Гарт (типографский сплав)

Гарт — это сплав металлов, используемый в типографском деле для отливки литер, строк и других элементов наборной формы. Основными компонентами гарта являются свинец, сурьма и олово, иногда с добавлением небольшого количества меди. Гарт обладает комплексом свойств, необходимых для качественной печати: низкой температурой плавления, хорошей текучестью в расплавленном состоянии, высокой твёрдостью и износостойкостью после застывания, а также способностью точно воспроизводить форму литейной формы.

История

Возникновение и развитие

Изобретение книгопечатания Иоганном Гутенбергом в середине XV века потребовало создания материала, пригодного для массового изготовления одинаковых букв. Первоначально литеры вырезались из дерева, но такой способ был трудоёмким и непрочным. Гутенберг разработал технологию отливки литер из металлического сплава, который позволял быстро и точно воспроизводить знаки. Состав этого сплава, по разным источникам, включал свинец, олово и сурьму, что и стало прообразом современного гарта.

В течение последующих столетий состав гарта совершенствовался. В XVI—XVII веках типографы экспериментировали с добавлением висмута, цинка и других металлов для улучшения литейных свойств и увеличения твёрдости. К XIX веку, с развитием промышленного производства и появлением скоропечатных машин, гарт стал стандартизированным материалом. В России активное производство типографского сплава началось в XVIII веке, а к концу XIX века сложились основные рецептуры, используемые вплоть до середины XX века.

Упадок и замена

С распространением в XX веке фотонабора и офсетной печати, а затем и цифровых технологий, необходимость в металлических литерах и гарте резко сократилась. В 1960—1980-х годах в большинстве стран мира произошёл переход на фотонабор, а затем на компьютерный набор. В СССР процесс замещения металлического набора растянулся до 1990-х годов. В настоящее время гарт практически не используется в коммерческой полиграфии, однако сохраняется в художественной и реставрационной типографике, а также в учебных заведениях для изучения истории книгопечатания.

Состав и свойства

Основные компоненты

Классический гарт состоит из трёх основных металлов:

• Свинец (Pb) — основа сплава (от 60 до 85 %). Обеспечивает низкую температуру плавления (около 327 °C) и хорошую текучесть. Свинец дёшев и доступен, но сам по себе мягок и пластичен, что делает литеры недолговечными.
• Сурьма (Sb) — второй по значимости компонент (от 10 до 25 %). Сурьма придаёт сплаву твёрдость, уменьшает усадку при застывании и улучшает заполняемость литейной формы. Без сурьмы гарт был бы слишком мягким и быстро истирался.
• Олово (Sn) — третий компонент (от 5 до 15 %). Олово повышает текучесть расплава, снижает температуру плавления и улучшает смачивание стенок формы, что позволяет получать чёткие отливки. Кроме того, олово увеличивает коррозионную стойкость гарта.

В некоторых рецептурах для повышения износостойкости добавляют небольшое количество меди (до 1–2 %). Медь образует твёрдые интерметаллические соединения, упрочняющие сплав.

Физико-механические свойства

Гарт обладает следующими характеристиками:

• Температура плавления: 240–320 °C (в зависимости от состава). Это значительно ниже, чем у чистого свинца, что облегчает процесс отливки.
• Твёрдость: по шкале Бринелля (HB) — от 15 до 30 единиц. Твёрдость зависит от содержания сурьмы и олова.
• Усадка при застывании: 0,5–1,5 %. Благодаря сурьме усадка минимальна, что позволяет получать точные отливки.
• Плотность: 9,5–10,5 г/см³. Высокая плотность обеспечивает устойчивость литер в наборной кассе.
• Износостойкость: высокая, но не бесконечная. При длительной печати литеры истираются, особенно на острых элементах (засечках, тонких штрихах).

Классификация

Гарт классифицируется по назначению и составу:

• Литерный гарт — для отливки отдельных литер (букв, цифр, знаков). Требует высокой твёрдости и точности. Обычно содержит больше сурьмы (до 25 %) и олова (до 15 %).
• Строковый гарт — для отливки целых строк (например, на линотипах). Должен быть более пластичным, чтобы строка не ломалась при извлечении из матрицы. Содержание сурьмы и олова в нём ниже (до 15 % и 10 % соответственно).
• Пробельный гарт — для отливки пробельных элементов (шпаций, квадратов, реглет). Не требует высокой твёрдости, поэтому может содержать меньше сурьмы и олова, а иногда — только свинец с небольшим количеством олова.
• Специальный гарт — для отливки клише, штампов и других элементов с высокой нагрузкой. В него могут добавлять медь, никель или другие металлы для повышения износостойкости.

Применение

Типографское дело

Основное применение гарта — изготовление наборных форм для высокой печати. С помощью гарта отливали:

• Литеры — отдельные знаки для ручного набора.
• Строки — для машинного набора (линотипы, монотипы).
• Клише — цельные печатные формы для иллюстраций, заголовков, орнаментов.
• Пробельные материалы — для создания пробелов между словами и строками.

Другие области

В меньших масштабах гарт использовался:

• В ювелирном деле — для изготовления литейных форм (опок) для точного литья по выплавляемым моделям.
• В реставрации — для восстановления старинных книг и документов, где требуется воспроизвести оригинальный шрифт.
• В художественной типографике — современные художники-графики иногда используют гарт для создания уникальных оттисков.

Технология отливки

Процесс отливки гарта включает несколько этапов:

1. Плавка: компоненты сплава (свинец, сурьма, олово) загружаются в тигель и нагреваются до температуры 350–400 °C. Сначала плавят свинец, затем добавляют сурьму и олово.
2. Рафинирование: для удаления примесей и окислов расплав обрабатывают флюсами (например, хлористым аммонием).
3. Литьё: расплавленный гарт заливается в литейную форму (матрицу) под давлением или самотеком. Для литер используется ручная или полуавтоматическая литейная машина.
4. Охлаждение и извлечение: после застывания отливка извлекается из формы.
5. Обработка: литеры обрезаются, шлифуются и проверяются на точность.

Токсичность и безопасность

Гарт токсичен из-за содержания свинца и сурьмы. При работе с ним необходимо соблюдать меры предосторожности:

• Вентиляция: пары свинца и сурьмы при плавке вредны для здоровья. Рабочее место должно быть оборудовано вытяжкой.
• Защита кожи: контакт с расплавленным гартом может вызвать ожоги. Необходимо использовать перчатки и защитную одежду.
• Утилизация: отходы гарта (обрезки, стружка) не должны попадать в окружающую среду. Их собирают и переплавляют для повторного использования.

Интересные факты

• В XIX веке в России гарт называли «типографским металлом» или «шрифтовым сплавом». Термин «гарт» происходит от немецкого «Härte» (твёрдость).
• Качество гарта напрямую влияло на долговечность шрифта. Лучшие шрифты, отлитые из качественного гарта, могли выдерживать до 100 000 оттисков.
• В СССР существовал ГОСТ 13506-68 «Гарт типографский», который регламентировал состав и свойства сплава.
• С развитием цифровых технологий гарт стал символом ушедшей эпохи «горячего набора». В некоторых музеях и учебных заведениях сохраняются действующие линотипы и ручные кассы с литерами из гарта.

Источники

1. Большая советская энциклопедия. 3-е издание. Статья «Гарт».
2. Немировский Е. Л. «Изобретение книгопечатания Иоганном Гутенбергом». М., 2000.
3. Соболев Н. А. «Технология полиграфического производства». М., 1985.
4. ГОСТ 13506-68 «Гарт типографский. Технические условия».