Текст книги "Художественная обработка металла. Чеканка"

Художественная обработка металла
Чеканка

Чеканкой называется один из видов холодной обработки металла при помощи специальных инструментов (чеканы, молотки), в результате которого заготовка получает заданное рельефное или объемное изображение.

При чеканке материал обрабатывают специальным стальным стержнем – чеканом, который при работе ставится в вертикальное положение и по его верхнему концу наносят удары молотком. В результате этих ударов его нижний рабочий конец оставляет отпечаток на материале.

Постепенно, перемещая чекан и каждый раз ударяя по нему молотком мастер придает материалу желаемую форму, однако обрабатываемый материал, чтобы работа была успешной должен обладать пластичностью, вязкостью, способностью изменять свою форму под действием силы.

Наличие таких свойств характерно для большинства металлов и их сплавов, за исключением чугуна и некоторых других.

Как способ обработки металлов чеканка известна с глубокой древности. С помощью чеканки создавались и создаются самые разнообразные художественные произведения.

Чеканкой можно выполнять тонкие миниатюры для ювелирных изделий, различные рельефные орнаментальные композиции, наносить различную декоративную фактуру и с применением глубокой выколотки чеканить большие монументальные произведения.

Чеканка широко распространена в настоящее время при изготовлении различных декоративных изделий из меди, алюминия, мельхиора, черного декапира и других материалов. Развиваясь на протяжении веков, техника чеканки, впитала в себя разнообразные технологические приемы, дающие различный художественный эффект.

Во многих музеях мира сохранились металлические изделия мастеров древнего мира, средневековья и эпохи Возрождения: домашняя утварь, оклады икон, оружие, скульптурные монументы и др. Чеканка была известна в Древнем Египте, в Древней Греции и Риме, применялась в искусстве Китая, Ирана, Индии и Японии.

Высокого совершенства она достигла в домонгольской Руси и вновь расцвела в древнерусском искусстве 15-17 веков. Так в Ярославле, Сольвычегодске, Костроеме, Казани и других городах создавались выдающиеся произведения чеканки, черни, гравировки, эмали: серебряные и золотые чаши, братины, кубки, ларцы, рамы для зеркал и т.п.

Широкое распространение получило басменное тиснение окладов икон, книжных переплетов.

Особенно славились своими изделиями из металла мастера Кремлевской оружейной палаты. Так мастер Никита Давыдов в 1621 году создал уникальный шлем царя Михаила Федоровича, украшенный чеканкой, гравировкой, позолотой, драгоценными камнями и эмалью.

Расцвет чеканного искусства продолжается в 17-18.

Чеканку применяют для украшения стальных кольчуг, боевых топоров, бердышей, парадной упряжи.

Появляются новые приемы и художественные особенности в чеканке. Так, в Новгороде чеканщики применяют прорезной орнамент, в Костроме развивается плоская измельченная чеканка, чередующаяся с литьем и резьбой. Московские серебряных дел мастера достигли виртуозного исполнения высокого чеканного рельефа, который создавая богатейшую игру контрастов света и тени, блестящих поверхностей и матового канфаренного фона, нередко полностью покрывал все изделие. Изящные чарки, миниатюрные корчики сплошь прочеканивались изображением птиц, диковинных зверей и т.д. Этот принцип положил в основу своей работы мастер, оформляя серебряную пороховницу Афанасия Нестерова. На ее поверхности он вычеканил сцену сражения орла с драконом, фигуры птиц и зверей среди пышного узора трав и цветов.

В 1630 году московский чеканщик Гавриил Евдокимов выполнил трехмерную чеканную скульптуру царевича Дмитрия в полный рост.

В 18 веке искусство художественной обработки металла получило свое дальнейшее развитие.

В Москве, Петербурге, Украине, Грузии, Средней Азии в этот период создаются многие произведения декоративно-прикладного искусства.

Пластические композиции по-прежнему выполняются преимущественно в формах рельефа, органично включенного в общее изощренное декоративное решение с завитками чеканного орнамента и искрящимися драгоценными камнями. Выдающимися оружейниками считаются тульские мастера, которые, кроме оружия изготовляли предметы чайного стола.

Мастера – чеканщики нередко украшали кружки, стаканы и другие предметы, накладными ажурными "покрывалами", составленными из повторяющихся фигурок играющих амуров, богинь на колесницах, танцовщиц в античных одеждах и др.

С середины 19 века на изделиях стали помещать портретные изображения в фигурных клеймах с гирляндами и вплетенными в них рогами изобилия. Узоры отбирали произвольно из различных стилей – барокко, рококо, классицизма.

Характерным становится обращение к мотивам и сюжетам старины и Древней Руси. Мастера изготовляют в древних техниках и формах братины, ковши и т.п. Так, кружка мастера Ф. Генрихсена навеяна формами старинных кружек с откидывающимися крышками и представляет собой смешение разностильных форм, чеканной орнаментики, стилизованных под древнерусскую вязь надписей, множества разновременных монет и медалей на сосуде. На ручке мастер поместил литое изображение женщины в русском костюме, удивляющее проработкой деталей с имитацией фактуры различных тканей.

В 20 веке чеканка, после некоторого к ней охлаждения, возродилась вновь.

Богатейшими художественными традиции особо прославилось искусство народов Дагестана – аулы Кубачи, Гоцатль, Кумух. Дагестанские мастера всегда были не только прекрасными оружейниками, но и носителями высокой культуры орнаментально-декоративного искусства. Из всех видов декоративно-прикладного искусства особое развитие там получило ювелирное дело. В настоящее время дальнейшее развитие и совершенствование методов техники чеканки продолжается во многих регионах России.

Художественную чеканку производят на листовом металле, обладающим хорошей пластичностью – медь, ее сплавы, золото, серебро, алюминий, нейзильбер, мельхиор и др.

Чеканка по листу является наиболее трудным из всех видов художественной чеканки и в то же время одним из самых распространенных видов чеканных работ, когда из листовой заготовки мастер создает новое художественное произведение. При чеканке по литью или оброну мастер только выявляет и завершает художественную форму уже созданную и отлитую в металле или вырезанную из металла.

Материалы и инструменты для чеканных работ

Для чеканных работ используют как цветные, так и черные металлы. Одним из основных свойств металла для данных работ является его пластичность – способность изменяться под действием внешних сил без разрушения и давать остаточную деформацию.

Наиболее часто применяют листы толщиной от 0,4 до 1 мм. Для крупных работ с высоким рельефом применяют и более толстые листы, например красную медь толщиной до 2 мм, а листовой алюминий – 2,5 – 3 мм.

В ювелирном деле применяются также сплавы золота и серебра. Из цветных металлов широко используются прокатные металлические листы красной меди и медных сплавов.

Красная медь, известная с древнейших времен, очень пластична и вязка, легко восстанавливает свои пластические свойства после отжига. Медь легко чеканить, она принимает самую разнообразную форму, допускает выколотку высокого рельефа. Медь хорошо шлифуется, полируется, однако изделия из нее быстро теряют блеск. Медь отличается высокой стойкостью против коррозии, изделия из меди хорошо сохраняются на воздухе. Эти свойства меди сделали ее основным материалом для чеканных и дифовочных работ при изготовлении орнаментальных композиций и скульптур.

Наиболее распространенными медными сплавами, которые применяют при чеканке являются бронза, латунь, томпак.

Очень легко поддается чеканке алюминий, но он требует в силу низкой температуры плавления предосторожностей при отжиге.

Мельхиор и нейзильбер обладают достаточной пластичностью, хорошо полируются, легко принимают разнообразную отделку и различные оттенки при воздействии растворов гипосульфита натрия и уксуснокислого свинца.

Дюраль – металл более жесткий и чеканить его довольно сложно, а при вытяжке глубоких рельефов трудно избежать трещин и разрывов, однако он вполне пригоден для некоторых работ. Дюраль дает при отделке интересные имитации серебра.

Мягкая, малоуглеродистая сталь, предварительно отожженная и протравленная, так называемый декопир довольно трудна в чеканке по сравнению с медью, но в отделке красива. Низкоуглеродистая сталь и кровельное железо при чеканке позволяют вытягивать любые рельефы в крупных декоративных работах, не требующих тонкой деталировки.

Нержавеющая сталь (хромоникелевая) является красивым материалом, но чеканится трудно. Применяют ее для крупных декоративных наружных изделий: монументов, памятников и т.д.

Выбирая для чеканки листовой материал, нужно знать, что он не должен расслаиваться, иметь выбоины, пузыри, пятна, трещины и царапины.

Перед работой твердые металлы нужно отжигать паяльной лампой или в муфельной печи. Температура отжига для меди – 650 – 700°С, для латуни – 620 – 650°С, алюминия – 370 – 400°С, стали – 600 – 650°С. Сплав меди нужно охлаждать в холодной воде.

Инструменты и приспособления

Основными специальными инструментами чеканщика являются различного вида чеканы, особые металлические и деревянные молотки.

Чекан представляет собой металлический или деревянный стержень с особой обработкой нижней части – боя.

Длина чекана от 120 до 170 мм. Сечение его может быть четырехгранным, круглым, прямоугольным, квадратным и т.д.

В средней части чекана стержень слегка утолщают, лучше, если он в сечении имеет четырехгранник со снятыми фасками. Такой чекан удобен в работе и гасит неприятные вибрации инструмента при ударе.

Чеканы в зависимости от назначения можно разделить на следующие группы : лощатник – чекан с квадратной или прямоугольной формой бойка.

Применяется для выглаживания, выравнивания плоскостей с ровных поверхностей. Может быть с гладким и шероховатым боем со специальной насечкой для придания выглаживаемой поверхности матового фона.

Расходник (обводной чекан). С его помощью на металле воспроизводят контур рисунка.

Расходник может быть широким, острым, узким. Широкий дает возможность получить менее четкую мягкую линию, острый – более глубокую. Расходники имеют прямую и полукруглую (для прямых и кривых линий) линию боя.

Канфарник – чекан с заостренным концом в виде тупой иглы. Конфарники могут быть круглыми и восьмигранными. Служат они для перевода рисунка с бумаги на металл, а также для отделки фонов точками. Изготовляют канфарники на токарном станке и слесарным способом из углеродистой стали.

Бобошники – чеканы с овальным, продолговатым, бобовидным боем, имеют разнообразные закругления рабочей части и размеры. Служат для выбивания выпуклого рельефа.

Пурошник – чекан с круглой сферической головкой разных размеров. Служит для подъема полукруглых сферических форм при чеканке с изнанки и получения ямочной фактуры при работе с лицевой стороны.

Трубочка – чекан, бой которого имеет вогнутую полушаровидную поверхность разного диаметра и глубины. На металле дает выпуклый сферический отпечаток.

Три группы чеканов – лощатники, бобошники, и расходники являются основными. С их помощью делают расходку рисунка (начальная стадия чеканки), выколотку рельефа (последующая стадия чеканки) и окончательную обработку чеканного рельефа.

Чеканы специального назначения применяются для получения поднутрений на рельефе или достижения специальных целей при производстве чеканки.

Пуансон (фигурный) чекан. На его рабочей части гравировкой или с помощью слесарного инструмента – надфиля, сверла и т.п. выполняют фрагменты орнамента, цифры, буквы.

Рисунчатый чекан по форме похож на лощатик, но дает рисунчатый отпечаток, например звездочку, крестик, решеточку, полосатость и т.д. Используется для обработки деталей и отделки фона, когда гладкий фон не подходит.

Сечка – чекан по форме похож на зубило с остро заточенными плоскими и полукруглыми лезвиями. Применяется для просекания фона при ажурных просечных работах.

При чеканке различных объемных полых изделий для выколотки рельефа на объемной форме изнутри применяются длинные изогнутые чеканы – крюки и трещотки. Они представляют собой массивные стальные стержни, изогнутые под прямым углом. Рабочие концы крюков делают то более плоскими и округленными, то более узкими и острыми, но притупленными, чтобы они не прорывали металл.

Такие же формы и у рабочих концов трещоток. Изготавливают такие чеканы из углеродистой инструментальной стали У7 и У8. Для изготовления таких чеканов хорошо использовать упругую пружинную сталь, чтобы во время ударов чеканы меньше деформировались и лучше вибрировали.

Металлические чеканы, также как крюки и трещотки, изготовляют из углеродистой стали марок У7 и У8. Пруток круглого, квадратного или прямоугольного сечения режут на заготовки, зажимают в тисках, с помощью напильника придают рабочей поверхности (бою) желаемую форму, шлифуют наждачной бумагой, полируют и закаливают с последующим отпуском. Для закалки отполированный бой чекана нагревают паяльной лампой или токами высокой частоты до 750 – 850°С и быстро опускают в воду для охлаждения. После закалки чекан становится очень твердым и хрупким.

Для устранения этого недостатка его опускают, снижая внутренние напряжения и смягчая действие закалки. Отполированный инструмент снова нагревают до 250 – 300°С и охлаждают в воде. Закалку проверяют напильником с мелкой насечкой. Если напильник свободно скользит по бою чекана, не срезая опилок, значит чекан закален хорошо. Бой инструмента после закалки полируют на полировальном круге и проверяют, нет ли на его рабочем конце трещин. При изготовлении чеканных работ на тонких пластичных металлах, таких как медь, алюминий толщиной до 0,5 мм применяют расходники с деревянной ручкой.

Часто при выколотке крупных глубоких рельефов применяют деревянные чеканы. Они хорошо выравнивают фон, а при вытяжке рельефов меньше подвергаются наклепу.

Делают такие чеканы из твердых пород дерева (дуб, ясень, рябина, граб, клен, береза, бук и др.) с утолщением в серединной части остова. Рабочая часть чеканов может быть плоской, круглой, острой. Удары по деревянному чекану можно наносить металлическим и деревянным молотком.

От деревянного чеканы меньше разбиваются, но работать удобнее металлическим, так как его размеры меньше. Рабочую часть деревянного чекана тщательно выравнивают напильником с мелкой насечкой и шлифуют наждачной бумагой.

Размеры чеканов по сечению и молотков по массе зависят от рода выполняемых работ. Для небольших ювелирных работ применяют чеканы, откованные из тонких стальных стержней сечением 3 – 4 мм, для крупных – 15 – 20 мм. Выполняя чеканные работы на тонких пластичных металлах, например медь, алюминий толщиной 0,4 мм используют ручной расходник с деревянной ручкой. Линии расходки получаются четкими и глубокими.

Важным инструментом мастера являются чеканные молотки. Их специфическая форма выработана и усовершенствована многовековым опытом.

Молотки в зависимости от назначения могут быть выполнены из металла, дерева, резины, кости.

Металлические служат для выколачивания различных форм и для удара по чекану. Один конец молотка имеет сферическую (полукруглую, шаровидную) форму, другой – плоскую квадратного или округлого сечения. Деревянные и резиновые молотки служат для вытяжки рельефа и разравнивания форм.

Изготовляют молотки из углеродистой стали марок У7 и У8. Масса от 70 до 300 г. Наиболее широко применяют молотки массой 120 – 200 г.

Молотки для чеканки изготовляют токарным или слесарным способом. При изготовлении слесарным способом они будут иметь квадратное сечение нижнего боя и средней части. Переходы (шейки) от средней части к бойкам – скругленные или круглые, верхний боек имеет полушаровидную форму.

При изготовлении токарным способом молотки имеют по всей длине круглое сечение. Диаметр бойков может быть различным. Нижний диаметр – большой для удобства наносить удары по чекану, верхний – меньше, что сделано в целях большей устойчивости молотка.

Рабочую часть молотка – бой тщательно шлифуют, полируют, закаливают, отпускают и еще раз полируют.

Для удобного пользования ручка молотка должна иметь изгиб и утолщение на конце, такая форма легко и удобно ложится в ладонь и не утомляет руку.

Для молотков с большой массой, предназначенных для вытяжки рельефов на крупных работах, ручки делают прямыми.

Ручки молотков для чеканки изготовляют из твердых пород дерева – граба, бука, дуба, березы, шлифуют наждачной шкуркой и покрывают смоляным лаком.

Приспособления, оборудование и дополнительное оснащение для чеканных работ

В светлой мастерской для чеканных работ необходимо разместить рабочее место для мастера и оборудование.

Стол, за которым работает чеканщик должен быть удобным с индивидуальным освещением не дающим теней и с отражательным щитком, что особенно важно для чеканки ювелирных изделий. В столе должны быть несколько выдвижных ящиков, среди которых ящик для инструментов – молотков и чеканов.

Стул должен быть удобным, с вращающимся сиденьем и регулируемой высотой. В мастерской должна быть раковина с проточной водой для промывки изделий после отбела и обработки их химикатами.

Для мастера необходим набор слесарных инструментов, в который входят ручные ножницы для резки металла, плоскогубцы, кузнечные клещи, напильники, надфили, рифлевки, стальные линейки длиной 500 – 1000 мм, угольники, зубила, слесарные циркули и другие инструменты.

Для выполнения слесарных работ по изготовлению и правки инструмента, зажима и специальных чеканов служат стуловые тиски. Заточные станки необходимы для изготовления, правки и заточки инструмента.

Кроме заточных станков необходимы шлифовально-полировальные станки, токарные, сверлильные и пескоструйные установки для отделки изделий, а также электродрель, которую применяют для полировки труднодоступных мест на рельефе чеканки, при сборке и монтаже.

Для чеканки рельефа с предельной точностью используется смола, которая служит для закрепления листового материала при его обработке. Для ее приготовления используют битум марки 4 или 5, который расплавляют в котле, затем при постоянном помешивании добавляют наполнитель – 10 – 30 процентов от общего объема.

В качестве наполнителя используют просеянный песок или золу, формовочную землю, сухой красочный пигмент – охру, сурик; для большей вязкости и мягкости добавляют воск – 5 – 10 процентов, для большей клейкости и прочности – канифоль.

Смолу разогревают и заливают ванны или ящики для чеканки по листу. Для небольших работ служат эмалированные металлические фотованны (400 – 450 мм, высота бортов 50 мм), для больших – деревянные ящики 500х500х50 или иных размеров.

Вместо ящиков можно использовать мешки из прочной брезентовой ткани, наполненных чистым просеянным речным песком. Форма и размеры мешков различны.

Толщина наполненного песком мешка должны быть не менее 120 мм. Большие монументальные работы выполняются в основном на мешках с песком. В качестве подкладок используют листы из свинца, резины, а для обработки отдельных фрагментов чеканного листа или для мелких работ используют войлок.

Для приготовления, разогревания смолы и насмолки чеканных пластин применяют паяльные лампы, электронагреватели, кузнечные горны.

Для выравнивания фонов, набивки фактуры на плоских чеканках применяют стальные и чугунные плиты, деревянные доски.

Среди иного оборудования для чеканных работ, необходимы:

1. травильные ванны из кислотоупорного материала для травильных и отбеливающих растворов;

2. гальванические ванны с выпрямителями для гальванопокрытий;

3. вытяжные шкафы и зонты для химической обработки, патинирования и оксидирования изделий;

4. химическая термостойкая посуда;

5. электроплитка для подогрева растворов;

6. ртутные термометры со шкалой до 100 градусов;

7. шлифовальные и полировальные круги, пасты, абразивный порошок для шлифования и полирования, кислоты, химические реактивы;

8. кисти и щетинные щетки;

9. ящик с древесным опилками для просушки изделий;

10. брезентовые перчатки.

Для закалки молотков и чеканов, отжига мелких изделий служит муфельная печь (температура нагрева 1000 – 1200°С.

Технология чеканки

Технология чеканки по листу включает следующие этапы работ: подготовка рисунка, подготовка металла, перевод рисунка на металл, расходка контура рисунка, отжиг, насмолка, выколотка рельефа, опускание фона, вторичный отжиг и насмолка, окончательная доработка рельефа и выравнивание фона с набивкой фактуры, отбеливание, промывка, панирование, отделочные операции.

Подготовка рисунка. Создание эскиза, который должен давать ясное представление о задуманном произведении, его тематическом, образном и композиционном решении. Эскиз разрабатывается в небольшом масштабе, обеспечивающем восприятие рельефности чеканки.

Если произведение предусматривает использование использование одного металла, эскиз выполняют в монохроме, если несколько металлов и других материалов – в цвете. Затем рисунок будущего произведения переносится на картон в натуральную величину. Это дает возможность ясно представить характер чеканки и ее глубину. С картона снимают кальку-шаблон, которая служит копией. С кальки-шаблона рисунок переводят на металл. В случае необходимости ее можно разрезать на отдельные фрагменты. В то же время картон сохраняется и служит контрольным рисунком по уточнению глубины рельефов, проработки формы и фактуры.

Подготовка металла. Согласно эскизу и размерам картона выбирают нужный металл. Размер листа должен быть примерно на 40 мм больше, чем рисунок. Этот запас нужен для отбортовки краев металла при насмолке и удержания пластины в смоле. Лишний металл обрезают ножницами. Приготовленный лист деревянным молотком разравнивают на правочной плите и проверяют его качество, смотрят нет ли трещин, наслоений, расслоения, бугристости и т.д. Если дефектов нет, приступают к следующей операции – переводу рисунка на металл.