Пособие по худ. металлообработке

Заборский Андрей Юрьевич.

Муниципальное

общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа

с углубленным изучение отдельных предметов № 8

Г. Туймазы муниципального района

Туймазинский район Республики Башкортостан.

Учитель технологии,

высшая категория.

Технология.,эл.курс.

РАЗДЕЛ: Технология обработки металлов.

ФОРМА:  пособие по худ. металлообработке.

Глава I. Из истории металлообработки.

Как мы уже знаем первые изделия из металла, найденные археологами на русской земле, учёные относят к VI - IV веку до н.э. Там, где стояли когда-то древние городища, в наше время находят и железные предметы, и литейные приспособления. В раскопках городищ среди извлечённых предметов обнаруживают не только украшения из бронзы, но и литейные формы, железные пробойники, зубильца и другие предметы кузнечного производства. Так на Супрутском городище, которое относится к IV - XII вв. нашей эры и принадлежало одному из восточнославянских племён, известному  в истории под именем вятичи, наряду с украшениями из бронзы и меди найдены остатки домницы для выплавки железа и железные серпы, топоры, сошники, пряжки, удила и другие предметы.

Примерно в XI веке у вятичей появляются крупные поселения и города, среди которых выделялся Дедославль (ныне Дедилово), где проходили общие сборы - вече, находился князь с дружиной и жило много ремесленников.

На первых порах руду плавили в ямах, затем их заменили печи - домницы. Плавка шла на древесном угле с подачей в горн горячего воздуха, задуваемого с помощью мехов из шкур животных. К концу XVI столетия домницы действовали не только в Дедославле,  но и в Туле, Крапивне, Дубне и Веневне. Русская металлургия основательно развилась на Тульской земле, кустарное крестьянское производство железа становится промышленным. Резкий скачок в развитии отечественной металлургии приходится на начало XVIII столетия, когда военные планы Петра I потребовали огромного количества металла. Вокруг Тулы начали вырастать чугунные и железоделательные заводы, строителями и владельцами которых были предприимчивые промышленники из числа казённых кузнецов. Среди них особенно выделился кузнец - оружейник Никита Демидов Антуфьев, прозванный Демидовым. В 1696 году он получает от Петра разрешение на постройку чугуноплавильного завода при впадении речки Тулицы в Упу. Там возводит четырёхсотметровую плотину, две высокие домны и две молотовые фабрики, где с помощью «водяных» молотов ковались железные заготовки. На «водяных» приводах работали и металлообрабатывающие станки.

На военные цели требовалось всё больше и больше металла. В 1702 году Пётр передаёт казённый Невьяновский завод Демидову, интересы которого с этого времени сосредоточиваются на Урале. Здесь за исторически короткий срок Демидовыми пущено около двадцати металлургических заводов. Демидовское железо «русский соболь» высоко ценилось в Европе. Примеру Демидова последовали оружейники Иван Данилов, Иван Баташов, Мосоловы, Василий Ливенцев, Красильниковы, которые сначала на тульской земле, а потом и далеко за её пределами построили несколько домен и железоделательных заводов, способствуя развитию отечественной  металлургии. Так тульский край становится главным металлургическим центром России.

Кузнечное ремесло и сопровождавшее его железное производство в Туле и округе существовали задолго до того как возникла государственная потребность в металле и вооружении. В конце VI века появляются зачатки оружейного производства. Началом же освоения казённого оружейного дела можно считать 1595 год, когда «самопальные» кузнецы были освобождены от податей, земских повинностей и, согласно царскому указу, обязывалось изготовлять казённое оружие. Тридцать мастеров поселилось на дарованной им земле за рекой Упой, и образовали Кузнецкую казённую слободу, которая на долгое время стала родовым гнездом многих талантливых мастеров. Всем знающим кузнечное дело и желающим разрешалось записываться в оружейники и обосновываться в слободе. И уже в 1640 году там насчитывалось около ста мастеров, а к концу века оружейным делом занимались до 300 человек. К этому времени многие из них обладали высокой техникой и создавали высококачественные изделия.

Начинает внедряться пооперационное производство. Увеличивается выпуск продукции. В начале XVIII века оружейники делали 5-7 тысяч фузей ежегодно.

К этому  времени производство перешло под начало оружейной палаты. В 1705 году для упорядочения работы кузнецов, с целью централизации и  полного подчинения производства государственному контролю Пётр 1 распоряжается построить в Туле Оружейный двор с 50 горнами для заварки стволов.

Со временем обработка металла совершенствуется. Начинает широко использоваться штамповка, впервые в России применённая на Тульском оружейном заводе. С появлением в середине XIX века порового молота отковываются более тяжёлые и объёмные изделия.

1.1.Ковка и кузнечные изделия.

 Техника ручной ковки - пластической обработки раскалённого железа - известна с незапамятных времён, и кузнечное оборудование - горн, мехи, наковальни различных фасонов, молотки и клещи - почти ничего не изменилось и до наших дней. При помощи этого нехитрого оборудования металл расковывался, плющился, сгибался, растягивался, рассекался, сваривался. Вплоть до XVIII века слесарных приёмов в кузнечном деле не применяли.

На территории России из всех промыслов наиболее широко был распространён кузнечный. Каждый город имел по несколько кузниц, а иногда и великое множество их, если под рукой имелись железные руды.

В архитектуре кованые изделия кузнечных дел мастеров встречаются очень часто. В прошлом они были распространены довольно широко, и, прежде всего на церквях, домах знати, промышленников, купцов, и на общественных зданиях. Решётки балконов, ворот и калиток, оконные решётки и ограждения лестниц, ограды и кронштейны были в основном кованными. Лёгкие и достаточно прочные по сравнению с литыми, кованые решётки имели широкое применение ещё и потому, что в силу распространения кузнечного дела, такие архитектурные изделия, как впрочем, и любые другие предметы и вещи (к примеру, хозяйственно - бытового назначения), можно было изготовить и быстро, и без особого труда.

И русский классицизм, и русский стиль, и русский модерн получили отражение в архитектурных металлических изделиях.

К числу наиболее ранних кованых изделий относятся различные по назначению ручки, засовы, петли, жиковины, которые со временем становились всё разнообразнее по художественным формам, рисункам. Широко использовалось кованое железо и на всевозможных решётках для окон и полотнах для дверей амбаров и церквей. Кованые светцы, ухваты, кочерги и другие необходимые в быту предметы и вещи в изобилии изготавливались кузнецами не только для нужд горожан и окрестного населения, но и иногда на вывоз за границу. Двери в дом и ворота на усадьбу, человек украшал издревле и во все времена. Особенно украшались ворота в город, в крепость и двери храмов и богатых домов. Функциональное их назначение - прикрыть от недруга и от непогоды - прозаично. Но с развитием художественного начала в человеке неудержимо прорывается желание украсить окружающее, сработанное его руками, и проявить своё художественное "я". И прежде всего это касалось вещей, предметов быта, построек.

То, что сохранилось к нашему времени из архитектурно - утилитарных кованых изделий, относится в основном к XIX веку, но встречаются изделия и XVIII столетия. Из-за частых случаев пожаров менялось не одно поколение деревянных построек, но очень часто металлические детали со сгоревшего дома ещё долго служили человеку в новом строении. Уже изъеденные ржавчиной ручки и запоры, жиковины и петли кузнечной работы на воротах и калитках старинных построек привлекают внимание и необычностью очертаний, и в то же время своей прочностью, и какой - то надёжностью.

Кованые ручки были чаще всего S - образной формы. Реже встречаются ручки - кольца, которые ещё называют билами, так как такой ручкой можно стучать, то есть бить в дверь.

Всего, конечно, осветить невозможно, потому что кузнечные изделия применялись как широко, что, пожалуй, в стародавние времена трудно было отыскать строение, где бы ни приложил руку кузнец. Архитектурные элементы и детали из утилитарных изделий превратились в поистине художественные украшения, где орнамент композиции кованого металла не только неотделим от конструкции, а даже стремится подчинить её себе, включая в себя целиком.

И сама форма решёток или любых других изделий состоит из узора, где ритм орнамента руководит, направляет изгибы железного прута или полосы, заставляя их виться упругими завитками и спиралями.

Но и металл предъявляет свои требования к рисунку: свойства его, как материала, диктуют свои условия. И их ковалю необходимо хорошо знать. Только тогда и можно добиться подлинного успеха, когда в изделии найдут воплощение и красота, и прочность, и соответствие своему назначению. К этому и стремились мастера кузнечного ремесла.

Этот вид обработки металла осуществляется с помощью различных формовочных приспособлений, где из расплавленной жилкой металлической массы получают необходимое изделие.

Существуют различные способы отливки вещей и предметов разных размеров. Из них наиболее распространены отливка в земляные формы, по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, в металлические формы под давлением.

При первом способе по модели, которая может быть из гипса, дерева, пластмассы или металла, из формовочной смеси готовят литейную форму, которую и заполняют жидким металлом. При этом сама форма при извлечении отливки разрушается, она используется только один раз. От свойств формовочной земли - смеси песка и глины - зависит качество отливки. Земляные формы готовят в специальных ящиках и опоках.

При втором способе модель, изготовленная из смеси парафина и стеарина (в прошлом применяли воск), в жидком виде удаляется из формы, после чего образовавшиеся пустоты заполняются расплавленным металлом.

При третьем, оболочковые формы приготовляют из кварцевого песка и пульвербакелита при температуре 350°, а после отливки разрушают.

Четвёртый способ, при литье в металлические формы, дает очень чистую поверхность отливки. И, несмотря на значительную трудоёмкость изготовления формы - кокиля - он оказывается предпочтительней при массовом производстве. При работе с легкоплавкими сплавами способ литья в кокили под давлением широко распространён. Он обеспечивает высокую точность отливаемой детали и минимально тонкие её стенки.

1.2. Литьё и изделия из чугуна.

Литьё известно издревле. Поделки из серебра, бронзы и золота отливались задолго до появления железа и ковки из него.

На Руси художественное литьё из цветных металлов получило развитие в VI - VIII веках, а литьё из чугуна - только в первой половине XV века. В это время появились чугунные пушки, украшенные орнаментом и надписями, изображениями животных.

Но более широкое развитие художественное литьё из чугуна получило, начиная с конца XVII столетия, когда стали широко использоваться рельефные плиты на полах церквей и соборов, орнаментальные двери, надгробные плиты. К этому периоду, например, относятся и плиты в полу трапезной Благовещенской церкви близ Тульского кремля. Есть предположение, что эти плиты первоначально находились в полу Успенского кремлёвского собора.

Парадным лестницам в особняках и общественных зданиях всегда придавалось большое значение. По конструктивным признакам и материалам, из которых изготовлялись, все лестницы условно можно разделить на три основных типа. К первому  можно отнести цельнометаллические, ко второму - бетоннокаменные, к третьему - деревянные. В свою очередь каждый из этих типов имеет разновидности.

Так, цельнометаллические лестницы с ходовой частью из литого чугуна имели в ограждающей части не только литые элементы, но и кованные. Хотя такие случаи крайне редки. Лестницы с каменными, что реже, и бетонными ступенями имели и литые ограждения и кованные. Распространение получило и совмещение кованых элементов ограждения с литыми опорными столбиками. Деревянным лестницам, часто встречавшимся в жилых домах, владельцы которых обладали небольшими возможностями, присуши как кованные, так и

деревянные ограждения, чаще в виде точёных на токарном станке фигурных балясин.

Глава II. Декоративное оформление и обработка металлов.

Особый интерес представляет декоративное оформление: литые прогоны с рельефным растительным узором, ажур подступенков, рельефный орнамент ступеней и площадок плит, фигурные столбики на поворотах, нарядные элементы ограждения, массивные волюты прогонов. Орнаментальный узор прогонов усиливает ритмику ступеней, дополняясь треугольной формой боковинами, пол ступеньками со сквозным усложнённого контура ажура. Рельефный рисунок на рабочей, "лицевой” поверхности ступени композиционно вписан в орнаментную рамку, где фоном для него служит рельефный сетчатый орнамент. Каждое малое звено сетки орнамента - это небольшой ромбик, в котором заключено крестообразное углубление.

Декоративно - художественное оформление сдержано, но одновременное и не строго. Используются декоративные узоры растительного характера. Повторяемость элементов лает эффект ритма, художественной орнаментальности и ажурности.

Узор решёток был симметричен, плотно заполнял пространство завитками и спиралями. Использовалась другая композиция узора, где рисунок симметричен двум осям: вертикальной и горизонтальной, от которой расходятся завитки, сплетения, разветвления и спирали. И весь их узор как бы оторочен декоративным обрамлением с рисунком из S - образных сопряжений, угловых перекрещений, дугообразных элементов с завитками вовнутрь. Но в целом в композиции прослеживаются вертикальные линии, что придаёт рисунку определённую строгость в отличие от рисунка полукружия.

Тем не менее, узоры разнообразны, что достигалось с помощью различных комбинаций исходных элементов. Во многих узорах прослеживаются связи кузнечного ремесла с народным искусством. Так, многие элементы орнаментики встречаются в деревянной резьбе на домах. Что касается декоративной обработки, она может осуществляться механическим способом (чеканкой, гравировкой) и нанесением защитно-декоративных покрытий (эмалированием, чернением, оксидированием, золочением, серебрением, йодированием).

а) Чеканка.

Процесс получения на заготовке рельефного изображения посредством холодной обработки, т.е. ударов молотка по чекану или с помощью штампов, называется чеканкой. Различают механизированную и ручную чеканку. В качестве материала используют листовой металл - золото, серебро, медь, мельхиор, алюминий.

                           

б) Гравирование.

Издавна гравирование считалось одним из распространенных методов декоративной

обработки металлов. Сущность процесса заключается в вырезании на заготовке определенных рисунков, орнаментов, изображений. Вырезание производят специальным инструментом - штихелями.

в) Эмалирование.

Искусство нанесения эмали известно со времени древнего Египта и всегда требовало исключительного мастерства и высокой профессиональной культуры. Составы эмалей, способы их приготовления и методы их нанесения всегда держались в секрете. Эмаль представляет собой легкоплавкое сложное стекло сложного состава, предназначенное для наплавления на металл. Цвет эмалей - самый разнообразный и достигается за счет введения в сплав соответствующих красителей. Различают эмали холодные и горячие, прозрачные и непрозрачные.

г) Чернение.

Чернение как один из видов декоративной обработки металлов применяют с давних пор. Изделия с чернью, обнаруженные на территории нашей страны при раскопках курганов Северного Причерноморья, относятся к V - III векам до нашей эры. Сущность процесса чернения заключается в нанесении на заданные участки изделия легкоплавкого сплава черного цвета - черни. Чернью украшают изделия из золота и серебра, сплавов меди.

                           

д) Другие способы обработки.

Оксидирование - предназначено для защиты от потускнения. Сущность процесса заключается в нанесении на поверхность изделия химически стойкой защитной пленки. Процесс гальванического покрытия - представляет собой осаждение одного металла на другой в среде электролита. Цель таких покрытий - придать изделиям определенный декоративный вид, повысить их механические характеристики.

2.1. Техника филиграни.

В художественной обработке металлов особое место занимает техника филиграни или скани, которая состоит в образовании сложных кружевных узоров из разной длины отрезков тонкой проволоки, гладкой или крученой, круглой или плоской. Элементы филигранного узора бывают самыми разнообразными: в виде, веревочки, шнурка, плетения, елочки, дорожки, глади и т.д. В единое целое элементы филиграни соединяются при помощи пайки. Часто филигрань сочетают с зернью, представляющей собой металлические мелкие шарики, которые напаивают в заранее подготовленные ячейки. Зернь создает эффектную фактуру, игру светотени, благодаря чему изделия приобретают особо нарядный, изысканный вид. Материалами для филигранных изделий служат сплавы золота, серебра, платины, медь, латунь, мельхиор, нейзильбер. Нередко филигрань сочетается с эмалью (в том числе финифтью), гравировкой, чеканкой. Различают филигрань ажурную и фоновую или

напайную. Ажурная филигрань - это своеобразный кружевной узор с насквозь просматривающимся рисунком. Филигрань, напаянная на специально подготовленный фон, сплошной (глухая филигрань) или филигранный (ажурный), называется фоновой. И ажурная, и фоновая филигрань бывает плоской и объемной.

2.2. Каслинское художественное литье.

Уникальное искусство старинного художественного литья из чугуна возникло на Горнозаводском Урале в середине XVIII века. В 1747 г. на берегe озера Касли был основан небольшой чугуноплавильный и железоделательный завод. В 1752 г. первый владелец завода купец Яков Коробков продал его Никите Демидову, который гордился своим заводом и заботился о его развитии. Каслинский чугун, выплавляемый на древесном угле, был великолепен: пластичный, податливый, свободно заполняющий любую сложнейшую форму. Рукотворное искусство формовщиков и чеканщиков принесли заводу широкую известность и признание. Творческое начало, заложенное в натуре русского человека, побуждало каслинских литейщиков создавать фигурные изделия, сначала простые - посуду, затем более сложные - детские игрушки, фигурки лесных зверей. Первые художественные изделия из чугуна отлил в начале XIX века литейщик Никита Тепляков. Постепенно на заводе сформировались целые династии потомственных каслинцев - литейщиков, формовщиков, чеканщиков, которые к началу XIX века практически могли воспроизвести в чугуне любую, самую причудливую форму.

Каслинское литье - это своеобразный сложный синтез профессионального искусства и народного творчества, искусства промышленного и уникального. Бронзовую модель - создание скульптора-профессионала - формовщики и чеканщики переводят в чугун, отделывают, добиваясь высокого художественного совершенства, сохраняя все особенности пластического языка и творческой индивидуальности автора. Эти каслинские, в основном народные мастера, по сути дела настоящие соавторы скульптора- профессионала, сумели довести чугунное литье до высокого художественного совершенства, обогащая технологические процессы новыми находками, внося в них артистизм и вдохновение. Ровный, чуть поблескивающий на выступах, бархатистый и глубокий в тенях, классическим черный цвет каслинского чугунного литья придает ему необычайную художественную законченность и выразительность, делая четкими пластические объемы, подчеркивая хрупкость и изящество узорных отливок. К 60-м годам прошлого века завод выпускал огромное количество поразительных по своему разнообразию изделий: архитектурное литье (решетки, надгробия, памятники), станковую скульптуру (портреты, многофигурные композиции), так называемое "кабинетное литье" (полочки, шкатулки, рамочки, письменные приборы, декоративные тарелки и т.п.). В каталоге 1913 г. в Санкт-Петербурге значится до 750 наименований изделий. В фондовом собрании музея хорошо представлены образцы утилитарного литья - рамочки для фотографий, подчасники, письменные приборы, отличающиеся высоким художественным качеством. На протяжении всего прошлого века каслинское чугунное литье было тесно связано с русской реалистической скульптурой. Петербургские и московские скульпторы - профессионалы создавали модели для Каслей. Произведения талантливейших скульпторов М.Канаева, П.Клодта, Н.Баха, Е.Лансере, А.Обера, Н.Либериха, отлитые в чугуне, оказали решающее влияние на формирование пластических принципов и специфического круга сюжетов Каслинского художественного литья, важное место в котором принадлежит анималистической скульптуре.

Петр Клодт, прославленный мастер монументальной скульптуры, автор знаменитых конных групп на Аничковым мосту в Санкт-Петербурге, сказал новое слово и в области малой станковой пластики. Его произведения отливались в Каслях на протяжении десятков лет и стали классическими образцами каслинского литья вплоть до наших дней. На заводе были отлиты более двадцати произведений П.Клодта. В собрании музея имеется скульптурная группа, моделью для которой послужила знаменитая композиция П.Клодта "Лошадь с жеребенком", выполненная скульптором в 1840 году и идеально демонстрирующая художественные возможности чугуна, позволяющего с ювелирной точностью передавать все летальные формы. Выдающийся мастер скульптуры малых форм, мастер жанрово-­бытовой пластики с ее повествовательностью, тщательной проработкой фактуры. Евгений Лансере также оказал огромное влияние на сложение стиля, круга тем и образов каслинского литья. В собрание музея входит его прославленное произведение, известное в нескольких вариантах "Прощание казака с казачкой", выполненное скульптором в 1878 г. поразительное по композиционной слаженности, свежести и оригинальности решения. Скульптурную группу "Лев Толстой на пашне" из фондов музея можно предположительно отнести к малой бытовой пластике Е.Лансере: эта композиция очень близка по стилю и всем деталям его известному произведению 1877 г. "Конец борозды".

В коллекции Каслинского литья музея хранятся произведения известного отечественного скульптора Н.Либериха, лучшее из которых "Крестьянка на лошади", замечательное по выразительности силуэта, точности строгой пластики и естественности движений.

2.3. Вырубка, просечка и художественные изделия из   листового металла.

Существует несколько способов обработки листового металла: отрезка, обрезка, вырубка, просечка, гибка, завивка и скручивание, а также формовка и выколотка, чеканка и штамповка, басменная обработка и давильные работы на станках. Кроме этого, бывает комбинированная обработка. Любое изделие начинается с заготовки, а заготовка отделяется от листа с помощью ручных или гильотинных ножниц. Этот процесс называется отрезкой. Дальше идёт операция отделения от листовой заготовки, какой - либо фигуры или фигурной заготовки. Это делается способом обрезки или вырубки по шаблону или рисунку, нанесённому непосредственно на фигурную заготовку. В тех случаях, когда невозможно вырезать весь контур рисунка ножницами, применяют зубильца, а затем дорабатывают контур напильником (надфилем). Если же задуманный рисунок требует проработки внутренних отверстий в заготовке, то это делается с помощью просечки зубильцами с прямым или радиусным лезвием.

Вырубка или просечка - основные операции при изготовлении просечных украшений из кровельного железа, которое используется в архитектурно - декоративных изделиях. В таких архитектурных элементах, как свесы крыш и коньковые гребни, дымники и водостоки, чаще применялась просечка, придающая изделиям ажур, работающий на просвет, что для этих элементов очень важно. Но наряду  с просечкой иногда применялись, гибка, завивка и скручивание, а в отдельных случаях и формовка - дифовка. чеканка и выколотка. Техника просечки железа имела широкое и разнообразное применение и применялась вместе с кузнечным мастерством. Происхождение этого способа обработки металла связано с самым ранним периодом развития кузнечного и слесарного ремесла и в значительной степени было обусловлено ограниченными возможностями примитивного ремесленного производства.

В декоративном древнерусском искусстве просечный металл нашёл широкое распространение. Этот вид художественной обработки металла и в дальнейшем сохранил своё значение, при этом, конечно, совершенствовался, вырубка, и просечка нередко дополнялись рельефным узором, чеканкой, которая в ряде случаев становилась самостоятельным декоративным приёмом. При появлении прокатного листового железа просечка не обходилась без обрезки с применением ножниц. Этот приём дошёл и до наших дней.

Техника просечки проста. Для вырезания узора употребляются специальные сечки наподобие долота и мелкие зубильца с рабочей поверхностью необходимых форм. Используется плоский металл, чаше всего железо, латунь, красная медь. Готовый узор воронили, лудили, покрывали позолотой.

В музеях представлено много прекрасных образцов изделий прикладного и хозяйственно - бытового назначения, изготовленных в просечной технике: украшения, бляхи, застёжки, ключевины, замки, ларцы, сундучки - подголовники, осветительные приборы.

Эта техника привилась и получила широкое распространение в сундучном производстве, которое в XVII веке представляло собой особую отрасль.

В ХV - XVII веках просечным железом отделывались входные двери церквей. Отдельные просечные детали украшали церковную утварь: паникадила, цепи, светильники, хоругви, ажурные двери в алтари, алтарные преграды или их отдельные детали.

Но особенно широко в то время просечный металл использовался в отделке верхней части зданий: коньков, свесов, карнизов. Это явление связано с традицией украшения деревянных построек сквозными резными узорами, где поначалу прототипом послужила резная доска, прикрывавшая нижние концы кровельных балок под свесом кровли или торцы обрешётки на фронтоне крыши.

В XVII - XVIII веках карнизные и коньковые подзоры становятся распространённым и существенным элементом оформления каменной архитектуры. Подлинные подзоры того времени теперь уже почти не сохранились, но в большинстве случаев они возобновлены. Часто возобновление велось с повторением старых образцов.

Часы с композицией «Амур и Психея». Бронзовое литьё, чеканка, золочение.

                   

          

Неизвестный автор. Поднос с росписью и чеканкой. Талицкая фабрика Турчанина А.Ф. 1760г.

         

Поднос. Надрезная чеканка.

    

Пасхальное яйцо. Литьё, чеканка, эмаль, живопись по слоновой кости. Материалы : Золото, бриллианты, пурпурин. Петербург, 1913 год, мастер Г.Вигстрем.

   
       

приложение 2