Литье в каменные формы

e09-preview-5451252            Первым способом утилитарной обработки металла человеком — было литье. Я не беру во внимание обработку ковкой самородков меди и золота, это могли быть только украшения, да и то в небольшом количестве и невысокого качества.

            В Национальном музее г. Казани я видел большое количество каменных литейных форм, для изготовления ювелирных украшений, пряжек и утилитарных предметов. Сохранность большинства форм очень неплохая, скорее всего это ответные части (половины) преждевременно треснувших других половин.

            Мастеру неудобно было подгонять ответную часть, под сохранившуюся половинку формы и он ее оставлял «до лучших времен» а форму делал новую.

            До этого я около трех-четырех лет занимался литьем из цветного металла, и технологический процесс представляю себе не понаслышке, а по ожогам на своих руках. Первое, что меня удивило в каменных формах — это длинный и тонкий литниковый канал (40-50мм длинной и 2мм в самой узкой части).

st01-preview-5485875            Я знаю, основной брак при литье — непролив, который образуется, в основном, из-за недогрева металла, он не успевает заполнить литниковое гнездо, а здесь такой тонкий и длинный «сосок»…

            Злато-серебро можно перегреть, выше температуры плавления, хоть на 500oC (и то, это ограничено технологическими возможностями древних литейщиков, 1500oC — максимум, что можно достичь на горне с ручным поддувом), но с оловянной бронзой такой фокус не проходит, выгорает олово, да и медь тоже. Это, от части объясняет использование древними литейщиками мышьяковистой бронзы, тем более мышьяк присутствует в медных рудах.

            Второй момент — невозможность нагрева самой формы до высокой температуры. Анализ отверстий под штифты, говорит о том, что они были свинцовые (я ставил деревянные зубочистки). То есть нагреть форму целиком выше 300oC не удастся. В общем говорить можно долго, надо пробовать!

            Большинство старинных форм были сделаны из талька. В древности, из него делали каменные котлы, которые из средней Азии (здесь тальк не растет) торговые люди везли в большом количестве. При эксплуатации котлы раскалывались, а их обломки использовались литейщиками для изготовления форм. Минерал тальк (мыльный камень) огнестоек и очень хорошо режется.

            Талька я не нашел… Тот кусок, который мне привезли с Урала оказался неоднородным, а формы вырезанные из известняка не выдерживали температуры расплавленной и перегретой бронзы. Они выкрашивались, трескались, одним словом были пригодны для литья из олова и свинца, не более.

            В музее я видел формы из змеевика, тоже алюмосиликат типа талька, только тверже. Выбрав подходящие куски у друзей-геологов я сделал двучастную форму медали, посвященную 1000-летию Елабуги. Характеристики литника я выбрал такие же, как на музейных формах — длинный и тонкий.

st03-preview-5937317            После того, как форма была готова, я попробовал залить туда расплавленное олово. Форма была холодной и отливка вышла с непроливами. Подогрев немного форму я попробовал еще раз (у меня было непреодолимое желание сделать толще литник, но это привело бы к большой усадке отливки). Вторая отливка вышла лучше первой. Я вошел в азарт, и залил еще порцию металла, вышло уже хорошо. Расплавив с килограмм олова я продолжал отливать медальки и что я заметил: форма нагревалась расплавом. Причем с наружи ее можно было держать руками в перчатках, а максимальную температуру форма имела внутри. Вот в чем дело!

            Поверхности литника и гнезда покрылись налетом (скорее всего окислы металла), который облегчал выемку отливок.

st02-preview-3849834            С легкоплавкими сплавами все понятно, теперь можно попробовать и на медном сплаве. Олово я лигатурил сам из медных проводов и гранулированного олова. Масса отливки с литником 10,2-10,5гр. На 10гр меди я брал 1гр олова, с учетом угара последнего получалась бронза с содержанием олова 7-8%. Плавил бронзу на импровизированном горне (две пригоршни древесного угля, поддув газовым пистолетом, 1300-1350oC дает).

            Заранее заготовил два десятка корольков бронзы и три керамических тигля, что бы не дать форме остыть. И процесс пошел. Поставил на угли два тигля с навесками бронзы, бронзу я присыпал сверху толченым углем, расплавив и перегрев металл, я залил его в форму. Как и ожидалось, первый блин вышел комом — жуткий непролив, зато вторая отливка вселила в меня надежду, а третья была уже вполне товарного вида!

st04-preview-7917312            Отлив десяток медалей хорошего качества, я понял, технология вполне пригодна для изделий тиражом 100-200 штук. Надо будет на уральских товарищей поплотнее насесть, что бы талька хорошего привезли… и из него попробовать.

Ваш И.Репин