Гравирование — один из древнейших способов художественной обработки металлов и некоторых неметаллических материалов (кости, дерева, камня и др.). Его сущность — нанесение линейного рисунка или рельефа на материал с помощью резца. За многие тысячелетия существования гравировка проникла в самые различные области производства — как художественные (ювелирные украшения, гравюры), так и чисто технические, например производство точных измерительных инструментов и приборов (нанесение делений, градуировка и оцифровка микрометрических и нониусных шкал и т. п.).
Плоскостное гравирование (двухмерное) — способ, при котором обрабатывается только поверхность.
Это широко распространенный прием в художественной обработке металла. Его назначение — декорирование поверхности изделия нанесением простого узора или сложных портретных, многофигурных или ландшафтных композиций, а также исполнение различных надписей и шрифтовых работ.
Возможности плоскостного гравирования очень широки — это рисунок, графика резцом на металле, еще более тонкая и совершенная, чем карандашом или даже пером, так как штрихи резца значительно тоньше и четче линий, проведенных пером (рис. 47 и 48).
К плоскостному гравированию (которое называют также «гравирование по глянцу» или «гравирование для вида») относится и гравирование под чернь, которое в технологическом отношении мало отличается от обычного — тем, что оно выполняется несколько глубже, а затем выбранный внутро рисунок заполняется чернью (§ 30).
Технология гравирования. Весь процесс плоскостного гравирования складывается из следующих операций:
Подготовка рисунка. Рисунок для перевода на металл выполняют на бумаге в натуральную величину в линейной манере. Все тональные и теневые переходы дают штрихом или точками (пунктиром).
Подготовка металла. Поверхности металлической пластины (или изделия), на которой предстоит выполнять гравирование, соответствующим образом подготавливают. Основная задача подготовки— сделать поверхность чистой, ровной и гладкой. Все случайные риски и царапины тщательно удаляют шлифовкой. Затем поверхность обрабатывают мелкой шкуркой и пемзой.
Поверхность должна быть матовой (шлифованной), а не блестящей (полированной), так как излишний блеск слепит при работе глаза и затрудняет ее. При необходимости иметь гравированный рисунок на полированном поле полировку фона осуществляют после гравирования рисунка.
Перенос рисунка на металл. Поверхность пластины или изделия покрывают тонким слоем белой акварельной краски (или жидко разведенной белой гуашью). Краске дают высохнуть и на нее переносят рисунок или от руки тонко отточенным карандашом, или через копировальную бумагу, обводя линии рисунка так же точно отточенным твердым карандашом. Полученный рисунок покрывают спиртовым лаком или нитролаком, чтобы он не стирался при работе.
Приспособление для гравирования. Для удобства гравирования листовую заготовку, а также мелкие ювелирные изделия и медали предварительно прикрепляют к доске, по размерам превосходящей металлическую заготовку или изделие. Небольшие заготовки прикрепляют к доске на разогретый сургуч или канифоль. Большие пластины прибивают к доске по краю мелкими гвоздями. Объемные предметы зажимают в специальные приспособления: шрабкугель или колодки.
Шрабкугель представляет собой сплошной чугунный шар, диаметром около 130 мм и весом до 15 кг, у которого сверху срезан сегмент. На круглой площадке имеется прямоугольный паз, а в одной из двух стенок паза сделаны отверстия с резьбой, в которые вставлены прижимные винты. Изделие, подлежащее гравированию (или доска с прикрепленной к ней заготовкой), укладывают в паз и прочно прижимают винтами к противоположной стенке паза.
Колодки изготовляют из массивных стальных или чугунных брусков, снабженных специальными раздвигающимися губками. Гравируемый предмет закладывают между губками и прочно зажимают винтами. Чтобы доска с прикрепленной к ней пластиной или колодки удобно и устойчиво лежали на верстаке и в процессе работы легко поворачивались, под них подкладывают кранц — специальную тяжелую, кожаную или парусиновую, круглую подушку диаметром 150—200 мм, туго набитую песком. Под шрабкугель для удобства работы подкладывают специальное кожаное кольцо. Кранцы придают устойчивость и маневренность (поворот) лежащим на них приспособлениям при работе резцом, а также поглощают шум от ударов при работе зубилом.
Граверный инструмент и его употребление. Основным инструментом при плоскостном гравировании является штихель или резец. Общая длина штихеля колеблется от 100 до 130 мм; его изготовляют из лучших марок инструментальных сталей, способных держать заточку. Штихель вставляют в короткую деревянную ручку грибовидной формы, срезанную с нижней стороны для удобства работы.
Хороший резец должен удовлетворять следующим требованиям:
а) он должен быть сделан из первоклассного материала;
б) отшлифован и хорошо заточен.
Обычно используют резцы, которые изготовлены из высококачественной тонкоструктурной стали. Если необходимо изготовить инструмент твердый, с малым износом, то лучше всего для этого взять сталь серебрянку или быстрорежущую сталь; резцы также делают из стали марки У7 и У8. Резцовые заготовки поступают на производство в виде стальных прутков с главными поверхностями (верхняя, нижняя, боковые и лобовая).
Различают следующие основные типы штихелей: Острый резец (шпицштихель (рис. 49, а, б). Его боковые стороны слегка выгнуты наружу, ширина по верху 1—4 мм, угол между боковыми поверхностями может варьироваться. Это наиболее употребительный тип штихеля; он служит для выполнения большинства граверных операций: оконтуривания рисунка, подрезки углов в шрифтовых работах (особенно рукописных, всевозможных подправок и подчисток и т. п.).
Мессерштихель — ножевой резец (рис. 49, в). Его поперечный разрез соответствует остроугольному треугольнику. Им можно достичь волосяных линий большой глубины: на полоске шириной 1 мм им можно провесить до 10 линий.
Фасетштихель — фасетный резец (рис. 49, г). У него боковые стенки параллельны, а режущие поверхности встречаются под углом 100°. Ширина спинки 1,5— 3 мм. Им можно проводить линии относительно широкие и незначительной глубины.
Юстирштихель — котировочный резец (рис. 49, д). Его выгнутые боковые стороны на поперечном сечении образуют острый овал; применяют для юстировки оправных царг, для того чтобы облегчить вставку камня в ювелирное изделие. Поверхность среза шлифуется косо по отношению к главной оси.
Флахштихель — плоский резец (рис. 49, е, ж). Спинка и полотно этого резца всегда параллельны; в зависимости от положения боковых сторон спина может быть шире или уже полотна. Ширина полотна от 0,2 до 5 мм; используют не только для нанесения широких и плоских линий, они незаменимы для ювелиров при доработке и монтировке украшений, выравнивании плоскостей и т. п.
Болштихель — полукруглый резец
(рис. 49, з, и). Полотно может быть уже или шире спинки, но оно всегда полукруглое; ширина полотна от 0,1 до 5 мм; применяется для строгих шрифтов различной ширины, при гравировании углублений, при круглой и полукруглой выборке, а также для доработок украшений.
Фаденштихель — нитяной резец (рис. 49, к) похож на плоский резец. У него на полотне устроено множество продольных желобков; его применяют для декоративных поделок и для оживления рисунков. Кроме различия по форме рабочей части штихели различаются также по характеру и углам заточки, а также по их размерам (номерам).
При гравировании на вогнутых поверхностях или в углублениях применяют гнутые штихели. Для приготовления гнутых штихелей тот или иной штихель нагревают в средней части докрасна и изгибают до необходимой кривизны. Иногда штихелям придают двойную кривизну, но оба изгиба обязательно должны лежать в одной плоскости.
При работе штихель держат в правой руке, в кулаке, так, чтобы его рукоятка упиралась в ладонь, а большой и указательный пальцы поддерживали штихель в рабочем положении. При этом локоть находится на весу и опорой руки служит только большой палец, который в то же время является как бы тормозом и ограничивает проскальзывание штихеля вперед. В то же время указательный палец регулирует силу нажима на ребро штихеля и направляет его по линиям рисунка. Штихель ведут всегда только по прямой линии справа налево, проталкивая его вперед небольшими участками.
При гравировании кривых линий и закруглений поворот штихеля допускается лишь в небольших пределах, а все изгибы линий в соответствии с рисунком осуществляет левая рука, которая поворачивает заготовку, закрепленную в шрабкугеле (или колодке), навстречу резцу. Штихель должен быть хорошо и правильно заточен. Чем мягче металл, тем угол резания делают меньше (острее). При резании мягких материалов (дерево) угол равен 45°; для стали он достигает 60—65°. Тупым штихелем работать нельзя — он соскакивает с металла и легко может поранить левую руку, которая постоянно находится перед штихелем. Кроме того, тупой штихель, соскальзывая с металла, портит работу. Острый штихель легко режет металл и берет нормальную стружку не более 0,1—0,2 мм.
Для плоскостного гравирования пригодны почти все металлы и многие неметаллические материалы (кость, дерево, пластмассы, некоторые мягкие породы камня, янтарь и др.). Из металлов лучше всего поддаются гравированию латуни, томпак, пробное серебро, некоторые стали. Хорошо гравируются бронза, цинк, никелевые сплавы; хуже гравировать на чистом золоте, чистом серебре и платине, а также на чистом алюминии.
Иногда для обогащения рисунка на серебряных и золотых изделиях, совместно с гравированием, применяют травление. Для этого изделие покрывают кислотоупорным лаком, на котором стальной иглой наносят рисунок так, чтобы только снять (процарапать) лак и обнажить поверхность металла, затем изделие травят кислотой. Для травления серебра применяют разведенную азотную кислоту, а для золотых изделий — разбавленную водой царскую водку. После травления лак удаляют скипидаром.
