Реставрация металла

Материал из RestoreWiki

Перейти к: навигация, поиск
Эти монеты нуждаются в реставрации
Фрагмент монеты, нуждающейся в реставрации
Отреставрированные украшения
отреставрированные фрагменты из серебра

Реставрация металла - это восстановление и консервация предметов из металлов и их сплавав, имеющих историческую и культурную ценность.Большое разнообразие металлов и сплавов, видов их разрушений, особенностей изготовления предметов и их декоративной отделки требуют от реставратора специальных знаний и навыков работы.

Содержание

Правила техники безопасности при реставрации металла

Реставратор имеет дело с веществами, обладающими различными физико-химическими и токсическими свойствами. Знание свойств применяемых химических веществ, методов безопасного обращения с ними, правильная организация работ, когда все операции с химически активными, огне- и взрывоопасными веществами проводятся с соблюдением мер безопасности, помогут избежать несчастных случаев.

Общие правила безопасности

При выполнении операции пайки и других химико-термических работ воздухообмен должен быть совмещенный. Вентиляцию следует включать за 20-30 мин. до начала работ и выключать через 20-30 мин. после их окончания.

казеин - 30 г.

аммиак (25%) - 1 г.

глицерин - 30 г.

спирт 90° - 85 г.

вода - 85 г.

Залитый водой казеин (а не казеиновый клей) ставят на водяную баню или в термостат при 60-70°С на 2-3 часа до полного набухания казеина. Вся масса время от времени перемешивается. В набухший казеин при постоянном перемешивании вводится аммиак, в полученную однородную клеящую массу небольшими порциями добавляются (также при постоянном перемешивании) вначале глицерин, а затем спирт. Перемешивание продолжается до образования однородной жидкости. Раствор "невидимые перчатки", готовый к употреблению, хранят в банках с притертыми крышками. Срок хранения раствора 5-10 дней. Раствор "невидимые перчатки" приготовляют в чистой сухой эмалированной посуде. Мешалка должна быть из органического стекла или фарфора. Приготовленная таким образом защитная жидкость наносится на руки перед началом работы и. после обеденного перерыва. Застывая (в течение 1-2 мин.), она образует стойкую бесцветную или светло-коричневую тонкую пленку в виде перчаток, легко смываемую теплой водой. Перед нанесением жидкости руки должны быть чистыми и сухими. После окончания работа пленку смывают водой. Удалять производственные загрязнения с кожи рекомендуется концентратами ОП-10 илиОП-7 или пастой для мытья рук.

Концентрированные кислоты (азотную, серную, соляную и т.п.) и реактивы (аммиак), способные выделять газ, необходимо хранить в вытяжном шкафу. При открывании сосудов следует соблюдать осторожность и вынимать пробку из них постепенно.

Легковоспламеняющиеся и горячие жидкости: бензин, ацетон, скипидар, толуол, ксилол, амилацетат, этиловый и изопропиловый спирты следует хранить в толстостенных сосудах в металлическом, плотно закрывавшемся ящике. С ними вместе нельзя хранить азотную и серную кислоты и марганцевокислый калий.

В рабочем помещении не рекомендуется хранить большие количества клеев, композиции и отвердителей. Хранить их надо в плотнозакрывающейся таре под тягой.

Реставрация археологического серебра

Отличительная особенность археологического серебра - его хрупкость, поэтому все действия с археологическими серебряными предметами надо проводить чрезвычайно осторожно.

Археологические находки из серебра, привезенные в лабораторию после полевого сезона, могут быть покрыты остатками земли, которую удаляют вымачиванием в воде, в растворе трилона Б или сульфаминовой кислоты. Однако процесс удаления почвы переходит в растворение продуктов коррозии серебра, что не всегда желательно.

Продуктом почвенной коррозии серебра является хлорид. Это стабильное вещество, не дающее рецидивной коррозии. Поэтому очистку археологического предмета проводят не для стабилизации, сохранности предмета, а для придания, ему экспозиционного вида или для раскрытия изображения, надписи. Роговое серебро до какого-либо воздействия на него химическим реактивом прочно. Если основную массу металла составляет роговое серебро, то лучше ограничиться удалением остатков почвы, механической расчисткой и уплотнением поверхности.

Электрохимическая и электролитическая очистка. Очистку археологического серебра проводят электрохимическим методом с цинковым или алюминиевым порошком и раствором соды или 30%-ной муравьиной кислоты. Хлористое серебро превращается в белое губчатое размягченное восстановленное серебро, которое легко снимается щетинной щеткой. Сода размягчает коррозионный слой, поэтому очищать щеткой надо осторожно. После электрохимической очистки предмет промывают сначала в проточной горячей воде, а затем в дистиллированной.

Электролитическая очистка археологического серебра ведется так же, как музейного, однако применяется чрезвычайно редко, так как у предмета должно быть крепкое металлическое ядро, а серебро, извлеченное из земли, как правило, хрупкое. Химическая очистка применяется при наличии у археологического предмета металлического ядра. Роговое серебро (хлорид серебра) является достаточно хорошо растворимой солью, поэтому его можно чистить теми жe реактивами, что и сульфид серебра. Например, быстро растворяет хлорид серебра насыщенный раствор роданистого аммония. После выдержки в нем в течение одного-двух часов предмет вынимают и очищают мягкой щеткой под проточной водой. При очистке в сульфаминовой кислоте скорость растворения можно регулировать температурой. Изделия из низкопробного серебра, имеющие на поверхности медные соли, очищают в 30%-ной муравьиной кислоте при нагревании. Муравьиная кислота, легко удаляя медные соли, не взаимодействует с очищенным серебром. Если после катодной (без тока или с источником тока) или химической очистки на поверхности образовалась восстановленная красная медь удалить ее можно следующими способами:

Укрепление хрупкого серебра. Хрупкость археологического серебра затрудняет правку смятого предмета. Хрупкость частично устраняет нагрев до температуры "красного каления". Работой сотрудника сектора металлов И.Г.Равич выяснено, что процессы упрочнения происходят при температуре не ниже 700°C

Реставрация изделий с сохранением патины

Стараясь сохранить археологический вид предмета, реставратор должен вместе с тем выявить его форму, показать детали украшения или конструктивные особенности, раскрыть гравировку или надпись и т.д. Основная задача реставрации - предотвратить разрушение предмета. Для этого в металле должны быть приостановлены все коррозионные процессы, т.е. он должен быть стабилизирован.

Прежде всего, с поверхности щетинной щеткой, скальпелем, промывкой в дистиллированной воде счищается земля и смешанные с ней рыхлые продукты коррозии. Для предметов, покрытых плотной, равномерной по толщине патиной, которая не скрывает рельеф, гравировку, другие мелкие детали, этого минимального вмешательства оказывается достаточно. Если при этом на поверхности предмета нет хотя бы маленьких редких точек рыхлого светло-зеленого вещества, то его лучше вообще не трогать. Хранить такие предметы нужно при относительной влажности не выше 50%, не допуская перепадов температуры, осматривая два раза в год. При малейшем подозрении о наличии в металле активных очагов коррозии предмет должен быть проверен во влажной камере. Появление влажных светло-зеленых точек свидетельствует о том, что металл нуждается в стабилизации. Очаги бронзовой болезни обрабатывают одним из способов, приведенных выше.

Большинство археологических бронз имеет толстый, неоднородный по толщине, составу и фактуре коррозионный слой, скрывающий поверхность предмета, искажающий его форму. Чтобы сохранить зеленую археологическую патину у такого предмета, его надо очистить механически, удалить все поверхностные рыхлые и бугристые образования. Косметическая очистка не должна повредить плотных слоев и не открыть тем самым доступ к поверхности металла и к очагам хлористой меди воздуха и влаги. После окончания очистки предмет проверяют во влажной камере. При необходимости очаги коррозии стабилизируют. Предмет высушивают в сушильном вакуумном шкафу и консервируют.

Обработка с сохранением археологического вида предметов из медного сплава более трудоемка, чем химическая очистка до обнажения металлической поверхности, более сложна, требует дальнейшего наблюдения за сохранностью предмета и хранения его при относительной влажности менее 55%. Недопустима очистка до обнажения металла и окрашивание поверхности под зеленую патину. Музейные предметы. На большинстве старинных предметов из меди и медных сплавов, относящихся к категории мелкой пластики, имеется искусственная патина. Ее получали или химическим путем, тогда это крепко сцепленный с основой очень тонкий слой, или наносили слой органического вещества с пигментом. Предварительное исследование помогает определить, каков характер этого слоя и его состав.

Бронза с патиной, полученной химическим путем, очищается от загрязнений следующим способом. Если на предмете есть пятна коррозии меди, то их удаляет, протирая отжатым тампоном, смоченным очищающим составом. Предварительно на небольшом участке делают пробную расчистку. Затем обработанный участок промывают тампоном, смоченным в дистиллированной воде, проверяют рН влажной поверхности прикладыванием бумажного универсального индикатора, обезжиривают, сушат и консервируют; при необходимости обработанный участок тонируют химическим способом.

Реставрировать бронзовые предметы с живописной патиной на органической основе необходимо очень осторожно. Сцепление патины с поверхностью металла может оказаться нарушенным и при очистке от загрязнения влажным способом в зазоры может лопасть раствор, способствующий дальнейшей коррозии. Органические растворители могут воздействовать на слой живописной патины, разрушая его. К каждому предмету надо подбирать свой способ очистки путем проб на маленьких участках. Рекомендуется применять сульфидную обработку очагов коррозии.

При начавшемся процессе коррозии хранить такой предмет необходимо при относительной влажности, не превышающей 40%, т.е. в специальной витрине с осушителем и контролируемой атмосферой.

Реставрация изделий из археологического железа

Ни один металл не подвержен столь сильному разрушению в почве, как железо и его сплавы. Плотность ржавчины примерно в два раза меньше плотности металла, поэтому форма предмета искажается. Иногда невозможно определить не только форму предметов, но и количество предметов. При образовании ржавчины в почве внутрь ее попадают частицы земли, органические вещества, которые постепенно обрастают продуктами коррозии. Все это искажает форму предмета и увеличивает его объем. После извлечения из почвы железные предметы нужно немедленно реставрировать.

Очистка от земли. Предмет вымачивают в воде или очищают в I0%-ном растворе сульфаминовой кислоты, растворяющей силикатные составляющие почвы, но не взаимодействующей с железом и его оксидами. При очистке в кислоте предмет может распасться на фрагменты, которые до того были сцементированы землей. Участки предмета, не очищенные от земли после первой обработки, посыпают сухой кристаллической кислотой (не вынимая предмета из выработанного раствора). Почвенные наслоения удаляют же горячим раствором гексаметафосфата натрия. После очистки достаточно промывки в водопроводной, а затем в дистиллированной воде.

Очистив предмет от земли, определяют, в каком состоянии находится металл - в активном или стабильном.

Стабилизация. Железные предметы после извлечения из почвы при хранении быстро разрушаются. В почве с металлом произошли практически все изменения, которые могли произойти в данных условиях, и установилось некоторое термодинамическое равновесие между металлом и средой. После извлечения из почвы на предмет начинают воздействовать более высокое содержание кислорода в воздухе, другая влажность, перепады температуры. Одной из главных причин нестабильного состояния: железных археологических предметов при хранения является присутствие в продуктах коррозии активных хлористых солей. Хлориды попадают в предает из почвы, причем их концентрация в предмете может быть выше, чем в окружающей его почве в силу специфических реакций, происходящих при электрохимической коррозии. Признаком хлористых солей является образование при влажности выше 55% капелек влаги темноржавого цвета на месте повышенного содержания хлорида из-за его высокой гигроскопичности. При высыхании образуется своего рода хрупкая скорлупа с блестящей поверхностью. Наличие такой высохшей ржавчины не означает, что хлоридный стимулятор перестал быть активным. Реакция началась в другом месте, и разрушение предмета продолжается.

Для выявления хлоридов в продуктах коррозии предмет помещают на 12 часов во влажную камеру. Если хлориды обнаружены, металл необходимо стабилизировать. Без стабилизации предмет может фактически перестать существовать (рассыпаться на множество бесформенных кусков) в течение одного или нескольких лет. Затем определяют наличие металлического ядра или его остатков, так как активный процесс разрушения происходит в предметах с сохранившимся металлом, который реагирует с хлор-ионом. Для определения металла в предмете используют:

Стабилизация полной очисткой от продуктов коррозия. Полное удаление всех продуктов коррозии приводит и к удалению активных хлоридов. Если металлическое ядро достаточно массивно и воспроизводит форму предмета, то возможна полная очистка железного предмета электролитическим, электрохимическим и химическим способами. Стабилизация при сохранении продуктов коррозии. Форму предмета, у которого небольшое железное ядро, следует сохранить даже за счет окислов, приведя их в стабильное состояние. Поэтому самой важной операцией, от тщательности выполнения которой зависит будущая сохранность предмета, является его обессоливание удаление хлорсодержаших растворимых соединений или перевод их в неактивное состояние.

Приводим практически все применяемые способы стабилизации археологического, окисленного железа, так как только опытным путем можно подобрать оптимальный вариант наиболее полного обессоливания для реставрируемой группы предметов.

Обработка преобразователем ржавчины. Для стабилизации ржавчины археологического железного предмета используется раствор таннина (как и при реставрации музейного железа), рН которого понижается до 2 фосфорной кислотой (приблизительно 100 мл 80%-ой кислоты добавляется к I л раствора). Такой рН обеспечивает полноту взаимодействия различных оксидов железа с дубильной кислотой. Влажный предмет смачивается кислым растворов шесть раз, после каждого смачивания предмет должен высохнуть на воздухе. Затем раствором таннина без кислоты обрабатывают поверхность четыре раза с промежуточной сушкой, втирая раствор щёткой.

Удаление, хлоридов промывкой в воде. Наиболее распространенным, но не самым эффективным способом удаления хлоридов, является вымывание в дистиллированной воде с периодическим нагреванием (метод Органа). Воду меняют каждую неделю. Промывка в воде длительна, например, массивные предметы с толстым слоем продуктов коррозии могут промываться в течение нескольких месяцев. Для контроля процесса важно переодически определять содержание хлоридов пробой азотнокислым серебром.

Катодная восстановительная обработка в воде. Более результативно по сравнению с промывкой в воде обессоливание восстановительным электролизом с применением тока. Под действием электрического поля отрицательно заряженный ион хлора перемещается к положительно заряженному электроду. Таким образом, если к предмету подключить отрицательный полюс источника питания, а к вспомогательному электроду - положительный, то начнется процесс обессоливания. Вначале в ванну наливают обыкновенную водопроводную воду, обладающую необходимой проводимостью. Предметы кладут в железную сетку, которую оборачивают фильтровальной бумагой, являющейся полупроницаемой перегородкой для хлоридов. В качестве анода используют свинцовую пластину. Площадь анода должна быть как можно больше, это позволяет ускорить процесс. Плотность тока 0.1 А/дм2. При включении установки в сеть вначале образуется значительное количество мутного вещества, состоящего из сульфатов и углекислых солей, находящихся в воде. Постепенно образование этих солей прекращается. По мере испарения в ванну добавляют дистиллированную воду.

Щелочная промывка. Применение для промывки 2%-го раствора едкого натра сокращает время обессоливания, что вызвано более высокой подвижностью иона OH-, которая позволяет ему б проникать в продукты корразии. Раствор нагревают до 80-90°С в начале промывка; периодическое перемешивание ускоряет промывку»; Раствор заменяют свежим каждую неделю.

Щелочно-сульфитная обработка. Обработка проводится в растворе, содержащем 65 г/л сульфита натрия с 25 г/л едкого натра при температуре 60°С. Восстановительная обработка приводит к тому, что плотные соединения трехвалентного железа восстанавливаются в менее плотные соединения двухвалентного железа, т.е. к увеличению пористости продуктов коррозии и, соответственно, повышению скорости удаления хлоридов.

Заканчивается обработка кипячением в нескольких сменах дистиллированной воды.

Нагревание до красного каления. Метод нагревания до красного каления применяется для предметов, в которых почти весь металл превратился в продукты коррозии. Этот метод был впервые применен при реставрации металлов Розенбергом в 1898 году. Однако до сих пор используется некоторыми реставраторами. Последовательность операций следующая: предмет окунают в спирт и сушат в вакуумном шкафу. Затем обёртывают асбестом и обвивают тонкой проволокой из чистого железа, асбест смачивают спиртом. Нагревают предмет в обычной печи со скоростью 800° в час. Во время нагревания продукты коррозии обезвоживаются, превращаясь в оксиды железа, хлориды разлагаются. Затем предмет из печи переносят в сосуд с насыщенным водным раствором углекислого калия и выдерживают в нем 24 часа при 100°С. Затем промывают в дистиллированной воде с периодическим нагреванием. Вода меняется каждые сутки. Длительность такой промывки подбирают эмпирически.

После восстановительной обработки и промывки предмет рекомендуется обработать таннином по yжe описанной методике. Механическая обработка археологического железного предмета. Следующим этапом при реставрации окисленных археологических железных предметов или предметов, у которых металлическое ядро по отношению к массе мало, является механическая обработка - удаление неровностей, вздутий и пр. для придания целостности формы. В некоторых случаях хрупкость окисленного железа настолько велика, что обработать его механически без предварительного укрепления невозможно. Для укрепления нужно обработать таннином, как это было описано выше, пропитать воском или смолами. При правильной обработке таннином предмет приобретает прочность, достаточную для механической обработки. Пропитку надежнее проводить в вакууме при нагревании. Для механической обработки применяют напильники, наждачную бумагу, боры и др. Если на предмете находятся железные окислы в виде магнетита, который очень тверд, то для обработки применяют алмазные или корундовые инструменты. При механической обработке недопустимо выпиливать из куска оксидов предает, форму которого можно лишь предположить. Лучше стабилизировать археологическую находку.

Если в археологической железном предмете сохранилось металлическое ядро, продукты коррозии надо удалить полностью, даже если фактура поверхности окажется поврежденной коррозией. Очищать такой предмет можно после предварительного исследования любым химическим способом или восстановлением с применением тока или без него.

Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Категории
Инструменты