Формовочная смесь для литья бронзы: Формовочные смеси для литья, стержневые смеси. Свойства, изготовление

alexxlab | 24.04.2020 | 0 | Разное

Литье бронзы: история, оборудование, технология, этапы

Главная » Обработка металла » Литьё » Технология литья бронзы в домашних условиях

На чтение 5 мин

Содержание

1. Общая характеристика металла
2. История технологии
3. Основные этапы
4. Технологии литья бронзовых изделий
5. Литье под давлением
6. Центробежное литье
7. Художественное литье
8. Литье в домашних условиях
9. Создание литейной формы
10. Как правильно залить расплавленную бронзу в литейную форму

При изготовлении декоративных изделий из металла часто используется бронза. Из этого материала получаются привлекательные изделия, которые длительное время сохраняют приличный внешний вид. Литье бронзы считается одни из самых популярных литейных процессов и применяется сотни лет для изготовления различных изделий из этого металла. Чтобы понимать насколько этот материал подходит для литья и как с ним правильно работать, требуется обладать общей информацией о самом металле и способах его обработки.

Литье бронзы

Общая характеристика металла

Бронза представляет собой сплав, в состав которого может входит олово, медь и другие компоненты. К сторонним примесям относится цинк, алюминий, бериллий, свинец, никель или кремний. Если говорить о составе, бронзу можно разделить на две группы:

1. Оловянные сплавы. Материал может состоять из двух и нескольких компонентов. Олово относится ко второму по процентному содержанию компоненту сплава.
2. Безоловянные сплавы. В состав могут входить алюминий, свинец, кремний, свинец или бериллий. Эти компоненты изменяют характеристики сплава.

К характеристикам бронзового сплава относятся:

1. Плотность. Этот показатель зависит от содержания олова в составе. Среднее число 9,1 кг/куб. см.
2. Температура при которой плавится металл. Изменяется в зависимости от компонентов состава. Диапазон 880–1060 градусов по Цельсию.
3. Теплоемкость — 0,385 кДж / (кг*К).
4. Электропроводность — 0,176 мкОм*м.

При желании изменить какую-либо из характеристик сплава в его состав добавляется определённое количество сторонних примесей.

История технологии

Историки и археологи утверждают, что литье из бронзы начало развиваться более 10 тысяч лет назад. В начале истории появления этого сплава он использовался для производства орудий труда и примитивных украшений. Раньше сплав использовали только в производственных целях. На данный момент бронза используется для изготовления декоративных изделий, заборов, подвижных ограждений, люстр, бра, скульптурных композиций.

Моментом самого главного пика изготовления изделий из бронзы является период европейского барокко. В этот период люди украшали свои дома и поместья декоративными элементами из этого сплава.

Основные этапы

Литье бронзы подразумевает под собой технологический процесс, который требует использование специального оборудования и соблюдения определённых этапов производства:

1. В первую очередь подготавливается чертеж будущей заготовки.
2. Создаётся примыкание к модели литниковой системы. Для этого производится спаивание или приклеивание.
3. Изготавливается литьевая форма из огнеупорных смесей.
4. Форма освобождается от модельного состава. Для этого её нагревают паром или опускают в ёмкость с горячей водой.
5. Используя центробежную машину, расплавленная бронза заливается в форму.
6. Будущей заготовке дают самостоятельно остыть.

Для дальнейшей обработки детали из бронзы форма разбивается. Заготовка промывается с помощью химических составов.

Технологии литья бронзовых изделий

Литье из бронзы можно разделить на несколько видов в зависимости от технологического процесса и использования литейных машин. Для плавки сплава используются индукционные печи. Сам металл покрывается флюсом.

Изделие из бронзы

Литье под давлением

В процессе вакуумного всасывания расплавленный металл начинает втягиваться в форму кристаллизатора. Далее начинается охлаждение заготовки, которое происходит от краёв к центру. В качестве кристаллизатора использует емкость с тонкими стенками. Она охлаждается водой. После охлаждения заготовка сама отходит от формы.

Центробежное литье

Центробежное литье бронзы применяется для изготовления деталей цилиндрической и конусовидной формы. К ним относятся уплотнительные кольца, втулки для промышленного оборудование и другие детали. С помощью центробежной технологии изготавливаются червячные колёса и шестерни. Технологический процесс подразумевает под собой вращение формы, благодаря чему расплавленный металл уплотняется.

Художественное литье

Технология художественного литья из бронзы используются в случаях создания декоративных элементов. К ним относятся различные скульптуры, светильники, решётки, ограды, сувенирная продукция. Этапы художественного литья из бронзы:

1. Изначально изготавливается чертеж будущей заготовки.
2. Далее мастер создаёт форму, в которую будет переливаться расплавленный металл.
3. Расплавляется исходное сырье — шихта.
4. Форма для литья заполняется расплавленным металлом.
5. Процесс охлаждения.
6. Извлечение заготовки из формы.

Последним этапом считается очистка и дальнейшая обработка детали. Если конструкция составная, изначально создаются и обрабатываются отдельные детали. После этого они соединяются в одну конструкцию. Швы зачищаются и обрабатываются защитными составами. При правильном выполнении технологического процесса создания декоративных элементов из бронзы, можно избежать ошибок и снижения качества готовой продукции.

Литье в домашних условиях

Опытные мастера металлургии практикуют литье из бронзы в домашних условиях. Для проведения этого процесса требуется приобрести:

• горн;
• щипцы;
• древесный или каменный уголь;
• тигель в котором будет плавиться металл.

В качестве нагревательного элемента для плавки бронзового сплава часто используют газовую горелку. Связано это с тем, что бронзу можно расплавить при небольшой температуре. Так можно сэкономить на покупке индукционной печи.

Литье в домашних условиях

Создание литейной формы

Литье бронзы в домашних условиях требует правильного изготовления форм для литья. Формовочная смесь должна состоять из смеси, песчаника, каменноугольной пыли, глины. Этапы изготовления формы:

1. Формовочная смесь засыпается в деревянный ящик, который называется опока. Сверху её утрамбовывают слабыми ударами.
2. Далее в формовочную смесь погружается модель будущей заготовки.
3. Сверху располагается ещё один ящик (опока). В него засыпается формовочная смесь. Трамбуется.
4. Далее мастер разделяет форму на нижнюю и верхнюю половины.

Как правильно залить расплавленную бронзу в литейную форму

Литье из бронзы в домашних условиях требует особой подготовки литейных форм. Из них требуется удалить воздух чтобы получились долговечные отливки без дефектов. Формы необходимо раскрутить в центрифуге с электроприводом. После этого можно заливать расплавленный металл.

Как получить более качественное литье

( Пока оценок нет )

Поделиться

Технология литья в песчаные формы

Определения литья в землю

Определим, какими терминами называют литейную технологию заливки металла в формы на основе песка

. Аналогичными считаются формулировки:
– Литье в песчаные формы, смеси;
– Литье в песчано-глинистые формы, смеси;
– Литье в землю.
Все эти термины обозначают одну и туже технологию литья. Применение далее любого из названий, будем считать аналогами.

Литейная продукция

Литье в песчаные формы – метод литья металлов и сплавов, при котором расплавленный металл заливается в форму сделанную из плотно утрамбованного песка. Для связи песчинок между собой, песок смешивают с глиной, водой и другими связующими материалами.
Более 70% всех металлических отливок производится с помощью процесса литья в песчаные формы.
Основные этапы

 

Есть шесть шагов в этом процессе:

Поместить модель в опоку с песком, чтобы создать форму.
-В необходимых местах присоединяются литниковая система и выпоры.
-Удалить из опоки модель и соединить полуформы.
-Заполнить полость формы расплавленным металлом.
-Выдержать застывающий металл в опоках согласно технологии.
-Выбить отливку и освободить от литников и выпоров.

По чертежам и литейным технологиям, разработанных технологом или конструктором, опытный модельщик изготавливает модель детали из дерева, металла или пластмассы или пенополистирола.

Металл в процессе охлаждения даёт усадку, и кристаллизация может быть неоднородной из-за неравномерного охлаждения. Таким образом, модель должна быть чуть больше, чем готовая отливка, с применением, так называемого, коэффициента усадки металла. Различные усадочные коэффициенты используются для различных металлов. Модели в процессе формовки оставляют в песке полости-отпечатки в форме, в которые помещают стержень из песка. Такие стержни иногда усиливается проволочной арматурой, которые используются для создания полостей, которые не могут быть сформированы основной моделью, например, внутренние проходы клапанов или места охлаждения в блоках двигателей.

 

Литниковая система для входа металла в полости формы представляют собой направляющую и включает воронку, литники, которые поддерживают хороший напор жидкого металла, для более равномерного заполнения полости формы. Газ и пар, образующихся при литье выходят через проницаемые пески или через стояки, которые изготавливаются либо в самой модели, или в виде отдельных частей.

Опоки для формовочных материалов
Для формовки используют две или несколько опок. Опоки изготавливаются в виде ящиков, которые могут быть соединены друг с другом и скреплены между собой. Модель утапливается в нижней части опоки вплоть до её самого широкого поперечного сечения. Затем монтируется верхняя часть модели. К нижней части опоки зажимами прикрепляется верхняя и туда добавляется и утрамбовывается формовочная смесь таким образом чтобы она полностью закрывала модель. В необходимых местах устанавливаются литники и выпора. Затем опока половинится и из неё вынимается модель, деревянные литники и выпора.

Охлаждение металла

Для управления кристаллизацией структуры металла, в форму можно поставить металлические пластины, холодильники. Соответственно быстрое локальное охлаждения образует более детальную структуру металла в этих местах. В черной отливке эффект аналогичен закалке металла в кузнице. В других металлах, холодильники могут быть использованы для управления направленной кристаллизации отливки. При управлении способом охлаждения литья можно предотвратить внутренние пустоты или пористость внутри литья.

Производство

Для получения полостей в отливке, например, для охлаждающей жидкости в блоке двигателя и головок цилиндров используются стержни. Обычно стержни для литья ставятся в форму после удаления модели. После сушки опоку с формой устанавливают на литейный плац для заполнения расплавленным металлом, обычно сталь, бронза, латунь, алюминий, магний и цинк. После заполнения жидким металлом опоки не трогают до охлаждения отливки. После выбивки отливки, стержни удаляются из литья. Металл литников и прибылей любым способом должен быть отделен от отливки. Различные термические обработки могут быть использованы для снятия напряжений от первоначального охлаждения и добавить твёрдости в случае закалки в воде или масле. Поверхность литья может быть дополнительно упрочена дробеструйной обработкой, которая добавляет устойчивости к растрескиванию, растягивает и разглаживает шероховатую поверхность.

Разработка технологии

Чтобы было возможным удалить модель не нарушая целостности формовочной смеси все части модели должны быть предварительно рассчитаны технологом и иметь знаковые части для установки стержней. Небольшой уклон должен использоваться на поверхностях, перпендикулярных линии разъема, для того, чтобы была возможность удалить модель из формы. Это требование также распространяется на стержни, так как они должны быть удалены из полостей, которые они образуют. Выпора и стояки должны быть расположены так, чтобы обеспечить оптимальный поток металла в форму и газов из неё для того, чтобы избежать недолива литья.

Способы литья в землю

Различают два способа литья в песчаные формы, первый с использованием «сырого» песка, так называемые сырые формы, а второй метод – жидкостекольный.
Сырые формы
Мокрый песок, используются, чтобы сделать форму в опоке. Название произошло от того, что мокрым песком пользуются в процессе формования. “Сырой песок” – это смесь:
-кремнеземистый песок (SiO2), или хромистые пески (FeCr2O), или циркониевый песок (ZrSiO4), от 75 до 85%, и другие составляющие, включая графит, глину от 5 до 11%, воды от 2 до 4%, других неорганических элементов от 3 до 5%, антрацит до 1%.
Есть много формовочных смесей с глиной, но все они различны по пластичным свойствам смеси, качеству поверхности, а также возможностью применения в литье расплавленного металла в отношении пропускной способности для выхода газов. Графит, как правило, содержится в соотношении не более 5%, он частично сгорает при соприкосновении с расплавленным металлом с образованием и выделением органических газов. Сырые смеси как правило для литья цветных металлов не используются, так как сырые формы приводят к сильному окислению, особенно медного и бронзового литья. Сырые песчаные формы для литья алюминия не используют. Для алюминиевого литья используют более качественные формовочные смеси. Выбор песка для формовки зависит от температуры заливки металла. Температура заливки меди, стали и чугуна выше других металлов, поэтому, глина от воздействия высокой температуры далее не регенерируется. Для заливки чугуна и стали на основе железа как правило, работают с кварцевым песком – он относительно недорог по сравнению с другими песками. Так как глина выгорает, в новую порцию песчаной смеси добавляют новую порцию глины и некоторую часть старого песка. Кремний является нежелательным в песке, т.к. зерна кварцевого песка имеют тенденцию взрываться при воздействии высокой температуры во время заливки формы. Эти частицы находятся во взвешенном состоянии в воздухе, что может привести к силикозу у рабочих. В литейном цехе имеется активная вентиляция для сбора пыли. Мелкие древесные опилки (древесная мука) добавляется, чтобы создать место, при ее выгорании, для зерен песка, когда они расширяются без деформации формы.

Технология ЖСС (жидко-стекольная смесь)

Эта технология состоит в следующем:

в состав формовочной смеси входит прокаленный песок без глины, затем его в специальной емкости перемешивают с жидким стеклом и перемешанной массой заливают модель. Залитую форму накалывают для последующего подвода углекислоты. Опоку накрывают колпаком и подают газ СО2. После чего залитый формовочный состав ЖСС приобретает твердость.
В обоих методах, песчаная смесь остается вокруг модельной оснастки, образуя полости формы для заливки металла. Формовка жидкостекольными смесями позволяет получить две полуформы, которые после затвердевания собирают. Модель удаляется, образуя полость формы. Эту полость заливают жидким металлом. После того, как металл остыл отливки очищают от формовочного состава. Форма из ЖСС полностью разрушается при извлечении отливки.
Точность литья напрямую связана с типом формовочной смеси и формовки. Сырые формы создают на поверхности отливки повышенную шероховатость. Поэтому литье в землю можно сразу отличить от литья по ЖСС и ХТС. Литье в формы из мелкого песка значительно чище и менее шероховато. Технология ЖСС позволяет изготавливать отливки с гладкой поверхности, особенно при использовании пластиковых моделей. В отдельных случаях, например при литье корпусных деталей, можно обойтись даже без механической обработки на больших поверхностях – это позволяет отливать крупногабаритные чугунные блоки цилиндров. Остатки пригоревшей к отливке формовочной смеси удаляются дробеструйной обработкой.
С 1950 года, частично автоматизированные литейные процессы литья были переработаны для полностью автоматизированных производственных линий.

Холодно твердеющая смесь (литье в ХТС)

Использование органических и неорганических связующих, которые укрепляют формы для литья химически связывают песок. Этот тип формовки получил свое название от того, что он не требует просушки, как другие виды песчаной формовки. Литье в ХТС является более точным, чем литье в землю. Размеры форм ХТС меньше, чем при литье в песчаные смеси, но дороже. Таким образом, ХТС используется реже, в тех случаях, когда требуется более качественное литье. Наше предприятие готово поставлять вам отливки по ХТС.

Формовка ХТС

Формы из холодно твердеющей смеси, требуют быстрой формовки, в отличие от песчано-глинистых смесей, т.к. они содержат быстро твердеющие жидкие смолы, ускорители затвердевания и катализаторы. Вместо трамбовки смеси (как при литье в землю), формовочную смесь ХТС заливают в опоку и дожидаются, когда смола затвердеет. Обычно затвердевание происходит при комнатной температуре в течение 20 минут. Литье в ХТС значительно улучшает качество необработанных поверхностей стальной отливки по сравнению с другими технологиями литья в песчаных формах. Обычно для изготовления модельной оснастки по ХТС используют дерево, металл или пластик МДФ. Чаще других формовка холодно твердеющими смесями применяется при литье меди, литье алюминия, углеродистой стали, жаропрочной и нержавеющей стали, а также легированного чугуна, так как значительно снижает вероятность образования литейного брака.

Литейный завод по производству бронзовых песчаников | LB Foundry

Литейный завод по производству бронзовых песчаников | LB Foundry

Перейти к навигации Перейти к содержанию

• Отливки в песчаные формы
  • Алюминиевые отливки в песчаные формы»
    • 319 Алюминиевый сплав»
    • 356 алюминиевый сплав»
    • 535 Алмаг Алюминий»
  • Отливки из латуни»
    • Красная латунь»
    • Бессвинцовая латунь»
    • Желтая латунь»
  • Бронзовые отливки в песчаные формы»
    • Марганцевая бронза»
    • Алюминий Бронза»
    • Кремниевая бронза»
  • Цветное литье»
• Возможности
  • Формовка из зеленого песка»
  • Молдинг воздушной системы»
  • Внутренняя обработка»
  • Качество»
  • Материалы»
  • Преобразование сварных деталей»
• Дополнительные услуги
  • Инструменты и помощь по проектированию»
• обслуживаемых отраслей
• О нас
  • Преимущества литья в песчаные формы»
• Свяжитесь с нами
• Дизайн литья
• Галерея
• Часто задаваемые вопросы
• Запрос предложений

Нажмите, чтобы увеличить

Компания Leitelt Brothers Inc. имеет большой опыт заливки бронзовых отливок в песчаные формы . Благодаря более чем вековому опыту, наши бронзовые отливки в песчаные формы известны своим качеством и мастерством. Мы специализируемся на производственных заказах весом от 1 унции до 350 фунтов.

Бронзовые сплавы обычно состоят из 80-90% меди (Cu) и 5-15% олова (Sn) с другими элементами, такими как цинк (Zn), свинец (Pb) и железо (Fe), составляющих баланс. Марганцевая бронза и белая марганцевая бронза являются исключениями из правил, обычно они содержат от 55 до 65% Cu, от 20 до 25% Zn, от 1 до 5% марганца, от 1 до 5% Fe (железо), а остальное составляют Al (алюминий). .

Литейный завод по бронзе

Сплавы из оловянной бронзы и кремниевой бронзы, которые мы отливаем:

• C92200 (Navy M)
• C93700 (80-10-10)
• C87500 (кремниевая бронза)

Мы также заливаем Алюминий Бронзовые сплавы:

• C95300 (415 B)
• С95400 (415 С)
• С95500 (415 Д)

Специальные сплавы доступны по запросу.

Нажмите, чтобы увеличить следующий образец работы по литью в бронзовые пески.

Механические свойства бронзовых отливок в песчаные формы

Сплав	Прочность на растяжение (KSI) мин/тип	Устойчивость к урожайности (KSI) MIN/Тип	Элнгация (KSI) MIN/Тип	(KSI) MIN/Тип	BRINELL) MIN/Тип	. Вырезать YB-100
C95300	65/75	27/27	20/28	140	55
С95400	75/85	30/35	18/12	170	60
С92600	40/44	18/20	20/30	65-80	40
С93700	25/35	18/12	8/20	55-70	80
С87500	60/67	24/30	16/21	120-135	50

Химический состав бронзовых отливок в песчаные формы

Сплав	CU.	СН.	ПБ.	ЗН.	N1%	FE%	AL%	Other%
C95300	89	–	–	–	–	1	10	–
С95400	85	–	–	–	–	4	11	–
С92600	“> 87	10	–	2	–	–	–	–
С93700	80	10	10	–	.7 макс	–	–	–
С87500	82	–	.5 макс	14	–	–	–	–

Типичные области применения бронзовых отливок

Сплав	Применение
C95300	Шестерни, кулачки и детали горных машин
С95400	Низкоскоростные червячные передачи с большой нагрузкой
С92600	Подшипники для тяжелых условий эксплуатации, поршни насосов и гайки
С93700	Высокоскоростные втулки, кислотостойкие к сульфитной жидкости
С87500	Коррозионная пайка и сварка

Марганцевая бронза

Компания Leitelt Brothers разрабатывает и производит отливки из марганцевой бронзы в песчаные формы.

Подробнее »

Алюминий Бронза

Leitelt Brothers производит высококачественные отливки из алюминиевой бронзы в песчаные формы.

Подробнее »

Кремниевая бронза

Leitelt Brothers разрабатывает и производит высококачественные отливки из кремниевой бронзы в песчаные формы.

Подробнее »

Нажмите здесь, чтобы отправить запрос на коммерческое предложение
или позвоните нам сегодня по телефону 773-721-1186

Процесс литья в песчаные формы – колокола США

Литье колоколов из бронзы дает много преимуществ. Металл прочен и обладает высокой устойчивостью к коррозии. Возможен широкий диапазон форм и размеров и, самое главное, колокольчики звонят с сильным, чистым тоном, который уникален для бронзы.

На приведенном ниже рисунке показаны основы литья в песчаные формы. Сначала из дерева или гипса изготавливается шаблон, который напоминает готовое изделие. Песок набивается вокруг рисунка, чтобы сформировать слепок формы. Это очень похоже на оставление следов на мокром песке пляжа. На самом деле грубую отливку можно было сделать, заливая гипс прямо в отпечаток в песке.

После того, как форма упакована, модель удаляется, а расплавленная бронза заливается в готовую форму для формирования отливки.

Шаг за шагом …

Сначала образец должен быть сделан из оригинального дизайна. Колокол рисуется как готовая деталь, затем разрабатывается профиль колокола.

 

Затем чертеж профиля переносится в шаблон, который используется в качестве развертки. Вращение зачистки вокруг закрепочной штукатурки создает узор, который можно использовать в качестве штампа для изготовления других копий узора. На шаблонную доску (называемую «матчевой пластиной») устанавливается столько копий, сколько поместится в формовочную раму («колбу»).

 

Выкройка помещается в «колбу», которая стоит на формовочной машине.

Подойдет и скамейка, но с формовщиком «встряхнуть-сжать» день пройдет легче. Эта машина имеет большой воздушный цилиндр, который уплотняет песок по рисунку, создавая твердую форму. Некоторые шаблоны не поддаются этой операции сжатия, и их все равно необходимо утрамбовывать вручную с помощью настольной трамбовки. Песок засыпается в опоку, покрывая узор, и утрамбовывается или сжимается до тех пор, пока форма не заполнится и не уплотнится.

Формовочный песок содержит столько глины и воды, сколько нужно для того, чтобы скрепить его вместе с достаточной прочностью, чтобы сохранить оттиск от модели даже после того, как модель удалена. Здесь плесень была открыта. Формовщик удалит выкройку, прорежет «отверстие для литника» в верхней половине («боковая сторона»), сдует весь свободный песок с поверхностей формы, а затем закроет форму и зажмет ее или утяжелит для заливки.

 

 

«Отверстие литника» похоже на воронку для направления расплавленной бронзы в полость формы. Бронза заливается в литниковое отверстие до тех пор, пока форма не заполнится доверху. Бронза плавится при температуре около 1800°F, но мы должны нагреть ее до 2150°F, чтобы убедиться, что она остается расплавленной достаточно долго, чтобы полностью заполнить форму.

Картины и иллюстрации на этой странице сделаны Джошем Фишером

«Наш процесс изготовления колоколов». В этом видеоролике вы увидите весь процесс изготовления колоколов, от литья бронзы до механической обработки готовых отливок и, наконец, сборки колоколов.

 

“Заливка” Это видео о заливке бронзы в песчаные формы на литейном заводе Bells в США. Тигель, содержащий 90 фунтов расплавленной бронзы при температуре 2150°F, вынимают из печи, и плавающий шлак снимают с поверхности.