Tехнология лиття з олова
Художнє литво з олова
Л Ітье з олова відомо людству з найдавніших часів. Ще за 6 тисяч років до нашої ери в Єгипті лили з олова прикраси. Згадки про цей метал зустрічаються в давньоіндійської, грецької, римської літературах. В античні часи в ходу були монети і судини з олова.
Займалися литтям з олова і на Русі. До нас дійшли начиння, прикраси, предмети культу часів Київської Русі. До нас дійшли начиння, прикраси, предмети культу часів Київської Русі. У ХII - XV століттях ремесло це досягло великого розвитку на Україні, в містах Холм, Володимир, Перемишль, Луцьк. У XV столітті в Києві був заснований ливарний цех, який виробляє олов'яні вироби.
Олов'яне лиття широко поширилося за Петра I. У ті часи в побуті користувалися олов'яними гудзиками, кубками, посудом, зустрічалися і медалі з олова. Найтоншим візерунком скріплювали слюдяні пластинки в ліхтарях-світильниках. Однак в XVII столітті лиття з міді, бронзи, срібла поступово витіснило олово, і в наші дні орнаментальне лиття, поширене в давньоруському мистецтві, майже забуте. Втрачено прийоми цього цікавого художнього промислу старовини. Сьогодні лише окремі художники подекуди працюють з оловом. Не так давно знову звернулися до цього металу чеські майстри біжутерії, порадувавши знавців і широке коло споживачів оригінальними браслетами, брошками та іншими виробами.
Для художників-аматорів, які бажають спробувати свої сили в лиття, олово являє собою благодатний матеріал. Воно привертає насамперед своїм красивим кольором, схожим з кольором срібла, своєю технологічністю - низькою температурою плавлення, легкістю тонування, пластичністю, що дозволяє легко гравірувати, карбувати, "ліпити" паяльником, додаючи або віднімаючи метал.
В умілих руках за допомогою нескладного обладнання сріблясті злитки перетворюються в виразні, прекрасно передають пластику мініатюри: скульптури, медалі, брошки, браслети, запонки, шпильки для краваток, в оригінальні рельєфні або ажурні гудзики тощо. Ажурними або рельєфними пластинами більшого розміру можна прикрасити шкатулки, декорувати дверні петлі, ручки, замкові щілини. Пластини, накладені на фон з дерева або каменю, можуть служити самостійними настінними прикрасами. Нарешті, зі збірних деталей виготовляють досить великі речі: ліхтарики, бра, свічники, скриньки.
Олов'яне лиття легко доповнюється різноманітною обробкою, такий, як карбування, гравірування, тонування. Нерідко виріб декорують вставками перламутру, бісеру, бурштину, кольорового скла, каменю, кераміки. З тією ж метою застосовують холодну емаль - епоксидний клей змішаний з пігментами або художніми олійними фарбами.
Крім функції чисто художньої, ювеліри і скульптори-мініатюристи використовують олив'яне лиття як проміжний етап для перекладу олов'яної моделі в більш твердий метал - срібло, бронзу, чавун, мельхіор, нержавіючу сталь. Олово дає можливість більш чітко пропрацювати найдрібніші деталі, що недоступно моделям з пластиліну або воску. Навички роботи з оловом дозволяють надалі перейти до лиття з більш тугоплавких металів.
Що потрібно мати художнику-аматору, щоб почати займатися цим захоплюючим справою? Ось основні матеріали і інструменти: олово або третнік (сплав 2/3 олова з 1/3 свинцю), пластилін і бджолиний віск для ліплення моделей, гіпс, мастика біла скипидарна для натирання паркетних підлог (може бути замінена мильним кремом для гоління), розчин мідного купоросу з марганцево-кислим калієм, саморобна центрифуга (рис. 1), мініатюрні карбівки, зроблені з в'язальних спиць.
Існує кілька основних способів лиття, що увібрали в себе досвід найдавнішого ремесла і сучасної технології виготовлення художніх творів з металу. Стосовно до олова це способи барельєфного лиття, об'ємного лиття і кокильного лиття. Про кожного з них ми розповімо докладно.
Барельєфним ЛИТЬЕ. Характерною особливістю барельєфного лиття є певна висота рельєфу над фоном - вона не перевищує зазвичай 1/3 площинних розмірів вироби.
Робота починається з виготовлення моделі з пластиліну. Найзручніше ліпити на склі або пластмасі (рис. 2).
Готуючи модель, наприклад, барельєф декоративної решітки або барельєфне зображення людини, тварини, заливається розчином гіпсу. Готувати його дуже зручно в гумовій чаші (зрізані на 1/3 гумовий м'яч або медична спринцівка); в неї засипають таку кількість гіпсу, щоб його вершинка злегка виступала над залитою в чашу водою. У перемішаному вигляді розчин повинен нагадувати рідку сметану.
Перший шар гіпсу наносять на модель пензликом, не допускаючи утворення бульбашок повітря в поглибленнях; потім модель поміщається в захисну рамку (опоку), яка не дозволить гіпсу розтектися при заливці всього обсягу (рис. 3). Через 10 - 15 хвилин гіпс затвердіє і зліпок (півформа) з моделі готовий. Пластилін видаляють стеком під струменем теплої води.
За допомогою цієї ж опоки відливають другу полуформу - цільну пластину з гіпсу. На її гладкою стороні прорізають літники і випори (рис. 4)
Литниками називаються отвори, через які метал заповнює форму. Випори - допоміжні отвори, по ним під тиском розплавленого металу повітря і ливарні гази виходять з пустот форми.
Обидві напівформи складають разом і обв'язують м'якою мідним дротом, шов заливають гіпсом. У верхній торцевій частині полуформ роблять воронку (від дна якої починається литник), в неї буде заливатися розплавлене олово. Готову гіпсову форму сушать на дуже слабкому вогні газової плити приблизно близько трьох годин при температурі не більше 150 ° - 200 ° (рис. 5).
Потрібно стежити, щоб сушка йшла повільно, інакше форма може зруйнуватися.
Після того як виготовлення форми закінчується, можна приступити власне до лиття. Воно починається з розплавлення металу. Для отримання якісної виливки важливо витримати оптимальну температуру розплаву. Ознакою досягнення потрібної температури служить плівка солом'яно-жовтого кольору, що утворилася на поверхні рідкого олова. Розплав такої температури і слід заливати в форму. Нехтування цим вимогами негативно позначиться на литві: недогріти метал дасть змащений відбиток, перегрітий (більше 360 °) - перекрісталлізует гіпс форми і пари кристалізований води залишать раковини на поверхні виливки.
Остигнула форму поміщають в чашу центрифуги, швидко заливають метал і починають енергійно обертати центрифугу у вертикальній площині. Під дією відцентрових сил розплавлений метал заповнить всі дрібні поглиблення форми. Якщо модель не має дрібних деталей і значних поглиблень, можна обійтися без центрифуги.
Обертання центрифуги триває не більше півхвилини. За цей час метал кристалізується і застигає. Як тільки олово в формі застигне, форму опускають в миску з водою. Розмокший гіпс легко видаляється і виливок звільняється, з неї зрубують весь зайвий метал: літники, випори і т. Д. Якщо виливок вийшла з дефектами - раковинами, недоливу, - брак металу можна заповнити за допомогою електропаяльника потужністю 80 Вт.
Потім приступають до остаточної обробки. Те, що не вдалося зробити в пластиліні, доводять тепер на металі. Виливок кріплять сургучем на дерев'яній пробці або дощечці і затискають її в лещата. Обробку ведуть шаберами, келепами, штихелями.
В процесі обробки олово набуває блиск, і відблиски заважають бачити форму. Прибрати їх можна тонуванням розчином мідного купоросу. Купорос надає виробу сірувато-чорний відтінок, що нагадує старе срібло. Після остаточної поліровки, тонування потрібно зберегти в поглибленнях. Таким прийомом вдається ще більше підкреслити рельєфність.
Нерідко, щоб зменшити вагу вироби і отримати тонкостенную виливок (вона менше схильна до усадочним раковин), пластилін з першої напівформи видаляють частково, зберігаючи тільки лицьову оболонку товщиною 2 - 3 мм. Друга півформа повинна бути опуклою і відповідати порожнечам зворотного боку майбутнього виливка. Для виготовлення такої форми на полях першої половини роблять напівкруглі замкові лунки, а потім разом з пластиліном змащують її розділової мастилом - скипидарні мастикою для підлог або мильною піною. Друга півформа відливається на розділову мастило поверх першої напівформи. Потім напівформи розбороняють і видаляють пластилін. На другий полуформе прорізають літники і випора, і на обох ріжеться литниковая воронка.
Форма для відливання медалей виготовляється приблизно також. Потрібно тільки під час лиття розміщувати її не строго вертикально, а похило, під кутом 30 - 40 °. При такому положенні виливок медалей йде якісніше.
Об'ємні ЛИТЬЕ. На відміну від барельєфного, за допомогою цього виду лиття можна отримати вигнуті рельєфи, кільця і персні з орнаментом по всьому периметру, полнооб'емной фігури.
Технологію об'ємного лиття ми опишемо на прикладі виготовлення художнього кільця. І в цьому випадку робота починається зі створення пластилінової моделі. Кільце задуманої форми ліплять мікростекамі на скляній пробірці діаметром 18 - 20 мм. Не треба засмучуватися, якщо не вдається тонко пропрацювати всі деталі кільця. Через м'якість матеріалу цього і неможливо домогтися. Вся дрібна доведення піде в олов'яної литві.
Після того, як модель закінчена, приступають до виготовлення ливарної форми. Розведений до густоти сметани гіпс наносять в декілька шарів на модель. Перший шар, так званий облицювальний, товщиною 2 - 3 мм накладають тонким пензликом. Її вістрям заповнюють всі поглиблення в пластиліні. Великими краплями гіпс накладати не можна, інакше між гіпсом і моделлю можуть залишитися бульбашки повітря. Другий шар більшої товщини наноситься стеком, коли розведений гіпс вже починає схоплюватися. Далі на модель нарощують гіпс так, щоб скульптурне зображення було внизу, а ливарна воронка вгорі (рис. 6).
Коли форма схопиться, її поміщають під струмінь теплої води. Пластилін розм'якшиться, і тоді не важко буде вийняти з форми скляну трубку.
Далі під струменем теплої води стеком видаляється пластилін моделі. Вийняту скляну трубку потрібно замінити порожнистим гіпсовим стрижнем, який встане на її місце в блок-формі. Стрижень робиться так: ту ж скляну трубку обгортають в два шари мокрою писальної папером (рис. 7).
паперове кільце зрушують по трубці-пробірці до її денця (рис. 8).
і в утворився паперовий стаканчик до половини наливають гіпс. Через 1 - 2 хвилини, коли гіпс почне схоплюватися, його розганяють стеком по стінках і дну паперового стакана, а потім закладають гіпсом і верхній отвір. Порожнина в гіпсовому стрижні потрібна буде при литті, в ній утворюється той запас розплавленого металу, де зберуться усадочні раковини. Готовий стрижень під струменем води вставляють в отвір форми, злегка повертаючи в обидві сторони для притирання.
Гіпсову форму необхідно забезпечити системою літників і випоровши. Спочатку свердлити літники в стрижні, що з'єднують його обсяг з найбільшим обсягом форми. Потім стрижень вставляють в форму і свердлять основний вертикальний літник між ливарної лійкою і порожниною стрижня. Далі свердляться випори (рис. 9).
Мокра гіпсова форма настільки м'яка, що літники і випори можна свердлити, тримаючи свердло прямо в пальцях. Свердлити літники і випори цілком допустимо і стеком, кінчик якого має форму круглої лопатки.
Після свердління стрижень потрібно вийняти з форми і змити залишки подрібненого гіпсу. Промитий стрижень остаточно вставляється в форму, а дві кільцеві щілини між стрижнем і формою замазуються рідким гіпсом. Форма готова до сушіння. Сушать блок-форму дуже ретельно. Операція заливки олова в форму, а також всі наступні йдуть в тому ж порядку, що і при барельєфним лиття.
Фігурки людини, тварин і т. Д. Відливають в полнооб'емной нероз'ємні форми. У цьому випадку модель ліплять з м'якого бджолиного воску або ріжуть з більш твердого технічного. Для виготовлення моделі беруть металевий стрижень і кінець його занурюють кілька разів на розплавлений віск, щоб вийшла булька - заготівля для ліплення. У готову модель перед формуванням в гіпс встромляють два шматки тонкого дроту - вони створять канали для випоровши. Літник буде утворений вийнятим металевим стрижнем.
Гіпсову форму виготовляють так, як було описано вище. Після затвердіння її витримують в окропі, поки віск не розтане і не вийде з літників і випорю на поверхню води.
Кокільне лиття. Вся історія олов'яного лиття пов'язана з литтям в кокіль. З дійшли до нас пам'яток матеріальної культури ми знаємо, що ще древні ливарники користувалися кокильного формами, і вони були роз'ємними. Виготовляли їх з обпаленої глини (кераміки), вапняку і природного гіпсу-ангідриту. Правда, такі форми були неміцними і служили недовго. Більш довговічними виявилися форми з природного шиферу, змійовика, свинцю і бронзи. З XV століття почали застосовувати мідь, а з XIX століття і до цього дня користуються формами з чавуну і сталі.
У домашніх умовах кокільні форми можна виготовляти з гіпсу або абразивних каменів. Міцна гіпсова форма виходить, якщо гіпс замішують на рідини, що складається з чотирьох обсягів води і одного об'єму насиченого розчину бури. Використовують при кокильном лиття і так званий мармуровий гіпс. Є два рецепта його виготовлення. Перший: на чотири вагових частини гіпсу додають одну частину бури і доводять водою до консистенції рідкої сметани. Другий: гіпс замішують на розчині столярного клею. Клея в воду додають стільки, щоб пальці лише злегка склеювалися. Слід мати на увазі, що всі ці добавки збільшують час затвердіння гіпсу.
Крім гіпсових форм, можна використовувати форми, виготовлені з абразивних каменів (наприклад, для виправлення бритв) і сланцевих каменів. Об'ємне скульптурне зображення гравірують в їх товщі. Випора прорізають штихелем навколо зображення і відводять їх в сторони вгору. Для заливки олова в роз'ємних формах вирізують воронку (рис. 10).
До завершальним операціям з обробки олов'яної виливки відносяться доопрацювання деталей штихелями і, якщо потрібно, карбування, гравірування і тонування. Карбування і гравіювання виконуються звичайними прийомами, тому ми не будемо на них зупинятися. Більш докладно розповімо про тонування олова.
Тонування - зміна кольору - здійснюється хімічним способом. На поверхні металу утворюється стійка декоративна плівка, що підкреслює форму вироби, його рельєфність, пом'якшувальна блиск чистого металу.
Ось склад, що забарвлює олово в колір старого чорненого срібла: на 100 мл води беруть 5 г мідного купоросу і 0,5 марганцевокислого калію. Виріб поміщають в розчин, щільність чернения залежить від часу витримки.
А ось спосіб міднення (контактного): виріб натирається кашкою з 10 частин кристалів мідного купоросу, 1 частини хлористого амонію, 1 частина кухонної солі, 2 частин дрібного піску і води. Найчастіше способом контактного меднения тонують пам'ятні медалі.
На закінчення хочеться побажати художникам-ливарникам успішного оволодіння старовинним захоплюючим ремеслом.