Специальные технологии художественной обработки материалов (по литейным материалам)

Министерство образования и науки Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
СПЕЦИАЛЬНЫЕ  ТЕХНОЛОГИИ  
ХУДОЖЕСТВЕННОЙ  
ОБРАБОТКИ  МАТЕРИАЛОВ  
(по литейным материалам) 
 
 
 
Рекомендовано УМО РАЕ по классическому университетскому и техническому образованию в качестве учебнометодического пособия для студентов высших учебных 
заведений, обучающихся по направлению подготовки 
261400.62 «Технология художественной обработки материалов» (рег. № 424 от 16.09.2013) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск  
СФУ  
2014  

УДК 739(07) 
ББК 34.7я74 
        С718 
 
 
 
 
А в т о р ы: 
В. Г. Березюк, А. М. Синичкин, С. И. Лыткина, И. А. Копошко,   
С. В. Мишнёв  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
С718           Специальные технологии художественной обработки материалов (по литейным материалам) : учеб.-метод. пособие / В. Г. Березюк [и др.]. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2014. – 168 с. 
ISBN 978-5-7638-2928-0 
 
 
Дана классификация художественных отливок, изложены основные сведения по шихтовым и формовочным материалам, плавке металла, оснастке               
и оборудованию, технологии литья, финишным операциям, контролю качества 
отливок. Приведены основные способы изготовления художественных отливок, 
а также расчет литниково-питающих систем.  
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 
261400.62 «Технология художественной обработки материалов». 
 
 
Электронный вариант издания см.: 
            http://catalog.sfu-kras.ru 
УДК 739(07) 
ББК 34.7я74
 
                                                                                                       © Сибирский федеральный  
ISBN 978-5-7638-2928-0                                                                   университет, 2014 

ВВЕДЕНИЕ 

 
 
Современные процессы литья осуществляются с использованием новых, более совершенных вспомогательных средств, материалов, 
оборудования. Это позволяет механизировать процесс, обеспечить            
быструю сменяемость ассортимента изделий. Известно много способов 
и технологий изготовления художественных отливок, но наиболее используемыми являются литье по выплавляемым моделям и кусковая 
формовка. 
Труд литейщика по своему характеру творческий. В большей степени это относится к изделиям, отличающимся какими-либо особыми свойствами, размерами, художественностью или виртуозностью техники литья. 
Таким отливкам присваивается титул «царь». 
Знаменитый Царь-колокол (литейщики Иван и Михаил Моторины), 
крупнейший колокол в мире, был отлит в 1733–35 гг. и весит более 200 т. 
Самая большая бронзовая пушка в мире (литейщик А.Чохов) была отлита  
в 1586 г., весит 40 т, ее калибр 890 мм. Скифский царь-котел имел диаметр 
2,5 м и высоту 3 м. Его масса превышала 10 т. Котел украшен орнаментом 
с изображениями животных. Древнейшей отливкой, удостоенной титула 
«царь», является 100-тонный чугунный царь-лев, отлитый в Китае в 954 г. 
Его высота 5,5 м, длина более 5 м. В XIV в. в Японии был отлит царьчайник из 3 частей: крышки, ручки и самого сосуда массой 16 т. В 749 г. 
была отлита статуя Будды массой 250 т (вместе с цоколем 380 т). Длина 
ладони этого исполина 3 м. Самой крупной царь-отливкой является литой 
шабот, изготовленный в Италии (г. Терна). Для него 400 т металла выплавили на месте, а остальные 600 т привезли по железной дороге из соседнего города в теплоизолированных цистернах. 
Первыми металлами, с которыми имел дело человек, были самородные медь и золото. Этому способствовало то, что они легко добывались          
в виде самородков и россыпей, имели невысокую температуру плавления: 
чуть больше 1 000 оС. Первыми отливками были художественные изделия 
из золота в виде различных украшений и предметов религиозного культа. 
Серебро редко встречается в виде самородков, поэтому использовать его 
стали позднее золота. 
В настоящее время для художественных отливок используются все 
благородные металлы и сплавы, сплавы на основе железа, меди, алюминия, 
цинка, легкоплавкие сплавы. При этом применяются разнообразные способы изготовления форм, начиная от одноразовых песчано-глинистых            
и кончая многократно используемыми металлическими формами. 
 

1  ХУДОЖЕСТВЕННОЕ  ЛИТЬЁ 

 
 
1.1. Из истории художественного литья на Руси 
 
В VI–VII вв. произошло выделение специалистов-ремесленников, 
занимающихся художественным литьем из бронзы и драгоценных металлов. В IX–X вв. применялось литье по восковой модели, а в XI в. появились каменные литейные формы. 
Помимо производства литых украшений для знати и среднего сословия (ювелирное производство) литейщики удовлетворяли многочисленные 
бытовые нужды населения, особенно в период образования Киевской Руси. 
В это время отливали котелки, кресты, иконки, зеркала, колокола и др.,  
которые сохранились до нашего времени.  
В течение двух столетий Киев был художественным центром, из которого во все концы страны расходились готовые изделия, а с образованием мелких самостоятельных княжеств и возникновением в них своих        
ремесленных мастерских перенимались лучшие технические достижения, 
заимствовались приемы литейного дела. 
В XII в. появились кустарные литейки в Смоленском княжестве и Великом Новгороде. Киев сильнее других городов пострадал от татарского нашествия, вследствие чего торговые пути, проходившие через него, оказались        
закрытыми. Торговля и промышленность начали перемещаться в северные области Древней Руси. Наибольшую выгоду из сложившейся обстановки сумели 
извлечь Тверское, Московское княжества и особенно Великий Новгород. 
Именно в этих землях начинает бурно развиваться производство художественных изделий. При Дмитрии Донском и его преемнике Василии I 
в сложившейся обстановке перед русскими литейщиками ставится задача 
овладения искусством изготовления пушек. Их производство началось на 
Руси в 1393 г. 
В 1474 г. Иван III дает наказ своему послу в Венеции пригласить 
опытного зодчего, который хорошо бы знал литейное производство. Приехал мастер Аристотель Фиораванти. 
В 1479 г. в Москве Фиораванти построил литейный завод «Пушечная 
изба», позднее на р. Неглинке «Пушечный двор». В XVIII в. был создан 
третий завод  «Гранатный двор». В XV–XVII вв. на этих заводах было отлито большое количество пушек, которые помимо своего прямого назначения, являлись художественными отливками с богатым декором, изящными лафетами (литейщики А. Чохов, Е. Данилов, А. Григорьев, М. Осипов, И. Моторин и др.). А. Чохов отлил Царь-пушку, а также стоствольную 
пушку-орган. 

Отливка колоколов с ликами царей и святых, затейливой вязью, надписями немало способствовала совершенствованию художественного 
бронзового литья. 
В конце первой четверти XVIII в. в Петербурге стали отливать свинцовые скульптуры в мастерских Б.К. Растрелли и Ф. Вассу. Отливки золотились. 
Начало развития статуарного литья положено Петром I. Техника литья была на сравнительно высоком уровне. Наиболее известный мастерлитейщик Растрелли, приглашенный Петром I в Россию, остался в ней до 
самой смерти. Он создал бронзовый бюст Петра I и скульптурную группу 
«Императрица Анна Иоанновна с арапченком». 
Выдающимся событием в истории литой скульптуры было открытие 
памятника «Медный всадник» работы Э.М. Фальконе. Его высота 5,3 м, 
масса 21,6 т. Отливка производилась по восковой модели в 1775 г. и едва 
не закончилась катастрофой. В мастерской случился пожар. Все убежали, 
кроме литейщика Кайлова. «Этот мужественный человек,  писал Фальконе императрице,  оставшись один, заставил течь бронзу в форму… его 
храбрости мы обязаны успехом отливки». 
В коллекции Екатеринбургского музея изобразительных искусств 
собрано более 800 образцов изделий семнадцати уральских чугунолитейных заводов (УЗТМ – Уральского завода тяжелого машиностроения,         
Билимбаевского, Верх-Исетского, Выйского, Каменского, Кусинского, 
Каслинского, Г.Я. Кобелева в Каслях, Кувшинского, Кыновского, Невьянского, Нежнеистетского, Саткинского, Свердловского, Сосьвинского, Холуницкого), представляющих большую как научную, так и художественную и историческую ценность. Наиболее полным и интересным разделом 
коллекции является собрание каслинского чугунного литья, насчитывающее около 700 экспонатов. Центральным и одним из самых замечательных 
экспонатов постоянной экспозиции Екатеринбургского музея изобразительных искусств является Каслинский чугунный павильон, зарегистрированный ЮНЕСКО в Международном каталоге уникальных памятников 
мирового значения как раритет – «единственное в мире архитектурное сооружение из чугуна, находящееся в коллекции художественного музея». 
Вокруг павильона в витринах и на подиумах экспонируются более 200 лучших 
образцов архитектурного и художественного литья Каслинского завода. 
В Петровскую эпоху на Среднем Урале было построено 71 металлургическое предприятие, в том числе 27 казенных заводов и 44 частных, 
где плавили металлы разных сортов, отливали пушки и орудийные припасы для военного ведомства, изготавливали чугунную посуду и различные 
изделия для собственных заводских нужд и на продажу. Бурное строительство, развернувшееся на Урале и в России в первой четверти XVIII в.,            
требовало от уральских заводов увеличения выпуска чугунных отливок 

для внешнего и внутреннего убранства возводимых зданий. В этот период 
многие уральские заводы стали осваивать производство фасонных и архитектурных отливок: дверных и оконных коробок, решеток, кронштейнов, 
колонн, светильников, балясин, перил, ступеней, плит пола, печных                    
и очажных принадлежностей и пр. Наиболее весомый вклад в развитие художественного литья Урала внесли Верх-Исетский, Выйский, Екатеринбургский, Каменский, Каслинский, Кусинский, Кувшинский, Невьянский   
и Нижнетагильский заводы. 
С 1846 г. на Каслинском заводе выпуск кабинетного литья становится регулярным, в ассортименте завода появляется около 100 отливок.                    
В 1860-е гг. складываются основные традиции каслинского художественного литья: реалистичность и четкость силуэта изделий, тщательная  отделка деталей, передача фактуры различных материалов, высококачественная матовая окраска глубокого черного цвета. 
Впервые каслинское художественное литье получает малую золотую 
медаль в 1860 г. на выставке Вольного экономического общества в Москве, а в 1861 г. – малую серебряную медаль на мануфактурной выставке               
в Санкт-Петербурге. С тех пор Каслинский завод постоянно участвовал            
во всероссийских и зарубежных выставках, закладывая основу яркого         
и хорошо узнаваемого бренда «Касли», утверждая качество промышленного заводского металла через искусство художественного литья. Благодаря 
профессианализму скульпторов, высокой квалификации мастеровых и отличному качеству чугуна заводские изделия были отмечены почетными 
дипломами и медалями на всемирных выставках в Париже (1867, 1890), 
Вене (1873), Филадельфии (1876), Копенгагене (1888), Стокгольме (1897), 
Милане (1906). Приобретаемые на этих выставках произведения западноевропейских авторов (Ж.Л. Готье, П.Ж. Мена, Л.О. Моро, Н. Мейера,                  
П.Э. Делабриера, де′ Анже др.) становились моделями для каслинского  
литья, широко тиражировались и пользовались всеобщим успехом. 
Вершиной литейного искусства каслинцев явилось создание в 1899 г. 
знаменитого чугунного павильона Кыштымского горного округа для     
Парижской всемирной художественно-промышленной выставки 1900 г.        
В декоре павильона, изготовленного по проекту петербургского архитектора Е. Е. Баумгартена, использованы мотивы искусства Древней Руси, Византии и Скандинавии. Центральный рельеф («Птицы Радости и Печали»)           
и все скульптуры драконов выполнены талантливой столичной воятельницей М. Л. Диллон. За изготовление металлических изделий Кыштымские 
горные заводы были отмечены высшей наградой выставки – Гран-при 
«Хрустальный глобус» и Большой золотой медалью. 
Наиболее полным каталогом «старых» (дореволюционных) моделей 
каслинского художественного литья был и остается сегодня прейскурант 
«Литье Каслинского завода Кыштымского округа. Художественные вещи» 

за 1913 г. В нем представлено 759 наименований изделий. К прейскуранту 
прилагается альбом, в котором художественные вещи изображены              
в одну шестую их натуральной величины. 
Каслинское художественное литье в период своего расцвета (1870–1900) 
не знало себе равных. Один лишь Кусинский завод в конце XIX в. приблизился к уровню каслинских изделий. Даже среди музейшиков бытует представление, что старейший и основной промысел – это каслинский, а Куса 
была и есть чем-то вроде филиала Каслей. Часто лучшие кусинские изделия называют каслинскими отливками, так как во многих случаях Куса             
и Касли использовали одни и те же авторские модели П.К. Клодта,                 
Е.А. Лансере, А.Л. Обера, Н.И. Либериха, А.А. Соловьевой и других русских скульпторов. 
Крупнейшим мастером XIX в. был И.П. Мартос. Среди его многочисленных скульптур наиболее выдающейся является памятник Минину         
и Пожарскому, отлитый В.П. Екимовым. Учеником В.П. Екимова был прославленный литейщик-анималист П.К. Клодт. Он был членом Римской, 
Берлинской и Пражской академий. Им отлиты памятники Н.М. Карамзину, 
Г.Р. Державину, Петру I. Всеобщее признание Клодту принесли конные 
группы для Аничкового моста. Кони этих скульптур установлены также            
в Берлине и в Неаполе. 
Последней крупной работой литейщика был памятник Николаю I            
в Петербурге (18561859). В техническом отношении этот памятник не имеет 
себе равных в скульптуре того времени. Клодт поставил бронзового коня 
на две точки (на задние ноги), что удалось ему в результате точнейшего 
расчета. 
В 1920 г. в Петербурге была создана небольшая мастерская бронзового литья. Затем при государственном меднообрабатывающем заводе 
«Красный выборжец» (1924 г.) был организован «Художественный монументальный бронзолитейный отдел». В 1932 г. эта литейная мастерская 
тиражировала для населения скульптурные портреты вождей революции. 
В 1939 г. мастерская стала заводом бронзового и чугунного литья «Монументскульптура». С 1924 по 1932 гг. на заводе были отлиты многочисленные памятники В.И. Ленину (для 20 городов страны) и более 30 памятников С.М. Кирову и другие. Также по проектам М.Г. Манизера отлито               
80 скульптурных групп для станции метро «Площадь революции». 
Позднее Художественным фондом РСФСР был организован Мытищинский завод имени Е.Ф. Белашевой, где также были отлиты и выполнены многочисленные скульптурные работы, в частности Ю. Долгорукому            
и А.В. Суворову в Москве. 
Также по заказу Московского Правительства завод «Серп и Молот» 
отлил из чугуна художественную ограду 3×9 м с литыми фигурами, установленную в Лефортово. 

1.2. Классификация художественных отливок 
 
Громадное количество многообразных художественных отливок, 
изготовленных из различных сплавов и предназначенных для разных целей, позволяет классифицировать их по следующим признакам: масса, 
способ изготовления, вид сплава, назначение. 
 
1.2.1. Классификация отливок по массе 

По этому признаку отливки подразделяются на 8 основных групп.            
К самым крупным отливкам относят уникальные, единичные отливки, масса 
которых составляет десятки и сотни тонн; к миниатюрным  относятся, как 
правило, ювелирные изделия из благородных металлов массой до 50 г 
(табл. 1.1). 
 
Таблица 1.1 

Классификация художественных отливок по их массе 

Группа отливок 
Масса отливок, кг
Примеры отливок 

Уникальные тяжелые
Более 20 000 
Царь-колокол (205 т), Царь-пушка (40 т), 
Медный всадник (21,6 т) 

Очень тяжелые 
Более 2 500 
Памятник Суворову (6 т), памятник Пушкину (4,8 т) 

Тяжелые 
Более 250 
Бюст, крупные барельефы, ограды решетки 
и др. 

Средние 
Более 25 
Садовая мебель, фонари, малые барельефы, 
детали фонтанов и др.  

Малые 
Более 2,5 
Кабинетные скульптуры, вазы, напольные 
подсвечники и др. 

Мелкие 
Менее 2,5 
Малые кабинетные скульптуры, чернильницы, тарелки, бра, канделябры и др. 

Очень мелкие 
Менее 0,5 
Медали, накладки и ручки для дверей, сувениры, солдатики и др. 

Миниатюрные 
Менее 0,05 
Ювелирные изделия из драгоценных металлов, кольца, перстни, серьги и др. 

 
 
1.2.2. Классификация отливок по способам изготовления 

Выбор способа изготовления художественных отливок определяется 
материалом отливки, ее массой, габаритами, конфигурацией, массовостью и др. В табл. 1.2 приведены 10 способов изготовления отливок, однако 
из них наиболее часто используют гравитационное литье в песчаноглинистые сырые формы, литье по выплавляемым моделям в этилсиликатные формы, в металлические формы, под давлением и центробежное              
литье. 

Таблица 1.2 

Классификация отливок по способам изготовления 

Применяемые сплавы 
Примеры отливок 

Гравитационное литье в песчано-глинистые формы 

Все виды сплавов. Редко сплавы из драгоценных металлов 
Отливки любой массы и габаритов, практически 
любой сложности. При необходимости изготовления сложных орнаментов используют части форм, 
выполненные другими способами (вставки) 

Литье по выплавляемым моделям 

Все виды сплавов.  
Отливки любой массы, габаритов и сложности 

Легкоплавкие сплавы на основе цинка, свинца, олова 
Малая кабинетная скульптура, детали светильников. 
Все украшения из драгоценных металлов 

Литье по газифицируемым моделям из пенополистирола 

Сплавы на основе железа, меди, алюминия 
Тяжелые, средние и малые отливки, модели которых изготовлены автором в одном экземпляре. Редко используемый способ 

Литье в керамические формы по постоянным моделям 

Все виды сплавов 
Отливки любой массы и габаритов средней сложности. В основном протяженные и плоские отливки – 
барельефы, модели и др. 

Литье в формы, изготовленные вакуумно-пленочным способом 

Все виды сплавов, за исключением драгоценных металлов  
Отливки любой массы и габаритов с одной плоскостью разъема. Барельефы, решетки, ограды и т. п. 

Литье в металлические формы (кокили) 

В основном все цветные металлы и сплавы 
Малые и мелкие отливки в основном с одной плоскостью разъема. Многочисленные изделия широкого бытового назначения – небольшие бюсты, сувениры, ручки и др. Отливки, имеющие открытую полость и позволяющие отливать детали с последующим «выплеском» металла 
Литье под давлением 

Цветные металлы и сплавы. 
Из медных сплавов предпочтительна латунь 

Отливки малых габаритов, тонкостенные с относительно простой конфигурацией: медали, сувениры, 
брелоки, заводские и фирменные знаки и др.  

Литье в гипсовые формы 

Цветные металлы и сплавы, 
драгоценные металлы 
Отливки небольшой массы, любой степени сложности. Модели постоянные или выплавляемые из гипсокристобалитовой массы. Основной способ для изготовления ювелирных изделий при сочетании с 
центробежным литьем или под вакуумом 
Центробежное литье 

В основном цветные и благородные металлы 
Очень мелкие и миниатюрные отливки. При использовании форм из вулканизированных синтетических 
резин применяют цинковый сплав, для цветных и 
благородных металлов – гипсокристобалитовые 
формы