Сакральные знания мастеров дела кузнечного

Здравствуйте, уважаемые читатели! 

Довольно регулярно меня уверяют, что добывать и обрабатывать гранит так, как написано "официальными историками" не могли... Каждый раз отвечать в комментах бывает утомительно (да и некогда), потому предлагаю главу из книги, которой нынче занимаюсь.

О железе и стали

Далее о том, какими инструментами обрабатывали камень (разных видов), и из какого материала эти инструменты изготавливали.

Как-то уже привычно, что господа альтернативщики при упоминании сталей, часто впадают в транс, ибо одни верят, что стальными или окованными сталью железными инструментами обрабатывать гранит невозможно (видимо, для того требуются лазерные болгарки, или, на худой конец, победитовые зубила); другие считают, что наварка стали на железные инструменты без современной электросварки невозможна.

Однако, изначально, сталь – это то же железо, только обогащённое углеродом (имеющее его в своём составе). Способов «накормить» железо углеродом несколько, например, один из них применяется кузнецами во время изготовления и ремонта инструментов, другой является органичной частью процесса добычи железа из руды, когда руду выплавляют, пересыпая её углем.

Для начала, небольшая справка о том, какие марки стали для чего применялись во второй половине 20-го века: 

Стали У8,9,10 отличаются разной долей железа (от 97.8 до 97.6%) и углерода (от 0.75 до 1.0%), а содержание кремния и марганца у них одинаково (по 0.17-0.3). То есть, существует некоторая разница в химическом составе сплавов.

Напайка стали в кузнице ещё называется сваркой ковкой. Об этом много сведений можно найти в интернете.

Сварка железа и стали ковкой

Из «Die Schule des Bauschlossers: prakt. Hand- u. Hülfsbuch für Architekten u. Bauhandwerker, sowie für Bau- u. Gewerbeschulen. 2» (Школа металлообработчиков: Практическое руководство и справочник для архитекторов и строителей, а также для строительных и профессиональных училищ. 2) 1859 г.

Сварка заключается в нагреве соединяемых металлических деталей до размягчения, после чего ударами молотка их можно спрессовать вместе. Сварка кованого железа с кованым железом, кованого железа со сталью и стали со сталью является одним из наиболее важных методов соединения. Железо и сталь — единственные неблагородные металлы, обладающие свойством свариваемости. Среди благородных металлов свариваемыми являются только платина и палладий. Для того чтобы металл был свариваемым, он должен обладать свойством размягчаться задолго до точки плавления, в этом мягком состоянии оставаться ковким и не окисляться или изменять свой химический состав. Железо и сталь обладают этим свойством, но они окисляются при нагревании, если их не защитить от воздуха. Это достигается либо путём исключения доступа воздуха во время нагрева, например, нагреванием железа под слоем древесного угля в оболочке из порошка буры или глины; либо путём удаления образовавшегося шлака ударами молотка или шлакообразованием. В первом случае, когда железо нагревается добела без образования шлака, это называется сухим сварочным нагревом; если же, наоборот, железо или сталь во время нагрева окружены легко расплавляющимся сварочным шлаком, это называется вязким сварочным нагревом.

Высокоуглеродистое (твёрдое) железо сваривать сложнее, чем мягкое; аналогично, сталь, особенно литую сталь, сваривать сложнее, чем кованое железо. Для сварки стали требуется более низкая температура, чем для кованого железа; процесс нагрева должен производиться как можно быстрее. Чтобы предотвратить доступ воздуха к железу во время сварки и удалить образующийся шлак, куски железа, помещённые в огонь, посыпают песком (сварочным песком) или измельчённой глиной. Образовавшийся сварочный шлак покрывает поверхность заготовки, предотвращает дальнейшее образование стружки и вытекает из сварного шва под воздействием ударов молотка. Если из железа во время нагрева для сварки удаляется слишком много углерода, оно теряет свою пластичность и тогда называется обожжённым. При сварке стали вместо сварочного песка используют порошкообразный барит, измельчённое стекло, измельчённые фрагменты глазурованной глиняной посуды, порошкообразную буру и другие смеси.

По Хабичу (Habich), хороший сварочный порошок готовят следующим образом: 1) берут имеющийся в продаже ферроцианид калия и непрерывным нагревом превращают его в белый порошок; 2) Полностью обезвоживают кристаллизованную соду, расплавляя ее в железном котле и измельчая в порошок; 3) Буру прокаливают, помещая в раскалённый тигель, так что она теряет кристаллизационную воду и становится губчатой массой, которую затем также измельчают. Из этих материалов 7 частей по весу сухого ферроцианида калия смешивают с 2 частями по весу обезвоженного карбоната натрия. Эта смесь пригодна для использования сама по себе; однако для сталей, которые труднее сваривать, добавляют соответствующее количество кальцинированной буры. Определение количества последней – вопрос опыта; Его можно регулировать в зависимости от качества обрабатываемой стали. Необходимо строго соблюдать указанное выше соотношение ферроцианида калия и карбоната натрия. — Для сварки стали и железа рекомендуется следующий сварочный флюс: 42 части борной кислоты, 36 частей сухого хлорида натрия, 16 частей ферроцианида калия и 8 частей карбоната натрия.

Детали, подлежащие сварке, соединяются либо встык, либо для лучшего соединения используется какой-либо способ зацепления концов. На рис. 88 показаны некоторые примеры соединений, используемых при сварке. Если свариваются железные прутки, концы обычно выковываются под углом, а скошенная поверхность обрабатывается молотком для придания ей шероховатости (финишная обработка). Этот метод соединения показан на рис. 88 А. Затем детали с ребристыми поверхностями укладываются друг на друга, пока они ещё горячие для сварки, и выковываются от центра к краям, придавая им необходимую форму. Кольца либо соединяются встык, либо, что ещё лучше, свариваются так, чтобы концы перекрывались, как показано на рис. 88 B и C. На рис. C концы выковываются тоньше и укладываются друг на друга. Очень часто, как показано на рис. 88 D, один конец разрезается, а другой, частично выкованный конец вставляется в образовавшийся зазор. Затем две части соединяются ударами молотка. Аналогичным образом, детали, которые необходимо сварить под углом, соединяются, как показано на рис. 88 E, где конец одной заготовки загибается под требуемым углом и вставляется в зазор другой детали. Также используется способ соединения, показанный на рис. F, при котором тупые концы соединяются с помощью вставленного шипа или зубчатого гвоздя.

При каждой сварке необходимо следить за тем, чтобы шлак не оставался в сварном шве, а был полностью выдавлен. Поэтому сначала наносятся лишь лёгкие удары молотком, но быстро; позже, после образования шва, удары усиливаются. Чтобы обеспечить полное выдавливание шлака, удары молотком начинаются с середины или с точки, наиболее удалённой от места образования шлака. Если сварка прошла успешно, шов должен быть невидимым или, в лучшем случае, выглядеть как очень маленькая черная метка. Если сварены железо и сталь, шов можно распознать по разным оттенкам цвета обеих частей.

Инструменты для работы по камню

Инструменты в 20 веке были и ручные (привод - человеческая сила), и механизированные (за счёт самых разных источников силы - от водяного до электрического). Однако, даже в первой половине 20 века дело с механическим оборудованием в нашей стране обстояло довольно неважно. Это отобразилось в различных публикациях. Если штрипсовыми пилами и шлифовальными станками камнеобрабатывающие заводы были оборудованы, то с фрезерными была большая проблема, ибо у нас их поначалу не производили. Потому многие работы даже на заводах, а, тем более, на стройках и в каменоломнях велись вручную, и лишь частично - пневматическими инструментами. Что уж говорить о первой половине 19-го века.

Пособие американских кузнецов, слесарей-инструментальщиков и сталеваров.

Открываем специальную литературу - Holmström, John Gustaf; Holford, Henry "American blacksmithing, toolsmiths' and steelworkers' manual .." 1911 («Руководство для американских кузнецов, инструментальщиков и сталелитейщиков...») и узнаём интересные вещи.

Инструменты камнерезов для гранита и мрамора

Изготовление и заточка инструментов каменотёсов является очень важной отраслью ремесла кузнеца, и первоклассные отделочники инструментов каменотесов очень редки. Хотя самое большое препятствие, которое должно быть преодолено в связи с инструментами камнерезов, после того, как они (имеются в виду кузнецы) стали обладателями глубоких знаний о природе стали, - это знание формы (инструментов) и того, какой закалке их подвергать. Но в остальном сталь обрабатывается практически так же, как при изготовлении холодного долота или любого другого плоского инструмента, у которого должна быть режущая кромка.

В самом ремесле каменотёса существует много ответвлений, которые варьируются в зависимости от класса камня или породы, которую каменотёс должен резать или обрабатывать, так как некоторые классы камня намного твёрже других. Следовательно, существует большая разница в способах резки различных классов камня, а также столько же различий (существует) в форме и закалке инструментов. Наиболее распространёнными породами камня, которые ограняют и используют для строительных целей, являются гранит, мрамор, известняк и песчаник.

Инструменты резчиков гранита

В основном для резки гранита используются следующие инструменты - пирамидально заострённое долото (point или пика), плоские долота (chisels), бучарды (bush hammers, прежнее русское название - зубатки), каменотёсные киянки (mash hammers), молотки для гранита (granite hammers), bull sets и bull chisels (судя по дальнейшему описанию, это молоты с клином на одном конце головы, причём, закаляется только клин) .

На рис. 62 показана правильная форма пики и долота, которые очень тонко оттянуты на режущем крае, но с очень коротким конусным участком. При правке долот держите под рукой очень грубый напильник, чтобы выпрямить режущую кромку после отбивки молотком. Долота и пики делаются, как правило, из восьмигранной стали 7/8 д., но они будут лучше, если их сделать из квадратной стали 7/8, так как инструмент из квадратной стали будет гораздо легче держаться на камне и не будет крутиться в руке так легко, как если бы он был сделан из восьмигранной стали. 

При закалке пик и долот нет необходимости нагревать их до такой степени, чтобы они затвердевали далее, чем на 1/2 дюйма (1,3 см), но будьте осторожны при нагреве, чтобы не перегреть тонкую крайнюю режущую кромку. При закаливании для повышения твёрдости окуните заготовку в ванну для закалки, по крайней мере, на один дюйм, чтобы закалка очень медленно переходила в тёмную солому (видимо, речь идёт о разогреве до цвета тёмной соломы, посмотреть о цветах при закалке можно в табличке ниже), что хорошо для всех обычных инструментов, применяемых в гранитных работах. Но если гранит очень твёрдый, не тратьте сил, применяя долото.

Бур (сверло) для гранита

На рис. 63 показаны вид спереди и сбоку ручного бура для гранита, который используется почти исключительно при добыче гранита и изготовлен из восьмигранной стали толщиной 3/4 дюйма. Хвостовик бура имеет круглую форму диаметром 1/2 дюйма и длину 4 1/2 дюйма (11.4 см). Бур выкован в виде квадратного или ромбовидного плоского наконечника, толщина режущей кромки составляет 1/16 дюйма, а ширина — 5/8 дюйма, что обеспечивает буру хороший зазор и позволяет ему «вгрызаться» гораздо лучше и быстрее, предотвращая застревание в отверстии. Закалка и отпуск выполняются как у уже упомянутой пики или долота. Правильно выкованный, откованный, закаленный и отпущенный бур просверлит два отверстия глубиной 3 1/2 дюйма (8.9 см). Мне удавалось просверлить до четырёх отверстий глубиной 3 1/2 дюйма, но неправильно закалённый или перегретый бур не просверлит и одного отверстия, к тому же значительно утомит бурильщика.

Бучарда гранитчика

Режущая часть молотка-бучарды для гранита (картинка выше) состоит из тонких плоских лезвий, которые удерживаются на месте двумя болтами, проходящими через лезвия, а также через молот. Лезвия вынимаются для заточки, как показано на рис. 64, режущая кромка лезвия, состоящего из очень коротких планок с каждой стороны, выкована или отбита молотком для заточки, а углы оставлены с некоторым закруглением, как показано на рисунке b, что предохраняет их от поломки.

Некоторые бучардные молотки немного отличаются от других из-за количества содержащихся в них лезвий. Тот, что изображен на рис. 64, считается молотком для грубой обработки. (Поскольку у нас такие бучарды не применялись, текст полностью не перевожу.)

Гранитный молоток.

Гранитный молоток похож на обычный каменный молоток, за исключением того, что оба конца гранитного молотка сильно сужаются к чрезвычайно острой режущей кромке, как показано на рис. 65. После закалки отпустите до светло-соломенного цвета.

Молоток и наковальня для заточки гранитных инструментов.

При заточке гранитных инструментов кузнец должен использовать молоток с косой кромкой и наковальню (колышек), как показано на рис. 67 и 68. Эти инструменты имеют большое преимущество перед обычным молотком с плоской кромкой и простой наковальней, и после небольшой практики работа будет выполняться намного легче, быстрее и аккуратнее.

Колышек-наковальня устанавливается в квадратное отверстие (большой) наковальни и должен быть надёжно зафиксирован путём вбивания плоского ключа через хвостовик, показанный на рис. b, при этом хвостовик должен быть достаточно длинным, чтобы выступать, пройдя через наковальню на 1 1/2 дюйма. Закалите «колышек» по всей поверхности, но не слишком глубоко. Будьте осторожны при нагревании для закалки, чтобы обеспечить очень равномерный нагрев и закалить центральную часть поверхности, и не нагревайте слишком быстро, иначе перегреются углы. Для срезания концов сломанных инструментов и неровных краёв скошенная передняя сторона колышка будет гораздо лучше, чем идеально ровная.

Для изготовления молотка для заточки гранитных инструментов используйте сталь размером 1 3/4 дюйма в квадрате. Для закалки и отпуска следуйте инструкциям, приведённым в разделе «Закалка и отпуск молотка» в другой главе.

Инструменты для резки мрамора.

Инструменты для резки мрамора во многом похожи на инструменты для резки гранита, за исключением того, что закалка оставляется немного твёрже, скажем, очень тонкой соломинки. Инструменты для нанесения надписей вытягиваются очень тонко, как на рис. 69, но из-за этой тонкости будьте очень осторожны при нагревании и убедитесь, что при заточке последние несколько ударов всегда наносятся только по плоской стороне при очень низкой температуре. Зубчатые или обычные скарпели (долота) не изготавливаются такими тонкими, как инструменты для нанесения надписей. При изготовлении или заточке зубчатых долот зубья затачиваются после завершения ковки.»

В книге также говорится об инструментах для обработки известняка и песчаника. Однако, полагаю, этого достаточно, чтобы понять особенности изготовления и правки инструментов для ручной обработки гранита в конце 19-го - начале 20-го веков. Как видим, никаких победитовых напаек тогда не было и в помине. Но гранит вручную ими обрабатывали. Так что заявления о том, что даже сталью этого сделать невозможно, идут прямиком в мусорную корзину.