9.1. Гипотезы возникновения
и древние технологии литейного производства
Для древнего (первобытного) человека первые самородки металлов (Cu, Au, Ag и др.) были не чем иным, как камнем. Но в отличие от ранее известных, эти камни имели блеск и легко изменяли свою форму под ударами камня или каменного молота.
Как возникла плавка металла – пока неизвестно.
Можно предложить несколько гипотез:
1. Первобытный человек издавна сооружал очаги из камня для приготовления пищи, совершения ритуальных церемоний или для иных целей, например, обогрева жилища и т. д.
В этот очаг могли попасть самородные металлы, которые плавились, собирались в углублении очага и после окончания действия очага затвердевали и принимали форму углубления.
2. По мнению В. М. Ломоносова, Тита Лукреция Кара, выплавка металла могла быть связана с большим пожаром, при котором происходило расплавление самородков и медной руды.
В поэме «О природе вещей» Тит Лукреций Кар (Titus Lucretius Caris), римский поэт и философ-материалист в I в. до н. э. так объясняет возникновение литейного производства:
«Пламени жар
От каких бы причин не возник,
Он дебри лесов пожирал с ужасающим треском и шумом,
Вплоть до глубинных корней,
И огнем выжигалася почва.
Золото и серебро заструились потоком обильным
Всюду из жил раскаленных земли и
Стекались в углубления, так же как медь и свинец.
А когда отвердели металлы
И на земле засверкали впоследствии цветом блестящим,
Люди, плененные блеском и прелестью,
Их поднимали и замечали при этом,
Что слитки всегда сохраняли форму,
Похожую на замыкавшие их углубления.
Было открыто тогда,
Что металлам расплавленным жаром
Может дана быть фигура и форма,
Какая угодно».
[Лукреций Кар. О природе вещей. Изд. АН СССР, 1946].
Первые отливки были случайной формы, не имели специального назначения, а являлись заготовками для перековки в готовые изделия. Металлографический анализ подтвердил это предположение. Позже, когда человек обнаружил замечательное свойство сплавов меди давать точный отпечаток контуров и рельефа сосудов, куда заливали жидкий металл, он начал придавать этому сосуду форму и рисунки будущего изделия. Так появились первые формы и отливки.
В Египте на росписи гробницы Рехмира в Фивах XVIII династии Нового царства изображены простые приемы древних литейщиков, но это лишь условное упрощение. В действительности египетские литейщики в то время умели получать сложные полые отливки, т. е. изготавливать формы с применением стержней по восковым моделям, о чем будет сказано ниже, рис.112.
Рис.112. Плавильщики и литейщики (фрагмент росписи из гробницы в Фивах. XVIII династия, примерно 1450 г. до н. э. ) [38]
Здесь, в литейной мастерской, мы видим работу 12 мастеров, которые осуществляют загрузку исходных материалов в тигель, ведут процесс плавления металла и подачу воздуха в горн; если прежде медники раздували горн ртом через трубки, то в рассматриваемое время уже появляются ножные мехи, причем каждый из двух медников, раздувавших горн, орудовал двумя мехами. Далее на схеме показана выемка тигля из горна, разливка металла в формы и, наконец, поднос формовочного материала. В тексте на рисунке поясняется, что производится отливка больших бронзовых дверей для храма из металла, доставленного из Сирии.
Первоначально для литья использовали формы из влажной глины. Отпечаток модели в этих формах получали путем вдавливания. Примитивные открытые формы также вырезали из камня или обожженной глины и заполняли расплавленным металлом. Обычно выбирали мягкие камни, например, известняк, сланцы и в них острым твердым камнем вырезали углубления, рис.113,а. Позднее появились каменные закрытые формы, рис.113,б, рис.114.
 |
 |
а) |
б) |
Рис.113. Каменные литейные формы: а – открытые;
б – закрытые двухгнездовые . Нач. I тысячелетия. Киргизия [5]
Рис.114. Каменные формы из Восточного Казахстана
Для того чтобы получить полость, в форму вставляли твердый предмет (из металла, дерева, глины и проч.), вокруг которого затвердевал металл.
Достоинства и недостатки каменных форм:
• трудность и длительность изготовления каменной формы;
• многоразовость использования каменной формы;
• износ кромок каменной формы и постепенная (от отливки к отливке) потеря четкости рельефа.
Для изготовления объемных трехмерных предметов сначала изготовлялся сам объект (т.е. модель) из воска или другого материала, например, дерева, и покрывался глиной. Когда глиняная форма высыхала, ее разрезали пополам и удаляли модель. После этого обе половинки вновь соединяли и заполняли расплавленным металлом.
Наиболее древней художественной отливкой является медная статуэтка быка из Эль-Обейда (Ирак), конец VI-середина IV века до н.э., рис.115.
Рис.115. Медная статуэтка быка из Эль-Обейда
С середины III тысячелетия до н.э. в Месопотамии, а со II тысячелетия в Египте вслед за применением примитивной техники литья в открытые формы (из камня, песка, дерева и проч.) появилось литье в створчатые формы из глины, снятые с лепной или резной модели.
Отлитые в них части круглой скульптуры и сосудов скрепляли оловом. Места соединения сглаживали чеканкой, которой также прорабатывали рельефные детали, что усиливало их контраст с обобщенно- монументальными поверхностями, часто полированными. Иногда чеканка дополнялась гравировкой. Так, медная голова Саргона Древнего из Ниневии, XXIII в. до н.э., рис.116,а, настолько четко была подвергнута гравировке, что дала повод высказать некоторым исследователям предположение об изготовлении ее методом чеканки и отождествить ее с золотым чеканным шлемом Мескаламдуга (правитель Ура) из гробницы Месилима, рис.116,б [48, 50].
а) б)
Рис.116. Медная голова Сарагона Древнего (а);
золотой шлем Мескаламдуга из гробницы Месилима (б)
На Ближнем Востоке, на Крите с конца II тысячелетия до н.э. бронзовые изделия украшались более дробным рельефом и инкрустацией из меди, серебра, иногда золота (орнаменты, сложные надписи, сцены битв, охота, рис.117, придворные развлечения).
Рис.117. Бронзовый кинжал из микенской гробницы (Крит),
инкрустированный золотыми изображениями сцены охоты
В Древнем мире одновременно с каменными формами использовалась сложная техника литья, известная как метод «вытопленного воска», или техника литья с «потерей восковой фигуры». При этом методе литья сначала готовили восковую модель, затем ее покрывали глиной и оставляли в ней небольшое отверстие. После того как глина затвердевала, воск вытапливали и на его место заливали расплавленный металл. Восковая фигура (модель) при этом методе уничтожалась (терялась), что и дало название этому методу. Данная технология еще в глубокой древности была доведена до совершенства и на протяжении веков вплоть до нашего времени является основной при производстве художественного литья.
Неизвестно, кто впервые изобрел эту технику литья, но некоторые предметы из гробницы Тутанхамона (он умер около 1352 г. до н.э. в возрасте 18 лет) были изготовлены именно таким способом. Это дало основание некоторым исследователям [48] предположить, что его изобрели в Древнем Египте.
В то же время, замечательный русский ученый-литейщик, доктор технических наук, профессор Н.Н.Рубцов, знаток истории литейного дела [41], называет способ литья по восковой модели древнекитайским. Технология древнекитайского метода литья по восковой модели заключалась в следующем. Сначала готовился из гипса или глины стержень-болван, имеющий грубо приближенное очертание будущего изделия, рис.118,а. Затем мастер-художник, в большинстве случаев он же литейщик, лепил на этом болване восковую модель, рис.118,б, после чего, прикрепив к модели восковую литниковую систему, приступал к изготовлению формы.
Формовочная смесь, разведенная до консистенции сметаны, наносилась на модель тонкими слоями.
а) б)
Рис.118. Древнекитайский метод литья по восковой модели:
а – глиняный болван; б – восковая модель
