Между молотом и наковальней

«МЯГКИЕ КАМНИ»

Ковка и литье – древнейшие способы обработки металлов, однако первый вдвое старше второго. По-видимому, технологию ковки открыли при обработке камня, когда в качестве заготовки древнему мастеру попался медный самородок. Ковать медь стали примерно 11 тысячелетий назад, но практического применения открытие не нашло: из маленьких самородков можно было изготовить лишь мелкий инструмент и украшения. Медный век начался гораздо позже, когда людям покорилась горячая металлургия. Считается, что она зародилась на Ближнем Востоке примерно в IV тысячелетии до Р.Х., в Европе и Китае – в III–II тысячелетии, а в Латинской Америке – только в начале I тысячелетия до Р.Х. Распространению технологии литья способствовало освоение гончарного производства: в керамических формах, в отличие от земляных, удавалось получать сравнительно точные изделия. Литье значительно упрощало процесс изготовления орудий, а медный топор при валке леса оказался втрое эффективнее каменного. Однако медь годилась лишь для обработки сравнительно мягких материалов, да и запасы самородков быстро истощились. Новый толчок металлургии дало открытие бронзы – сплава меди и олова.

БРОНЗА ПРОТИВ ЖЕЛЕЗА

Новый сплав – более твердый, но столь же технологичный – совершил революцию во многих областях – от искусства до военной техники. Он уже стоил того, чтобы строить настоящие рудники для добычи металлов – с разветвленной сетью шахт, вагонетками и откачкой воды из штолен (к I тысячелетию до Р.Х. человечество располагало такими возможностями). Открытие куда более распространенного железа поначалу не смогло поколебать позиций бронзы как стратегического материала, и лишь сталь заметно потеснила ее, хотя и не стала полноценной заменой. Пушки, например, отливали из бронзы вплоть до XVIII века, пока не научились делать прочный чугун. Кстати, прорыв в «пушечной» технологии чугуна ускорил известный указ, согласно которому первый выстрел из пушки делал сам мастер-литейщик. Количество разорвавшихся при выстреле орудий быстро пошло на убыль.

На протяжении двух тысяч лет бронзовые отливки обладали еще одним немаловажным преимуществом перед стальными коваными изделиями – стандартностью (даже древние отливали детали в специальных станках партиями по сотне штук). Ручная ковка не могла обеспечить заметной точности изделий, а соответствующие станки появились в Европе лишь к XVIII столетию. Хотя ковать, например, ядра из железа и свинца начали уже в XVI веке. Стандарты тогда были весьма условными – зачастую ядра подходили только к «своей» пушке.

СРЕДИ ВАЛКОВ

Прокатку можно считать безударным вариантом ковки. Как правило, первые прокатные станы датируют концом XVIII века, но еще в XI столетии вестфальский монах Рожер повествует о похожем приспособлении – «органариуме». Однако в повествовании упоминаются и элементы, относящиеся к штамповке – удары молотом и переворачивание детали, не требующееся при прокатке. Древнейшее изображение прокатного стана (1615 г.) принадлежит Саломону де Ко (см. рис.). В то время между валками раскатывали лишь мягкие металлы – золото и серебро, медь, латунь, органный сплав. Ведь железо требовало, помимо прочных валков, сильного нагрева.

Вначале железные листы изготовляли пробивкой под молотом. Обрезки железных, медных и латунных листов шли на проволоку. С XVI века ножницы стали приводить от водяных колес, а настоящие горячие прокатные станы появились лишь к концу XVII столетия. Центром производства стала Англия – там уже с 1742 года изготовляли жесть, с 1750-х – «котельное железо», а с 1769 года – «фигурное железо», шары и т.п. В 1783-м Джон Вествуд к описанию своего патента приложил рисунок валка с готовыми ручьями, позволявшими не только прокатывать изделия круглого сечения, но и уплотнять металл в холодном состоянии.

Сегодня льют, штампуют и прокатывают не только металлы, но и пластмассы, эластомеры и т. п. Как показывает опыт, человечество почти никогда не расстается с тысячелетними технологиями, а лишь приспосабливает их к современным материалам. Кстати, на одном штампованном компакт-диске сегодня уместится целый журнал!

Благодарим ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ МУЗЕЙ (Москва) и МУЗЕЙ ИНСТРУМЕНТА (Санкт-Петербург) за помощь в подготовке материала.