Литье по выплавляемым моделям

Это литье применяется давно. Модель после формовки вы­плавляется из формы, что дает чистоту отливке и возможность избежать множества кусйов. Наиболее распространены сейчас два способа отливки в зависимости от величины отливаемых изделий (кроме литья очень крупной скульптуры). Один из этих способов называется точным литьем. При отливке не­большим тиражом пресс-формы делаются из гипса.

Материалом для модели служат легкоплавкие смеси из парафина и стеарина. В прошлом модели изготовлялись из воска. Если модель отливаемся по частям, то части ее соеди­няются с помощью нагретого лезвия ножа.

Материалом для огнеупорного блока может быть смесь (раствор) молотого кварца. В эту смесь погружают модель, которую затем обсыпают сухим кварцевым песком. Процесс повторяется несколько раз, до тех пор, пока толщина кварце­вого покрытия не будет не менее 3 — 5 мм. Модельный состав (воск, парафин) выплавляют, введя блок в горячую воду или в сушильный шкаф при температуре 180°. Оболочку ставят воронкой вверх в опоку и засыпают шамотным порошком. Верх и низ опоки заливают жидким стеклом. Эти предосторожности необходимы для укрепления тонкой и хрупкой оболочки.

После выплавления воска форма прокаливается в печи при температуре 800—900° в течение 3 — 4 часов. Отливка будет
более качественной при литье в нагретую форму. После того как оболочка остынет на воздухе, ее разрушают легкими ударами, а остатки удаляют при кипячении в слабом растворе щелочи.

Восковое литье в ювелирном деле значительно усовершен­ствовалось в наши дни. Металлическая модель снабжается воронкообразным литником и с нее снимается резиновая фор­ма. Модели изготовляют из парафина с добавкой 5% поли­этилена при температуре 80° под давлением.

В огнеупорный состав формы входят тонко размолотый кварцевый песок и гидролизованный раствор этилсиликата (65 и 35%).

Модель погружают в раствор, обсыпают кварцевым песком и по получасу сушат последовательно при комнатной темпе­ратуре в парах аммиака и на воздухе до полного удаления запаха аммиака, и так до четырех раз. Формуется блок в опо­ке с кварцевым песком, и верх и низ блока заливается жидким стеклом. Теперь модельный состав может быть выплавлен, для чего опока ставится в шкаф, нагретый до 200°.

В муфельной печи форма прокаливается в течение 4 часов при температуре 900°. После заливки форму охлаждают и удаляют кипячением в щелочном растворе. Литник отделяется, а отливка отбеливается в 5%-ном растворе азотной кислоты.

Литье в оболочковые формы. На чугунную модельную пли­ту, нагретую до 350°, насыпают кварцевый песок, перемешан­ный с пульвербакелитом, затвердевающим при этой темпера­туре. Плита нагревает слой и как бы обволакивается затвер­девшей смолой. Две готовые полуформы соединяют, вставив внутрь стержень, сделанный из этого же материала. При

закладке в опоку форму засы­пают кварцевым песком, а пос­ле отливки разрушают.

Литье в формы из металла. Применялось на Руси уже в XVI в. Вначале олово отли­валось в латунных формах. Формы либо отливались в зем­ле, либо гравировались. Литье из олова (ларцы, ризы икон, накладки) серебрилось или зо­лотилось. Позже от оловянно­го литья отказались.

Рис. 63. 3. М. Зенкова. Ульяновск. Панно. Алюминий, литье. НИИХП. 1960-е годы.

В наши дни литье в формы из металла практикуется очень широко. Основная его особен­ность — большое число отливок с сохранением формы. По срав­нению с земляной формой оно
дает очень чистую поверхность отливок, очень большую точ­ность (рис. 63).

Однако целесообразно оно лишь при массовом производстве из-за трудоемкости изготовления формы (кокиля), требующей точной подгонки. Кокиль делается из чугуна или стали. Для скульптурных изделий кокиль составляется из нескольких частей. При полукокильном литье стержень приготовляется из песчаной смеси и выдерживает отливки из таких тугоплавких металлов, как бронза и чугун.

В последнее время все большее распространение получает литье в металлические формы. Литье под давлением приме­няется при работе с легкоплавкими сплавами. Расплавленный металл заливается в кокиль под давлением, что обеспечивает высокую точность отливки и минимально тонкие стенки. При­меняется литье под давлением при отливках небольших, но сложных по форме вещей, например в ювелирном деле.

КОВКА

Хотя искусство ковки известно на Руси с древнейших вре­мен, начало его широкому распространению было положено в XII — XIII вв.— во времена зарождения древнерусского го­родского кузнечного ремесла.

Узкая производственная специализация кузнецов способ­ствовала созданию замечательных художественных произведе­ний. Прекрасным примером русского кузнечного искусства XIII в. может служить шлем⁴Ярослава Всеволодовича, выко­ванный из одного куска железа.

В XV — XVII вв. кузнечное ремесло продолжало бурно расти, в Новгороде и Москве возникло кузнечное производство.

Кузнецы селились вместе, образуя слободы (Кузнецкий мост в Москве, Кузнечная слобода в Старице).

Широкое распространение кузнечного ремесла стало воз­можно при активном росте в этот период металлургического дела. Уже в древние времена в число вещей, изготовлявшихся кузнецами, помимо оружия, входили: дверные ручки, пробои и кольца, петли дверей и ворот, замки, кресалы для высекания огня и другие виды изделий.

В народном творчестве XVIII в. привлекают внимание за­тейливые кованые светцы и подсвечники, кованые паникадила (рис. 64, 65). Примерами высокого развития ремесла могут служить искусно выполненные ограды, перила, балконные решетки Петербурга. Изделия, сохранившиеся в музеях нашей страны, дают полное представление об этой отрасли декора­тивного искусства. Они свидетельствуют о богатстве и своеоб­разии русской художественной ковки.

Кузнечное дело, считавшееся необычным, высоким искус­ством, издавна было окружено различными поверьями. Счи-

Рис. 64. Светцы напольные. Железо, ковка. XVIII—XIX века.

талось, что кузнецы находились под покровительством бога Сварога и могли врачевать болезни, ворожить, отгонять не­чистую силу. Профессия кузнеца казалась таинственной, свя­занной с магией.

Рис. 65. Сечка. Железо, ковка. Рос­сия. 1822 год.

Рис. 66. 3. М. Зенкова. Подсвечник. Железо, ковка. НИИХП. 1969 год.

Техника художественной ковки начиная с самых ран­них периодов и до настоял щего времени почти не изме­нилась (рис. 66). В этом можно убедиться, сравнивая как инструменты, так и готовую продукцию этого большого периода. Несмотря на боль­шое разнообразие видов ве­щей, существует определенное количество технических прие­мов, применяемых при их.изго- товлении. Весь декоративный эффект ковки теснейшим обра­зом связан с этими прие­мами. Лишь при ознаком­лении с техникой кузнечной
работы раскрывается органическая связь декора и технических приемов ковки.

Материалы и приспособления

Подбор материала. Ковка — один из наиболее распростра­ненных способов обработки железа. Ударами молота нагретой заготовке придается нужная форма. Хорошо поддаются ковке малоуглеродистые стали, наиболее пригодны для художествен­ной обработки мягкие сорта, содержащие до 0,13% углерода. При повышенном содержании углерода в стали повышается жесткость, твердость, возрастает тенденция к закаливанию, что не только затрудняет ковку, но и препятствует горновой свар­ке, часто применяемой в кузнечных работах.

У каждого сорта стали своя определенная температура начала и конца ковки. При содержании углерода свыше 1,5% сталь не рекомендуется нагревать выше 1000°.

Наиболее рекомендуемые для художественной ковки сорта стали — Ст 1, Ст 2, Ст 3 с содержанием углерода от 0,07% до 0,22%.

Инструменты и приспособления. Для процесса ковки тре­буются специальные инструменты. Все этапы работы над из­делием проходят на наковальне. Наиболее распространенный тип — однорогая наковальня. Изготовляется она из незакален­ной стали с приваренной сверху закаленной пластиной. На роге удобно загибать металл, а в отверстия на противополож­ном крае можно вставлять различные приспособления для сложнорельефной ковки. Рубить металл следует только у ос­нования рога, так как на закаленной части наковальни зубило быстро приходит в негодность. Обычно наковальня прочно закрепляется костылями на невысоком дубовом чурбане. Вес ее может быть 50 кг и больше — в зависимости от характера ковки и величины обрабатываемых деталей.

Шпераки — маленькие приспособления, вставляющиеся в отверстия в наковальне. На шпераках выколачиваются и пра­вятся различные элементы узора.

Обрабатывают металл при небольших поковках ручником- молотком, им же указывают место, по которому должен уда­рять кувалдой молотобоец. Вес ручника от 0,5 до 1,5 кг. Ра­бочая часть — плоская, верхняя — закругленная или заостренная (в виде тупого зубила). Верхняя и нижняя части закаливаются. Длина ручки 300—400 мм. Кувалда-молот весит от 2 до 8 кг. Кузнец-молотобоец держит кувалду обеими руками. Оба конца кувалды плоские. Рукоятка (с целью мень­шей отдачи в руки) делается из древесины легкой и прочной рябины.

Из жара обрабатываемая деталь (поковка) вынимается и удерживается в процессе работы клещами, имеющими самые различные формы губок. В зависимости от характера детали губки могут быть плоскими, полукруглыми, трубчатыми. При необходимости их можно нагревать и изменять в соответствии с профилем поковки. Поковку всегда следует плотно и крепко обхватывать клещами.

Для рубки и резания железа применяют зубила и подсечки. В отличие от зубил, употребляемых слесарями, они имеют деревянные ручки. Подсечку вставляют в отверстие в нако­вальне. Деталь кладут между подсечкой и зубилом и разру­бают ударом кувалды по зубилу.

Насечку (несквозную) производят на площадке наковальни, а разрубку пластины — у основания рога во избежание порчи зубила. Во всех операциях деталь нужно прочно удерживать клещами.

Для пробивки отверстий служат пробойники. Пробойники могут иметь разнообразные сечения — круглые, квадратные, прямоугольные и т. д.

Чтобы поковке придать граненую, цилиндрическую или эллипсовую форму, ее обрабатывают в обжимках. Это приспо­собление имеет верхнюю и нижнюю части. Верхняя насажи­вается на деревянную ручку, нижняя укрепляется в отверстии наковальни.

Гладилка выглаживает поверхность изделия. Нижняя часть ее хорошо отшлифована и в зависимости от вида работ может иметь размеры 12X12—30x30 мм.

Канавки, углубления и всевозможные ямки наносятся под­бойками, имеющими самую различную конфигурацию.

Приспособления для художественной ковки многообразны. В одном случае это отлитая чугунная плита с углублениями определенной формы и рисунка. Раскаленную поковку удара­ми молота вгоняют в углубления, при этом она принимает их форму.

В другом случае применяют стальную плиту, в которой сверлят отверстия, вставляют штыри и между ними гнут раскаленную полосу (например, завитки для ограды).

Для ковки сложных фигурных элементов предваритель­но из жести или тонкого листового железа вырезают шаб­лон.

Приемы ковки

Кузнечных приемов очень много, они имеют определенную последовательность, но, обобщая, можно свести их к восьми основным.

Осадка. Если длину заготовки нужно уменьшить, увеличив ее поперечное сечение, применяют осадку. При этом деталь нагревают целиком, ставят вертикально на наковальню и, прочно удерживая щипцами, бьют кувалдой по верхнему кон­цу. Необходимо следить, чтобы деталь не гнулась, и периоди­чески выравнивать ее.

Прием, когда утолщают лишь часть заготовки, называется высадкой. При высадке нагретой оставляется лишь часть, подлежащая утолщению. (Концы охлаждаются поочередным погружением в воду.) Ковка происходит так же, как и при осадке.

Вытяжка. Если нужно увеличить длину детали за счет уменьшения толщины, ее вытягивают. При этом раскаленный прут кладут на наковальню и расковывают кувалдой по всей длине, периодически поворачивая его на 90° (если прут квад­ратного сечения). Для вытяжки круглых болранок применяют седлообразные обжимки. В процессе ковки следует все время поворачивать деталь вокруг оси. Аналогичным способом де­лается расплющивание в тех случаях, когда часть прута должна иметь форму пластины.

Рубка. Если поковку необходимо разделить на две части, применяют кузнечную рубку. При этом деталь нагревают до темно-красного цвета, кладут на наковальню и разрубают ударами молота по кузнечному зубилу. Прорубив поковку на три четверти, ее переворачивают и заканчивают операцию с обратной стороны. Процесс может быть ускорен наполовину, если рубку производить не на плоской стороне наковальни, а на подсечке, вставленной в наковальню. При этом нужно следить, чтобы закаленные острия зубила и подсечки не совпадали во избеж^ание повреждения инструмента.

Очень часто в художественной ковке деталь не прорубают насквозь, а оставляют надрубленной. Этот прием получает дальнейшее развитие: надрубленные отростки могут быть вы­тянуты и превращены в завитки, листья, цветки. Обрубка и вырубка применяются при изготовлении ажурных деталей со сложным силуэтом (цветов, розеток).

Гнутье. Очень часто заготовке придается изогнутая форма. В том случае, когда деталь толстая, в месте изгиба происходит искажение заготовки — утоньшение ее. Это можно предупре­дить благодаря предварительной высадке изгибаемого участка.

Если деталь необходимо изогнуть под углом, используют ребро наковальни или отверстие в ней, куда вставляют конец заготовки. Нагревать можно лишь участок детали, подлежа­щий гнутью.

Дугообразный изгиб можно осуществить на роге наковаль­ни, оправках или штырях, воткнутых в стальную доску.

Скручивание и свивка. Декоративно выглядит скрученный стержень. При этом один конец заготовки поворачивается вокруг своей оси по отношению к другому. Один конец прутка удерживается вторым кузнецом или же зажимается в тиски, другой продевается в отверстие воротка (нужного диаметра) и скручивается. Свивкой называется скручивание нескольких прутков между собой. При свивке железо следует нагревать до ярко-красного или даже желтого цвета во избежание трещин и разрывов.

Выглаживание. По окончании подготовительной отделки заготовки ее нужно тщательно выгладить. Однако этой опе­рацией не следует злоупотреблять, Поскольку кое-где остав­шиеся выбоины от молотка придают поверхности «живой» вид, несут следы ручной обработки материала.

При выглаживании гладилка перемещается по металлу постепенно вдоль "прутка, причем в местах изгиба поверхности можно оставлять легкие грани, придающие изделию живопис­ный вид.

Насекание узора. К одной из заключительных операций ручной ковки относится насекание узора. В горячем виде зубилом на заготовку могут быть нанесены штрихи, ломаные линии, сетка, шрифт, изобразительные сюжеты. Плоскость при этом должна быть относительно ровной, а при насекании колец следует пользоваться оправками или, если кольцо большое, надевать его на рог наковальни.

Иногда, отделывая уже готовое изделие, требуется изменить фактуру поверхности, обогатить ее. Это можно сделать под­бойками и пуансонами, рабочая поверхность которых, сопри­касаясь с металлом, придает ему нуж;ную фактуру.

Сборка. Хотя в настоящее время самое широкое распро­странение получили заводские формы сварки: дуговая, точеч­ная, контактная и газовая, в художественной ковке находят применение традиционные виды скрепления деталей. Это — склепка, сборка на винтах, горновая сварка.

Поскольку все эти операции относительно трудоемки, сле­дует избегать ненужных перекрещиваний и пересечений. Если требуется скрепить два прута, имеющих большую разницу в толщине, желательно механическое соединение клепкой или болтом, поскольку при сильном горновом нагреве толстого болта тонкий может сгореть. Кузнечной или горновой сваркой хорошо сваривается малоуглеродистое железо (0,15—0,20% углерода). Прежде такое железо носило название кузнечного. Сварка достигается размягчением соединяемых деталей до тестообразного состояния и последующей проковкой шва. Этот /Вид соединения имеет ряд разновидностей — внахлестку, встык и вразруб. Тонкие прутки свариваются встык. Внахлестку свариваются более толстые детали. Перед сваркой концы не­сколько скашивают для увеличения свариваемой поверхности.

Если толщина прутка превышает 50 мм, может быть при­менена сварка вразруб. При этом один из концов вытягивается в виде клина и вставляется в другой —- разрубленный.

Когда детали подготовлены таким образом, их нагревают в кузнечном горне до белого каления (1300°). В.период нагрева железо покрывается окалиной, ее устраняют. Возникновению окислов препятствует бура, образующая флюс. После нагрева до 1300° шлак сбивают и стряхивают, вслед за чем начинается проковка свариваемого места сначала ручником, а затем ку­валдой. Проковку следует вести от центра к краям для вы­жимания шлака.

ПРОСЕЧКА ПО ЖЕЛЕЗУ

Искусство просечного мета.лла

Возникновение этого *вида обработки металла относится к самым отдаленным временам развития кузнечного дела. Впоследствии оба вида техники — ковка и просечка — сосуще­ствовали и успешно развивались вплоть до XIX в.

Просечной металл нашел самое широкое распространение в XII — XVI вв. в древнерусском декоративном искусстве. Плоскостное узорочье развивалось в белокаменной архитектуре Владимиро-Суздальской Руси, в окладах икон и евангелий, в осветительных приборах, дверных и сундучных петлях, ве­щах бытового назначения. Материалом для просечки служили серебро, медь, латунь, но особенно широко в этой технике использовалось железо.

Изготовление просечных изделий было развито в основном в северных областях — Вологодской, Новгородской, Ярослав­ской. Объяснялось это близостью центров выплавки железа — Устюжны Железнопольской и села Уломы.

Наибольший интерес представляют работы великоустюж- ских мастеров. Мотивы переплетения ветвей, цветов, встреча­ющиеся в просечке, можно увидеть и в чеканке, скани, ка­менной и деревянной резьбе, в прорезной бересте. Часто в за­витки вплетают изображения сказочных зверей: единорога, русалок. В чеканке этот узор порою обогащается пластиче­ски — отдельные его детали прочеканивают, поднимая их над плоскостью. В других случаях дополнительный узор наносят зубилом.

В чеканном изделии добивались декоративного эффекта с помощью цветового решения. Просечное железо воронили, лу­дили, покрывали позолотой. Фон часто раскрашивали в яркие цвета, применяли цветные подладки со слюдой.

Сундучное производство представляло в XVII в. специаль­ную отрасль. Богато украшенные сундуки, поставцы и шка­тулки преподносились в дар. Сундуки обычно имели харак­терную высокую форму, они оковывались полосами и ажур­ными накладками, имели массивные ручки кузнечной работы.

Кроме этого типа сундуков, получили распространение сун­дуки-укладки, со скошенной крышкой и секретным замком. В сундучках-подголовниках хранились драгоценности и доку­менты, их ставили под подушку. Основание сундуков обтяги­вали кожей, иногда с мехом, в иных случаях расписывали. Петли, замок и накладки решались в едином орнаментальном ключе, хорошо контрастируя с монолитными обручами, стя­гивающими изделия.

Несмотря на кажущееся многообразие узоркых мотивов, можно заметить, что орнаментальные полосы повторяются в различных комбинациях.

С середины XVIII в. массивные окованные сундуки посте­пенно заменяются шкатулками. Железная оковка исчезает, ажурные накладки выполняют в основном роль декоративного украшения. Полосное кузнечное железо заменяется тонкой листовой луженой жестью, тяжелый рубленый дуб — березо­выми и липовыми дощечками. Просечной узор делается мель­че, более четко выступают растительные элементы. Подклад­ным фоном служит бархат, парча, жесть с «морозом» (выяв­ление кристаллической структуры олова). Долгое время моро- жение жести оставалось монополией устюжских мастеров.

Иной путь развития у просечного железа, связанного с архитектурой. В XVI — XVII вв. просечным железом отделы­вались входные двери церквей.

В 1565 г. князь Иван Федорович Мстиславский пожертво­вал Свенскому монастырю двери (находятся в музее в Коло­менском). Плоскости дверей окованы просечными полосами, украшенными изображениями птиц и диковинных растений.

Эта техника эффектно использована во вратах церкви Воз­несения в Великом Устюге (1648 г.). Просечной ажур их за­креплен на кованом железном каркасе и смотрится на просвет. Мастерство исполнения говорит о высоком уровне монумен­тальной просечки в XVII в.

Отдельные просечные детали украшали церковные пани­кадила, цепи, светильники. Но особого расцвета в то время достигло искусство просечного металла в украшении верхней части зданий (непосредственно под крышей). Традиция про­сечного железного подзора, по-видимому, шла от резных де­ревянных досок, которыми украшались крыши и окна древних деревянных построек. В них часто встречаются изображения условно трактованных птиц и животных, иногда — человече­ских фигурок.

В просечном узоре особое внимание уделялось силуэту. Рисунок наносился таким образом, чтобы просветы создавали дополнительный узор. Очень часто отходы от вырубки орна­мента также употреблялись в дело. Узор вырубался на дере­вянных топчанах, края подзоров оказывались несколько за­гнутыми внутрь, что придавало изображению большую мону­ментальность и скульптурность. Орнамент в подзорах всегда решался с расчетом восприятия его зрителем на расстоянии. В тех случаях, когда металл золотился, узор напоминал изы­сканное золотое шитье.

Богатейшие подзоры украшают Успенский монастырь в Ростове, соборы Ярославля, Владимира, Москвы. Хотя многие описанные нами приемы ушли в прошлое, представляется интересным их возрождение и в современных изделиях.

На шкатулках и поставцах видно, как в результате пере­осмысления традиционного материала получены изделия, со­ответствующие требованиям сегодняшнего дня.

Контрастный просечной узор красивым четким силуэтом выделяется на свежеоструганном дереве. Плотно пригнанные железные накладки как бы составляют с изделием одно целое. Такого рода шкатулка может быть использована для хранения мелких вещей, в других случаях — ложек, вилок, ножей.

Функции таких предметов могут быть также многообразны, как и их формы. Принцип изготовления тот же, что у шка­тулок, сундучков и подголовников, сделанных несколько сот лет назад.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: