Пятница, 29 марта 2024

69. Колокольный металл (394 стр. – 397 стр.)

Бросив взгляд на историю колоколов, небезынтересно будет познакомиться и с отливкой их.

Как уже было сказано выше, главное достоинство всякого коло­кола – его благозвучность, но отлить колокол в требуемый тон и нужного веса не так легко, хотя и существуют различные правила постройки колоколов, но все же даже и опытному мастеру не всегда удается вполне удовлетворить всем требованиям. Многое зависит здесь и от состава металла. Мастеру очень часто предъявляются тре­бования, чтобы с наименьшим количеством металла достичь нуж­ного тона колокола, благозвучности и его прочности.

Как известно, для отливки идет сплав из меди и олова в опреде­ленной пропорции, т.е. бронза, которую называют и «колокольная бронза», и «колокольный металл». Неправильность в составе ведет иногда к быстрой порче колокола, т.е. колокол разбивается. Впро­чем, часто колокола разбиваются и по другим причинам, как, напри­мер, от низко спустившегося языка или от излишнего усердия зво­наря, желающего посильнее выколотить звук.

Колокольный сплав должен быть составлен таким образом, чтобы вместе с приятным звуком соединял достаточную жесткость и крепость. Обыкновенно для сплава берут 80 частей меди и 20 частей олова, хо­тя эти цифры часто колеблются, смотря по чистоте металлов.

Ходящий в народе взгляд, будто бы примесь серебра улучшает звук, совершенно ошибочен. Известные по своему приятному зву­ку колокола, в которых предполагалось значительное количество серебра, не дали при химическом анализе ни малейших следов се­ребра. Так, например, знаменитый колокол «Roneni», который, как предполагали, должен содержать золото и серебро, дал при анализе следующие результаты: меди – 71 %, олова – 26%, железа – 1,2%, цинка – 1,2%.

В Руане также находится колокол, долгое время считавшийся серебряным.

Жирарден, анализировавший его, говорит, что присутствие в больших колоколах драгоценного металла сомнительно. Он думает, что литейщики вместо того, чтобы бросать приносимые им драго­ценные металлы в тигли, заставляли жертвователей бросать их пря­мо в огонь. «Благодаря этому серебряная масса вместо того, чтобы быть прибавленной к бронзе, оставалась в золе, откуда литейщики и вытаскивали ее, как только церемония кончалась и мастерская пусте-  ла» 1).

Народная молва о прибавлении серебра к колоколу имеет свою историю. В старину, церкви, нуждавшиеся в колоколах, отправляли особых сборщиков на телегах, переезжавших из села в село, и оста­новившись на торговой площади, сборщик звонил и собирал мир­ские гроши и серебряные рубли от щедрых жертвователей, чтобы колокол был звонче и лучше. Обычай этот сохранился в некоторых губерниях Поволжья.

Кроме того, хороший колокольный металл имеет в изломе се­ребристый блеск, что также давало повод думать, что в колокол бы­ло вплавлено серебро.

Случается, что крестьяне, доставив на колокололитейный завод разбитый колокол и предполагая в нем серебро, просят перелить, а новый не покупают.

Медь для литья колоколов должна быть чистая без каких-либо примесей, тогда легче сделать колокол благозвучным, легче рас­считать правильное соотношение меди с оловом. В обществе наи­лучшая медь для отливки считается демидовская и заказчики охот­но переплачивают лишнее лишь бы иметь колокол из демидовской меди. Медь эта наиболее чистая из всех сортов встречающейся рус­ской меди. Появившаяся в последнее время электролитическая медь по своей чистоте выше, но литейные мастера, не имея с ней опыта, все же предпочитают первую.

Сам металл имеет характерный красный цвет, плавится при тем­пературе 1084°Ц; расплавленная медь жидка и обладает цветом морской воды. При температуре вольтовой дуги, медь летит и окисляясь, дает зеленоватое пламя.

Второй металл для сплава бронзы это олово; белый довольно мягкий с серебристым блеском, имеет кристаллическое сложение и плавится при 228°Ц. Накаленный на воздухе он сгорает ярким белым цветом. Сплавленная вместе медь с оловом, в известной про­порции, дает бронзу. Оба мягкие металла в сплаве делаются твер­дыми и цвет меди от олова резко изменяется. Цвет сплава в изломе серовато стальной, вид однородный, плотно-мелкозернистый. Не­однородность вида показывает нехорошее перемешивание сплава.

Точка плавления колокольной бронзы около 880°Ц. Бронза при переплавке делается хуже. Она становится густой и ее хрупкость растет с каждой переливкой; это объясняется поглощением сплавом кислорода и переходом при этом металлического олова в оловян­ную кислоту. Исправление сплава возможно прибавлением к сплаву фосфора, который расплавляясь совместно с бронзой, как бы рас­творяется в ней и восстанавливает оловянную кислоту.

Были произведены опыты со сплавом, содержащим 9,6% олова и после каждой переплавки % содержания олова падал почти на 1 %.

Жидкий сплав, переходя из расплавленного состояния в твер­дое, распадается на составные части; явление это называется лик­вацией и степень ее зависит от того, насколько сплав был нагрет пе­ред выливанием в форму и насколько быстро он охладился. Для колокольного сплава желательно относительно быстрое охлажде­ние, чтобы в середине отливки не появились белые пятна, представ­ляющие собой сплав меди с большим содержанием олова.

Точно также в нижней части колокола, меди замечается больше, чем в верхней. Анализ одного старого колокола показал, что взяв три пробы из разных мест колокола: верха, середины и ударной части, получили разные составные части: олово и свинец как легкоплавкие собрались вверху колокола.

На поверхности колокола наблюдается выделение тонкого слоя сплава с большим содержанием олова.

Найденное практикой наилучшее отношение меди к олову в ко­локольном сплаве, вполне совпало с лабораторными опытами опре­деления свойств бронзы в зависимости от содержания олова и меди.

Диаграмма подобного исследования показала, что наилучшая совместимость свойств бронзы для колокола как-то, ковкость, твер­дость и вязкость имеются в сплаве меди с оловом при содержании олова около 20%.

Бронза при нагревании расширяется, а при охлаждении сильно сжимается, отчего и получается на поверхности нечистая отливка. Коэффициент осадки для бронзы равен 1/65; знание его для литей­щика необходимо, чтобы рассчитать правильно размеры модели.

Колокольная бронза на воздухе покрывается зеленым основным углекислым порошком меди – патиной, слой этот и предохраняет металл от дальнейшего влияния атмосферы.

Обыкновенно для продажи не на заказ колокола изготовляются не из новых металлов. Отливают их из старых, бывших в употребле­нии металлов и часто анализ показывает в колокольном сплаве при­сутствие посторонних металлов, вредных для качества колокола.

Вредными примесями к сплаву являются цинк, свинец и железо. В небольшом количестве цинк допустим, хотя дает хрупкость коло­колу и резкий звук. Свинец же и железо совсем не желательны для колокола, – свинец понижает звонкость и твердость сплава.

Чем чище олово и медь, тем лучше выходит звук.

Хороший колокольный сплав имеет мелкозернистый излом, большие же кристаллы излома указывают на недостаток олова, а чуть заметные кристаллы – излишек олова.

Избыток олова делает колокол очень хрупким, но с более при­ятным звуком, а малое количество олова дает противоположные ре­зультаты.