УДК 621.73, 621.73.01, 621.73.011

Особенности ковки изделий повышенной сложности из цветных металлов (медь, латунь) на примере изготовления цельнокованой обувной лопатки и других изделий. Патинирование цветных металлов

Билецкая Анна Вячеславовна – кузнец художественной ковки частной кузницы, индивидуальный предприниматель.

Аннотация: В статье автор определяет особенности работы с цветными металлами, такими, как медь и латунь. Дана небольшая характеристика цветным металлам. Приведены примеры работ. Акцентировано внимание на патинирование изделий.

Ключевые слова: медь, латунь, цветной металл, патинирование.

Все металлы и сплавы можно разделить на черные и цветные. К первой группе относятся железо, сталь, чугун, ко второй – медь, свинец, цинк, олово, дуралюмин и другие. В процессе ковки мастер художественной ковки использует стали различных марок, цветные металлы и сплавы, они различаются по физическим, механическим и технологическим свойствам. В данной статье автор делится своими методами и подходами работы с более сложными - цветными металлами, такими, как медь и латунь.

Медь имеет плотность – 8,94 г/см³; температуру плавления 1083^оС. Одним из характерных свойств меди является ее высокая электропроводимость, поэтому медь находит широкое применение в электротехнике. Технически чистая медь маркируется М00, М0, М1, М2, М3, М4.

Механические свойства меди низки, поэтому в качестве конструкционного материала данный металл находит ограниченное применение. Увеличение механических свойств, достигается за счет создания разных сплавов на медной основе.

Выделяют две группы медных сплавов: 1. латуни – сплавы меди с цинком; 2. бронзы – сплавы меди с другими, кроме цинка, элементами.

Медь, благодаря своей мягкости и податливости в обработке, обладает своими индивидуальными особенностями. После ковки «на холодную», прочность изделия возрастает настолько, что оно приобретает даже некоторую упругость. Использование различных сплавов меди с другими металлами приобрело большее значение, чем чистая медь. Например, среди медных сплавов можно выделить медно-серебряные и медно-золотые сплавы.

Раньше знания о химическом составе разных материалов, были ограниченными. В состав сплава входили незначительные следы посторонних примесей, содержащихся в меди.

Латунь – это медно-цинковый сплав, который содержит 70% меди и 30% цинка. Температура плавления латуни: 880-950^оС. Повышение количества цинка до 45% в латуни приводит к увеличению свойств прочности. Латунь высоко ценится за свою схожесть на золото при полировке. Металл имеет хорошую коррозийную стойкость. Это свойство повышается присадкой небольшого количества олова. Латунь – хороший материал конструкций, работающих при отрицательных температурах.

В качестве примера работы с цветными металлами, рассмотрим изготовление цельнокованой обувной лопатки. Для начала берем «кругляк» меди или латуни 30 мм Ø и длиной 200 мм (рис. 1). Ковку желательно начинать при приглушенном свете в кузнице, так, как при дневном свете в кузнице очень тяжело увидеть процесс нагревания цветных металлов. Нагрев металла перед ковкой – это ответственная операция. Правильный нагрев, обеспечивает высокое качество детали, облегчает ковку, ускоряет процесс получения нужной формы и размеров поковки. В результате неправильного нагрева, возможны простои рабочих и ковочного оборудования, порча металла и появление в нем дефектов, которые приводят к поломке детали.

Нагрев вызывает структурные превращения в металле и изменяет его свойства. Многие металлы, нагретые до нужной температуры, становятся пластичными и хорошо деформируются.

При следующем этапе – работе на пневмомолоте, необходимо следить за температурным режимом. Как только заготовка потемнеет, необходимо прекратить работать на пневмомолоте, так, как заготовка может лопнуть, поэтому ее необходимо нагреть заново.

Рисунок 1. Заготовка обувной лопатки.

Цветные металлы подвержены растрескиванию при работе «на холодную».

При дальнейшем оформлении цельнокованой обувной лопатки, мы переходим к процессу торсирования на самодельном станке для скручивания металла (рис.2,3,4,5).

Рисунок 2. Станок для торсировки металла.

Рисунок 3. Станок для торсировки металла с лопаткой для обуви.

Рисунок 4. Станок для торсировки металла с лопаткой для обуви.

Рисунок 5. Станок для торсировки металла.

Торсирование – это скручивание заготовки относительно своей оси. Скрутку возможно делать равномерную или с различной кривизной, одностороннюю или двустороннюю. Сложность торсировки цветных металлов заключается в том, что при нагреве заготовки мы плохо видим цвет нагрева. Нагреваем металл резаком или газовой горелкой до цвета «побежалости» и начинаем скручивать.

Готовое изделие на завершающем этапе подвергается декоративной отделке. Она улучшает внешний вид предмета, защищает его от коррозии. С него легко удаляются всевозможные загрязнения. Мастера каждый раз изобретали способы отделки цветного металла. Они научились шлифовать и полировать поверхность, придавать ей, если нужно шероховатую фактуру, окрашивать. Легко до зеркального блеска полируется медь и латунь. Полированию, как правило, предшествует шлифование, которое выравнивает поверхность металла, удаляя различные вмятины, царапины и выступы. Шлифование выполняется с помощью абразивных материалов естественного происхождения – корунда, алмаза, кремния и других. Сначала шлифовку выполняют крупнозернистой наждачной бумагой, потом переходят к самой мелкозернистой. Рельефные поверхности шлифуют, нажимая на шкурку ладонью или пальцем. Удобнее все же полировать готовое изделие на гриндере, используя специальные шлифовальные ленты.

На последней стадии шлифовки применяют разные шлифовальные пасты. Раньше применяли мельчайший порошок из толченного красного кирпича, его хорошо использовать для очистки самоваров и другой посуды. Кирпичная мука снимала образовавшиеся на поверхности металла окислы, открывая чистый металл.

Отшлифованное металлическое изделие полируется с помощью специальных полировальных паст, в которые могут входить мел, известь, доломит, окиси хрома, алюминия, железа (рис.6,7,8).

Рисунок 6. Медные и латунные обувные лопатки.

Рисунок 7. Латунная обувная лопатка с рогом оленя.

Рисунок 8. Обувная лопатка из нержавеющей стали с рогом оленя.

Часто для полирования применяется паста ГОИ (Государственного оптического института). Основу пасты составляет окись хрома. Полирующие свойства есть и у бумаги: в ее состав входит каолин.

При пайке медных или латунных изделий, например, розы, скульптуры, картины, подстаканники, номерных табличек (рис.9,10,11,12,13,14,15,16,17), на поверхности остается флюс (бура), чтобы ее очистить, самый простой и быстрый способ — это прокипятить в растворе лимонной кислоты (на 3 л. воды, 1 ст. ложка лимонной кислоты). Кипятить до момента, пока изделие не станет чище.

Рисунок 9. Медная вывеска для частного дома.

Рисунок 10. Медный глаз. Образец.

Рисунок 11. Архангел. Медная скульптура.

Рисунок 12. Медная подставка под стакан.

Рисунок 13. Медная роза.

Рисунок 14. Картина из меди. Чеканка.

Рисунок 15. Футбольный кубок из нержавеющей стали с латунными элементами.

 

Рисунок 16. Стальной сокол. С латунными элементами. Скульптура.

Рисунок 17. Стальной сокол с медными и латунными элементами.

Благодаря патинированию металла, изделию придается декоративный вид и происходит защита металла от разрушения. Это получается за счет тонкой пленки. Существует множество способов патинирования поверхности. Выбор химических веществ и методы их использования зависят от состава основного металла и выбранного цвета (рис.18). На фотографии представлен небольшой выбор фирм для работы с патиной. Патинирование покрытия очень прочны благодаря химической реакции, происходящей на поверхности основного металла.

В процессе химической обработки небольшое изделие погружают в раствор целиком, а более крупное смачивают с помощью кисти. Добившись нужного цвета, промойте изделие в чистой воде и высушите, после этого изделие покройте защитным матовым лаком. Вы увидите, на сколько металл меняет свой цвет и преображается.

Рисунок 18. Образцы растворов для патинирования.

В заключении хотелось бы отметить, что эта информативная статья, личный опыт работы с цветными металлами автора.

Список литературы

1. Коньков А.С. «Кузнечное производство». Издательство «Машиностроение», Москва 1966 г.
2. Мозберг Р.К. «Материаловедение». Валгус, Таллин 1976г.
3. «Мир металла», журнал 4-5/44/2009 г.
4. Скраливецкий Е.Б. «Цуба – легенды на металле». Санкт-Петербург, Атлант, 2006 г.
5. Федотов Г.Я. «Чеканка, басма, насечка…». «Сделай сам», журнал. Издательство «Знание», Москва, 1989 г.