Методы реставрации и восстановление свойств металлов от коррозии при изготовлении художественных и ювелирных изделий. Учебное пособие
.pdf
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО
Институтмашиностроения,материаловитранспорта
Высшаяшколафизикиитехнологийматериалов
В. К. Шевчук И. П. Козицын А. А. Александрова
МЕТОДЫ РЕСТАВРАЦИИ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ СВОЙСТВ
МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ХУДОЖЕСТВЕННЫХ
И ЮВЕЛИРНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Учебное пособие
Санкт-Петербург
2023
ББК30.61:79.Оя73 Ш37
Р е ц е н з е н т ы:
Доцент, заведующий кафедрой художественной обработки металла СПГХПА имени А. Л. Штиглица К. А. Спассков
Шевчук В. К. Методы реставрации и восстановление свойств металлов от кор- розии при изготовлении художественных и ювелирных изделий : учеб. пособие /
В.К.Шевчук,И.П.Козицын,А.А.Александрова.–СПб.:ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2023.–118с.
Соответствует содержанию федеральной дисциплины государственного образовательного стандарта по направлению «Технология литья металла и реставрации изделий».
В данном учебном пособии представлены способы реставрации, консервации и хранения изделий из металлов, а также требования, предъявляемые ктехнике безопасности по проведению работ с материалом и реактивами.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 29.03.04 (бакалавриат) и 29.04.04 (магистратура) «Технология художественной обработки материалов».
Ил. 2. Библиогр.: 80 назв.
Печатается по решению Совета по издательской деятельности Ученого совета
Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.
|
© Шевчук В. К., Козицын И. П., |
|
Александрова А. А., 2023 |
ISBN 978-5-7422-8055-2 |
© Санкт-Петербургский политехнический |
doi:10.18720/SPBPU/2/id23-73 |
университет Петра Великого, 2023 |
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation
PETER THE GREAT ST. PETERSBURG
POLYTECHNIC UNIVERSITY
InstituteofMachinery,Materials,andTransport
GraduateSchoolofPhysicsandMaterialsTechnology
V. K. Shevchuk I. P. Kozitsyn A. A. Aleksandrova
RESTORATION METHODS AND RECOVERY OF METAL PROPERTIES FROM CORROSION IN THE MANUFACTURE
OF ART OBJECTS AND JEWELRY
Training manual
Saint-Petersburg
2023
R e v i e w e r s:
Associate professor, Head of the Department of Metal Art at Saint Petersburg
Stieglitz State Academy of Art and Design K. A. Spasskov
Shevchuk V. K. Restoration methods and recovery of metal properties from corrosion in the manufacture of art objects and jewelry : training manual / V.K.Shevchuk,I.P.Kozitsyn,A.A.Aleksandrova.–St.Petersburg:POLYTECH- PRESS, 2023. – 118 p.
The training manual corresponds to the content of the federal discipline of the state educational standard for the major “Technology of metal casting and restoration of products”.
This training manual presents the methods of restoration, preservation, and storage of metal products, as well as safety requirements for working with the material and reagents.
It is intended for students enrolled in majors 29.03.04 (Bachelor’s degree) and 29.04.04 (Master’s degree) “Technology of metal art”.
Figures: 2. References: 80 titles.
Printed by decision of the Council on Publishing Activities of the Academic Board
of Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University.
|
© Shevchuk V. K., Kozitsyn I. P., |
|
Aleksandrova A. A., 2023 |
ISBN 978-5-7422-8055-2 |
© Peter the Great St. Petersburg |
doi:10.18720/SPBPU/2/id23-73 |
Polytechnic University, 2023 |
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение..................................................................................................... |
7 |
|
1. |
Правила техники безопасности при реставрационных работах |
|
|
с металлами............................................................................................. |
8 |
2. |
Сведения о коррозии металлов............................................................... |
11 |
3. |
Исследование предметов из металлов..................................................... |
20 |
4. |
Общие методы очистки от загрязнений и продуктов коррозии................ |
26 |
|
4.1. Очистка металлов от загрязнений.................................................. |
26 |
|
4.2. Очистка от продуктов коррозии.................................................... |
29 |
|
4.3. Промывка....................................................................................... |
33 |
5. |
Ингибиторы коррозии............................................................................. |
35 |
|
5.1. Защита ингибиторами от атмосферной коррозии......................... |
35 |
|
5.2. Защита черных металлов................................................................ |
36 |
|
5.3. Защита меди, медных сплавов и серебра....................................... |
37 |
|
5.4. Защита ингибиторами при промывке........................................... |
39 |
|
5.5. Защита ингибиторами при очистке от коррозии.......................... |
39 |
6. |
Медь и сплавы из меди........................................................................... |
40 |
|
6.1. Некоторые сведения из истории медных сплавов......................... |
40 |
|
6.2. Коррозия меди и медных сплавов.................................................. |
43 |
|
6.3. Свойства меди и продуктов ее коррозии....................................... |
49 |
|
6.4. Электролитическая и электрохимическая очистки меди |
|
|
и ее сплавов.................................................................................... |
51 |
|
6.5. Химическая очистка....................................................................... |
52 |
|
6.6. Стабилизация................................................................................. |
57 |
|
6.7. Очистка изделий из меди и ее сплавов, украшенных |
|
|
другими металлами........................................................................ |
63 |
|
6.8. Реставрация полностью минерализованного |
|
|
сыпучего археологического металла............................................. |
65 |
|
6.9. Реставрация изделий с сохранением патины................................ |
66 |
|
6.10. Патинирование............................................................................. |
68 |
7. |
Серебро.................................................................................................. |
69 |
|
7.1. Некоторые сведения из истории серебра....................................... |
69 |
|
7.2. Коррозия серебра и его сплавов..................................................... |
72 |
7.3. Свойства серебра и продуктов его коррозии................................. |
73 |
7.4. Очистка от загрязнений................................................................. |
74 |
7.5. Очистка потемневшего музейного серебра................................... |
75 |
7.6. Реставрация археологического серебра......................................... |
77 |
8. Золото.................................................................................................... |
79 |
9. Свинец.................................................................................................... |
81 |
10. Олово.................................................................................................... |
83 |
11. Железо.................................................................................................. |
84 |
11.1. Некоторые сведения из истории железа....................................... |
84 |
11.2. Коррозия железа............................................................................ |
86 |
11.3. Свойства железа........................................................................... |
90 |
11.4. Электролитическая и электрохимическая очистки..................... |
91 |
11.5. Химическая очистка...................................................................... |
93 |
11.6. Декоративная обработка поверхности....................................... |
103 |
11.7. Реставрация археологического железа....................................... |
104 |
11.8. Консервация предметов из железа............................................. |
108 |
12. Хранение предметов из металла.......................................................... |
110 |
Библиографический список................................................................... |
112 |
ВВЕДЕНИЕ
Металлы и сплавы, различные типы их разрушений, особенности изготовления предметов и декоративной отделки требуют отреставратораспециальныхзнанийинавыковработы.Вданном пособии приведены общие рекомендации, однако не включены описанияручныхопераций(пайка,рихтовкаидр.),которымиможноовладетьтольконапрактике.Работаясразрушеннымметаллом, реставратор должен знать процессы образования коррозии, для этоговпособиипредставленынеобходимыеданныепоособенностям разрушения металлов в зависимости от различных причин. Основныезнанияинавыкиреставраторможетполучить,применяя их на практике, например во время стажировки.
В учебном пособии рассмотрены способы реставрации двух группметалла:археологическогоимузейного.Кгруппемузейного металлаотносятсявсепредметы,никогданенаходившиесявпочве
ихранящиеся в закрытом помещении. Описания экспонатов, находящихся на открытом воздухе, т. е. подверженных атмосферной коррозии, в данном пособии не приводятся.
Теория реставрации прикладного искусства окончательно не разработана.Несформулированыэстетическиепринципы,неопределены границы допустимого реставрационного вмешательства в памятник, не составлен перечень профессиональных терминов. Например, в настоящее время не существует однозначных ответов на вопросы: «Как сохранить серебряные предметы в первозданном виде?Нужнолиихочищатьилиправильнееоставитьтемнуюповерхностнуюпленкусульфидасеребра?»,«Можнолисархеологических предметовизмедиимедныхсплавовудалятьвсепродуктыкоррозии
илишатьтемсамымнаходкиатрибутаархеологическогопамятника?»
ит. д. В учебном пособии отсутствуют ответы на данные вопросы. Начинающиереставраторыдолжныпомнить,чтотермин«реставрация»применительнокметаллупреждевсегосвязансконсервацией, отвечающей за стабилизацию материала.
7
1. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РЕСТАВРАЦИОННЫХ РАБОТАХ С МЕТАЛЛАМИ
Реставраторработаетсвеществами,обладающимиразличными физико-химическимиитоксическимисвойствами.Знаниесвойств применяемыххимическихвеществ,методовбезопасногообращения с ними, основ правильной организации работ, когда все операциисхимическиактивными,огнеопаснымиивзрывоопасными веществамипроводятсяссоблюдениеммербезопасности,помогут избежать несчастных случаев.
Приведем общие правила безопасности.
1.Всеоперации,связанныесприменениемядовитыхиогнеопасныхвеществ,кислотнымиищелочнымирастворами,необходимо проводить в специально оборудованных комнатах с вытяжным устройством при работающей вентиляции.
Вентиляцияможетбытьместной(вредныевеществаудаляются только из рабочей зоны), общеобменной (вредные вещества удаляютсяизвсегообъемапомещения)иместной(вредныевещества удаляются непосредственно из зоны работы).
Привыполненииоперациипайкиидругиххимико-термических работ воздухообмен должен быть совмещенный.
Вентиляцию следует включать за 20–30 мин до начала работ
ивыключать через 20–30 мин после их окончания.
2.При механической и химической очистке металла необходимо применять средства индивидуальной защиты – респираторы
испециальные защитные очки. Например, могут использоваться респираторы марок Ф-46к, Ф-57; противопылевой бесклапанный респиратор ШБ-II; Астра-2; универсальный респиратор РУ-60, его последняямодельпроизводитсясочкамиибезочков.Креспиратору РУ-60имеютсяпатроныразличныхмарок,каждыйизкоторыхпред- назначендлязащитыотопределеннойгруппытоксическихвеществ. Так, патрон марки А предназначен для защиты от паров толуола, ксилола, ацетона, бутилацетата, бензина и других органических
8
паров,амаркиКД–отпароваммиакаисероводорода.Длязащиты глаз от пыли и вредных веществ применяются защитные очки С-2 различных типов; защитные очки герметичные ПО-2; очки для защиты от ультрафиолетовых лучей УЛВ-М и УДЦ-М.
3.Механическуюработусархеологическойбронзойисплавами, содержащими свинец, допустимо проводить только при наличии местного вытяжного устройства.
4.Во время работы с кислотами, щелочами, растворителями
идругими едкими веществами необходимо предохранять кожу рук. Для этого можно использовать резиновые перчатки, в других случаях, например при склеивании или других тонких реставрационных операциях, – защитные пасты и мази. Для защиты кожи от растворителей, лаков, красок, смол рекомендуется применять специальныепастыХНОТ-б,ЯЛОТ,мазьСелисского,мазиПМ-1, ИЭР-Ги«Миколан»;длязащитыкожиотводыиводныхрастворов кислот, щелочей, солей – пасту Чумакова и пасту ИЭР-2. Также можноприготовитьзащитные«биологическиеперчатки»согласно следующей рецептуре:
– казеин – 30 г;
– аммиак (25 %) – 1 г;
– глицерин – 30 г;
– спирт (90 %) – 85 г;
– вода – 85 г.
Залитый водой казеин (не казеиновый клей) ставят на водяную баню или в термостат при 60–70°С на 2–3 ч до полного набухания казеина.Массавремяотвремениперемешивается.Внабухшийказеинприпостоянномперемешиваниивводитсяаммиак,вполученную однородную клеящую массу небольшими порциями добавляются вначале глицерин, а затем спирт. Перемешивание продолжается до образованияоднороднойжидкости.Раствор«невидимыеперчатки», готовыйкупотреблению,хранятвбанкахспритертымикрышками. Срокхраненияраствора–5–10дней.Раствор«невидимыеперчатки» готовятвчистойсухойэмалированнойпосуде.Мешалкадолжнабыть изготовлена из органического стекла или фарфора. Защитная жидкость наносится на руки перед началом работы. В течение 1–2 мин
9
оназастывает,иобразуетсястойкаябесцветнаяилисветло-коричне- вая тонкая пленка в виде перчаток, легко смываемая теплой водой. Переднанесениемжидкостирукидолжныбытьчистымиисухими. Послеокончанияработыпленкусмываютводой.Удалятьпроизвод- ственныезагрязненияскожирекомендуетсяконцентратамиОП-10 или ОП-7 или пастой для мытья рук.
5.При приготовлении растворов кислот разных концентраций следует помнить, что этот процесс сопровождается большим выделением тепла. Поэтому кислоту нужно постепенно добавлять
вводу, а не наоборот.
6.Запрещаетсянагреватьнизкокипящиегорячиежидкости(ацетон,эфиры,спиртыит.п.)воткрытыхсосудахнагазовыхгорелках иливблизиотисточниковоткрытогоогня.Длянагреваниядопус тимо применять закрытые электроплитки.
7.Остаткикислот,щелочейидругихедкихилиядовитыхвеществ передсливомвканализациюнеобходимонейтрализовать.Сливать
враковину химические вещества без предварительной нейтрализации категорически запрещается.
8.Случайнопролитуюнаполилиоборудованиекислотуследует немедленно смыть водой и остатки нейтрализовать сухой кальцинированной содой до прекращения реакции. Пролитую щелочь необходимо смыть водой и нейтрализовать борной или уксусной кислотой.
9.Химическиереактивыследуетхранитьвопределенном,предназначенном для этого месте, в закрытых банках, склянках или других сосудах. На каждый сосуд должна быть наклеена этикетка сточнымназваниемвещества,егоконцентрациейит.д.Хранение склянок с реактивами без пробок, этикеток или в неисправной таре запрещается.
Концентрированныекислоты(азотную,серную,солянуюит.п.) иреактивы(аммиак),способныевыделятьгаз,необходимохранить
ввытяжном шкафу. При открывании сосудов следует соблюдать осторожность и вынимать пробку постепенно.
Легковоспламеняющиесяигорячиежидкости(бензин,ацетон, скипидар,толуол,ксилол,амилацетат,этиловыйиизопропиловый
10