Ливарні техніки

Що таке бронза?
Бронза, яка в даний час використовується в ливарних цехах, зокрема в Північній Америці, являє собою сплав 95% міді, 4% кремнію, 1% марганцю та слідів інших металів, завдяки чому бронза стає твердішою, високоякісною. Цей сплав походить з американської аеронавтики. В Європі бронза все ще в основному складається з 85% міді, 5% олова, 5% свинцю та 5% цинку.

У мікрофонці Музею бронзи в Інвернессі використовуються різні техніки лиття з бронзи: техніка вогнетривкого каменю, техніка керамічної оболонки та піщана техніка.

Трохи історії
Бронза не завжди була такою, яку ми знаємо сьогодні. До того, як відкрити всі його секрети, дорогоцінні метали, золото, срібло, електрум використовувались вже в 4000 р. До н. Е. Звичайні метали, такі як мідь, бронза та залізо, зі свого боку, використовувались ще в 3000 р. До н. Е.

Сирія не має металів на поверхні. Тому вона імпортує їх з гір Анатолії, на північ від Месопотамії. Мідь (самородний метал) одночасно була природним сплавом, в тому сенсі, що на Близькому Сході його змішували з миш'яком до частки 15%.

Перша обробка проводилася на місці шляхом видобутку руди та її подрібнення. Після видобутку міді її відливали у злитки, а потім транспортували до міст, де ремісники виготовляли інструменти та зброю.

В якості другої обробки мідь забивали холодним молотом, роблячи її більш твердою, менш пластичною і більш крихкою, або нагрівали до 400 - 500 ° C і повільно охолоджували, а потім ставали більш еластичними та м'якими, за потреби. Цей природний сплав (мідь та миш’як) використовували для зброї та гострих інструментів. З іншого боку, для більшої стійкості потрібно було зміцнювати мідь, додаючи інший метал - олово. Було виявлено, що додаванням олова до міді (до 15%) отримували бронзу.

Походження олова невизначене. Деякі вважають, що цей метал походить з півдня Месопотамії, Афганістану, тоді як інші (згідно з новими польовими дослідженнями) вважають, що він походить з гірських районів Туреччини, поблизу сирійської території, на північ.

Відкриття бронзи має наслідком революцію у світі металургії.

Бронза була використана ще в 3000 р. До н. Е. Її розплавляли при 1000 ° C, або 1950 ° F, у тиглі з шамотної глини (який може піддаватися більш високій температурі, ніж бронза, до 1800 ° C або 3500 ° F), поміщеному під вугільне вугілля пічі, вкопаної в землю. (Діаграма 1) Отже, температура плавлення бронзи становить 1000 ° C, або 1950 ° F, отримана за допомогою сильфона, що підвищує температуру печі.

Діаграма 1

Існує величезний репертуар предметів, виготовлених з міді та природного мідного сплаву (міді та миш'яку), таких як кинджали, зброя, ножі, звичайний посуд та прикраси всіх видів.

Ливарна техніка
Прийоми, що використовувались у той час, демонструють багато винахідливості. Сучасна ливарня нічого не винайшла, змінилися лише матеріали та інструменти, принцип залишився незмінним: зробити мінус (порожній або порожній у будь-якій формі) в позитив у бронзі. Для виконання цього завдання були використані наступні методики:

Техніка формування вогнетривкого каменю
У техніці виготовлення вогнетривких каменів предмети виливаються у форми з вогнетривких каменів, тобто форми, які витримують інтенсивне нагрівання, не розтріскуючись і не розриваючись. Цей прийом застосовувався кілька сотень років тому.

Археологи довгий час вважали, що використаний камінь був мильним каменем; тепер ми думаємо, що це був більше хлорит.

Під час цієї техніки використовувались два типи прес-форм: відкриті форми та закриті форми (схема 2).

Відкриті мідії
Відкриті форми складаються з цільного шматка, де модель видовблена (або сформована, якщо це глина) і куди заливається розплавлена бронза.

Цей вид цвілі дав змогу виготовляти зброю та прості інструменти в цілому: ніж, кинджал тощо. На нього клали плоский камінь, щоб уникнути окислення; вона також, мабуть, зберігала рівну поверхню форми.

Закриті мідії
Закрита форма, зі свого боку, складається з двох частин. Модель видовбана в кожній з двох частин форми. Розплавлена бронза заливається всередину через отвір по краю (збоку).

Цей вид прес-форми пропонує можливість виготовлення більш складних деталей: сокири з отворами для пройми, перфоровані леза, головки фурми та їх щетина, інструменти скульпторів тощо.

Діаграма 2

Техніка втраченої воскової оболонки (шамотна глина)
Відомо з 4000 р. До н. Е. В Ірані та Месопотамії, тверде залізо поширилося в Греції до кінця VII століття до н. На той час тверді предмети виливали у форми з шамотної глини (пісковика). До цієї глини ми додаємо шерсть тварин, пісок або подрібнений пісковик, щоб зробити його менш міцним і більш пористим, щоб уникнути термічних ударів, які можуть призвести до його розриву (діаграма 3).

Ця техніка була скоріше зарезервована для маленьких фігурок, змодельованих з бджолиного воску (позитивна), покрита глиною (негативна).

Глиняні оболонки випікають у духовці при 600 ° C або 1000 ° F, при цьому бджолиний віск витікає з них через отвори, зроблені для цієї мети в стяжці форми, через які потім заливається бронза. Бронза приймає форму, залишену воском, потім відпускається відчепленням (руйнування глиняної форми шамотної форми) і закінчується.

Діаграма 3

Порожнистий чавун використовує той же процес, що і твердий чавун, але з серцевиною всередині. Бронза розміщується, замість воску, у просторі, що залишився між оболонкою (зробленою з "горщика" з глиною, гіпсом, подрібненою цеглою, піском, екскрементами корів) та серцевиною (схема 4).

Порожнистий чавун змінив твердий чавун приблизно в середині V століття до нашої ери. З порожнистим чавуном це початок родючої ери скульптур. Ця техніка втрачена після класичного періоду і не буде знову відкрита до середини
ХVІ ст. Це дозволяє виготовляти моделі послідовно, виготовляти більші, а часом і монументальні роботи.

Сьогодні в Північній Америці, як і в ливарному виробництві, використовується техніка керамічної оболонки з втраченого воску (схема 4).

Навколо моделі (позитиву), яка може бути з різних матеріалів (дерево, камінь, штукатурка, кераміка, щойно змодельована земля), ми робимо гнучку форму з еластомеру (синтетичного каучуку), яка потім служить негативом.

До моделі воску ми додаємо мережу подачі, виготовлену з чашки та доріжок для розливу, воску та вентиляційних отворів, які дозволять повітрю та газам, що утворюються бронзовим плавленням, виходити під час лиття.

Оболонка виготовлена з колоїдного діоксиду кремнію, цирконового піску та діоксиду кремнію. Керамічна оболонка виготовляється шляхом послідовного замочування на зовнішній і внутрішній стороні воскової моделі (якщо вона порожня). Кожен шар цієї рідини, що складається з колоїдних частинок діоксиду кремнію, посипається кремнеземним піском (цирконом або більш тонким діоксидом кремнію для першого шару).

Десять годин сушіння необхідно між кожним шаром. Оболонка, виготовлена навколо воску, поміщається в піч для депарафінізації при 250 ° C або 500 ° F. Віск, все ще затиснувшись у шкаралупі, витікає. Видовблена оболонка служить негативом. Вона є формою, яка отримає бронзу.

Потім оболонку обпалюють у керамічній печі при 600 ° C або 1000 ° F. Цей випал застигає і скліплює оболонку (для виготовлення скла використовується кремнезем) і дозволяє їй краще поглинати тепловий удар розплавленої бронзи.

Якщо мова йде про лиття одного шматка з бронзи, ми переходимо до загубленої моделі, тобто керамічна оболонка виготовлена безпосередньо навколо цієї унікальної моделі (з легкозаймистого матеріалу: дерева, пінополістиролу, воску тощо). ), який згорить, коли шкаралупа звариться.

Бронза досягає температури плавлення при 1000 ° C або 2000 ° F. Коли вона досягнута, бронза швидко виливається у форму з керамічної оболонки. Бронза охолоджується на 100 ° C або 200 ° F; за хвилину, вам доведеться рухатись швидко.

Таким чином, заливні шляхи, встановлені раніше, використовуються для швидшого і безпосереднього транспортування бронзи до важкодоступних місць до її охолодження. Довжина і розмір бігунів також дозволяють отримати достатній тиск, щоб бронза могла повністю подавати деталь.

Розплавлена бронза замінює віск, що виділився з оболонки, і стає, в свою чергу, позитивним, як відбиток, залишений оригінальною моделлю. Бронза вивільняється відшаруванням (руйнуванням керамічної оболонки). Живильна мережа, яка зараз є бронзою, видаляється (доріжки та наливна чашка). Тонша частина (коли вона порожня всередині) швидше охолоджується, усадка металу поглинається більшими шляхами заливки та чашкою для заливки, що представляє більшу масу бронзи. Це запобігає деформації деталі, спричиненій усадкою металу.

Бронзовий шматок обробляється і шліфується, потім нагрівається факелом, щоб бути патинованим різними хімічними речовинами, кислотами або нітратами, які призводять до окислення бронзи та надання їй різноманітних кольорів залежно від використовуваного продукту та вибору художник: від флорентійського до вердігрі, включаючи коричневі, червоні, блюзові, чорні тощо.

Шар пастоподібного воску наносять гарячим, потім полірують при охолодженні, щоб створити екран між навколишнім повітрям і бронзою, щоб уповільнити його природне окислення.

* Дидактичні елементи виставлені в Бронзовому музеї Інвернессу, щоб проілюструвати процес виготовлення бронзової роботи за допомогою техніки втраченого воску з керамічною оболонкою.

Пісочна техніка
Враження від моделі зроблено в нижній частині піщаної форми. Розплавлену бронзу виливають через заливний шлях (отвір, зроблений у верхній частині піщаної форми) у напрямку до порожнистої моделі. Бронза демолдується, обробляється, патинується (окислення, спричинене хімічними речовинами або мінеральними солями) та вощиться.

Додаткова інформація
Обслуговування бронз
Догляд за бронзою простий. Час від часу вимагає воскового шару. Слід зазначити, що поводження голими руками може збільшити окислення бронзи. Однак відбитки пальців, що утворюються таким чином, легко стираються за допомогою очищувача металів. Ось чому в Бронзовому музеї Інвернессу кожному відвідувачеві надається біла рукавичка, щоб вони могли торкнутися бронзи, не пошкодивши патину.

Валюта
Карбування було винайдено близько 2600 років тому. Найдавніші монети походять від Лідії і були виявлені приблизно в 700 р. До н. Е. Вони були виготовлені з електрому. Срібло служить першим еталоном вимірювання. Тоді його значення обчислюється за вагою, а потім відповідно до назви, що йому дано. Золото також використовували для карбування монет. Потім приблизно в 550 р. До н. Е. Вони були виготовлені в сріблі. Пізніше, приблизно в 300 р. До н. Е., Для монет використовували бронзу, особливо на Близькому Сході, оскільки за часів Римської імперії замість неї використовували золото (завжди зважували точно).

Заробляння грошей
Металевий стандарт, або золото (зважений точніше), срібло, електрум або бронза, нагрівається, щоб вразити два клини, де конструкція видовблена. Ми б’ємося по рухомому клину, який служить відводом. Ще один кут закріплений і служить правим. Його поміщають в ковадло (дерев'яний блок, камінь, метал). Жеребець, притиснутий кутами, бере рельєфно відбиток глибоких конструкцій кутів (схема 5).

Діаграма 5

* Музей бронзи д'Інвернесс у співпраці з Музеєм цивілізації дю Квебек, розташованим у місті Квебек, брав участь у цьому дослідженні бронзи на Близькому Сході 3500 років тому в рамках виставки Сирія, земля цивілізацій, представлена в 2000 рік. Протягом усього літнього періоду технік та засновник мистецтва Бронзового музею Інвернессу Ное К. Блуен продемонстрував бронзове лиття на старих у вогнетривких кам'яних формах, щоб проілюструвати, як це робилося на той час у порівнянні з використовуваними техніками в ливарних майстернях Інвернессу, включаючи мікроливарну. Ілюстровані панно французькою та англійською мовами, а також дидактичні елементи були виготовлені з цього приводу і доступні відвідувачам Бронзового музею Інвернессу.

Пані Мішель Джоаннет, директор Музею бронзи, проводила дослідження та писала тексти, знайдені в цьому розділі.

ФОРТЕН, Мішель. Сирія, земля цивілізацій, Квебек, Éditions de l'Homme, 1999

CRIBB, Джо. Монети світу, Париж, Галлімард, 1990 (колекція Eyes of discovery # 19)

РОМЕЙ, Франческа. Скульптура, Париж, Хатьє, 1995 (Колекція Terre de Sienne)

МУРІ, Пітер Роджер Стюарт. Стародавні месопотамські матеріали та галузі, Нью-Йорк, Оксфордський університет, 1994 (Археологічні докази)

МАТТУШ, Керол К. Пожежа Гефайста, Кембридж (США), Художні музеї Гарвардського університету, 1996 р. (Великі класичні бронзи з американських колекцій)