Энциклопедия Технологий и Методик

оооооооооооооооооооооооо

Энциклопедия Технологий и Методик
 
Технологии по работе с металлом
 
Металлография

Объемная металлография

Метод объемной металлографии заключается в получении художественного изображения на поверхности металла путем многоэтапного графического воспроизведения этого изображения посредством нанесения бороздок на металл и патинирования этих бороздок.

 

Реализация объемной металлографии.

Схема осуществления объемной металлографии представлена на рис. 1. Поверхность металлической пластины патинируют согласно цветовой гаммы воспроизводимого изображения. В соответствии с изображением часть патины и поверхность слоя металла удаляют режущим инструментом, прочерчивая борозды остроугольной формы. Полученные таким образом борозды вновь патинируют в различные цвета согласно характеру воспроизводимого изображения. Эти две операции: нанесение борозд и их патинирование могут повторяться несколько раз, по их окончании всю поверхность пластины покрывают бесцветным прозрачным лаком Комбинация патинированных в различные цвета плоскостей металла и борозд, а также сочетание направлений прочерченных непатинированных борозд, образующих нитевидные микропризмы по отношению к падающим лучам света, создают эффект цветного многомерного рисунка при зрительном восприятии изображения.

 

Технологические приемы реализации объемной металлографии.

Прежде всего нужно уяснить, что качественное многоцветное изображение с объемным эффектом не удастся получить в течении часа после прочтения данного материала. Для последующей работы потребуется изготовление инструмента и тренировки с целью уверенного владения им. Нанесение борозд на металлическую поверхность осуществляется штихелями и иглами. Штихель - это своеобразный стальной резец длиной 100-120 мм, закрепленный в деревянной ручке специальной формы длиной 30-70 мм. (см. рис. 2.). Штихели различают по форме их поперечного сечения и форме режущей части. Штихели одного профиля делятся по номерам в зависимости от их толщины.

 

Виды штихелей.

Вырезной штихель - шпицштихель. Этот вид наиболее распространен, имеет 20 номеров. Боковые стенки выпуклые, клинок - прямой, угол заострения лезвия 30-45°.

Шпицштихель используется для гравирования контура рисунка, прорезания глубоких борозд, четких штрихов (см. рис. 2А).

Прорезной штихель - мессерштихель. Рабочая часть имеет клинообразный профиль со слегка закругленной режущей кромкой; угол заострения лезвия 15-30°. Мессерштихели делятся на толстые и тонкие; тонкие предназначены для прорезания очень тонких (толщиной с волос) борозд, толстые - для выполнения борозд резких, четких при гравировании начисто, окончательно (см. рис. 2Б.).

Грабштихель. Клинок грабштихеля - изогнутый с прогибом от 3 до 8 мм, в сечении имеет форму ромба, угол заострения лезвия 30-90°. Используется для обработки больших плоскостей (см. рис. 2В).

Растровый штихель - шатирштихель. Лезвие шатирштихеля имеет мелкую зубчатую насечку, шаг которой от 0,1 до 0,4 мм. Шатирштихель имеет семь номеров и применяется для штриховки (см. рис. 2Г).

Штихели изготавливают вручную из инструментальной стали марок У12 и 13Х, ХВГ. В качестве замены подойдут небольшие тонкие напильники, надфили, лезвия опасных бритв и т.д. При изготовлении штихелей, к примеру из надфилей, последние необходимо отжечь, т.е. нагреть до температуры 300-350°С и охладить на воздухе. После этого на шлифовальном круге получают необходимую форму штихеля. Для этого со стороны спинки делают аншлиф (срез), при этом высота лезвия рабочей поверхности штихеля должна быть от 1,4 до 3 мм. Боковые ребра штихеля скругляют. После изготовления штихеля «начерно» его необходимо закалить. Как правило, закалка указанных выше сталей производится следующим образом: нагрев до температуры 800-850°С и охлаждение в минеральном масле. После закалки приступают к заточке на мелкозернистом шлифовальном круге. Локоть руки при заточке нужно держать на весу неподвижно, кисть же руки направлять к себе и обратно, плотно прижимая штихель к шлифовальному камню, и следить за тем, чтобы плоскость режущей части затачивалась под углом 45°-55°. Если угол заточки получился менее 45°, то штихель при гравировании будет срезать металл неравномерно, рывками; при заточке более 55° движение штихеля будут скользящими. Площадка (лобовая), образовавшаяся между режущей кромкой и срезом (аншлифом), должна быть как можно меньше, чтобы обеспечивать наилучший обзор места реза. При заточке шлифовальный круг смачивают машинным маслом или керосином. Заусенцы снимают на глянцевом оселке (осколок фарфора). Лезвие, при необходимости, заполировывают на шлифовальном круге из кожи с применением пасты ГОИ.

Иглы в объемной металлографии используются при отсутствии штихелей для нанесения мелких борозд. Иглы могут использоваться, как швейные, так и из чертежных наборов. Для удобства работы с иглами используют зажимы.

Таким образом, нанесение борозд на металлическую поверхность будет осуществляться при помощи штихелей, игл; могут использоваться и другие гравюрные приспособления для ручного двумерного гравирования. Тренировка в нанесении борозд заключается в следующем: нужно научиться наносить хотя бы одним штихелем прямые борозды одинаковой толщины. Затем осваивают нанесение штриховых, пересекающихся, ломаных и волнистых линий. Этих навыков будет достаточно для создания композиций методом объемной металлографии. Упражнения проводят на медных или латунных пластинках. Глубина наносимых борозд должна составлять от 0,05 до 0,1 мм, т.е. сверхусилий к штихелю прилагать не нужно. Штихель располагают в рабочей (правой или левой) руке так, чтобы ручка тыльной стороны упиралась в ладонь. Сам штихель укладывается на согнутый указательный палец и прижимается сверху большим пальцем. Сила давления штихеля на металл регулируется большим пальцем правой (левой) руки, который может упираться для удобства в большой или средний палец правой (левой) руки. Прорезание борозд начинают от вершины угла (начала линии) при легком нажатии на штихель. Борозды для исключения образования ступеней прорезают одним движением, без отрыва штихеля от металла.

Следующая операция, применяемая в объемной металлографии - химическое патинирование. Патинирование в ювелирном деле - это нанесение декоративного поверхностного слоя на изделия из недрагоценных металлов. Покрытие слоем патины (оксидными или сульфидными пленками) придают металлу оттенки различных цветов, На практике целесообразно иметь под рукой проточную воду и несколько бутылочек с растворами различной концентрации. Патинирующий раствор наносится на металл путем протирания его поверхности тампоном или кистью, смоченными в растворе. После получения нужного тона или цвета его фиксируют промывкой в воде с последующей сушкой поверхности. Рекомендуется изготовить своеобразную картотеку по цветовым оттенкам на металле с указанием концентрации раствора и времени выдержки; это существенно упростит работу по созданию объемной металлографии.

 

Некоторые растворы и режимы патинирования

Иногда, при выделении больших по площади фонов рисунка (например, рисунок горы на фоне неба) используют метод травления (см. рис. 3).

Метод заключается в следующем. Металлическую пластинку тщательно зачищают и обезжиривают, затем нагревают до 100-120°С и покрывают тонким ровным слоем воска. После этого в воске иглой процарапывают контур изображения и удаляют воск там, где нужно снять слой металла: в нашем примере убирают как правило, слой неба. Затем готовят 20-30%-ный раствор повареной соли и смачивают им кусок ткани или ваты; прикладывают к металлу так, чтобы ткань полностью накрывала незащищенный воском участок. Сверху на ткань накладывается металлический электрод, к которому присоединяют минус источника питания, к обрабатываемой пластине - плюс. Используется источник постоянного тока напряжением 1,5 - 4,5 В, ток 75-150 мА. Процесс травления продолжается 3-10 минут в зависимости от силы тока и желаемой глубины травления. После окончания травления пластинку тщательно промывают водой и удаляют воск.

При травлении соблюдайте правила электробезопасности!

С использованием вышеперечисленных приемов, инструментов, приспособлений и создаются произведения по методике объемной металлографии. Основа для композиций - медные и латунные пластины толщиной не менее 0,2 мм.; причем возможно использование фольгированных материалов на основе текстолита или гетинакса. На алюминии приемы работы те же, но патинирующие растворы для него дефицитны, да и цветовая гамма победнее.

 

Порядок создания композиций по методу объемной металлографии следующий:

1. Подготовка поверхности металла к работе путем зачистки мелкой наждачной бумагой и обезжиривания спиртом.

2. Нанесение на металл рисунка с помощью копировальной бумаги или путем переноса по клеткам.

3. Травление слоя металла (при необходимости). Нанесение на поверхность металла патины фона.

4. Выборка штихелем определенных участков поверхности металла согласно выбранного рисунка путем нанесения борозд на глубину 0,05 – 0,1 мм.

5. Повторное патинирование обработанных участков поверхности (борозд) с целью получения на них цветотоновых зон согласно выбранного рисунка.

6. Доводка рисунка снятием поверхностного слоя с повторной патиной штихелем.

7. Нанесение на поверхность металла бесцветного лака; при лакировании не допускайте появления пузырьков.

 

В результате работ по вышеизложенной схеме получаются оригинальные изделия с повышенной устойчивостью цветов к выгоранию на солнечном свету. Не рекомендуется браться сразу за многоцветные композиции; целесообразно сначала «набить руку» на двухцветных изображениях, взяв за основу черно-белые гравюры, подобные рис. 4.

В композиции по рис. 4. работы целесообразно проводить без травления, в качестве фоновой патины автором был использован темно-синий цвет. Затем выбирался металл внутри всего контура изображения девушки, обработанная поверхность покрывалась голубой патиной. После этого штихелем был выбран металл со светлых участков рисунка. Для облегчения нанесения прямых борозд использовалась рейсшина. Методика объемной металлографии также пригодна для создания эффектных табличек, логотипов фирм и т.д.

ВНИМАНИЕ! Соблюдайте меры предосторожности при работе со штихелями - можно серьезно поранить руку. Травление и патинирование производить в проветриваемом помещении. При травлении соблюдайте правила электробезопасности.

Объемное изображение на плоском листе

Литература:
1. а. с. СССР №1158388
2. В. П. Новиков, В. С. Павлов. «Ручное изготовление ювелирных украшений». Ленинград. Политехника. 1991 г.
3. Журнал "Радио" №6, 1952 г.

 

Автор неизвестен
http://www.patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.

 

оооооооооооооооооооооооо