Реставрация в углеродной среде

реставрация археологического железа
РЕСТАВРАЦИЯ В УГЛЕРОДНОЙ СРЕДЕ

Что можно сказать об этих ржавых предметах?



Спустя 4 часа.



О чудо! Детали кремневого замка!

Никакого чуда и никакой алхимии, но всё по порядку.

 

реставрация археологического железа
А вот и первоисточник




Скачать можно здесь:
http://smolbattle.ru/index.php?showtopic=4367

Как видите, всего несколько строк.

Все остальные подробности являются следствием моих многочисленных экспериментов, результатами которых я хочу поделиться здесь со своими товарищами.

Я готов здесь в этой же теме проводить консультации онлайн.

Не торопитесь. Всё по порядку.

Итак, сначала коротко, а затем подробно.

Берём железную ёмкость с крышкой на болтах. Такую ёмкость придётся сделать самому или заказать у сварщика. Засыпаем внутрь толчёный древесный уголь. Кладём артефакт внутрь так, что бы уголь был со всех сторон. Уплотняем уголь, закрываем, завинчиваем и кладём в разогретую дровяную печь на слой красных углей. Обкладываем сверху и сбоку дровами. Выдерживаем 2 часа. Остужаем 2 часа. Затем открываем.

Далее в зависимости от типа находки и от цели. Предлагаю для упрощения два типичных варианта. Подкова и Кремневый замок.

Подкова. Чистим железной щёткой до твёрдого ядра.
Кремневый Замок. Кладём в щёлочь(NaOH - "Крот"). Одеваем перчатки и очищаем артефакт различными инструментами до "родной" поверхности.

Это коротко/

 

реставрация археологического железа
Теперь подробно и по порядку.

ПЕРВЫЙ ШАГ. УРА! НАХОДКА!

Откопав железную находку обращайтесь с ней бережно. Всю ржавчину надо сохранить Представьте себе, что это яйцо. Что Вы будете с ним делать? Надо завернуть, упаковать так, что бы находки не тёрлись друг о друга. Если земля не осыпалась сама, берите её как есть. Прямо с землёй. Дома промойте под струёй воды или дайте полежать в тазике с водой. Не надо тереть, ковырять и чистить. Пусть отвалится только та земля, которая плохо держится. Можно положить находку на часик в щёлочь(NaOH - "Крот"). Она разъест землю и корешки. После этого промойте находку водой. В любом случае, особо усердствовать не надо.
После промывки артефакт надо обязательно просушить.

 

реставрация археологического железа
ВТОРОЙ ШАГ. СВОБОДНЫЙ УГЛЕРОД

Покупаем уголь для барбекю и толчём его до размера гороха. В процессе образуется достаточно угольной пыли для заполнения щелей, дул и тп.

Примерно так

 

реставрация археологического железа
ТРЕТИЙ ШАГ. МАСТЕРИМ РЕАКТОР

Важно! Ни в коем случае не используйте алюминий. После нескольких циклов в Вашем углероде накопится достаточное количество свободного железа, что бы вступить в реакцию с алюминиевой стенкой реактора. Термит уничтожит и реактор и находку и печь и дом.

Закажите или сделайте сами реактор подходящих размеров так, что бы им было легко манипулировать. В конструкции предусмотрите крышку на болтах или шпильках так, что бы оные можно было легко заменить. Толщина и марка металла зависит от того, как часто Вы хотите заказывать новый реактор. Приведу примеры. Коробка от конфет выдерживает всего один цикл с риском прогореть в процессе и испортить находку. Труба Ф75 с толщиной стенок 3 мм выдержала 6 циклов и расслоилась. Коробочка из нержавейки толщиной 2,5 мм отработала не менее 20 циклов, утратив не более 0,5 мм толщины.

Мои реакторы

Реактор для длинных находок


Реактор коробочка со сменными шпильками



На фото ниже он же в работе. На первом снимке, сделанном ещё в августе, видно, что я обматывал его проволокой. На втором, более позднем снимке, видно, что я усовершенствовал его применив шпильки с гайками.




Банка из под конфет, обвязанная проволокой, подойдёт в качестве реактора, с риском и не более чем на один цикл.

 

реставрация археологического железа
ЧЕТВЁРТЫЙ ШАГ. ПРОГРЕВ

Заправляем находки в реактор:


Засыпаем углём и уплотняем:


Закрываем крышкой и завинчиваем:


Положите заправленный реактор на подушку оранжевых углей. Положите дрова сверху и сбоку. Примерно через пол часа реактор должен засветиться, как солнце на закате. Значит, пошла реакция. Определите правильную температуру прогрева эмпирическим путём методом проб и ошибок. Вот практические советы. Если реактор светится и цвет его похож на грейпфрутовую мякоть, значит температура у нижней границы нормы. Цвет апельсина говорит о верхней границе нормы. Цвет лимона говорит о перегреве. Если реактор не светится вовсе, значит температура слишком низкая. Если контрольная бронзовая конина, уложенная близко к стенке расплавилась, значит был перегрев. Если ржавчина на находке почернела, но осталась твёрдой, значит температура прогрева была слишком низкой. Всё это зависит от индивидуальных особенностей Вашей печи, соотношения поддув/вытяжка материала и качества дров.

Важно! После прогрева реактор можно достать из печки горячим, если Вы уверены в том, что не спалите хату. Можно оставить в печи. Главное, нельзя открывать реактор до полного охлаждения. Разогретые находки вступит в контакт с воздухом и испортятся, а уголь сразу же загорится.

Так выглядят находки сразу после извлечения. Цвет того, что было раньше ржавчиной от тёмно-серого до серебристо-серого. Это не уголь, прилипший к железяке. Это свободное порошковое (губчатое)железо, восстановленное из оксидов.

Фото в красном пластиковом тазике

 

реставрация археологического железа
ВНИМАНИЕ!
Далее, реставратор может пойти двумя путями А и Б. Почитайте внимательно, в чём разница и выберете подходящий для Вас путь.

ПЯТЫЙ ШАГ "А". ЧИСТКА(для находок типа "Подкова") ВНИМАНИЕ! РЕЗУЛЬТАТ БУДЕТ АНАЛОГИЧЕН ЭЛЕКТРОЛИЗУ, но быстрее и механизмы будут двигаться сразу.
Берём дрель, заправляем железную щётку, одеваем поганые одежды, идём во двор и чистим до ядра. После этого идём в душ, а находку типа "Подкова" убираем в сухое место.

ПЯТЫЙ ШАГ "Б". ПРОЯВКА или ЧИСТКА В ЩЁЛОЧИ( для находок типа "Кремневый Замок")

Ставим рядом два пластиковых тазика. В один наливаем щёлочь(NaOH - "Крот"). В другой тазик наливаем воды. Воду подкисляем небольшим количеством уксуса. Кладём находки в щёлочь на часик. Затем одеваем перчатки и аккуратно удаляем то, что раньше было ржавчиной. На этой стадии восстановленное железо над ядром находки имеет консистенцию пластилина. Для выведения граней ствола пистоля я использовал широкий и длинны плоский напильник с крупными нарезками. Для проявления надписей "Тов. Эмиль Липгарт и Ко." на гаечном ключе я применял зубную щётку. Когда выводил кремневый замок применял зубную щётку, надфили, отвёртку, стамеску и тп.
После выведения основных поверхностей, обнаружения слабых мест и клейм переложите находку в подкисленную воду и продолжайте доводку мелочей уже без перчаток. У вас есть 30 минут. Через час поверхности отвердеют.
Промойте находку водой и сделайте первые фото, пока поверхность ещё мокрая.
Перед тем, как отправить фото товарищам, применяя современные методы коммуникации, положите находку сушиться на разогретый масляный радиатор.

Кремневый замок.
Вот так "оно" появляется

 

реставрация археологического железа
Для лучшего понимания всех этапов я нарисовал схему:


ШЕСТОЙ ШАГ. ПРОМЫВКА

Большинство вредных для артефакта солей при таких температурах разлагаются, но часть из них, например FeCl2, разлагаются при более высоких температурах, а именно 1026С. Кроме того, в предыдущем шаге мы использовали щёлочь и уксус, а это может дать ацетаты и соли натрия. От всего этого надо избавиться. Благо, ржавчины уже нет, но небольшое количество этих вредных веществ может оставаться в трещинах и порах металла. Прокипятите артефакт в хорошей чистой воде, а затем смените воду на дистиллированную и прокипятите предмет в дистиллированной воде. Методы выведения солей из артефактов описаны на многочисленных интернет-ресурсах, но применяя их к предмету, прошедшему Реакцию в Углеродной Среде, будьте разумны, не путайте выведение солей из ржавых находок и выведение солей из предмета, где уже нет совсем ржавчины, а остался один металл. По моему опыту, достаточно прокипятить предмет дважды по 30 минут. Об окончательной очистке от солей я судил по тому, выступают или нет рыжие кристаллы на поверхности артефакта при медленной сушке. Для более точного мониторинга можно использовать метод замера сопротивления "отвара". Впрочем, обо всём этом уже много говорилось и я здесь не хочу дублировать чужие статьи. Моя задача, обратить внимание своих товарищей на то, что это нужно сделать, но и предупредить о разумности в вопросе длительности кипячения.

СЕДЬМОЙ ШАГ. ВТОРИЧНАЯ РЕАКЦИЯ В УГЛЕРОДНОЙ СРЕДЕ

Задачи этого шага проще перечислить по пунктам:

1. Полное гарантированное обезвоживание
2. Окончательное разрушение вредных солей, если таковые остались
3. Насыщение поверхности углеродом(цементация)
4. Перекристаллизация, которая увеличит прочность восстановленных слоёв, если такие образовались

После проведения Вторичной Реакции в Углеродной Среде находку иногда достаточно протереть тряпочкой, но чащё требуется доводка мелочей реставраторской бормашинкой. Промывать водой предмет уже нельзя, поэтому, если это нужно, промойте его каким нибудь летучим растворителем типа ацетона.

ВОСЬМОЙ ШАГ. КОНСЕРВАЦИЯ

Консервируйте предмет тем, чем считаете нужным.
Моя идея по консервации заключается в том, что я хочу освоить и применить старинный метод Воронения в Углеродной Среде. Этот метод позволяет получить прочную оксидную плёнку разных цветовых оттенков, в зависимости от желания. Эксперименты и фотоотчёт за мной.

 

FAQ (Вопросы, задаваемые часто)

В каком кристаллическом виде получится железо?

Я вижу три возможных варианта(внимание, всё это гипотезы и ИМХО):

1. Вблизи ядра находки атомы железа могут находиться очень плотно друг к другу. После отсоединения атома кислорода, атомы железа скорее соединятся между собой, чем останутся свободными, так как первое является более устойчивым состоянием, а внешние уровни электронов находятся в возбуждённом состоянии, что способствует образованию новых связей.
2. Вблизи ядра находки существуют такие участки кристаллических решёток железа, у которых только часть связей замещена атомами кислорода. Такие фрагменты нельзя назвать металлическим железом, так как они обладают свойствами оксида и не имеют прочность. У таких решёток достаточно отнять атомы кислорода, что бы в них восстановились прежние связи и они превратились заново в металлическое железо.
3. Совмещение двух предыдущих вариантов.
Как будет формироваться поверхность из порошкообразного железа?
Порошковое железо поверхность не сформирует, тк само его образование есть альтернатива кристаллизации. Видимо, оно формируется там, где атомы железа оказываются достаточно далеко друг от друга, что бы соединиться между собой в решётку. Порошковое железо будет удалено при дальнейшей чистке. В близи ядра артефакта плотность атомов железа значительно выше. В этой области возможна кристаллизация железа, если будут необходимые условия.
Почему сталь не отпускается?
При таких температурах многие марки стали должны отпускаться.
Почему сталь не отпускается, если в энциклопедии написано, что при таких температурах происходит отпуск(в зависимости от марки)?
У меня нет точного ответа на этот вопрос. Могу пока выдвинуть только три гипотезы.

1. Первая гипотеза обращается только к правильности постановки вопроса. Отпускается по сравнению с каким состоянием? По сравнению с заводской закалкой или по сравнению с состоянием перед процессом? Сравнивать археологическое железо с заводской закалкой нет смысла, тк в результате усталостных явлений и коррозии эта закалка ослабевает, иногда до ломкости. По сравнению с состоянием предмета до процесса прочность повышается существенно. Дело в том, что при таких температурах происходит освежение порванных связей в кр. решётках стали и происходит перекристаллизация. Поэтому предмет становится существенно прочнее, чем до процесса. Итак, по этой гипотезе сталь не отпускается, потому что утратила первоначальную закалку. Нечему отпускаться, но становится прочнее, тк происходит перекристаллизация.
2. Другая гипотеза. Допустим, происходит отпуск стали. В то же время в этих условиях происходит процесс, который называется цементацией, то есть поверхностное насыщение углеродом, которое приводит к повышению прочности. Два противоречащих друг другу процесса в итоге дают прочность, достаточную для выдержки некоторых нагрузок, возможно, меньшую, чем прочность заводская.
3. Третья гипотеза. Те марки стали, с которыми проводились эксперименты, отпускаются при больших температурах, чем 800С.

Позволяет ли представленный Вами метод термической обработки избавиться от хлоридов?
Хлориды железа и Сульфаты железа при таких температурах разлагаются, кроме FeCl2. Процедуру выведения вредных солей надо провести обязательно, но только на том этапе, который описан выше.
Почему Вы называете Ваш железный ящик реактором?
Потому что в нём происходит химическая реакция
Уместно ли применение к Вашему методу термина "восстановление"?
Уместно, потому что в основе его лежат реакции по отсоединению атомов кислорода, а это восстановительные реакции.
Уместно ли применение к Вашему методу термина "реставрация"?
Уместно, потому что в результате удаётся получить прежние размеры, форму и движение механизмов.

 

реставрация археологического железа
ГАЛЕРЕЯ МОИХ РАБОТ

Кремневый замок



Вторая жизнь

Демонстрация работоспособности "огнива"

Обратная сторона

Ложе для пороха

Клейма мастера

 

реставрация археологического железа
ГАЛЕРЕЯ МОИХ РАБОТ

Марка металла гаечных ключей не позволяет обойтись без раковин.

Тов. Эмиль Липгарт и Ко.







Надпись "к 22'' Дист. Труб."




Клеймо



Со штыками я поступал так же, как с подковами. Корщётку в дрель и вперёд

 

реставрация археологического железа

Бронзовая пряжка с железным элементом




Добавлено: [mergetime]1291762958[/mergetime]
Щиток древней пожарной рапиры

 

реставрация археологического железа

Две подковы







Добавлено: [mergetime]1291763581[/mergetime]
Ножницы





Добавлено: [mergetime]1291763875[/mergetime]
Кремневый пистолет с серебряным орнаментом

 

реставрация археологического железа

Топоры



Добавлено: [mergetime]1291764432[/mergetime]
Складной нож




Демонстрация работы

Взгляд внутрь

 

Эксперименты по разгибанию бронзы опубликую чуть позже.

По железу готов ответить на накопившиеся вопросы. Думаю, нужны вопросы по делу, по сути и по практическому применению и совершенствованию метода. Игра в "кто быстрее прочитает Википедию" сулит балаганом.

Всем удачи

beer

 

Цитата(Ginolg @ 08 Декабря 2010, 1:27)
Никогда ничего подобного по восстановлению железа не слышал и не знал... Прямо открытие для меня. )))
Спасибо за информацию. А есть практически подтвержденная уверенность, полученная опытным путем, что восстановленный из окиси металл будет стабилен при хранении на открытом воздухе?
Видимо, все-таки, спасенные этим способом предметы надо будет как-то особенно тщательно консервировать.
С благодарностью ставлю +.

Спасибо.
У меня уже набралось много малоценных находок с августа этого года. Первый месяц поверхность продолжает темнеть, но потом этот процесс останавливается. Прочность поверхности увеличивается. В остальном железо, как железо. Думаю, в сухой среде железяки проживут долго.

 

Цитата(tlemsen @ 08 Декабря 2010, 2:49)
"...Игра в "кто быстрее прочитает Википедию" сулит балаганом..."

ЭтТочно! Если я вижу летящего шмеля, то мне пофик что думает по этому поводу наука аэродинамика!

Читал на другом ресурсе мнения химиков по постам tlemsen-а: "этого не может быть, потому что не может быть никогда"
Метод и, главное, результат впечатляет. thumbup

Плюс поставил заранее, и добавить пока не могу(временной лимит)
Думаю это сделают другие
Спасибо за тему beer

 

Цитата(Makss @ 08 Декабря 2010, 17:29)
Метод и, главное, результат впечатляет. thumbup

Плюс поставил заранее, и добавить пока не могу(временной лимит)
Думаю это сделают другие
Спасибо за тему beer

Спасибо.
А я хотел бы увидеть, наконец, работы других. Ничего сложного. Надеюсь, кто нибудь ещё освоит метод.
Вот замочек вполне перспективный:



фото взято в "Галерея находок"
Откопал markoni

 

Док, а как Вы думаете поведет себя "селищенское" железо?