
ления от всего рельефа.
Большую роль в окончательной отделке играет фактура чекан-
84
ных поверхностей; сочетание гладких, кованых и матовых (шеро-
ховатых) элементов рельефа помогает при незначительных разно-
стях в высотах рельефа получать большой декоративный эффект.
Значительно обогащает чеканку применение различных рисунча-
тых чеканов, придающих отдельным участкам рельефа полосатую,
решетчатую, ямчатую или ячеистую фактуру. Заканчивая работуг
вновь применяют расходник (иногда острый). Едва уловимые штри?
хи или рассечки, нанесенные им, подчеркивают ту или иную форму.
Большое внимание уделяют отделке фона — его делают то глад-
ким, кованым, то матовым, пестрым и рисунчатым. Иногда его
канфарят, а иногда совсем просекают (при тонком листе) или вы-
пиливают лобзиком (при более толстом листовом металле). Про-
сечку фона осуществляют, не снимая работу со смолы, после ее
полной и окончательной доработки. Для просечки применяют спе-
циальные сечки и мелкие зубильца с прямым и полукруглым (сер-
повидным) рабочим концом, остро заточенные. Пропиловку делают
лобзиком после снятия со смолы и отжига для удаления остатков
смолы на оборотной стороне чеканки, которая мешает пропиловке.
После просечки или пропиловки заусенцы опиливают надфилями
различных профилей. При окончательной отделке работы пользу-
ются большим количеством разнообразных чеканов.
На рис. 35 показана серебряная братина XVII в. из Государствен-
ной Оружейной палаты, представляющая собой совершенный обра-
зец чеканного искусства. Здесь очень умело и с большим вкусом
использованы все приемы художественной чеканки.
Кроме основных процессов и очередности их выполнения су-
ществует большое разнообразие в последовательности работ и
приемах чеканки. В зависимости от конкретных условий, материала
и задач применяют различные варианты технологии. Например, при
точных работах, требующих большой четкости и верности форм и
контуров рисунка, поступают следующим образом: сканфаренный
рисунок тщательно обводят и после расходки лист сразу снимают
со смолы, отжигают, отбеливают и насмоливают наизнанку, т. е.
оборотной стороной наверх. Дав смоле затвердеть, рельеф выкола-
чивают непосредственно на смоле. Линии расходника хорошо видны
с изнанки, и работа получается очень точной.
При опускании рельефа на смоле он получается верным и чис-
тым, полностью соответствующим замыслу, чего нельзя добиться
при выколотке рельефа на песке или резине, где при ударе опуска-
ется большой участок металла (который потом уточняют при на-
смолке). При опускании рельефа на смоле опускается строго огра-
ниченная, определенная форма рельефа, только та, по которой
наносят удар чекана. В дальнейшем работу опять пересмаливают
налицо, еще раз уточняют формы и высоту приподнятого с изнан-
ки рельефа и заканчивают чеканку нанесением фактуры и другими
приемами отделки. Иногда при сложных работах с многофигурны-
ми рельефами, большим числом планов и т. п. пересмолку на ту
и другую сторону производят несколько раз, пока не достигнут же-
лаемого результата.
85
Рис. 35. Чеканная
серебряная братина
XVII в. Государственная Ору-
жейная палата
Рис. 36. Серебряная
ендова —>
Москва. 1644 г. Государствен-
ная Оружейная палата
При крупных декоративных работах с очень высоким рельефом
•или при чеканке горельефов применяют перевод рисунка не на ли-
цевую, а на оборотную сторону листа (соответственно переверну-
тым подготавливают и рисунок). Рисунок канфарят прямо на доске
верстака, без насмолки (чтобы сократить расход времени), затем
лист насмаливают, причем опять на изнанку (оборотной стороной
наверх). Дают смоле немного остыть (до загустения) и начинают
выколачивать рельеф, опуская его вниз, в глубь смолы. Работу ве-
дут быстро, пока не остыла и не затвердела смола. Чеканят круп-
ными чеканами сферической формы («выдавными») или прямо
оборотной стороной большого чеканного молотка, у которого раз-
меры шарообразного конца достигают 20—25 мм в диаметре. Вы-
колотив необходимый рельеф, пластину пересмаливают налицо и
заканчивают обычным порядком. Существуют и другие приемы че-
канки плоских предметов.
Чеканка объемных форм. Начальные стадии чеканки на объеме
(канфарение и расходку рисунка) производят так же, как и на плос-
кости. Иначе обстоит дело с выколоткой рельефа. Обычными че-
канами поднять рельеф на объемной форме не удается, и работу
ведут крюками или трещотками. Исключение составляют очень
большие вазы и другие объемные формы, где в полости самой фор-
мы оказывается достаточно пространства не только для того, что-
бы поставить чекан, но и размахнуться молотком.
Работу крюками ведут следующим образом: объемный предмет
укладывают на верстаке, подложив под него мешок с песком или
резину. Затем, поставив боевой конец крюка в полости формы, на
участок рельефа, подлежащий выколотке, ударяют молотком по
штанге крюка и таким путем приподнимают тот или иной элемент
56
рисунка. Повторяя операцию многократно и каждый раз передви-
гая бой крюка по внутренней поверхности объемной формы, посте-
пенно выколачивают весь рельеф до желаемой высоты. На рис. 36*
показана серебряная ендова, рельеф на которой поднят крюками.
Работа трещоткой осуществляется иначе. Ее зажимают нерабо-
чим концом в стуловые тиски, а сосуд держат в руке (рис. 37);
затем наставляют рабочий конец трещотки внутри сосуда на учас-
ток, рельеф которого надо приподнять (выколотить), и сильно
ударяют молотком по штанге трещотки. Она вибрирует и с доста-
точной упругой силой наносит удар, поднимая рельеф. Работа
крюками и трещоткой требует большого навыка. Особенно трудно»
выколачивать рельеф на сосудах с узким горлом, через которое
нельзя увидеть, куда намечен бой трещотки или крюка. В этом
случае работу ведут на ощупь. Работу контролируют только по ре-
зультатам, уже после каждого удара, по тому рельефу, который
получается на поверхности сосуда снаружи, и передвигают бой тре-
щотки, сообразуясь с тем, верно или неверно была поставлена тре-
щотка на предыдущем ударе.
На рис. 38 показана трещотка со специальным приспособлением-
указателем. Работать такой трещоткой значительно легче.
Если рельеф на объемном предмете должен быть невысоким,
то его целесообразно выполнить на плоскости (на развертке), а
затем уже готовый согнуть по форме предмета и примонтировать.
Для этого рельеф чеканят обычным приемом, а затем осторожно
сгибают руками или легким простукиванием деревянным молотком
(киянкой).
Можно выделить следующие виды чеканных работ, отличаю-
щиеся по своей технологии и дающие различный художественный
эффект.
87
37 38
39
Рис. 37. Работа трещоткой Плоскостные (двухмерные) чеканные произведения, выполненные расходной» Расходка может быть выполнена как с ли- цевой, так и оборотной стороны. В пер- вом случае изделия несколько напомина- ют гравированные. Расходку с изнанки применяют часто современные худож- ники. Расходка с просечкой или выпиловкой фона. Это очень простой и в то же время эффективный вид художественной обра- ботки металла, создающий легкие, ажур- ные металлические кружева. Имеет мно- го примеров в русском декоративном ис- кусстве, выполненных из листового желе- за, меди, серебра и золота (рис. 39). Чеканка без узоров (не изобразитель- ная). Набивка фактуры пурошником, бо-
Рис. 38. Работа трещоткой с указателем бошником или рисунчатыми чеканами. Расходка с опусканием фона. Это сов- ременный прием, широко распространен- ный в прошлом. Применяется для юве- лирных работ и различных декоративных изделий (рис. 40).
Рис. 39. Фрагмент шапки «казанской» Государственная Оружейная палата Расходка с легкой выколоткой релье- фа с изнанки. Расходка в этом случае де- лается не однообразной линией, а живой, подобно тому, как искусный рисовальщик рисует карандашом — то легко, то сочно и широко. При этом линия становится то плотной и непрерывной, то переходит в отдельные быстрые штрихи (рис. 41). Рельефная чеканка с полной обработ- кой рельефа различной высоты и степени деталировки (рис. 42). Чеканка без насмолки крупных обоб- щенных декоративных рельефов из лис- тового алюминия, железа и меди — сов- ременный прием (рис. 43, 44). Чеканка объемных изделий скульптур- ного типа (рис. 45). В современных условиях художники применяют чеканку для обработки раз- личных декоративных предметов — блюд, ваз, настенных пластин, панно и т. п., а также для ювелирных изделий — брас- лет, нагрудных украшений, пряжек поя- сов, подвесок и т. п.
89
Рис. 42. Чеканный
фрагмент
Ярославль. 1853 г. Ярослав-
ский музей, 1973 г.
Рис. 40. Серебряная
чарка
Сибирь. 1770 г. Государствен-
ный Исторический музей
Рис. 41. Серебряный
стакан
Ярославль. 1802 г. Государст-
венный Исторический музей
Рис. 43. Современная
работа — декоративная
чеканка
Рис. 44. Современная
учебная работа
Чеканка по литыог
21. или сброну
Чеканка литья, или оброна, применяется в тех случаях, когда не-
обходимо получить особенно четкую и ясную чеканную форму. Че-
канят в основном отливки, полученные при литье в земляные фор-
мы. Современные, новые виды литья (кокильное, точное) чеканки
не требуют, так как отливки получаются весьма точные и четкие.
Различают следующие виды литья, подвергаемые чеканке:
1. Ювелирное литье из драгоценных металлов (золото, серебро).
Ювелирная чеканка этого литья требует высокого мастерства.
2. Бронзовое статуарное (памятники) и декоративное литье, а
также отливки из литейных латуней.
3. Художественное литье из алюминиевых и магнитных сплавов,
отлитое в земляные формы.
4. Чугунное художественное литье (из ковкого чугуна); чеканит-
ся с большим трудом ввиду большой твердости и хрупкости чугуна.
5. Декоративное литье из никелевых сплавов (мельхиор, ней-
зильбер). В настоящее время применяется очень редко.
6. Оловянное орнаментальное литье, применявшееся в древне-
русском искусстве; в настоящее время почти забыто.
7. Литье из цинковых сплавов в земляные формы. В прошлом
широко применялось для отливки декоративных изделий и подвер-
галось чеканке. В настоящее время чеканится редко, так как по
преимуществу производится кокильным способом.
91
*Рис. 45. Деталь
монумента
Автор А. Н. Бурганов
Инструменты и приспособления для чеканки литья почти те же,
что и для листовой чеканки, за исключением крюков и трещоток,
которые здесь не применяются. Разница заключается только в более
твердой закалке рабочих концов чеканов, особенно при чеканке
чугуна и литейных латуней, а также некоторых бронз и силумина.
Для закрепления отливок при чеканке также используют смолу.
Плоские отливки насмаливают на ящики или доски, небольшие объ-
емные детали чеканят на котелке. Мелкие ювелирные изделия (ме-
дали, украшения) закрепляют на канифоль.
Крупные детали удерживают в тисках, при этом под губки под-
кладывают листовой свинец или деревянные прокладки, чтобы не
повредить поверхности отливки. Зажимать литье в тисках следует
очень осторожно, чтобы не смять его форму, особенно пустотелое
52
и тонкостенное, которое при неаккуратном обращении легко мнет-
ся и образует трещины.
Очень большие, тяжелые и громоздкие отливки чеканят на вер-
стаке или прямо на полу мастерской (например, бронзовые памят-
ники). Литье, подлежащее чеканке, прежде всего очищают от фор-
мовочной смеси при помощи крацевочных станков или вручную.
Затем отжигают до темно-красного каления, отбеливают, промы-
вают и высушивают. Отожженные детали легче чеканятся, но можно
чеканить и без отжига.
Чеканку литья начинают с устранения следов литника. Если лит-
ник был поставлен правильно, с внутренней или оборотной стороны
изделия, то его следы легко удаляют опиловкой при помощи на-
пильника и зачеканивают. Но в некоторых случаях следы литника
оказываются на лицевой стороне изделия; тогда прежде всего
осторожно сечками или зубилом срубают излишек металла и про-
чеканивают форму соответственно подобранными чеканами. Иног-
да, если литник был поставлен неудачно, приходится вырубать
рельеф или воспроизводить недостающие элементы орнамента. На
отливках, выполненных в кусковых формах, всегда остается более
или менее заметный облой, в местах стыка кусков его также сруба-
ют и зачеканивают.
На пустотелых отливках сложной формы (фигуры) часто бывают
отверстия от знаков стержней. Такие отверстия рассверливают и в
полученные цилиндрические отверстия вставляют на резьбе пробки
и зачеканивают. Пробки вытачивают из того же материала, из ка-
кого произведена отливка. Лучше всего для этой цели использовать
крупные литники (или специально отлитые цилиндрические болван-
ки). Пробки, изготовленные из идентичного материала, после их
зачеканки и отделки фигуры становятся совершенно незаметными.
При чеканке часто приходится исправлять брак литья: раковины,
неслитины, а также наросты, облои и другие дефекты, которые по-
лучаются либо от перекоса опок, либо от осыпания земляной фор-
мы, или на месте выбоин от удара и размыва струи металла при
заливке форм. В этих случаях на отливках имеются заметные вы-
ступы. Их также аккуратно (чтобы не захватить основную форму)
срубают сечкой и зачеканивают. Сначала шероховатыми чеканами
с крупным зерном, чтобы затянуть или сравнять дефект, восстанав-
ливают основную форму, а затем уже отделывают гладкими или
матовыми чеканами, в зависимости от характера и фактуры всего
рельефа и в соответствии с замыслом автора (скульптора).
При окончательной чеканке литья необходимо очень внима-
тельно подбирать чеканы по форме боя и его фактуре, чтобы воз-
можно лучше выразить характер изображаемого: сочность пло-
дов или нежность лепестков и пышность цветов, мягкость складок
ткани и пушистость меха или наоборот, жесткость и твердость гра-
ней камня, упругость и блеск металла и т. п. Для этой цели кроме
различных чеканов применяют напильники, рифлевки и надфили, а
также шаберы и воронила для получения гладких, полированных
поверхностей.
93
В настоящее время при чеканке и отделке художественного-
литья широко используют бормашины (с гибким шлангом) с набо-
ром всевозможных стальных и абразивных шарошек, которые зна-
чительно облегчают труд обработки и отделки литья. Шарошками
легко удаляют различные наплывы, наросты, следы литников; при
этом поверхности придают разнообразную фактуру, какой невоз-
можно достигнуть чеканами.
Для получения сплошных, равномерных матовых, бархатистых
поверхностей применяют обработку пескоструйными установками
с различной величиной зерен песка. Крупнозернистый песок дает
красивые шероховатые отделки; мелкий песок придает поверхно-
сти тончайшую матовую бархатистость.
При чеканке крупного монументального литья кроме ручного
инструмента широко применяется механизация обрубочных и че-
канных работ при помощи пневматических молотков. Молотки ра-
ботают сжатым воздухом, которой автоматически, попеременно
подается то в верхнюю, то в нижнюю полость молотка и, с силой
перемещая плунжер, наносит удар. Имеются различные типы мо-
лотков, отличающиеся своими характеристиками (весом, размера-
ми, числом ударов в минуту, длиной хода и т. п.). Существующие
конструкции молотков позволяют быстро и легко заменять инст-
румент. Рабочий инструмент: зубила, крейцмейсели или чеканы —
вставляют в буксу, запрессованную в ствол молотка, при помощи
специального хвостовика. Пневматическими молотками выполняют
различные подготовительные операции — обрубку литников и на-
ростов, затягивание раковин, а также нанесение грубых фактур
и др.
Для подъема и переноски тяжелых отливок применяют мостовые
и поворотные подъемные краны, тали и т. п. Очистку крупного-
литья от формовочной земли производят гидромониторами (струей
воды).
Художественная чеканка применяется в следующих областях:
1. Чеканка уникальных художественных изделий (авторские ори-
гиналы), начиная от ювелирных и кончая крупными монументаль-
ными произведениями, которые могут быть выполнены как непо-
средственно техникой чеканки из листа, так и литьем, или оброном,
с последующей чеканкой. Эти работы требуют высокого мастер-
ства и художественного вкуса. Иногда исполняются самим авто-
ром — художником.
2. Чеканка серийной или массовой продукции, выполненной
литьем. Иногда она сводится лишь к небольшой (неполной) поверх-
ностной проработке рельефа, подчеркиванию отдельных элементов
расходкой, шабровкой и т. п. Такая неполная обработка носит спе-
циальное название «подчеканка» и выполняется мастерами-чекан-
щиками средних разрядов (3—4).
3. Чеканка моделей под литье, которые могут быть выполнены
непосредственно из листа или с предварительной лепкой, отливкой
и чеканной проработкой литья; работа требует большого мастерст-
ва и поручается обычно чеканщикам высших разрядов.
94
4. Чеканка моделей для гальванопластического тиражирования.
5. Чеканка бронзовых и стальных штампов и прессформ (см. раз-
дел «Гравирование»).
6. Чеканка басменных досок (см. ниже раздел «Басма»).
22. Басма
Басма как самостоятельный вид художественной обработки ме-
талла является своеобразным развитием и усовершенствованием
чеканки. Вместо многократных ударов чеканом, необходимых для
лепки сложной формы, уже на ранних стадиях применялись фигур-
ные чеканы — пуансоны. Одного удара такого пуансона достаточно,
чтобы его рабочий конец сообщил металлу соответствующую, же-
лаемую форму. Басменные доски — матрицы являются дальнейшим
логическим развитием идеи тиснения, заменяющего чеканку.
Преимущества тиснения по сравнению с чеканкой прежде всего
заключаются в быстроте производства изделий, а также в значи-
тельной экономии драгоценного металла (золота, серебра), так как
тиснение осуществляется на материале значительно меньшей тол-
щины по сравнению с чеканкой.
В древнерусском искусстве техника тиснения зародилась еще в
домонгольский период (X—XI вв.). Басма стала применяться с XII—
XIII в. и значительно развивалась на протяжении XV в. Наивысшего
расцвета она достигла в XVI и XVII вв.
Для тиснения басмы прежде всего изготовляется басменная
доска (матрица). Она представляет собой невысокий монолитный
металлический рельеф с мягкими, плавными формами без острых
краев и углов и резких выступов; они нежелательны, так как про-
рывают тонкий металл при тиснении. Общая высота рельефа незна-
чительна. На древних басмах она не превышала 1—2 мм, но к
XVII в. (особенно его концу) она иногда достигала уже 5—6 мм (на
больших басмах).
Матрица изготовляется литьем из медных сплавов с последую-
щей тщательной чеканкой или обронной техникой из стальной заго-
товки, тоже прочеканенной. Толщина медных басменных матриц
составляет от 6 до 10—12 мм. Стальные матрицы могут быть и тонь-
ше. Оборотная сторона матрицы плоская, ровная, плотно ложащая-
ся на верстак.
Процесс тиснения басмы заключается в следующем: на матрицу
кладут тонкий лист металла толщиной 0,2—0,3 мм, предварительно
осторожно отожженного и отбеленного. Затем сверху накладывают
прокладку из листового свинца. По этой свинцовой подушке нано-
сят удары деревянным молотком или в современных условиях
осуществляют необходимое давление при помощи винтовых, руч-
ных прессов мощностью от 5 до 10 (15) т. Под действием силы
свинец (благодаря своей пластичности) вдавливается во все углуб-
ления матрицы, точно повторяя весь ее рельеф. Такие же дефор-
мации претерпевает и металлический лист, зажатый между матри-
цей и свинцовой прокладкой. После тиснения свинец удаляют и с
95
матрицы снимают басму — тонкий рельеф, очень точно воспроизво-
дящий все детали матрицы, включая и фактуру (рис. 46).
Басма все же несколько отличается от матрицы четкостью ри-
сунка. На басме он получается более мягким, как бы слегка сгла-
женным. Эта разница обусловлена толщиной листа, примененного
для тиснения. Чем толще металлический лист, тем больше расхож-
дение. Для того чтобы уменьшить это расхождение и сделать рису-
нок из басмы более ясным и четким, басменные матрицы чеканят
несколько резче и суше, чем этого требует по своему характеру
воспроизводимый узор, и таким образом устраняется этот недоста-
ток тиснения. Иногда контур узора обводят мелкими точками, вы-
битыми чеканом-канфарником; это придает четкость рисунку. Осо-
бенно часто этот прием встречался в ярославских басмах XVII в.
Это так называемая канфаренная басма.
В древнерусском искусстве басмы применялись для оковки все-
возможных изделий как культовых, так и светских: иконостасы, ра-
мы и фоны икон, переплеты книг, сундуки, ларцы и т. п. Основу
изделия делали из дерева и на нее при помощи мелких гвоздей
набивалась басма, сплошь закрывающая столярную конструкцию и
превращающая изделие как бы в чеканное. Басму можно изгото-
вить из мягких пластичных металлов — золота, серебра, меди, алю-
миния.
Более жесткие материалы (пробное серебро, латунь) требуют
промежуточных отжигов (одного или двух) и повторных тиснений,
иначе тонкая металлическая фольга гартуется и рвется. Повторные
тиснения с отжигом необходимы также и при тиснении очень высо-
ких рельефов из чистых металлов. Необходимо следить, чтобы при
повторном тиснении рельеф, образованный на заготовке при пер-
вом тиснении, точно совпал с рельефом матрицы. Даже при не-
больших несовпадениях выступающие элементы рельефа окажутся
смятыми, а заготовка испорченной. Раньше басмы были с лицевыми
изображениями, или орнаментальными. Особенно часто применя-
лись басмы с повторяющимся орнаментом. Для получения такого
орнамента на матрице выполнялся только один рапорт, а затем в
процессе изготовления басмы после каждого тиснения заготовка
передвигалась на величину рапорта и вновь оттискивалась; на го-
товой басме такие стыки хорошо видны. По наличию стыков на бас-
ме легко отличить тиснение от чеканки.
Плоскостное
23. гравирование
Гравирование — один из древнейших способов художественной
обработки металлов и некоторых неметаллических материалов
(кости, дерева, камня и др.). Его сущность — нанесение линейного
рисунка или рельефа на материал с помощью резца. За многие ты-
сячелетия существования гравировка проникла в самые различные
области производства — как художественные (ювелирные украше-
96
ния, гравюры), так и чисто технические, например, производство
точных измерительных инструментов и приборов (нанесение деле-
ний, градуировка и оцифровка микрометрических и нониусных
шкал и т. п.).
Плоскостное гравирование (двухмерное) — способ, при котором
обрабатывается только поверхность.
Это широко распространенный прием в художественной обра-
ботке металла. Его назначение — декорирование поверхности из-
делия нанесением простого узора или сложных портретных, много-
фигурных или ландшафтных композиций, а также исполнение раз-
личных надписей и шрифтовых работ.
Возможности плоскостного гравирования очень широки — это
рисунок, графика резцом на металле, еще более тонкая и совер-
шенная, чем карандашом или даже пером, так как штрихи резца
значительно тоньше и четче линий, проведенных пером (рис. 47
и 48).
К плоскостному гравированию (которое называют также «гра-
вирование по глянцу» или «гравирование для вида») относится и
гравирование под чернь, которое в технологическом отношении
мало отличается от обычного — тем, что оно выполняется несколь-
ко глубже, а затем выбранный внутро рисунок заполняется чернью
(§ 30).
Технология гравирования. Весь процесс плоскостного гравиро-
вания складывается из следующих операций:
Подготовка рисунка. Рисунок для перевода на металл
выполняют на бумаге в натуральную величину в линейной манере.
Все тональные и теневые переходы дают штрихом или точками
(пунктиром).
Подготовка металла. Поверхности металлической плас-
тины (или изделия), на которой предстоит выполнять гравирование,
соответствующим образом подготавливают. Основная задача под-
готовки— сделать поверхность чистой, ровной и гладкой. Все слу-
чайные риски и царапины тщательно удаляют шлифовкой. Затем
поверхность обрабатывают мелкой шкуркой и пемзой.
Поверхность должна быть матовой (шлифованной), а не блестя-
щей (полированной), так как излишний блеск слепит при работе
глаза и затрудняет ее. При необходимости иметь гравированный
рисунок на полированном поле полировку фона осуществляют
после гравирования рисунка.
Перенос рисунка на металл. Поверхность пластины или
изделия покрывают тонким слоем белой акварельной краски (или
жидко разведенной белой гуашью). Краске дают высохнуть и на нее
переносят рисунок или от руки тонко отточенным карандашом, или
через копировальную бумагу, обводя линии рисунка так же точно
отточенным твердым карандашом. Полученный рисунок покрывают
спиртовым лаком или нитролаком, чтобы он не стирался при работе.
Приспособление для гравирования. Для удобства
гравирования листовую заготовку, а также мелкие ювелирные из-
делия и медали предварительно прикрепляют к доске, по размерам
4—4040
97
Рис. 46. Фрагмент
басмы
Рис. 47. Фрагмент
ковша
1685 г. Государственный Исто-
рический музей
Рис. 48. Серебряный
гравированный стакан
конец XVII в. Мастер В. Анд-
реев. Москва. Государствен*
ная Оружейная палата
98
превосходящей металлическую заготовку или изделие. Небольшие
заготовки прикрепляют к доске на разогретый сургуч или канифоль.
Большие пластины прибивают к доске по краю мелкими гвоздями.
Объемные предметы зажимают в специальные приспособления:
шрабкугель или колодки.
Шрабкугель представляет собой сплошной чугунный шар, диа-
метром около 130 мм и весом до 15 кг, у которого сверху срезан
сегмент. На круглой площадке имеется прямоугольный паз, а в
одной из двух стенок паза сделаны отверстия с резьбой, в которые
вставлены прижимные винты. Изделие, подлежащее гравированию
(или доска с прикрепленной к ней заготовкой), укладывают в паз и
прочно прижимают винтами к противоположной стенке паза.
Колодки изготовляют из массивных стальных или чугунных брус-
ков, снабженных специальными раздвигающимися губками. Грави-
руемый предмет закладывают между губками и прочно зажимают
винтами. Чтобы доска с прикрепленной к ней пластиной или колод-
ки удобно и устойчиво лежали на верстаке и в процессе работы
легко поворачивались, под них подкладывают кранц — специальную
тяжелую, кожаную или парусиновую, круглую подушку диаметром
150—200 мм, туго набитую песком. Под шрабкугель для удобства
работы подкладывают специальное кожаное кольцо. Кранцы при-
дают устойчивость и маневренность (поворот) лежащим на них при-
способлениям при работе резцом, а также поглощают шум от уда-
ров при работе зубилом.
Граверный инструмент и его у п о т р е б л е н и е. Ос-
новным инструментом при плоскостном гравировании является
штихель или резец. Общая длина штихеля колеблется от 100 до
130 мм; его изготовляют из лучших марок инструментальных ста-
лей, способных держать заточку. Штихель вставляют в короткую
деревянную ручку грибовидной формы, срезанную с нижней сторо-
ны для удобства работы.
Хороший резец должен удовлетворять следующим требованиям:
а) он должен быть сделан из первоклассного материала;
б) отшлифован и хорошо заточен.
Обычно используют резцы, которые изготовлены из высокока-
чественной тонкоструктурной стали. Если необходимо изготовить
инструмент твердый, с малым износом, то лучше всего для этого
взять сталь серебрянку или быстрорежущую сталь; резцы также де-
лают из стали марки У7 и У8. Резцовые заготовки поступают на про-
изводство в виде стальных прутков с главными поверхностями
(верхняя, нижняя, боковые и лобовая).
Различают следующие основные типы штихелей:
Острый резец (шпицштихель (рис. 49, а, 6). Его боковые стороны
слегка выгнуты наружу, ширина по верху 1—4 мм, угол между бо-
ковыми поверхностями может варьироваться. Это наиболее употре-
бительный тип штихеля; он служит для выполнения большинства
граверных операций: оконтуривания рисунка, подрезки углов в
шрифтовых работах (особенно рукописных, всевозможных подпра-
вок и подчисток и т. п.).
41
99
Рис. 49. Виды штихелей:
а) — узкий шпицштихель; б) —
широкий шпицштихель; в) —
мессерштихель (ножевой шти-
хель); г)—фасетштихель (фа-
сетный штихель); д) — юстир-
штихель (юстировочный шти-
хель); е) — флахштихель с
широкой спинкой; ж) — то же,
с узкой спинкой; з) — бол-
штихель с широкой спинкой;
и) — то же, с узкой спинкой;
к) — фаденштихель* (нитяной
штихель)
Мессерштихель — ножевой резец
(рис. 49, в). Его поперечный разрез соот-
ветствует остроугольному треугольнику.
Им можно достичь волосяных линий боль-
шой глубины: на полоске шириной 1 ММ
им можно провесить до 10 линий.
Фасетштихель — фасетный резец
(рис. 49, г). У него боковые стенки парал-
лельны, а режущие поверхности встреча-
ются под углом 100°. Ширина спинки 1,5—
3 мм. Им можно проводить линии отно-
сительно широкие и незначительной глу-
бины.
Юстирштихель — юстировочный резец
(рис. 49, д). Его выгнутые боковые сторо-
ны на поперечном сечении образуют
острый овал; применяют для юстировки
оправных царг, для того чтобы облегчить
вставку камня в ювелирное изделие. По-
верхность среза шлифуется косо по отно-
шению к главной оси.
Флахштихель — плоский резец (рис.
49, е, ж). Спинка и полотно этого резца
всегда параллельны; в зависимости от по-
ложения боковых сторон спина может
быть шире или уже полотна. Ширина по-
лотна от 0,2 до 5 мм; используют не толь-
ко для нанесения широких и плоских ли-
ний, они незаменимы для ювелиров при
доработке и монтировке украшений, вы-
равнивании плоскостей и т. п.
Болштихель — полукруглый резец
(рис. 49, з, и). Полотно может быть уже
или шире спинки, но оно всегда полукруг-
лое; ширина полотна от 0,1 до 5 мм; при-
меняется для строгих шрифтов различ-
ной ширины, при гравировании углубле-
ний, при круглой и полукруглой выборке,
а также для доработок украшений.
Фаденштихель — нитяной резец (рис.
49, к) похож на плоский резец. У него на
полотне устроено множество продольных
желобков; его применяют для декоратив-
ных поделок и для оживления рисунков.
Кроме различия по форме рабочей час-
ти штихели различаются также по харак-
теру и углам заточки, а также по их раз-
мерам (номерам).
При гравировании на вогнутых поверх-
ностях или в углублениях применяют гну-
100
тые штихели. Для приготовления гнутых штихелей тот или иной
штихель нагревают в средней части докрасна и изгибают до необ-
ходимой кривизны. Иногда штихелям придают двойную кривизну,
но оба изгиба обязательно должны лежать в одной плоскости.
При работе штихель держат в правой руке, в кулаке, так, чтобы
его рукоятка упиралась в ладонь, а большой и указательный паль-
цы поддерживали штихель в рабочем положении. При этом локоть
находится на весу и опорой руки служит только большой палец, ко-
торый в то же время является как бы тормозом и ограничивает
проскальзывание штихеля вперед. В то же время указательный па-
лец регулирует силу нажима на ребро штихеля и направляет его по
линиям рисунка. Штихель ведут всегда только по прямой линии
справа налево, проталкивая его вперед небольшими участками.
При гравировании кривых линий и закруглений поворот штихеля
допускается лишь в небольших пределах, а все изгибы линий в со-
ответствии с рисунком осуществляет левая рука, которая повора-
чивает заготовку, закрепленную в шрабкугеле (или колодке), на-
встречу резцу. Штихель должен быть хорошо и правильно заточен.
Чем мягче металл, тем угол резания делают меньше (острее). При
резании мягких материалов (дерево) угол равен 45°; для стали он
достигает 60—65°. Тупым штихелем работать нельзя — он соскаки-
вает с металла и легко может поранить левую руку, которая посто-
янно находится перед штихелем. Кроме того, тупой штихель, со-
скальзывая с металла, портит работу. Острый штихель легко режет
металл и берет нормальную стружку не более 0,1—0,2 мм.
Для плоскостного гравирования пригодны почти все металлы и
многие неметаллические материалы (кость, дерево, пластмассы,
некоторые мягкие породы камня, янтарь и др.). Из металлов лучше
всего поддаются гравированию латуни, томпак, пробное серебро,
некоторые стали. Хорошо гравируются бронза, цинк, никелевые
сплавы; хуже гравировать на чистом золоте, чистом серебре и пла-
тине, а также на чистом алюминии.
Иногда для обогащения рисунка на серебряных и золотых из-
делиях, Совместно с гравированием, применяют травление. Для
этого изделие покрывают кислотоупорным лаком, на котором сталь-
ной иглой наносят рисунок так, чтобы только снять (процарапать)
лак и обнажить поверхность металла, затем изделие травят кисло-
той. Для травления серебра применяют разведенную азотную кис-
лоту, а для золотых изделий — разбавленную водой царскую водку.
После травления лак удаляют скипидаром.
24. Обронное
гравирование
Обронное гравирование (трехмерное) — способ, при котором
резцом создается рельеф или даже объемная (круглая) скульптура
из металла; кроме того, в обронном гравировании выделяют два
варианта: выпуклое (позитивное) гравирование —когда рисунок.
101
рельеф выше фона (фон углублен, снят); углубленное (негативное)
гравирование — когда рисунок или рельеф режется внутро.
В современных условиях художественное гравирование приме-
няется с различными целями. В одних случаях обрабатывают непо-
средственно поверхность изделия и получают художественное про-
изведение (декоративные предметы, ювелирные изделия и т. п.).
В других случаях изготовляют инструменты или приспособления,
которыми потом производят художественные изделия серийным
или массовым тиражом. К ним относятся производство гравюр,
эстампов, офортов, клише для печати, гравирование ситценакатных
валов, багетных роликов, конгревных досок, клейм для тиснения,
пуансонов и матриц для штамповки, прессформ для литья и т. п.
Следует отличать ручное гравирование (ручными инструмента-
ми) от механического, которое осуществляется посредством раз-
личных приспособлений и гравировальных машин, которые, в свою
очередь, делятся на два типа: в одном гравер сам управляет дви-
жением резца, в другом — резец передвигается при помощи спе-
циального шаблона, автоматически.
Обронное гравирование по сравнению с плоскостным в совре-
менных условиях применяют гораздо шире и чаще. Это объясняет-
ся тем, что оно служит для изготовления приспособлений, которы-
ми репродуцируются художественные изделия в серийном порядке.
Это штампы, прессформы и т. п.
Изготовление обронной техникой уникальных изделий по ориги-
налу художника сейчас применяется редко. Обронное гравирова-
ние— более трудоемкий процесс по сравнению с плоскостным гра-
вированием. Оброном выполняют рельеф (или контррельеф) и
объемные предметы (или формы для объемов). Эта работа, естест-
венно, требует снятия значительно большей массы металла с заго-
товки. Поэтому кроме штихелей при обронной работе применяют
зубила, так как рубить металл значительно легче и скорее, чем ре-
зать его штихелем.
Зубила представляют собой стальные стержни от 6 до 10 мм
толщиной и от 120 до 150 мм длиной. Рабочий конец отковывают и
опиливают по форме того или иного штихеля. В соответствии с этим
различают: спицзубило, фляхзубило и болзубило. Рабочий конец
закаливают с последующим отпуском. Кроме зубил и штихелей к
граверному ручному инструменту относятся: керн (или кернер),
применяемый для разметки (от слесарного керна отличается боль-
шим углом заострения); сечки — плоские зубила различной шири-
ны с заточкой на одну сторону; чеканы — стальные стержни с раз-
личными рабочими концами для выравнивания фона и набивки фак-
туры. Форма граверных чеканов сходна с чеканными (см. раздел
«чеканка»), но они обычно более массивны, так как работают ими
в основном по стальным заготовкам, при отделке штампов и пуан-
сонов.
Пуансоны. Их изготовляют обычно из прутков квадратной инст-
рументальной стали толщиной 6, 7 и 10 мм, с соответствующей дли-
ной 65, 85 и 100 мм. Изготовлять пуансоны большей длины нера-
102
ционально, так как они получаются менее устойчивыми вследствие
вредных вибраций и от сильных ударов могут сгибаться. Рабочему
концу пуансона придают небольшой конус, а на торцовой площадке
гравируют букву или цифру, а также ее отдельные части в позитив-
ном или негативном изображении (т. е. наружу или внутро).
От обычных пуансонов отличаются так называемые зеки. Это
пуансон, сделанный по форме буквы, но с таким расчетом, чтобы
на его рабочей поверхности получились выпуклыми те места, кото-
рые в букве или цифре должны быть вдавленными, углубленными
(выбранными). При работе такая зека ставится на то место заготов-
ки, где должна быть отгравирована буква. При ударе по зеке мо-
лотком металл под ней оседает, после чего остается выгравировать
только наружные очертания буквы, что значительно легче. Разно-
видностью пуансонов являются так называемые маточники, на торце
которых гравируется не буква или цифра, а часть рельефа или эле-
мент орнамента. При обронных работах применяют также рифлевки
и надфили различных профилей.
При работе пуансоном заготовку, так же как и при плоскостном
гравировании, укрепляют в шрабкугеле или колодке, под которую
подкладывают кранц.
При мелкой работе пользуются лупой, укрепленной на специ-
альном штативе. Очень важно, чтобы заготовка во время работы
была хорошо освещена дневным или вечерним светом. Для уси-
ления освещения гравируемой поверхности применяют специаль-
ные стеклянные шары «лихткугели», наполненные слабым раство-
ром медного купороса, которые размещают между источником
света (лампой) и гравируемым изделием с таким расчетом, чтобы
лучи света, окрашенные в зеленоватый цвет, концентрировались на
обрабатываемой поверхности и усиливали ее освещенность.
Процесс обронного гравирования складывается из следующих
операций: 1) подготовительные операции; 2) выполнение гравиро-
вания. Для выполнения обронных работ, так же как и для плоскост-
ных, подготавливают рисунок, который в этом случае снабжают
разрезами с характеристиками рельефа (высота, количество планов
и т. п.) или сечением объемов. Однако ограничиться только рисун-
ком в обронных работах нельзя. Необходимо иметь модель, т. е.
копию авторского оригинала, выполненную в гипсе (или в крайнем
случае в пластилине или воске).
Перевод рисунка на металл производится одним из следующих
способов:
1. Поверхность заготовки покрывают белой акварельной краской
и на ней от руки с предварительной разметкой или при помощи
циркуля и линейки воспроизводят рисунок.
2. На заготовку, покрытую белой краской, наносят тонкий слой
воска (или пластилина). Затем подготовляют рисунок, выполняя его
карандашом на кальке. При переводе рисунка надо учитывать, ка-
ким он должен быть на металле, — прямым или обратным (зер-
кальным). Зеркальный рисунок необходим при гравировании пе-
чатей, факсимиле и других работ, предназначенных для получения
103
с них оттисков. Скопированный на кальку карандашный рисунок
накладывают на заготовку лицевой поверхностью вниз и притирают
рукояткой штихеля. Затем осторожно отдирают кальку и на воско-
вой поверхности остается хорошо заметный отпечаток карандашно-
го рисунка.
Выполнение гравирования. Гравирование производят различно в
зависимости от того, выполняется ли выпуклый (позитивный) оброн
или углубленный (негативный), при котором работа ведется внут-
ро. При выпуклом оброне после нанесения рисунок оконтуривает-
ся стальной иглой или спицштихелем, чтобы не сбить его во время
дальнейшей работы. Затем вокруг рисунка выбирают первую струж-
ку. Эту работу проводят внимательно, чтобы неосторожным движе-
нием не испортить рисунка. В некоторых случаях штихелю придают
уклон, чтобы создать конусность вертикальным стенкам.
Следующей операцией является выборка фона; его выбирают
(режут или рубят) флахштихелем или флахзубилом. При глубокой
выборке или при гравировании закруглений применяют болштихель
или аналогичной формы зубило. После вырубки всего поля до необ
ходимой глубины приступают к обработке рельефа, который режу?
или рубят соответствующими штихелями или зубилами. Кроме тога,
применяют рифлевки, надфили и чеканы.
Для ускорения работы при гравировании повторяющихся эле-
ментов или для выполнения особенно мелких и сложных деталей
применяют пуансоны, зеки и маточники, которые предварительно
изготовляют, исходя из рисунка и характера работы.
При углубленном оброне на отшлифованной поверхности заго-
товки вычерчивают наружный контур рельефа и обводят его спиц-
штихелем. После этого приступают к вырубке металла внутри очер-
ченного рисунка. Рубку осуществляют зубилами различной формы.
Рубить в глубину следует очень осторожно с частыми проверками
и сравнениями с оригиналом. Проверку производят следующим об-
разом: в предварительно увлажненную вырубленную форму вти-
скивают кусок размягченного пластилина и полученный оттиск
сравнивают с оригиналом, по которому ведут работу. Основные
глубины измеряют штангенциркулем или проверяют шаблоном.
Углубленный оброн требует от гравера высокой квалификации
и навыка, так как работа производится на глаз и только корректи-
руется измерениями в отдельных точках рельефа. Чем глубже вы-
бирают металл, тем осторожнее работает гравер, снимая более
тонкие стружки, так как исправление чрезмерной вырубки связано
с большими трудностями. Исправление ошибок производят или
спиливанием всей поверхности заготовки вокруг всего контура, или
высверливанием отдельных дефектных участков и вставкой пробок.
Оба способа весьма трудоемки. Когда рельеф почти вырублен на
должную глубину и слепок соответствует оригиналу, рубку
прекращают и приступают к отделке штихелями, чеканами и пуан-
сонами.
В процессе отделки небольшое количество оставленного метал-
ла снимают, а часть металла садится, уплотняясь под ударами чека-
104
нов и пуансонов. После окончательной отделки (шлифовки и поли-
ровки отдельных участков) слепок становится тождественным мо-
дели и она полностью плотно входит в углубленный оброн.
Для подчистки и подрезки на дне углублений применяют гнутые
штихели и рифлевки. Чтобы не испортить край, применяют специ-
альную подкладку из плотного дерева или металла (латуни) разме-
рами 100X10X1,5 мм, края у которой полукругло спилены.
В настоящее время при изготовлении стальных штампов и пресс-
форм для облегчения работы гравера часто применяют предвари-
тельную грубую выборку металла на фрезерных станках или отлив-
ку прецизионным (точным) методом всей матрицы или пресс-формы.
В последнем случае граверная работа сводится только к зачистке
и отделке полости штампа, что значительно ускоряет и облегчает
процесс работы.
Насечка
25. (таушировка)
Насечка —своеобразный, очень древний прием украшения дра-
гоценными металлами бронзовых и стальных изделий. Этот способ
применялся для декорирования художественных изделий, предме-
тов бытового назначения, вооружения и боевого снаряжения: мечей,
кинжалов, щитов (рис. 50), шлемов (рис. 51), наручней (рис. 52), а
позднее и огнестрельного оружия.
Сущность этого процесса заключается в том, что наружные по-
верхности предметов специальным образом насекают (отсюда и
название) и на подготовленную насечкой поверхность набивают
золотой или серебряной узор. В одних случаях — это тончайший
орнамент из завитков и стилизованных растений, в других — изо-
бражения животных, птиц или человека. Иногда в этой технике вос-
производятся сцены из нескольких фигур, а также осуществляются
различные надписи, орнаментированные в той или иной мере.
В настоящее время в Советском Союзе золотую насечку при-
меняют в своих работах мастера-художники из аула Кубачи В Да-
гестане и Златоуста на Урале; не забыта она и тульскими оружей-
никами. Сохранилась технология золотой насечки и за рубежом.
При насечке в основной пластинке делают углубления, которые
так сформированы, чтобы можно было вложить и вковать мягкий
металл. Ценность этого приема заключается в различии цвета ос-
новы и вкованного в нее металла; они образуют на готовом изделии
единую поверхность и создается впечатление, будто нежный орна-
мент из другого материала нарисован на основной пластинке и на-
поминает инкрустацию по дереву.
Требования к материалу, применяемому для насечки, заключа-
ются в следующем:
а) вкладка и основа должны быть разного цвета;
б) вкладка должна быть мягче, чем основа.
Особенно хорошие результаты достигаются, когда золото или
серебро таушируются в сталь. Кроме того, для насечки по стали, в
качестве вкладки можно применять медь, латунь, мельхиор и алю-
105
Рис. 51. Булатный шлем
царя
Михаила Федоровича,
украшенный золотой
насечкой
Мастер Никита Давыдов. Го-
сударственная Оружейная па-
лата. 1621 г.
Рис. 50. Деталь
булатного щита
с золотой насечкой
XVI в. Иран. Государствен-
ная Оружейная палата
Рис. 52. Булатный
наручень
XV—XVI вв. Иран. Государст-
венная Оружейная палата
106
/линий. Можно также использовать бронзу или латунь как основу,
которые могут быть украшены медью и серебром.
Устройство углублений. Нарисованные орнаменты выкладывают
проволокой или при плоских формах используют листовой металл
для инкрустации. В каждом случае сначала нужно нарисовать ор-
намент и перевести его на металл.
Для гарантирования устойчивости вкладка должна быть шире
книзу, т. е. на разрезе она должна быть трапециевидной формы.
Такой же формы должно быть и углубление, т. е. шире книзу.
Чтобы получить необходимые углубления, применяют следую-
щие различные технические приемы:
1. Травление. Пластину закрывают кислотоупорным лаком.
Рисунок прочерчивают острым резцом и погружают в кислоту, ко-
торая выедает металл на обнаженной от лака поверхности и остав-
ляет углубление с шероховатой поверхностью. После этого штихе-
лем подрезают боковые стенки так, чтобы получилось поднутрение,
потом окончательно зачищают углубления — и пластинка готова
для инкрустации.
2. Гравирование углублений штихелем. Заострен-
ным с одной стороны штихелем, который держат слегка наклонно,
наносят соответственно рисунку углубления. После того как жело-
бок вырезан со скосом одной стороны, по такому же методу под-
резают другую сторону. Таким образом, желобок на поперечном
разрезе имеет форму ласточкина хвоста. Перед накладыванием
листовых частей рисунка флахштихелем подрезают дно углубления
и делают его плоским, а стенки обязательно должны быть с под-
нутрением, иначе вкладка не будет держаться.
3. Рубка углублений зубилом. Для работы зубило
должно быть остро отточено; его держат между большими и дву-
мя первыми пальцами и ведут так, чтобы при ударе оно уходило
рабочим концом вперед. Возникающие при этом стружки удаляют.
Зубило должно всегда делать равномерную глубину, и работу надо
выполнять так планомерно, чтобы срез оставался гладким, ни в
коем случае не допуская выступов и неровностей. Полученная вы-
емка имеет квадратное или прямоугольное поперечное сечение, ее
стены вертикальны, но края благодаря ударам приобретают не-
большую выпуклость (облой). Этот выступ (облой) и удерживает
вкладку. Для этого шероховатым чеканом проводят по краю верти-
кальных стенок так, чтобы прижать материал и этим повысить удер-
живаемость вкладки.
4. Изготовление углубления чеканами. Острым рас-
ходником намечают контур. При этом получают остроугольный же-
лобок, верхний край которого слегка выступает (облой). Для рас-
ширения желобка по этой борозде проходят плоским чеканом,
который необходим для вкладки проволоки. Расходник и плоский че-
кан должны так соответствовать друг другу по ширине, чтобы плос-
кий чекан не повредил выступа у края желобка, образованного
расходником. Этот метод предназначается преимущественно для
проволочного тауширования.
107
Укрепление вкладки. Для инкрустации требуется круглая прово-
лока, которая по толщине соответствует ширине углубления и слег-
ка выдается над его краями. У вытравленных или выгравированных
желобков, которые расширяются книзу, конец проволоки закреп-
ляют на конце углубления. Его укрепляют легким ударом молотка,
а затем на определенном участке укладывают проволоку и вновь
ударяют молотком. Так кусок за куском укладывают проволоку,
пока рисунок не заполнится по всей длине.
Эффект рисунка основан на том, что мягкий вставной металл
благодаря ударам молотка полностью входит в углубление и за-
полняет трапециевидный поперечный разрез желобка. После вклад-
ки проволоки еще раз слегка проходят молотком по краям углуб-
лений для того, чтобы выровнять возможные неровности и гаранти-
ровать прочное закрепление.
Если углубления сделаны зубилом или чеканом, поступают сле-
дующим образом: после того как проволока на небольшом участке
уложена в канавку, проходят слегка шероховатым чеканом по основ-
ному металлу с обеих сторон рядом со вложенной проволокой.
Благодаря этому выступы (облой), идущие по краям, прижимаются
к вкладкам с обеих сторон, а затем чеканом еще раз проходят
вдоль рисунка и окончательно прижимают вложенную проволоку.
Вкладываемые заготовки из листового металла должны быть
чуть-чуть больше углублений. Их края нужно косо опилить так, что-
бы они точнее соответствовали форме поднутрений стенок выре-
занного углубления. Заготовка слегка изгибается, вставляется и
ударами молотка по всей поверхности предварительно фиксирует-
ся, а затем чеканом окончательно закрепляется. Проволоку можно
вложить и так, чтобы она немного возвышалась над основной плас-
тинкой (рельефная таушировка). Проволоку в этом случае делают
не круглой, а плосковальцованной и ее вкладывают на ребро. После
того, как кромка канавки (облой) чеканом прижата к вложенной
проволоке, ее окончательно осаживают специальным плоским че-
каном, в котором устроен желобок, для того чтобы одновременно
и округлить выступающую вложенную проволоку и прижать к ней
облой.
При отделке таушировки всю поверхность гладко шлифуют и
затем полируют. Если для основы берут сталь, то она тонируется
в сине-серый цвет. Иногда насечку на изделии дополнительно рас-
секают туповатым зубилом. Углубления от рассечки придают всей
работе своеобразный характер. Такой прием применен на китай-
ском железном шлеме из Оружейной палаты, присланном в пода-
рок русскому царю в 1637 г.
Таушировка с последующей наводкой. Для того
чтобы скрыть отдельные ряды проволоки и придать орнаменту
большую слитность и цельность, применяют последующую навод-
ку. Золотой амальгамой слегка наращивают рельеф и придают
своеобразный эффект всему рисунку, как бы написанному кистью.
Амальгаму аккуратно накладывают по линиям рисунка и изделие
нагревают для испарения ртути. Операцию можно повторять не-
108
сколько раз для получения желаемого рельефа.
Кроме насечки золотом, серебром и драгоценными сплавами
применяют и обычные цветные металлы и их сплавы (медь, латунь
и др.). В последнее время были проделаны опыты насечки рисунков
на стали алюминием. Алюминиевая проволока хорошо держится в
насечке, легко полируется и образует красивый своеобразный по
цвету светлый рисунок на темном стальном фоне, несколько напо-
минающий насечку серебром.
Интересна в технологическом отношении насечка серебром и
мельхиором (никелевый сплав) по твердым породам дерева —
самшиту, кизилу, абрикосу. Эта техника издавна применялась в
аварском ауле Унцукуль (Дагестан) для декорирования различных
бытовых изделий (седла, трости, шкатулки, полки и т. п.).
В настоящее время Унцукульская художественная фабрика, рас-
ширяя ассортимент изделий, применяет эту технологию и для юве-
лирных изделий. На рис. 53 изображена деревянная брошь из абри-
косового дерева с насечкой мельхиором. Насечка по дереву осу-
ществляется по тому же принципу, что и по металлу.
26. Наводка
Золотая или серебряная наводка — очень древний способ нане-
сения слоя драгоценного металла на изделия из меди, бронзы, же-
леза и др. Иначе этот способ называется золочением или серебре-
нием «через огонь». Для этого приготовляют золотую или серебря-
ную амальгаму, т. е. раствор соответствующего металла в ртути.
Применять для наводки следует только свежеприготовленную
амальгаму. В графитовом тигле накаливают докрасна тонко прока-
танные и мелко нарезанные листочки чистого золота (или серебра)
и заливают нагретой до 300° С ртутью, взятой в восьми- или девяти-
кратном количестве по весу. Все перемешивают графитовым стерж-
нем до полного растворения. Золотая (и серебряная) амальгама
представляет собой тестообразную массу, которая плавится значи-
тельно легче золота (или серебра). Полученную золотую амальгаму
выливают в воду и после остывания отжимают лишнюю ртуть через
замшу. Затем ее наносят медной проволочной кистью на подготов-
ленное изделие, после чего его нагревают, ртуть легко испаряется,
а восстановленное золото прочно соединяется с изделием.
В прошлом амальгаму нагревали на слабом огне из древесного
угля. В настоящее время вместо древесного угля используют ма-
ленькое пламя бунзеновской горелки, над которым устраивают ас-
бестовую сетку, чтобы действовало только тепло, а огонь непосред-
ственно не касался изделия; изделие постоянно поворачивают.
Важно, чтобы при этом тепло действовало медленно и постепенно
увеличивалось. Когда верхняя поверхность изделия начинает блес-
теть как бы серебром, это свидетельствует о том, что амальгама
плавится и ее необходимо разравнивать и разглаживать мягкой
кистью или комком ваты (в прошлом это выполнялось заячьей ла-
109
Рис. 53. Насечка
мельхиором
по абрикосовому дереву
Художник Н. Скубенко
Рис. 54. Деталь дверей
Суздальского собора
XIII в.
Рис. 55. Деталь
Новгородских
(Васильевских) ворот
110
пой). Ртуть при этом испаряется, и поверхность делается матово-
белой. Когда она становится желтой, тогда образуется желаемый
золотой слой и нагревание следует прекращать. Во время нагрева-
ния золотые части амальгамы диффундируют в основной металл и
удерживаются на нем. После того как это достигнуто, ртуть
испаряется, а золото прочно соединяется с металлом.
При перекаливании наступает диффузия золота в основной ме-
талл и золото растворяется в нем. Поэтому нагревать нужно очень
осторожно, следя за процессом. Так как металлическая ртуть, ее
пары и соединения очень ядовиты, нужно следить, чтобы они не
проникли в организм. При работе надо использовать вытяжной
шкаф, а еще лучше — работать на открытом воздухе.
Когда изделие охладится, его промывают и позолоченную по-
верхность обрабатывают на вращающихся латунных щетках. Предва-
рительно надо убедиться, что изделие равномерно покрыто амаль-
гамой. Затем его полируют кровавиком или шерстью.
Золотая и серебряная наводка по красной
меди с применением черного лака. До нас дошло не-
сколько памятников, выполненных в этой технике; в основном —
это большие входные двери Успенского и Благовещенского соборов
Московского Кремля (конец XV в.). Две замечательные суздаль-
ские двери XIII в., фрагмент одной из них показан на рис. 54, Лиха-
чевские двери (царские алтарные двери) Русского музея в Ленин-
граде и Васильевские врата из Новгорода (рис. 55), а также отдель-
ные пластины. Долгое время техника исполнения этих дверей была
неясна. На Западе, хотя и имеются подобные двери в соборе
св. Марка в Венеции, но в литературе эта техника не описывалась.
По мнению проф. Ф. Я, Мишукова, эта техника сводится к сле-
дующему. Хорошо отшлифованную пластину красной меди толщи-
ной 1—3 мм покрывают лаком такого состава (в частях): скипида-
ра— 12, асфальта — 8, желтого воска — 4, сосновой смолы — 2. Лак
варят на водяной бане, чтобы он хорошо смешался. Во время по-
крывания лаком пластину слегка подогревают и на теплую поверх-
ность наносят лак негусто, до золотистого тона, как можно ровнее.
Подготовленную поверхность коптят на пламени; при этом по-
лучается черная, как бы эмалевая ровная плоскость. Затем изделие
просушивают на легком огне, следя за тем, чтобы лак не закипал.
После этого стальной иглой наносят рисунок и ножами выскаблива-
ют его в виде пробелов, тонких контуров или сплошных светлых
поверхностей; выскабливание не должно быть глубоким, только
медь следует начисто освободить от лака.
Когда рисунок закончен, пластину подогревают до почернения
меди и отбеливают. Лак легко выдерживает отбеливание в
слабом (пятипроцентном) горячем растворе серной кислоты. Отбе-
лив предмет, его хорошо промывают и затем на влажную поверх-
ность пластины наносят заранее приготовленную золотую амальга-
му. Ртуть хорошо соединяется с чистой поверхностью красной меди
и покрывает все линии рисунка ровным серебристым слоем. Затем
пластину нагревают, ртуть испаряется, а золото восстанавливается.
111
3
Ска нн о-
эмальерные
и черневые
работы
112
Филигрань
27. (скань)
Филигрань (скань) — своеобразный вид художественной обра-
ботки /металла, занимающий с глубокой древности важное место в
декоративно-прикладном искусстве.
Термин «филигрань» — более древний; он произошел от двух
латинских слов «филюм»—нить и «гранум» — зерно. Термин
«скань» — русского происхождения. Он берет свое начало от древ-
неславянского глагола «съкати» — ссучивать, свивать, сучить.
Оба термина как бы раскрывают технологическую сущность это-
го искусства. Термин «филигрань» сочетает в себе названия двух
основных первичных элементов, из которых производятся филигран-
ные изделия, — это проволока и мелкие шарики, дополняющие про-
волочный узор.
Термин «скань» подчеркивает основную технологическую осо-
бенность, характерную для сканного производства, а именно то, что
проволоку применяют в этом виде искусства ссученной, свитой в
шнуры, что придает сканным изделиям особую красоту и изящест-
во. Чем тоньше по сечению проволока и чем туже, круче она ссу-
чена, тем красивее получается изделие. Особенно, если узоры так-
же дополняет и «зернь» — этим термином в русском сканном про-
изводстве обозначали мельчайшие шарики. Однако термин «зернь»
в современной практике почти утратится и сейчас чаще употребля-
ют термин «кальнер» или «корнер» — от искаженного немецкого
слева «корн», что также означает зерно.
В зависимости от технологических особенностей изготовления
филигранных изделий различают большое разнообразие видов и
разновидностей филиграни, которые чаще всего обозначают сле-
дующими названиями:
Напайная филигрань (скань) — художественная обработка, когда
узор из проволоки (гладкой или сученой), а также зернь напаивают
113
Рис. 56. Фрагмент
фоновой скани
непосредственно на листовой металл. Напайная филигрань имеет
следующие разновидности:
а) фоновая, или глухая филигрань — простейший случай, когда
филигранный узор напаивают на листовой металл (рис. 56), иногда
дополнительно канфарят фон;
б) просечная, или выпильная филигрань, при которой после пай-
ки узора фон удаляют либо просечкой, либо выпиловкой;
в) рельефная филигрань по чеканке—сканный узор напаивают
на заранее подготовленный чеканный рельеф;
г) напайная филигрань с эмалью или перегородчатая эмаль (см.
раздел «Эмаль»), при которых после пайки скани все пространства
между перегородками, образованными сканью, или их часть запол-
няют эмалью (рис. 57).
Ажурная филигрань — обработка, при которой узор, состоящий
из элементов, выполненных из проволоки, спаивают только между
собой, без фона, образуя как бы кружево из металла, а применяе-
мую в этом случае зернь напаивают на это кружево. Ажурная фи-
лигрань имеет следующие разновидности:
а) плоская ажурная филигрань — весь предмет представляет со-
бой плоское (двухмерное) кружево, образованное проволочными
детелями, спаянными между собой в одной плоскости (рис. 58);
б) ажурная филигрань с эмалью, или «оконная» эмаль (см. раз-
дел «Эмаль»), — проемы, ячейки между сканными деталями запол-
114
йены прозрачной, просвечивающей эмалью, образуя как бы ми-
ниатюрный цветной витраж;
в) скульптурно-рельефная ажурная филигрань — изделие пред-
ставляет собой скульптурный, трехмерный рельеф (иногда горель-
еф), образованный из ажурной филиграни;
г) многоплановая, или сложная филигрань — сканной узор, со-
стоящий из двух или многих планов, напаянных один на другой, т. е.
когда на нижний узор, служащий как бы фоном, накладывают и
припаивают новый рисунок, лежащий в другой плоскости; на нем
может быть построен третий план и т. п. Таким образом, изделие
приобретает трехмерный характер.
Объемная филигрань. К ней относятся объемные предметы, вы-
полненные сканной техникой, — вазы, кубки, подносы (рис. 59),
ларцы, коробки (рис. 60), объемные изображения зверей, птиц, ар-
хитектурные формы и т. п. Такие изделия изготовляют из отдельных
частей, которые затем монтируют в целую композицию.
Отдельные элементы предварительно изготовляют по их раз-
верткам каким-либо одним или несколькими видами сканной техни-
ки из описанных выше. Изделие может быть выполнено из напайной
филиграни (фоновой) с эмалью или чеканкой или из ажурной фи-
лиграни простой или многоплановой (сложной) и т. п. Иногда в од-
ном предмете умело используют несколько разновидностей фили-
грани, ажурные детали чередуют с фоновыми, дополнительно укра-
шенными чеканкой, драгоценными камнями и эмалью и т. п. (рис. 61
и 62). Это придает особое богатство и красоту всей композиции в
целом.
Такое большое разнообразие видов и приемов филиграни воз-
никло не сразу. Они сформировались в течение многовекового раз-
вития сканной техники.
Возрождение сканного производства в нашей стране после
Великой Октябрьской революции относится к концу двадцатых го-
дов. Перед филигранным искусством возникли новые задачи как по
ассортименту, так и по количеству выпускаемых изделий.
На современном производстве филигранные изделия изготов-
ляют от начала и до конца вручную или при помощи лишь неслож-
ных приспособлений, — в этом специфичность сканной техники.
Главное отличие современных филигранных изделий от создания
их в прошлом заключается не столько в технологии, сколько в ор-
ганизации труда, в его разделении. Кроме того, сейчас все шире
внедряется малая механизация и специальные приспособления, об-
легчающие и ускоряющие трудоемкие операции (сучение скани,
пайки и др.).
В прошлом каждое изделие — от заготовки проволоки и до
окончательной пайки и монтировки делал один высококвалифици-
рованный мастер-филигранщик, причем он обычно являлся и созда-
телем-художником, автором изделия.
В настоящее время весь технологический процесс разбивают на
ряд отдельных операций и в зависимости от сложности и ответ-
ственности их выполняют мастера различной квалификации.
115
116
Рис. 57. Фрагмент
напайной скани
с эмалью
Рис. 58. Плоская
ажурная филигрань
(фрагмент)
Рис. 59. Поднос
сканный
XIX в. Турция. Государствен-
ный Исторический музей
Весь технологический процесс производства
филигранных изделий (независимо от его
размера и сложности) включает следующие
операции:
Подготовительные операции.
а) разработка шаблонов (рисунков) под
филигрань.
Проект филигранного изделия, выпол-
ненный художником перед его переводом в
материал, прежде всего разбивают на со-
ставные части и для каждой объемной части
вычерчивают развертку (для плоскостных
изделий в этом нет необходимости). Затем
весь рисунок разбивают на составляющие
его элементы и для каждого элемента уста-
навливают толщину и вид проволоки (скань,
гладь, шнурок). Особенно это важно для
изделий, поступающих в серийное произ-
водство. Эта разработка фиксируется
или в чертеже, или прямо в образце непо-
средственно, выполненном в материале.
Следует заметить, что сложный по кон-
фигурации орнамент необходимо разби-
вать на серию простейших элементов. Чем
проще и короче отрезок проволоки, тем
легче его подогнать к соответствующему
участку контурной линии рисунка, а в целом
верно и точно набрать весь рисунок. Выги-
бать из проволоки сложные и длинные про-
фили— нецелесообразно. Значительно про-
ще и быстрее их составить из отдельных от-
резков простой конфигурации; при плотной
установке места стыка отдельных элементов
после пайки совершенно незаметны и
не портят общего вида рисунка.
Заготовка скани. Материалами для изго-
товления скани служат чистые металлы: зо-
лото, серебро, медь. Их сплавы для этой
цели обычно не применяют по двум причи-
нам: во-первых, они обладают меньшей
пластичностью и вязкостью; они более жест-
ки и упруги, и это затрудняет волочение
проволоки, ее сучение и набор скани. Во-
вторых, температура плавления сплавов ни-
же, чем у чистых металлов, что затрудняет
пайку изделий. Однако иногда по экономи-
ческим соображениям при работе из дра-
гоценных металлов допускается заготовка
скани из пробы 958 для золота и 916 для
117
Рис. 60. Серебряная
сканная коробочка
XVII в. Швеция. Государст-
венная Оружейная палата
серебра. Но такая скань трудна в работе. Исключение составляет
плавка зерни, которую можно изготовлять из сплавов указанных
проб (и даже ниже), а для медных сканных работ зернь иногда пла-
вят из латуни.
Скань изготовляют из проволоки; если она не соответствует по
толщине сечению, указанному на чертеже (или образце), ее протя-
гивают через соответствующий фильер волочильной доски. Воло-
чильная доска, или циейзен (от немецкого zieheisen), представляет
собой стальную закаленную пластину, в которой просверлены ряды
постепенно уменьшающихся по диаметру отверстий. Волочильную
доску укрепляют в настольных тисках, конец проволоки заостряют
напильником и просовывают в отверстие волочильной доски. Захва-
тив конец проволоки плоскогубцами, плавно, без рывков, протяги-
вают проволоку через отверстие. Для получения чистой поверхно-
сти и уменьшения усилия применяют смазку (масло или воск).
118
Рис. 61. Золотая скань.
Шапка Мономаха
XIII—XIV вв. Государственная
Оружейная палата
Переходя последовательно от одного отверстия к другому (мень-
шему), получают проволоку необходимого сечения.
Однако при волочении проволока быстро нагартовывается, де-
лается жесткой, трескается с конца и легко рвется. Чтобы избежать
этого, ее необходимо периодически отжигать, доводя до темно-
красного каления. При этом структура металла меняется, и прово-
лока снова становится мягкой. Медную проволоку следует отжигать
через каждые 3—4 отверстия, также и серебряную пробы 875.
Проволока из чистого серебра гартуется меньше, ее можно протя-
гивать, отжигая через 5—6 отверстий. Чистое золото проходит без
отжигания 6—8 отверстий. При отжигании проволоку необходимо
свертывать в кольцевой моток, следя за тем, чтобы витки плотно
прилегали друг к другу, а готовый моток оплетать свободным кон-
цом проволоки. Это необходимо для того, чтобы вся проволока в
мотке нагревалась равномерно, не перегревалась и отдельные ее
11?
Рис. 62. Колт золотой
со сканью
и перегородчатой
эмалью
XII—XIII вв. Россия. Государ-
ственная Оружейная палата
участки не могли бы оплавиться. Особенно это относится к тонким
проволокам, отстоящие витки которой легко оплавляются. Если
проволока очень тонкая, то ее наматывают на латунный ролик, ана-
логичный нитяной катушке, так как при этом она равномерно про-
гревается и уменьшается опасность расплавления.
После каждого отжига проволоку отбеливают в слабом растворе
серной кислоты (5—10%), промывают и просушивают. Особенно
это относится к меди и лигатурному серебру. Проволоку из чистого
серебра и золота можно опускать в горячем состоянии в чистую
воду, это придает им еще большую мягкость.
В настоящее время волочение применяют не только для получе-
ния проволоки, но также и различных фасонных профилей. Кроме
того, волочением изготовляют тонкостенные трубки малых диамет-
ров для шарниров. При волочении тянутые изделия приобретают
гладкую и чистую поверхность, точные размеры и форму по всей
их длине.
Проволоку, предназначенную для изготовления скани, после во-
лочения ссучивают и плющат в вальцах. Ссучивание (свивание) скани
в прошлом осуществлялось на скальнице — примитивном приспо-
соблении, приводимом во вращение рукой, на что тратилось немало
времени. В настоящее время скань сучат на быстро вращающемся
шпинделе мотора или любого механизма, обеспечивающего быст-
рое вращение (электродрель, станок и т. п.).
Скрутка скани не должна быть слабой. Обычно необходимая
степень свивания филиграни достигается в два приема, в интервале
между которыми проволоку отжигают, чтобы придать ей необхо-
димую мягкость и пластичность. Скань заготавливают из отожжен-
ной проволоки, отбеленной (в пятипроцентном растворе серной
кислоты), промытой и высушенной. Ссученную скань прокатывают в
120
плоских вальцах и вновь отжигают, отбеливают, промывают и сушат.
Такая скань готова к употреблению. Степень плющения скани мо-
жет быть различна — от едва заметной до сильной; чем шире,
сильнее развальцована скань, тем прочнее изготовленное из нее
изделие, так как поверхность пайки соответственно увеличивается.
Кроме сученой скани для филиграни применяют и гладкую валь-
цованную (или просто круглую) проволоку, так называемую гладь,
которая в сочетании со сканью значительно обогащает рисунок.
Шнуры для филиграни различают по толщине и рисунку. Их го-
товят различными приемами. Простейший шнур вьют так же, как
скань, из двух, но более толстых проволок, но не вальцуют, и в
своем сечении он остается круглым. Более сложные по структуре
шнуры сучат из трех или четырех проволок. Интересный рисунок
приобретает шнур, если, свитый из двух проволок, он складывается
вдвое и вновь сучится; при этом он становится плотным и сложным
по структуре. Если же повторно свивать шнурок в обратную сторо-
ну, то он становится более рыхлым и оригинальным по рисунку.
Этот вид шнурка придает особую красоту и богатство композиции.
Своеобразный характер приобретает шнур, свитый из двух прово-
лок различной толщины.
Еще более сложный рисунок, значительно обогащающий скан-
ные работы, имеет «плетенка», которую плетут как косу из трех
(или более) проволок вручную. Плетенки заготовляют короткими
отрезками, так как плетение из длинных проволок очень затрудни-
тельно— они путаются. Своеобразным декоративным элементом
скани является «струнцал». Его изготовляют по принципу производ-
ства канители — путем навивания тонкой по сечению проволоки на
более толстую так, чтобы виток плотно ложился к витку. В сочета-
нии со шнурами и сканью гладкие линии, очерченные струнцалом,
очень эффектны.
Одним из очень красивых элементов сканных работ является
«зернь» (мелкие шарики). Она значительно дополняет и обогащает
линейный рисунок, выполненный из проволоки, и напоминает жем-
чужные обнизи в шитье. Зернь приготовляют следующим образом.
Чтобы все зерна были одинаковыми по диаметру, необходимо про-
волоку нарезать на одинаковые кусочки. Для этого тонкую прово-
локу навивают спиралеобразно (виток к витку) на ригель — гладкий
цилиндрический стальной стержень. Полученную спираль снимают
с ригеля и разрезают на отдельные витки (колечки). Затем, смешав
такие заготовки (колечки) с угольным порошком, их нагревают в
муфеле до оплавления. Колечки, разделенные друг от друга уголь-
ным порошком, сплавляют в точные круглые шарики одинакового
размера. При небольших заготовках зернь можно оплавлять на
листовом асбесте или куске древесного угля. Если хотят получить
правильные полушары, то заготовленные колечки оплавляют, по-
ложив их на листовую слюду. Нижняя часть такого шарика, которая
обращена к слюде, становится плоской.
Набор скани. Процесс набора скани по рисунку состоит из двух
операций: 1) выгибание каждого элемента рисунка из соответст-
121
вующей проволочной заготовки (скани, глади или шнура) и 2) уста-
новка такого элемента на соответствующее место и закрепление
клеем. Наиболее целесообразно предварительно заготовить все
детали рисунка (завитки, колечки, овалы и т. п.), а затем устанавли-
вать их на место. Эту работу ведут при помощи пинцета специаль-
ной формы — корнцанга, представляющего собой сложенную вдвое
стельную полосу шириной от 10 до 15 мм и толщиной от 1 до
2 мм. Общая длина пинцета составляет 100—150 мм, и ее подбира-
ют по руке; концы пинцета коротко заострены и слегка согнуты
внутрь. Пинцетом работают, держа его в правой руке, а свободный
конец проволоки придерживают ногтем указательного пальца ле-
вой руки. Эту работу проводят на специальной, ровной металличе-
ской пластине (из цинка или алюминия) размером 150X200 мм и
толщиной 2—3 мм.
В современных условиях при серийном производстве изделий
для заготовки отдельных элементов рисунка применяют различные
приспособления: для навивки колечек используют ригели — гладкие
отрезки стальной проволоки различной толщины от 0,5 мм в диамет-
ре до 10 мм (а иногда и толще). Для формовки зубчиков (для кас-
тов или фона) — специальные зубчатые вальцы. Проволока, пропу-
щенная через такие вальцы, приобретает равномерные зубчатые
изгибы. Тот же результат, но с закругленными и несколько склонен-
ными в одну сторону зубцами можно получить, если расплющить
навитую на тонкий ригель и слегка растянутую спираль.
Более сложные конфигурации (лепестки розеток и др.) получают
при помощи плоскогубцев, рабочие концы которых запиливают
специальным образом. Применяют также специальные пресс-фор-
мы, в которых формуют более сложные элементы. Для резки скани
служат ножницы или специальный короткий небольшой нож, снаб-
женный деревянной рукояткой.
Из приготовленных первичных элементов производят набор ри-
сунка и установку его на клей. Можно различить четыре способа
набора скани в зависимости от ее вида (и разновидности):
а) Напайная филигрань (фоновая). В этом случае рисунок пере-
водят на подготовленную (отожженную, отбеленную, промытую и
высушенную) заготовку из листового металла (золото, серебро,
красная медь), по толщине, размерам и конфигурации соответст-
вующую рисунку и предназначенную для фона.
Набор начинают или с установки главных, наиболее крупных эле-
ментов композиции, выполняемых из толстого шнура, или, наоборот,
с рамок по контурам рисунка (если они предусмотрены). Если в
композиции предусмотрены драгоценные камни, то начинают с
определения мест под касты; затем ставят второстепенные элемен-
ты рисунка из более тонкой проволоки (скани или глади) и в конце
самые тонкие и мелкие детали, заполняющие рисунок. Набор за-
канчивают установкой зерни (если она предусмотрена).
В прошлом набор скани производили на столярный или вишне-
вый (камедь) клей. Каждую деталь смазывали клеем и устанавли-
вали на соответствующее место; это отнимало много времени. Сей-
122
час в качестве клея применяют нитролак, клей БФ и др. При этом
работа значительно упрощена и сводится к следующему: после
укладки на место нескольких первичных элементов рисунка (завит-
ков, колечек) на них сверху наносят каплю лака или клея, которая
расплывается по рисунку, обволакивая проволоку тонким слоем,
быстро высыхает и прочно приклеивает скань к фону.
При наборе плоских фоновых изделий необходимо следить за
тем, чтобы детали были плоскими и ложились на фон ровно всеми
своими точками, по всей плоскости. Это обеспечивает их надежную
пайку с одного раза. Желательно также, чтобы все детали плотно
прилегали друг к другу, особенно в тех местах, где они сопрягают-
ся встык, — это обеспечивает наибольшую сохранность рисунка от
искажения в процессе пайки и делает места стыков незаметными.
Нельзя допускать также отставания от фона и поднятия отдельных
элементов или участков скани над общим уровнем, так как при пай-
ке они легко могут сгореть.
При наборе зерни (шариков) целесообразно под каждое зерно
класть колечко или канфарить фон, т. е. ударом острого чекана
намечать место для каждого зерна. Это облегчает набор и увели-
чивает его точность и соответствие рисунку, так как в этом случае
шарики не катаются по фону, а хорошо фиксируются на своих мес-
тах. Кроме того, при наборе зерни по канфарнику или на кольцо
значительно возрастает прочность пайки шарообразной зерни за
счет увеличения поверхности пайки.
Если же в рисунке колечки не предусмотрены, то можно упо-
треблять зернь, сплавленную на слюде (полушаровидную). В тех
случаях, когда зернь расположена как жемчужная обнизь, в одну
линию, целесообразно ее набирать между двух тонких параллель-
ных проволок.
б) Объемная фоновая филигрань. Набор скани для этого вида
осуществляют на предварительно выдавленные, штампованные (или
дифованные от руки) объемные формы — цилиндры, конусы, ша-
ровые поверхности или на еще более сложные формы — цветы,
листья, изображения животных и т. п. — чеканные рельефы. Набор
на объемную форму или рельеф делать значительно труднее по
сравнению с плоскостью, так как элементы рисунка приходится
предварительно изгибать по форме, чтобы они плотно прилегали к
фону. Поэтому при изготовлении цилиндрических или конусных из-
делий (имеющих одну кривизну) часто используют набор скани на
плоские развертки этих фигур, а после пайки филиграни на фон из
такой развертки свертывают цилиндр или конус. Однако такой при-
ем неизбежно ведет к некоторой деформации и искажению рисун-
ка, особенно если его элементы крупны и набраны из толстой или
сильно развальцованной скани. Изделия, имеющие двойную кри-
визну, например шар, этим приемом изготовить нельзя, так как они
не имеют плоских разверток.
в) Набор плоской ажурной филиграни. Набор этого вида фили-
грани производят при помощи нитролака на писчую бумагу (раньше
так же, как и для фоновой филиграни, применяли столярный клей).
123
Рис. 63. Фрагмент
сканного подноса
XIX в. Турция. Государствен-
ный Исторический музей
124
Для этого рисунок переводят на бумагу и набор проводят так же,
как и на листовой металл. Однако в этом случае плотность набора
имеет особенное значение, так как при пайке детали рисунка долж-
ны прочно спаяться только между собой из-за отсутствия фона. На
рис. 63 показан правильно и очень плотно выполненный набор
ажурной скани. Неплотный набор приводит обычно к высыпанию
отдельных не спаявшихся элементов, что значительно усложняет
работу, так как требует вторичной вставки их на место и вторичной
пайки.
Не следует брать слишком толстую бумагу, так как при пайке
сна сгорает неравномерно и деформирует рисунок. Кроме того,
от толстой бумаги образуется много золы, которая затрудняет про-
цесс пайки. Нельзя также применять вместо писчей бумаги кальку
или восковку.
г) Набор объемной ажурной филиграни. Набор этого вида фи-
лиграни производят на специальные шаблоны из малоуглеродистой
стали; лучшим материалом служит черный декапир толщиной 0,5—
0,8 мм или обычное кровельное железо. Шаблоны изготовляют
вручную дифовкой или на давильном станке. Они должны быть
цельными без паяных швов; по этой причине монтированные шаб-
лоны не годятся, так как в процессе пайки филиграни, которую
выполняют на шаблоне, швы могут распаяться и испортить
работу.
Набор на стальные шаблоны производят так же, как и при объ-
емной фоновой филиграни, с той лишь разницей, что после пайки
ажурная филигрань к шаблону не припаивается и легко с него сни-
мается. Часто ажурные объемные изделия и рельефы изготовляют
иначе. Набор производят на плоскость, а затем после пайки из
плоской ажурной заготовки дифуют необходимый объем. Плотно
набранный и хорошо пропаянный ажур легко дифуется и принимает
весьма сложные формы, в том числе и с двойной кривизной. Так,
например, ажурный шар можно изготовить из двух кружков-розе-
ток: из каждой дифуют полушар, а затем их спаивают вместе по
периметру большого круга.
Для придания большей физической прочности ажурным объем-
ным изделиям с тыльной стороны к полученному рельефу подпаи-
вают специальный каркас из полос различной формы и конфигура-
ции, смотря по рисунку. Большие сложные композиции собирают
из деталей, каждую из которых выполняют и спаивают отдельно,
Монтировку готовых деталей между собой производят или так
же — на припой, или, если детали имеют различную отделку (се-
ребрение, золочение), — после их отделки на специальные клямеры
или на винтах.
Пайка филигранных изделий. Изделия, набранные на столярном
клее, перед пайкой требуют обязательной обвязки тонкой желез-
ной проволокой — биндрой, так как при пайке столярный клей от
нагревания вспучивается, кипит и загорается. В этот момент отдель-
ные мелкие детали оказываются ничем не скрепленными между со-
бой и могут рассыпаться. При обвязке фоновой филиграни биндру
125
Таблица 13
Для пайки изделий Состав припоя (в частях)
Меди чистой Серебра Золота чистого
пробы 875 | пробы 916 J чистого
Из меди 1 2 — — —
Из серебра без эмали 1 4 — — —
под эмаль 5 — 16 — —
Из золота без эмали — — — 3 8
под эмаль — — — 1 1 4
укладывают так, чтобы каждая деталь хотя бы один раз попала под
ее виток и была бы прижата к фону.
При пайке ажурной филиграни, набранной на бумагу, ее привя-
зывают к пластине из мягкой листовой стали толщиной 0,5—0,8 мм
(или кровельного железа) несколько большего размера и предвари-
тельно натертой мелом, чтобы филигрань не припаялась к пластине..
При наборе на нитролак и другие современные клеи обвязку
обычно не применяют, так как, например, клей БФ удерживает де-
тали до момента пайки и, сгорая почти мгновенно, не дает изделию
рассыпаться. Однако сложные объемные изделия, набранные и на
современных клеях, необходимо связывать.
В качестве припоев для пайки филиграни применяют специаль-
ные припои (табл. 13).
Припой употребляют в виде опилок. Для этого слиток припоя
посредством личного напильника превращают в опилки, затем маг-
нитом из измельченного припоя удаляют кусочки железа, которые
попадают туда от напильника. Очистку припоя магнитом надо про-
изводить обязательно, так как кусочки железа от напильника вместе
с припоем, попадая на скань, заплавляются в ней и остаются неза-
метными до отбеливания готового изделия в слабом растворе сер-
ной кислоты. Здесь железо, реагируя с кислотой, образует красно-
бурый нацвет на скани, трудно удаляемый и затрудняющий даль-
нейшую отделку изделия.
В качестве флюса при пайке применяют буру. Прокаленную и
мелко измельченную буру смешивают с припоем в отношении 1 : 1
по объему. Подготовленное к пайке изделие смачивают водой (луч-
ше слабым раствором буры) и на мокрую поверхность не очень
густо посыпают заготовленную смесь припоя с бурой.
Если припоя взято мало, то могут остаться непропаянные места
и изделие будет недостаточно прочным. Избыток припоя не жела-
телен, так как он заливает фактуру шнуров и скани, мелкие детали
рисунка и портит внешний вид изделия. Пайку филиграни лучше
всего производить широким, мягким, коптящим, восстановительным
пламенем керосина. Температура сгорания копоти почти совпадает
126
с температурой плавления припоя (800—850°). Пайка обычно про-
исходит быстро и очень чисто. Применение бензинового пламени
дает хорошие результаты, однако, если пламя узкое (режущее),
изделие может сгореть.
В прошлом необходимую температуру получали посредством
специальной медной трубки — февки, через которую вдували воз-
дух в пламя керосиновой лампы. Непрерывное дутье требовало
большого навыка и, кроме того, было очень изнурительно.
В настоящее время дутье осуществляется от компрессора или
при индивидуальном пользовании — от мехов с ножным приводом.
Применять ювелирные припои, содержащие цинк, для пайки фи-
лиграни нельзя, так как при повторных пайках цинк растворяет тон-
кие детали узора, а на более толстых проволоках остаются глубо-
кие раковины, которые трудно исправить. Испорченные детали при-
ходится вырезать, а на их место набирать и впаивать новые. Кроме
того, ювелирные припои, содержащие цинк, требуют тщательной
предварительной очистки поверхности изделий, подлежащих
пайке.
В сканном деле такая подготовка невозможна, так как при на-
боре скани применяют различные клеи, которыми удерживаются
между собой мелкие проволочные детали сканных изделий, посту-
пающих в пайку. В процессе пайки сгорают клей и бумага, на кото-
рой осуществлен набор ажурной скани; в результате образуется
зола, которая неизбежно попадает в швы, подлежащие пайке, и
загрязняет их. Сканные припои «не боятся грязи» и хорошо «бегут»
и «играют» при наличии достаточного количества флюса —
буры.
После пайки изделие проверяют и, если окажутся непропаянные
участки (по причине недостаточно плотного набора), их исправляют
и пропаивают еще раз. После этого изделие отбеливают в горячем
пятипроцентном растворе серной кислоты. Отбеливание проводят
очень тщательно, до полного удаления мало заметных стекловид-
ных следов флюса (буры). Бура сильно мешает последующей галь-
ванической отделке изделий (серебрению и золочению), так как зо-
лото и серебро не осаждаются на те места, где остаются пленки бу-
ры, и они ясно выступают своим розоватым цветом на золотом или
серебряном фоне предмета.
Филигранные изделия могут быть репродуцированы посредст-
вом литья и гальванопластики (см. соответствующие разделы). По-
пытки повторять филигрань при помощи штампов также дали более
или менее удовлетворительные результаты. Однако все эти приемы
позволяют повторить только фоновую, глухую напайную филигрань.
Попытки воспроизвести ажурную филигрань посредством спе-
циально изготовленного штампа хотя и дали некоторый результат,
но получается рисунок, очень далекий от оригинала; кроме того,
экономически это нерентабельно ввиду высокой стоимости и не-
прочности таких просечных многопуансонных штампов. Иногда су-
ченую скань заменяют нарезной проволокой или ее слегка насека-
ют на готовом изделии.
127
Рис. 64. Серебряная
подвеска
XIX в. Дагестан. Государствен-
ный Исторический музей
На рис. 64 изображена сканая серебряная подвеска, при изго-
товлении которой применен этот способ. Толстая вальцованная про-
волока, использованная для контура и основных линий орнамента,
первоначально была гладкой, а после пайки изделия на ней сделаны
насечки. Мелкий рисунок выполнен из сученой скани.
В последнее время широко распространилась скань из мельхио-
ровой проволоки. Однако для учебных целей работа с этим мате-
риалом нецелесообразна, так как проволока из красной меди во
многом превосходит мельхиоровую и по пластичности (легче на-
бирается скань), и она значительно проще в пайке.
128
Горячая эмаль
28. (финифть)
Слово «эмаль» латинского происхождения, а «финифть» — гре-
ческого, что обозначает блестящий камень («фингитис»).
Техническая сторона эмалирования тесно связана с художествен-
ными требованиями, так как необходимо не только создать изде-
лие, но и увязать художественную композицию металла с цветом
эмали. Настоящая художественная эмалевая работа получается
тогда, когда расплавленное стекло не только технически, но и ху-
дожественно соединяется с металлом.
Эмаль представляет собой тонкий слой стеклянного сплава более
или менее легкоплавкого, различных цветов. Ее наносят в порошко-
образном состоянии на поверхность изделия и сплавляют непосред-
ственно на нем, путем нагрева изделия. Эмаль, кроме декоративно-
го значения, обладает также защитными, антикоррозийными свойст-
вами. Она отличается большой стойкостью не только против атмос-
ферных влияний, но и против воздействия химических реагентов —
кислот, щелочей, ядовитых газов и т. п. Эта стойкость позволяет
использовать эмали в архитектурных сооружениях, работающих в
условиях экстерьера.
По составу и характеру строения эмали представляют собой
стекловидный твердый раствор кремнезема, глинозема и других
окислов, которые обычно называют «плавнями». Некоторые из
них — окиси свинца, калия, натрия — увеличивают легкоплавкость
эмалей, но в то же время делают ее менее стойкой против внешних
условий; другие — окиси кремния, алюминия, магния — увеличива-
ют прочность эмали и ее тугоплавкость.
Д. И. Менделеев рассматривал эмали как раствор более туго-
плавких стеклообразных соединений в легкоплавких. Он указывал
на то, что пропорция тех и других должна быть подобрана так, что-
бы при охлаждении и затвердевании эмали не происходило бы вы-
деления части вещества в кристаллическом виде (так называемое
расстекловывание), что происходит в случае, когда в составе эмали
преобладают окись кремния и другие тугоплавкие соединения. С
другой стороны, избыток легкоплавких соединений, например, оки-
сей натрия и калия, делают эмаль мало прочной; она легко треска-
ется, разъедается кислотами и даже растворяется в горячей воде
(подобно растворимому стеклу).
Избыток окиси свинца также не желателен, так как эмаль полу-
чается мягкая. Однако в сплаве с другими кремне- и борнокислыми
солями свинцовая окись, взятая в норме, образует достаточно
прочную эмаль и, кроме того, придает ей блеск, яркость цвета и
легкоплавкость; этим и объясняется широкое использование окиси
свинца для приготовления художественных эмалей в прошлом.
Состав эмалей очень не одинаков и изменяется в широких преде-
лах в зависимости от назначения.
По составу эмали разделяют на прозрачные и глухие (непро-
зрачные). Глушение осуществляется добавкой в шихту окиси олова
5—4040
129
Таблица 14 или трехокиси мышьяка. Дна-
Компоненты Для проз- рачных (%) логичную роль глушителей про- чих (м зрачности эмалей играют так- же соединения фтора и фос-
Окись свинца Окись кремния Окись калия Окись бария Окись натрия Трехокись мышь- яка Трехокись сурьмы 43,24 39,36 15,62 0,42 0,18 1,11 0,07 52 0 форная кислота. Обычно для Зо*о получения цветных эмалей 6*9 (прозрачных или глухих) снача- 1,8 ла готовят основной сплав, а 0»? затем к этому бесцветному ’ сплаву добавляют различные _ красители и вновь все пере- плавляют. Примером такой ос-
новы для современных юве-
лирных цветных эмалей может служить бесцветный сплав состава,
представленного в табл. 14.
Для получения цветных эмалей пользуются красителями, кото-
рые добавляют к основе в различных пропорциях (табл. 15).
Применяют также и другие красители.
Требования, предъявляемые к художественным эмалям:
легкоплавкость (в пределах до 800°, а для алюминия до 600°);
химическая устойчивость в процессе отбеливания (15%-ный рас-
твор серной кислоты);
Таблица 15
Красящие вещества
Получаемый цвет эмали
1. Окись железа в комбинации с
другими соединениями
2. Окись марганца
3. Окись меди
4. Металлическая медь
5. Закись-окись кобальта
6. То же в смеси с другими окис-
лами
7. Окись хрома
8. Хромовокислый свинец и хром-
пик
9. Хромистый железняк
10. Комбинации окислов:
хрома, кобальта, олова, калия
11. Окись урана
12. Титановая кислота
13. Трехокись сурьмы
14. Окись никеля
15. Окись иридия
16. Соединения золота
17. Окись олова
18. Окись олова вместе с фосфорно-
кислой медью
19. Соединения серебра
20. Водная окись железа
Желтый, красный, коричневый, серый,
черный
Фиолетовый, коричневый, серый, черный
Гамма сине-зеленых цветов
Рубиново-красный (медный рубин), а
также с переходом в розовый и лило-
вый, серый и бирюзовый
Синий различных оттенков, голубой
Фиолетовый, серый, черный
Зеленый
Розовый, ярко-красный, коричневый
Черный, коричневый
Сиреневый и цвета «гвоздики» (так на-
зываемые «пинки»)
Желтый, красно-оранжевый
Желтый
Желтые и оранжевые тона
Серый и коричневый
Черный
Различные оттенки красного от розово-
го до пурпурового (золотой рубин)
Молочно-белый, заглушающий прозрач-
ность
Бирюзово-лазурный
Желтый
Охристый
130
хорошая кроющая способность;
прочность соединения эмали с металлом;
яркий, чистый цвет;
блеск эмали.
Весь процесс эмалирования можно разделить на четыре этапа:
подготовка изделия под эмаль; наложение эмали; обжиг эмали;
отделка изделия.
Подготовка изделия под эмаль. Металлы только тогда связыва-
ются с эмалью, когда они абсолютно чисты и обезжирены. Готовую
работу отжигают и протравливают. Затем ее обрабатывают на ла-
тунной щетке и окончательно чистят под постоянным током воды
стеклянной щеткой и сушат в опилках. До тех пор пока на верхней
поверхности капельки воды взаимно сливаются, металл еще жирный
и, следовательно, не готов к эмалировке. Рабочее место должно
содержаться в абсолютной чистоте. В цехе, где производят поли-
ровку и шлифовку, нельзя вести работы с эмалями; у рабочего мес-
та должен быть водопровод; всегда должно иметься чистое полот-
но, на которое можно положить изделие. Чистота — основа успеш-
ного достижения эмалировки.
Наложение эмали. В продажу эмаль поступает обычно в виде
плиток. Для эмалирования ее необходимо превратить в порошко-
образное состояние. Порошок должен быть достаточно мелким,
так как крупные частицы трудно распределять ровным слоем по
поверхности металла, однако очень тонкое раздробление эмали
тоже нежелательно, так как после обжига на таких эмалях образу-
ются мутные пятна (особенно это относится к прозрачным эмалям).
Очень важно, чтобы величина зерен в размолотой эмали была при-
близительно одинакова, так как при неоднородности зерен мелкие
из них плавятся гораздо скорее и успевают выгореть, пока начнут
плавиться наиболее крупные из зерен; в результате цвет эмали
становится тусклым, а иногда и грязным (особенно при прозрачных
эмалях).
Для удаления чрезмерно мелких (пылевидных) частиц, образую-
щихся при размалывании эмали, ее промывают водой. Размолотая
эмаль несколько раз взмучивается в воде — крупные частицы быст-
ро оседают на дно, а мелкие*—пылевидные — в виде мути сли-
ваются.
Глухую (непрозрачную) эмаль растирают до тонкого порошка, а
прозрачную до мелких зерен, так как благодаря этому усиливается
сила свечения. В каждом случае эмаль должна быть так отмыта,
чтобы вода на ней оставалась чистой; при глухой эмали она может
быть немного мутной. Затем наполняют эмалевой массой малень-
кие фарфоровые чашечки, на которых пишут номера, чтобы избе-
жать перепутывания. Если эмаль не используют в тот же день,
остаток хранят в дистиллированной воде. Чашечки помещают под
стеклянный колпак, чтобы не запылилась эмаль.
Размалывание эмали в условиях крупного производства осуще-
ствляют на шаровых мельницах, а в лабораториях — путем толчения
в ступках, которые делают из прочных материалов — яшмы, агата.
5‘
131
Песты для ступок также делают из камня (яшмы или агата), но мож-
но применить и стеклянные, но они быстро царапаются, хотя части-
цы стекла, попадающие в эмаль, не вредят. Можно пользоваться
также фарфоровой ступкой. Существует два способа наложения
эмали на изделие: ручной и машинный.
Ручной способ наложения эмали заключается в сле-
дующем: размолотую эмаль размешивают с водой и в виде каши-
цы накладывают на изделие при помощи кистей или специального
инструмента — узкого металлического шпателя. Для разравнивания
слоя эмали изделие слегка встряхивают. Ручной способ обычно при-
меняют при наложении эмали на небольшие поверхности сложных
конфигураций и профилей, например, в ювелирном деле. Работу
выполняют в следующем порядке.
Влажной кистью берут немного эмали из фарфоровой чашечки,
наносят на металл и там ее распределяют; Степень влажности за-
висит от рода работы. Если эмаль слишком сырая, то добавляют
немного эмалевого порошка; если она сухая, то добавляют немного
воды — иначе ее не нанесешь на изделие.
На тонких пластинках начинают с обратной стороны. Сначала
накладывают контрэмаль и дают ей немного подсохнуть, осторожно
поворачивают и то же делают с передней частью. Как при перего-
родчатой, так и при ямочной эмали (см. ниже) углубления или ячей-
ки не должны быть заполнены полностью, так как некоторые сорта
эмали делаются мутными и тусклыми, если они нанесены слишком
толстым слоем. Полная высота эмалевого слоя достигается путем
постепенного наполнения ячейки и требует иногда от двух до четы-
рех последовательных обжигов. В иных случаях отдельные краски
могут изменяться; так, например, красная после многих обжигов
может стать черной.
Машинный способ наложения эмали применяют для
эмалирования больших плоских поверхностей. Толченую, хорошо
просеянную эмаль размешивают с водой, в которую добавляют
крепители: декстрин, мочевину (2—2,5 г на 1 л шликера) и др. и
наносят на поверхность при помощи специального аэрографа, все
время следя, чтобы слой был равномерным и не толстым. При эма-
лировании плоских поверхностей эмаль одновременно наносят на
обе стороны пластины. Эмаль, нанесенную на оборотную, левую
сторону изделия, называют контрэмалью, и она служит для предот-
вращения коробления изделия, которое возникает в силу различ-
ного коэффициента расширения эмали и металла.
Значение коэффициента расширения эмали очень велико. Он
должен по возможности соответствовать коэффициенту расшире-
ния металла или сплава, на который накладывают эмаль; в против-
ном случае при остывании эмаль отслаивается от изделия, несмотря
на тщательность соблюдения технологического процесса. Отслаи-
вание наблюдается и в случае, если коэффициент расширения эма-
ли больше, чем у металла, и в другом случае, если коэффициент
расширения эмали меньше, чем у металла.
132
После наложения эмали изделие тщательно просушивают, иначе
при обжиге эмали оставшаяся вода закипит и изделие получит брак
в виде пузырей, пустот и т. п. Желательно, чтобы обжиг эмали про-
изводился непосредственно после ее наложения, так как необож-
женная эмаль хрупка и непрочна. Сначала удаляют воду (отсасы-
вают), которая нужна была при нанесении эмали, приложив к краю
изделия кусок пропускной бумаги. Затем предметы подсушивают
в подогретом муфеле или в маленькой печи до тех пор, пока по-
рошок не станет сухим (перестанет выделяться пар). Если при под-
сушивании или при посадке в печь отпадет кусочек эмали, нельзя
добавлять сырой эмали, так как на этом месте получатся мутные
пятна. Нужно поправить это место сухим эмалевым порошком или
обжечь весь предмет и поправить после обжига, или же снять весь
порошок и нанести его вновь.
Обжиг эмали. Обжиг эмали требует температуры нагрева 600—
800°. Для этого лучше всего применять электрические печи с откры-
тыми спиралями. Такие печи очень производительны и экономичны.
Мелкие ювелирные изделия помещают в обычные электрические
муфели лабораторного типа с закрытой обмоткой. Для обжига
эмали можно пользоваться и газовым пламенем, и другими источ-
никами тепла. Однако во всех случаях пламя не должно соприка-
саться с эмалевой поверхностью, так как копоть, попадая в эмаль,
может испортить изделие. Поэтому обычно при нагреве открытое
пламя направляют на оборотную левую сторону изделия. Каждый
предмет, который обжигают в печи, необходимо класть на специ-
альную подставку, от качества которой во многом зависит успех
обжига. Подставка должна отвечать следующим требованиям:
а) не изменять формы при нагреве;
б) не вступать в соединение с расплавленным эмалевым покро-
вом;
в) не прилипать к эмали;
г) не образовывать на своей поверхности окалины.
Асбестовые формы горят в эмали. Их можно применять только
в случае, когда на поверхности нет эмали, а она находится внутри.
На формах из простой стали в жаре образуются частички окиси же-
леза (окалина), которые легко вплавляются в эмаль и оставляют
черные пятна.
Самые лучшие подставки делают из никеля или никелевых спла-
вов, а также из жароустойчивой (хромо-никелевой) стали, так как
они в жаре остаются неизменными. Формы подставки обусловли-
ваются формой объекта. На рис. 65 показаны варианты подставок.
Различные эмали обычно обладают различной температурой
плавления, поэтому прежде чем приступить к наложению эмали на
изделие, необходимо проверить, как велик температурный диапа-
зон плавления наиболее легкоплавких и тугоплавких эмалей, выбран-
ных для работы. Для этого на небольшой пластине из того же ме-
талла, что и само изделие, накладывают все подлежащие испыта-
нию эмали и, просушив их, начинают нагревать.
Если диапазон, в течение которого расплавятся все эмали, не
133
Рис. 65. Подставки
для обжига эмали
134
велик, то проба дала положительные результаты и можно присту-
пить к наложению эмалей на изделие. Однако иногда в результате
пробы обнаруживается, что легкоплавкие эмали выгорают при тем-
пературе плавления тугоплавких эмалей. В таком случае одни из
них или совсем исключают из производства, или поступают следую-
щим образом: сначала накладывают и обжигают все тугоплавкие
эмали, а затем добавляют недостающие цвета легкоплавких и обжи-
гают их еще раз при более низкой температуре.
При обжиге эмали изделие нагревают до красного каления. До
обжига поверхность эмали имеет шероховатую, тусклую структуру.
По мере нагревания поверхность выравнивается, сливается и при-
обретает стекловидный блеск. После этого изделие вынимают из
печи и оно постепенно остывает. Работу по обжигу проводят в сле-
дующем порядке: как только печь достигает нужной температуры,
в нее вдвигают подсушенный предмет на подставке, захватив под-
ставку специальными тигельными щипцами. При этом применяют
правило: больше жара — короткий обжиг. Время обжига в печи за-
висит от рода эмали, желаемого эффекта и от типа печи. Сначала
эмаль спекается в губчатую массу, делается вязкой и пульсирую-
щей; в нормальных условиях ее вынимают из печи, когда поверх-
ность ее сделается гладкой и красной. Когда вынимают плоскую
пластинку, ее нужно выправить в накаленном состоянии. Для этого
ее осторожно освобождают от окалины, кладут на выправочную
плиту, прижимают и выпрямляют чистым шпателем. Если после
первого наложения и обжига эмали на изделии обнаруживаются
незначительные дефекты — трещины, пузыри, обнаженные места,
то их исправляют повторным наложением эмали с последующей
просушкой и обжигом.
Большие поры нужно почистить иголкой и перед повторным об-
жигом осторожно заполнить эмалью. Одновременно выправляют
те места, на которые наложена эмаль не так, как нужно, т. е. устра-
няются наплавы, затеки и т. п.
Отделка эмалевого слоя. Если эмаль получается такой, какой она
предусмотрена по рисунку, ее шлифуют крупным (грубым) бруском
с водой, затем тонкими брусками или наждачной бумагой; работа
заканчивается тщательной промывкой.
От этой операции в большой степени зависит эффект готового
изделия. Поверхность эмали покрыта большей или меньшей частью
пор, которые могут заполняться остатками шлифовальных средств
и давать серые пятна, если изделие некачественно отмыть. Сначала
все изделия моют стеклянной щеткой под проточной водой, на
ночь их оставляют лежать в чистой воде. На следующий день их еще
раз моют, до тех пор, пока не будет видно остатков шлифовальных
средств (даже через лупу).
В заключение изделие помещают в печь в последний раз, для
того чтобы возникшие при шлифовании шероховатости переплави-
лись и образовали гладкую поверхность. Чем жарче печь, тем боль-
ше будут светиться потом краски. Когда верхняя поверхность засве-
тится красным сиянием, изделие вынимают.
135
Полировка. Если нужно сохранить блестящую поверхность или
в случае, когда эмаль не выдерживает еще одного обжига, делают
холодную полировку под потоком воды на кружке из липового де-
рева на полировочной машине.
Отделка заканчивается отбеливанием металлических частей
изделия (свободных от эмалевого слоя), которые в результате об-
жига покрываются окисями. Отбеливание производят в слабом
растворе серной кислоты (не выше 15%), так как некоторые эмали,
нестойкие к кислотам, могут потускнеть и потерять яркость и блеск.
В прошлом для отбеливания эмалей с большим содержанием свин-
ца применяли органические вещества, не действующие на эмаль
(квас, клюкву и др.).
Существует большое разнообразие эмалей. Они различаются
как по составу самой эмалевой массы, так и по технологическим
особенностям подготовки металлической основы под эмаль. В юве-
лирных изделиях металл, который выбран как основа под эмаль
иногда во многом определяет художественные достоинства изде-
лия. Особенно это относится к изделиям, в которых применяют
прозрачные (просвечивающие) эмали. В этом случае блеск основно-
го металла (а также и цвет) через тонкий слой прозрачной эмали
придает ей особую, светящуюся, силу и яркость цвета. Например,
золото является особенно хорошей основой, причем как чистое,
так и высокопробное. Оно мало деформируется при нагревании и
придает эмали высокую светящуюся силу. Серебро, наоборот, силь-
но деформируется, поэтому плохо удерживает эмаль. Серебро ни-
же пробы 950 не следует употреблять, так как у низкопробного
серебра точка плавления очень низка.
Хорошо делать поверхность основы шероховатой, так как при
этом повышается прочность сцепления металла и эмалей. Медь
служит прекрасной основой для эмали, так как обладает благопри-
ятными соотношениями теплового расширения и отличается высокой
точкой плавления. Однако медь имеет ничтожную светящуюся
силу, и некоторые эмали, светящиеся на золоте или серебре очень
ярко, на меди выглядят темными и грязными. Томпак (медный сплав
с цинком), на котором эмаль хорошо держится, имеет большую
световую силу, чем медь.
При эмальерных работах возможны следующие ошибки:
металлические части расплавлены — печь слишком горячая;
перегородки погружены в эмаль — припой содержит цинк; белая
эмаль покрыта зелеными пятнами — примесь меди (загрязнение);
белая эмаль имеет желтые пятна — примесь серебра (загрязнение);
краски имеют черные пятна — вплавлена железная окалина; имеют-
ся серые пятна — остатки шлифовального материала; эмаль полу-
чается пористой — изделие недогрето или взята несоответствую-
щая металлическая основа; бесцветная эмаль стала молочной —
слишком тонко натерта, мало промыта, толсто нанесена, слишком
сильно обожжена; эмаль образует сдвиги — нарушения теплового
режима, напряжение между эмалью и металлом, неправильная
толщина металла, неудовлетворительная обратная эмаль (контр-
136
эмаль); эмаль серая и мутная — плохо промыта; пластинка сильно
согнута — неудовлетворительная задняя эмаль (контрэмаль), не-
правильно построена основная пластинка; эмаль пузырчатая — сго-
рели частички грязи, смеси эмалей вступили в реакцию; мутные
пятна — попала вода в подсохшие места.
Виды художественных
29. эмалей
Если эмаль введена в композицию изделия в небольшом коли-
честве— в виде отдельных цветовых пятен (на общем металличе-
ском фоне), получается выемчатая эмаль.
В случае, когда эмали отводится преобладающая роль, а метал-
лические перегородки играют роль контуров, разделяющих эмали
различных цветов, создаются перегородчатые эмали.
Если же эмалью покрывают изделие сплошь, а металл служит
только конструктивной основой, обусловливающей форму изделия,
образуются сплошные эмали.
Выемчатые эмали. Это наиболее древний вид художественной
обработки. Они были известны еще египтянам, ассирийцам и фини-
кийцам. Особого расцвета выемчатая эмаль достигла в Византии.
Искусные образцы этой техники сохранились в Грузии и в курганах
домонгольской Руси. Для выполнения эмали этого вида на изделии
предусматриваются специальные углубления — выемки, которые
затем заполняют эмалью. Глубина выемки влияет на эффект про-
зрачной эмали: чем глубже выемка, тем темнее краска. Дно углуб-
ления гладко зачищают, и оно служит рефлектором. Стены выем-
ки могут быть вертикальными и книзу уже; расширение их книзу,
как при таушировании (см. выше), создает напряжение.
Для непрозрачных эмалей металлическая основа должна оста-
ваться шероховатой. Выемчатую эмаль можно применять для деко-
рировки литых (рис. 66) или обронных изделий. В первом случае
углубления под эмаль предусматривают на модели и осуществляют
непосредственно в процессе отливки, во втором — режут штихелем
или вырубают зубилом. Выемчатую эмаль применяют и для изделий
из листового металла, выполненных чеканкой. Тогда эмалью по-
крывают углубленный фон или отдельные участки узора (рис. 67).
В современной практике при серийном и массовом производстве
изделий необходимые углубления под эмаль осуществляют техни-
кой штампа, например, значки и ювелирные изделия. Заполнение
углублений эмалью может быть различным. В одних случаях эмаль
покрывает только дно углублений и нижние части стенок, образуя
своеобразный цветной вогнутый мениск. В других в результате мно-
гократного заполнения и обжига эмаль уравнивают с краями выемки
заподлицо, и она образует одну ровную поверхность с выступаю-
щими частями металла.
Перегородчатые эмали. Различают несколько вариантов этой
техники, большинство из которых также относится к древним прие-
мам обработки художественных изделий из металла:
137
Рис. 66. Литая
чернильница
с выемчатой эмалью
XVIII в. Музей МВХПУ
Рис. 67. Золотой
рукомой и лохань —>
XVII в.
а) Перегородчатая эмаль с листовыми (ленточ-
ными) перегородками. Эта разновидность перегородчатых
эмалей особого расцвета достигала в Византии и домонгольской Ру-
си. Технологический процесс в основном сводится к следующему: на
тонком золотом листе (высокой пробы) при помощи стальной про-
резной матрицы (а иногда вручную) продавливается углубление,
соответствующее контуру рисунка. Углубление имеет плоское дно
и вертикальные стенки в 1—1,5 мм. Иногда углубление делается не
путем продавливания, а подпаивается в форме неглубокой коро-
бочки (лоточка) с плоским дном. Затем от тонкого золотого листа
толщиной в несколько десятых (а иногда и сотых) долей миллимет-
ра нарезаются узкие полоски (ленточки). Из этих полосок при по-
мощи специального пинцета выгибаются перегородки, соответст-
вующие контурам рисунка, и при помощи вишневого клея (камеди)
приклеиваются ко дну углубления. После установок всех перегоро-
док по рисунку на клей они припаиваются. Пайка осуществляется
достаточно тугоплавким припоем с температурой плавления, пре-
вышающей температуру плавления эмали.
Припой в размельченном виде насыпается в небольшом количе-
стве между перегородками на дно углубления, и изделие нагрева-
ется. Клей выгорает, а перегородки припаиваются. Затем каждую
ячейку, образованную перегородками, заполняют цветной эмалью
и после просушки обжигают. Операция повторяется несколько раз,
пока уровень эмали не достигает уровня фона. Этот вид эмалевой
техники применяется для небольших ювелирных золотых изделий —
как орнаментальных, так и с лицевыми изображениями.
б) Перегородчатые эмали с перегородками из
проволоки. Эти эмали по своей технологии отличаются от выше-
138
описанных тем, что перегородки изготовляют не из листового ме-
талла, а из волоченой и затем вальцованной (плющеной) проволоки
(0,15 мм—0,6 мм) по преимуществу серебряной (чистое серебро).
Материалом для изготовления основы изделия служит также се-
ребро или гораздо чаще красная медь, особенно при производстве
крупных изделий, например декоративных ваз, достигающих двух-
трехметровой высоты. Примером этой техники могут служить ки-
тайские эмали, которые применяются для декорирования самых
различных предметов как плоских (подносы, блюда), так и объемных
(вазы, светильники, декоративные фигуры животных и птиц и т. п.).
На дифованные из листового металла (серебро, медь) изделия,
выколоченные целиком или по частям по рисунку, устанавливаются
перегородки из серебряной вальцованной проволоки. После наклей-
ки они не припаиваются, а пространства между ними сразу же за-
полняются эмалью. В процессе обжига клей выгорает, а эмаль
сплавляется, и перегородки хорошо удерживаются массой эмали.
Затем все изделие шлифуют и выступающие части перегородок
спиливают. После шлифовки изделие вновь обжигают для прида-
ния эмали блеска.
в) Филигранные перегородчатые эмали. Они ха-
рактерны для древнерусского ювелирного искусства XVI и особен-
но XVII вв. Изготовляются они из золота, серебра или меди. Фи-
лигранной перегородчатой эмалью украшают самые различные
предметы: посуду, ювелирные украшения, ларцы, коробочки, цер-
ковную утварь, оклады икон и др. Перегородки делаются из фили-
грани сученой и вальцованой проволоки, которые набираются по
рисунку и напаиваются на изделие. Затем ячейки, образованные фи-
лигранными перегородками, заполняются цветными эмалями и из-
делие обжигают. Можно выделить предметы, на которых эмалью
139
Рис. 68. Серебряная
братина
XVIII в. Москва. Государст-
венный Исторический музей
заполнен только рисунок, а фон остается металлическим (работы
московских (рис. 68) и новгородских мастеров XVI—XVII вв.); иног-
да фон дополнительно обрабатывается канфарником (рис. 69) или
просекается (рис. 70) (обе операции выполнены до наложения и
обжига эмали). В других вещах эмалью заполняется не только рису-
нок, но и фон (работы Великого Устюга).
г) Оконная эмаль. Возникновение этой разновидности эма-
левой техники относится к XIX в. Но в Италии она была известна в
XVI в., и о ней писал Бенвенуто Челлини в «Трактате об искусстве»,
как об очень сложном приеме. Она представляет собой как бы ми-
ниатюрный цветной витраж, работающий на просвет. Оконная
эмаль применяется в ювелирных украшениях (серьги, кулоны, под-
вески), а также для абажуров, фонарей и лампад. Основой служит
ажурная филигрань, просветы в которой заполняются мокрой мо-
лотой эмалевой массой. Затем изделие осторожно просушивают и
немедленно обжигают. Эмаль сплавляется и превращается в стекло,
вправленное в просветы металлического кружева. Такие изделия
очень эффектны, если они смотрятся в проходящем свете; цветные
прозрачные эмали чистых цветов напоминают драгоценные камни —
аметисты, сапфиры, рубины и др.
Сплошные эмали. В эту группу объединены эмали, сходные в
технологическом отношении, но обладающие совершенно различ-
ными художественными качествами. Первой технологической осо-
бенностью, позволяющей объединить все эмали, входящие в эту
группу, является то, что эмаль сплошь покрывает металлическую
основу, имеющую лишь конструктивное значение. Второй особен-
ностью, непосредственно обусловленной первой, является исполь-
140
Рис. 69. Фрагмент
эмали по скани
с канфаренным фоном
Рис. 70. Саадочный
прибор большого
наряда
(колчан для стрел)
XVII в. Москва. Государствен-
ная Оружейная палата
141
зование черных и цветных металлов для основы изделий, поскольку
металл сплошь закрывается эмалью и декоративного значения не
имеет. Поэтому драгоценные металлы (золото, серебро) здесь не
применяются. Исключение составляют ювелирные изделия с про-
свечивающей эмалью по золоту и серебру.
а) Гладкие эмали. Эти эмали получили распространение
около 100 лет тому назад (60-е годы XIX в.). Они наводились на ме-
таллические изделия исключительно в целях предохранения их от
внешних условий (коррозии), а их эстетические качества не учиты-
вались. Первоначально это была железная и чугунная посуда.
В настоящее время гладкие горячие эмали широко применяются
не только в посудном производстве, но также и в области машино-
строения, приборостроения, газовой и медицинской аппаратуры.
Эмалью покрывают холодильное и кухонное оборудование, вывес-
ки, различные указатели, циферблаты часов, торговое оборудова-
ние, а также чугунные ванны, раковины, котлы и др.
Технологический процесс эмалирования черных металлов (сталь,
чугун) имеет свою специфику. В настоящее время он разработан
весьма детально в различных вариантах. В основном он сводится к
следующему: после обычных подготовительных операций по очи-
стке— механической крацовке на щетках и травления в разбавлен-
ной кислоте (серной или соляной) изделие промывают в проточной
воде и вновь крацуют. После этого изделие погружают в горячий
раствор соды и, не смывая, высушивают. Пленка соды на время
предохраняет металл от ржавления. В таком виде изделие поступа-
ет в эмалирование. Различают две эмалевые массы: основную, или
грунт, и покровную.
Первая обычно имеет черный цвет и значительно превосходит
вторую по тугоплавкости. В процессе обжига она не расплывается
совершенно, а лишь находится в густом, текущем состоянии, по-
крывая металл не сплошной связной массой, а пористой. Эта пори-
стость позволяет металлу при нагреве и остывании расширяться и
сжиматься, причем частицы основной массы не отделяются ни друг
от друга, ни от металла. Это обусловливает прочность эмалевого
покрытия.
Покровные массы всегда составляют с таким расчетом, чтобы
они плавились гораздо легче, чем основная масса (грунт), и чтобы,
соприкасаясь, они сплавлялись, образуя между собой своеобразный
сплав с постепенным переходом от наружного, чистого, верхнего,
покровного слоя через смешанный состав к грунту. Покровные мас-
сы делают обычно светлых и ярких тонов (белые, кремовые, голу-
бые, зеленые и т. п.). Иногда для наружных поверхностей посуды
применяют их смеси, которые образуют при обжиге своеобразные
расцветки с пятнами и потеками.
Некоторые особенности имеются и в наложении эмали. Сущест-
вует два способа: мокрый и сухой. Мокрый способ — обычный,
наиболее распространенный, применяемый для стальных изделий.
Эмаль, как указывалось выше, растирают с водой и наносят на пред-
142
мет либо опрыскиванием (крупные детали), либо кистью или простым погружением (мелкие детали). Затем изде- лие сушат при температуре Таблица 16
Компоненты 1-й вариант без глины 2-й вариант с глиной
чи—ju и псиии/п- женная эмаль чрезвычайно Кварцевый песок хрупка, легко осыпается. Сле- Кальцинированная ды пальцев и царапины остают- сода ся и после обжига. ^ел Глина Операцию нанесения эмали и обжига повторяют два раза. Сначала наносят и обжигают грунт, потом пок эмаль. 28 11 6 ровную 34 11 12 5 цветную
Сухой способ, или припудривание, применялся в прошлом
для чугунных изделий (иногда встречается и сейчас). Он заключа-
ется в том, что раскаленный предмет, например, чугунную ванну,
подвешивают к поворотному крану и быстро (в течение 15—20 мин),
пока предмет не остыл, припудривают сухой эмалью и обжигают.
Если после обжига в эмалевом слое обнаруживаются недостатки,
то припудривание повторяют и вновь обжигают.
Интересен способ эмалирования чугунных изделий в процессе
их отливки. Для этого форму, приготовленную из формовочной
смеси, покрывают изолирующим слоем графита и тщательно вы-
глаживают. На этот графитовый слой наводят как можно ровнее
слой эмали, которую предварительно растирают в тонкий порошок
и разбалтывают с водой до густоты сметаны.
Если изделие пустотелое, а отглазуровать его нужно также и с
внутренней стороны, то эмалью покрывают и стержень.
По другому способу эмалевую массу в сухом порошкообразном
виде наносят на влажный изолирующий графитовый слой, т. е. по-
сыпают влажную поверхность сырой земляной формы (или стерж-
ня) порошком эмали и приглаживают. Затем форму сушат и зали-
вают расплавленным чугуном. Отливка должна быть спокойной,
т. е. без излишнего газовыделения. Для этого в состав эмали не
должны входить вещества, способные выделить газы или пары при
температуре плавления чугуна. Хорошие результаты дает эмалевая
масса, состоящая из кварцевого песка, кальцинированной соды и
мела. Для лучшего прилипания массы к форме добавляют глину
Компоненты эмалевой массы в частях показаны в табл. 16.
б) Расписные и живописные эмали. Этот вид эмалей
представляет собой тончайшую миниатюрную живопись эмалевы-
ми красками на металлической основе. Эта техника имеет очень
много общего с живописью по фарфору и выполняется теми же
красками.
Современный технологический процесс живописи по эмали сво-
дится к следующему: из тонкого медного листа изготовляют осно-
ву изделия, на котором предполагается осуществить роспись (блю-
до, тарелка или пластинка).
143
Таблица 17
Цвета № красок Температура обжига, °C
Красные 1007, 10, 11 760-770
622*, 623 790-845
Оранжевые 191, 193*, 624, 1006 760-790
Желтые 993, 252, 227* 760—790
Зеленые 854,856*, 857*, 861* 750-770
550, 66 790-815
Бирюзовые 609, 808, 555 750—770
Голубые 594, 268*, 255, 906, 750-770
904*
Синие 825*, 688, 689* 815—835
Фиолетовые 65*, 158* 760—790
Серые 23, 24, 96*, 39 760—790
Черные 1021* 750-770
Коричневые 210*, 91* 760-790
В прошлом изделие изготовляли вручную техникой дифовки,
чеканки и монтировки; в настоящее время при серийном производ-
стве изделий—посредством штампа. После соответствующей под-
готовки (обезжиривание и травление) лицевую поверхность изделия,
подлежащую росписи, покрывают тонким слоем эмали, которая
должна служить фоном; обычно — это светлые тона (белый, голу-
бой), однако, в прошлом, например, знаменитые французские ли-
можские эмали писались на темном фоне, чаще всего черном.
Эмаль наносят обычным мокрым способом, следя за тем, чтобы
слой был ровнее и тоньше, тщательно просушивают и обжигают.
Эту операцию повторяют два-три раза, пока поверхность не станет
совершенно гладкой и ровной. Оборотную сторону изделия (кото-
рую не предполагается расписывать) покрывают контрэмалью, что-
бы изделие не коробилось. Подготовленное таким образом изде-
лие поступает к эмальеру-живописцу, который переводит на него
рисунок и приступает к живописи.
Живопись по эмали (финифть) требует от художника большого
профессионального мастерства. Ее основные особенности заклю-
чаются, во-первых, в том, что это — миниатюрная живопись — раз-
меры ее небольшие и измеряются обычно всего лишь сантиметра-
ми. Во-вторых, краски при обжиге изменяют свой первоначальный
цвет и интенсивность, и живописец работает по воображению. Ра-
бота облегчается использованием так называемой палитры, т. е.
пластинки, на которой нанесены уже обожженные краски всех цве-
тов с указанием номера и температуры обжига для каждой из них.
Пользуясь такой палитрой, художник пишет сначала более тугоплав-
кими красками и после их обжига использует легкоплавкие; это
необходимо потому, что легкоплавкие краски при более высоких
температурах выгорают и теряют цвет.
Завод-изготовитель выпускает краски под номерами в виде тон-
кого порошка, который состоит из флюса (плавня) и собственно
144
красителя, т. е. окисей того или иного металла (кобальта, хрома
и т. п.). В табл. 17 даны наиболее часто употребляемые в современ-
ных условиях краски. Самые яркие и чистые тона отмечены звез-
дочкой.
Процесс живописи делится на три этапа: подготовительные ра-
боты; собственно живопись; обжиг.
Подготовительные работы. К подготовительным работам преж-
де всего относят приготовление красок. Для этого необходимо
иметь толстое (лучше зеркальное) стекло, толщиной 4—5 мм и
размером 40X40 см. Стекло отрезают, шлифуют края, затем на
него насыпают чистый, мелкий кварцевый песок, смачивают водой
и растирают курантом (плоским стеклянным или фарфоровым пес-
тиком) до тех пор, пока поверхность стекла станет равномерно ма-
товой. После этого песок смывают, стекло просушивают и протира-
ют скипидаром.
Для того чтобы брать и насыпать сухие краски, пользуются шпа-
телями, которые бывают стальными, роговыми и пластмассовыми.
Пластмассовые наиболее удобны, так как при употреблении сталь-
ных шпателей от них иногда в краску попадает железо, которое да-
же в незначительных количествах портит цвет краски; особенно это
относится к светлым тонам. Краски, которые применяют здесь, по
существу, представляют собой те же легкоплавкие цветные эмали,
тщательно растертые со скипидарным маслом и разбавленные ски-
пидаром. Для этого заранее готовят скипидарное масло. Самый
простой способ — это налить скипидар в широкий сосуд (например,
в тарелку) и поставить его в теплое место, чтобы он испарялся и
загустел. Но процесс этот медленный. Для того чтобы его уско-
рить, можно составить друг на друга четыре-пять блюдец, а сверху
поставить полный стакан скипидара и время от времени его допол-
нять так, чтобы он почти переливался через край. Скипидар обла-
дает способностью «сползать» вниз по стенкам стакана и при этом
быстро испаряться и густеть; в это время в блюдцах скапливается
скипидарное масло.
В стакане можно полоскать кисти, так как краска оседает на дно.
Для приготовления краски небольшое количество сухого порошка
насыпают на стекло, добавляют немного скипидарного масла и рас-
тирают кругообразным движением куранта до тех пор, пока не бу-
дет получена совершенно однородная масса. Густота краски долж-
на быть такой, чтобы ее капля не растекалась по стеклу. Такая
краска хорошо берется на кисть и не растекается по изделию.
Хорошие результаты можно получить, если растереть краску на
скипидаре за одни сутки до работы и оставить ее на стекле; скипи-
дар частично испарится, загустеет, и краска будет обладать всеми
необходимыми свойствами.
Если краска долго лежала (несколько дней) и засохла, ее сле-
дует вновь хорошо перетереть с добавлением скипидара. Кисти для
этого употребляют беличьи или колонковые, малых номеров.
Длинноволосовые тонкие кисти служат для проведения тонких, не-
прерывных линий, более толстые и короткие — для покрытия фона.
145
Подготовительные работы завершаются переводом рисунка на
изделие. Различают три способа перевода: отпечатывание, припо-
рох, рисунок от руки.
Отпечатывание. Рисунок, выполненный карандашом (мяг-
ким) на кальке, накладывают лицевой стороной на изделие и про-
глаживают шпателем или обводят карандашом по линиям рисунка.
Получается отпечаток, достаточно различимый. Следует учесть, что
при этом способе получается обратное (зеркальное) изображение.
Припорох. Рисунок, выполненный на кальке, прокалывают с
задней стороны иглой (тонкой), подложив под кальку кусок сукна.
Затем угольным порошком при помощи суконного тампона делают
припорох, проводя тампоном по контуру рисунка. Не следует про-
водить тампоном дважды по одному месту.
Рисунок от руки. Обыкновенным карандашом от руки ри-
сунок выполняют непосредственно на эмалевой заготовке, подле-
жащей росписи. Карандаш ложится лучше, если поверхность
эмали предварительно слегка покрыта скипидарным маслом.
Собственно живопись. Осваивать технику живописи по эмали
надо начинать с изучения наложения мазка одной краской. Краску
понемному набирают на кисть, чуть-чуть смоченную скипидаром.
Для тонкого мелкого рисунка краска должна быть суше, так как
при жидкой краске в конце мазка может появиться капля, что не-
желательно. Наоборот, для написания пейзажа, облаков, дали —
краска должна быть жиже.
Во время работы изделие должно лежать на столе и придержи-
ваться левой рукой. Правую руку кладут от локтя до кисти на стол
и движение осуществляется только движением пальцев или при
проведении длинных линий — движением кисти руки. Это требует
известного навыка, так как линия должна быть «дотянута» от начала
до конца с одного раза. Неверно проведенную линию или мазок
можно легко смыть скипидаром или стереть чистой тряпкой без
ущерба для остальной композиции.
Необходимо учитывать, что все краски при правильном обжиге
усиливают свой тон, т. е. становятся ярче, а иногда даже изменяют
его. Следует иметь в виду, что далеко не все краски можно сме-
шивать между собой для получения промежуточных оттенков.
Заключительным этапом живописи является роспись порошко-
вым золотом. Подготовка золота (порошка) происходит аналогично
краскам. Его насыпают на стекло и растирают неметаллическим
(роговым, пластмассовым) шпателем с добавлением скипидара и
скипидарного масла. После растирания золоту надо дать «выле-
жаться». Пишут золотом так же, как и красками, и так же обжигают.
После обжига порошковое золото становится матовым (коричне-
вым). Для придания ему блеска его полируют агатовым карандашом
(полировником).
Обжиг. Эта последняя, заключительная, операция весьма ответ-
ственна, и к ней необходимо относиться с особым вниманием.
Обжиг должен осуществляться в муфеле, так как краски рассчита-
ны на обжиг в окислительной среде с изоляцией от прямого воз-
146
действия открытого пламени. При обжиге на открытом огне краски
чернеют и обесцвечиваются, так как происходит восстановление
металлов из их окислов, являющихся красителями. Во время об-
жига скипидарное масло выгорает, а флюс, содержащийся в краске,
сплавляется с основой эмали, по которой произведена живопись.
Все краски обжигают в интервале от 650 до 900° С, но прежде их
просушивают в интервале 300—400° С.
При просушке образуется много газообразных продуктов от
выгорания органических примесей, поэтому муфель не следует
закрывать плотно (немного приоткрывают дверцу или смотровой
глазок). Если это не выполняется, краски могут вспучиться, вскипеть
и работа будет испорчена. Просушку проводят при температуре не
выше 500° С, так как при 600—650° С расплавляются флюсы, содер-
жащиеся в красках.
Обжиг желательно проводить быстро в горячей печи, но темпе-
ратура не должна быть выше 900° С, а при обжиге расписных эма-
лей по филигранному набору — не выше 800° С, так как иначе может
расплавиться припой. Чем короче период обжига, тем сочнее и яр-
че краски, так как при промедлении флюс (который легко плавится)
может вступить во взаимодействие с красителем и эмалевой осно-
вой, что не желательно и, кроме того, свинцовые соединения (и
некоторые другие) выгорают (улетучиваются).
Сложные многоплановые композиции требуют многократных
прописей и после каждой повторной прописи очередного обжига.
Такой ступенчатый обжиг применяют и в тех случаях, если живопись
ведут набором красок с разной температурой обжига. Вначале пи-
шут и обжигают высокожгущиеся краски, а затем селеновые и зо-
лотосодержащие краски, которые легко выгорают.
Охлаждать изделия после обжига можно быстро, так как цвет
красок и их яркость от этого не изменяется.
При обжиге возможны следующие недостатки, вызываемые
ошибками в работе: недожог красочного слоя, который ведет к
недостаточной прочности (механической), трещинам, осыпанию
и т. п.; пережог — к выгоранию красок и изменению цвета (бирю-
зовые краски становятся серыми, пурпурные и розовые приобре-
тают синеватый оттенок, жидкое золото теряет блеск и стирается).
Слишком быстрый подъем температуры в муфеле приводит к
вспучиванию и отслаиванию красок. При попадании паров воды в
муфель (сырые подкладки, непрокаленные стенки нового муфеля)
получается матовая поверхность вместо блестящей.
Законченную живопись после обжига для прочности покрывают
сверху легкоплавкой прозрачной эмалью — фондоном, которая
защищает краски от механических повреждений и придает всему
изделию блеск. Фондон накладывают и обжигают два-три раза.
Кроме чисто живописных эмалей, примером которых служат
лиможские эмали XV и XVI вв., миниатюрные росписи московских
и петербургских художников XVIII в., ростовские эмали и современ-
ные работы (рис. 71), существуют еще расписные эмали, т. е.
живописные эмали по скани. Они представляют собой филигранные
147
перегородчатые эмали, набранные в более светлой гамме, а затем
прописанные эмалевыми красками. В этой технике выполнялись как
более простые по форме изделия, например, тарелки, чаши
(рис. 72), так и более сложные, состоящие из деталей, которые из-
готовлялись отдельно (набирались, расписывались и обжигались),
а потом собирались в одно целое (рис. 73). Эта техника была ши-
роко развита и достигла высокого совершенства в XVII в. в Сольвы-
чегодске и применяется в современных работах.
в) Эмаль с накладками из металла (проволока,
зернь, вырезки из листа). Эта эмаль известна с XVI в. Русским ва-
риантом этой техники являются устюжские эмали. Своеобразным
технологическим приемом характеризуются эмалевые изделия, вы-
пускавшиеся фабрикой братьев Поповых, которая была открыта в
Великом Устюге в 1781 г. За сравнительно короткий срок (всего
15 лет) фабрика выпустила большое количество различных изделий,
многие из которых хранятся сейчас в музеях нашей страны. Это под-
носы (рис. 74), ларцы, коробочки, табакерки и другие предметы.
Кроме Великого Устюга этот технологический прием был извес-
тен также и мастерам Сольвычегодска. Однако к концу XVIII в. эта
техника повсеместно оказалась забытой.
Сущность этого технологического процесса заключается в сле-
дующем: из тонкого листового металла изготовляется изделие,
чаще всего из красной меди, реже из серебра. Затем с обеих сто-
рон сплошь его покрывают глухой эмалью белой, синей, голубой
или зеленой и желтой. В отдельных случаях применяется эмаль
двух цветов. Например, все изделие покрывается голубой эмалью,
а отдельные его участки выделяются желтой, причем никаких пе-
регородок из металла между различными цветами эмали не дела-
ется.
Процесс наложения и обжига эмали повторяется несколько раз,
пока все изделие не приобретет гладкую и ровную, как бы фар-
форовую поверхность. Затем из тонкой серебряной или медной
(золоченой или серебрёной) фольги при помощи специальных
стальных матриц штампуются рельефные узоры и вырезаются по
контуру. Готовые рельефы накладываются на эмалированное изде-
лие, которое нагревается до расплавления эмали; при этом метал-
лические накладки прочно вплавляются в эмалевый слой. Иногда
после этого все изделие, включая и металлические накладки, по-
крывается прозрачной эмалью (типа фондона) и еще раз обжига-
ется. В этом случае металлические рельефы оказываются под
эмалью и просвечивают сквозь нее.
В настоящее время этот прием получил свое дальнейшее раз-
витие. Сейчас в качестве накладок чаще всего применяют серебря-
ную проволоку и зернь. Кроме того, своеобразным новым вариант
том, получившим распространение в Европе, являются накладки из
эмалевой зерни, т. е. мелких шариков, предварительно сплавлен-
ных из тугоплавкой эмали.
г) Просвечивающая (рельефная) эмаль. Эта техника
была известна в XIV в. в Италии, а затем распространилась и по
148
Рис. 71. Эмалевый
портрет
К. Э. Циолковского»
Современная работа
Рис. 72. Серебряная
чаша с расписной
эмалью
Конец XVII в. Сольвычегодые,
Государственная Оружейная
палата
149
Рис. 74. Устюжская
эмаль. Поднос
XVIII в. Музей МВХПУ
Рис. 73. Серебряный
ларец с расписной
эмалью
Конец XVII в. Сольвычегодск.
Государственная Оружейная
палата
150
Рис. 75. Деталь
серебряного браслета
XIII в. Рязанский музей
другим странам. Она заключается в том, что невысокий, металли-
ческий рельеф сплошь покрывают прозрачной (или полупрозрач-
ной) эмалью так, что и его наиболее высокие части скрыты под
слоем эмали. В результате все рельефное изображение просвечи-
вает сквозь эмаль, причем выступающие элементы просвечивают
сильнее. Получается своеобразный эффект света и тени, эмаль как
бы увеличивает глубины рельефа.
К этой технике следует отнести изделия с гравированными или
штампованными рисунками, на которые сплошь наводят прозрач-
ную цветную эмаль. Этот прием применяют и в настоящее время
(ордена, значки и др.). Иногда прозрачную эмаль накладывают вы-
соко, и после обжига она создает иллюзию драгоценного камня.
30. Чернь (ниелло)
Чернь — древний способ декорирования художественных изде-
лий из драгоценных металлов (серебра, золота), применяемый и те-
перь (рис. 75—77). Сущность черни, имеющей что-то общее с
эмалью, состоит в том, что черный сплав серебра, меди, свинца и
15И
Рис. 76. Черневый
стакан
Конец XVII в. Москва. Госу-
дарственный Исторический
музей
Рис. 77. Серебряные
чарки
Художник М. Тоне. 1965 г. Мо-
сква. Научно-исследователь-
ский институт художествен-
ной промышленности
серы вплавляют в основной металл, чтобы достичь цветового конт-
раста.
Чернению подвергают преимущественно серебряные высоко-
пробные изделия; на них можно достичь наибольшего цветового
контраста; кроме того, чернь очень красива на высокопробном зо-
лоте. На меди, низкопробном серебре, латуни чернь не получается,
она крошится и отпадает. В основном металле должны быть сде-
ланы плоские углубления, равные 0,3 ММ. Эти углубления могут быть
выгравированы (рис. 78), вычеканены, выдолблены или вытравлены.
В настоящее время существует много рецептов черни, отличающих-
ся по составу и цвету, начиная от серебристо-серых тонов и кончая
черно-бархатными. Существуют варианты и в технологическом про-
цессе ее приготовления, наложения и обжига. Технология чернево-
го процесса состоит из следующих операций.
Приготовление черни. Чернь состоит из серебра, меди, свинца
(или олова) и серы, сплавленных в различных пропорциях; для луч-
шего ошлаковывания и предохранения от окисления в процессе вар-
ки добавляют флюс. Существует несколько способов приготовле-
ния черни. Один из них очень древний, другие разработаны и при-
меняются теперь. Несмотря на то, что имеется очень много рецеп-
тов и методов, не все они дают хорошие результаты.
Первый способ (применяется в ГДР): 1 часть серебра и 2
части меди с добавлением небольшого количества буры сплавляют
обычным способом. Одновременно в стальном тигле или аналогич-
ном сосуде расплавляют 3 части свинца, чтобы добавить его к
сплаву серебро — медь. Жидкий свинец медленно выливают в се-
ребряно-медный сплав и хорошо перемешивают. Высокий тигель
наполняют до половины желтой порошкообразной серой и подогре-
152
Рис. 78. Чернь
по серебру.
Стакан
«Золотой хмелек»
Художник Шильниковский.
Государственный Историче-
ский музей
вают; на 1 часть сплава берут 1,2—1,5 части серы (по объему).
Полученный тройной сплав при постоянном помешивании выливают
в нагретый серный порошок. Тигель держат подогретым, чтобы
смесь не застыла. Сера частично сгорает, ее нужно потом добавить
в состав. Энергичным смешением достигают хорошего взаимодей-
ствия частей. Благодаря этому серебро и медь образуют черные,
хрупкие соединения с серой.
Затем смесь выливают в воду. Полученная чернь должна быть
твердой и хрупкой, как стекло. Если ее куски еще можно сгибать,
то следует ее еще раз расплавить. Однако как перегрев (по тем-
пературе), так и слишком длительное держание в печи может при-
вести к выгоранию серы; поэтому нужно обжигать осторожно и при
необходимости добавлять серу.
В горячей дистиллированной воде растворяют порошок хлори-
стого аммония, который служит как флюс. Его добавляют к кускам
черни и тонко растирают в фарфоровой ступке в необходимом ко-
личестве, так как только свежую влажную черневую хлористоам-
мониевую кашу можно наносить на изделие. Если масса засохнет и
ее снова увлажнить, могут возникнуть дефекты.
Второй способ (применялся в России до революции). Сна-
чала расплавляют в тигле необходимое количество серебра и меди,
153
затем туда вводят свинец и небольшое количество флюса (буры)
для предохранения от окисления.
С расплавленной металлической части шихты снимают шлак и
небольшими порциями в нее добавляют серу. Сплав все время раз-
мешивают деревянной или глиняной мешалкой. Затем вновь добав-
ляют флюс, еще раз хорошо перемешивают, вторично снимают
шлак и готовую чернь выливают на чугунную сковороду. Остывшую
и затвердевшую чернь дробят на куски и вновь переплавляют с до-
бавлением серы и флюса. Плавку ведут с перемешиванием и уда-
лением шлака. Эту операцию переплавки для улучшения качества
черни повторяют до трех раз. Готовую чернь измельчают в ступках
и просеивают через мелкое сито.
По третьему (современному) способу, разработанному в
Московском институте цветных металлов и золота под руководст-
вом проф. А. Г. Спасского, сначала готовят отдельно сернистое се-
ребро, сернистую медь и сернистый свинец, а затем сплавляют их
вместе в определенных пропорциях.
Для приготовления сернистого серебра на 97,8 г чистого серебра
в виде измельченной стружки берут 20 г серы в порошке, их смеши-
вают и постепенно нагревают в графитовом тигле до 300—400°.
Сера диффундирует в металл и образует сернистое серебро. Таким
же приемом получают сернистую медь и сернистый свинец. Для
этого на 800 г меди берут 250 г серы, а на 400 г свинца 75 г серы.
Полученные сернистые соединения измельчают и смешивают в
следующих весовых соотношениях для получения одного килограм-
ма черни (в граммах):
сернистого серебра...................... 111,2
сернистой меди.......................... 466,6
сернистого свинца....................... 422,2
1000,0
Затем эту смесь насыпают в холодный графитовый тигель, свер-
ху засыпают сухим древесным углем и помещают в муфельную
печь, нагретую до 800°, через 30—40 мин, когда чернь в тигле на-
греется до 600—650°, в тигель добавляют хлористый аммоний из
расчета 284 г аммония на 1 кг черни. Затем тигель закрывают гра-
фитовой крышкой и после полного расплавления выливают в чугун-
ную подогретую до 300° изложницу, в которой сплав медленно
остывает. Существуют и другие приемы приготовления черни.
В качестве флюса в современных условиях применяют хлористый
аммоний, поташ с поваренной солью и буру. Она дает лучшие ре-
зультаты по сравнению с хлористым аммонием.
Составы черневых масс в весовых частях приведены в табл. 18.
Наложение и обжиг черни. Перед наложением черни поверх-
ность изделия тщательно шлифуют: на ней не должно оставаться
случайных царапин и рисок, в которые могла бы попасть чернь и
исказить рисунок. Края изделия и места пайки, а также участки по-
верхности, на которых не должно быть черни, обмазывают огне-
упорной глиной, размешанной в воде. Глина предохраняет места
154
Таблица
Компоненты состава
Варианты
состава
черни
Флюсы
серебро медь свинец
олово
висмут
сера бура
хлористый
аммоний
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4
2
1
1
2
38
9
1
3
1
9
5
2
5
9
72
1
2
2
3
9
3
3
7
15
50
1
2
3
48 2
24 1
12 1
24 4
75 —
384 36
2,5
6
пайки от выгорания припоя и, кроме того, не дает черни расплы-
ваться. Глину немного просушивают.
Существует два приема наложения черни: сухой и мокрый.
Сухой способ заключается в том, что поверхность, подлежащую
чернению, смачивают водным раствором поташа, буры и по-
варенной соли и на нее насыпают тонко измельченный и просеян-
ный через сито порошок черни; затем изделие осторожно просу-
шивают. Чернь, случайно попавшая на места, не подлежащие чер-
нению, удаляют. В таком виде изделие поступает в обжиг, который
проводят в муфеле при температуре 300—400° С.
Мокрый способ отличается тем, что чернь на изделие на-
кладывают в виде сметанообразной кашицы, разведенной водой;
при этом очень важно, чтобы углубления были чистыми, свободны-
ми от жира. Сырую тонкопорошковую смесь черни, разведенную
на хлористоаммониевом растворе, кисточкой или шпателем наносят
в углубления. Смесь кладут по возможности густо и слегка утрам-
бовывают шпателем. Углубления должны быть заполнены до краев;
при тонких гравированных рисунках всю поверхность следует по-
крыть черневой смесью. Заготовку оставляют на некоторое время
стоять, чтобы испарилась вода.
Средневековые ювелиры плавили чернь в угольной печи, теперь
же, как и при эмалировании, лучше применять электрическую му-
фельную печь. Такая печь гарантирует хорошие результаты, потому
что в ней контролируется температура. Когда печь хорошо нагрета,
свежеприготовленное изделие с налаженной чернью ставят для
предварительной подсушки на печку. Как только вода испарится
без остатка, заготовку, как при эмалировании, задвигают в печь.
Хлористый аммоний распространяется над чернью как белый по-
кров.
При накаливании чернь размягчается, расплавляется, заполняет
углубления и покрывает предмет. Как только благодаря нагреву
чернь размягчается и покрывает предмет, его вынимают из печки.
При перекаливании частицы серы сгорают и слой делается не глад-
155
Рис. 79. Серебряный
стакан
Кубачи — современная
работа
«им, появляются поры, губчатость и пятна. Маленькие поделки
можно расплавлять паяльным пистолетом. При этом приток тепла
-необходимо сконцентрировать на основном металле, причем на-
гревать его следует с обратной стороны. Когда масса расплавляет-
ся, нагрев прекращают, так как открытое пламя создает опасность
перегрева и появления нежелательного выгорания серы (пятна).
Если расплавленная чернь неравномерно заполнила углубления, ее
добавляют на недостающие места и снова нагревают. Таким обра-
зом исправяют брак.
Удаление излишков черни и отделка изделий. После оплавления
чернь прочно соединяется с металлом изделия и не отстает от него
даже при деформации предмета. Ответственной операцией являет-
ся удаление излишков черни, которая заливает после оплавления
156
Рис. 80. Деталь оклада
Евангелия
XVII в.
157
значительную часть поверхности изделия, выходя за рамку или
край рисунка. Излишки черни удаляют шабровкой или опиливанием
напильником (выснимка) до появления рисунка. Эту работу произ-
водят аккуратно, чтобы не захватить и не спилить рисунок. Затем
изделие шлифуют; в процессе этого окончательно проявляется весь
рисунок, и, если нужно, изделие полируют. Часто фон изделия до-
полнительно обрабатывают резцом (гравируют) (рис. 79) или кан-
фарником (рис. 80).
При окончательной отделке изделия иногда золотят. В совре-
менных условиях золочение осуществляют в гальванических ваннах.
Следует иметь в виду, что чернь, в отличие от эмали, хорошо про-
водит ток, поэтому поверхности, покрытые чернью, необходимо
тщательно изолировать защитным лаком, иначе они окажутся вы-
золоченными.
Ювелирно-
монтировочные
31. работы
Значительное место в работе ювелира занимает монтировка, т. е.
сборка, подгонка и соединение между собой в одно целое различ-
ных деталей, выполненных различными приемами (литьем, ковкой,
чеканкой и т. п.).
Ювелирно-монтировочные работы включают также и различные
специфические приемы, применяемые при изготовлении некоторых
деталей украшений и описанные ниже.
Прокатка. Этим способом можно получать отдельные заготовки
и детали, которые характеризуются высоким классом чистоты по-
верхности и точностью размеров. Такие детали после минимальных
дополнительных операций могут поступать в сборку и монтировку.
Например, всевозможные раскладки, профили, зеки и т. п. Обработ-
ка металлов прокаткой, несмотря на давность применения, является
весьма прогрессивной в связи с минимальными отходами металла,
высокой производительностью и экономичностью.
Все виды обработки прокаткой основаны на наличии у металлов
пластических свойств, т. е. способности деформироваться под дей-
ствием внешних сил. При этом изменяются внешняя форма заготов-
ки, ее очертания и конфигурации и, кроме того, происходят внут-
ренние изменения в структуре, что проявляется в появлении на-
клепа и других механических свойств.
Прокатка — один из наиболее распространенных видов обработ-
ки давлением. Он зародился в XVIII в. и, претерпев значительное
развитие, в настоящее время достиг высокого совершенства. Сущ-
ность процесса заключается в том, что заготовка обжимается, про-
ходя в зазор между двумя вращающимися валками. При этом она
уменьшается в поперечном сечении и увеличивается в длину (и в
меньшей степени в ширину). Форма поперечного сечения называ-
ется профилем проката. В зависимости от профиля прокат делится
на листовой, сортовой и периодический.
158
Листовой прокат осуществляется между гладкими цилиндриче-
скими валками, вращающимися навстречу друг другу, и в области
ювелирных работ производится только в холодном состоянии.
В горячем состоянии катают толстую листовую сталь от 4 мм и
выше — до 60 мм (для технических целей на мощных прокатных
станах). В холодном состоянии катают цветные и драгоценнные ме-
таллы и их сплавы: красную медь, латунь, мельхиор, алюминий, се-
ребро, золото.
Сортовой прокат производят в валках, имеющих специальные
ручьи или калибры, благодаря которым получают прокат, имеющий
различный профиль: круглый, квадратный, полосовой и т. п. При
изготовлении проката той или иной формы заготовку пропускают
через целый ряд последовательных калибров, пока она не приобре-
тет окончательную форму в чистовом ручье. На рис. 81 изображены
вальцы для таврового профиля. Цифрами отмечены последователь-
ные переходы. Часто при переходе заготовки из одного калибра в
другой ее поворачивают вокруг оси на 90° (кантуют). Например, для
получения квадратного проката после каждого прохода в ромбиче-
ских ручьях его кантуют, чтобы обжать образующиеся заусенцы.
Периодический прокат отличается тем, что его профиль (попе-
речное сечение) изменяется по длине. Для этого на поверхности
плоских валков или в ручьях фрезеруют или гравируют дополни-
тельный контррельеф. Этот вид проката имеет очень большое зна-
чение в художественной обработке металла. Этим способом можно
получать ленты или полосы с повторяющимся рельефным орнамен-
том или отдельные заготовки ювелирных изделий после удаления
облоя (вырезки).
Хорошие результаты дает прокат заготовок из металлов, обла-
дающих высокой вязкостью и пластичностью, например, из красной
меди, чистого серебра и т. п. Подобные работы производят при
помощи небольших валков на ювелирных фабриках. В прошлом
ювелирные вальцы приводились в движение руками и требовали
больших усилий. В настоящее время они работают от электродви-
гателя через редуктор.
Метод прокатки в вальцах в ювелирном деле применяют очень
часто и для специальных целей. Например, при производстве фили-
гранных изделий, в проволочных вальцах с ромбическими или
стрельчатыми ручьями производят заготовку проволоки из слитков
для волочения скани, а плоские вальцы служат для вальцовки
(плющения) скани после ее ссучивания. Кроме того, плоские и про-
волочные вальцы применяются ювелирами для подкатки заготовок
(проволоки, прутков, листов) из драгоценных металлов до необхо-
димой толщины, для получения специального шинника для колец
(в специальных овальных ручьях), для плющения панцирных (плос-
ких) цепей и др.
При изготовлении различных деталей филигранных и ювелирных
изделий из проволочных и листовых заготовок очень часто металл
приходится изгибать. Гибка (см. главу I, § 5) связана с деформацией
металлической заготовки. Различают упругую деформацию, когда
159
деталь упруго сгибается и после снятия нагрузки возвращается в
исходное положение. Такую деформацию учитывают при изготов-
лении различных пружин и пружинящих частей ювелирных украше-
ний (круглые и плоские пружины, детали замков, бюгели, иглы бро-
шей и др.). Во всех пружинящих частях нагрузка должна быть такой,
чтобы она была ниже границы растяжения и упругости; если спи-
ральную пружину растянуть с большей силой, то она не примет
своей первоначальной формы.
Если на пластинку подействовать давлением, лежащим за преде-
лами упругой деформации, то наступит пластическая деформация.
Она проявляется в том, что пластинка после снятия нагрузки не
принимает первоначальной формы.
Для гибочных работ в основном применяются такие сплавы, ко-
торые имеют низкую упругую границу, чтобы согнуть материал с
наименьшим усилием. Обычно гибочные работы при изготовлении
ювелирных изделий осуществляют щипцами, которые имеют раз-
личные формы губок в зависимости от их назначения. Кроме плос-
когубцев, которые в основном применяются для изгибания под
углом, и круглогубцев, которыми гнут по малым радиусам, ювели-
ры пользуются специальными видами щипцов, например, шинны-
ми щипцами. У этих щипцов рабочая поверхность одной щеки —
плоская, в то время как другая закруглена. Как показывает назва-
ние, шинные щипцы предназначены для выгибания шинки для ко-
лец. С их помощью особенно хорошо сгибать шинки больших раз-
меров; при этом внутренняя сторона кольца не повреждается дав-
лением щипцов. Из плоских щипцов легко изготовить шинные
щипцы путем незначительного закругления одной из щечек.
Для заклепки серег возникла особая форма щипцов — у них
щечки соприкасаются только в конце для того, чтобы не повреж-
дать серьгу.
Наиболее часто проволоку гнут при изготовлении цепей, когда
изготовляют ее отдельные звенья (колечки), а также всевозможных
дужек (круглых и овальных) для ушковых соединений и т. п.
Независимо от того, применяют ли круглую проволоку или про-
волоку с другими формами сечения, она не должна иметь изломов
или других дефектов; на всем протяжении она должна соответст-
вовать заданному фасону. Готовая протянутая проволока должна
быть равномерно отожжена. Для получения одинаковых круглых
колечек проволоку наматывают виток к витку вокруг какого-либо
цилиндрического предмета из любого материала — это может быть
гвоздь, круглая латунная проволока или аналогичная оправка.
Диаметр оправки должен быть чуть меньше желаемого внут-
реннего размера кольца, так как намотанная спираль никогда не
будет с ней тесно соприкасаться. Для этого один конец оправки
слегка плоско опиливают, чтобы его было удобно зажать в тиски,
на этом же конце дополнительно делают желобок для того, чтобы
проволока не сдвигалась при фиксации в тисках. Проволоку укла-
дывают в подготовленный желобок и плоский конец оправки за-
жимают в тиски вместе с концом проволоки, положенным в жело-
160
Рис. 82. Процесс
изготовления
овальных колечек
Рис. 81. Прокатные
вальцы
Цифрами отмечена последова-
тельность калибров
бок. Затем проволоку сгибают косо к главному направлению оправ-
ки и плотно ее прижимают. Намотку производят, вращая рукой
постоянно в одном направлении, в то время как другой подают
проволоку, следя за тем, чтобы она плотно ложилась на оправку
виток к витку и каждый виток был бы ровным.
Затем спираль вместе с оправкой отжигают, чтобы материал не
был напряжен. Для снятия спирали применяют волоку — фильер,
отверстие которого соответствует диаметру оправки. Клещами вы-
таскивают оправку через отверстие, а рукой поддерживают снятую
спираль. Затем готовую спираль протравливают, промыват и сушат.
В заключение отделяют витки, распиливая спираль косо при помощи
лобзика. Из туго намотанной спирали изготовляют также шарнир-
ные трубки для филигранных изделий. Для этого спираль, не снимая
с оправки, пропаивают сканным припоем и из полученной трубки
изготовляют шарнир (см. ниже).
Изготовление овальных колечек. Перед обработкой проволоку
равномерно отжигают. Оправку готовят из латуни, меди или другого
материала. Для короткоовальных колечек можно использовать
круглый штифт, который слегка развальцован. Широкоовальную
оправку делают из стальной полосы, а края ее слегка округляют.
Затем ее обертывают узкой полосой тонкой клейкой бумаги. Этим
облегчают последующее снятие спирали. Проволоку кладут на
оправку и вместе с ней зажимают в тисках (рис. 82).
Так же как и при изготовлении круглых колечек, проволоку на-
матывают на оправку. Вместе с намотанной проволокой оправку от-
жигают. При этом бумага, которая наматывается между проволо-
кой и оправкой, сгорает. Овальную проволоку снимают так же, как
6—4040
161
Рис. 83. а, б, в, г, д, е
Виды цепей
и круглую — клещами. Если она не сни-
мается, оправку надо слегка согнуть, а
колечки распилить, чтобы их снять пооди-
ночке.
При распиливании колечек должна
быть ясна цель их применения: если из
них предполагается собрать цепь без пай-
ки (толстые кольца), то их распиливают с
широкой стороны; если предполагается
пайка (тонкие кольца), то их надрезают с
узкой стороны.
Существует большое разнообразие
видов цепей. Некоторые из них показаны
на рис. 83. Различают цепи из одинаковых
звеньев, например, плоская (пан-
цирная) (рис. 83, а). Она составлена из
одинаковых толстых спаянных звеньев, ко-
торые паяют после сборки и затем всю
цепь слегка вальцуют, чтобы придать ей
характерную плоскую форму. Звенья це-
пи, изображенной на рис. 83, б, из-
готовляют и паяют каждое отдельно (до
сборки), а затем цепь собирают из гото-
вых звеньев.
Цепи из различных по форме звеньев
(рис. 83, в, г, д, е) отличаются тем, что
более сложные декоративные звенья че-
редуются с простыми круглыми или
овальными соединительными звеньями,
которые иногда оставляют без пайки, но
в этих случаях они должны быть изготов-
лены из проволоки более толстого сече-
ния.
Звенья цепей (рис. 83, в, д, е), выпол-
няют филигранной техникой и до сборки
хорошо пропаивают сканным припоем
(см. § 27, раздел «Скань»). Звенья цепи,
изображенной на рис. 83, г, изготовляют
из полосы, которая скручена и разреза-
на на отдельные звенья. В каждом звене
просверлены отверстия для соединитель-
ных колец.
Работа с фауленцером (специальным
приспособлением). Это приспособление
применяют при намотке проволоки в тех
случаях, когда необходимо получить тот
или иной рисунок из проволоки, который
повторяется в регулярной последователь-
ности. Фауленцер прост в употреблении,
162
и при его помощи достигается абсолют-
но равномерная намотка. Его изготовле-
ние несложно: на пластинке из латуни тол-
щиной 1 мм, размером 10X10 см размеча-
ют сетку на расстоянии 3 мм между линия-
ми. На пересечении линий просверливают
отверстия диаметром 1—1,5 мм, в которые
вставляют маленькие стальные штифты (на-
пример, граммофонные иглы и т. д.). Тол-
щина штифтов зависит от выбранного об-
разца; штифты не должны иметь шляпок.
Затем заготовляют деревянную пластинку,
которая соответствует латунной. Кроме это-
го, нужна такая же пластинка из асбеста. По
углам латунной пластинки просверливают от-
верстия для шурупов.
Асбестовую прокладку кладут на дере-
вянную, а сверху привинчивают латунную. В
отверстия на латунной пластинке вбивают
необходимое количество штифтов так, что-
бы они плотно удерживались в деревянной
пластинке.
Для сгибания проволоки на фауленцере
она должна быть хорошо отожжена. Если в
дальнейшем потребуется намотанную про-
волоку пропаять, то ее нужно перед нача-
лом работы протравить. Круглыми щипцами
на конце проволоки делают петлю, кото-
рую надевают на первый штифт, чтобы она
не смещалась, когда ее наматывают на по-
следующие штифты. Особое внимание надо
обратить на то, чтобы проволока тесно при-
легала к штифтам. Для этого ее нужно слег-
ка натягивать.
Когда орнамент выполнен, его можно на
фауленцере отжечь или, если нужно, про-
паять. Маленькими щипцами поднимают
проволоку со штифтов и передвигают, если
изготовляется продолжающийся орнамент.
В этом случае последний виток полученного
мотива кладут снова на первый штифт и
продолжают мотать дальше на другие
штифты. На этом приспособлении можно из-
готовлять и спаивать браслеты и зубцы для
филигранных кастов, изготовлять сложные
по рисунку звенья цепей для подвесков и
другие предметы (рис. 84).
Шарнир. Изготовление шарнирной труб-
ки заключается в том, что из мягкого, пред-
6*
163
Рис. 84. Фауленцер —
приспособление
для изгибания
проволоки
варительно отожженного листового металла заготовляют полоску
и один ее конец обрезают в форме клина или так, что к нему
можно припаять круглую проволоку, диаметр которой соответст-
вует просвету шарнира. Ширина полоски равна трем наружным
диаметрам шарнирной трубки. Согнув клиновидный конец полоски
при помощи круглогубцев в трубку, ее продевают в отверстие
фильера и, захватив плоскогубцами, последовательно протягивают
через ряд фильерных отверстий (с убывающими диаметрами) до
тех пор, пока края трубки сомкнутся и шов станет достаточно плот-
ным.
При изготовлении шарниров из жестких металлов (низкопроб-
ное серебро, некоторые марки латуни и др.) операцию волочения
через фильеры чередуют с промежуточным отжигом для устране-
ния нагартованности. Толщина стенки шарнирной трубки должна
составлять V4 ее общего диаметра для того, чтобы обеспечить
необходимую стойкость. Затем шарнирную трубку пропаи-
вают, опиливают шов и калибруют. Все подвижные шарниры со-
стоят из нечетного числа частей (3, 5, 7 и т. д.). При трехчастном
подвижном шарнире средний делают шире, чем два остальных.
Концевые куски сажают на главной части, а не на крышке. Основная
трудность при изготовлении и пайке многочастных подвижных шар-
ниров состоит в том, что отдельные отрезки трубки, тесно приле-
гающие друг к другу, при пайке могут спаяться между собой и тог-
да шарнир не будет работать. Поэтому чаще паяют шарнирные
звенья сначала к одной стороне, затем к другой — это гораздо
удобнее, но при этом труднее добиться точной подгонки. Можно
применять оба из описанных способа.
Шарниры с натяжной пружиной. Эту конструкцию
применяют в самооткрывающихся изделиях (например, в портсига-
164
Рис. 85. Шарнир
с пружиной:
а, б — последовательность
операций
рах). В этом случае в шарнир вместо штифта вставляют листовую
пружину. В зависимости от тяжести крышки требуется то или иное
количество пружин, которые заготовляют несколько длиннее, чем
шарнир. На каждой стороне пружины прикрепляют клиньями, ко-
торые плотно входят в шарнир. В большинстве случаев бывает до-
статочным, когда пружина в открытом портсигре лежит плоско
(рис. 85, а), но можно при вставлении пружину слегка перегнуть и
легко закрепить шпонкой (рис. 85, б). Если при этом пружина имеет
необходимую натяжную силу, она окончательно закрепляется. В за-
ключение шпонку и пружину гладко опиливают.
Необходимо заметить, что в пружинных шарнирах число звень-
ев должно быть четным. Это необходимо для того, чтобы крайние
звенья шарнира были бы припаяны к двум различным частям изде-
лия, например, одна к портсигару, а другая — к его крышке. В этом
случае при закрывании крышки пружина будет приводиться в на-
пряженное состояние и, распрямляясь, самопроизвольно ее откры-
вать.
Цепочные и браслетные замки. Как по форме, так и по конструк-
ции и технологии изготовлений существует множество разновидно-
стей цепочных и браслетных замков. Изготовление их сопряжено с
известными трудностями и требует большой тщательности выпол-
нения всех операций. Для освоения их изготовления сначала нужно
брать наиболее простые по конструкции замки и постепенно пере-
ходить к более сложным. Для тонких цепочек просты в изготовле-
нии и надежны костыльный (рис. 86, а) и крючковой замки (рис. 86,
б). Более сложен по выполнению цепной замок (рис. 86, в), штыко-
вой замок (рис. 86, г) и линзовый замок (рис. 86, д). Для ожерелий
очень удобен винтовой замок (рис. 86, е), но винт от дол-
гой эксплуатации снашивается и замок делается ненадежным. Для
165
Рис. 86. Цепочные
замки:
а) — костыльный замок; б) —
крючковый замок; в) — цеп-
ной замок; г) — штыковой за-
мок; д)—линзовый замок;
е) — винтовой замок
166
Рис. 87. Коробчатые
(ящичные) замки
с горизонтальной
пружиной:
а) — односторонний с гори-
зонтальной пружиной; б) — с
двойной горизонтальной пру-
жиной; в) — двухсторонний
бюгельный; г) — штифтовый
замок
Рис. 88. Изготовление
глухого каста:
а) — заготовка; б) — готовый
каст
167
Рис. 89. Ободковые
оправы:
а) — юстированная; б) — со
вставной царгой
Рис. 90. Крапановая
оправа:
а) — обычная форма; б) — с
опорным ободком
браслетов применяются различные варианты коробчатых (ящичных)
замков (рис. 87, а, б, в) и штифтовые замки (рис. 87, г).
Оправы. За долгие годы развития ювелирного искусства созданы
и продолжают создаваться различные виды оправ; все они должны
удовлетворять следующим требованиям: прочно удерживать ка-
мень; подчеркивать и выявлять эффект камня; служить композици-
онным переходом между художественной формой самого изделия
и камнем.
В зависимости от формы, прозрачности, цвета, характера огран-
ки камня, а также от его технических свойств (твердость, хрупкость,
мягкость и т. п.) выбирают оправу, наиболее соответствующую по
конструкции и материалу. Кроме того, большую роль играет мода.
Изготовление оправ требует большой точности и аккуратности
в работе. Очень важно, чтобы оправа точно соответствовала разме-
ру камня, охватывала и прочно удерживала камень после закрепки.
Длину развертки оправы вычисляют после замера циркулем длины
каждой грани (у граненых камней) или диаметра (у круглых камней).
Длину развертки можно определить также и с помощью бу-
мажного шаблона, обернув для этого камень узкой бумажной
полоской.
Для непрозрачных камней применяют глухие касты (рис. 88) или
ободковые оправы (рис. 89). Для прозрачных камней применяют
крапановую оправу (рис. 90). Она позволяет лучше показать камень
168
Рис. 91. Изготовление
и крепление камня
в корнеровой оправе
Рис. 92. Закрепочные
инструменты:
а) — острый прижим; б) —
плоский прижим; в) — козья
ножка; г) — прижим с на-
правляющим пазом; д) — ост-
рая гладилка; е) — корнейзен;
ж) — миллегриф; з) — вахс-
бейн
169
и дает ему больше света, чем глухая оправа, но камень в ней дер-
жится менее надежно. Существует множество вариантов крапано-
вых оправ, которые обусловлены формой камня и художественным
замыслом ювелира.
Для прозрачных камней, и главным образом для бриллиантов,
применяют корнеровые оправы. Существует много разновидностей
и вариантов этих оправ, но все они объединяются тем, что камень
в них крепится корнерами. Корнеры вырезают штихелем в форме
заусенца из материала оправы, прижимают к граням камня и
оформляют корнейзеном до получения полукруглых головок. На
рис. 91 показана последовательность процесса изготовления и креп-
ления камня в корнеровой оправе.
Для крепения гранатов применяют набивную оправу (штоцен-
оправу). Она отличается от кернеровой оправы тем, что кернеры
не вырезают из основного металла, а припаивают в виде штифтов,
установленных в отверстия, просверленные в основной пластине.
Штифты устанавливают, припаивают и отрезают до требуемой вы-
соты, а затем (после установки камня) большим корнейзеном при-
жимают штифты так, чтобы образовалась полукруглая головка,
захватывающая рундист камня.
32. Закрепление камней
Закрепление камней производят небольшим количеством про-
стейших инструментов, которые обычно мастера делают сами. Не-
которые инструменты, имеющиеся в продаже, они изменяют в со-
ответствии со своими профессиональными потребностями. Ниже
описаны основные инструменты, применяемые для закрепки
камней.
Штихели, надфили, сверла, фрезы и т. п., которые
применяют для закрепления камней, не отличаются по своей форме
от тех, которые используются ювелирами и граверами.
К специальным инструментам относят следующие.
Прижимы (д рюкер ы), используемые для того, чтобы за-
жимать при вставлении камня крапаны, кернеры или стенки оправы.
Все основные виды и размеры этих прижимов соответствуют шти-
хелю и имеют такие же рукоятки. Их делают из стальных стержней
прямоугольного или квадратного сечения. Острый прижим (рис. 92,
а) по своей форме похож на отвертку. Плоский прижим (рис. 92, б)
имеет только относительно небольшую прямоугольную рабочую
поверхность; у так называемой козьей ножки (бокфуса) (рис. 92, в)
поверхность увеличена благодаря тому, что стальной штифт загнут
на верхнем конце под углом. В большинстве случаев рабочие по-
верхности гладко отполированы, иногда для особых целей в ней
делают направляющий паз (рис. 92, г). Иногда рабочую поверхность
прижима и козьей ножки делают слегка матовой — это препятствует
соскальзыванию прижима в сторону камня.
Гладилки (форштексели) по своей форме в основном
похожи на прижимы, однако, в большинстве случаев их изготовляют
из круглого стержня, верхний конец которого заострен, как у иглы,
170
и лишь его острие слегка закруглено (рис. 92, д). Для мягких камней
используют гладилки из меди или латуни.
К ор ней зен ы имеют также форму штихеля. Это круглые
стальные штифты, на верхнем конце которых имеется полукруглое,
отполированное до блеска углубление, в котором путем вращения
закругляют кернеры (рис. 92, е). Обычно применяют комплект (на-
бор) корнейзенов (с углублениями различной величины), которые
можно ввинтить в универсальную рукоятку.
Накатка, или миллегриф (рис. 92, ж), закреплен в вилке
на верхнем конце стального штифта. Штифт ввинчивают в универ-
сальную рукоятку. В колесике имеются мельчайшие полусфериче-
ские углубления, расположенные в один ряд. Если, слегка надавли-
вая, провести колесиком по металлу, то можно получить полоску
из мельчайших кернеров, что часто применяют для украшения
краев оправы. Раньше такие канты из кернеров изготовляли с боль-
шим трудом — при помощи тонких пуансонов, в настоящее время
для этого используют накатку.
Вахсбейн представляет собой палочку из дерева (пластмас-
сы) или слоновой кости, к верхнему концу которой прикреплено
немного воска (рис. 92, з). С ее помощью можно легко вставить в
оправу даже очень мелкие камни.
Жестяная коробочка (вахскаст) наполнена формовочным
воском. Мелкие камни вдавливают в воск в том порядке, в котором
они должны находиться в готовом украшении; поэтому мелкие кам-
ни нельзя ни перепутать, ни потерять.
Державка, или кит шт о к, необходима для обработки боль-
шинства украшений, кроме колец, так как кольца должны быть в
этом случае неподвижно закреплены в тисках. По своей форме
китшток аналогичен инструменту, применяемому при гравировании,
а также при опиливании небольших предметов. Он состоит из де-
ревянного стержня, длиной около 10—12 см, конец которого имеет
шероховатую поверхность или покрыт насечками для того,
чтобы можно было наплавить сургуч. Размер китштока (его
рабочего конца) зависит от величины обрабатываемого пред-
мета.
Подготовка изделий, вставление и закрепление камней. К тому
моменту, когда должны закрепляться камни, украшения в большин-
стве случаев уже окончательно отполированы. Поэтому обращать-
ся с ними нужно особенно осторожно. Если возникают стружки, то
их необходимо сметать мягкой кисточкой, чтобы не могли появить-
ся царапины.
В касте камень удерживается благодаря тому, что верхний край
(часть) оправы прижимает край камня. При помощи прижима или
козьей ножки сначала в нескольких противоположных местах опра-
ву слегка загибают, чтобы предварительно закрепить камень, после
чего еще раз проверяют, правильно ли он лежит. Если несколько
камней вставляются параллельно, то следует проверить, на одном
ли уровне расположена их верхняя сторона (если смотреть сбоку).
Если эти условия выполнены, то постепенно загибают край оправы,
171
выступающий над камнем, причем проходят прижимом несколько
раз по всей оправе.
Если оправа граненая, то необходимо особое внимание обратить
на то, чтобы металл на углах не деформировался относительно
камня в процессе загибания сторон оправы. В противном случае су-
ществует опасность возникновения на углах остроконечных образо-
ваний. После того как камень предварительно закреплен, необхо-
димо еще раз прижимом надавить на край среза оправы, чтобы
плотнее посадить камень. С помощью плоского штихеля край опра-
вы зачищают до блеска и по краю оправы можно провести колеси-
ком миллегрифа, чтобы создать кант из кернеров.
В настоящее время, однако, предпочитают гладкие оправы. Для
камней с таблитчатой гранью и узкой боковой гранью (камни такой
формы шлифуют, главным образом, для мужских колец) часто при-
меняют сейчас зеркальные оправы. При этом оправа должна быть
такой высоты, чтобы после прижима она доходила до таблитчатой
грани, т. е. полностью закрывала скошенную грань камня. Оправу
пригоняют вплотную. Наконец, верхний край оправы опиливают на-
столько, чтобы он находился в одной плоскости с плоскостью кам-
ня. После полирования создается впечатление, что вокруг
камня расположена узкая блестящая полоска металлического
зеркала.
Более легкой (свободной) оправой является дуговая оправа,
когда край оправы прижимают к камню при помощи прижима через
равномерные расстояния. В этом случае материал оправы, располо-
женный между двумя точками прижима, образует небольшую дугу.
Следует обращать внимание на то, чтобы оправа не слишком далеко
отстояла от края камня и чтобы дуги были не слишком глубокие;
дуги отшлифовывают и полируют. После того как все камни встав-
лены в оправы, надо проверить, насколько прочно они закреплены.
Для этого можно или слегка постучать по изделию и убедиться, не
качается ли камень, или попробовать его подвигать. Можно даже
подвигать камень с нижней стороны деревянной палочкой (спичкой),
при этом слабое закрепление легко обнаруживается.
Вынимание камня. Иногда камень должен быть вынут при ре-
монте украшения. Обычно каждый камень хорошо зажат, вклеен
или укреплен каким-либо другим способом. При вынимании надо
учитывать свойство того или иного камня. При хрупких или бьющих-
ся камнях необходима большая осторожность.
При вынимании камня острым узким ножом проводят между
оправой и камнем, причем нож действует как узкий клин и отодви-
гает (отгибает) стенку оправы. Давление должно быть точным, но
вначале не сильным и направлено в сторону оправы, а не против
камня.
Нельзя перекашивать или качать нож или приподнимать оправу
рычагообразным движением. Особенно трудно вынимать такие кам-
ни, у которых оправный кант настолько плотно прижат к камню,
что не удается втиснуть нож между оправой и камнем вследствие
тугого их соприкосновения. В таком случае нужно вводить острие
172
ножа снизу оправы вдоль камня. Нужно много раз проводить но-
жом вдоль камня до тех пор, пока оправа не поднимется и камень
можно свободно вынуть.
Если оправа особенно крепкая или толстая и не откроется та-
ким методом, то тогда ее нужно подпилить с одной стороны. Когда
прорезь немножко увеличится, камень легко можно вынуть. Только
в исключительных случаях бывает необходимо подпиливать оправу
с двух противоположных сторон. Однако это следует делать в край-
нем случае, так как подпиленные места необходимо запаивать, что
значительно усложняет работу. При раскреплении кернеровых и
крапановых оправ обычно камень удаляют без особого труда, ког-
да плоским штихелем осторожно отодвигают удерживающие дета-
ли оправы. Если камень маленький, то можно выдавить камень из
оправы плоским штифтом, диаметр которого соответствует диа-
метру отверстия под камнем.
4
Литейные
работы
Литьем называют процесс изготовления металлических изделий
посредством заливки расплавленного металла в формы.
Путем литья можно получить изделия самого разнообразного
назначения и размера, начиная от мельчайших изделий ювелирного
характера (кольца, броши, серьги) из серебра и золота до огром-
ных чугунных, архитектурных деталей монументальных памятников,
фигур и т. п.
Литье является одним из самых древних способов обработки
металлов. Многочисленные археологические находки на юге нашей
страны свидетельствуют о том, что на Руси литье было известно
очень давно — еще в период скифской культуры.
Для художественного литья советского периода характерна ме-
ханизация литейного производства, освоение новой техники, внед-
рение новейших технологий литья, таких, как кокильное, оболочко-
вое, центробежное и др. Кроме того, на новой основе развиваются
и старые способы литья. Например, статуарное литье по восковой
модели, в котором сложные составы формовочных смесей из орга-
нических компонентов (опилки, конский навоз, коровья шерсть
и т. п.) заменяются неорганическими материалами, позволяющими
отливать монументальные фигуры не только бронзовые, но и чугун-
ные с высокой степенью точности.
В настоящее время существуют различные способы литья, позво-
ляющие отливать изделия самого различного размера и веса — от
нескольких граммов драгоценного металла в ювелирной промыш-
ленности до крупных статуй и памятников из чугуна и бронзы.
В области производства художественных изделий сейчас приме-
няют или начинают входить в употребление следующие способы
литья, которые разделяются по следующим признакам:
По металлу отливок: стальное литье; литье чугуна; литье
медных сплавов (бронза, латунь); литье легких металлов (оловян-
175
ные, цинковые, алюминиевые сплавы); литье благородных металлов
(серебро, золото).
По материалу и конструкции форм: литье во вре-
менные формы — земляные и оболочковые формы, годные для
отливки только один раз; литье в постоянные металлические формы,
выдерживающие большое число заливок.
По характеру моделей: с потерей модели — восковое
литье, точное литье; по постоянной модели — земляное литье.
По способу заливки форм металлом: обычное
литье; центробежное литье; литье под давлением.
Литье во временные
33. земляные формы
Литье в земляные формы — один из древних способов, не утра-
тивший своего значения и теперь. Процесс получения отливки этим
способом заключается в том, что по модели, которая представляет
собой копию авторского оригинала (или по шаблону), из формовоч-
ной земли (смесь глины с песком) изготовляют литейную форму,
которую и заливают расплавленным металлом. При извлечении го-
товой отливки из формы она разрушается, и для каждой следую-
щей отливки форму изготовляют вновь, т. е. каждая форма слу-
жит только один раз. В зависимости от требований формы могут
быть залиты чугуном, бронзой, алюминием, серебром и другими
сплавами.
Цех, в котором производят литье, называют литейным; он имеет
несколько отделений: отделение приготовления формовочных сме-
сей для форм; формовочное отделение — изготовление форм;
стержневое отделение — изготовление стержней для отливки пу-
стотелых изделий; плавильное отделение — плавка металла; отделе-
ние выбивки и очистки изделий.
Формовочные материалы. Основным материалом для литейных
форм служат формовочные смеси, содержащие песок и глину.
В зависимости от содержания глины, формовочные материалы де-
лят на различные сорта формовочных смесей. Содержание глины
составляет от 2 до 50%. Для отливки художественных изделий про-
цент содержания глины составляет от 12 до 25%. Смеси для круп-
ных и сложных отливок обычно содержат много глины — до 25%;
для более простого мелкого литья—12—15%.
Свойства формовочных смесей. Качество художест-
венной отливки во многом зависит от качества формовочных сме-
сей. Формовочные смеси должны иметь следующие свойства:
прочность, пластичность, газопроницаемость, огнеупорность, подат-
ливость, однородный состав и малую теплопроводность, долговеч-
ность.
Прочность, или крепость, формовочной смеси зависит от про-
центного содержания глины — чем больше глины, чем равномернее
и толще ее слой на каждом зерне песка, составляющем смесь, чем
176
шероховатее зерна песка, тем лучше они удерживаются друг около
друга. Способность формовочной смеси не разрушаться от толчков
в процессе приготовления формы, при переноске ее и особенно
при заливке металлом называется прочностью.
Пластичность — свойство формовочной смеси принимать во
влажном состоянии отпечаток модели со всеми ее мельчайшими
подробностями и сохранять его во время заливки формы. Пластич-
ность тем больше, чем мельче зерна песка и чем больше содержа-
ние глины. Неоднородный песок с шероховатой поверхностью при-
дает формовочной смеси большую пластичность.
При заливке формы образуется большое количество газов за
счет горения защитных покрытий стенок формы и испарения влаги
из формы; имеются газы, выделяющиеся из самого горячего ме-
талла.
Если газы своевременно не удалены из формы, то отливка по-
лучается бракованной из-за газовых раковин и пустот. Газы могут
выходить или через стенки формы, или через слой жидкого метал-
ла в литнике; в последнем случае отливка получается бракованной
из-за газовых раковин, образовавшихся в отливке.
Способность смеси пропускать пары и газы через стенки формы
называется газопроницаемостью.
Смеси с крупными круглыми зернами обладают большей газо-
проницаемостью, чем смеси с мелкими шероховатыми зернами.
Чем больше в смеси глины и влаги, тем газопроницаемость хуже.
Стенки формы при заливке подвергаются действию большого
жара. При этом слой смеси в форме, соприкасающийся с расплав-
ленным металлом, может оплавиться, пригореть, образуя на по-
верхности отливки трудно отделимую корку. При этом отливка при-
нимает неровную, шероховатую поверхность, и очистка ее стоит
дороже, чем само литье.
Температура оплавления и спекания смеси должна быть выше
температуры жидкого металла.
Способность смеси выдерживать без существенных изменений
высокую температуру расплавленного металла называется огне-
упорностью; она зависит от химического состава формовочной сме-
си, величины зерна — чем крупнее зерна смеси, тем они труднее
оплавляются и спекаются.
Однородность характеризуется тем, что одинаковые по величи-
не и форме зерна обусловливают одинаковые свойства по всей мас-
се. Однородные смеси обычно имеют хорошую газопроницае-
мость.
Теплопроводность — это свойство формовочной смеси переда-
вать тепло от более нагретой части формы к менее нагретой. Фор-
мовочные смеси не должны иметь большую теплопроводность.
Наоборот, малая теплопроводность дает возможность отливке мед-
ленно и равномерно остывать в форме, чтобы на ее поверхности не
образовывалась твердая корка (закалка). Перед чеканкой такую
корку приходится удалять предварительным отжигом, что удоро-
жает и усложняет процесс обработки отливки.
177
Залитый металл при кристаллизации и затвердевании уменьша-
ется в объеме. Такое явление называется усадкой. Форма не долж-
на сопротивляться усадке, особенно та часть ее, которая образует
внутреннюю полость в отливке, т. е. стержень. Свойство смеси не
препятствовать усадке называют податливостью.
Долговечность — способность смеси сохранять основные перво-
начальные свойства после повторных заливок. Изменения обычно
заключаются в следующем: растрескивание от жара зерен смеси,
перегорание глины, т. е. утрата пластичности и клейкости, накопле-
ние мелочи и пыли.
Формовочные смеси делятся на облицовочные и напол-
нительные. Большую часть формы изготовляют из наполнитель-
ной смеси. Она должна иметь хорошую газопроницаемость, а ос-
тальные свойства для нее не столь существенны. Небольшой слой,
непосредственно прилегающий к поверхности модели, изготовляют
из облицовочной смеси. От ее свойств в основном зависит успех
отливки. Облицовочная смесь должна иметь все необходимые свой-
ства (пластичность, прочность, газопроницаемость, огнеупорность,
податливость и малую теплопроводность).
Иногда в качестве формовочных смесей используют природные
земли, которые изредка встречаются в готовом виде и представ-
ляют большую ценность. Например, к таким природным материа-
лам относятся формовочные пески в Каслинском карьере на Урале,
которые с давних пор применяются для чугунного художественного
литья на Каслинском заводе, или формовочные земли, пригодные
для бронзового литья, добываемые из карьера близ Коломенского
в Москве.
Формовочные смеси различают для литья в сырую формуй
для литья по просушенным формам. Свойства таких сме-
сей не одинаковы.
По сырым формам обычно заливают чугун при литье несложных
по конфигурации деталей. Наоборот, литье бронзовых статуй, бюс-
тов и других сложных художественных моделей производят обяза-
тельно по просушенным формам.
Успех отливки, как уже указывалось выше, во многом зависит
от качества формовочных смесей, поэтому формовочные смеси
тщательно составляют и подвергают специальным испытаниям для
определения их свойств.
Существуют специальные приборы, которыми определяют свой-
ства смеси:
газопроницаемость — через взятый и уплотненный образец про-
пускают воздух и по времени прохождения воздуха через образец
при определенном давлении судят о газопроницаемости;
крепость — уплотненный образец подвергают нагрузке до раз-
рушения. Наибольшее усилие, деленное на площадь сечения образ-
ца, и характеризует прочность формовочной смеси;
влажность — через образец в 30—50 г продувают нагретый до
200° воздух, затем образец вновь взвешивают, и разница в весе ха-
рактеризует влажность;
178
количество глины (в %) определяют отмучиванием и затем взве-
шиванием. Разница в весе образца до отмучивания и после состав-
ляет вес глины;
крупность зерна определяют путем просеивания через специ-
альные сита.
Модели и их свойства. Форму можно изготовить по авторскому
оригиналу только для отливки, не требующей соблюдения точных
размеров. Обычно формовку производят по копии изделия, т. е. по
модели отливки. Модели изготовляют из дерева, металла, гипса
и т. п. Эти копии имеют специальные отклонения в большую сторо-
ну от размеров изделий с учетом литейной усадки.
Для удобства формовки и для получения точных отливок по раз-
мерам модель должна иметь следующие качества:
не должна разрушаться или изменять форму в процессе
формовки и уплотнения вокруг нее земли, т. е. иметь проч-
ность;
легко выниматься из формы, не повреждая ее стенок, т. е. иметь
формовочные конусы — соответствующие уклоны на стенках (бо-
ковых);
иметь чистую, гладкую поверхность, чтобы к ней не приставала
земля;
быть легкой, чтобы при извлечении ее из земли не напрягать
сильно мускулы рук, так как это вызывает сотрясение модели и
осыпание частей формы;
быть несколько больше оригинала, чтобы отлитое по ней изде-
лие после усадки соответствовало размерам чертежа.
Литейная усадка — это уменьшение объема металла при перехо-
де из жидкого состояния в твердое. При охлаждении отливка сокра-
щается и как бы отходит от стенок формы. Отливка всегда меньше
модели, по которой была сделана форма. Величина усадки бывает
различная. Металлы и сплавы с большой усадкой менее желатель-
ны для литья. Литейные усадки некоторых металлов и сплавов при-
ведены в табл. 19.
Пользуясь величиной литейной усадки, можно определить, на-
сколько больше следует изготовить модель и по ней форму, чтобы
получить отливку нужного размера.
Кроме того, при изготовлении модели должна быть учтена по-
следующая механическая обработка отливки, т. е. модель по раз-
мерам должна также иметь припуск на обработку.
Виды моделей. По конструкции модели для художествен-
ного литья, в зависимости от способа приготовления форм и слож-
ности отливок, делят на цельные, разъемные, с отъемными частя-
ми (приборами), со знаками для пустотелых отливок.
Цельные модели, или простые, — модели, применяемые в тех
случаях, когда изделие имеет простую форму без сложных и высо-
ких выступов и больших углублений, затрудняющих в процессе фор-
мовки извлечение модели из формы; к числу таких моделей отно-
сят модели барельефов постаментов, некоторых декоративных на-
кладок, архитектурных деталей, розеток (рис. 93).
179
Металл
Олово
Свинец
Серый чугун
Цинк
Силумин
Фосфористая бронза
Алюминиевая бронза
Художественная бронза
Магний
Алюминий
Медь
Томпак
Нейзильбер
Никель
Сталь
Усадка, %
при литье в земляные
формы
0,2-0,3
0,8
1,0
1,1-1,2
1,1-1,2
1,3-1,4
1,4-1,5
1,5
1,5
1,6
1,8-1,9
2,0-2,1
2,0-2,1
2,0-2,1
Таблица 19
при литье в постоянные
металлические формы
0,6-0,7
0,9-1,0
1,6-1,7
1,2—1,9
1,4—1,5
2,1-2,2
1,7-1,9
1,8-1,9
2,0—2,1
2,1-2,2
2,2-2,3
1,7-1,8
2
Разъемные модели — модели более сложных изделий с высоки-
ми выступами и большими углублениями; их делают разъемными
по плоскости симметрии, например, модель двусторонней медали.
Модели для больших сложных изделий могут состоять из несколь-
ких частей и формоваться в нескольких опоках. Части разъемной
модели обычно соединяют шипами так, чтобы обе половины моде-
ли не могли смещаться одна относительно другой. Смещение вле-
чет за собой брак в отливке, называемый перекосом. Это часто по-
лучается, если шипы недостаточно прочны, например, сделаны из
дерева или в результате износа шипов и гнезд.
Модели с отъемными частями — их особенность в том, что при
извлечении модели из формы части остаются в форме, а потом их
вынимают отдельно в соответствующих направлениях. Например,
модель декоративной вазы с ручками — ручки мешают свободно вы-
нимать модель из формы; для удобства формовки ручки делают
отъемные (их вынимают не вверх, а внутрь полости формы, причем
сначала нижний кусок, потом верхний). Способы крепления частей
на модели различны: шпильками, винтами, или шипами в форме
«ласточкина хвоста».
Модели для пустотелых отливок. Они имеют специальные высту-
пы на боковых стенках, которые называются знаками. При формов-
ке эти выступы — знаки образуют в форме углубления — отпечатки,
куда вставляются соответствующие выступы специально приготов-
ленных земляных стержней или шишек, образующих внутреннюю
полость отливок. Расположение и величина знаков на модели пусто-
телой отливки зависят от расположения и величины внутренней
полости. Когда полость имеет выход с двух сторон (трубы, колон-
ны), знаки на моделях делают также с двух сторон (на боковых
стенках). Иногда полость имеет только один выход, например, при
отливке декоративных ваз и других подобных изделий.
180
Рис. 93. Декоративные
мебельные накладки,
отлитые по простым
моделям
XIX в
В отливках типа бюстов или фигур внутренние полости не имеют
выхода на поверхность (глухие полости). В таких моделях знаки
нельзя делать большими, чтобы не исказить поверхности отливки.
Их делают по диаметру каркаса стержня. Концами каркаса стержень
крепят в стенках формы и заплавляют при отливке. После отливки
концы каркаса срубают и зачеканивают.
Материалы для изготовления моделей. Для деревянных мо-
делей применяют сосну, ольху, березу, бук, грушевое дерево,
орех. Сосна наиболее дешевая порода, она слабо впитыват влагу и
мало коробится. Из сосны делают модели колонн, тумб, постамен-
тов, не имеющих на поверхности резьбы и тонких украшений, по-
тому что сосна легко колется вдоль волокна, выкрашивается и за-
дирается при токарной обработке.
181
Береза имеет большую прочность и чистую поверхность, легко»
обрабатывается на станках. Наиболее сложные и дорогие модели,
имеющие тонкую резьбу и рисунки, делают из прочных и вязких,
пород—яблони, груши, бука, ореха.
Дерево любой породы содержит до 30% влаги и при сушке ко-
робится и трескается. При впитывании влаги сухое дерево разбу-
хает. Больше всего дерево усыхает вдоль окружности и меньше по
радиусу. Доски коробятся, образуя выпуклость к центру ствола.
Поэтому модели обычно не делают из целого куска, а из отдельных
частей, склеенных между собой так, чтобы слои не совпадали —
тогда коробление гораздо меньше. Деревянные модели обязатель-
но красят и покрывают водонепроницаемым лаком. Лак предохра-
няет модель от разбухания и делает ее гладкой, к ней не липнет
формовочная земля. По цвету окраски модели определяют, из
какого металла будет отливка: модели для чугунных отливок красят
в красный цвет, для бронзы — в желтый, для алюминия — в белый.
Знаки всех моделей красят в черный цвет.
Недостатки деревянных моделей: от соприкосновения с сырой
землей модель разбухает и трескается; острые кромки и мелкие
выступы быстро изнашиваются, на поверхности появляются
забоины; модели с тонкими стенками, особенно пустотелые,
коробятся.
Хорошим материалом для моделей при небольшом тираже яв-
ляется гипс. Гипсовую модель изготовляют следующим обра-
зом: снимают кусковую форму с пластилинового или глиняного ав-
торского оригинала и заливают в нее гипс. Модель зачищают и по-
крывают лаком.
Гипсовая модель не дает возможности сделать припуск на
усадку.
Цементные модели мало удобны, так как они хрупки и
плохо поддаются ремонту. Но для больших, крупномерных отливок
могут применяться.
Пластмассовые модели за последнее время принимают
все более и более широкое распространение, особенно при отлив-
ке букв, цифр и т. п. Из пластмассы легко выпиливают и обрабаты-
вают буквы и цифры, при этом получается чистая и гладкая поверх-
ность; модель достаточно прочная и легкая. Пластмасса также при-
меняется для приготовления подмоделей.
При серийном литье выгодно делать металлические мо-
дели. Они прочны, долговечны, обеспечивают плотную набивку
формовочной земли, имеют чистую поверхность. При больших ти-
ражах они обходятся дешевле деревянных, которые приходится
несколько раз делать и ремонтировать вновь.
а) Чугунные модели применяют для крупных отливок, например
решеток, постаментов больших скульптурных групп и т. п.; пре-
имущества чугуна: дешевый, прочный материал; недостатки: хруп-
кость, мелкие рисунки и выступы выкрашиваются, трудно поддает-
ся обработке, не чеканится и быстро ржавеет. По этой причине для
мелких моделей не годится.
182
б) Латунные модели (бронзовые) применяют для художествен-
ного литья различных архитектурных деталей, бюстов, барельефов
и т. п. только при массовых тиражах. Преимущества латуни: не ржа-
веет, хорошо принимает чеканку и гравировку, легко обрабатыва-
ется на станках, имеет чистую поверхность; латунь хорошо паяется,
что позволяет изготовлять самые сложные модели, которые дела-
ют по частям, а затем собирают.
в) Аюминиевые модели легче других по весу и не ржавеют. Они
все больше применяются, вытесняя чугунные и бронзовые модели.
Их недостатки: малая поверхностная прочность, быстро изнашива-
ются от ударов трамбовки, наколов и подрезки при кусковой фор-
мовке. Ремонт моделей затрудняется в связи с особенностями пай-
ки и сварки.
Изготовление металлических м о д е л е й делится
на два этапа:
1) изготовление подмодели из гипса или дерева (или чаще пла-
стилина в комбинации с деревом или гипсом) и отливка заготовки
(«матки»);
2) обработка «матки» на станках или вручную (проточка, проче-
канка и т. д.).
При изготовлении подмодели делают двойной припуск на усад-
ку (при отливке «матки» и модели) и на механическую обработку.
Кроме того, на подмодели делают специальные приливы для удоб-
ства зажима отливки на станке (токарном или фрезерном), которые
затем срезают при механической обработке модели.
Стержни и их изготовление. Стержнем называют часть формы,
которая служит для создания внутренних полостей в отливке. Он
изготовляется отдельно от самой формы и вставляется в нее.
Стержень состоит из двух частей: части, образующей внутреннюю
полость отливки; опорной части — знака, при помощи которого он
крепится в форме (кроме того, знак служит для отвода газов, об-
разующихся в стержне при заливке).
Стержень должен иметь все свойства, которые имеет форма, —
прочность, газопроницаемость и т. д. Однако в силу специфических
условий, в которых он находится, эти свойства должны быть осо-
бенно хорошо выражены.
Стержень чаще всего расположен в центре формы — он со всех
сторон окружается металлом, следовательно, он должен быть бо-
лее прочным, чем форма, омываемая металлом только с одной,
внутренней стороны.
В стержне при заливке, как и в форме, образуются газы, но в
форме они могут выходить через выпор, плоскость разъема опок,
через стенки формы, а из стержня газы могут выходить только че-
рез его знаки, следовательно, стержень должен быть более газо-
проницаем.
Стержень со всех сторон нагревается металлом, поэтому он
должен обладать большей огнеупорностью, чем форма.
При охлаждении, как уже известно, отливка имеет усадку и как
бы отходит от стенок формы к центру, т. е. обжимает стержень,
183
следовательно, он должен обладать податливостью, иначе от
сильного внутреннего напряжения отливка может дать тре-
щину.
Стержень должен хорошо выбиваться из отливки, особенно при
фигурном литье, где его приходится удалять через малые отвер-
стия, оставшиеся в отливке после удаления каркаса.
Основным материалом для стержней является тоже формовоч-
ная земля, песок и глина, но кроме песка и глины в стержневую
смесь добавляют крепители: декстрин, олифу, муку, лаки и т. д.
Примерный состав стержневой смеси: тощий песок 60%, старая го-
релая земля 40%, крепитель (декстрин) в пределах 2—3% от обще-
го объема; влажность 5—6%. Стержни изготовляют отдельно в
специальных стержневых ящиках, которые делают разъемными для
удобства извлечения готовых стержней. Стержни сушат в сушиль-
ных печах, а затем укладывают в готовую литейную форму. Для
малых серий стержневые ящики делают из гипса или дерева, а для
массового литья — из металла.
Процесс производства стержня в ящиках. Для этого процесса
характерна такая последовательность операций:
1) внутреннюю поверхность ящика припыливают ликоподием;
2) половинки ящика складывают и ставят на стол в вертикаль-
ном положении;
3) ящик набивают до высоты;
4) в нем устанавливают два прутка — один для каркаса (остает-
ся в готовом стержне) и другой для образования душника (выни-
мается после набивки стержня, после чего остается сквозной канал
для вентиляции);
5) ящик наполняют доверху и вынимают пруток, образующий
душник;
6) стержень вынимают из ящика, предварительно постучав по
его стенкам деревянным молотком, чтобы он отстал, и кладут на
сушильную плиту;
7) стержень сушат при температуре от 300—350° С — для песча-
но-глинистых смесей, до 200—300° С — для стержней с крепителями
в течение 1—1 7г ч.
Опоки. Для удобства изготовления, разборки, сборки и перенос-
ки формы, а также для преодоления усилий, возникающих в
ней при заливке, формовку ведут в специальных ящиках без
дна и крышки, называемых опоками. Обычно их собирают из
двух частей и соединяют между собой при помощи штырей,
укрепленных в проушинах, расположенных на боковых стенках
опоки.
Для удобства переноса опока имеет ручки, а для того чтобы
уплотненная в опоке формовочная земля не выпадала, ее снабжают
ребрами или угольниками. В малых опоках ребер не делают, так
как они мешают набивке формы.
Опоки должны отвечать следующим требованиям:
1) быть прочными; недопустимы прогибы стенок;
184
2) быть хорошо пригнанными друг к другу, штыри не должны
качаться, что может привести к перекосу формы (к смещению).
Диаметр штырей должен точно совпадать с диаметром отверстия в
проушинах;
3) быть легкими, чтобы их можно было свободно перемещать;
4) большие опоки должны иметь ребра и угольники для удер-
жания земли.
Имеются следующие разновидности опок:
Чугунные опоки, которые применяются при массовом, серийном
производстве отливок. Они долговечны, прочны и по сравнению с
другими металлическими опоками дешевы. По размерам чугунные
опоки делят на ручные и крановые.
Ручные опоки делают такого размера, чтобы при работе их
легко можно было поднять и перевернуть.
Крановые опоки применяют для отливки больших скуль-
птур, их перемещают при помощи крана, ребра делают съемными,
на болтах.
Стальные сварные опоки, реже литые, которые особенно хороши
для сухой формовки, где от опок требуется высокая прочность при
формовке и заливке.
Алюминиевые опоки, имеющие все большее применение; они
достаточно прочны и гораздо легче чугуна или стали.
Шарнирные алюминиевые опоки (съемные) применяют при без-
опочной отливке. Формовку производят в опоке, а потом, перед
заливкой, ее снимают, земляную форму крепят тонкостенной же-
лезной рамкой — жакетом, а в опоке начинают изготовлять новую
форму.
Формовочные инструменты делятся на две группы: для набивки
форм; для отделки форм.
К первой группе относятся: подмодельные доски, лопаты
для земли; совки, сита (из латунной сетки) для просеивания формо-
вочных смесей с размером ячеек для мелкого литья 1—1,5 мм, для
крупного (грубого литья) 3—5 мм, диаметр сит от 300 до 600 мм.
Трамбовки служат для уплотнения смеси. Узкий клинообразный
конец применяют для уплотнения в узких местах модели; в меха-
низированных цехах применяют пневматические трамбовки.
Счищалка — металлическая линейка для удаления лишней земли.
Душники-наколки — длинная стальная игла для наколки тонких
каналов, увеличивающих газопроницаемость.
Деревянные молотки применяют для набивки кусков и раскола-
чивания модели перед извлечением ее из формы.
Брусок-трепало служит для уплотнения смеси при формовке по
непрочным (из пластилина) моделям. При работе трепалом он опи-
рается на оба края опоки.
Кисти (из льна) служат для смачивания углов и стенок формы
перед извлечением модели для создания большей ее прочности.
Крючки и подъемы используют для подъема и извлечения мо-
дели из формы; стальными заостренными стержнями вынимают
небольшие деревянные и гипсовые модели, а также стержнями с
185
резьбой вынимают металлические модели, в которых нарезаны
гнезда с резьбой.
Щетки для очистки моделей от земли.
Ко второй группе относятся: гладилки для исправления и
заглаживания повреждений в форме; ложки, стеки, ланцеты; игол-
ки или вилки для отъема кусков; кисточки и щетки из конского во-
лоса и перьев птиц; мешочек для припыла ликоподием, толченым
углем или графитом.
Различные виды
34. формовки
Формовка простой модели. Для этого процесса характерна та-
кая последовательность операций:
1. Модели кладут на подмодельную доску лицевой стороной
вверх и припыливают ликоподием (чтобы смесь лучше отделялась
от модели). Затем кладут нижнюю опоку разъемом вниз так, чтобы
модель оказалась в центре просвета опоки (смещение модели к
одной стороне нежелательно, так как металл может при заливке
продавить тонкую стенку).
2. На модель насевают тонкий слой облицовочной земли 25—
30 мм. Затем насыпают наполнительную смесь слоем 50—80 мм.
Смесь уплотняют острым концом трамбовки (по модели ударять
нельзя). Набивка должна быть равномерной, определенной плот-
ности. Очень плотно набивать нельзя, так как уменьшается газо-
проницаемость и податливость. Верхний слой земли снимают счи-
щалкой.
Душником накалывают каналы для увеличения газопроницаемо-
сти, но наколы не должны доходить до модели, так как тогда в эти
каналы будет затекать металл и портить вид отливки.
4. Опоку покрывают второй подмодельной доской и вместе с
ней быстро переворачивают и снимают подмодельную доску.
5. Поверхность разъема у краев модели приглаживают гладил-
кой для увеличения прочности; большие формы засыпают тонким
слоем разделительного песка, с модели песок сдувают, а для мел-
ких форм применяют ликоподий.
6. Накрывают верхнюю опоку, надевают ее на штыри, при этом
не должно быть качки.
7. Модель засевают слоем облицовочной земли, а затем насы-
пают слоями и уплотняют наполнительную смесь. Излишек смеси
срезают линейкой и накалывают душники.
8. Осторожно, без рывков и перекосов снимают верхнюю опоку,
перевертывают ее и ставят на подмодельную доску.
9. Аккуратно вынимают модель и заправляют форму, прорезают
ланцетом литниковую систему. Приглаживать плоскость разъема
опок нельзя, так как получатся зазоры, куда может утечь металл
при заливке.
186
10. Вновь собирают опоки, скрепляют их и ставят в сушило для
«просушки.
11. После просушки опоки раскрывают, удаляют осыпавшиеся
части и исправляют.
Для того чтобы металл не пригорал к форме, перед заливкой
ее внутреннюю поверхность или покрывают сажей (коптят) или
окрашивают специальными формовочными красками (чернилами),
состоящими из угольной пыли или графита, размешанного в воде;
опоки закрывают.
12. Металл плавят и заливают.
Формовка по разъемной модели. Для удобства формовки мо-
дели часто делают разъемными на две половинки. При этом выпол-
няют операции:
1. На подмодельную доску кладут половинку модели без шипов,
покрывают нижней опокой и набивают обычным способом.
2. Нижнюю опоку переворачивают, кладут вторую половинку
модели с шипами, следя за тем, чтобы она плотно соединилась с
первой половинкой.
3. Устанавливают верхнюю опоку и заформовывают.
Формовка с фальшивой опокой. Если модель имеет фигурную
поверхность и не может быть уложена всеми частями на подмодель-
ную доску, применяют или способ с подрезкой (он дорог и сложен
при серийном изготовлении форм), или формовку с фальшивой
опокой, не участвующей в процессе заливки формы и являющейся
временным приспособлением для формовки, представляя собой
как бы фигурную подмодельную доску.
Фальшивые опоки изготовляют или из той же земли, но с более
плотной набивкой, или из более прочных веществ — глины, гипса,
цемента (при серийной формовке). Глиняная фальшивая опока вы-
держивает 10—15 формовок, гипс или цемент — до 100.
Кусковая формовка. Наиболее сложные модели художествен-
ных отливок не имеют необходимых уклонов на боковых стенках.
Часто на боковых стенках имеются рисунки, впадины и выступы;
такие модели нельзя отформовать вышеописанными способами;
декоративные скульптурные фигуры и т. п. (рис. 94 и 95) формуют
кусковым способом. При кусковой формовке всю модель обстав-
ляют отдельными кусками, сделанными из формовочной смеси.
Если модель очень сложная по своей форме, то ее делят на
части и каждую часть отливают отдельно, а после отливки и меха-
нической обработки их соединяют в одно целое.
Процесс формовки состоит из следующих операций:
1. Изготовляют фальшивую опоку путем вдавливания модели в
рыхло насыпанную формовочную смесь.
2. Модель укладывают на фальшивую опоку так, чтобы наиболее
неровная поверхность модели с выступами и углублениями была
наверху. Например, при формовке модели головы ее укладывают
лицом вверх.
Всю поверхность фальшивой опоки и уложенной на нее модели
припыливают ликоподием.
187
3. Модель заформовывают, набивая отдельные куски. При этом
стремятся число кусков делать возможно меньшим, так, чтобы каж-
дый кусок охватывал возможно большую часть поверхности модели,
но в то же время необходимо учитывать и располагать их так, что-
бы куски хорошо отнимались от модели.
4. Устанавливают нижнюю опоку (разъемом вниз), поверхность
кусков припыливают и набивают опоку доверху.
5. Набитую нижнюю опоку переворачивают вместе с фальшивой
опокой, которую снимают. Поверхность разъема и тыльную часть
модели припыливают.
6. Устанавливают верхнюю опоку и набивают ее, как и нижнюю.
Сначала устанавливают необходимое число кусков, а затем запол-
няют ее доверху.
7. Снимают набитую верхнюю опоку так, чтобы куски остались
на модели и, перевернув опоку, ставят ее рядом на верстаке.
8. Специальной вилкой или иглой куски отнимают от модели в
порядке, обратном их набивке, и укладывают на соответствующие
места в опоке.
9. Поверхность разъема ниж-
ней опоки и выступающую часть
модели вновь припыливают, уста-
навливают на нее деревянную
рамку, равную размерам опоки,
и заполняют ее формовочной
смесью. Прикрыв рамку со сме-
сью подмодельной доской, ее пе-
ревертывают вместе с нижней
опокой.
10. Снимают нижнюю опоку
так, чтобы модель с прилегающи-
ми к ней кусками осталась на сме-
си в рамке, а опоку переворачи-
вают и ставят рядом на верстак.
Затем отнимают куски так же, как
это было описано выше, и укла-
дывают их каждый на свое место
в нижней опоке.
Все эти операции выполняют с
большой осторожностью, так как
куски, изготовленные из формо-
вочной смеси, очень хрупки и
легко повреждаются от толчков и
ударов.
Для образования полости в от-
ливке изготовляют стержень. При
отливке уникальных изделий кус-
ковой формовкой стержень изго-
товляют непосредственно в фор-
ме. Для этого нижнюю опоку с
188
готовой кусковой формой припиливают ликоподием и наполняют
формовочной землей, уплотняя ее руками. Это делают очень осто-
рожно, чтобы не повредить кусков, образующих форму. Затем
изготовляют каркас стержня из железной перфорированной труб-
ки и, обмазав его белой глиной, укладывают на нижнюю опоку так,
чтобы концы каркаса (знаки) опирались на стенки формы. После
этого опять насыпают формовочную смесь горкой выше краев и
придают ей примерное очертание полости готовой формы, разме-
щенной в верхней опоке. Верхнюю опоку припиливают ликоподием
и несколько раз покрывают и уплотняют ею насыпанную горкой
формовочную смесь.
В результате в форме образуется земляной стержень. С полу-
ченного стержня ланцетом срезают слой земли, равный желаемой
толщине будущей отливки. Для того чтобы слой был более равно-
мерным, поверхность стержня предварительно накалывают на глу-
бину среза специальной наколкой, после чего легко срезают слой
земли на глубину накола. Готовый просушенный стержень укреп-
Рис. 94. Статуэтка
«Ермак»
XIX в.
Рис. 95. Грифон пилона
главных ворот
в парке «Кузьминки».
Отливка по кусковой
форме
189
ляют в полости формы. При этом следят, чтобы он не сместился,
так как перекос или смещение стержня неизбежно приводит к бра-
ку. Сложные стержни при тонкостенном литье иногда укрепляют в
полости формы специальными жеребейками, которые обеспечива-
ют прочную фиксацию стержня в полости формы и препятствуют
его смещению в процессе заливки.
При формовке архитектурного литья, представляющего собой
крупные уникальные художественные изделия (части фонтанов,
постаменты памятников и т. п.), применяют шаблонную фор-
мовку, которая производится без моделей, при помощи специ-
альных шаблонов.
Различают два вида шаблонной формовки:
1. Формовка крупных тел вращения (чашеобразные, цилиндриче-
ские и конические формы).
2. Формовка прямоугольных форм (призматические).
Формовка крупных тел вращения производится в
следующем порядке: в полу литейной мастерской роют яму; на ее
дно укладывают массивный подпятник, в котором закрепляют вер-
тикальный шпиндель. Яму засыпают формовочной смесью; на шпин-
дель посредством специальной муфты укрепляют рукав, а к нему
шаблон, соответствующий наружному очертанию отливки. Вокруг
шпинделя накладывают и уплотняют формовочную смесь. Повора-
чивая шаблон вокруг шпинделя, из уплотненной земли вытачивают
модель соответствующую наружным очертаниям будущего изде-
лия. Затем снимают рукав с шаблоном и устанавливают кра-
новую опоку, отмечая ее положение (забивая по ее углам ко-
лышки).
Земляную модель (болван) покрывают листами бумаги, а опоку
набивают формовочной смесью и утрамбовывают. Готовую опоку
при помощи мостового крана снимают с модели и отводят в сторо-
ну, затем на шпинделе вновь укрепляют рукав, но уже с другим
шаблоном, соответствующим внутренней поверхности отливки. Вра-
щая шаблон, с земляного болвана срезают слой земли, и он приоб-
ретает очертания, соответствующие внутренней поверхности отлив-
ки. После этого осторожно, при помощи тали, удаляют шпиндель и
отверстие от него заделывают формовочной смесью. Затем вновь
опускают опоку и устанавливают ее по колышкам. Нарастив литни-
ковую чашу и загрузив опоку тяжелым грузом, чтобы ее не подняло
при заливке, мостовым краном подводят ковш с расплавленным
металлом и производят заливку.
При формовке овальных изделий на шпинделе укрепляют спе-
циальную шайбу, на которой имеется направляющая канавка. Ру-
кав, к которому крепится шаблон, делается раздвижным и, кроме
того, он имеет специальную стойку с роликом на конце, который
входит в направляющую канавку шайбы. При вращении вокруг
шпинделя шаблон описывает в плане овал, то удаляясь, то при-
ближаясь к центру, подчиняясь движению ролика по направляю-
щей канавке. Все остальные операции приготовления формы анало-
гичны описанным выше.
190
При срормиьке прямоугольных и призматиче-
ских изделий применяются протяжные шаблоны, которые пере-
двигаются по специальным направляющим рамам. Формовка круп-
ных изделий по шаблонам значительно экономичнее формовки по
моделям.
Простые плоские односторонние изделия больших размеров (на-
пример, чугунные плиты), не требующие точности размеров и чис-
тоты поверхности, можно отливать в формы, приготовленные не-
посредственно в полу литейной мастерской. Такое литье носит на-
звание почвенной формовки. В полу мастерской роют яму; на ее
дно насыпают слой шлака и слой наполнительной утрамбованной
формовочной смеси. Сверху насыпают слой облицовочной смеси и
в него ударами молотка осаживают модель плиты. Горизонталь-
ность модели проверяют по уровню. Затем вокруг плиты в почве
прорезают канавку, которую соединяют питателями с полостью
формы. Модель осторожно, с помощью подъемов, извлекают из
формы. Осыпавшиеся края формы заправляют и заглаживают,
после чего форма готова для ее заливки чугуном или алюминиевым
сплавом. Если изделие двустороннее, тогда рельеф одной стороны
модели заформовывают в почве, а для отпечатка рельефа другой
стороны применяют крановую опоку (как при шаблонной формов-
ке); такой прием называют закрытой почвенной формовкой.
В современных условиях для облегчения процессов формовки,
на производстве трудоемкие ручные операции выполняют с приме-
нением различных приспособлений и машин.
Литье
по выплавляемым
35. моделям
Этот способ литья, так же как и литье в земляные формы, яв-
ляется древнейшим. Он был известен в Древнем Египте, в античной
Греции и Риме и широко применялся скульпторами эпохи Возрож-
дения. Этим же способом отливали свои статуи Э.-М. Фальконе,
В. П. Екимов и П. К. Клодт. Однако в современных условиях он при-
менялся в значительно измененном виде.
Сущность литья по выплавляемым моделям заключается в том^
что модель после ее заформовки удаляют из формы путем нагре-
ва. Состав, из которого изготовляют модель, плавят, и он вытекает
из формы. Таким образом, форму после формовки нет необходи-
мости разбирать. Это позволяет формовать любые по сложности
изделия целиком — без применения кусков, стыки между которыми
неизбежно оставляют на поверхности отливки следы в виде швов
или тонкого облоя, а в случае перекоса кусков вызывают неиспра-
вимый брак всей отливки.
В настоящее время при отливке художественных изделий способ
литья по выплавляемым моделям применяют в трех вариантах: для
отливки крупных фигур, для обычного литья средних размеров и
для ювелирного литья из драгоценных металлов.
191
При отливке крупных уникальных фигур этим способом выпол-
няют следующее: с гипсового оригинала снимают кусковую гипсо-
вую форму и по нескольку кусков объединяют в общую раковину
(кожух); затем из прочных стальных профилей или труб изготов-
ляют опорный каркас для стержня. Готовый каркас устанавливают
на кирпичном фундаменте в специальной литейной яме и вокруг
него вновь собирают кусковую форму, при этом на внутреннюю по-
верхность каждого куска наносят кистью слой теплого воска, рав-
ный желаемой толщине будущей отливки.
После этого всю полость формы заполняют специальной стерж-
невой массой, состоящей из толченого кирпича, или шамота, раз-
мешанного на гипсовом растворе. После твердения этой массы
гипсовую форму осторожно по кускам разбирают, а восковой слой
остается на стержне, образуя восковую модель со стержнем внут-
ри, который в свою очередь удерживается стальным каркасом.
Восковую модель автор просматривает и исправляет. При этом
заглаживают швы от кусков, восстанавливают утратившуюся факту-
ру и т. п. Затем на модель устанавливают литниковую систему,
изготовленную из восковых прутков различного сечения, а также
систему выпаров, которая служит для отвода газов. Обе системы
должны быть взаимосогласованы и их расчет представляет извест-
ного рода трудности. На рис. 96 изображена система литников и
выпаров, установленная на модели памятника Людовику XV.
После этого приступают к формовке, которая заключается в
том, что всю модель и литниковую систему покрывают при помо-
щи кисти слоем специальной формовочной смеси в виде суспензии,
состоящей из 70 частей пылевидного кварца и 30 частей этилсили-
ката. (Существуют и другие рецепты, в состав которых входит мор-
шалит, каолин, графит, жидкое стекло и др.) Смесь наносят слоями
и каждый слой просушивают, пока общая толщина покрытия не до-
стигнет 12—15 мм. Затем в несколько приемов (также с просуш-
кой) наносят толстый слой глины с песком от 200 до 300 мм в зави-
симости от величины фигуры. Форму снаружи оковывают стальны-
ми полосами, образующими сетку, и вновь обмазывают глиной.
Вокруг готовой формы разводят огонь, который поддерживается
до тех пор, пока форма хорошо просохнет и прокалится, а модель-
ный состав полностью выплавится и выгорит. После этого форму
можно заливать чугуном или бронзой.
Процесс отливки этим способом средних по величине изделий
разработан более совершенно и носит название точного литья. Он
широко применяется в технике и дает хорошие результаты при от-
ливке художественных изделий. При этом процессе по авторскому
оригиналу или чертежу готовят пресс-форму для отливки легкоплав-
ких моделей. Для малых тиражей материалом для пресс-формы
служит гипс, для больших тиражей — металл (алюминиевые сплавы,
сталь). В качестве материала для моделей применяют различные
легкоплавкие смеси парафина и стеарина с добавками этилцеллю-
лозы или полиэтилена. Хорошие результаты дают модели из буро-
угольного воска. Получаемые модели обычно собирают в блоки
192
Рис. 96. Система
литников и выпаров
на модели памятника
Людовику XV
7—4040
193
путем пайки их подогретым лезвием ножа или специальным элект-
ропаяльником. Одновременно с изготовлением моделей в пресс-
формах также готовят модели литниковой системы, на которую и
собирают блок.
Формовку готового блока начинают с образования на нем обли-
цовочной огнеупорной оболочки. Это производят следующим обра-
зом: блок погружают в суспензию из тонко размолотого кварца и
этилсиликата и обсыпают сухим мелким кварцевым песком. Опера-
цию повторяют несколько раз, пока толщина оболочки не достигнет
2—5 мм. После этого выплавляют модельный состав или погруже-
нием блока в горячую воду, или помещая его в специальный тер-
мостат (сушильный шкаф), подогретый до 180—200° С. Освобож-
денную от модельного состава оболочку аккуратно устанавливают в
цилиндрическую стальную опоку и засыпают кварцевым песком или
шамотным порошком. Торцы опоки замазывают глиной или приме-
няют жидкое стекло.
Формовка в опоку необходима для того, чтобы под действием
напора жидкого металла тонкостенная хрупкая оболочка не могла
разрушиться. Заформованная оболочка поступает в сушку и про-
каливание, которое производят в специальных печах при темпера-
туре 850—900° несколько часов. Во время прокаливания из оболоч-
ки выгорают остатки модельного состава.
Заливают форму в горячем состоянии — это способствует луч-
шему ее заполнению металлом. Охлаждение формы происходит на
воздухе, после чего содержимое опоки высыпают при обстукива-
нии ее по краям. Очищают отливки или механически, или кипяче-
нием их в слабом растворе щелочей.
Применение воскового литья в ювелирном деле известно с глу-
бокой древности, например, римские браслеты в форме змей
(рис. 97). Литье золотых ювелирных изделий по выплавляемым мо-
делям, введенное в практику ювелирного производства, представ-
ляет собой современный вариант этой древней технологии. Он за-
ключается в следующем: по рисунку художника разрабатывают
чертеж отливки. В нем учитывают литейную усадку, равномерную
толщину стенок, литейные радиусы и т. п. Затем по этому чертежу
изготовляют металлическую модель — эталон изделия. Модель
снабжают специальным литником, который рассчитывают и изготов-
ляют вместе с моделью.
В случае выпуска небольших серий изделия с эталона снимают
резиновую форму, а при крупных сериях или массовом производ-
стве изготовляют специальную разборную металлическую пресс-
форму. Затем, пользуясь либо резиновой формой, либо металли-
ческой пресс-формой, из специального модельного состава заго-
тавливают выплавляемые модели. В качестве модельного состава
для литья ювелирных изделий употребляют парафин (95%) с добав-
кой полиэтилена (5%). Увеличение содержания полиэтилена неже-
лательно, так как это влечет за собой повышение литейной усадки
и вязкости расплавленного состава, что затрудняет заполнение
форм.
194
Рис. 97. Римский браслет
в форме змей.
Отливка по восковой
модели
При работе с резиновыми формами или изготовлении тонкостен-
ных ажурных моделей состав плавят и при 80° С; в жидком виде под
давлением заполняют формы. При работе с металлическими пресс-
формами состав применяют в пастообразном состоянии. Формы
предварительно смазывают касторовым маслом, разведенным в
спирте. Аналогичным способом изготовляют модель массивного,
конусообразного и изогнутого литника. Этот литник служит основой
для сборки модельного блока путем напаивания на него большого
числа моделей изделий.
Затем готовят специальный огнеупорный состав, компонентами
которого служат гидролизованный раствор этилсиликата и марша-
лит, т. е. тонко размолотый кварцевый песок. В зависимости от ха-
рактера моделей соотношение компонентов в растворе (в процен-
тах) изменяется, что делает его то более жидким, то более густым.
В среднем 60—70% приходится на долю маршалита, а остальные
40—30% составляет гидролизованный раствор этилсиликата. Состав
хорошо перемешивают и в него погружают модельный блок.
Избытку состава дают стечь, после чего блок обсыпают плав-
леным дробленым кварцем или кварцевым песком, но он менее
пригоден, так как при прокаливании, расширяясь, деформирует
формы особенно тонких ажурных изделий. Поэтому в основном
применяют кварц. После обсыпки формы сушат; режим сушки
применяют следующий: 35—40 мин сушат на воздухе при комнат-
ной температуре и 25—30 мин в атмосфере, насыщенной парами
аммиака, и опять 20—30 мин на воздухе до полного удаления запа-
ха аммиака.
Обсыпку с последующей сушкой повторяют несколько раз (че-
тыре-пять), пока стенка огнеупорного покрытия не достигнет не-
обходимой толщины. После этого блок формуют в стальной цилинд-
7*
195
рической опоке, снабженной специальной скобой для закрепления
ее на центробежной машине. Для формовки употребляют сухой
кварцевый песок с однопроцентной добавкой борной кислоты, ко-
торая, расплавляясь при прокаливании формы, служит связующим
материалом. Торцы опоки заделывают тем же песчаным наполни-
телем, но с добавкой (10—15%) водного раствора жидкого стекла,
которое после затвердевания придает необходимую прочность за-
формованной опоке. Затем модельный состав выплавляют; для
этого опоку ставят в предварительно нагретый до 200° сушильный
шкаф литниковой чашей вниз. После того как модельный состав
вытечет, опоку переносят в муфельную печь, где при температуре
850—900° форму прокаливают в течение 3—5 ч.
Золото 583 пробы перегревают до 1100° С (температура плавле-
ния этого золота 950° С) для лучшего заполнения и заливают его в
форму, которую подогревают до 700° и устанавливают на центро-
бежный станок. После заливки форму немедленно приводят во
вращение со скоростью 160—170 оборотов в минуту. В течение
0,5—1 мин металл твердеет, форму снимают со станка и охлаж-
дают в течение 3—4 ч. Для освобождения отливки от огнеупорной
оболочки ее кипятят в щелочном растворе и промывают в горячей
воде. Затем готовые отливки отрезают от литника (который вновь
идет в переплавку), отжигают и отбеливают в пятипроцентном раст-
воре азотной кислоты, промывают и просушивают.
36. Прочие виды литья
Литье в оболочковые формы. Этот способ представляет собой
дальнейшее развитие и усовершенствование литья во временные
(земляные) формы. Уменьшение объема формовочной земли при
создании литейной формы потребовало предельно сократить тол-
щину ее стенок. Это легло в основу разработки технологии оболоч-
кового литья, которое впервые было применено в 1950 г. В настоя-
щее время его применяют для художественного литья при отливке
простых форм типа барельефа.
Сущность этого способа сводится к следующему: металличе-
скую модель барельефа укрепляют на чугунной плите с приспособ-
лением для подогрева на нагретую до 300—350° С чугунную мо-
дельную плиту; затем насыпают слой мелкого кварцевого песка,
тщательно перемешанного со связующим материалом, в качестве
которого применяют термореактивные искусственные смолы, на-
пример, пульвербакелит. Эта смола сначала при температуре 60—
70° С размягчается, а затем при 200° С расплывается и, наконец,
при 300—400° С твердеет и переходит в необратимое состояние.
Нагреваясь от плиты, смола, находящаяся в формовочной смеси,
плавится и обволакивает зерна песка, в результате на модельной
плите образуется песчано-смоляная оболочка, точно повторяющая
весь рельеф модели; когда оболочка достигает толщины в 6—
196
Рис. 98. Серебряная
ажурная литая лампада
1492 г. Сербия. Государствен-
ная Оружейная палата
10 мм, избыток смеси удаляют, а модельную плиту вместе с обра-
зовавшейся на ней оболочкой подвергают дополнительному нагре-
ву до 400° С для перехода смоляной связки в твердое необратимое
состояние. После этого оболочку, представляющую собой полуфор-
му, снимают с плиты посредством специальных толкателей, распо-
ложенных в модельной плите.
Таким же способом изготовляют вторую полу форму. Обе по-
ловинки скрепляют между собой специальными скобами или зажи-
мами и, если нужно, внутрь оболочки устанавливают такой же обо-
лочковый стержень. Иногда при массовом производстве оболочко-
вые полуформы склеивают с применением высокочастотного
нагрева. Затем форму устанавливают в стальной ящик, заменяющий
опоку, и засыпают вокруг песком. В таком виде форму подают под
заливку. После охлаждения отливку извлекают с разрушением обо-
лочковой формы. Этот метод легко поддается механизации и авто-
матизаии при массовом производстве изделий и несомненно имеет
большое будущее.
Литье в постоянные металлические формы. Этот вид литья так-
же является очень древним. На рис. 98 изображена ажурная сереб-
ряная лампада, отлитая в Сербии в 1492 г. (хранится в Государствен-
ной Оружейной палате).
В Древней Руси, начиная с XVI в., применялось художественное
оловянное литье. Оно осуществлялось в медных (латунных) формах,
а иногда в стальных (железных), которые изготовлялись либо лить-
ем с последующей чеканкой, либо гравировкой (оброном). Оло-
вянные, художественные отливки с толщиной стенки, равной всего
2—5 мм, золотились (или серебрились) и применялись для декори-
ровки домашней утвари (рамы, ларцы и т. п.), а также внутреннего
убранства храмов (киоты, иконостасы и т. п.). Однако более широ-
197
кого развития литье в постоянные металлические формы в то вре-
мя не только не получило, но к началу XIX в. оказалось забытым.
В настоящее время литье в кокиль, т. е. в стальные или чугун-
ные формы, очень широко применяется в технике и проникает в
область художественной обработки. Литье в кокиль относится к
прогрессивным способам литья; оно имеет ряд преимуществ по
сравнению с литьем во временные формы. Главное преимущество
заключается в том, что металлическая форма выдерживает боль-
шое количество заливок. Стойкость кокиля при легкоплавких от-
ливках из алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов достигает
1 000 000 заливок; при отливке стальных и чугунных деталей число
их значительно меньше. Кроме того, структура отливок получается
мелкозернистой, обусловливающей лучшие механические свойства.
Поверхность отливок отличается чистотой, не требующей никаких
дополнительных механических обработок. Особенно велика точ-
ность литья в кокиль.
Литье в постоянные металлические формы экономически целе-
сообразно при массовом или крупносерийном производстве изде-
лий, так как стоимость производства кокилей очень высока. Они
изготовляются из чугуна или стали с особо тщательной подгонкой
и обработкой, которая обычно требует больших затрат ручного вы-
сококвалифицированного труда (лекальщиков, граверов и т. п.).
Металлические формы для простых отливок состоят из двух ча-
стей, а для сложных изделий форма соответственно усложняется и
может состоять из многих частей, включая и составные стержни,
обусловливающие пустотелость отливки. Различают кокильное
литье — когда и форма, и стержни изготовлены из металла, и полу-
кокильное— когда стержень изготовлен из песчаных смесей, как
при земляном литье. Последнее чаще применяют для отливок из
тугоплавких металлов — чугуна, бронзы.
В литье в кокиль все основные процессы поддаются механиза-
ции. Применяются механизмы, производящие разъем и соединение
кокилей, а также заливку их металлом; карусельные автоматы, ко-
торые непрерывно выполняют полный цикл работы, начиная от
обработки полости кокиля коптящим пламенем ацетиленовой го-
релки (для продления срока его службы), установки стержня, за-
крывания кокиля и заливки его металлом и кончая его автоматиче-
ским раскрыванием и удалением из его полости готовой отливки.
Литье под давлением. Литье под давлением — современный ме-
тод массового производства изделий из легкоплавких сплавов (алю-
миниевых, цинковых и т. п.). Сущность способа заключается в том,
что металл заливают в металлические формы (кокили) под давле-
нием, создаваемым специальными литейными машинами. Отливки
получаются с высокой точностью размеров, чистой поверхностью и
отличаются тонкими стенками. Минимальная толщина стенок при
отливке из цинковых сплавов достигает 1—3 мм, из алюминиевых —
1,5—4 мм и из медных сплавов до 2—5 мм. Литье под давлением
позволяет получать отливки очень сложные по конфигурации, но
сравнительно небольшие по размерам.
198
В области художественного литья этот способ экономически
оправдывается при массовом производстве изделий, так как формы
для литья под давлением представляют собой очень сложные, из-
готовленные из высококачественных сталей и дорогие устройства.
Центробежное литье. Этот вид литья представляет собой совре-
менный способ, особенность которого заключается в том, что ме-
талл заливают в быстро вращающиеся формы и под действием
центробежных сил прижимают к стенкам формы. Таким образом
можно отливать трубы, колонны и другие изделия цилиндрической
формы. Для центробежного литья применяют металлические фор-
мы, а также песчаные, но с добавками прочных крепителей (жидко-
го стекла, этилсиликата и т. п.).
Существуют машины для центробежного литья с горизонтально
и вертикально расположенной осью вращения. Длинные детали
(трубы, колонны) отливают на машинах с горизонтальной осью
вращения; детали небольшой длины — на центробежных машинах
с вертикальной осью вращения.
5
Отделка
художественных
изделий
и гальвано-
пластика
Завершающим процессом изготовления художественных изде-
лий является отделка. Под отделкой художественных изделий под-
разумевается целый комплекс различных технологических процес-
сов, который придает изделиям законченный вид. От качества и
характера отделки во многом зависит художественная выразитель-
ность и целостность произведения.
В процессе отделки можно смягчить или острее подчеркнуть
ту или иную форму, усилить общую выразительность композиции.
Например, посредством отделки можно затемнить фон и тем самым
повысить впечатление от рельефа; его выступающие формы сде-
лать более заметными и легко читаемыми, усилить контрастность
рисунка. Можно, наоборот, придать всей композиции мягкость,
уменьшить блеск чистого металла, приглушить, смягчить переходы
от выступающих частей к углубленным и т. д.
Различают следующие способы отделки:
1) механические;
2) химические;
3) электрохимические (гальванические).
37.
Механические
способы отделки
Крацевание. Крацеванием называют обработку изделий при по-
мощи металлических щеток. Ее применяют как подготовительную
операцию перед дальнейшей химической или гальванической от-
делкой или как самостоятельный вид отделки главным образом
художественного литья. Крацевание придает отливке при обработке
ее жесткими щетками законченный вид с характерной матовой по-
верхностью. При обработке мягкими щетками поверхность приоб-
201
ретает блеск. Часто при полировке или шлифовке лицевых частей
изделия обратные (левые) и боковые стороны, которые мало про-
сматриваются, обрабатывают крацеванием. Крацевание производят
или вручную (ручными щетками), или чаще на специальных станках
при помощи стальных или латунных вращающихся щеток.
Для крацевания твердых металлов — стали и чугуна — применя-
ют щетки, изготовленные из стальной проволоки диаметром 0,15—
0,2 мм. Для крацевания мягких металлов — цинка, алюминия и др. —
толщину стальной проволоки берут не более 0,1 мм. Изделия из
драгоценных металлов крацуют латунными щетками с толщиной
проволоки от 0,1 до 0,2 мм.
Крацевание производят при смачивании изделия слабым раство-
ром поташа (3%), а также пивом, квасом (особенно при золочении
и серебрении). При отделке серебряных изделий раньше применя-
лись серебряные щетки из пробы 875.
При крацевании изделие очень слабо прижимают к щетке; при
сильном нажиме на поверхности могут образоваться полосы и
штрихи от ударов проволоки, особенно при недостаточном смачи-
вании поверхности.
Крацевание также применяется при гальваническом серебрении
и золочении для уплотнения осадка.
Оптимальная скорость вращения щетки диаметром 300 мм сле-
дующая (в оборотах в минуту): для стали, никеля — 1800—2000; для
латуни, меди, бронзы, серебра—1500—1600; для цинка, олова,
свинца, алюминия и его сплавов—1200—1300.
Шабровка. Шабровка — это способ обработки главным образом
литых (а также ювелирных) изделий для получения гладких, чистых
и ровных поверхностей. Шабровка осуществляется ручными или
механизированными инструментами — шаберами, имеющими острое
заточенное лезвие, при помощи которого с изделия снимают тон-
кую стружку. Толщина стружки при черновой шабровке 0,05—
0,02 мм, при чистовой — 0,02—0,01 мм.
Шабровку обычно производят попеременно в двух взаимно пер-
пендикулярных направлениях. Это позволяет получать наиболее
ровные поверхности, без волнистости, которая неизбежно возника-
ет при шабровке в одном направлении.
Декоративное, или отделочное шлифование. При отделке шли-
фованием поверхность металла приводят в ровное и гладкое со-
стояние, приближающееся к зеркальному. Это делают в целях при-
дания изделию красивого внешнего вида или подготовки поверхно-
сти к дальнейшей отделке—полировке или покрытиям.
В качестве режущего инструмента применяют войлочные круги,
на которые наносят абразивные зерна. Круги выпускают обычно
диаметром 500 мм, толщиной 50 мм (вес около 5 кг). В работе круг
изнашивается; обычно он считается пригодным до размера диамет-
ра 175—200 мм.
Хорошее качество и производительность дают круги диаметром
500—600 мм. При шлифовании различных металлов применяют ско-
рости, показанные в табл. 20.
202
Чем сложнее профиль из- Таблица 20
делия, тем скорость шлифова- ния меньше. Например, при шлифуемый металл шлисЬовании тонкого художест- Окружная скорость, м/с
венного бронзового литья ско- рость снижается до 10—12 Чугун, сталь, никель, м/с хром 1 . Медь, латунь, бронза, На войлочные шлифоваль- серебро ные круги наклеивают мелко Цинк, олово, алюминий раздробленные абразивные и их сплавы материалы (корунд, наждак и др.), которые сортируют, просеивают через специальные сита. Абразивные поре До 30 До 20 До 15 >шки разли-
чают по величине зерен.
Абразивные порошки в большинстве случаев приклеивают к
кругу столярным клеем; от качества клея во многом зависит каче-
ство шлифования и расход абразива. Очень важно хорошо сварить
клей—не превышать оптимальной температуры (65° С) и в крайнем
случае не выше 80° Сг т. е. не доводить клей до кипения.
Когда абразив сработается, его остатки удаляют бруском или
смывают горячей водой и снова накатывают.
Существуют также ленточные шлифовальные станки для обра-
ботки плоскостей; они работают не кругом, а лентой. Иногда изде-
лия шлифуют вручную шкуркой или пемзой.
Голтование. Голтование — это массовое полирование давлением
мелких изделий во вращающихся барабанах при помощи стальных
шариков, конусов и т. п.
При вращении барабана мелкие изделия и шарики непрерывно
перемешиваются. При этом шарики ударами и трением об изделие
сглаживают неровности и шероховатости на его поверхности. Для
создания более чистой поверхности в барабан заливают рас-
творы соды, мыла и др., которые смывают грязь и ускоряют про-
цесс.
Размеры шариков — от 3—5 мм (редко до 8 мм), скорость вра-
щения барабана от 60 до 200 оборотов в минуту, продолжитель-
ность обработки: 2—8 ч — для латунных штампованных изделий;
10—15 ч — для бронзовых литых изделий; 24—48 ч — для изделий
из ковкого чугуна; 70—80 ч — для изделий из серого чугуна.
Барабан загружают на 50—80%, причем шариков по объему
должно быть вдвое больше, чем изделий. Чем сложнее конфигу-
рация изделия и профилировка его поверхности, тем относительно
больше должно быть шариков, причем размеры их должны быть
мельче. Мелкие шарики могут проникать в углубленные места и
обрабатывать тонкие детали рельефа, которые недоступны круп-
ным шарикам, но удар и давление мелких шариков значительно
слабее. Поэтому размер шариков должен подбираться в зависимо-
сти от характера поверхности и формы изделий, подлежащих гол-
тованию. Сильно загрязненные детали перед обработкой необхо-
димо обезжирить и протравить.
203
Чем меньше диаметр барабана, тем больше скорость его вра-
щения. Сложно профилированные детали из мягких металлов луч-
ше голтовать в барабанах колокольного типа (имеющих форму усе-
ченного конуса) с медленным вращением^
Тонкостенные изделия с сильно выступающими деталями не
рекомендуется обрабатывать этим способом ввиду возможных по-
вреждений.
Существует разновидность голтования, когда вместо стальных
шариков в барабан загружают абразивные материалы (песок, наж-
дак, пемзу). Такая обработка мелких изделий заменяет их шлифо-
вание.
Иногда для полирования изделий в барабан вводят обрезки
кожи, опилки, а также венскую известь, трепел и др.
Полирование. Задачей полирования является доведение поверх-
ности металла до зеркального состояния, когда луч света на ней не
рассеивается, как при шлифованной поверхности, а полностью от-
ражается.
Различают ручное и механическое полирование.
Ручное полирование применяют главным образом в об-
ласти ювелирного производства при отделке изделий из драго-
ценных металлов, а также золоченых й серебреных изделий. Его
производят специальными полировниками из твердого минерала —
гематита (кровавика), укрепленного в медной оправке и снабжен-
ного длинной деревянной рукояткой. Полировники изготовляют раз-
личных форм (плоские, овальные и т. п.) для обработки поверхно-
стей с различным профилем. Для этой же цели применяют сталь-
ные закаленные воронила. Рабочую поверхность полировника или
воронила предварительно очень хорошо отполировывают до зер-
кального блеска, а в процессе работы время от времени дополни-
тельно натирают кожей для поддержания абсолютной гладкости.
Процесс полирования заключается в том, что полировником с
силой водят по поверхности изделия; при этом сглаживаются все
выступы, риски и другие дефекты и поверхность приобретает глад-
кий зеркальный вид. При полировании поверхность смачивают
раствором соды, мыла и т. п. В прошлом для этой цели применяли
пиво.
Механическое полирование осуществляется на тех же
станках, на которых производят шлифование, но вместо войлочных
кругов обычно применяют хлопчатобумажные круги (или шерстя-
ные), на которые наносят специальную полировочную пасту. Сила
нажима на круг допускается от 2,5 до 5 кг, при этом изделие быст-
ро и сильно нагревается.
Оптимальные скорости при полировании (в м/с): чугуна, стали,
хрома и никеля — 30; меди, томпака, латуни, бронзы и серебра —
25; цинка, олова, алюминия и их сплавов — 20.
Наиболее распространенная паста для полирования состоит из
окиси хрома и стеарина. Кроме того, часто применяют пасты ГОИ
(Государственный Оптический институт), которые выпускают в трех
вариантах и имеют состав, показанный в табл. 21.
204
Таблица 21
Составные вещества Пасты
темно-зеленая грубая зеленая средняя светло-зеленая тонкая
Окись хрома 81 76 74
Силикагель 2 2 1,8
Стеарин 10 10 10
Расщепленный жир 5 10 10
Олеиновая кислота — — 2
Сода двууглекислая — — 0,2
Керосин 2 2 2
Пескоструйная отделка. Эту отделку применяют для получения
матовых поверхностей. Она производится в пескоструйных камерах
и заключается в обработке поверхности изделий сухим песком,
который подается под давлением по резиновому шлангу при помо-
щи сжатого воздуха. В зависимости от размеров зерен песка полу-
чается различная фактура — от нежно-бархатистой до грубо-зер-
нистой. Размеры зерен песка подбирают также в соответствии с
материалом, который подлежит обработке, например:
1) для тонкого листового металла (чеканных, штампованных из-
делий), а также для получения самого мелкого бархатистого мато-
вого оттенка применяют зерна песка 0,05—0,15 мм, давление до
0,5 ат;
2) для более толстого материала — поделочной стали, а также
литья — 0,2—0,5 мм, давление до 1 ат;
3) для крупных деталей экстерьерного декора из чугуна, бронзы
или алюминия — 0,5—1,5 мм (давление до 1,5 ат);
4) для получения грубых фактур — 2—2,5 мм и давление до
2,5 ат.
Иногда для отделки металлических изделий применяют также
стальную дробь или гранулированные зерна белого чугуна. Дробе-
струйная обработка имеет следующие преимущества:
1) дробь служит дольше песка и не требует сушки;
2) на 10—15% снижается расход сжатого воздуха;
3) поверхность металла не только отделывается, но и упрочня-
ется, приобретая наклеп;
4) аппаратура (сопло) изнашивается меньше.
В зависимости от размера дроби поверхностное упрочнение
(наклеп) происходит на глубину 0,1—0,3 мм. Чем крупнее дробь,
тем больше след от ее удара, тем грубее фактура, получаемая в
результате дробеструйной обработки.
Химические способы
38- отделки
Цвет металлов и сплавов в основном довольно однообразен —
это сероватые серебристые или слегка голубоватые тона. Исклю-
чение составляет золото, имеющее интенсивно желтый цвет, и медь,
205
обладающая характерным красным (горячим) цветом. Кроме того,
латуни и бронзы имеют желтоватые и зеленоватые тона, а сплавы
никеля и меди, именуемые французским, немецким, американским
золотом, иногда очень приближаются к цвету золота. Однако в
практике художественной отделки изделий из металла очень часто
требуются более разнообразные цвета и оттенки, которые легко
получаются при химической отделке художественных изделий из
металла.
Сущность химической отделки заключается в следующем: под
действием различных химических веществ на поверхности металла
происходит реакция с образованием новых химических соединений,
которые прочно соединяются с основным металлом и придают ему
тот или иной цвет. Образующиеся соединения в большинстве слу-
чаев являются окислами или другими химическими образованиями.
Иногда химическая отделка является очень стойкой — не изменяет-
ся даже при нагревании или действии слабых кислот; в других же
случаях пленки не прочны, легко стираются или смываются водой;
для придания им прочности изделия после химической отделки за-
крывают бесцветным лаком.
Химическая отделка сильно отличается от покраски. Главное
отличие — это гораздо более тонкая пленка — в пределах сотых
долей микрона.
Получение прочных защитных пленок в области художественной
промышленности применяют очень широко. Это обусловлено тем,
что кроме антикоррозионных свойств, они обладают декоративны-
ми качествами и значительно расширяют цветовую палитру худож-
ника-металлиста. В современных условиях химическим способом
возможно получение самых разнообразных цветов и оттенков на
поверхности художественных изделий из металлов и сплавов.
Современной химией разработано огромное разнообразие все-
возможных приемов химической отделки металлов, которые широ-
ко применяются в различных отраслях промышленности.
Для отделки художественных изделий в зависимости от метал-
ла (или сплава), из которого они выполнены, можно применять один
из следующих способов.
Отделка изделий из меди. Для получения коричневых тонов, от
светлого до темного, применяют раствор сернистого аммония. На
1 л воды берут 20—25 г сернистого аммония. Изделия предвари-
тельно нагревают и в нагретом состоянии погружают их в раствор
или, если они крупные, покрывают раствором, нанося его кистью.
Интенсивность тона отделки зависит от температуры предваритель-
ного нагрева изделия: чем она выше, тем темнее коричневый тон
покрытия.
Отделка изделий из латуни. Для получения различных оттенков
желто-оранжевого, малинового, фиолетового и синего цвета при-
меняют смесь следующих растворов: готовят раствор серновати-
стокислого натрия (гипосульфит натрия)—130 г на 1 л горячей
воды. Отдельно в 1 л горячей воды растворяют 35 г кристалличе-
206
ского свинцового сахара (азотнокислого свинца). Оба раствора
сливают вместе.
Протравленные в азотной кислоте и промытые в воде изделия
при постоянном движении погружают в нагретую до 80° смесь
растворов. На изделии возникают различные цвета, которые быстро
сменяют друг друга в такой последовательности: желтый, оранже-
вый, красный, малиновый, фиолетовый, синий. Синий постепенно
тускнеет, переходит в серый, и процесс заканчивается. Как только
получен желаемый цвет, изделие быстро вынимают из раствора,
промывают, просушивают и закрывают бесцветным лаком, так как
пленка малопрочна.
Интересная окраска с радужными переходами получается, если
изделие извлекать из раствора постепенно после того, как на нем
появится желтая окраска. Если изделие медленно и равномерно
извлекать из раствора, то его верхняя часть останется желтой с
переходом в оранжевый, далее красйый, фиолетовый и, наконец,
нижняя часть, которая дольше всего будет находиться в растворе,
приобретает синий цвет. После этого изделие необходимо тщатель-
но промыть, просушить и покрыть лаком. Смесь растворов быстро
теряет свои окрашивающие свойства, поэтому ее нельзя хранить
и каждый раз следует употреблять свежие, только что приготов-
ленные растворы.
Для получения серого и черного цвета можно использовать хло-
ристую сурьму (сурьмяное масло), которую намазывают на готовое
изделие и натирают щетинной (жесткой) щеткой или кистью. Полу-
чив необходимый цвет, изделие промывают и просушивают. В за-
висимости от продолжительности времени, в течение которого
происходит обработка изделия, также от концентрации раствора
можно получать различные оттенки, начиная от светлых серовато-
фиолетовых и кончая совсем черными. Эта отделка очень прочная.
Для меди и латуни можно применять отделку крепкой азотной
кислотой. Это старый проверенный долголетней практикой способ,
но он требует известного навыка и, главное, большой осторожности
при обращении с крепкой азотной кислотой, которая небезопасна
для человека. Особенно вредны ядовитые газообразные выделе-
ния, образующиеся при проведении работ.
Процесс заключается в следующем: на медное или латунное
изделие при помощи ватного тампона, намотанного на деревянную
палочку (в виде кисти), наносят крепкую (или разведенную водой)
азотную кислоту. После этого на поверхности возникает бурная
реакция с выделением газа.
Медная или латунная поверхность при этом сначала зеленеет, а
потом постепенно чернеет. Реакция постепенно ослабевает и пре-
кращается. После этого изделие нагревают и процесс вновь активи-
зируется. Нагревание продолжают до полного испарения всей азот-
ной кислоты. Затем изделию дают охладиться и его тщательно про-
мывают в горячей (лучше проточной) воде и высушивают. В
зависимости от концентрации кислоты, продолжительности обра-
ботки и степени нагрева можно получить самые различные тона —
207
от оливково-зеленых, коричневых, серых до черных. Эта отделка
очень прочная. По желанию ее можно шлифовать и полировать.
Отделка изделий из железных сплавов (черный декапир, кро-
вельная сталь). Наиболее простой, доступный и зарекомендовавший
себя способ отделки черных металлов — это обработка масляными
веществами с их последующим нагревом. Он заключается в следую-
щем. После тщательной подготовки (очистки) готовое изделие по-
крывают растительным маслом (например, натуральной олифой)
и нагревают до 300—400° С. Наиболее равномерный нагрев проис-
ходит в печи, что позволяет получить и наиболее равномерную то-
нировку. На поверхности изделия образуется прочная красивая
пленка черно-коричневого цвета различных оттенков.
Светло- и темно-серые тона можно получить при обработке
изделий слабыми растворами азотной кислоты. Раствор готовят не
крепче 1:10 (одна часть азотной кислоты на десять частей воды);
более концентрированные растворы использовать не следует, так
как они травят само изделие. Сначала поверхность приобретает
матово-зернистое строение, а при продолжительной обработке
изделие разъедается и разрушается, так как скорость реакции про-
грессирует за счет выделения тепла.
Различные оттенки с радужными переходами от охристо-золо-
тистого, красновато-коричневого, фиолетового до синего можно
получить за счет образования «цветов побежалости». Для этого
хорошо очищенное изделие постепенно и равномерно нагревают, а
при температуре 220° С на нем образуется тонкая пленка окислов
железа, придающая изделию различные цвета. С повышением тем-
пературы или с увеличением времени пребывания изделия при дан-
ной температуре окисная пленка утолщается и цвет изделия изме-
няется. Этим простым способом можно при определенном навыке
получать достаточно прочную и декоративную тонировку.
Для отделки не очень больших изделий в синий и синевато-чер-
ные тона можно применять раствор следующего состава; каустиче-
ской соды (едкий натр) 700 г, нитрита натрия 250 г и нитрита натрия
(натриевая селитра) 200 г на 1 л воды. Подготовленное изделие
погружают в раствор, нагретый до кипения (135—145° С). В течение
всего процесса тонировки раствор должен кипеть.
Полированные стальные изделия воронят, т. е. погружают в рас-
плавленную натриевую селитру при температуре 310—350° С. В те-
чение 3—5 мин на поверхности детали образуется тонкая, но очень
прочная пленка красивого синеватого цвета.
Отделка изделий из алюминия. Наиболее простой и декоратив-
ный прием отделки изделий из алюминия, при помощи которого
хорошо выявляются все детали рельефа и изделие приобретает
законченный вид с темными углублениями и светлыми выступающи-
ми частями рельефа, — это обработка копотью с керосином (тони-
ровка). Процесс тонировки сводится к следующему: всю поверх-
ность чеканного изделия равномерно покрывают тонким слоем ко-
поти. Для этого изделие держат лицевой поверхностью вниз над
сильно коптящим пламенем керосиновой горелки или еще лучше
208
горящей бересты, а затем протирают тампоном, смоченным в ке-
росине. Стирая копоть с выступающих частей рельефа и сохраняя
ее в углублениях, можно получить то более темные, то более свет-
лые тонировки.
Для получения темно-серого цвета алюминиевые изделия обра-
батывают соляной кислотой с небольшим добавлением раствора
медного купороса и серной кислоты (в пределах 3—5%). Процесс
протекает быстро, изделия при этом нагревают (экзотермическая
реакция), а раствор теряет активность и требует периодического
обновления.
Следует заметить, что качество, цвет и быстрота процесса силь-
но зависят от марки алюминия, т. е. от содержания в нем различ-
ных примесей. Чем ниже марка, тем процесс идет успешней. На-
пример, вторичные сплавы алюминия отделывают этим способом
очень хорошо и быстро, а наиболее чистый алюминий при тониров-
ках этим способом приобретает менее темные оттенки и процесс
идет труднее.
Отделка изделий из серебра. Для получения коричневых и се-
рых тонов (под «старое серебро») применяют раствор серной пече-
ни. Серную печень готовят следующим образом: смесь одной части
серы (в порошке) и две части поташа подогревают в течение 20—
25 мин при постепенном помешивании до полного сплавления и
образования густой массы серовато-коричневого цвета с запахом
сероводорода. Сплавление лучше всего производить в железной
посуде (например, в консервной банке), мешать железным прут-
ком, подогревать на электроплитке, так как на открытом огне (на-
пример, на газовой горелке) сера легко загорается. Готовую массу
выливают на чугунную или керамическую поверхность. Остывшую
и затвердевшую серную печень разбивают на куски и хранят в
стеклянной банке с притертой пробкой, так как она легко погло-
щает влагу из воздуха и теряет свои свойства.
По мере необходимости раствор готовят из расчета 10—20 г
на 1 л воды. Раствор применяют горячим; процесс идет еще успеш-
нее, если изделие предварительно подогреть и погрузить в него
горячим. В зависимости от концентрации раствора и температуры
изделия можно получать различные оттенки — от светло-коричне-
вых, темно-коричневых и до серых. Более суток раствор хранить
нельзя, так как он теряет свои свойства. Лучшие результаты дают
свежие, только что приготовленные растворы.
39
Электрохимические
(гальванические)
способы отделки
Под гальваническим способом понимают покрытие поверхности
одного металла другим при помощи осаждения его из водных ра-
створов солей действием электрического тока (рис. 99) или без него.
Этот способ широко применяют во многих областях самых различ-
ных производств и особенно в художественной промышленности.
209
Рис. 99. Схема
гальванической
установки
R — реостат; А — амперметр;
V — вольтметр; 4--анод;
---- катод (изделие)
В настоящее время гальваническим способом можно покрывать
любые металлы и сплавы. Особенно часто в области художествен-
ной промышленности применяют следующие покрытия: медные,
латунные, никелевые, хромовые, серебряные и золотые.
Покрытия, полученные гальваническим способом, отличаются
высокой декоративностью, прочностью и экономичностью, так как
толщина покрытия обычно не превышает нескольких микрон.
В зависимости от условий, где будет находиться изделие, подле-
жащее гальваническому покрытию, толщина наращенного слоя ме-
талла бывает различной.
Имеются три группы условий работы:
а) жесткие условия работы — это наружная атмосфера, загряз-
ненная промышленными газами, испарением морской воды или воз-
действие грязи, пыли и частого захвата руками;
б) средние условия работы — закрытые помещения, но с повы-
шенной влажностью, неотапливаемые помещения или атмосфера
сельской местности, где отсутствуют вредные газы;
в) легкие условия работы — в сухих отапливаемых помещениях.
Меднение. Медные покрытия для антикоррозийных и декоратив-
ных целей применяют редко, так как на воздухе медь легко окисля-
ется и теряет цвет и блеск. При действии сернистых соединений
медные покрытия быстро темнеют и чернеют; при действии угле-
кислых и хлористых соединений они зеленеют.
Для защиты стали от коррозии в жестких условиях медь совер-
шенно не годится, так как при повреждении медного слоя омед-
ненное железо ржавеет быстрее, чем не омедненное.
Медные покрытия обычно применяют при многослойных по-
крытиях декоративного характера — никелирование, хромирование,
210
серебрение, золочение — как подслой. Применение медного под-
слоя позволяет получать лучшее сцепление между покрытием и
изделием.
Меднение производят в цианистых или кислых электролитах.
Меднение в цианистых электролитах имеет сле-
дующие преимущества:
1) медь осаждается непосредственно на сталь, а в кислых ван-
нах на изделие осаждается так называемая контактная медь, имею-
щая очень непрочное сцепление со сталью;
2) медно-цианистые ванны обладают хорошей рассеивающей
способностью, а осадки из кислых ванн плохо покрывают углубле-
ния;
3) дают мелкий кристаллический плотный осадок меди.
Недостатки цианистых медных ванн:
1) электролиты сильно ядовиты;
2) малый выход металла по току;
3) не допускают использования высоких плотностей тока;
4) малоустойчивы в работе.
Состав ванны и режим работы:
Цианистой меди CuCN — 90 г/л
Цианистого калия KaCN— 106 г/л
Углекислого натрия Na2COs — 50—80 г/л
Напряжение 3—6 В. Температура раствора 25—30°. Плотность
тока для меднения цинка 0,7—0,8 А/дм2, меднения стали — 1 А/дм2
до 1,5 А/дм2.
Процесс меднения в цианистых ваннах протекает медленно,
поэтому целесообразно в этих ваннах получать тонкие слои 5—
10 мкм, а окончательное наращение производят в кислых ваннах.
Аноды применяют из чистой меди, так как присутствие посто-
ронних металлов — цинка, свинца и др. — портят ванну.
Толщина анодов от 3 до 10 мм; перед употреблением их отжи-
гают и травят в азотной кислоте. Аноды оставляют в ванне постоян-
но. Расстояние между анодом и катодом (изделием) не меньше
100 мм.
Процесс идет хорошо, если поверхность анодов больше поверх-
ности катода или во всяком случае не меньше. Если ванна в поряд-
ке, то предмет начинает покрываться спустя 0,5—1 мин после по-
гружения, и через 15—30 мин процесс можно закончить.
Обычно через 10 мин предмет вынимают, крацуют и, промыв,
затем вновь опускают в ванну. Перед опусканием в ванну первый
раз предмет следует обезжиривать, хотя процесс идет и без обез-
жиривания, так как цианистый калий «съедает» жир, но ванна быст-
ро портится от загрязнения. При нормальной работе получаются
ровные, плотные розовые осадки меди, а на катоде происходит
спокойное, еле заметное газовыделение.
Неполадки в работе медно-цианистых ванн
и их устранение.
1. Осадки получаются пористые, при этом осаждение идет очень
медленно. Это происходит, если слишком высокая плотность тока
211
или незначительное содержание металла в ванне. Следует понизить
плотность тока или добавить в ванну цианистую медь.
2. Темно-красные пятнистые осадки на изделии и серые и зеле-
новатые налеты на анодах указывают на недостаток цианистого ка-
лия или малую поверхность анодов; электролит около анодов при
этом становится голубым. Следует добавить цианистый калий, а
аноды протравить в пятипроцентном растворе азотной кислоты и
увеличить их число.
3. На анодах появляется белый осадок — не хватает цианистого
калия и истощился электролит возле анодов; требуется перемешать
электролит и, если белый осадок не исчезнет, добавить цианистый
калий.
4. Если осаждение идет очень медленно, а аноды все время со-
храняют цвет чистой меди (все время травятся), то следует доба-
вить цианистую медь (предварительно растворив ее в малом объ-
еме электролита).
5. Осадок становится темным, зернистым, или вовсе ничего не
осаждается — ванна содержит слишком много цианистого калия;
следует добавить цианистой меди небольшими порциями, предва-
рительно растворив в небольшом объеме электролита (сухая несмо-
ченная соль не растворяется в электролите).
По окончании меднения предмет очень тщательно промывают в
воде, так как каждая капля электролита, оставшаяся в порах
изделия, вызывает появление пятна, которое очень трудно уда-
ляется.
Сернокислые электролиты имеют следующие
преимущества:
1) не ядовиты;
2) очень просты по составу;
3) дают высокий выход по току;
4) устойчивы в работе;
5) позволяют работать на высоких плотностях тока.
Недостатки:
1) нельзя осаждать медь непосредственно на сталь, так как сталь
травится в серной кислоте.
Состав сернокислого электролита:
Медного купороса C11SO4— 200—250 г/л
Серной кислоты H2SO4 — 50—70 г/л
Температура раствора без перемешивания — комнатная, с пере-
мешиванием 30—40° С. Плотность тока без перемешивания — 1 —
2 А/дм2. Плотность тока с перемешиванием — 3—5 А/дм2.
Неполадки и их устранение.
1. Осадки грубые, шероховатые, неравномерные — ванна за-
грязнена мелкими посторонними частицами (пылью). Необходимо
электролит профильтровать.
2. Темные рыхлые осадки, особенно в углубленных местах, —
недостаток серной кислоты. Следует добавить серной кислоты.
3. Бурное газовыделение, осадки рыхлые губчатые, пятнистые —
недостаток медного купороса (или избыток кислоты). Необходимо
212
добавить медного купороса, предварительно растворив его в не-
большом объеме подогретого электролита.
Латунирование. Этот процесс применяется как подслой (вместо
меди) и как самостоятельное покрытие.
Состав ванны:
Цианистой меди CuCN — 27 г/л
Цианистого цинка ZnCN — 9 г/л
Цианистого натрия NaCN — 54 г/л
Температура 20—40° С, плотность тока 0,1—0,3 А/дм2, выход по
току 60—80%. Аноды из латуни.
Неполадки и их устранение.
1. Бледные осадки — излишки цинка или велика плотность тока.
Следует добавить цианистой меди или уменьшить силу тока.
2. Красные осадки — избыток меди. Необходимо добавить в
ванну цианистого цинка.
3. Бледные осадки и бурное газовыделение — избыток циана.
Следует небольшими порциями добавлять в ванну обе соли, пред-
варительно растворив их в воде.
Никелирование. Никелевые защитно-декоративные покрытия
применяют очень широко как в технике, так и в художественных из-
делиях из металла благодаря следующим достоинствам: красивый
внешний вид; легко принимают полировку.
Толщина покрытия в зависимости от условий работы для изде-
лия установлена следующая: а) при легких условиях (закрытое су-
хое, отапливаемое помещение) медный подслой —10 мкм, слой
никеля — 5 мкм; б) при средних условиях (на открытом воздухе}
подслой меди — 20 мкм, слой никеля —10 мкм*. Наиболее прочно
никелевое покрытие на меди или латуни; на стали осажденный ни-
кель держится непрочно, поэтому применяют многослойные по-
крытия, т. е. поверхность стального изделия сначала омедняется, а
затем полируется и никелируется.
Состав электролита:
Сернокислый никель NiSC>4—140 г/л
Сернокислый магний MgSO4 — 30 г/л
Сернокислый натрий Na2SC>4— 50 г/л
Борная кислота Р13ВОз — 20 г/л
Хлористый натрий NaCl — 5 г/л
Температура электролита 20—30°; плотность тока 1 А/дм2. Ско-
рость осаждения: слой толщиной в 1 мкм осаждается за 5 мин.
Основной химикат — это сернокислый никель, но из одной этой
соли нельзя сделать ванну, так как такая ванна очень плохо прово-
дит ток. Для лучшей проводимости тока применяют сернокислый
натрий и сернокислый магний.
Для регулирования постоянной кислотности (ванна имеет тен-
денцию делаться щелочной) используют борную кислоту.
* Для жестких условий применение никелевых покрытий нерентабельно^
так как они мало прочны. В этих случаях целесообразнее применять хроми-
рование.
213.
Для облегчения растворения анодов и защиты их от пассивиро-
вания служит хлористый натрий.
Неполадки в работе и их причины:
1. Предметы не никелируются — а) слаб ток, б) ванна холодна
(ниже 15°); необходимо усилить ток или подогреть ванну.
2. Слой никеля темный с пятнами — а) ванна недостаточно кис-
лая— добавить борной кислоты (осадок отсвечивает желтым цве-
том); б) ванна слишком концентрированна — разбавить водой (на
анодах зеленые кристаллы); в) ванна недостаточно электропровод-
на — добавить сернокислого магния или сернокислого натрия;
г) ванна бедна металлом — добавить сернокислого никеля; д) пло-
хая подготовка и обезжиривание — протереть изделие венской из-
вестью.
3. Отслаивание, растрескивание и хрупкость осадка — а) плохая
подготовка; б) низкая температура ванны; в) ток слишком велик
(подгар на углах и выступающих частях — серый цвет); г) велика
кислотность — нейтрализуется аммиаком.
Никелевые покрытия применяют главным образом для отделки
изделий интерьерного характера; они заменяют серебрение. Нике-
левые покрытия очень декоративны, они имеют серебряный цвет с
теплым желтоватым оттенком (в отличие от хрома — холодный го-
лубовато-сероватый оттенок). Их с успехом применяют для меди и
ее сплавов, стали и в последнее время для алюминия.
Хромирование. Покрытие хромом занимает особое место среди
гальванических процессов. Нет ни одной отрасли техники, где бы не
применялось хромирование. Это обусловлено следующим:
1) высокая твердость хромовых покрытий, превосходящая твер-
дость закаленной стали;
2) жаростойкость и прочность против химической коррозии;
3) в художественных изделиях хромирование, кроме указанных
причин, обусловливается и красивым блеском и холодным серо-го-
лубым цветом хромового покрытия.
Практика покрытия хромом — самая сложная из всех гальвано-
покрытий, так как она имеет следующие особенности:
1) очень плохая рассеивающая способность электролита, т. е.
плохо покрывает углубление;
2) требуется высокая плотность тока — от 35 до 60 А на квадрат-
ный дециметр (обычно для других покрытий плотность тока не пре-
вышает 4—5 А/дм2);
3) вместо обычных растворимых анодов применяют нераствори-
мые свинцовые или свинцово-сурьмяные, которые при электролизе
помогают проводить ток, а хром осаждается полностью из
раствора.
Для декоративных покрытий применяют обычно хромирование
по медно-никелевому подслою; слой меди цианистой толщиной
3 мкм, слой меди кислой —12 мкм, слой никеля—10 мкм, всего
25 мкм, слой хрома— 1 мкм.
Перед хромированием медно-никелевый подслой тщательно по-
лируют.
214
Состав ванны:
Хромового ангидрида СгОз — 300—350 г/л
Серной кислоты H2SO4 — 3—3,5 г/л.
Температура хромирования 40°, плотность тока 15—20 А/дм2.
Суммарная поверхность анодов должна быть меньше катодной в
два раза.
Неполадки ванн хромирования и их устранение.
1. Хром не осаждается в углубленных местах — а) недостаточна
плотность тока; б) избыток серной кислоты.
Чтобы увеличить плотность тока в углубленных местах, дают
толчок тока на одну минуту, т. е. увеличивают плотность тока в
два-три раза больше нормальной, а затем снижают ее до нормаль-
ного размера.
2. Матовый или пригорелый осадок, особенно на выпуклых ме-
стах,— а) велика плотность тока; б) запассивировались аноды;
в) изделия завешены под током без предварительного подогрева
их в электролите.
Устранение недостатков: а) увеличить расстояние между анодом
и катодом или применить защитные катоды; б) запассивированные
аноды протравить в соляной кислоте и зачистить стальной щеткой;
в) перед включением тока детали прогреть в электролите.
3. Темные полосы и точки на осадке или темный осадок сплошь —
недостаток серной кислоты.
4. Зернистые, вздутые, отслаивающиеся осадки — плохая подго-
товка изделий или загрязненный электролит.
Серебрение. Серебрение применяют в ювелирном деле, в про-
изводстве столовых приборов и т. п. Толщину серебряного покры-
тия берут различной — в зависимости от назначения. Для столовых
приборов 15—30 мкм; для ювелирных изделий и галантереи — 60—
100 мкм. Стальные изделия перед серебрением омедняют на тол-
щину 30—50 мкм. Серебрение производится в бесцианистых ван-
нах следующего состава:
Серебра хлористого AgCl — 6—8 г/л
Желтой кровяной соли Ка4ре(СМ)б— 18 г/л
Кальцинированной соды ЫагСОз— 18 г/л
Плотность тока 0,1—0,3 А/дм2, температура 18—25°.
Аноды применяют или из чистого серебра или угольные; нара-
щение ведут два-три раза, в промежутках изделие обрабатывают
мягкой латунной крацовочной щеткой со слабым раствором пота-
ша или кваса (с обязательной тщательной промывкой после крацо-
вания в проточной воде).
Перед серебрением детали полезно амальгамировать, т. е. по-
крывать ртутью (50 г азотно-кислой ртути на 10 л воды).
Цвет осажденного серебра снежно-белый. Хранить и применять
электролит следует в темноте под крышкой или при красном свете.
В свежей только что составленной ванне осаждение идет без тока.
Неполадки:
1. Отслаивание осадка — плохая подготовка.
2. Желтоватые или розовые осадки — присутствие меди.
215
3. Темные, пятнистые осадки — загрязнение электролита, недо-
статок серебра.
Золочение. Золочение — это наиболее красивый и дорогой спо-
соб отделки художественных изделий из металла; применяется в
основном в ювелирном деле. В прошлом золотили и крупные из-
делия— посуду, бра, люстры, решетки и т. д.
Стальные изделия перед золочением покрывают медью толщи-
ной 30—50 мкм. Толщина золотого слоя — 2—5 мкм, редко 10—
20 мкм. Производится в бесцианистых ваннах.
Состав электролита и режим работы:
Хлорного золота AuCl—2—3 г/л
Желтой кровяной соли Ka4Fe(CN)6— 7,5 г/л
Кальцинированной соды ЫагСОз— 7,5 г/л
Плотность тока 0,1—0,2 А/дм2; температура — 60—80° С.
Аноды — чистое золото, платина, уголь (сталь). Для получения
матовой или полированной поверхности изделия его соответствен-
но матуют или полируют ручным полировником. Интенсивность
цвета осадка зависит от плотности тока, которую удобно регули-
ровать большим или меньшим погружением анода в электролит.
Неполадки:
1. Бледные осадки — а) недостаток в электролите золота; б) низ-
кая температура ванн; в) малая плотность тока.
2. Красноватый цвет — а) высокая концентрация золота в ванне;
б) высокая температура ванны; в) наличие в ванне меди.
3. Зеленоватый оттенок — присутствие серебра в ванне.
40.
Г альванопластика
Сущность процесса гальванопластики заключается в осаждении
металла из гальванических ванн на снятую с оригинала форму для
получения металлической копии. Причем с абсолютной точностью
воспроизводят все подробности оригинала. Процесс изготовления
гальванокопий состоит из следующих операций:
1) изготовление форм;
2) нанесение электропроводящего слоя на формы и зарядка;
3) загрузка форм в гальванованну и процесс наращивания;
Изготовление форм. Формы для снятия гальванопластических
копий изготовляют из различных материалов. Они должны отвечать
следующим требованиям: давать точный отпечаток; иметь мини-
мальную усадку; не растворяться в электролите и не загрязнять его;
легко связываться с электропроводящим слоем.
Гипсовые формы. Эти формы изготовляют обычным приемом,
но перед завешиванием в ванну тщательно просушивают и затем
пропитывают специальным составом из воска и парафина с добав-
кой канифоли. Гипсовые формы легко снимаются с глиняных и с
пластилиновых оригиналов. Это их преимущество, но в работе они
не очень хороши, так как в электролите часто размокают и разру-
шаются.
216
Восковые формы. Эти формы можно легко снять только с ме-
таллических изделий и сырых гипсовых моделей. Наименьшую усад-
ку при затвердевании дает следующий состав (%): канифоль — 70,
воск пчелиный — 20, парафин — 10. Температура плавления 80—
90° С. Существуют и другие рецепты (в весовых частях):
воск пчелиный — 17, скипидар — 2, графит — 1;
воск пчелиный — 6, церезин — 9, графит — 1;
воск пчелиный — 45, церезин — 45, парафин — 5, скипидар — 3,
графит — 18.
Процесс снятия форм сводится к следующему: модель тщатель-
но очищают от пыли и, смочив ее слегка водой, укладывают на ров-
ную поверхность. Окружив модель рамкой из металлической по-
лоски, ее заливают растопленным воском, дав ему предварительно
слегка остыть. При заливке струю направляют не на модель, а ря-
дом, чтобы избежать образования в форме пузырей. Готовую фор-
му следует снимать с модели еще теплой.
Формы из высокополимеров. Сюда относятся: различные элас-
тичные пластмассы, каучуковый латекс, хлорвинил; эти формы эла-
стичны, легко снимаются со сложных оригиналов. При наращивании
их укладывают в гипсовые кожухи; они могут быть использованы
многократно. Целлулоидные и акриловые формы изготовляют пу-
тем тиснения или прессовки с невысоких рельефов.
Металлические формы. Их можно изготовить из листового свин-
ца путем тиснения или из листовой латуни, или меди методом че-
канки. С металлического оригинала (модели) можно снять также
гальванопластическую форму.
Нанесение электропроводного слоя на формы и зарядка. Мате-
риалы, из которых изготовляют формы (гипс, воск, пластмассы) —
диэлектрики, т. е. не проводят ток и поэтому для того, чтобы сде-
лать их электропроводными, требуется их специальная обработка:
механическое натирание графитом или металлическим порошком
(медным, серебряным); химическое — осаждение или выделение
металлического слоя меди, серебра или других металлов из солей.
Зарядка форм, т. е. снабжение их проводниками, имеющими
контакт с электропроводящим слоем и катодной штангой. Провод-
ники для зарядки ф°рм изготовляют из мягкой, отожженной мед-
ной или латунной проволоки толщиной 0,15—0,5 мм. Сечение про-
волоки не должно быть очень малым, так как такие провода нагре-
ваются при максимальных плотностях тока. Контактирующие прово-
да прокладываются на расстояние 0,5—1 см от границ готового из-
делия. Это позволяет легко удалять облой и производить обработ-
ку готового изделия.
Подвески, на которых формы завешиваются в ванне, делают из
одножильных изолированных проводов с крючком на одном конце
для соединения ее с катодной штангой; другой конец соединяют с
проводником. В сложных формах делают дополнительные провод-
ники, цель которых — увеличить площадь соприкосновения токове-
дущих проводников с электролитом и тем ускорить процесс за-
тяжки.
217
Загрузка форм в ванну и процесс наращивания. Формы с про-
водящим слоем из серебра загружают в ванну под током. Формы,
обработанные графитом, можно опускать в ванну без тока, а затем
его включать. При загрузке необходимо следить, чтобы в поднутре-
ниях не оставался воздух (пузырьки); для этого изделия загружают
медленно, чтобы воздух успел выйти из формы, или смазывают
формы спиртом; необходимо также следить, чтобы не смылся
графит, что происходит, если форма завешивается слишком по-
спешно, небрежно.
Если удельный вес материала, из которого сделана форма,
меньше, чем у электролита (воск и др.), то к форме необходимо
привешивать грузы (например, свинец), иначе формы будут всплы-
вать. Свинцовые грузы следует предварительно покрыть слоем
воска, погрузив их в растопленный воск, чтобы на грузах не осаж-
далась медь.
Для гальванопластики применяют ванны из различных материа-
лов и размеров. Наибольшее распространение сейчас имеют сталь-
ные сварные ванны, обложенные листовой резиной или виниловым
пластиком. Можно применять также в качестве материала для ванн
свинец, керамику, стекло. Источником тока обычно служит либо
низковольтная динамомашина, либо выпрямитель (купроксный или
селеновый), обеспечивающий напряжение 3—12 В и плотность тока
1,5—2 А/дм2.
Состав обычных медных электролитов и режи-
мы отложения;
Медный купорос — 200—250 г/л
Серная кислота — 30—35 г/л
Плотность тока—1,5—2 А/дм2; температура 18—20° С. Она мо-
жет повышаться до 25—28° С за счет джоулева тепла.
Аноды — чистая красная медь МО и М1; недопустимо присут-
ствие в анодах мышьяка и сурьмы (вредная примесь) — от них оса-
док делается хрупким; примесь других металлов — железа, цинка,
никеля — заметно не вредит.
Неполадки и ихпричины.
1. Осадок неровный, поверхность покрыта шишками (дендри-
тами)— электролит загрязнен графитом, анодным шламом и т. п.
Электролит необходимо профильтровать.
2. Крупнокристаллический осадок на катоде и осадок сернокис-
лой меди на аноде свидетельствуют об избытке купороса. Электро-
лит следует разбавить водой.
3. Осадок темно-бурого красноватого цвета, грубошершавый,
рыхлый, хрупкий — недостаток кислоты. Следует ее добавить.
4. Красный цвет осадка на углах и краях — «горелости» — велика
плотность тока.
Равномерное отложение меди на сложных, сильно профилиро-
ванных формах — наиболее трудная задача. Даже на ровной плос-
кой поверхности толщина слоя не бывает одинаковой, — она толще
по краям и тоньше в середине, на ребрах, углах, выступах — толще,
а в углублениях — тоньше; в очень глубоких и поднутренных местах
218
Рис. 100. Способ
наращивания
при постепенном
погружении формы
с экранированием
формы осаждения иногда не происходит. Причина — неравномер-
ное распределение силовых линий, которое зависит от формы элект-
родов, расстояния между ними, от состава электролита и т. п.
Средоточие силовых линий вызывает неравномерность в плот-
ности тока по поверхности сложно профилированной формы. На
выступах плотность тока возрастает, а на углубленных местах па-
дает, и от этого слой осажденной меди неодинаков. Главная задача
технологии гальванопластики — стремиться к равномерному осаж-
дению металла по всей поверхности формы. Для этого обычно при-
меняют различные экранные кассеты, цель которых — изменить
направление силовых линий и, следовательно, улучшить процесс
осаждения, сделать его более равномерным.
Применяется также способ постепенного погружения формы с
последующим экранированием уже наращенных участков (рис. 100)
или установка дополнительных анодов в местах глубоко профилиро-
ванных и поднутренных, куда не достигают силовые линии от ос-
новного анода. На дополнительные аноды надевают шламозадер-
живающие чехлы из тонкой капроновой или стеклянной ткани; аноды
приклеивают при помощи церезина к просушенным частям формы.
Можно также периодически изменять направления постоянного то-
ка при помощи реле времени. Реверсирование тока замедляет рост
металла на выступах и углах, так как анодное растворение металла
идет наиболее интенсивно именно на выступающих участках.
ЛИТЕРАТУРА
Бахвалов Г. T.f Биркган Л. H.f Лабутин В. П. Справочник гальвано-
стега. М. Металлургиздат, 1954.
Бюлов К. Коррозия меди и ее сплавов. Коррозия металлов. Кн. I. Л. — М.,
Госхимиздат, 1952.
Бочвар А. А. Металловедение. М., Металлургиздат, 1945.
Бреполь Э. Теория и практика ювелирного дела. Пер. с немецкого В. П. Куз-
нецова. Л. «Машиностроение», 1973.
Беспалый Л. И. Ювелирные изделия. М. Госторгиздат, 1950.
Бернякович 3. А., Соколова Т. М., Торнеус М. И. Художествен-
ное серебро XVI — начала XX веков. Путеводитель по выставке. Государствен-
ный Эрмитаж. М., 1956.
Блаватский В. Д. Искусство северного Причерноморья античной эпохи.
М., Изд. ГМИИ, 1947.
Борноволоков Э. Выпрямители для питания приемников от сети пере-
менного тока. М., Изд. ДОСААФ, 1956.
Бартфан Бела. Справочник гальваностега. Пер. с венгерского. М. Машгиз,
1960.
Варгин В. В. и др. Технология эмалей и эмалирование металлов. М. Гос-
стройиздат, 1958.
©асиленко В. М. Ростовская финифть. — Народное искусство СССР в худо-
жественных промыслах, т. 1. М., «Искусство», 1940.
Воронин Н. Н. Любите и сохраняйте памятники древнерусского искусства.
М., «Искусство», 1960.
ВеймарнБ., КайшерееваТ., Подольский А. Искусство арабских
народов. М., «Искусство», 1960.
Грилихес С. Я. Защита металлов оксидными и фосфатными пленками.
М. — Л., Машгиз, 1958.
Государственная Оружейная палата Московского Кремля. М., «Искусство», 1954.
Гольберг Т. Г. Очерки по истории серебряного дела в России в первой
половине XVIII века. — «Труды ГИМ». Вып. XVIII. М., 1947.
Гольберг Т. Г. Черневое серебро Великого Устюга. М., ГИМ, 1952.
Гольберг Т. Г. Ювелирное искусство второй половины XVIII в. — История
русского искусства, т. VII. М., АН СССР, 1961.
Гольберг Т. Г. Русское ювелирное искусство XVIII в. — Сб. Русское деко-
ративное искусство, ч. II. М., 1964.
Гореликов Н. С. Каслинское художественное литье. — Русский художест-
венный металл. М., 1958.
Гольберг Т. Г., Мишуков Ф. Я. и др. Русское золотое и серебряное
дело XV—XX вв. М., «Наука», 1967.
Гущин А. Памятники художественного ремесла Древней Руси X—XIII вв. Л.
Государственное социально-экономическое изд-во, 1936.
Головин С. Я. Прогрессивные виды литья. М., «Знание», 1964.
Гордеев Н. Царь-пушка. М„ «Московский рабочий», 1960.
Гарбер М. И. Декоративное шлифование и полирование. М., Машгиз, 1948.
Галанина Л., Грач Н., Торнеус М. Ювелирные изделия в Эрмитаже.
Л., «Советский художник», 1967.
Дринберг А. Я., Снедзе А. А., Тихомиров А. В. Технология лако-
красочных покрытий. Л. — М., Госхимиздат, 1951.
Дринберг А. Я., Гуревич Е. С., Тихомиров А. В. Технология не-
металлических покрытий. Л., Госхимиздат, 1957.
Донова К. В. Русское художественное серебро XVIII — начала XIX веков.—
Сб. Оружейная палата. М., 1964.
Е н и ш П. Практическое руководство по гальванопластике. Спб., 1915.
Ж е л н и н А. П. и Опарин И. Е. Пособие по паяльным работам. М., Ме-
таллургиздат, 1943.
Защитные покрытия. — БСЭ. Изд. 2-е, т. 16.
Зотов Б. Н. Художественное литье. Изд. 2-е. М., Машгиз, 1959.
Зелен-ина К. А. Старые русские граверы и литографы. М., ГИЗ, 1925.
Изгаришев Н. А. Гальванопластика и гальваностегия. М., 1926.
220
Комаров В. Художественные промыслы великоустюжских мастеров. Волог-
да, 1943.
Колчин Б. А. Мастерство древних кузнецов. — По следам древних культур.
М., Госиздат, 1953.
Куприянов С. А., Кондратьев Н. А. Изготовление бронзовой скульп-
туры. М. — Л., «Искусство», 1950.
Каданер Л. И. Защитные пленки на металлах. Харьков, изд. Харьковского
университета, 1956.
Кафка Л. В. Искусство обработки металла. М., 1925.
Кондаков Н. П. История и памятники византийской эмали. Спб., 1892.
Корш Е. Ф. Русское серебряное дело XVII века и его орнаментация. — «Ста-
рые годы», 1909, июль — сентябрь.
Кестнер О. Е., Бараданьянц В. К. и др. Точное литье цветных сплавов в
гипсовые и керамические формы. М., «Машиностроение», 1968.
Левинсон Н. Р., Гончарова Л. Н. Русская художественная бронза. М.,
«Советская Россия», 1958.
Лермонтов В. В. Бронзировка металлов. Спб., изд. Гальстена, 1911.
Марченков В. И. Ювелирное дело. М., «Высшая школа», 1975.
Моисеичев В. М. Работа мастера-позолотчика. Л. — М., Госстройиздат,
1957.
Мишуков Ф. Я. Невидимый припой ювелиров древности. — «Труды МВХПУ».
Вып. 2, 1962.
Мишуков Ф. Я. Золотая насечка и инкрустация на древнем вооружении. —
Сб. Государственная Оружейная палата Московского Кремля. М., 1954.
Мишуков Ф. Я. и Постникова-Лосева М. М. Русское ювелирное
искусство X—XII вв. — Сб. Русское декоративное искусство. Т. 1 М., Изд-во
Академии художеств, 1962.
Мищуков Ф. Я. Техника декоративной обработки металла. НИИХП, 1946.
Медведюк Н. И. Медницкие и жестяницкие работы. Изд. 4-е. М., Профтех-
издат, 1960.
Мюнцер И. Гравирование и художественная отделка металлов. М., 1915.
Николаева Т. В. Серебряные блюда, чаши и лохани в собрании Загорского
музея из «Сообщения Загорского музея-заповедника». Вып. 3. Загорск,
1960.
Одноралов Н. В. Скульптура и скульптурные материалы. М., «Советский
художник», 1965.
Одноралов Н. В. Декоративная отделка скульптур и художественных изде-
лий из металла. М., «Искусство», 1954.
Одноралов Н. В. Гальванотехника в декоративном искусстве. М., «Искусст-
во», 1952.
Озеров В. А., Фельдман С. Я., Шкленник Я. И. Литье по выплав-
ляемым моделям. М., Машгиз, 1958.
Писарская Л. В. Русские золотые и серебряные изделия XII—XVII веков.—
Сб. Оружейная палата. М., 1964.
Платонова Н. Г. Усольская эмаль. — «Труды ГИМ. Памятники культуры».
Вып. XXVIII. М., 1959.
Померанцев Н. Н. Финифть усольского дела. Сб. Оружейная палата. М.,
1925.
Постникова-Лосева М. М. Золотые и серебряные изделия мастеров
Оружейной палаты. — Сб. Государственная Оружейная палата Московского
Кремля, М., 1954.
Постникова-Лосева М. М., Платонова Н. Г. Русское художествен-
ное серебро. М., «Советская Россия», 1959.
Постникова-Лосева М. М. Русская серебряная скань. «Труды ГИМ. Па-
мятники культуры». Вып. XXVIII, М., 1959.
Пупарев А. А. Художественная эмаль. М., 1948.
Розенфельд И. Л. Атмосферная коррозия металлов. М., АН СССР, 1960.
Рубцов Н. Н., Екимов В. П. и Клодт П. К. — выдающиеся мастера русского
художественного литья. М., Машгиз, 1950.
Рубцов Н. Н. История литейного производства в СССР. Ч. I. М., Машгиз,
1947.
221
Розелер А. Гальванопластика и электрохимия. Изд. 3-е. М., «Мысль», 1900.
Рехачев М. Северная чернь. Архангельск, 1952.
Рындина Н. В. Технология производства новгородских ювелиров. — «Мате-
риалы и исследования по археологии СССР», 1963, № 117.
Разина Т. М. Русская эмаль и скань. М. Госместпромиздат, 1961.
Разина Т. М. Черневое серебро мастеров Великого Устюга. — Сб. Русский
художественный металл. М., 1958.
Разина Т. М. Ювелирные изделия красносельских мастеров. — Сб. Русский
художественный металл. М., 1958.
Рыбаков Б. А. Стольный город Чернигов и удельный город Вщиж. — Сб.
По следам древних культур. М., Госиздат, 1953.
Рыбаков Б. А. Ремесло Древней Руси. М., 1948.
Спасский А. Г. Проблемы художественного литья. — Сб. Технология цвет-
ных металлов и сплавов. М., Металлургиздат, 1947.
Самарцев А. Г. Оксидные покрытия на металлах. М. — Л., АН СССР, 1964.
Суслов И. М. Ростовская эмаль. Ярославль, 1959.
Ст р у е в е Г. В. Золочение через огонь и гальваническим способом. Тифлис,
1880.
Суслов И. М. Ростовская финифть. — Сб. Русский художественный металл.
М., 1958.
Соболев Н. Н. Художественное чугунное литье в русском искусстве. — Ка-
талог «Выставка художественного чугунного литья». М., Академия архитекту-
ры СССР, 1940.
Селиванкин С. А. Производство ювелирных изделий. М. Госторгиздат,
1951.
Селиванкин С. А., Тарасов С. В. Ювелирные изделия и часы. М.,
«Экономика», 1967.
Сальмонт А. Б., Кучинский Ф. Е. и др. Граверное дело. М., 1937.
Соколов М. А. Слесарное дело. М., Машгиз, 1947.
Соколов Н. А. Литье в оболочковые формы. М., Машгиз, 1956.
Соловьев К. А. История художественного металла древнего мира. М., Изд-во
МВХПУ, 1963.
Тенишева М. К. Эмаль и инкрустация. Прага, 1930.
Тихомирова Т. Н. Устюжские эмали XVIII века с серебряными накладка-
ми.— «Труды ГИМ». Вып. XIII. М., 1941.
Трутовский В. Н. Финифть, чернь и скань, эмаль и филигрань. — Сб. Худо-
жественные сокровища России, М., 1905.
Уткин П. И. Русские ювелирные украшения. М., «Лгкая индустрия», 1970.
Флеров А. В. Сборка и отделка художественных изделий из металла. М.,
Изд-во МВХПУ, 1962.
Флеров А. В. Декоративная отделка художественной чеканки. — «Худож-
ник», 1971, № 6.
Флеров А. В. Технология художественной обработки металлов. М., «Высшая
школа», 1968.
Флеров А. В. Чеканка по металлу. — «Художник», 1970, № 9—11.
Холодилин Н. Н. Эмалирование железа и чугунных изделий. М., Госстрой-
издат, 1959.
Хохлова Е. Н. Искусство филиграни. — Сб. Русский художественный металл.
М., 1958.
Хохлова Е. Н. Художественные изделия из металла. М., 1959.
Хренов А. Д. Справочник молодого кузнеца-штамповщика. М., Трудрезерв-
издат, 1958.
Ш мы ков А. А. Справочник термиста. М., 1961.
Эванс Ю. Р. Коррозия, пассивность и защита металлов. М. — Л., Металлург-
издат, 1941.
Э в а н с Ю. Р. Коррозия и окисление металлов. М., Машгиз, 1962.
Эмалирование металлических изделий. Сб. под ред. проф. Варгина В. В. М.,
Машгиз, 1962.
Электрическое розовое золочение ювелирных изделий. Из опыта артели «Крас-
ный кустарь», М., 1955.
222
Оглавление
Предисловие 5
1, Слесарно-кузнечные работы 10
1. Разметка 11
2. Рубка 14
3. Разрезание 15
4. Правка 20
5. Гибка 21
6. Опиливание 24
7. Сверление 27
8. Нарезание резьбы 29
9. Клепка 31
10. Пайка 33
11. Сварка и автогенная резка 36
12. Закалка и отпуск 39
13. Ручная свободная ковка 43
14. Инструменты для ковки 46
15. Основные операции ручной свободной
ковки 51
2. Чеканно-дифовочные и граверные работы 62
16. Дифовка (выколотка) 63
17. Выколотка по моделям 69
18. Применение дифовки в ювелирном деле 70
19. Чеканка 72
20. Технология чеканки 80
21. Чеканка по литью, или оброну 91
22. Басма 95
23. Плоскостное гравирование 96
24. Обронное гравирование 101
25. Насечка (таушировка) 105
26. Наводка 109
3. Сканно-эмальерные и черневые работы 112
27. Филигрань (скань) 113
28. Горячая эмаль (финифть) 129
29. Виды художественных эмалей 137
30. Чернь (ниелло) 1 51
31. Ювелирно-монтировочные работы 158
32. Закрепление камней 170
4. Литейные работы 174
33. Литье во временные земляные формы 176
34. Различные виды формовки 186
35. Литье по выплавляемым моделям 191
36. Прочие виды литья 196
5. Отделка художественных изделий и гальванопластика 200
37. Механические способы отделки 201
38. Химические способы отделки 205
39. Электрохимические (гальванические) 205
способы отделки 209
40. Гальванопластика 216
Литературе 220
223
Александр Владимирович Флеров
Художественная обработка металлов
Редактор 3. Г. Овсянникова. Художниик С. А. Кравченко. Художественный редактор
С. Г. А б е л и н. Технический редактор Т. Д. Гарина. Корректор Н. Д. М а к е й к и н а.
Т—07385 Сдано в набор 17/IX—75 г. Бумага тип. № 1. Подп. к печати 22/IV—76 г.
Формат 60X901/i6- Объем 14 п. л.+ 0,25 п. л. форзац. 14,25 усл. п. л. 15,53 уч.-изд. л. Изд. № От-217/73
Тираж 30 000 экз. Цена 76 коп. Заказ 4040.
План выпуска литературы издательства «Высшая школа» (вузы и техникумы) на 1975 г. Позиция №141
Москва, К-51, Неглинная ул., д. 29/14, издательство «Высшая школа»
Московская типография № 8 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров
СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Хохловский пер., 7.