Виливок злитка у воду

Виливок злитка у воду

Японські майстри розробили унікальний спосіб виливка злитків із традиційних сплавів у воду. Цей метод відрізняється тим, що створюється дуже чистий злиток з гарною структурою зерен. На світлинах, зроблених Вєйном Митеном, Хиротоши Ито й Асако Танака відливають злиток шакудо. Метал (Фото 1) відливається в бавовняну «изложницу», яка складається із циліндричної рами, накритою бавовняною тканиною. Изложница міститься у великий чан з гарячою водою на глибину близько 13 див (Фото 2). Метал плавиться відбудовним полум`ям у газовому горні, який виложен цеглами навколо тигля (Фото 3). При цьому використовується велика кількість флюсу для міді. Коли розплав досягся температури, при якій можна відливати, його через воду заливають в изложниц), де він утворює круглий злиток (Фото 4).
Метал, хоча й перебуває в рідкому стані, не спалює тканина, оскільки довкола нього утворюється паровий «чохол». Після виливка волові навколо металу помішують для прискорення остигання (Фото 5).
Коли злиток охолов, з нього виковують квадрат і прокочують у вальцях для одержання пластини
«Глибина взаємопроникнення металів у мокуме набагато менше тисячної частки дюйма... і саме ріст нових кристалів у цій зоні скріплює пластини воєдино.».
-Джеймс Бинъон.
.
Фото: Боб Барретт.
По-перше, давайте говорити начистоту’. Ніхто з нас не є металургом. Я знаю, що я - ні, і, якби ви були, те, напевно, не читали б цю книгу. Але, знаєте що? Це не означає, що ми не здатні зрозуміти основні металургійні принципи, які тут працюють. Щоб про це задуматися наші мізки (і кишені сорочок), напевно, менше засмічені, чому в більшості металургів, і це може дати нам переваги
Давайте почнемо цю розмову з формулювання того, що становить оптимальне зв`язування між шарами металів у брикеті мокуме.
Шари в брикеті мокуме повинні бути повністю й наглухо з`єднані в єдиний блок, при цьому зберігаючи чітко обкреслені колірні границі. Третій снлав, що утворюється в процесі сполуки основних металів, повинен зводитися до абсолютного мінімуму, щоб не змазувати й не забруднювати, чітку лінію між шарами металів
Звучить гранично просто, але те, про що ми зараз говоримо - досягнення дуже тонкого балансу. З одного боку, це ризик недостатнього зварювання, отже, погроза расстоенпя в процесі створення малюнка через недостатньо міцну сполуку. З іншого боку - ризик перегріву брикету й переходу крапки, при якій метали дифундують або сплавляються й утворюють новий гомогенний сплав, що зводить на ні, або руйнуючий колірний контраст. Щоб допомогти вам осмислити цей критичний стан, важливо одержати знання основ металургійних принципів дифузійної сполуки, які ви будете використовувати при створенні мокуме. Поглиблені знання допоможуть вам зрозуміти, що відбувається з вашими брикетами, і підвищить шанси на успіх. Крім цього, ви зможете зробити враження на друзів і до;иег. Щоб повністю розуміти, як з`єднуються між собою безліч металевих шарів у брикеті мокуме, необхідно мати практичну виставу про дифузію й про те, у який момент процес стає сполукою за допомогою утвору євтектики або сполукою методом сплавки. Для мокуме гані уществуют три важливі умови, які впливають на успішність зварювання двох і більш металеві пластин разом.
Дифузійна сполука
«Волосяний орнамент №1»; шакудо й чисте срібло
Хироко і Юджин Пижановски.
А саме:.
1.
Поверхні металів, що з`єднуються, повинні бути очищені від забруднень і оксидів
2.
Поверхні металів повинні бути стиснуті, год тоби бути максимально наближеними друг кдругу.
3.
У такому стані метали повинні перебувати достатня кількість часу (в залежності від температури), щоб забезпечити повний утвір дифузійної сполуки
Давайте розглянемо ці умови ближче, використовуючи наведені ілюстрації, щоб продемонстрирова ть, що происходи т у зоні сполуки двох листів металу. Говорячи практичною мовою, неможливо забезпечити абсолютну чистоту поверхні. Поверхневі забруднення й жири можна зіскребти разом з товстими шарами поверхносптих оксидів, але вже протягом декількох хвилин починають утворюватися нові оксиди. Шляхом очищення ми намагаємося досягтися наскільки можливо тонкий шар оксидів і інших забруднень. Чим тонше цей шар, тем легше сили пластичної деформації й плинності подолають цей шар, коли дві металеві пластини щільно стиснуті між собою. Також атоми одного металу легше дифундують вдругой.
Малюнок 1 показує два метали, притиснутих друг до друга на початковій стадії
дифузійної сполуки. Метали спочатку стикаються тільки в декількох крапках внаслідок нерівностей (шорсткостей) на поверхні металу. Саме в цих крапках сили пластичної деформації прориваються
крізь оксидну плівку й сприяють початку дифузії. Із часом при збільшенні температури (або тиску), пластична деформація зростає, що, у свою чергу, збільшує площу контакту поверхонь
(Малюнок 2). І протягом усього цього часу протікає процес дифузії. Це відбувається не тільки завдяки переміщенню атомів з одного металу в інший, але також завдяки оксидам і іншим забрудненням, які утворюють
невеликі гнізда в зоні сплавки (Малюнок 3). У процесі такого зварювання із двох вихідних металів, які дифундують друг у друга, починають формуватися нові кристалічні зерна третього сплаву. Ці зерна ростуть поперек границь зерен вихідних металів, які раніше окреслювали границі металевих поверхонь, і зв`язують їх разом. Триваюча
дифузія зменшує розмір і кількість гнізд із забрудненнями, оскільки кисень також дифундує, відділяючись від молекул оксидів, таким чином, забезпечуючи їх відновлення до вихідного металу (Малюнок 4). На цей процес дуже сильно впливає температура металів, що з`єднуються. Підвищуючи температуру, отже, збільшуючи швидкість руху атомів, ми суттєво знижуємо кількість часу, що вимагається для утвору сполучного шару, до декількох годин. Створення мокуме, заснованого на зварюванні такого типу, вимагає ретельного контролю температури й атмосфери навколо металу, крім цього, необхідно знати час витримки й температуру для використовуваних сплавів. Первісні витрати для виробництва операцій такого типу вище, чим для всіх інших, описаних у цій книзі, але чітко обкреслені колірні границі, які можна створити, використовуючи цей метод, з лишком окупають усі вкладення
Серги мокуме: срібло, мідь, латунь. Джеймс Бинъон.
Фото: Джордж Пост
Те, що я описував до цього часу, відомо металургам, як «дифузійна сполука у твердій фазі», і це - процес, що відбувається протягом тривалого часу в електричній печі (У главі VII його описує Джеймс Бинъон). Ми з Робертом Куганом (також у главі VII) розглядаємо інші методи сполуки, більш схожі з тими процесами, які століттями застосовували японські майстри по металу. У цьому випадку сполучний шар утворюється в процесі, називаному «диффузионноесоединение в рідкій фазі».
Давайте повернемося до ілюстрацій. У процесі дифузійної сполуки в рідкій фазі етапи 1-4, в основному, такі ж, як і при дифузійній сполуці у твердій фазі, за винятком того, що для утвору сполучного шару потрібно менше часу, оскільки цикл сплавки більш короткий. Малюнок 5 демонструє, що відбувається в зоні сплавки, коли один з металів досягся температури плавлення. Це може бути один з вихідних металів, але, найімовірніше, це буде євтектический сплав, утворений у зоні контакту вихідних металів при досягненні євтектической крапки. Цей рідкий
метал служить матеріалом - наповнювачем і легко заповнює, що залишилися порожнечі між металами (Малюнок 5). Він також сприяє абсорбції й розсіюванню забруднень у зоні сплавки. Це той метал, який «отпотевает» між двома пластинами мокуме і який при затвердінні зв`язує шари разом. Не всі комбінації металів утворюють євтектические сплави. Якщо необхідний саме цей тип сполуки, можливо, вам знадобиться ввести третій метал у якості тонкого проміжного шару, який буде утворювати євтектический сплав
У цього типу сполуки є дві переваги: той факт, що це можна зробити за півгодини, і те, що критичну крапку євтектики можна побачити. Цей тип сполуки практично не вимагає спеціального устаткування, але він досить.
вимогливий до вашої спостережливості. При використанні цього методу важливо досягтися максимально тонкого проміжного шару, який буде зв`язувати метали між собою. Ваші висновки, засновані на ваших спостереженнях, будуть у великому ступені визначати якість вашого мокуме. Доти, поки ви не придбаєте досить досвіду в сплавці брикетів мокуме, ризик перегріву завжди буде остава гься дуже високим, як це відбулося у випадку із золотом 750 проби (18 ДО) і шакудо (фото ліворуч). У главі VII я привожу ряд розпізнавальних знаків і сигналів, які необхідно відслідковувати при дифузійному
сполуці в рідкій фазі. Використовуйте їх, щоб допомогти собі розпізнати той момент, коли метали сплавилися. Якщо ви зацікавлені в більш докладному описі принципів дифузійної сполуки й того, як вони співвідносяться зі сплавкою мокуме в електричній печі, переходите до прекрасної статті Джеймса Биньона в главі VII.
Обручки із брилли-антпми: платина й золото 750 проби (18 ДО). Стив Миджетт.
Сумісність металів
Крім використання металевих пластин поганої якості, одна із самих більших проблем, з якими ви зіштовхнетеся в процесі створення мокуме - несумісність металів
Це те ж саме, як якби ви організували побачення «наосліп» для двох друзів. Ви (Так Ви
просто диявол!) змогли б організувати зустріч вашого сусіда - байкера й цікавої персони, яку ви зустріли в тридцать-каком-то-клубе-ио-метанию-дротиков-на-лужайках. Але ви не зможете втримувати їх разом, якщо тільки в них немає ні чого загального. Те ж саме з мокуме. Що стосується нас, існують три фактори, які визначають, совмеспгми чи певні метали чи ні. А саме: твердість, робочі характеристики металів і властивості євтектического сплаву, утвореного застосовуваними металами
Твердість
Використання металів з явно одмінними показниками твердості спричинить проблеми, коли ви почнете прокочувати брикет у вальцях. Причину проблем, пов`язаних з різною твердістю, можна пояснити простим прикладом: для деформації й подовження м`який метал потрібно піддавати меншому тиску, чому твердий. Це означає, що при однаковому тиску на м`який і твердий метал більш м`який із двох металів покаже найбільшу деформацію й зсув
Скажемо, ви зробили простий ламинат із двох пластин: чистого золота 999 проби (24 ДО) і ювелірного палладія. Швидше за все, ви нізащо не станете поєднувати ці метали, але, оскільки їх показате-чи твердості сильно відрізняються, вони послужать гарним прикладом. Результати прокатки такого аркуша у вальцях виявлять, що золото сильніше стислося, збільшилося завширшки й значно більш подовжилося, чому палладій. Аєто.
приведе до того, що ламинат буде скручуватися в напрямку палладиевого шару, який більшою мірою зберіг свою первісну форму. Це показане на малюнку на попередній сторінці
Якщо прокатку продовжувати, чисте золото буде деформуватися усе більше й звисати по краях, і, неминуче, цей матеріал необхідно буде зрізати. Задумаєтеся на секунду про те, які внутрішні стреси виникають у центрі пластини. Обоє металевих шару зазнають однаковому тиску по всій поверхні. Валки рівномірно чварам-деляют тиск, але різні ділянки пластини реагують по-різному. Уздовж країв немає нічого, крім вільного простору, тому метали вільно рухаються в цьому напрямку. Оскільки чисте золото м`якше палладія, воно зрушується більшою мірою. Золото в центрі пластини, однак, утримується навколишнім його золотом, рівно, як і палладієм, до якого воно приєднане. Воно прагне зрушитися до краю, але втримується на місці. Тому ми одержуємо внутрішнє напруження, яке сфальцьовано в зоні сплавки між двома металами
« Стрілка-Покажчик II•>. біле золото 583 проби (14 ДО), шакудо, жовте золото 750 проби (1SK). Обпивши Миджетт.
.
Тепер представте, що замість двох шарів металів у вас їх 12 або 20, і ви почнете розуміти, які внутрішні сили виникають у брикеті мокуме. Це може не тільки викликати відшарування металів, найбільше імовірно, по краях, але й у деяких випадках метал може просто розірвати на частині. Коли репетуй кет, що містить метали з великою різницею у твердості, як описано раніше, починають подовжувати прокаткою у вальцях, більш м`який металевий шар буде намагатися подовжити себе більшою мірою, чому більш твердий метал. Зрушуючись, він намагається сдвинуп, разом із собою й твердий шар. Єго, у виняткових випадках, може повільно розірвати твердий металевий шар, звичайно утворюючи повторюваний малюнок, який дуже близько повторює внутрішню границю зерен. Коли це відбувається, м`який метал починає заповнювати розлами. При вивченні поперечного зрізу такого брикету можна побачити лускатий візерунок, який іноді має гарний
.
зовнішній вигляд. У більшості стучаев, однак, брикет повністю розламується. Іноді брикет не ламається, не утворює гарний візерунок по краях зерен. Отесанний процес протікає, але в набагато меншому ступені, і коли ви будете формувати візерунок поверхні, шари металу будуть виглядати неохайно, шероховато. На формування візерунка також впливають якість більш твердого металу і його пластичність. Чим жорсткіше цей метал (або чим крупніше його зерниста структура), тим більше шансів на появу розламів
« Брошка-Щит №13»: мідь, титан, стерлінгове срібло. ЯНФЕРГЮСОН.
Робочі характеристики металів
Ковкість і гнучкість металів, так само як і ступінь нагартовиваемости й кращий спосіб охолодження - властивості, які визначають робочі характеристики металу. Також мова йде й про температуру віджита. Якщо, наприклад, у брикеті ви використовуєте платить у комбінації з іншим металом, температура плавлення якого нижче температури відпала платини, після нагартови-ванпя буде зовсім неможливо повністю отжечь платину. Чим більше загального v металів, які використовуються в одному брикеті мокуме, тем легше вони будуть піддаватися спільній обробці. Це не обов`язково означає, що вам не можна поєднувати різні метали, але, як і у вашого сусіда й президента клубу по метанню дротиків на відкритому повітрі, їх спільне життя завжди буде боротьбою
Властивості сплавів
Властивості сплаву, який створюється при сполуці двох вихідних металів, будуть також відігравати роль в успішності результату. Наприклад, система мідь-срібло в певному стані створить відносно тендітний сплав. Сполука такого сплаву, до речі, досить близький до євтектике срібло-мідь, і це може внести свою лепту в ушкодження брикету. Дифузійна сполука у твердій фазі звичайно дозволяє усунути цю проблему, а проведене належним чином сплавка в рідкій фазі може звести її до мінімуму. Для металів, які не утворюють євтектический сплав, схожість у показниках твердості й у робочих характеристиках стає ще більш важливою
Таблиця на наступній сторінці послужить вам загальним посібником з використання металів, які успішно сполучаються в мокуме. Це, звичайно, лише частина можливих комбінацій найбільше часто вживаних сплавів. Озброївшись інформацією, яку я тут привожу, і експериментуючи, ви зможете створити свої власні комбінації й колірні гами