روش‌های ساخت آثار فلزی تاریخی (۱)

محمد مرتضوی

با توجه به تعریف سه حوزه در مطالعه‌ی آثار فلزی تاریخی، در این بخش از فرآیند مطالعه‌‌ی آثار فلزی تاریخی، به عنوان بخش اول،  مباحث فن‌شناسی این آثار مطرح شده‌است و امید است که در چند بخش به شناختی قابل‌توجه در این حوزه منجر گردد. در این مباحث تلاش شده است تا از بیان تعاریف فنی بسیار دقیق و پیچیده اجتناب شود تا درک مطالب ساده‌تر شود. بدیهی است در آینده و با پیشرفت موضوع، مباحث دقیق‌تر نیز مطرح خواهد شد. در یک طبقه‌بندی می‌توان روش‌های مختلف ساخت آثار فلزی را در دو گروه کلی چکش‌کاری و ریخته‌گری قرار داد:

    [highlight bgcolor=”#fff” txtcolor=”#cc3333″]الف- چکش‌کاری[/highlight]

چکش‌کاری قدیمی‌ترین روش ساخت آثار فلزی است و اولین نمونه‌های به‌دست‌آمده از اشیاء فلزی نیز با این روش ساخته شده‌اند. پیشینه‌ی استفاده از چکش‌کاری برای ساخت اشیاء فلزی به قدیمی‌ترین نمونه‌های به‌دست‌آمده در حفاری‌های باستان‌شناسی بر­می‌گردد. در این مورد می‌توان به مهره‌ی مسی به‌دست‌آمده از تپه‌ی علی‌کُش در نزدیکی دهلران متعلق به هزاره‌ی هفتم قبل از میلاد اشاره کرد. این شیء، که از آن به عنوان قدیمی‌ترین شیء مسی در ایران نام برده می‌شود، به روش چکش‌کاری ساخته شده‌است. در واقع باور بر این است که قبل از دست‌یابی انسان به فرآیندهای استحصال و استخراج فلزات از سنگ معدن، اولین نمونه‌های اشیاء مسی و طلایی با چکش‌کاری توده‌های فلزی که به صورت آزاد (native) در طبیعت یافت می‌شوند ساخته‌شده‌اند.

روش چکش‌کاری نیز بر حسب دمایی که در آن شکل‌دادن فلز انجام می‌شود، خود به دو گروه طبقه‌بندی می‌شود: چکش‌کاری سرد (کارِ سرد) و چکش‌کاری گرم (کارِ گرم) [i]. کارِ سرد به فرآیند چکش‌کاری فلز یا قطعه‌ی فلزی در دماهای پایین‌تر از دمای تبلور مجدد فلز گفته می‌شود. این فرآیند معمولاً در دمای محیط صورت می‌گیرد. کارِ گرم به تغییر شکل (چکش‌کاری) فلز در بالاتر از دمای بازتبلور اطلاق می‌شود. این دما برای فلزات مختلف بسیار متفاوت است. به عبارتی عمل چکش‌کاری در یک دمای مشخص برای یک فلز ممکن است کارِ گرم باشد در حالی که برای فلز دیگر کارِ سرد به حساب آید. از این‌رو هنگام بررسی روش‌های ساخت علاوه بر دما، فلز مورد استفاده نیز باید مورد توجه قرار گیرد.

عملیات مکانیکی (چکش‌کاری) به همراه عملیات حرارتی (فرآیندهای متفاوت حرارت‌دهی و سرد کردن تحت شرایط مختلف) امکانات متنوعی را در ساخت آثار فلزی فراهم آورد. از این­رو ساخت آثار فلزی با اشکال مختلف با استفاده از چکش‌کاری فراهم آمد. بسیاری از اشیاء متعلق به دوره‌های پیش از تاریخ، تاریخی و اسلامی به این روش ساخته شده‌اند که در مباحث بعدی به تأثیر هر یک در فرآیند چکش‌کاری و شکل‌دهی فلزات پرداخته خواهد شد.

    [highlight bgcolor=”#fff” txtcolor=”#cc3333″]ب- ریخته‌گری[/highlight]

در ادامه‌ی سیر تحول فلزگری و آشنایی انسان با فرآیند­های ذوب فلزات، ریخته‌گری به عنوان یکی از روش‌های ساخت آثار مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش از سیالیت مذاب که شکل قالب را به خود می‌گیرد و در اثر سرد‌شدن منجمد می‌شود بهره گرفته می‌شود. فلز مذاب در قالب‌هایی که به شکل اشیاء مورد نظر طراحی شده‌است، ریخته‌گری می‌شود. نمونه‌های بسیاری از آثار به این روش ساخته شده‌اند. در این مورد می‌توان به بت‌های مفرغی لرستان که شاهکارهایی از هنر ساخت اشیاء فلزی به روش ریخته‌گری در ایران هستند اشاره کرد. ریخته‌گری فلزات نیز خود به روش‌های مختلفی انجام می‌شود. از اولین روش‌های ساخت اشیاء فلزی با استفاده از ریخته‌گری می‌توان به ریخته‌گری در قالب‌های باز (یک کفه‌ای/ pen mold) اشاره کرد. در این روش شکل مورد نظر در یک جسم سخت مانند سنگ نَقر می‌شد و فلز مذاب در این قالب ریخته‌گری می‌شد. این قالب‌ها برای ساخت اشیاء با اشکال ساده مانند سرپیکان به‌کار رفته است. روش دیگر ریخته‌گری در دوران باستان، استفاده از قالب‌های چند کفه‌ای که شامل قالب‌های دوکفه‌ای (two-piece mold) یا بیشتر (multi-piece mold) بوده‌است. در این روش نیمی یا بخشی از شکل شیء مورد نظر در موادی مانند سنگ ایجاد می‌شد و دو نیمه یا چند بخش قالب در کنار هم شکل مورد نظر را کامل می‌کرد. این روش، امکان ساخت اشیاء با اشکال کمی پیچیده­ را نیز فراهم آورد.

Casting mold
قالب‌های سنگی ساخت سرپیکان مفرغی، هزاره‌ی اول ق.م، موزه‌ی آذربایجان شرقی

روش دیگری که در ساخت اشیاء از آن استفاده شده، ریخته‌گری درجا (casting on) است. این روش برای ریخته‌گری یک بخش از شیء بر روی بخش دیگری که قبلاً ساخته شده‌است به‌کار می‌رفته است. این روش به ویژه برای ریخته‌گری دسته‌ی خنجر بر روی تیغه مورد استفاده قرار گرفته‌است. در­ تعداد قابل توجهی از خنجرهای دوران باستان، دسته به روش ریخته‌گری بر روی تیغه ساخته شده‌است.

اما روشی که برای ساخت اشیاء با اشکال پیچیده‌تر به کار گرفته شده‌است، ریخته‌گری با استفاده از روش موم گمشده (Lost-wax) است. در این روش برای اشیاء توخالی ابتدا هسته‌ای از گِل ساخته و سپس روی سطح آن با موم پوشیده می‌شود و به شکل شیء مورد نظر شکل داده می‌شود. در پایان، روی سطح موم با قشری از گِل پوشیده می‌شود. محل‌هایی برای خروج هوا و گاز و همچنین برای ریختن مذاب در آن مشخص می‌شود. سپس شیء حرارت داده می‌شود تا موم ذوب شده و خارج شود. سپس در این قالب ریخته‌گری انجام می‌شود و مذاب فضای خالی ناشی از خروج موم را پُر می‌کند. پس از آن پوسته‌ی رسی بیرونی شکسته می‌شود و شیء از آن خارج می‌شود. این موضوع مشخص می‌کند که در این روش برای ساخت هر شیء یک قالب ساخته می‌شود. به عبارتی هر قالب برای ساختن یک شیء به‌کار می‌رود.

lost wax

مراحل ریخته‌گری به روش موم گمشده در تصویر مشخص شده است (تصویر متعلق به موزه‌ی انگلیس)

ادامه‌ی مطالب در روزهای آینده منتشر خواهد شد …


[i] لازم به ذکر است که این طبقه‌بندی در مهندسی متالورژی جدید به سه گروه کارِ گرم، کارِ سرد و کارِ نیمه‌گرم طبقه‌بندی می‌شود. کارِ نیمه‌گرم در دمایی بین دمای کارِ سرد و دمای کارِ گرم انجام می‌شود.

مدرس دانشگاه

دیدگاه دیگران در مورد این نوشته:

  1. سلام برجناب دکتر مرتضوی
    از مطلب شما که به سادگی این مبحث علمی را بیان کرده اید سپاسگزارم. چند سوال برام پیش آمد. منتظرم در بخشهای بعدی دنبال جواب آنها بگردم.
    باقی بقایتان

  2. سلام من در تخصص شما نیستم اما
    راجع به این واژه موم گمشده دوستان متالورژ و علم موادی اصطلاحات دیگری مانند موم ذوب شده و موم از دست رفته را نیز به کار می برند زیرا موم که احتمالا گم نمیشود و یا در مذاب هم که مخلوط نمی شود بلکه ذوب شده و بخشی از آن در بدنه گل و بخشی هم احتمالا از دست رفته و خارج میشود

    1. سلام. همچنان که در متن هم گفته شده، پس از ساخت قالب آن را حرارت داده تا موم ذوب شده و خارج شود و اصطلاح گمشده صرفا بر از دست رفتن دلالت دارد. عبارت موم گمشده در میان حفاظتگران نیز شناخته شده تر است. اما همچنان که بیان کرده اید، اصطلاح موم ذوب شده یا موم از دست رفته نیز صحیح است. حتی برای آن “قالبگیری با مدل مومی” نیز به کار می رود.
      از نظرات شما بسیار سپاسگزارم

  3. سلام به دوست عزیز آقای دکتر وحیدزاده
    بابت دیرکرد در پاسخ دادن پوزش می طلبم. واقعیتش این بود که سعی داشتم که پاسخ دقیق و درست تری را به تمامی دوستان ارائه دهم. اصطلاح molten wax در زبان انگلیسی به عنوان یک روش ریخته گری یا معادلی برای lost wax رایج نیست. در مقابل عبارت investment casting که در مهندسی متالورژی برای آن اصطلاح “ریخته گری دقیق” عنوان می شود دقیقا مشابه روش موم گمشده (lost wax casting) است و حتی در منابع به روش lost wax به عنوان پیشینه investment castin اشاره شده است. این دو روش از نظر اجرا کاملاً مشابه است و فقط عنوان موم گمشده به ریخته گری دقیق تغییر یافته است. حتی جالب است که از روش ریخته گری دقیق که امروزه مرسوم است برای ساخت زیور آلات و ساخت اشکال با جزییات ظریف استفاده می شود. همه این موارد در مورد موم گمشده نیز صادق است. اما اصطلاح دیگری که برای روش موم گمشده به کار می رود و در منابع مربوط به متالورژی کهن دیده می شود، معادل لغوی lost wax در زبان فرانسه یعنی “cire perdue” است.

    1. سلام
      bloomery process یا فرایند ساخت آهن اسفنجی؛ فرایندی برای استحصال آهن در دوران باستان بوده است. با توجه به دمای کوره های اولیه، امکان ذوب و در نتیجه استحصال آهن با ذوب آن در کوره وجود نداشت. به عبارتی در فرایند استحصال، آهن به دمای ذوب نمی رسید. برای استحصال آهن، سنگ معدن آهن (Iron ore) را با زغال چوب در کوره حرارت می دادند. در این شرایط آهن گداخته شده و در مجاورت زغال چوب، احیاء می شد اما از آنجا که به دمای ذوب نمی رسید، محصول به دست آمده توده ای اسفنجی از گویچه های آهن مخلوط با سرباره بود (از این رو با نام آهن اسفنجی شناخته می شود). این توده به دلیل وجود میزان زیاد سرباره، سخت و شکننده بوده و در این حالت برای ساخت ابزار و اشیاء مناسب نیست. در ادامه، فلزگر این توده را در کوره حرارت داده و در حالت گداخته چکش کاری می کند تا سرباره نیمه مذاب از توده اسفنجی خارج شده (Squeezing) و در نهایت آهن باقی بماند. هر چقدر این کار بیشتر انجام شود، میزان بیشتری از سرباره خارج شده و توده آهنی خالص تر می شود. آهن به دست آمده به این طریق با عنوان آهن کار شده (Wrought iron) شناخته می شود.

دیدگاهتان را بنویسید

نوشته های مرتبط

متنی که میخواهید برای جستجو وارد کرده و دکمه جستجو را فشار دهید. برای لغو دکمه ESC را فشار دهید.

بازگشت به بالا