- •Введение. Из истории художественного литья
- •Глава 2. Характеристика способа литья по выплавляемым моделям.
- •Технологический процесс изготовления отливок в единые гипсовые смеси (эстрих-процесс)
- •Глава 3. Пресс-формы для изготовления моделей
- •2.3.1. Классификация пресс-форм по материалу, способу изготовления и заполению.
- •2.3.2. Материалы для пресс-форм
- •2.3.3. Изготовление пресс-форм
- •Пресс-формы, изготовленные гальваническим и металлизационным способами
- •2.3.4. Изготовление моделей. Общие положения
- •2.3.5. Изготовление литейных форм
- •2.3.6. Приготовление составов огнеупорного покрытия
- •2.3.7. Формовка
- •2.3.8. Прокаливание форм
- •2.3.9. Возможные виды дефектов и брака форм и способы их устранения
- •Глава 4 материалы и оборудование для единой смеси в художественном литье
- •2.4.1. Материалы формы
- •2.4.2. Огнеупорные наполнители
- •2.4.3. Приготовление гипсовых смесей
- •2.4.4. Изменение размеров гипсовых форм при затвердевании и охлаждении
- •2.4.4. Режимы прокаливания гипсовых форм
- •2.4.6. Рабочие технологические переходы при изготовлении гипсовых форм
- •2.4.7. Возможные дефекты технологии
- •Глава 5 плавка металла и заливка форм
- •2.5.1. Расплавление металла
- •2.5.2. Приготовление медных лигатур
- •2.5.3. Плавка бронз и латуней
- •2.5.4. Заливка форм
- •2.5.5. Заполнение форм под давлением пара
- •2.5.6. Брак металла, возникающий при плавке и разливке
- •2.5.7. Плавка и литье при изготовлении мелких и ювелирных изделий
- •Глава 6 литейные установки и устройства
- •2.6.1. Простейшая центробежная литейная установка
- •2.6.2. Центробежная литейная установка с приводом от пружины
- •2.6.3. Вакуумные литейные установки для мелких и ювелирных отливок
- •2.6.4. Газовые и бензиновые горелки для плавки металла
- •Глава 7 составление и расчет шихты
- •Глава 8 выбивка и очистка отливок
- •2.8.1. Выбивка
- •2.8.2. Зачистка на абразивных камнях
- •2.8.3. Очистка от формовочной массы и удаление литников в малых отливках
- •2.8.4. Дефекты отливок центробежного литья по выплавляемым моделям и способы их устранения
- •2.8.5. Качество отливок (общие положения)
- •2.8.6. Проверка качества художественных отливок
- •2.8.7. Брак отливок и его предупреждение
- •Глава 9 отделка орнаментальных художественных изделий
- •Глава 10 литье ювелирных отливок
- •Глава 11 обработка поверхности ювелирных отливок
- •Глава 12 дефекты ювелирных отливок и их устранение
- •Глава 13 проектирование отливок
- •Глава 14 литье в керамические формы
- •Глава 15 литье в резиновые формы(микролитье)
- •Глава 16 литье по газифицируемым моделям
- •Глава 17 литье в землю
- •Глава 18 работы отечественных мастеров-литейщиков
- •Глава 19 методы древнерусского литья в современных условиях
- •Глава 20 литье в постоянные формы
- •Глава 21 техника безопасности
2.5.1. Расплавление металла
В индукционных печах можно плавить как черные, так и цветные металлы. Однако стальные отливки в художественном литье практически не применяются. Поэтому мы остановимся на плавке цветных сплавов в тигельных печах. Наиболее распространенными для изготовления отливок являются медные сплавы (бронзы, латуни), медно-никелевые сплавы (мельхиоры, нейзильберы), а также благородные металлы. Свойства этих металлов и сплавов приведены в Приложении А. Алюминиевые сплавы в художественном литье применяются редко.
В качестве исходных материалов применяют первичные и вторичные (переплавленные) металлы и сплавы, лигатуры и возврат (отходы) производства.
Так как к первичным металлам относятся сплавы, полученные на металлургических заводах (медь катодная или штыковая, цинк, олово, свинец, кремний, марганец, алюминий, силумин), а к вторичным — сплавы, получаемые переплавкой различных металлических отходов (вторичные латуни, вторичные бронзы, вторичные силумины и пр.), то основное изложение мы начнем с лигатур.
Лигатуры — вспомогательные сплавы, состоящие из нескольких элементов, имеющие более низкую температуру плавления, чем каждый элемент в отдельности. Эти сплавы применяют для облегчения введения легирующих элементов в жидкий металл. При применении лигатур требуется более низкая температура и уменьшается угар элементов при изготовлении сплавов для получения отливок.
2.5.2. Приготовление медных лигатур
Лигатуры медь — марганец и медь — марганец — алюминий. Двойную лигатуру медь — марганец приготовляют, вводя отдельные порции марганца в расплавленную медь, перегретую до 1200 °С. При плавке медь покрывают сухим древесным углем. Для приготовления тройной лигатуры расплавляют марганцовистую медь и вводят в нее алюминий. Расплав рафинируют обезвоженным хлористым цинком, тщательно перемешивают и разливают по изложницам.
Лигатуры медь — железо и медь — железо — алюминий. Приготовление двойной лигатуры: в расплавленную и перегретую до 1150 °С медь вводят отдельными порциями железную мелочь и перемешивают до полного растворения железа. Для получения тройной лигатуры медно-железный сплав смешивают с расплавленным алюминием. Приготовленные лигатуры рафинируют обезвоженным хлористым цинком и разливают по изложницам.
Лигатуры медь — кремний и медь — сурьма. Отдельные порции кремния или сурьмы вводят в расплавленную и перегретую медь. Медь плавят под слоем древесного угля. Расплав тщательно перемешивают и разливают по изложницам.
Лигатура медь — фосфор. Лигатуру медь — фосфор (фосфористую медь) приготовляют следующим образом: в тигель загружают мелкую медную стружку и порошок красного фосфора. Тигель герметически закрывают (щели промазывают огнеупорной глиной) и выдерживают в печи при температуре 350—360 °С в течение 4—5 ч.
Полученный спек прессуют на гидравлическом прессе в стерженьки (штабики), которые и используются для приготовления сплавов или для раскисления меди.
2.5.3. Плавка бронз и латуней
Плавку бронз и латуней производят, загружая элементы шихты в следующей последовательности. На дно тигля насыпают сухой мелкий древесный уголь в количестве, достаточном для покрытия жидкого металла. Загружают и расплавляют красную медь, раскисление ее производят фосфористой медью в количестве 0,2—0,3 % от веса шихты. Затем загружают лигатуры. (При выплавке медно-никелевых сплавов — мельхиора, нейзильбера и др. вместе с красной медью загружается лигатура медь — никель.) После расплавления лигатур вводят цинк, олово, свинец. Металл перемешивают металлической или графитовой мешалкой, нагревают до необходимой температуры, очищают от шлака и древесного угля, вторично раскисляют фосфористой медью в количестве 0,1—0,2 % от массы шихты и выпускают.
При плавке некоторых бронз и латуней необходимо применять специальные флюсы, которые не только защищают металл от окисления, но и ошлаковывают различные образовавшиеся окислы.
При плавке алюминиевых бронз используют такие флюсы, как стекло, сода, бура или смесь поваренной соли (75 %) и плавикового шпата (25 %). Флюс засыпается в количестве 1—2 % от веса шихты после общей загрузки. Температура выпуска 1080—1220 °С в зависимости от состава бронзы.
При плавке латуней количество фосфористой меди для раскисления уменьшается до 0,1—0,2 %, так как цинк тоже обладает раскисляющей способностью. Если в латунях имеется алюминий, то его вводят раньше цинка, так как образующаяся на поверхности расплава пленка Аl2О3 будет мешать испарению цинка. Для предупреждения сильного охлаждения металла цинк вводят нагретым до 150—250 °С. Температура выпуска латуней в зависимости от их состава 1000—1100 °С.
Алюминиевые сплавы. Алюминиевые сплавы в художественном литье применяются редко. Однако их используют для литья бижутерии, ряда украшений интерьеров, а также алюминиевых изделий, подвергнутых анодированию.
Уход за печью. При одной плавильной установке необходимо иметь несколько сменных тиглей для каждой группы сплавов. Целесообразно иметь разные тигли, особенно следует рекомендовать графитовые тигли для цветных сплавов. Даже при наличии различных тиглей каждый раз при переходе на другой сплав может требоваться промывка — расплавление металла для очистки тигля от остатков предыдущей плавки, вредных для другого сплава, например при переходе с кремнистых бронз на оловянистые и пр.