Особенности различных способов художественной обработки металла

Особенности различных способов художественной обработки металла

Художественная обработка металла – древнее мастерство, которое продолжает оставаться на плаву, невзирая на прогресс, полную автоматизацию производства, уменьшение доли ручного труда, и значительное снижения стоимости готовой продукции.

Виды и особенности металлов

Залог удачно проделанной работы — знание особенностей и качеств материала, его технологических и рабочих свойств. Так, при работе с металлами используется как чистое, без дополнительных примесей сырье, так и различные сплавы. Попадающие в производство материалы делятся на две основные группы:

Основные виды используемых материалов:

• Углеродистая сталь — упругий металл со способностью к закаливанию. Сталь хорошо куется и режется, и производится как сортовой продукт. При изготовлении изделий из стали методом художественной обработки, используются сорта У8 и У10.
• Медь — мягкий, поддающийся ковке, красноватый материал, легко обрабатывается, но несколько вязок. Медь хорошо паяется, проводит электричество и тепло, и часто используется для производства художественных изделий.
• Бронза — соединение меди и олова. Применение бронзы практикуется в литье и инкрустации.
• Латунь — сплав цинка и меди, более твердый и менее ковкий материал, чем медь. Латунь легко обрабатывается, и пригодна для инкрустации и чеканки.
• Цинк — белый с синеватым оттенком металл. Материал плохо куется, но удобен для паяния и несложен в обработке. Цинк часто используется при гравировке и в литье.
• Олово — мягкий, белый материал. Олово используется для лужения и инкрустации, и входит в множество сплавов.
• Алюминий — легкий, хорошо поддающийся обработке материал.
• Свинец — мягкий, плохо окисляющийся металл, часто используется для литья. Оксид свинца чрезвычайно ядовит.
• Серебро. Вне сплавов, используется редко из-за излишней мягкости, поэтому в готовых изделиях, чаще всего, присутствует сплав серебра и меди. Также серебро применяется при проведении инкрустационных работ.

Художественная обработка металла

Характерные особенности металлов

Качества, которые присущи металлам:

• Хрупкость материала — качество противоположное пластичности, что на практике означает способность к быстрому саморазрушению, при внешнем механическом воздействии. Так, перекаленная сталь, чугун и бронза легко раскалывается на куски.
• Упругость — особенность, означающая восстановление формы и объема, при прекращении внешнего воздействия. В наибольшей мере данные свойства присущи отдельным сортам стали.
• Плавкость — способность металла переходить в жидкое состояние при нагревании. Плавкость широко используется как в промышленном, так и кустарном производстве изделий из металла.

Операции по обработке металла

Обработка металла — механическое воздействие, позволяющее изменить физическое состояние материала. Главная цель обработки — производство необходимых в повседневной жизни изделий, а также предметов роскоши или произведений искусства.

Художественная обработка, в отличие от промышленного производства металлических изделий — мастерство изготовления вещей, удовлетворяющих эстетическое, творческое начало в человеке. В процессе производства изготавливается продукция, обладающая изысканностью, выразительностью и художественной ценностью.

Исскуство из металла

Видами художественной обработки металлов принято считать:

• литье;
• ковку;
• чеканку;
• металлопластику;
• гравировку;
• травление;
• филигрань;
• эмалирование.

Литье — древний метод обработки

Метод литья связан с плавкостью металла, качеством, возникающим при термическом воздействии на материал. Полученный, в результате плавления, жидкий материал, разливается в нужные, заранее заготовленные формы. После охлаждения, отливки используют, как готовую продукцию, или как составную часть основного изделия.

Форму для отлива готовят до начала основных работ. Если выливаемый продукт обладает сложной конструкцией, готовят несколько форм, а полученные в результате отлива детали соединяют между собой.

• по металлу отлива — чугун, медь, серебро или золото.
• по устройству и материалу форм. Временные формы — песок, земля; оболочковые. Стационарные формы из воска, гипса или металла.
• по методу литья: центробежное, под давлением, стандартное.

Плавится металл в особых печах. Поскольку температура плавления у разных материалов отличается, при отсутствии механизма фиксации температуры, необходим визуальный контроль над процессом. После плавления металл разливают по формам, дают заготовкам остыть, затем чистят и шлифуют.

Как осуществляется ковка металлических изделий

Ковка — древний метод обработки металла. Суть процесса — придание заготовке нужной формы при помощи ударов молота. Под ударами молота деталь деформируется и постепенно принимает желаемую форму.

Свойство металла, обеспечивающее «правильную» деформацию, без трещин и разрывов, называется ковкостью. Ковкость, в большинстве случаев, присуща драгоценным металлам, обладающим пластичностью и вязкостью.

Ковка металла

Особенности холодной ковки

История художественной обработки металла сообщает о методе «холодной ковки», повсеместно использовавшемся в Киевской Руси. Посредством «холодной ковки», мастера по золоту, выковывали из слитков драгметалла чаши, ковши и т. д.

Задача кузнеца, на первом этапе работ, состояла в уплотнении изделия под ударами молота. На втором — обработанный металл подвергался отжигу, шлифовки и т. д. В наше время данный способ используется только в ювелирном деле.

Разновидностью холодной ковки считается дифовка, что означает художественную обработку листового металла толщиной до 2 мм. Данный метод применялся, в Древней Греции, величайшим скульпторам античной эпохи Фидием, создававшим золотые одежды для статуй богов.

Как осуществляется чеканка

Чеканка — создание рельефного изображения, на тонком листовом металле, при помощи молотка и специального стержня. Ударяя «разгонным» молотком по стержню, чеканщик оставляет следы на листе и постепенно придает ему объемный вид. Используя короткие и частые удары, мастер выстукивает металл до получения нужной формы. После чего, предварительный этап считается законченным и начинается, непосредственно, процесс чеканки или выбивка декора.

Схема чеканки металла

Для выбивки декора используют стержни — чеканы определенного профиля. Наиболее ценными считаются изделия, изготовленные из цельного куска заготовки.

Чеканка по твердой модели — метод, применявшийся в древности для выделки фигур. Тонкий лист, из драгоценного металла, «разгоняли» по железной модели, а затем снимали получившийся рисунок.

Виды работ по чеканке

Художественная чеканка по металлу делится на два вида работ, качественно отличающихся друг от друга:

• чеканка по листу;
• чеканка по литью (оброну).

Чеканка по листу — это создание нового произведения, при помощи специальных инструментов.

Второй случай — доведение до нужного уровня заранее отлитой, или вырезанной методом оброна, формы. Чеканка литья применяется для придания форме четкости и ясности. Подвергаются подобной чеканке отливки, полученные в земляных формах.

Чеканка на высшем уровне

Особенности металлопластики

Металлопластика — метод художественной обработки металла, отдаленно напоминающий чеканку, однако, имеющий ряд существенных отличий.

Для данного способа характерно:

• тонкие, не более 0,5 мм листы металла, по сути, являющиеся фольгой.
• использование скульптурных стеков как рабочих инструментов.
• особенности процесса обработки более похожи на лепку, с ее плавностью линий и движений.

• Первый этап работы — отжиг изделия и охлаждение.
• Затем предварительно созданный рисунок, на прозрачной бумаге, прикладывают к фольге и обводят специальным приспособлением, до тех пор, пока рельеф не отобразится на поверхности.
• Процедура продолжается до получения нужного результата.

Как осуществляется гравировка

Гравировка — популярный и распространенный метод обработки изделий, предполагающий нанесение рисунка или рельефа на заготовку. Рисунок наносится специальным инструментом — резцом.

Гравировка делится на два вида:

Плоскостная гравировка означает финальную стадию декорирования предмета. Это нанесение контурного рисунка, узоров, тонов, надписей.

Обронная гравировка подразумевает нанесение рельефного рисунка, то есть речь идет о работе в трехмерном пространстве.

Травление кислотой или щелочью

Травление считается разновидностью гравировки. Техника данного метода состоит в покрытии металлического изделия воском, и нанесении рисунка на покрытую воском поверхность. Далее, следует помещение заготовки в кислоту или щелочь, где происходит протравливание изображения и, соответственно, потускнение остальной поверхности.

Для каких изделий применяется филигрань

Филигрань — оригинальный способ обработки металла, применяющийся в ювелирном деле. Изготовление филигранных изделий — исключительно ручная работа, выполняемая специальными инструментами.

Существует множество разновидностей филигранной техники, таких как:

• напайная;
• рельефная;
• напайная с эмалью;
• ажурная;
• рельефная;
• объемная.

Тиражирование изделий из филиграни происходит методом литья и гальванопластики. Использование штампов допускается только для воспроизведения фоновой филиграни.

Художественное эмалирование

Эмалирование — это взаимопроникновение двух различных структур — металла и стекла. В результате процесса изделие остается таким же прочным, но приобретает блеск и стойкость к химическим веществам.

Художественное эмалирование — недорогой и быстрый способ цветового обогащения изделия из металла. Материалом для эмалирования, чаще всего, служит медь и драгоценные металлы. Так производят вазы, бижутерию, картины.

Сама по себе эмаль — это нанесенный на металл тонкий, расплавленный слой массы, обладающей физическими свойствами стекла. Производят эмаль, подвергая термической обработке легкоплавкое стекло.

Художественные эмали делятся на:

• прозрачные;
• фондон;
• непрозрачные;
• опаловые.

Эмаль производится в промышленных масштабах в виде плиток или порошка, и имеет соответствующую, цветовую маркировку. Однако, окончательный цвет изделия, определяется характером обжига и качественными показателями металла, его реакцией на эмаль при обработке.

Декоративная отделка

Декоративная отделка изделий включает определенный набор характеристик элементов художественной обработки, таких как:

• Матирование. Матированной считается отличная от полированной декорированная поверхность изделия.
• Чернение. Сплав из серебра, меди, свинца и серы — чернь, накладывают на заготовку, с предварительно выгравированным рисунком. Поверхность заготовки, не подвергающаяся чернению, должна быть отполированной и не иметь дефектов.
• Оксидирование. Серебряные или посеребренные изделия подвергают оксидированию химическим или электрохимическим методом. Бесцветное оксидирование происходит при контакте с растворами или электролитами, в состав которых входит двухромовокислый калий. При цветном оксидировании изделиям придаются различные оттенки. Прошедшую процедуру продукцию, для придания блеска, полируют мягкими щетками.

В каких случаях применяется гальваническое покрытие

Гальваническое покрытие — тончайшая металлическая пленка, наносимая на поверхность предметов, для увеличения их износостойкости, прочности, долговечности.

Гальваническое покрытие широко используется и в ювелирной промышленности, где материалами для него служат редкие и драгоценные металлы: золото, серебро, родий.

Свойства металлов

Для успешного создания декоративных изделий необходимо знать основные свойства исходного материала, а также технологию работы с ним.

В наши дни для изготовления посуды, украшений и различных предметов дизайна интерьера могут использоваться как металлы в чистом виде, так и их сплавы.

Все металлы и сплавы, созданные на их основе, делятся на две большие группы, обладающие различными свойствами:

• Черные металлы — сталь
• Цветные металлы — медь, бронза, латунь, цинк, олово, алюминий, свинец и серебро.

Именно эти виды металлов наиболее часто используются для изготовления декоративных предметов, посуды и многого другого. Поэтому давайте рассмотрим их свойства и особенности обработки металлов.

Сталь

Сталь относится к черным металлам. Для художественной обработки лучше всего подходит углеродистая сталь, которая представляет собой сплав железа с углеродом и другими элементами. Сталь обладает высокими качественными характеристиками, среди которых можно назвать следующие:

• Упругость
• Прочность
• Способность к закаливанию — кусок стали нагревается при высокой температуре докрасна, а затем опускают в воду. Благодаря этому металл приобретает различные степени твердости и упругости.
• Возможность » отпускания» посредством нагревания до красного каления и последующего медленного охлаждения.
• Способность к обработке кузнечным молотом в нагретом состоянии, так как сталь отлично куется.
• Возможность к разрезанию металла на тонкие полосы.

Мягкость стали прямо пропорциональная количеству углерода в ее составе. Чем меньше в металле углерода, тем он мягче и легче в обработке. Мягкость стали повышается при отжиге, то есть » отпускании» металла. Для этого сталь нагревают докрасна, а затем подвергают процедуре медленного охлаждения.

Сталь для изготовления различных изделий и художественной обработки производят в виде сортового материала. Для гравирования и чеканки чаще всего используют стали У8 и У10, где буквой » У» обозначено количество углерода в составе сплава.

Цветные металлы

Цветные металлы стоят намного дороже черных, потому что они обладают множеством уникальных свойств. Главным из них является отсутствие реакции с магнитом, то есть цветные металлы не притягиваются и не намагничиваются. Кроме этого, большинство из них практически не поддаются окислению, поэтому изделия характеризуются длительностью срока службы.

Выпуск цветных металлов для художественной обработки осуществляется в различных видах:

Давайте рассмотрим характерные особенности наиболее популярных среди мастеров цветных металлов:

• Медь — достаточно мягкий металл красивого красно — оранжевого оттенка, характеризующийся повышенной способностью к ковке и обладающий большой электропроводностью и способностью проводить тепло. Обработка меди не представляет особой сложности, но мастер должен иметь в виду большую вязкость данного металла.

Медь можно паять с помощью олова и твердого припоя, Листовая медь является основным материалом для выполнения чеканки и граверных работ. Медная проволока используется для изготовления декоративных изделий и ажурных скульптур.

• Бронза — это сплав меди с оловом. Количественное содержание олова влияет на цвет сплава, который может приобретать розовые, красные, желтые или серые оттенки. Если бронзовое изделие покрыть слоем патины ( декоративным налетом из оксида меди), то она приобретает благородный дымчато — зеленоватый оттенок и выглядит старинной и по — настоящему дорогой. Бронза чаще всего используется для инкрустации и литейных работ.

• Латунь — это сплав меди с цинком. Оттенок металла зависит от количества цинка. По своим качественным характеристикам латунь является более твердым сплавом, чем чистая красная медь, поэтому степень ее ковкости значительно ниже. По сравнению с медью латунь обладает некоторой хрупкостью, но вместе с тем она более упруга.

Латунь легко поддается различным видам обработки, в частности, ее можно использовать для изготовления тонких деталей в инкрустациях, а также украшений различной конфигурации. Для чеканных работ используется в листовом виде.

• Цинк — прекрасно подходит для литья как в чистом виде, так и в сплавах с другими металлами. Чистый цинк куется плохо, однако его легко паять, гравировать и обрабатывать различными инструментами. Температура плавления составляет 419* С.

• Олово — цветной металл, с давних пор известный своей мягкостью и пластичностью. Температура его плавления составляет всего 252* С. В качестве компонента олово входит в состав различных видов бронзы. На изломе олово издает характерный, узнаваемый хруст. Чистое олово и его сплавы идеально подходят для изготовления инкрустаций. А еще олово используется для лужения и пайки посуды как в чистом виде, так и в сплавах со свинцом. При этом продукты его окисления безвредны.

• Алюминий — цветной металл серебристо — белого цвета, который плавится при температуре около 658* С. Характерной особенностью алюминия является его легкость и простота в обработке металла . Литой алюминий достаточно хрупкий, а в прокатном ( отожженном) виде он приобретает желаемую пластичность.

• Свинец — мягкий цветной металл, имеющий синевато — серый оттенок. Он плавится при температуре 327* С, и хорошо противостоит коррозии. Однако следует отметить, что оксиды свинца являются ядовитыми. Свинец пригоден для литейных работ и изготовления формовых изделий.

• Серебро — также относится к цветным, но при этом является еще и драгоценным металлом. Чистое серебро слишком мягкое, и поэтому его неудобно обрабатывать. Для изготовления изделий применяется в виде сплавов с медью. Серебряные вставки используются в инкрустациях, в гравировке, чеканке и черни.

Свойства металлов

Рассмотрим некоторые свойства металлов, влияющие на качество выполнения художественных изделий:

• Ковкость металла — ковкие пластичные металлы требуют большей силы резания, но при этом необходимо учитывать их вязкость. Кусок меди или свинца нужно рубить до конца, а латунь, цинк или сталь можно надколоть зубилом, а после просто сломать. Более твердая латунь при обточке дает гладкую поверхность, в то время как алюминий или медь как бы тянутся за резцом.
• Хрупкость — это способность твердых материалов разрушаться вследствие механического воздействия без заметной пластической деформации. Это свойство противоположно пластичности. Сильно закаленная сталь, а также многие сорта латуни и бронзы являются очень хрупкими, и от сильных ударов раскалываются на куски. Хрупкость металла не всегда является признаком его твердости, например, отливка из цинка хрупкая, но не твердая. Закаленный стальной нож одновременно и тверд, и хрупок.
• Упругость — это свойство металлов восстанавливать свою форму и объем после прекращения действия внешних сил или нагревания, вызвавших деформацию. В большой степени этим свойством обладают специальные сорта стали.
• Плавление при нагревании — способность металла плавиться при нагревании является важным качеством, так как плавление считается одним из самых доступных и дешевых способов получения изделий из металла. Детали огромных машин и маленькие металлические скульптуры изготовляются одинаковым способом.

Если возникает необходимость закалить деталь, и при этом сохранить вязкость металла, мастера используют токи высокой частоты. При этом деталь закаляется в глубину на несколько миллиметров. Однако вся остальная масса металла внутри изделия остается без изменений. И, наконец, металлические детали можно обрабатывать без нагревания — например, способом гравировки и резьбы по металлу.

Источник https://promzn.ru/obrabotka-metalla/vidy-hudozhestvennoj.html

Источник http://design-fly.ru/materiali/svojstva-metallov.html