книги / Технология художественного литья

Для увеличения прочности формы вокруг нее делают прочную кирпичную кладку.

Выплавка восковой модели

Печь разжигают, и приступают к сушке формы. При сушке формы воск стекает по особым каналам, проделан­ ным в нижней ее части, и собирается в ведра. На 1 кг вы­ топленного воска берется 12-14 кг бронзы, подлежащей расплавлению, то есть определяется вес шихты.

Прокаливание формы

После сушки в течение 1,5-2 суток при температуре 200 °С, когда весь воск вытопится, температуру нагрева формы постепенно повышают до 900-950 °С и продолжа­ ют вести прокаливание формы при этой температуре еще 12-18 часов - до тех пор, пока пламя, вылетающее из фор­ мы, не станет белым. Белое пламя свидетельствует о том, что все остатки скоксовавшегося воска выгорели и форма готова к заливке (рис. 5).

Рис. 5. Форма получения с использованием восковой модели. Фрагмент вертикального разреза: 1 - каркас стержня;

2 - стержень; 3 - полость формы; 4 - глиняная часть формы; 5 - кладка из кирпича сырца; 6 - стальные обручи; 7 - прочная кирпичная кладка

К моменту заливки металл должен быть расплавлен до надлежащей степени, после чего форму заполняют расплавом.

4.2. Кусковая формовка с глиняной рубашкой

Процесс восковой формовки, часто называемой «италь­ янским» способом, можно значительно упростить, если отка­ заться от восковой модели и перейти к кусковой формовке с глиняной рубашкой. Разница в данном случае будет заклю­ чаться в том, что вместо гипсовой формы готовится сразу глиняная форма из отдельных кусков или кусковых стерж­ ней - отливка в стержнях.

Порядок работ при этом по существу ничем не отли­ чается от изготовления гипсовых кусков: так же расчерчи­ вается мастером вся поверхность модели и намечаются гра­ ницы отдельных кусков, после чего приступают к их лепке из тонкой и тощей формовочной глины толщиной 40-50 мм. Последнюю наносят на модель, уплотняя ее руками. Закон­ чив лепку первого куска и обрезав его согласно намеченно­ му контуру, формовщик снимает кусок с модели, отделыва­ ет его, подсушивает над жаровней, после чего, припылив кусок ликоподием, ставит на место. Таким же образом гото­ вятся и остальные куски. Затем несколько соседних кусков (5-6) припыливаются ликоподием и покрываются слоем жирной глины, образующей кожух-раковину; последняя, как и в гипсовой форме для получения восковой модели, не связывает куски в одно целое, а служит для них как бы скреплением. Когда изготовление раковины закончится, ее снимают с формы и подсушивают. Для того чтобы сделать

раковину прочнее, на ее наружную поверхность слой за слоем наносят кистью гипс (в виде жидкого теста), пока не образуется слой толщиной 50-75 мм (рис. 6).

Рис. 6. Кусковая форма (фрагмент): 1 - каркас стержня; 2 - стержень; 3 - полость формы; 4 - внутренний слой формы;

5 —наружный слой формы (кожух-раковина); 6 - уплотняющий гипсовый слой

После окончания указанных работ по изготовлению раковин мы будем иметь модель, покрытую оболочкой, состоящей из двух частей: внутренней, непосредственно примыкающей к модели, и наружной, играющей роль опоки. Раковины снимаются одна за другой, и в них про­ резаются литниковые и вентиляционные каналы. Затем с модели удаляются отдельные куски формы, которые ук­ ладываются в соответствующих местах раковин и прочно прикрепляются к ним при помощи шпилек; поверхность формы исправляют и отделывают.

После этого убирают гипсовую модель. На кирпич­ ный постамент устанавливают железный каркас, имеющий уменьшенные очертания статуи. Вокруг каркаса собира­

ют форму из кусков, и на ее внутреннюю поверхность наносят глиняную рубашку из жирной глины толщи­ ной, равной толщине тела отливки. Сверху куски скреп­ ляют кожухом. Форму подсушивают горячим воздухом, отдельные раковины связывают друг с другом проволокой. Внутреннюю полость формы между рубашкой и каркасом

заливают стержневой массой. Последняя состоит из смеси гипса с мелкоистолченным просеянным огнеупорным кир­ пичом, разведенной водой до тестообразной консистенции. Через 3-4 часа, когда стержневая масса затвердеет, форму разбирают, стержень просушивают, исправляют и отделы­ вают. Одновременно с этим из разобранных частей формы удаляют глиняную рубашку, после чего их еще раз просу­ шивают, исправляют, собирают вокруг отделанного стержня и производят заливку формы.

Кусковой способ формовки проще и дешевле так на­ зываемого «итальянского» способа с восковой моделью, но он имеет ряд крупных недостатков. Во-первых, глиняный отпечаток с гипсовой модели на кусках не может быть

втакой же степени точным и отчетливым, как отпечаток

свосковой модели, так как последняя наиболее совершен­ но передает замысел художника, а глиняная форма не может быть изменена сколько-нибудь значительно. Во-вторых, при отсутствии восковой модели форма состоит из большого количества отдельных кусков, между которыми могут об­ разовываться заливы; вследствие этого в значительной мере увеличиваются работы по очистке и чеканке статуи. Про­ должительность последней технологической операции мож­ но проиллюстрировать следующим примером. Чеканка под­ робностей костюма, в особенности узоры на парче (статуя императрицы Анны с арапчонком, 1732-1741 годы, Карло Бартоломео Растрелли), отличается удивительной тщатель­ ностью отделки; на эту работу чеканщики, взятые из разных ведомств Москвы и Петербурга, потратили около трех лет

[13, с. 65].

Кроме того, возможные сдвиги отдельных кусков (при сборке формы) и производство работ по очистке заливов могут испортить общие очертания и поверхность отливки.

аналогичной той, которую использовали в последних сло­ ях модели. Каждый слой просушивали на воздухе. В даль­ нейшем на них наносили слои из густой глины до тех пор, пока не получали кожух толщиной от 175 до 300 мм (в за­ висимости от величины пушки). Потом извлекали модели цапф, а образовавшиеся отверстия заделывали глиной. Сверху на кожух для прочности накладывали железные обручи, продольные полосы (рис. 7, д) и снова железные обручи (рис. 7, е). Места пересечения поперечных и про­ дольных бандажей скрепляли проволокой. После этого форму просушивали на козлах, разжигая под ней огонь (рис. 7, е). Высушенную форму снимали с козел, выбивали из модели сердечник, который тянул за собой соломенный жгут. Жгут разматывался, вследствие чего сердечник мож­ но было легко извлечь из модели.

Форму с оставшейся в ней глиняной рубашкой модели ставили вертикально в яму на железные подкладки и разво­ дили огонь внутри ствола, чтобы растопить разделительный слой между кожухом (формой) и рубашкой модели, а также выплавить восковые модели ручек и украшений.

Оставшаяся глиняная рубашка модели от прогрева становилась хрупкой, и ее легко можно было удалить. Чтобы облегчить удаление рубашки, особенно из форм пушек малых калибров, на рубашке при изготовлении мо­ дели вырезали по винтовой линии пазик глубиной до со­ ломенного жгута. Затем пазик заливали канифолью или смолой. Таким образом, после удаления (разрушения) глиняной модели оставалась литейная форма для ствола пушки с отпечатками на внутренней поверхности всех украшений и надписей. Стержень для формы пушки изго­ тавливали так же, как и модель, с той разницей, что сер­ дечником служил железный прут, вместо соломенного

жгута брали пеньковую веревку, а шаблон, по которому вытачивали стержень, имел конфигурацию внутреннего канала пушки.

Затем литейную форму собирали: устанавливали внутри стержень, раскрепляя его специальными приспо­ соблениямижеребейками, прикрепляли к форме ствола форму для казенной части. Продольный разрез формы по­ казан на рис. 7, а. Собранную форму ставили вертикально в заливочную яму казенной частью вниз. Пространство во­ круг формы забивали сухой землей и на ней делали литни­ ковую чашу, из которой металл поступал в форму. Заливку форм, как и всех других крупных отливок, выполняли не­ посредственно из печи по каналам в полу литейной.

Так отливали бронзовые пушки в западноевропей­ ских государствах и Московской Руси. Только под руково­ дством А. Чохова на Пушечном дворе было отлито около полутора десятков крупных стенобитных пушек, не считая короткоствольных мортир для стрельбы с крутой траекто­ рией и пушек малого калибра.

4.4. Т е х н о л о г и я л и т ь я к о л о к о л о в

Литье колоколов - достаточно древнее производство, развитие которого способствовало совершенствованию ли­ тейной технологии вообще и приемов получения художест­ венных отливок в частности. Первоначально колокола использовались в религиозных целях, постепенно они втор­ гались во все более широкие сферы жизни. Становление технологического процесса изготовления колоколов сопро­ вождалось увеличением их размеров и совершенствованием формы: от бочкообразной до тюльпанообразной. Современ-

ные исследователи выделяют три типа колоколов: западно­ европейский, русский и восточно-азиатский.

Звуковой спектр колокола современной тюльпанооб­ разной формы представляет собой сложное сочетание гармо­ нических и негармонических обертонов. Колокол, имеющий тюльпанообразную форму, дает при ударе три наиболее ин­ тенсивных тона, не считая других обертонов. Основной тон возникает в месте удара, в рай­ оне максимальной толщины его стенки т (рис. 8), второй

всередине колокола, третий-

вверхней части. Считается, что благозвучный колокол должен иметь в районе нижнего диа­ метра основной, наиболее низ­

кий тон, в районе верхнего диаметра - октаву и в сере­ дине - большую или малую терцию или же чистую кварту. Только в этом случае они скла­ дываются в гармонический ак­ корд. Такая форма колокола бы­

ла найдена в XIII-XV вв. Приближенно можно считать, что два колокола из идентичного материала при одина­ ковых технологии изготовления и форме звучат в тон (через октаву), если один по диаметру вдвое меньше дру­ гого и весит в 7-8 раз меньше. Меньший колокол имеет более высокий тон.

Если небольшой колокол мог располагаться на фасаде церкви, то более крупные колокола стали размещать по не­ сколько штук на колокольнях или в звонницах. Колокольни представляют собой многогранную или округлую башню

(нередко ярусную), внутри которой подвешены колокола; звук при этом распространяется через слуховые проемы - окна. Звонница - это стена с проемами для подвески ко­ локолов.

В русских колокольных звонах, аналогично певческим традициям, преобладает трехголосая структура; отсюда про­ изошел термин «трезвон». Самые большие колокола, низко звучащие, задают темп звонам. Средние колокола исполняют основной рисунок звона. Самые маленькие колокола, «зазвонные», составляют подголосок средним колоколам.

Мелкие бронзовые колокольчики и колокола могли отливать в формах из двух глиняных (каменных) полуформ со стержнем или в формах из трех частей. С VI в. изготов­ ление колоколов постепенно сосредотачивается в мона­ стырях. Первое подробное описание литья колоколов оста­ вил в своем трактате «Записки о разных искусствах» монах Теофил, живший на рубеже XI-XII вв. В этой технологии предполагается тщательное соблюдение формы колокола, симметричности толщины стенки и т.д., что определяет качество звучания.

Основные этапы процесса изготовления такой литей­ ной формы следующие. На деревянном шпинделе, вра­ щающемся в гнездах вокруг горизонтальной оси (рис. 9), из сырой глины при помощи шаблона изготавливали стер­ жень, соответствующий профилю внутренней поверхности колокола. Глину наносили постепенно, слоями. После про­ сушки поверхность стержня покрывали слоем сала, сме­ шанного с древесным углем, такой толщины, которую должны были иметь стенки колокола. Надписи и укра­ шения вырезали на поверхности слоя сала, поэтому они получались на отливке в виде углублений.