Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Введение в технологию литейного производства. Учебное пособие по курсу лекций
.pdf
канал для заливки
(литник)
песчаный
стержень
Каменная
полуформа
жидкий Ме
Топор
Бердыш
каменная форма
тигель
(ковш)
деревянная
модель
открытая
форма в почве
(земле)
Молоток
отливка в
«земле»
Рис. 7. Литейная технология с применением модели
Рис. 8. Каменная форма для получения бронзового литого ножа
Для отливки более сложной формы «Топор с проушиной» нужно
было в ней сразу получить отверстие (рис. 9). Применили новый элемент формы – литейный стержень8 из песчаной смеси или из глины.
Форму делали из двух частей. Заливку вели через специальный канал
(сегодня это называют литник9).
а б
Рис. 9. Топор (а) и керамическая форма для его получения (б)
8
Стержень – элемент литейной формы для образования отверстий и полостей в отливках.
9
Литник – канал для подвода жидкого сплава в форму.
31
Стержни стали делать отдельно в специальных формах – стержневых ящиках.
В те далекие годы литые изделия изготовлял, как правило, один
человек – мастер плавил металл, изготовлял формы, разливал, ковал
его, украшал гравировкой.
Т.е. использовали совместно приемы литейной и кузнечной технологий.
Следующий шаг – изготовление песчаных закрытых форм, состоящих из двух и более частей. Так получали особо сложные изделия. Например, бронзовые литые шлемы древних воинов (римский –
конец I тысячелетия до н.э.).
В формах, состоящих из четырех частей, получали цельнолитую
цепь из отдельных звеньев.
В те далекие годы (1-2 тыс. лет до н.э.) в разных частях Земли
создавались (развивались) такие технологии:
1. Литье в гипсовые формы (статуарное литье).
2. Литье по восковым моделям (украшения).
10
).
Изобрели скифы для литья наконечников стрел.
Все это позволяло получать весьма уникальные и сложные отливки, художественное литье.
2.2.3. О ПОЭМЕ «О ПРИРОДЕ ВЕЩЕЙ»
Ранее отмечали, что к изобретению литья человек пришел в результате наблюдений за природными явлениями. Поэтому технологии могли одновременно рождаться в разных частях Земли.
Рождение литейных (и других) технологий поэтично изложил
римский философ-поэт Тит Лукреций Кар (более 2 тыс. лет назад, т.е.
до н.э.) в своей знаменитой поэме «О природе вещей» [9].
«Пламени жар, от каких бы причин не возник он,
Дебри лесов пожирал с ужасающим треском и шумом
10
– металлическая форма.
32
Вплоть до глубоких корней, и огнем выжигалась там почва.
Золото и серебро заструились потоком обильным
Всюду из жил раскаленных земли и стекались в углубления
Так же, как медь и свинец. А когда отвердели металлы
И на земле засверкали впоследствии цветом блестящим,
Люди, плененные блеском и прелестью, их поднимали
И замечали при этом, что слитки всегда сохраняли
Форму, похожую на замыкающие их углубления.
Было открыто тогда, что металлам, расплавленным жаром,
Может дана быть фигура и форма, какая угодно…»
Из поэмы следует: люди были знакомы со многими металлами
(Cu, Pb, Au, Ag, Fe); получали слитки разной формы; посредством
кузнечного молота ковали оружие (сегодня это ОМД); получали инструменты для рубки, чистки, сверления (сегодня это механообработка); отмечается, что металлы состоят из «мелких телец, зачатков вещей» (будущие атомы).
Приведем еще пример из поэмы.
«…Начали мало-помалу мечи из железа коваться,
Вид же оружья из меди в людях возбуждать стал прозренье…
Нет в мире вещи другой, состоящей из телец первичных,
Где бы частицы держались крепче взаимного связья,
Нежели в твердом железе, внушающем ужас холодный…»
2.2.4. ТЕХНОЛОГИИ ХУДОЖЕСТВЕННОГО
И СТАТУАРНОГО ЛИТЬЯ
Почему и как появилось художественное литье? Несколько причин:
1. Человек с глубокой древности старался украсить свою одежду,
предметы быта, оружие доступными способами.
2. Тайны окружающей природы вдохновили его на создание ма-
гических , а затем и металлических литых идолов и
других предметов.
33
3. Человек стремился изобразительными средствами выразить
Рис. 10. Голова быка
из царской гробницы
свое понимание того, что его окружало, свое отношение к природе и
жизни.
Археологические раскопки показывают,
что уже у неолитических племен (каменный
век, ~ 10 тыс. лет назад) одной из целей войн
было захват «богатства» (красивые камни,
перламутр, раковины, самородки металлов).
Эти предметы еще не использовались в быту, а лишь своим блеском, красотой радовали глаз.
Далее, в века металлов, появился замечательный вид искусства – художественное
литье.
Многие древние художественные изделия
– дело рук мастеров разных ремесел (металлургов, литейщиков, кузнецов, механиков).
Например.
1. Знаменитая голова быка из царской гробницы в Уре (~2700 г.
до н.э.) составная: золото, лазурь, дерево, перламутр (рис. 10).
2. Трон египетского фараона Тутанхамона (XIV до н.э.): литье,
резьба по дереву, чеканка, инкрустация камнями.
3. Крылатый лев с человеческим торсом из Урарту (VII в. до н.э.):
бронза, гравировка, позолота, лицо вырезано из камня.
4. Капитолийская волчица (VI в. до н.э.): бронза с позолотой.
И таких примеров десятки, сотни.
О литье древних статуй
Почему люди стали создавать стáтуи?
– стремление увáжить богов в образе человека, но бόльших раз-
меров;
– изобразить посланников богов – фараонов, царей, императоров.
34
Первые литые изображения людей в натуральную величину были
известны уже в конце II тысячелетия до н.э. Кстати, уже тогда стáтуи
получали полыми. Это позволяло снизить расход металлов и облегчить стáтуи.
Задача: Как получить полую фигуру (отливку)? Дайте варианты.
Изготовление статуй очень усложняло технологии:
– нужно было много жидкого сплава;
– нужны были большие формы.
Поэтому применяли много печей, а статуи отливали по частям
(руки, головы и др.), а потом собирали в целое.
Особенно много статуй изготавливали в Древнем Риме. Они
очень ценились.
В списках военных трофеев тех лет были сотни металлических
статуй.
Многие статуи «врагов» шли на переплав и поэтому не сохранились.
Литье на земле наших предков
В древней Руси мастера-литцы искусно лили: колокола, подсвеч-
ники, бронзовые котелки, топоры, «секиры», наконечники для копий.
В 1393 г. – начали отливать пушки.
В 1532 г. – мастер Николай Немчинов отлил колокол массой 1000
пудов (чему равен пуд?). Это доказало мощь русского государства.
В те далекие времена весом колоколов гордились так же, как в
наши дни космическими кораблями или ускорителями элементарных
частиц.
В 1586 г. мастер Андрей Чохов (придворный литейщик) отлил
Царь-Пушку весом 2400 пудов (38,4 т) с литыми барельефами. Она
сохранилась – стоит в Московском Кремле (рис. 11).
В 1735 г. мастер Иван Моторин отлил Царь-Колокол весом 12000
пудов (192 т). Он также сохранился – стоит в Московском Кремле.
Рождение колокола – великое таинство. Известны поэтические и
фантастические легенды (например, Корейский колокол).
35
Рис. 11. Царь-пушка в Московском Кремле11
В сплавы добавляли кровь, жир, сало, серебро.
Литейное дело в те времена было трудным и опасным.
Средневековый мастер писал:
«Ремесло литейщика держат ум его в беспокойстве и страхе за
исход работы…
Это выгодное и тонкое ремесло и в большой степени увлека-
тельное».
Следует добавить, что оно очень ответственное. Известен знаме-
нитый указ Петра I (кстати, когда он правил?):
«А коли учнут пушки лить кривороты,
Быть из них кому повешену…»
К колоколам предъявляли особые требования:
– прочность;
– красота;
– и, главное, звучность.
11
http://bibliophagus.livejournal.com/120463.html
36
Для этого сплав должен иметь определенный химический состав
и структуру.
Этим требованиям и сегодня соответствует оловянная колоколь-
ная бронза, содержащая 18-22 % Sn (чаще 20 %).
Русские колокола – лучшие в мире по своей форме и по звучанию
(трехтональность звучания) – малиновый звон.
Колокола наказывали и ссылали:
Иван Грозный велел отрубить уши колоколу;
Угличский колокол сбросили с колокольни;
французы увезли из Крыма (1854 г.) колокол в плен.
В наше время в России восстанавливается литье колоколов: горо-
да Санкт-Петербург (на Балтийском заводе отлит колокол весом
72 т), Москва, Воронеж.
Особое место занимает статуарное литье в Санкт-Петербурге. Его
площади, дворцы, старинные дома, мосты украшены великолепными
литыми скульптурами (отливками) – подлинными произведениями
искусства.
Отметим только некоторые:
– статуя Самсона в Петергофе;
– памятник «Медный всадник» (кому посвящен?);
– кони Клодта на Аничковом мосту;
– памятник Крылову в Летнем саду;
– скульптуры в Летнем саду;
– памятники Суворову, Кутузову, Александру Невскому;
– памятник Николаю I на Исакиевской площади и т.д.
2.2.5. СТАТУАРНОЕ ЛИТЬЕ В САМАРЕ И ТОЛЬЯТТИ
К сожалению, художественное литье в Самаре традиционно сла-
бо развивалось.
Например, памятники Ленину, Куйбышеву, Кирову, известная
композиция «Чапаев» отливались в других городах.
37
Следует отметить следующие скульптуры:
– памятник Пушкину в сквере у драмтеатра;
– памятник Высоцкому у Дворца Спорта;
– памятник князю Засекину на набережной (спуск по ул. Поле-
вой) и др.
Задание на самостоятельную работу № 4
Привести примеры с иллюстрациями и пояснениями о художественном
литье в Самаре и Тольятти.
История литейного производства уходит в глубину тысячелетий
и является одним из древнейших способов получения изделий из металлов. Наши предки активно развивали ремесло и художественное
литье. Многие литые изделия и сегодня поражают наше воображение
своей красотой.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите 3-4 чуда света.
2. В каких памятниках из чудес света применяли литейные технологии?
3. Когда появились первые литые изделия из металла?
4. Что явилось первым «литейным агрегатом»?
5. Назовите 2 операции для получения отливки.
6. Назовите основные части литейной формы для получения бронзового
топора.
7. Что изобрели скифы для литья наконечников стрел?
8. Назовите 2-3 примера знаменитых древних художественных отливок.
9. Когда мастера стали получать литые статуи людей?
10. Назовите 2-3 примера современных литых памятников в Самаре.
38
ТЕМА 3.1. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО – ОСНОВНАЯ
1
Машина
↑
2
Узлы (части)
машины
↑
3
Детали
↑
4
Заготовки
(литье, ОМД, сварка)
↑
5
Литье
Рис. 12. Основные этапы
изготовления машин
ЗАГОТОВИТЕЛЬНАЯ БАЗА МАШИНОСТРОЕНИЯ
Повторим контрольные вопросы по теме 2.2.
Исторически литье металлов являлось краеугольным камнем возникновения общества.
Литье позволило нам строить оборудование, производить машины, поезда и самолеты.
С давних пор литейщики были уважаемыми ремесленниками в
любом обществе.
Литье металлов и сегодня остается базовой отраслью, необходимой для производства машин.
Современное общество не смогло бы развиваться такими быстрыми
темпами без силы, выносливости и изобретательности литейщика.
Рассмотрим сказанное на примере (рис. 12).
Нужно изготовить какую-то машину 1
(трактор, автомобиль, самолет, танк, мясорубка и т.д.). Для ее изготовления нужны какие-то узлы 2 (части машин, например, двигатель).
Узлы изготавливают из разных (в основном, металлических) деталей 3.
Детали получают из заготовок, изготовленных разными способами 4.
Основной способ получения заготовок
(отливки, слитки) – литье 5.
Отсюда становится понятно, что многие
свойства (качества) металлических деталей
закладываются на этапе получения заготовок, т.е. на этапе литья.
Укажем основные критерии (свойства) металлопродукта на всех
этапах передела:
1. Основной химический состав материала (сплава).
39
2. Содержание примесей в материале изделия (т.е. его чистота).
3. Структура на разных уровнях (атомная, нано-, субмикро-, мик-
ро-, макроструктура).
Сочетание этих критериев обеспечивает формирование требуемых свойств изделия (технологических, механических, физикохимических, эксплуатационных).
В связи с этим выделим еще раз основные задачи специалиста в
области литейного производства.
1. Знать теорию литейных процессов при плавке, формовке и литье.
2. Уметь разрабатывать технологии приготовления сплавов и ли-
тейных форм.
3. Уметь проектировать и разрабатывать нужное оборудование,
осуществлять управление и контроль литейных процессов.
Основные должности (функции) для решения этих задач – технолог, конструктор. Что они должны уметь?
– Технолог – выявлять и использовать физические, химические,
механические и другие закономерности с целью разработки эффективных процессов получения продукции.
– Конструктор – владеть способами компоновки деталей и узлов, выбора материалов, силовой схемы.
3.1.1. РОЛЬ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
В МИРОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
С учетом изложенного выше следует сказать очень кратко: роль
литья ВЕЛИКА!
Рассмотрим следующие общеизвестные примеры.
1. Практически весь металл (сплавы), который применяется при
изготовлении любых машин, устройств и предметов, проходит на определенном этапе через плавление и кристаллизацию.
2. Машина, механизм (автомобиль, самолет, мясорубку и т.д.).
Разберем ее на детали: литые детали во многих машинах составляют
40-80 % от их массы.
3. Кристаллы, полупроводники. Эти изделия также получают из
жидких веществ (растворы, расплавы) с последующей кристаллизацией.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]