ДЕКОРАТИВНАЯ ОТДЕЛКА МЕТАЛЛА

Готовое изделие – будь то ювелириос украшение, скульптурная отливка, чеканный рельеф или посуда, имеющая утилитарное назначение – обязательно на завершающем этапе подвергается декоративной отделке. Она не только улучшает внешний нид предмета, но и защищает его от коррозии. Хорошо отделанное изделие приятно взять в руки. Оно гигиенично, так как с него легко удаляются всевозможные загрязнений. На протяжении многих столетий мастера изобретали все новые и новые способы отделки металла. Они научились шлифовать и полировать поверхность изделий из металла, придавать ей при необходимости шероховатую фактуру, окрашивать. Существует множество рецептов нанесения тончайших защитных пленок самых разнообразных цветов. В средние века фактура и окраска металла имели глубоко символическое значение. Это учитывалось при выполнении на металле всевозможных гербов. Так, «геральдическим» считалось вороненое железо, отполированное до зеркального блеска серебро и золото с канфаренной поверхностью, образованной мельчайшими точечными углублениями.

В древности особенно тщательно металл полировали при производстве зеркал. По утверждению Плиния Старшего, лучшие зеркала изготовляли «из смеси меди и олова», то есть бронзы. Но так же легко до зеркального блеска полируется медь и латунь. Современные мастера, использующие полировку как способ декоративной отделки металла, хорошо знают, что так же прекрасно полируются другие сравнительно новые сплавы на медной основе: мельхиор и нейзильбер, напоминающие по цвету серебро.

Полированию, как правило, предшествует шлифование, которое выравнивает поверхность металла, удаляя всевозможные вмятины, царапины и выступы.

Шлифование. Оно выполняется с помощью абразивных материалов естественного происхождения – корунда, алмаза, кремния, кварца, наждака и искусственных – карбида кремния (карборунда), карбида бора, электрокорунда и др.

Абразивы (частички различной зернистости и большой твердости), наклеенные на бумагу или ткань, называют шлифовальными шкурками. В практике шлифовальную шкурку на бумажной основе именуют также наждачной бумагой. Шкурка на тканевой основе бывает простой и водостойкой. Водостойкую шкурку применяют в тех случаях, когда металл необходимо смачивать водой или какой-либодругой охлаждающей жидкостью. Шлифовку выполняют вначале крупнозернистой наждачной бумагой, постепенно переходя к самой мелкозернистой. Рельефные поверхности шлифуют, нажимая на шкурку ладонью или пальцем. При шлифовке ровных поверхностей шлифовальную шкурку укрепляют на деревянной колодкев виде прямоугольного бруска.

Рис. 1. Шлифование и полирование латуни кирпичной мукой

На последней стадии шлифовки применяют различные шлифовальные пасты, выпускаемые промышленностью. Старые мастера иногда для шлифования применили мельчайший порошок из толченого красного кирпича. В старину им чистили даже стволы огнестрельных орудий. В народном быту кирпичная мука кое-где и по сей день популярное средство для очистки и шлифовки медной посуды, в особенности самоваров. Специально подобранный кирпич мыли дочиста, а затем очень тщательно сушили и раскалывали пополам. Одну половину кирпича терли о другую до тех пор, пока их трущиеся поверхности не становились совершенно ровными. Только после этого на пол стелили сухую тряпку или газету, на которую при трении половинок кирпичей сыпался очень мелкий красно-оранжевый порошок – кирпичная мука. Ею припудривали влажную тряпку и натирали медный таз, чайник или самовар (рис. 1).

Кирпичная мука снимала образовавшиеся на поверхности металла окислы, открывая чистый металл. Вначале крупники кирпича, имевшие острые грани, действовали как мельчайшие режущие инструменты, срезая окисленный металл; затем, когда острые грани округлялись, зерна начинали меньше срезать металл, а больше выглаживать, лощить, а то и полировать до зеркального блеска.

Полирование. Отшлифованное металлическое изделие полируется с помощью специальных полировальных паст, в которые могут входить мел, известь, доломит, окиси хрома, алюминия, железа.

Для полировки металла в быту довольно часто применяют мел или зубной порошок, смоченный водой. Хорошую полировальную пасту легко приготовить из зубногопорошка, смешав его с нашатырным спиртом до образования сметанообразной массы. Особенно хорошо полируются такой пастой медь и ее сплавы – латунь и бронза.

К концу лета, в августе, где-нибудь у калитки сада для сельского жителя была уже припасена готовая природная паста. Достаточно было сорвать гроздь-другую спелых ягод красной бузины и натереть ее соком самовар или какую-либо другую медную посуду, чтобы загорелась, засияла медная поверхность множеством бликов. Кстати, красную бузину сажали поблизости от дома еще и потому, что се спелыми сочными плодами можно было при случае хорошо отмыть руки от всевозможных красителей, особенно растительного происхождения.

В технике и декоративно-прикладном искусстве наиболее часто для полирования металла применяется так называемая паста ГОИ (Государственного оптического института). Основу пасты составляет окись хрома. Различают грубую, среднюю и тонкую пасту. Грубой пастой удаляют мельчайшие царапины, оставшиеся на металле после обработки его абразивными материалами. Средней добиваются ровного блеска металла. После полировки тонкой пастой металл приобретает интенсивный зеркальный блеск.

С помощью пасты можно полировать металл как вручную, так и на полировальных кругах, работающих от электромотора. Частота вращения полировальных кругов должна быть в пределах от 2800 до 5000 оборотов в минуту. Нужно иметь как минимум 2 полировальных, круга – один из войлока, а другой из ткани (бумазеи, миткаля и т. п.).

Войлочный шлифовально-полировальный диск составляют из нескольких слоев кругов диаметром от 15 до 30 см, которые вырезают из голенищ старых валенок. Толщина диска должна быть равной примерно 3–4 см. Смазав круги тонким слоем клея БФ-6, круги накладывают друг на друга, прижав сверху тяжелым грузом. Когда войлочный диск высохнет, в середине трубкой с остро заточенными краями просекают сквозное отверстие, диск укрепляют на валу электроточила, имеющего резьбу, с помощью двух больших шайб и гаек. Диск можно насадить также на короткий стержень с резьбой. Благодаря этому его можно будет легко закрепить в патроне сверлильного станка или дрели (рис. 2).

Матерчатый диск крепится так же, как и войлочный, но изготовляют его несколько иначе. Вырезанные из бумазеи, миткаля, сукна, хлопчатобумажной ткани круги сшивают вместе по нескольку штук в многослойные круги такой толщины, какую способна прострочить швейная машинка. От края отступают 3–4 см и прошивают вначале по окружности, а затем по спирали, равномерно приближаясь к центру. Сшитые многослойные круги склеивают друг с другом. Край шириной 3–4 см клеем не смазывают.

Полировочную пасту наносят на диск во время его вращения.

Рис. 2. Матерчатый круг

При прикосновении бруска из пасты войлок окрашивается в золено-бурый цвет. Полируемый предмет прижимают к войлочному кругу мягко, без сильного нажима. Время от времени его отнимают от вращающегося круга, контролируя качество обрабатываемой поверхности. Полирование заканчивают после того, как изделие станет гладким, приобретя равномерный блеск. Затем изделие полируют на тряпичном диске, который удаляет остатки пасты и усиливает блеск до зеркального.

При ручной полировке паста наносится на куски войлока, фетра, сукна, кожи. Вначале металл обрабатывают пастой, нанесенной на войлок и кожу, а затем отполировывают до интенсивного блеска чистым фетром или сукном. Если нужно отполировать какие-то малодоступные поверхности, особенно в небольших ювелирных изделиях, находящиеся в узких углублениях, то полирование выполняют палочками из древесины, имеющей равномерную однородную текстуру: липы, березы, осины, лещины, бука и др. Палочки вырезают самой разнообразной формы, которая будет зависеть от характера обрабатываемых поверхностей – с цилиндрическим, полуцилиндрическим, прямоугольным, трапецеидальным, треугольным сечением, с выпуклой и вогнутой рабочей частью. Рабочую часть палочки натирают пастой. В процессе полировки частицы пасты проникают в древесину и закрепляются в них довольно прочно.

Отличные полировальные палочки можно сделать пз деревянистого стержня болотного растения – рогоза. Стержень находится внутри созревшего початка. В августе темнокоричневые цилиндрические початки рогоза поднимаются высоко над узкими продолговатыми листьями и видны издалека. Срезанные початки сушат, затем удаляют пух, а из стержня, на котором он держался, делают шлифовально-полировальную палочку. Ее прочная шершавая поверхность хорошо удерживает шлифовальные и полировальные пасты (рис. 3).

Рис. 3. Рогоз и полировальные палочки из его стебля

Для полирования больших металлических поверхностей применяют различной формы деревянные колодки, оклеенные кожей внутренней стороной наружу. Вместо кожи используют также тонкий фетр (рис. 4).

Рис. 4. Полирование деревянными палочками (а), суровой ниткой (б) и кожей на колодках (в)

Очень мелкие сквозные отверстия в ювелирных изделиях полируют с помощью прочной суровой нити или нескольких нитей, свитых в тонкую веревочку. Один конец нити привязывают к гвоздику, вбитому в верстак, другой держат в руке. Нить натирают пастой, просовывают в отверстие, например в ажурной пластинке, и, натянув нить, полируют ею поочередно каждый проем. Можно поступить иначе: ажурную пластинку закрепить в тисках, а полировальную нить вставить в лобзик вместо пилки. Теперь нить перемещается при полировании, а полируемое изделие будет оставаться неподвижным.

Рис. 5. Стальные полировальники

Интенсивный блеск возникает на металле после полирования его гладилом или полировальником (рис. 5). Полировальник изготовляют из высококачественной стали. Его рабочая часть имеет округлые формы, близкие к цилиндру, шару, конусу, тору. Поверхность полировальников тщательно шлифуется, полируется и закаляется. Блеск на поверхности изделия, полируемого гладилом, возникает в результате уплотнения и выглаживания верхних слоев металла. Уплотнение металла, в свою очередь, увеличивает его коррозийную стойкость. Полировальники можно изготовить из шариков и роликов от подшипников, приварив их на стальные стержни, которые заостряют и вбивают в деревянные ручки. Металлическую поверхность полируют, нажимая с некоторым усилием на полировник и ведя его в одном направлении так, чтобы после него возникала глянцевитая полоска. Рядом с ней проводят другую полоску – и так до тех пор, пока предназначенный для полирования участок не будет обработан полностью. При втором проходе полировальник ведут уже в поперечном направлении. Чтобы полировальник легко скользил по металлу, поверхность его смачивают полировальной водой. Приготавливают ее следующим образом: в воде растворяют небольшой кусочек мыла и добавляют нашатырный спирт, все это тщательно перемешивают – н полировальная вода готова. По окончании работы полированную поверхность металлического изделии натирают фетром или сукном, удаляя остатки засохшей полировальной воды.

Еще в глубокой древности для полирования металла и камня мастера использовали различные высушенные травы, среди которых особо популярны были и остаются ими по сей день взморник и хвощ. Взморник собирают на берегу моря после отливов, и он доступен только жителям прибрежных районов. Различные виды хвоща можно встретить во всех уголках нашей страны: в лесу, в поле, в низких болотистых местах. В лесу в тенистых местах в изобилии встречается хвощ зимующий, на лугах и полях как сорняк растет хвощ полевой, в сырых местах встречаются большие заросли приречного хвоща. Вес эти виды растений можно с успехом применять для полирования, так как во всех их частях содержатся мельчайшие частицы кремния. Но больше других кремнием богат так называемый хвощ зимующий, растущий в лесу. Траву срезают серпом, ножом или ножницами и сушат на солнце. Полировать можно сухой или слегка увлажненной травой. Иногда части засушенного растения наклеивают на бумагу и пользуются ею так же, как и шлифовальной шкуркой. При желании легко изготовить очень удобную полировальную бумагу, листы которой можно хранить продолжительное время и использовать по мере необходимости. В ступке или в кофемолке сухое растение превращают в мелкий порошок. Затем распускают в клееварке заранее замоченный столярный (костный) клей (7 частей клея на 20 частей воды). В клеевой раствор добавляют1 часть квасцов и 3 части глицерина. Квасцы предотвращают загнивание клея, а глицерин придает ему эластичность. Листы бумаги или ткани прикрепляют на стол кнопками, густо смазывают клеем и, не дожидаясь когда он высохнет, насыпают измельченный хвощ, который уплотняют, прижав сверху к бумаге плоским щитом. Когда клей высохнет, лишний, не приставший к нему порошок удаляют жесткой, щетинной щеткой. Его, разумеется, не выбрасывают, а используют для изготовления других листов полировальной бумаги.

Следует сказать, что полирующие свойства есть даже у обычной бумаги: ведь в ее состав входит каолин. В быту эти свойства используют при очистке стекла. У полировальной бумаги из хвоща можно также с успехом использовать и обратную сторону, особенно при завершающем этапе отделки, при наведении глянца.

Патинирование и оксидирование. Чтобы придать металлическому изделию декоративный вид, а также защитить металл от разрушения, его покрывают защитной пленкой. Причем, применяя несложную химическую и термическую обработку, на поверхности металла практически можно получить пленку любого цвета. Каждое изделие художественного ремесла декорируется с учетом его назначения, а также материала, из которого оно изготовлено.

Прежде чем вы приступите к патинированию или оксидированию, хорошо усвойте и в будущем строго соблюдайте меры предосторожности. Многиехимикаты – весьма вредные вещества, поэтому держите их в стеклянных пузырьках с хорошо притертыми пробками, вдали от огня и пищевых продуктов.

Химическую обработку металла можно производить только в вытяжном шкафу или летом на открытом воздухе. На глаза обязательно надевайте защитные очки, а на руки – резиновые перчатки. Для составления растворов и для самого процесса патинирования и оксидирования применяйте фарфоровую, стеклянную или пластмассовую посуду. Очень удобны пластмассовые кюветы, применяемые в фотоделе. При смешивании кислот с водой или другими жидкостями помните, что кислоту нужно вливать небольшими порциями в воду или раствор, но не наоборот! Если кислота вдруг попадет на кожу, промойте это место струей воды из-под крана, а затем смочите 5 %-ным раствором питьевой соды.

Какими бы химикатами ни обрабатывали металл, его предварительно чистят, шлифуют, полируют, обезжиривают и отбеливают. Жир можно удалить тряпкой, смоченной бензином или спиртом, а отбеливают в 10 %-ном растворе какой-либо кислоты. Светлеет металл очень быстро. Отбеленный металл затем промывают чистой водой. Сушат металл на воздухе или в опилках лиственных деревьев.

В процессе химической обработки небольшое изделие погружайте в раствор целиком, а более крупное смачивайте с помощью кисти или тампона, укрепленных на деревянной ручке (рис. 6). Многие растворы непрозрачны, поэтому опущенное в них изделие нужно время от времени вынимать и осматривать. Добившись нужного цвета, промойте изделие в чистой воде в высушите.

Некоторые пленки держатся на металле довольно слабо, на других появляется белесый налет. Для закрепления пленки и удаления белесого налета изделие поесле сушки протирают натуральной олифой, машинным или растительным маслом. Чтобы зрительно усилить рельеф патинированной чеканнойработы, протрите ее влажной тряпкой с мелким порошковым абразивом (например, молотой пемзой) или отшлифуйте выступающие части рельефа хромовой пастой нанесенной на войлок или фетр, смоченный бензином. Выпуклые части чеканки высветливаются, а на самых высоких точках обнажается естественный цвет металла. Протирать чеканку нужно очень осторожно, добиваясь плавного перехода от самого светлого участка к самому темному. Промытую и высушенную чеканку протрите маслом или покройте тонким слоем прозрачного лака.

Рис. 6. Способы патинирования и оксидирования мелких (а) и крупных (б) художественных изделий

Чтобы не работать вслепую, а заранее знать, какой примерно цвет получится на металле при обработке различными растворами, заготовьте справочную «таблицу», вырезав из листовой стали, меди, латуни и алюминия одинаковые прямоугольники. Обработайте их в растворах, рецепты которых даются ниже. Просушенные и протертые маслом металлические прямоугольники укрепите на картонном или деревянном планшете, разместив в одном ряду стальные пластинки, в другом – латунные, в третьем – медные, а в четвертом – алюминиевые. Под каждой пластинкой сделайте надпись, в которой укажите состав раствора, примененного для тонирования металла, и условия обработки. Работая над справочной таблицей, вы заодно ознакомитесь с правилами составления патинирующих и оксидирующих растворов, а также узнаете другие приемы декоративной отделки металла.

Патинирование латуни. Чтобы придать изделиям из латуни коричневый или черный цвет, составьте раствор из 1 л воды и 60 г гипосульфита, который известен как фиксаж для фотобумаги и пленки. Добавьте в раствор примерно 5 г кислоты (азотной, серной, соляной). Сразу же произойдет бурная реакцпя с выделением сернистого газа. Раствор приобретет мутный молочный цвет. Опустите в него латунное изделие и через несколько секунд выньте и осмотрите. Патина образуется сравнительно быстро. Если достигнут желаемый цвет, промойте изделие и высушите. Патинирующей силой раствор обладает примерно около 20 мин, затем он становится непригодным. Правда, водный раствор гипосульфита можно хранить долго, но только если в него не добавлена кислота.

Нельзя передерживать металле растворе. Неопытные мастера, желая добиться более интенсивного черного цвета, держат изделие в растворе до тех пор, пока но образуется густой черный цвет. Такая патина держится очень слабо и легко смывается струей воды. Добиваться абсолютно черного цвета не стоит еще и потому, что под густой пленкой теряется естественный блеск металла. Какой бы цвет ни имела патина, металл все-таки должен слегка просвечивать из-под нее.

Если вместо крепких кислот в раствор гипосульфита добавить примерно одну столовую ложку уксуса (на литр воды), произойдет та же реакция с выделением сернистого газа, но она будет проходить значительно медленнее. Чтобы получить почти черный цвет, латунь придется держать в растворе очень долго.

Промытые водой пластинки после сушки протрите маслом.

В оливковый, коричневый или черный цвет окрасит латунь раствор из нашатырного спирта (водного аммиака) и хлорокиси меди (она продается в магазинах «Природа» и применяется для опрыскивания культурных растений). Хорошо патинирующий раствор можно составить с техническим водным аммиаком марки А, который можно приобрести в хозяйственном магазине. Пары нашатырного спирта и хлорокиси меди ядовиты, поэтому соблюдайте правила предосторожности, о которых мы говорили. В стеклянную посуду емкостью 1 л насыпьте две ложки хлорокиси меди и залейте примерно на две трети водным аммиаком. Быстро размешав раствор, вы получите взвесь зеленого цвета. Банку закройте крышкой. После выпадения осадка патинирующий раствор окрасится в сине-зеленый цвет. Опустите в него предварительно зачищенную и обезжиренную латунную пластинку. Через несколько секунд она приобретет глубокий черный цвет. Причем поверхность металла не потеряет блеска, что иногда случается при иных способах патинирования. Чтобы получить более светлые тона, в раствор нужно добавить воду. Оттого, сколько частей воды будет добавлено, зависит тон и цвет получаемой патины. В данном случае вода будет играть, ту же роль, что и в акварельной живописи.

Оранжево-красный цвет. В литре воды растворить 5 г сернистого калия (сульфида калия). Опущенный в раствор латунный предмет через несколько минут покроется оранжево-красным налетом. После промывки и просушки протрите металл маслом.

Патинирование меди. Прочная и красивая патина черного или серого цвета образуется на поверхности меди, обработанной в водном растворе серной печени.

Чтобы приготовить серную печень, нужно одну часть порошковой серы смешать с двумя частями поташа в жестяной банке н поставить на огонь. Через несколько минут, порошок расплавится, потемнеет и начнет спекаться, постепенно приобретая темно-бурый цвет. (Кстати, спекание патинирующей массы и дало в старину название «печень» – от слова «печь, спекать».)

Во время спекания пары серы могут загореться слабым сине-зеленым пламенем. Не сбивайте пламя – оно не ухудшит качество серной печени. Примерно через 15 мин прекратите спекание. Для продолжительного хранения серную печень растолките в порошок и засыпьте в стеклянную банку с плотной крышкой. При составлении раствора в один литр воды добавляют 10–20 г порошка серной печени. Патина, полученная на металле раствором серной печени, прочная и красивая, глубокого черного цвета. Но не всегда бывает нужна такая интенсивная окраска. Порой, чтобы придать старинный вид изделию из меди, достаточно нанести легкую серую патину. В литр воды насыпьте 2–3 г поваренной соли и 2–3 г серной печени, Опустите в раствор медную пластину. После появления серого цвета необходимой тональности промойте пластину чистой водой и высушите.

Красно-корпчневый цвет латуни придаст водный раствор хлористого цинка и медного купороса. Смешайте одну часть медного купороса с одной частью хлористого цинка и разведите их в двух частях воды. Достаточно нескольких минут, чтобы медь приобрела красно-коричневый цвет. После промывки и просушки поверхность металла протрите маслом.

Декорирование стали. Окрасить сталь в глубокий темно-синий цвет легко в водном растворе гипосульфита и уксуснокислого свинца. На один литр воды нужно взять 130 г гипосульфита и 40–50 г уксуснокислого свинца. Погруженная в раствор сталь окрашивается довольно медленно. Но если раствор нагреть до кипения, окрашивание ускорится. После промывки и просушки протрите металл маслом. Кстати, в этом же растворе можно получить серебристо-голубой цвет на поверхности латуни.

Воронение – это один из самых надежных способов защиты железа и его сплавов от ржавчины.