Сплави для художніх виливків

При виробництві художніх відливань використовуються практично всі сплави найбільш поширені в промисловості.

З чорних сплавів найчастіше застосовують сірий чавун. Всі кольорові метали (за винятком платини) широко використовують для художніх відливань, особливо мідні сплави – бронза, латунь, що визначається їх хорошими ливарними властивостями у поєднанні з красивого виконання поверхні.

Сплави для художніх виливків

Ливарні сплави
Чорні метали		Кольорові метали
Чавун	Сталь	Важкі				Легкі
		Легкоплавкі	Мідні	Цинкові	Благородні	Алюмінієві
		Свинець, олово	Бронза, латунь, мідно-нікелева		Срібні, золоті, платинові

3.1. Ливарні властивості сплавів

Можливість отримання художнього відливання з точними і гладкими поверхнями без пригару, раковин і тріщин визначається ливарними властивостями сплавів. Основними ливарними властивостями є рідкоплинність, газопоглинання, схильність до утворення усадкових раковин, ліквація, ливарна напруга.

Рідкоплинність – здатність сплавів в рідкому стані заповнювати порожнину форми і точно відтворювати у відливанні її контури. Залежить від 3х чинників: природи сплаву, властивостей ливарної форми і умов заливки.

Газопоглинання У рідких сплавах, використовуваних для художніх відливань, розчинність газів з підвищенням температури збільшується. Основну частку розчинних газів складає водень. Для зниження газозмісту сплаву слід ретельно готувати шихту, попереджати поглинання газів під час всіх технологічних операцій.

Неметалічні включення. Їх джерелами служать: грязь, окислений метал, погано зчищений шлак з дзеркала металу, хімічні реакції при модифікації сплаву. Ефективним засобом для видалення включень є витримка рідкого металу перед розливанням або рафінування сплаву.

Усадка. Усадка ливарні складається з усадки в рідкому, твердожидком і твердому станах. Наслідком усадки є усадкова раковина, усадкова пористість, деформації і тріщини. Раковини і пористість, якщо вони не виходять на поверхню відливання, не є дефектами для художніх відливань. Попередження усадки – правильна система літника і виконання режимів плавки, заливки і твердіння сплаву.

Ліквация – неоднорідність хімічного складу сплавів по перетину відливань, що виникає при їх кристалізації, залежить від температурного інтервалу кристалізації. Для художніх відливань ликвация не має великого значення, за винятком відливань з благородних металів.

Напруга у відливаннях. Виникають із-за неподатливості форми і нерівномірного охолоджування частин відливання. Якщо вони не викликають деформації відливання або тріщин, то напруга не є ознакою бракування художнього відливання.

Види сплавів

Сірий чавун. Для художнього литва використовують чавун з пластинчастим графітом, його «м'які марки» без включень цементита. Сірий чавун володіє хорошими ливарними властивостями, щодо низькою температурою заливки (1300-1450 ^0С), хорошою рідкоплинністю. Хімічний склад чавуну % С 3,3-3,7; Si 1,4-2,6; Mn 0,5-0,8; S до 0,15; Р до 1 %. Кращий чавун отримують при плавці на деревному вугіллі (вагранка) або в тиглі (газова, індукційна і ін. печі). Фосфор сприяє графитизации і сильно збільшує жидкотекучесть.

Бронза. Найбільш поширений матеріал художніх відливань. Сплави міді з оловом називають олов'яною бронзою. Враховуючи високу вартість олова, застосовують, так звана безоловянные бронза, Al, що містять, Fe, Mn, Ni, Pb, P, Zn і Sb. У промисловості використовують різні марки бронзи. У табл. 4 і 5 приведені склади і їх фізичні властивості, за винятком бронзи з високим вмістом свинцю, оскільки свинець знижує жидкотекучесть і ликвирует.

Є Бронза олов'яна та Бронза безолов'яна

залізо викликає розсіяну пористість, марганець і нікель збільшують газонасиченість і зменшують рідкоплинність.

Чисті мідно-олов'яні сплави мають різні кольори (відтінки) залежно від складу

Латунь. До них відносяться мідноцинкові сплави із змістом цинку до 50 %. Існує декілька марок латуні; якнайкращими ливарними властивостями володіє латунь, що містить 57-80 % Cu і 0,84 % Pb, решта Zn. Латунь кристалізується у вузькому інтервалі температур, мають хороші рудкоплинність. Температура плавлення латуні 885-900 ^0С.. Кольори (відтінки) латуні залежать від змісту цинку (чим його більше, тім .блидніше)

Мідно-нікелеві сплави. Сплави мають низькі ливарні властивості при їх високій вартості. Сплави застосовують в тих випадках, коли художнім відливанням намагаються надати вигляду срібних виробів з чорнінням. Для художніх виробів рекомендується використовувати сплави типу мельхиоров і нейзильберов

Додавання до цих сплавів кремнію покращує їх ливарні властивості. Температура плавлення сплавів 1080-1180 ^0С. До мідно-нікелевих сплавів також відносяться сплави, що імітують срібло (табл).