Место литья металлов в истории.
Дорогие друзья, сегодняшние и будущие клиенты нашей компании и просто случайные посетители нашего сайта! Мы начинаем публикацию серии статей о литье – одной из основных, важнейших и интереснейших технологий, применяющихся для создания самых разнообразных изделий уже много веков и по сей день.
Статьи о литье коснутся места литья в истории и современной промышленности, затронут основные способы литья, применяемые в современном сувенирном и ювелирном производстве, дадут представление о процессе, как таковом и о том, что необходимо для получения от него ожидаемых результатов. Будут рассмотрены все основные, возникающие в процессе литья виды брака и способы их предупреждения.
Итак, статья первая. МЕСТО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ В ИСТОРИИ.
Металлургия - область науки и техники, охватывающая процессы получения металлов ..., а также процессы, связанные с изменением (химического состава, структуры и) свойств металлических сплавов.
Из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления медь - один из первых металлов, широко освоенных человеком. Знакомство человечества с медью относится к более ранней эпохе, чем с железом. В виду того, что медь - мягкий металл, медь в древности не смогла вытеснить каменные орудия труда. Лишь когда человек научился плавить медь и изобрел бронзу (сплав меди с оловом), металл заменил камень. Широкое использование меди началось в IV тысячелетии до н. э.
В древности для обработки скальной породы её нагревали на костре и быстро охлаждали, причём порода растрескивалась. Уже в этих условиях были возможны процессы восстановления. В дальнейшем восстановление вели в кострах с большим количеством угля и с вдуванием воздуха посредством труб и мехов. Костры окружали стенками, которые постепенно повышались, что привело к созданию шахтной печи. Позднее методы восстановления уступили место окислительной плавке сульфидных медных руд с получением промежуточных продуктов — штейна (сплава сульфидов), в котором концентрируется медь, и шлака (сплава окислов).
Медь как художественный материал используется с медного века (украшения, скульптура, утварь, посуда).
Медь - это один из первых металлов, которые человек стал применять для технических целей. Периоды использования меди и бронзы ознаменовали целые эпохи культурного развития человечества под названием медный век и бронзовый век.
Медный век - это переходный период от неолита к бронзовому веку. Впервые начинают появляться металлические изделия из меди, хотя продолжают преобладать ещё каменные орудия. На Ближнем Востоке (в Южном Иране, Турции, Месопотамии) медные и затем бронзовые изделия появились в 4-м тысячелетии до н. э., в Европе — в 3—2-м тысячелетиях до н. э.
Копи царя Соломона - медные.
До тех пор пока люди не научились использовать железо, цветные металлы и их сплавы были основным материалом для изготовления вооружения, орудий труда, инструментов, предметов домашнего обихода и, естественно, украшений.
Главными металлургическими технологиями были литейные: искусство обработки жидкого металла позволяло получать уникальные бронзовые изделия и бытовые предметы. Именно в эту эпоху появились вещи, сопровождающие человека в его повседневном существовании, и инструменты, являющиеся символами основных технических профессий. Это время получило название бронзового века.
Самая крупная из известных в древности металлических статуй – «Колосс Родосский» – входила в число семи чудес света.
Первые в России медеплавильные производства были созданы, по-видимому, в XIII в. Из документов известно, что еще в 1213г. недалеко от Архангельска было найдено Цильменское месторождение медной руды.
В 1479 году в Москве уже существовала «пушечная изба» и делались бронзовые пушки разных калибров.
В XVI - XVII веках Россия испытывала острую нужду в металлах и особенно в меди. «Для сыску медныя руды» русские умельцы отправлялись на север, за Волгу, на Урал. В 1652 году казанский воевода доносил царю: «Медныя руды... сыскано много и заводы.. к медному делу заводим». И действительно заводили. Известно, что за 12 лет, начиная с 1652 года, «в присылке было из Казани к Москве чистыя меди 4641 пуд 6 гривенок».
Но металла все равно не хватало. Не случайно Ломоносов писал, что металлы «...до трудов Петровых почти все получаемы были от окрестных народов, так что и военное оружие иногда у самих неприятелей нужда заставляла перекупать через другие руки дорогою ценой».
Петр I многое сделал для развития русской металлургии. К концу его царствования (в 1724 году) только на Урале было 11 плавильных и 4 «переплавных» печей, выпускавших медь. Началась добыча цветных металлов и на Алтае. А в 1760 году в России было уже больше 50 медеплавильных заводов. Ежегодная выплавка меди достигла 180 тысяч пудов, или около 3 тысяч тонн. К середине XIX века она еще удвоилась. В это время производство меди было сосредоточено в основном на Урале, Кавказе и в Казахстане.
Петр I не раз высказывал мысль о необходимости замены серебряной разменной монеты на медную. При его жизни этот переход и был осуществлен. В 1700 году появились медные «деньга» – 1/2 копейки, «полушка» – 1/4 копейки и «полуполушка» – 1/8 копейки. Первая медная копейка отчеканена в 1704 году.
Какой металл можно назвать локомотивом металлургии? Какую роль сыграли женщины в развитии металлургии? Какие изделия из металла производились в первую очередь? При изготовлении каких предметов шлифовали свое искусство и развивали профессиональные навыки древние мастера? Оказывается, в течение нескольких тысячелетий главной движущей силой развития металлургии являлось ювелирное дело. Если же рассматривать историю металлургии, то легко убедиться в неукоснительном выполнении правила, согласно которому передовые технологии сначала внедряются в ювелирном деле, потом совершенствуются в военной сфере, затем осваивают предметы быта и орудия труда и лишь в последнюю очередь применяются в строительстве.
Первыми металлическими изделиями были украшения, а самым «технологичным» металлом для их изготовления – золото. Оно стало первым металлом, который научились обрабатывать холодной ковкой, паять и полировать, из которого стали получать проволоку и отливать изделия.
Золото впервые подвергли рафинированию, к нему впервые были применены технологии гидрометаллургии и металлотермической обработки.
В древнеегипетских и шумерских текстах часто находят упоминания о разновидностях употреблявшегося в древности золота. Усматривалось различие в его происхождении: «речное», «горное», «скалистое», «золото в камне», а также по цвету. Цвет нерафинированного золота зависит от его природных примесей – меди, серебра, мышьяка, олова, железа и прочих.
Технология очистки золота от примесей была изобретена шумерами в начале 3-го тысячелетия до н. э. Ее описание содержится в рукописях библиотеки ассирийского царя Ашшурбанипала. Согласно этой технологии золото плавили вместе со свинцом, оловом, солью и ячменными отрубями в специальных горшках из глины, смешанной с костной золой. Образующийся шлак впитывался пористыми стенками горшка, а на его дне оставался очищенный сплав золота с серебром. Таким образом, из золота удалялись все примеси, кроме серебра. В одной из рукописей библиотеки Ашшурбанипала содержится гимн богу огня Гибилю: «О, Гибиль, ты расплавляешь медь и свинец, ты очищаешь золото и серебро...».
Становление металлургии у всех народов в основном шло классическим путем: камень — медь — бронза — железо. Итак, само по себе литьё, как метод изготовления различных орудий и украшений применяется с момента открытия самородных металлов и, как следствие, появления металлургии. А именно с 6-го тысячелетия до нашей эры, то есть уже на протяжении более 8 тысяч лет, с тех пор, как начали добывать самородную медь.
Автор статьи: Иван Скворцов.
Основатель и генеральный директор производственной компании 3D Avtozavod.