Можно ли отливать металлы в формах сделанных из материала: Можно ли отливать металл в формы, сделанные из материала, который смачивается данным расплавленным металлом?

alexxlab | 21.07.1989 | 0 | Разное

Содержание

перевод на русский, синонимы, антонимы, произношение, примеры предложений, транскрипция, значение, словосочетания

Custom abutments can be made by hand, as a cast metal piece or custom milled from metal or zirconia, all of which have similar success rates. Изготовленные на заказ абатменты можно сделать вручную, как часть литого металла или таможня филированная от металла или zirconia, которые имеют подобные показатели успеха.
Die-cast metal promotional scale models of heavy equipment are often produced for each vehicle to give to prospective customers. Для каждого транспортного средства часто изготавливают рекламные макеты тяжелого оборудования, которые затем передают потенциальным покупателям.
Was HOLD-P.159/67 P.159/292 Astrograph, type A, with cast metal box, metal, glass, used by the US Army. Был проведен-P. 159/67 P. 159/292 астрограф, тип А, с литым металлическим ящиком, металлическим, стеклянным, применявшимся армией США.
Nonetheless the 120 format cast-metal bodied Voigtländer Perkeo remains smaller than any 620 format camera. Тем не менее 120-форматная литая металлическая камера Voigtländer Perkeo остается меньше, чем любая камера формата 620.
For a cast metal flywheel, the failure limit is the binding strength of the grain boundaries of the polycrystalline molded metal. Для литого металлического маховика пределом разрушения является прочность связывания границ зерен поликристаллического формованного металла.
In some high-performance engines the core plugs are large diameter cast metal threaded pipe plugs. В некоторых высокопроизводительных двигателях заглушки сердечника представляют собой литые металлические резьбовые заглушки большого диаметра.
Reproductions – miniatures with optic polymer covering, printing on textile and metal, mosaic and texture reproductions in fillet and original cast frames. С 2001 года ООО «Шиши» является официальным представителем на рынке России торговой марки SHISHI. Предлагаемый ассортимент – искусственные цветы, хвойные и лиственные деревья, вазы, аксессуары для дома, новогодние игрушки и украшения.
Its housing is cast out of a metal alloy, not plastic. Корпус выполнен из металла, а не пластика.
He could’ve used a photo-etched metal master of the print and used it to cast a latex positive. Он мог вытравить отпечаток и перенести его на латексную поверхность.
‘Oh no, not really,’ Oreshchenkov replied, shaking his head fractionally. His head seemed to have been cast out of metal. He shook it very slightly; all his gestures were slight. Да нет, – слегка покачал Орещенков большой литой головой.
Culkin was cast as Euronymous in the biographical film Lords of Chaos which tells the story about the events of the Norwegian black metal scene and the band Mayhem. Калкин сыграл роль Евронимуса в биографическом фильме Властелины Хаоса, повествующем о событиях норвежской блэк-металлической сцены и группе Mayhem.
The current peal of 15 ringing bells were cast in 1928 by John Taylor & Co., of Loughborough, from the metal of the original ring cast in 1869. Нынешний звон из 15 звенящих колоколов был отлит в 1928 году компанией John Taylor & Co., из Лафборо, из металла оригинального кольца, отлитого в 1869 году.
Depending on the type of metal being cast, a hot- or cold-chamber machine is used. В зависимости от типа отливаемого металла используется машина с горячей или холодной камерой.
Refractoriness — This refers to the sand’s ability to withstand the temperature of the liquid metal being cast without breaking down. Огнеупорность-это способность песка выдерживать температуру разливаемого жидкого металла без разрушения.
Chemical inertness — The sand must not react with the metal being cast. Химическая инертность-песок не должен вступать в реакцию с отливаемым металлом.
In the Book of Judges, Gideon and Micah each cast one from a metal. В Книге Судей Гидеон и Мика отлили по одному из них из металла.
According to the Cast Metals Federation website, an alternative casting method is to heat-dry the molded sand before pouring the molten metal. Согласно веб-сайту Федерации литых металлов, альтернативным методом литья является нагревание-сушка формованного песка перед заливкой расплавленного металла.
In the last centuries before the Spanish Conquest, the Maya began to use the lost-wax method to cast small metal pieces. В последние столетия перед испанским завоеванием майя начали использовать метод потерянного воска для отливки небольших металлических изделий.
The metal to be cast will contract during solidification, and this may be non-uniform due to uneven cooling. Металл, который будет отлит, будет сжиматься во время затвердевания, и это может быть неравномерным из-за неравномерного охлаждения.
Standards for cast-iron pipe centrifugally cast in metal molds for water were established and published by the American Water Works Association. Стандарты для чугунных труб, центрифугально отлитых в металлических формах для воды, были установлены и опубликованы Американской ассоциацией водных работ.
It is an irregular piece of metal, which may be made of cast iron for cast iron ploughs or welded steel for steel ploughs. Это нерегулярный кусок металла, который может быть изготовлен из чугуна для чугунных плугов или сварной стали для стальных плугов.
Only at a specific ratio would lead and tin cast thin enough to make the most of the cheapest metal. Только при определенном соотношении свинец и олово будут отлиты достаточно тонко, чтобы сделать большую часть самого дешевого металла.
These include high silicon cast iron, graphite, mixed metal oxide, platinum and niobium coated wire and other materials. К ним относятся высококремнистый чугун, графит, смешанный оксид металла, платиновая и ниобиевая проволока с покрытием и другие материалы.
Initially, the ornaments were cut from wood, and then cast from metal. Первоначально орнаменты вырезали из дерева, а затем отливали из металла.
It was sometimes cast in metal for the production of multiple molds. Иногда его отливали в металл для изготовления нескольких пресс-форм.
Bronze was too soft of a metal for rifling, while cast iron was hard enough but too brittle. Бронза была слишком мягким металлом для нарезки, в то время как чугун был достаточно твердым, но слишком хрупким.
Then, the mold is inverted and metal poured inside it to create a cast. Затем форму переворачивают и заливают в нее металл для создания отливки.
Ukraine has a major ferrous metal industry, producing cast iron, steel and pipes. В Украине есть крупная черная металлургия, выпускающая чугун, сталь и трубы.
In the mid-1800s, the development of cheaper wrought iron and cast iron led to metal rather than timber trusses. В середине 1800-х годов развитие более дешевого кованого железа и чугуна привело к появлению металлических, а не деревянных ферм.
Metal signet rings can also be cast, which may be cheaper but yields a weaker material. Металлические печатки также могут быть отлиты, что может быть дешевле, но дает более слабый материал.
Objects of this class were also cast in metal but these are now rarely found in Ecuador. Предметы этого класса также отливались из металла, но в настоящее время они редко встречаются в Эквадоре.
Unlike similar bells recovered from coastal Ecuador, West Mexican bells were cast, rather than worked, metal. В отличие от аналогичных колоколов, привезенных из прибрежного Эквадора, Западно-мексиканские колокола были отлиты, а не обработаны металлом.
Since the chaplets become part of the casting, the chaplets must be of the same or similar material as the metal being cast. Поскольку капеллы становятся частью отливки, они должны быть из того же или подобного материала, что и отливаемый металл.
The discovery of burnt metal and slag suggests that it was used to cast metallic objects. Открытие обожженного металла и шлака позволяет предположить, что он использовался для отливки металлических предметов.

Бронзолитейное искусство | Металлургический портал MetalSpace.ru

Сначала применяли литье в открытые глиняные или песчаные формы. Их сменили открытые формы, вырезанные из камня, и формы, у которых углубление для отливаемого предмета находилось в одной створке, а другая, плоская, играла роль крышки. Следующим шагом стало изобретение разъемных форм и закрытых форм для фигурного литья. В последнем случае сначала из воска лепили точную модель будущего изделия, затем ее обмазывали глиной и обжигали в печи. Воск плавился, а глина принимала точный слепок модели и использовалась в качестве литейной формы. Этот способ получил название литья по восковой модели. Мастера получили возможность отливать пустотелые предметы очень сложной формы. Для образования полости практиковалась вставка в формы особых глиняных сердечников – литейных стержней. Несколько позднее были изобретены технологии литья в стопочные формы, в кокиль, в различные формы с креплением литейного стержня на каркасе, литье по выплавляемым моделям и армированное литье.

Развитие литейных технологий 

Древние литейные формы изготовляли из камня, металла и глины. Глиняные литейные формы, как правило, получали путем оттиска в глине специально сделанных моделей из дерева и других материалов. В качестве моделей могли применяться и сами отлитые металлические изделия. Следует отметить, что формы, вырезанные из камня или литые металлические, вследствие их большей ценности не всегда служили для литья изделий, а могли использоваться для изготовления в них легкоплавких моделей. Например, в некоторых районах Англии была отмечена отливка в бронзовых литейных формах свинцовых моделей.

Металлические формы в основном изготовляли из меди, так как она имеет значительно более высокую температуру плавления, чем бронза, для отливки которой они и предназначались. Применение кокилей позволяло получать отливки сложного профиля, с мелкими деталями, точный негатив которых было трудно вырезать в каменной форме. Переход на металлическую форму, более прочную, чем глиняная, и более простую в изготовлении, чем каменная, позволил соединить преимущества двустворчатых форм, приспособленных к многократному использованию, и отливок по восковой модели. Например, в рассматриваемое время повсеместно применялось литье удил из двух или четырех свободно соединенных звеньев, для получения которых на каждое звено требовались отдельный литник (канал для подвода металла) и складная форма, по крайней мере, из четырех частей.

а. Литье в открытую форму
б. Литье в разъемную форму с литейным стержнем

Постоянной практикой стала дополнительная проковка отлитых изделий без изменения формы в целях повышения твердости, плотности и эластичности (пластичности) материала. Основным видом изделий, подвергавшихся подобной обработке, являлись орудия труда и некоторые виды оружия – мечи и кинжалы. Ковку использовали в процессе изготовления булавок, которые подвергались также гравированию или чеканке. Такие же приемы обработки применяли и к украшениям.

Эпоха металлов наступила тогда, когда повсеместно была освоена технология изготовления литых топоров и мечей. Необходимость объединить в одном орудии труда каменное рубило и деревянную палицу возникла у человека уже в каменном веке. Первые бронзовые топоры, изготовленные методом литья, повторяли форму каменных, однако новые требования к орудиям труда и необычные в сравнении с камнем свойства бронзы способствовали быстрому совершенствованию литых изделий. Появились топоры сложных форм, с закраинами, вислообушные, кельты. Их изготовление требовало высокого развития литейного ремесла: сложная конфигурация отливки и наличие отверстия значительно усложняли устройство разъемных каменных форм. Появление усовершенствованных литых бронзовых топоров сыграло исключительную роль в развитии многих народов: облегчило строительство жилищ и изготовление других орудий труда и предметов быта, упростило освоение лесистых местностей земледельцами и т. п. Литые мечи и кинжалы раньше других бронзовых изделий стали произведениями искусства. Древние мечи, найденные при археологических раскопках, часто снабжены не только замысловатыми рукоятями с литыми узорами, но и богатой инкрустацией из серебра, золота и драгоценных камней.

Как отмечалось выше, ранний бронзовый век представлял собой эпоху безраздельного господства мышьяковой бронзы. Олово пришло на смену мышьяку только во 2-м тысячелетии до н. э. Отметим, что технология обработки оловянной бронзы заметно сложнее, так как зачастую требует горячей ковки (хотя и при низких температурах). На поверхности земли минералы олова встречаются достаточно редко. Почему же в позднем бронзовом веке оловянная бронза практически повсеместно вытеснила мышьяковую? Главная причина заключалась в следующем. В древности люди относились к металлическим предметам чрезвычайно бережно ввиду их высокой стоимости. Поврежденные предметы отправлялись в ремонт или на переплавку. Отличительной особенностью мышьяка является возгонка при температуре около 600 °С. Именно при такой температуре проводился отжиг ремонтируемых бронзовых изделий. С потерей мышьяка механические свойства металла ухудшались и изделия, изготовленные из бронзового лома, получались низкого качества. Объяснить это явление древние металлурги не могли. Однако достоверно известно, что вплоть до 1-го тысячелетия до н. э. изделия из медного и бронзового лома стоили дешевле, чем изделия из рудного металла.

Было и еще одно обстоятельство, способствовавшее вытеснению мышьяка из металлургического производства. Пары мышьяка ядовиты: их постоянное воздействие на организм приводит к ломкости костей, заболеваниям суставов и дыхательных путей. Хромота, сутулость, деформация суставов были профессиональными заболеваниями мастеров, работавших с мышьяковой бронзой. Данное обстоятельство находит отражение в мифах и преданиях многих народов: в древнейших эпосах металлурги часто изображаются хромыми, горбатыми, иногда – карликами, со скверным характером, с косматыми волосами и отталкивающей внешностью. Даже у древних греков бог металлург Гефест был хромым.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

Металлическая форма для отливки металла

Собственное производство

В распоряжении собственное оборудование и штат из 5 инженеров

Высокая скорость выполнения заказов

Мы осуществляем полный технологический цикл включая создание мастер модели и отливок внутри своей компании.

Разумные цены

Мы не отдаем работу подрядчикам, а выполняем ее сами. За счет этого мы предлагаем конкурентные цены

Достойное качество продукции

Все наши инженеры прошли обучение и сертифицированы. Это гарантирует отсутствие брака в вашей продукции

Для определения стоимости и сроков производства пресс-форм направьте ваш запрос через форму или на почту:

В запрос нужно включить следующую информацию:

1. Фотография объекта

2. Размеры объекта (длина, ширина, высота в мм)

3. Любую необходимую дополнительную инфомарцию

Пресс-формы для металла

Серийное изготовление металлических элементов нередко производится при помощи специальных штампов. Выплавляемые изделия фиксируются под давлением, а после застывания приобретают требуемые геометрические параметры. Пресс-формы для металла — сложные конструкции, к их качеству, стойкости к воздействию составов предъявляют много требований. К тому же, литьевой процесс по своим особенностям разнится — от этого зависит материал штампов, технические параметры производства, чертежи и так далее. Форма для отливки металла по внешнему виду напоминает разъемный ящик, ее несложно купить (универсальные модели), но нередко нужно заказать индивидуальное проектирование — цена, соответственно, будет разной. Готовый шаблон для продукции создается при помощи 3D-моделирования, сложных чертежей, и при работе нужно тщательно соблюдать размеры. Также важен тип металла — есть модели для стали, свинца, разнообразных сплавов.

Стандартизированные штампы состоят из пакетов, которые нужны для сборки, и блоков, предназначенных для их закрепления и совмещения деталей. Подвижный элемент — пуансон, статичный — матрица. Изготовление металлических пресс-форм — сложный и ответственный процесс. Чем лучше квалификация работников и выше уровень техники, тем качественнее готовые изделия. В процессе работы используются методы осаждения паров, напыления, гальванопластика, окунание и прочие. Мастер-модели должны выдерживать высокие температуры, давление, их сильные и быстрые перепады.

Работы с металлами при помощи пресс-форм

В зависимости от обрабатываемых составов (к примеру, пресс-формы для литья цветных металлов), технологии и прочих факторов тип штампов различается — существуют:

  • статичные, полу- и съемные модели;
  • ручные, полу- и полностью автоматические;
  • с одной или несколькими разъемными поверхностями, вертикальными и горизонтальными;
  • одно- и многоместные;
  • с ламинарным, дисперсным и турбулентным способами заполнения;
  • с разными типами прессования — прямым и литьевым и так далее.

Есть модели для алюминия, штампы с разным подводом материалов — вариаций множество. Для их производства используют станки — от фрезерных и токарных до шлифовальных. На качественных пресс-формах нет царапин, потертостей, они устойчивы к деформации, нередко закаляются. На них можно изготавливать детали любой конфигурации, даже особо сложной.

Источник: top3dshop.ru

Металлическая форма для отливки металла в виде слитка

Последняя бука буква «а»

Ответ на вопрос «Металлическая форма для отливки металла в виде слитка «, 9 букв:
изложница

Альтернативные вопросы в кроссвордах для слова изложница

Металлическая форма для отливки

Форма, заполняемая расплавленным металлом для получения слитка

Форма для отливки металла в виде слитков

Определение слова изложница в словарях

Википедия Значение слова в словаре Википедия

Изложница — форма, заполняемая расплавленным металлом для получения слитка. Изложницы могут изготовляться из металла, глины, гипса, земли и применяются для отливки расплавленного металла. По конструкции делятся на цельные, разборные и бутылочные, глуходонные.

Большая Советская Энциклопедия Значение слова в словаре Большая Советская Энциклопедия
металлическая форма для отливки металла в виде слитка. По конструкции И. подразделяют на глуходонные и сквозные, по способу заливки металла ≈ на заполняемые сверху и заполняемые снизу (сифонная разливка). Для разливки чугуна на разливочных машинах применяют.

Энциклопедический словарь, 1998 г. Значение слова в словаре Энциклопедический словарь, 1998 г.
металлическая форма для отливки металла в виде слитка. Подразделяются по конструкции на глуходонные и сквозные, по способу заливки металла — на заполняемые сверху или снизу (сифонная разливка).

Примеры употребления слова изложница в литературе.

Не было и высоких хором Протасия, видных из окошка

изложницы, по ту сторону от житного двора, не было новых островерхих кровель над кострами, ни той вон башни, не было и нового взвоза от пристани.

Я сначала боялась горящей воды, а потом подросла и полюбила бегать на берег, когда во время разливки стали по изложницам здания цехов становились ажурными, просвечивали, сияли, отражаясь в воде.

После благодарственного молебна в церкви, после вечерней трапезы с дружиною и с местными боярами, уже оставшись один в изложнице, Данил как-то вдруг упал духом и затосковал.

Один из новичков сломал приводное устройство крана, и изложница с расплавленным металлом опрокинулась в двух шагах от пятерых рабочих.

Но конвейер, или питатель, как его там назвали, оказался маловат, и изложницы быстро перегрелись.

Источник: библиотека Максима Мошкова

Источник: xn--b1algemdcsb.xn--p1ai

Как сделать форму для литья

Изготовление литейных форм, на фрезерном станке Roland Modela

Студент ФабЛаба рассказывает, как она сделала форму для литья на фрезерном станке Roland Modela, и отлила в форму металл и пластик.

Задача: Разработать произвольную фигурку или изделие, которое мы могли бы повторить несколько раз, сделав для него форму для литья.

Я решила скачать модель фигуры с Thingiverse и по-своему персонализировать её в Rhinoceros. Мне хотелось попробовать поработать с твёрдыми материалами такими как металл или жесткий пластик, поэтому сама форма для литья должна была быть мягкой. Контрформу мы делали из воска для моделирования с помощью фрезерного станка Roland Modela, а для самой формы мы использовали термостойкий силикон.

Общие рекомендации при изготовлении формы и контрформы:
1) Рассчитайте диаметр используемой фрезы. Убедитесь, что вы оставляете достаточно места между вашим изделием и стенкой контрформы.
2) Оставьте отверстие достаточного размера для заливания материала, а также дополнительное вентиляционное отверстия для выхода воздуха.
3) Стенки контрформы должны быть немного наклонены.
4) Если вы делаете форму из двух частей, не забудьте сделать шипы и пазы для точного соединения половинок.
5) Помните, что для отливки твердых изделий нужны мягкие формы.
6) Обратите внимание на соотношение смешиваемых материалов отливки.

Процесс изготовления

Изменить форму черепа я пробовала двумя разными способами, чтобы получить двустороннюю форму для отливки. Так как отливать я буду из металла, и изделие будет твердым, то сама форма должна быть мягкой. Я подготовила 3D-модель контрформы в Rhinoceros , которую буду вырезать из бруска воска для моделирования размером 7,0 X 14,1 X 3,5 см. Также я учла и оставила необходимые отверстия для заливки металла и вентиляционные отверстия.

После того, как я закончила делать 3D-модель, я стала вырезать из бруска модельного воска контрформу, на фрезерном станке Roland Modela . Для черновой обработки я использовала концевую 2-зубую фрезу диаметром 3 мм, для чистовой — сферическую фрезу диаметром 1,5 мм. Я прошлась по чистовой только в одном направлении (ху), так как на мой взгляд и этого было вполне достаточно, и дополнительная обработка была ни к чему, а время — сэкономилось. На черновую и чистовую обработку в общей сложности ушло примерно 3 часа и 20 минут .

Когда контрформа была вырезана, я начала делать собственно саму форму из термостойкого силикона. Как я упоминала ранее, форма должна была быть не только мягкой, но и очень термостойкой, поэтому я использовала силикон повышенной термостойкости Mold MAX® 60 .
Порядок действий изготовления нашей формы для литья:
1) Нанести некоторое количество универсальной разделительной смазки-спрея и дать ей подсохнуть в течение 3 минут.
2) Сделать смесь для силикона: компоненты A и B смешиваются в массовой пропорции 100A:3B (или согласно инструкции к тому силикону, который вы используете).
3) Вылить смесь в контрформу, убедившись, что внутрь не попали пузырьки воздуха.
4) На всякий случай тщательно простучать форму, пока все пузырьки воздуха не выйдут на поверхность.
5) Дать силикону застыть в течение суток.

К сожалению, в моём случае получилось так, что через сутки силикон был всё ещё незастывшим. Оказалось, что весы были испорчены, показывали неверный результат, и я смешала в неправильной пропорции! После очистки контрформы с помощью воды и мыла я постаралась сделать всё правильно.

Хоть и со второго раза, но получилось же!

Теперь всё готово к долгожданной отливке.
Для того, чтобы отлить металлические изделия я сделала следующие шаги:
1) Добавить тальк в форму.
2) Нагреть печку или сосуд, в котором будете плавить металл, подождать пока ваши заготовки расплавятся. Соблюдайте технику безопасности и работайте в перчатках!
3) Сложить обе части формы и выровняв сжать их каким-нибудь удобным для вас способом. Части формы должны быть хорошо сжаты, чтобы не допустить протечек.
4) Аккуратно и неспешно залить расплавленный металл.
5) Сразу же окунуть форму в холодную воду для охлаждения. Оставить форму в воде до тех пор, пока она достаточно хорошо не остынет и можно будет её трогать.
6) Снять форму и достать ваше изделие.

Черепа вышли очень неплохими, с хорошей детализацией. Один из них я отполировала, а второй оставила без обработки (см. рисунки).

После завершения работ с металлом, я попробовала сделать то же самое из пластика.
Процесс был проще, так как пропорция смеси для материала составляет 1:1.
Также пластиком легче оперировать, он не горячий и отливать из него проще.
Результат на картинке:

Источник: engraver.ru

Литье металлов

Человечество используем металлы и их сплавы несколько тысячелетий. Сначала металлы находили в виде самородков и россыпей, позже доисторические племена научились перерабатывать металлосодержащие руды. Проверенным способом получения изделий из металлов было литье в земляные формы.

Отливали наконечники для стрел и мечи, сельскохозяйственные орудия и инструменты, утварь и украшения. За прошедшие с тех пор тысячелетия человек изобрел множество новых приемов обработки материалов и методов литья, включая литье под давлением, газифицируемые формы и порошковую металлургию. Старинный способ также сохранился, но используется в основном в скульптурных мастерских и художественных промыслах.

Особенности литья металлов

По сравнению с другими материалами, такими, например, как воск или гипс, литье металлов отличается некоторыми особенностями. Первая из них — высокая температура перехода из твердое в жидкое состояние. Воск, гипс и цемент затвердевают при комнатной температуре. Температура плавления металлов гораздо выше — от 231 °C у олова до 1531 °C у железа. Перед тем, как приступить к литью металла, его необходимо расплавить. И если олово можно расплавить в глиняной плошке на простом костре из подобранных рядом сучьев, то для плавления меди, не говоря уже о железе, понадобится специально оборудованная печь и подготовленное топливо.

Олово и свинец — самые мягкие и легкоплавкие металлы — можно отливать даже в деревянные матрицы.

Для литья более тугоплавких металлов потребуются формы из смеси песка и глины. Некоторые металлы, как, например, титан, требуют для литья металлические формы.

После заливки изделию требуется остыть. Многоразовые матрицы разбирают, одноразовые формы разрушают, и отливка готова к дальнейшей механической обработке или к использованию.

Металлы для заливки

Черные металлы

В металлургической промышленности различают цветные и черные металлы. К черным относятся железо, марганец, хром и сплавы на их основе. Сюда входят все стали, чугуны и ферросплавы. Черные металлы дают более 90% мирового потребления металлических сплавов. Из стали производят корпуса и детали транспортных средств от самоката до супертанкера, строительные конструкции, бытовую технику, станки и другое промышленной оборудование.

Чугун — отличный металл для литья крупных прочных и долговечных конструкций, не подверженных напряжениям изгиба или скручивания.

Цветные металлы, в свою очередь, в зависимости от физических свойств, и прежде всего, удельного веса, делятся на две большие группы

Легкие цветные металлы

В эту группу входят алюминий, титан, магний. Эти металлы встречаются реже, чем железо, и стоят дороже. Их применяют в тех отраслях, где нужно снизить вес изделия — аэрокосмическая промышленность, производство высокотехнологичных вооружений, производство вычислительной и телекоммуникационной техники, смартфонов и малых бытовых приборов.

Титан благодаря своему отличному взаимодействию с тканями человеческого организма широко применяется для протезирования костей суставов и зубов.

Тяжелые цветные металлы

Сюда относятся медь, олово, свинец, цинк и никель. Их применяют в химической промышленности, производстве электроматериалов, в электронике, на транспорте – везде, где требуются достаточно прочные, упругие и коррозионно-стойкие сплавы.

Благородные металлы

В эту группу входят золото, серебро, платина, а также более редкие рутений, родий, палладий, осмий, иридий.

Первые три известны человеку с доисторических времен. Они редко (относительно меди и железа) встречались в природе и поэтому служили платежным средством, материалом для ценных украшений и ритуальных предметов.

Золото и платина

С развитием цивилизации золото и платина сохранили свою роль средства накопления богатств, однако стали весьма широко использоваться в промышленности и медицине из-за своих уникальных физико-химических свойств.

Методы литья металлов

Основные методы литья металлов следующие:

Традиционный метод

Металл поступает в форму под действием силы тяжести. Применяются песчано-глиняные или металлические матрицы. Недостаток метода — высокая трудоемкость изготовления форм и других операций, тяжелые условия труда и низкая экологичность

Литье под низким давлением

Суть метода заключается в том, что тигель с металлом и матрицы для отливок располагаются в герметичной камере. Металлопровод, сделанный из титанового сплава, опускается из формы в расплавленный металл. В это время в камеру подают низкое избыточное давление воздуха или инертного газа. Металл попадает в матрицу под давлением, скорость потока весьма высока и при этом регулируется. Форма заполняется полностью и равномерно.

Метод позволяет получать высококачественные отливки, в том числе особо тонкостенные. Качество поверхности также превосходит отливки, получаемые традиционным методом. Литейные газы удаляются через отводящий трубопровод в систему очистки, откуда попадают в атмосферу. Метод отличается высокой автоматизацией операций, улучшенными условиями труда персонала и высокой экологичностью. К тому же при таком литье и материалы, и расход энергии существенно экономятся.

Литье под высоким давлением

Метод применяется как в черной, так и в цветной металлургии и позволяет получать наиболее точные и однородные отливки. Металл под высоким напором поступает в матрицу со скоростью до 120 м/с и мгновенно заполняет ее.

Деталям, полученным таким методом, практически не требуется финишная механическая обработка. Таким методом можно отливать детали практически любой конфигурации, с тонкими стенками, с готовыми отверстиями и даже с готовой резьбой.

Инжекционное литье

Инжекционный метод от обычного литья под давлением тем, что металл попадает в матрицу в виде порошка, смешанного со связующим веществом. Формы делают из высокопрочных сталей.

Высокая текучесть смеси позволяет заполнить мельчайшие детали рельефа форм самой сложной конфигурации, включающих внутренние полости. Достоинством этого метода является высокая точность поверхности, делающая ненужной дополнительную механическую обработку или сводящую ее к минимуму. Другим преимуществом является высочайшая физико-химическая однородность отливки.

Существуют и другие методы литья деталей, имеющие нишевое применение.

Основные способы литья металлов

Литье в землю

Традиционный способ. Изготавливается простая или составная модель из дерева или других модельных материалов, потом по модели делается матрица из песчано-глиняной смеси. Подробнее об этом способе читайте в соответствующей статье.

Технология литья в землю

Модель извлекают из формы, части ее собирают вместе, создают литниковую систему. Форму накалывают тонкими острыми иглами, чтобы обеспечить газоотведение. Производят отливку, ждут ее остывания,

Литье в металлические формы

Разъемную форму, называемую кокилем, изготавливают из металлических деталей. Части матрицы получают путем отливки или, если требуется обеспечить высокое качество поверхности и точность размеров, путем фрезерования. Формы смазывают антипригарными составами и производят заливку.

Литье в металлические формы

После остывания кокили разбирают, извлекают отливки, очищают. Металлическая матрица выдерживает до 300 рабочих циклов.

Литье по газифицируемым моделям

Модель выполняется не из дерева или воска, а из легкоплавкого и газифицируемого материала, преимущественно полистирола. Модель остается в форме и испаряется при заливке металла.

Литье по газифицируемым моделям

Преимущества способа:
  • модель не требуется извлекать из матрицы;
  • можно изготовлять модели сколь угодно сложных отливок, не нужны сложные и составные формы;
  • существенно снижена трудоемкость моделирования и формования.

Литье по газифицируемым моделям приобретает большую популярность на современных металлургических производствах.

Формы для литья

Самый древний вид форм — это формы из песчано-глиняной формовочной смеси, или «земли». Исторически центры металлургии возникали рядом с местами залегания уже готовых по своему составу для литья песков, например, рядом с всемирно известным Каслинским чугунным заводом. Смеси делятся на обмазочные и наполнительные.

формы из песчано-глиняной формовочной смеси

Для построения любой матрицы требуется модель — макет будущего изделия в натуральную величину, но несколько больших размеров — на величину литейной усадки.

Модель помешают по центру опалубки, или опоки, и наносят на нее слой обмазочной смеси — термостойкой и пластичной. Потом начинают послойно, тщательно трамбуя каждый слой, заполнять опоку наполнительной смесью. Требования к наполнительным смесям намного ниже, чем к обмазочным — они должны выдерживать давление залитого металла, сохраняя конфигурацию отливки, и обеспечивать выход плавильных газов. После модель извлекают из формы и на ее место заливают расплав.

Для отливок сложной конфигурации, имеющих замысловатые детали и внутренние полости, применяют составные модели и формы из нескольких частей.

Литье также осуществляется и в металлические формы. Их применяют при больших тиражах отливаемых деталей, в тех случаях, когда требуется высокая точность размеров и низкая шероховатость поверхности отливки, а также для некоторых металлов, активных в нагретом состоянии. Температура плавления материала формы должна быть существенно выше, чем температура отливаемого расплава.

Область применения

Различные способы литья имеют свои преимущественные сферы применения.

Так, литье в песчаные формы применяется при единичных отливках или малых сериях. Проверенный тысячелетиями способ понемногу уходит с промышленных предприятий, но продолжает использоваться на художественных промыслах и в скульптурных мастерских.

Литье в металлические формы применяется в случаях, когда требуется

  • большие тиражи отливок;
  • высокая точность размеров;
  • высокое качество поверхности.

Также литье в металл популярно в ювелирной промышленности и в производстве металлических украшений.

Литье под давлением все шире используется предприятиями, сфокусированными на качестве своих изделий, следящими за экологией, охраной труда и эффективным расходованием материальных и энергетических ресурсов.

Литье по газифицируемым моделям применяется в тех случаях, когда планируются большие тиражи отливок, требуется высокая точность и экономия трудоемкости.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: stankiexpert.ru

Оценка статьи:

Загрузка… Сохранить себе в: Металлическая форма для отливки металла Ссылка на основную публикацию wpDiscuzAdblock
detector

Отливка чистовой модели по черновой форме из гипса

Готовую черновую форму надо как можно скорее использовать для отливки модели. При продолжитель­ном хранении гипс коробится и форма искажается.

Приступая к отливке, подготавливают черновую фор­му. Сначала ее погружают в холодную воду на 30 ми­нут, потом внутренние поверхности смачивают 5-про-центнОй мыльной водой, прилегающие друг к другу поверхности половинок формы смазывают вазелином и связывают между собой, а в образовавшуюся полость заливают гипсовый раствор.

Есть и другой, хотя и мало распространенный, но очень хороший способ. Черновую форму подсушивают, внутренние поверхности лакируют спиртовым лаком, вновь сушат, смазывают вазелином. Черновая форма легко снимается с отлитой модели, что предохраняет мо­дель от повреждений.

Модель можно отлить цельнолитую или пустотелую. При отливке цельнолитой модели всю полость черновой формы заливают раствором гипса. Это делают быстро, но постепенно.

Одномоментное вливание в форму большого количе­ства раствора может привести к тому, что воздух не будет вытеснен гипсом из отдаленных, в особенности из узких полостей, в результате образуются дефекты – пустоты. Цельнолитые модели крепки, но слишком тя­желы и не экономичны.

Отливая пустотелую модель, в полость черновой фор­мы вливают умеренное количество гипсового раствора и тотчас же, вращая форму во все стороны, делают ока тку, то есть распределяют раствор по всей внут­ренней поверхности формы.

Окатку с перерывами в 10 минут повторяют 2-3 раза и доводят толщину стенки, в зависимости от ве­личины модели, до 1-5 см.

Весьма ответственный процесс – снятие формы с модели. Это делают часа через полтора – два после за­ливки гипсового раствора. С кусковой формы снимают веревки, в нескольких местах в шов, разъединяющий половинки формы, осторожно вбивают клинышки и пы­таются отъединить половинки формы друг от друга и от модели. Однако это удается редко и то главным об­разом в тех случаях, когда форма была обработана ла­ком и вазелином. Чаще же форму снимают кусочками. Такой способ называется расколоткой формы. Форму расколачивают ножом, стамеской или зубилом с приме­нением молотка. Чтобы облегчить расколотку и сохра­нить модель на черновой форме, можно вырезать борозд­ки, делящие ее поверхность на небольшие квадратики. Вырезая бороздки и расколачивая форму, внимательно следят за оплеской, появление которой сигнализирует о близости модели.

Заканчивая изготовление модели, удаляют с ее по­верхности прилипшие посторонние частицы, заравнивают гипсом царапины и случайные выемки, а шероховатые места зачищают мелкозернистой шкуркой.

Техника работ с применением клеевых форм

Клеевые формы при снятии их с моделей не лома­ются, поэтому применяются при серийном производстве моделей. Клеевые формы снимают только со скульп­тур, сделанных из твердых материалов (металла, гип­са, камня, дерева). В качестве материала для клеевой

Рис. Изготовление клеевой формы с плоской модели.

формы используют только крупчатый и плиточный сто­лярные клеи. Техника варки столярного клея детально описана в разделе о работе с деревом. Использованную форму вновь расплавляют, а клеевую массу применяют для изготовления другой клеевой формы. Загустевший клей разбавляют небольшим количеством воды. Для со­хранения эластичных свойств клей варят на глицерино­вой воде (30-40 мл глицерина на 1 л воды).

Техника изготовления клеевых форм для плоских моделей существенно отличается от техники изготовле­ния форм для высоких моделей. В первом случае клее­вые формы готовят открытым способом, во втором – закрытым, который значительно сложнее.

Клеевые формы для плоских моделей. Как пример рассмотрим работу по изготовлению клеевой формы виньетки.

Черновую модель, если она сделана из гипса, по­крывают спиртовым лаком, который сглаживает пори­стость. Модель укрепляют на гипсовой плитке или до­щечке, по длине и ширине превосходящих основание мо­дели миллиметров на 80. Вокруг модели, отступя на 15 мм, устраивают бортик высотой на 15 мм выше поверхности черновой модели (рис. 162). Стенки бортика располагают с небольшим наклоном, сближающим их верхние края. Материалом для бортика может быть глина, пластилин, тонкие дощечки, жесть. Черновую мо­дель, плитку и внутреннюю поверхность барьерчика смазывают тонким слоем жировых веществ, ни в коем случае не допуская скопления жира в углах и в мелких деталях рисунка модели.

Если жир в этих местах все же скопится, его удаля­ют мягкой кисточкой или маленьким ватным тампоном, навернутым на заостренную палочку. В качестве смазки применяют слегка нагретый вазелин, или растительные масла, или специальные смеси, например смесь 1 весо­вой части расплавленного и доведенного до кипения стеарина с 2 весовыми частями керосина. Смесь упот­ребляют в охлажденном состоянии.

Закончив подготовительные работы, черновую модель по краям бортика заливают клеевой массой, нагретой до температуры не выше 60°. Более горячий клей обезжи­рит поверхности, смазанные жиром. Клей застывает сут­ки, после чего барьерчик удаляют и форму снимают. Клеевые формы, будучи очень эластичными, от неболь­шого давления или при установке на неровной поверх­ности легко изменяют форму и искажают внешность от­ливок.

Отливать модели можно без добавочного укрепления клеевой формы, но работать гораздо удобнее, если для нее сделать дополнительный гипсовый футляр. На тыль­ной поверхности формы, еще не снятой с черновой мо­дели, вырезают четыре лунки-замка, срезают кромки (б), тыльную поверхность и боковые стенки модели и поверхность плиты смазывают жиром и всю форму об­кладывают раствором гипса толщиной 10—15 мм (в). В толщу еще несхватившегося гипса можно вдавить проволочки или тонкие лучинки, что еще больше укрепит футляр. Если клеевая форма велика, поверх первого гипсового слоя накладывают второй, доводя толщину футляра до 30 мм. Подсохший футляр снимают с клее­вой формы, окончательно высушивают и дважды по­крывают внутреннюю поверхность лаком. Перед уклад­кой формы поверхность футляра посыпают тальком, что облегчает и укладку и выемку формы. Укладывать фор­му в сырой футляр нельзя, иначе она впитает влагу и изменит конфигурацию. Для укрепления клеевой формы ее дважды дубят раствором квасцов. Вначале поверх­ность осторожно протирают тальком. Излишний тальк, особенно скопившийся по углам рисунка, сметают мяг­кой кисточкой. Форму обильно увлажняют 30-процент­ным раствором жженых калиево-алюминиевых квасцов и оставляют на 2 часа для просушки. Обработку тальком и квасцами повторяют. После повторного дубления форму сушат более основательно – часов восемь. Вы­сохшая клеевая форма полностью готова для отливоч­ных работ.

Как в домашних условиях отливать ювелирные украшения

Здравствуйте дамы и господа, сегодня поговорим про ювелирное литье в домашних условиях. К вашему вниманию представлена демонстрация процесса обращения восковой модели изделия в металл. Я расскажу про изготовление двух колец, одно из серебра, а другое из золота.

Нам понадобятся:


  • Модельный воск.
  • Огнеупорный гипс.
  • Силикон.
  • Трубки разных диаметров.
  • Резцы по воску (несколько ножичков).
  • Паяльник.
  • Газовая горелка.
  • Проволока диаметром около 1,5 мм.
  • Борная кислота.
  • Лимонная кислота.
  • Титановая спица.

Это самое важное, по ходу изготовления пригодятся еще кое какие мелочи.

Восковая модель


Итак, все начинается с изготовления модели будущего изделия. Для этого используется твердый ювелирный воск. Рекомендую использовать красный, так как на нем лучше всего видно мелкие детали на модели. Я пытался заменить его на обычный воск, парафин, даже на термоклей, и еще не понятно что. Так вот все это ерунда, купите ювелирный воск, поскольку для нормальной работы пригоден только он! Я приобрел небольшое количество с Китая лишь на несколько отливок.

Для изготовления кольца необходимо найти трубку подходящего диаметра. Обматываете нитку или полоску бумаги вокруг пальца и определяете длину окружности. Для этого предлагаю таблицу размеров колец.


На трубку наматываем фольгу, чтобы позже снять восковку. И теперь воск разрезаем на небольшие куски и наплавляем их на трубку. Тут мы взяли в руки паяльник и не скоро его уберем. Смысл в том, что мы формируем «кольцо» из воска на фольге на трубке. Куски между собой сплавляем полностью, а не только кромку.

А теперь идет процесс резьбы по воску и формирования будущего изделия. Для этого я использовал маленькие тонкие ножички и надфили. В целом, весь процесс можно охарактеризовать так: снимаем и отсекаем все лишнее. Воск нельзя срезать, его необходимо как бы скаблить лезвием и надфилем.




После того, как восковка готова ее можно продублировать неограниченное количество раз с помощью силиконовой формы. Этим же методом можно копировать уже готовые кольца. Для Этого восковку, ну либо какое то кольцо, не снимая с трубки, ставим в опалубку из пластилина и заливаем литьевым силиконом. Ага, литьевым, ну тут можно сколхозить и использовать силиконовый герметик.


Когда силикон застынет из него можно вытащить трубку и восковку, далее разрезаем форму с боку. Теперь в нее можно все тем же паяльником вплавлять куски воска и получать точные копии. Это очень удобно, даже если делаете единичное изделие, стоит сделать силиконовую форму, особенно если восковка сложная к повторению. Лично я смог нормально отлить модель только раза с четвертого.


Гипсовая форма


Теперь к восковке прикрепляем литники – проволоку диаметром около 1,5 мм, но не более, позже поймете почему. Для этого можно добавить немного воска в месте крепления литника, а также нагреть проволоку и вставить в кольцо. Далее модель закрепляем на полусфере из пластилина. Литники не стоит делать слишком длинным и тонкими. Также для правильного литья металла необходимо соединить литники между собой все тем же воском. Также в одну гипсовую форму можно поместить две модели.


Теперь гипс. Для этих целей используется специальный огнеупорный гипс с примесью кварцевой муки. Снова колхозим и используем обычный. Если у вас нет цели стать профессиональным ювелиром, и хочется просто отлить одну две модели, то можно время от времени немного отходить от технологии.
Восковку промываем настойкой на спирту из аптеки, мыльной водой и обычной водой.

Также берем трубу диаметром около 4-5 см, ей накрываем восковку и заливаем гипс. Звучит просто, но гипс необходимо замешивать по пропорции; он быстро застывает (5-15 минут), поэтому перемешиваем тоже быстро; и самое главное из него необходимо удалить все пузыри воздуха. Для этого необходим вибростол, желательно с вакуумной камерой. В целом, такой несложно сделать, но оно нам надо разве?

Восковку можно обмазать гипсом кистью, а потом залить в трубе, но тут теряется прочность. Я этого не делаю, и отдаю предпочтение прочности гипсовой формы.

Когда гипс застыл, вытаскиваем пластилин и литники; нужно избавиться от воска. Можно при помощи водяной бани, что правильно, и воск можно собрать и использовать снова. Но я это пропускаю. Так как, в любом случае, гипсовую форму необходимо прокалить, чтобы удалить всю влагу. Я для этого использовал печь на даче. И калил около 2 или 3 часов, все равно ведь топлю, когда там нахожусь. Опять шаг в сторону от профессиональной технологии, но работает, и воск весь выгорает.

Литье



Сначала подготовимся. В чашку кладем обычную туалетную бумагу и смачиваем ее так, чтобы при нажатии пальцами вода уже свободно не текла, но все равно дно должно быть довольно влажным. А титановая спица нужна, чтобы перемешивать расплавленный метал, который не будет окисляться, разве, что только титаном. Начинаем с того, что прогреваем опоку горелкой.
Для литья используется серебряный лом, я переплавил оборванные цепочки. Закидываем их в ту полусферу и начинаем греть горелкой. Когда метал начинает краснеть, засыпаем немного борной кислоты, это флюс, который не дают серебру окисляться, оно вообще не любит кислород в расплавленном состоянии. Серебро сплавляется в каплю и за счет поверхностного натяжения не стекает в литники. Когда максимально прогрели серебро, накрываем опоку чашкой и прижимаем. Вода из туалетной бумаги закипает и вдавливает метал в литники. После достаем изделие.


Обработка и полировка


Откусываем или спиливаем литники и нагреваем изделие до красна и опускаем в раствор лимонной кислоты, чтобы снять остаточное напряжение. И кипятим этот раствор. Кипящая лимонная кислота работает как настоящая кислота и разъедает весь шлак.
Теперь заготовку можно обрабатывать наждачной бумагой. Начинаем с грубой 600 и движемся в сторону увеличения зерна, я дохожу до 2500. А после полируем пастой ГОИ.


На этом все, так можно отливать любые ювелирные украшения. В статье я уделил больше внимания воску и литью, и лишь кратко рассказал об обработке, так как в этом ничего сложного и хитрого нет.

Древний мир бронзового литья: starcheolog — LiveJournal

Сенсационные знания древних, которые утаивают от простых людей: Вторцветмет в древнем мире, Причины хромоты Гефеста, Преимущества олова, Кипение холодной воды и иные секреты древнего бронзового литья.

Для тех, кто только присоединился – данный цикл показывает поступательное развитие металлургии от неолита до …


Древний мир бронзового литья

До тех пор пока люди не научились использовать железо, цветные металлы и их сплавы были основным материалом для изготовления вооружения, орудий труда, инструментов, предметов домашнего обихода и, естественно, украшений.

Главными металлургическими технологиями были литейные: искусство обработки жидкого металла позволяло получать уникальные бронзовые изделия и бытовые предметы. Именно в эту эпоху появились вещи, сопровождающие человека в его повседневном существовании, и инструменты, являющиеся символами основных технических профессий. Это время получило название бронзового века.

В 2000 г. Япония первой в мире провозгласила себя страной с «рециркуляционной» экономикой. Был принят ряд законов, направленных на максимальное использование вторичных ресурсов, в том числе металлического лома. Принцип «3R» сегодня знает каждый японский первоклассник: это «Recycling» (использование в качестве вторичных ресурсов), «Reuse» (повторное использование) и «Recovery» (восстановление вторичных материалов). Впервые официальное определение приведенных понятий было дано в Постановлении о переработке использованных автомобилей, принятом Евросоюзом в 1997 г. Однако подобные, причем очень строгие, законы о порядке переработки металлического лома существовали во всех великих империях Древнего мира: в Ассирии, Китае, Египте, Риме. Использование технологий бронзового литья и ковки позволяло с успехом воплощать принцип «3R» в древней цветной металлургии.

Древняя цветная металлургия

Ключевыми техническими преобразованиями бронзового века, продолжавшегося в течение двух тысячелетий, принято считать освоение ирригационного земледелия и полного металлургического цикла производства металлов, включавшего добычу руды, выжиг древесного угля, подготовку материалов, выплавку и рафинирование чернового металла, литье, ковку, волочение проволоки, другие виды металлообработки и рециклинг металлолома.

В этот период были освоены технологии выплавки и обработки металлов, получивших название «семь металлов древности»: меди, золота, свинца, серебра, железа, ртути и олова. Общепризнано, что определяющую роль в техническом прогрессе в бронзовую эпоху сыграло появление литых топоров, мечей и мотыг – основных видов орудий труда и оружия. Основой цивилизации стала металлургия меди и бронзы.

Топор. Село Кобан, Северная Осетия. Конец 2-го – начало 1-го тысячелетия до н.э.

Для производства меди повсеместно использовались как окисленные, так и сернистые руды. Месторождения меди обычно делятся на две зоны. Верхняя часть, находящаяся над уровнем грунтовых вод, представляет собой зону окисления. В ней располагаются минералы, основу которых составляют легковосстановимые оксиды меди – малахит, азурит. Нижняя, основная часть месторождения формируется сульфидными рудами – халькопиритом (CuFeS2) и халькозином (Сu2S). Содержание меди в сульфидных рудах намного ниже, чем в окисленных. После истощения верхних слоев человеку пришлось использовать более бедные сульфиды, а это потребовало разработки принципиально новых (инновационных) металлургических технологий.

Древние металлурги нашли решение проблемы. Было обнаружено, что добавление в шихту в достаточном количестве (около 30 %) красноватого или коричневого материала приводит к увеличению объема выплавки и повышению качества меди. Этим материалом была железная руда в виде гематита или лимонита, часто присутствующая на открытых частях месторождений халькопирита. Добавление железной руды принципиально изменяло процесс выплавки меди. Одним из продуктов реакций восстановления становился монооксид железа. При температуре около 1200 °С он реагировал с SiO2 пустой породы с образованием фаялита (Fe2SiO4), который превращался в основную составляющую жидкого шлака. Таким образом, железная руда играла роль флюса. Такая технология имела определяющее влияние на дальнейшее развитие металлургии. Шлак, образующийся при выплавке меди, практически идентичен шлаку, который позднее получался при выплавке железа в сыродутных горнах.

При использовании сернистых руд требовалось проведение ряда подготовительных операций. Широко практиковалось окисление раздробленной руды на воздухе в течение длительного времени. Благодаря воздействию влажного воздуха и атмосферных осадков руда обогащалась кислородом и теряла часть серы. Важную роль играл предварительный обжиг сернистой руды, при котором происходили выгорание серы и разрыхление руды. Его проводили в кучах, в специально устраиваемых ямах, а также в особых сооружениях – стойлах. Размеры стойл были значительны: их каменные стены достигали 12,5 м в длину и 1,5 м в ширину.

Повышение температурного уровня плавки зависело, прежде всего, от совершенствования техники и технологии дутья. Определяющую роль играло использование естественного дутья – силы ветра. Эффективными были печи, встраиваемые в естественный ландшафт. Они часто строились с подветренной стороны холма, имели соединяющиеся горизонтальный и вертикальный каналы, были обложены камнями и обмазаны глиной. В этом случае достигался «эффект трубы», усиливавший приток воздуха в агрегат. В поду некоторых печей были металлоприемники – углубления для установки горшков, в которые через специальные отверстия стекал металл.

Значительный прогресс последовал вслед за изобретением простейших ручных, а затем и ножных мехов. Они изготовлялись из шкур животных и представляли собой примитивный тип насоса с резервуарами, приспособленными для наполнения их воздухом. Ручные и ножные мехи широко использовались уже в 3-м тысячелетии до н. э. Металлургические печи с искусственным дутьем были, как правило, прямоугольными или цилиндрическими, с толстыми стенками высотой до 1 м, сложенными из камня и изнутри обмазанными глиной, целиком глинобитными или выложенными из кирпича.

Выплавленные из руды слитки меди содержали значительное количество шлаковых включений. Их отделяли ударами молотов. Рафинирование черновой меди осуществляли в тиглях и небольших горнах. При этом на расплавленную черновую медь дутьевыми трубками подавали воздух, основная масса оставшихся в ней примесей, кроме благородных металлов (золота и серебра), окислялась и формировала шлак.

Бронзолитейное искусство

Бронзовый век представляет собой эпоху бурного развития металлообработки. Технология изготовления металлических изделий в это время, как правило, включала совместное применение приемов, как литейной, так и кузнечной технологии, последующие полирование и гравирование изделий.

Сначала применяли литье в открытые глиняные или песчаные формы. Их сменили открытые формы, вырезанные из камня, и формы, у которых углубление для отливаемого предмета находилось в одной створке, а другая, плоская, играла роль крышки. Следующим шагом стало изобретение разъемных форм и закрытых форм для фигурного литья. В последнем случае сначала из воска лепили точную модель будущего изделия, затем ее обмазывали глиной и обжигали в печи. Воск плавился, а глина принимала точный слепок модели и использовалась в качестве литейной формы. Этот способ получил название литья по восковой модели. Мастера получили возможность отливать пустотелые предметы очень сложной формы. Для образования полости практиковалась вставка в формы особых глиняных сердечников – литейных стержней. Несколько позднее были изобретены технологии литья в стопочные формы, в кокиль, в различные формы с креплением литейного стержня на каркасе, литье по выплавляемым моделям и армированное литье.

Древние литейные формы изготовляли из камня, металла и глины. Глиняные литейные формы, как правило, получали путем оттиска в глине специально сделанных моделей из дерева и других материалов. В качестве моделей могли применяться и сами отлитые металлические изделия. Следует отметить, что формы, вырезанные из камня или литые металлические, вследствие их большей ценности не всегда служили для литья изделий, а могли использоваться для изготовления в них легкоплавких моделей. Например, в некоторых районах Англии была отмечена отливка в бронзовых литейных формах свинцовых моделей.

Развитие литейных технологий

Металлические формы в основном изготовляли из меди, так как она имеет значительно более высокую температуру плавления, чем бронза, для отливки которой они и предназначались. Применение кокилей позволяло получать отливки сложного профиля, с мелкими деталями, точный негатив которых было трудно вырезать в каменной форме. Переход на металлическую форму, более прочную, чем глиняная, и более простую в изготовлении, чем каменная, позволил соединить преимущества двустворчатых форм, приспособленных к многократному использованию, и отливок по восковой модели. Например, в рассматриваемое время повсеместно применялось литье удил из двух или четырех свободно соединенных звеньев, для получения которых на каждое звено требовались отдельный литник (канал для подвода металла) и складная форма, по крайней мере, из четырех частей.

Постоянной практикой стала дополнительная проковка отлитых изделий без изменения формы в целях повышения твердости, плотности и эластичности (пластичности) материала. Основным видом изделий, подвергавшихся подобной обработке, являлись орудия труда и некоторые виды оружия – мечи и кинжалы. Ковку использовали в процессе изготовления булавок, которые подвергались также гравированию или чеканке. Такие же приемы обработки применяли и к украшениям.

а. Литье в открытую форму
б. Литье в разъемную форму с литейным стержнем

Эпоха металлов наступила тогда, когда повсеместно была освоена технология изготовления литых топоров и мечей. Необходимость объединить в одном орудии труда каменное рубило и деревянную палицу возникла у человека уже в каменном веке. Первые бронзовые топоры, изготовленные методом литья, повторяли форму каменных, однако новые требования к орудиям труда и необычные в сравнении с камнем свойства бронзы способствовали быстрому совершенствованию литых изделий. Появились топоры сложных форм, с закраинами, вислообушные, кельты. Их изготовление требовало высокого развития литейного ремесла: сложная конфигурация отливки и наличие отверстия значительно усложняли устройство разъемных каменных форм. Появление усовершенствованных литых бронзовых топоров сыграло исключительную роль в развитии многих народов: облегчило строительство жилищ и изготовление других орудий труда и предметов быта, упростило освоение лесистых местностей земледельцами и т. п. Литые мечи и кинжалы раньше других бронзовых изделий стали произведениями искусства. Древние мечи, найденные при археологических раскопках, часто снабжены не только замысловатыми рукоятями с литыми узорами, но и богатой инкрустацией из серебра, золота и драгоценных камней.

Как отмечалось выше, ранний бронзовый век представлял собой эпоху безраздельного господства мышьяковой бронзы. Олово пришло на смену мышьяку только во 2-м тысячелетии до н. э. Отметим, что технология обработки оловянной бронзы заметно сложнее, так как зачастую требует горячей ковки (хотя и при низких температурах). На поверхности земли минералы олова встречаются достаточно редко. Почему же в позднем бронзовом веке оловянная бронза практически повсеместно вытеснила мышьяковую? Главная причина заключалась в следующем. В древности люди относились к металлическим предметам чрезвычайно бережно ввиду их высокой стоимости. Поврежденные предметы отправлялись в ремонт или на переплавку. Отличительной особенностью мышьяка является возгонка при температуре около 600 °С. Именно при такой температуре проводился отжиг ремонтируемых бронзовых изделий. С потерей мышьяка механические свойства металла ухудшались и изделия, изготовленные из бронзового лома, получались низкого качества. Объяснить это явление древние металлурги не могли. Однако достоверно известно, что вплоть до 1-го тысячелетия до н. э. изделия из медного и бронзового лома стоили дешевле, чем изделия из рудного металла.

Было и еще одно обстоятельство, способствовавшее вытеснению мышьяка из металлургического производства. Пары мышьяка ядовиты: их постоянное воздействие на организм приводит к ломкости костей, заболеваниям суставов и дыхательных путей. Хромота, сутулость, деформация суставов были профессиональными заболеваниями мастеров, работавших с мышьяковой бронзой. Данное обстоятельство находит отражение в мифах и преданиях многих народов: в древнейших эпосах металлурги часто изображаются хромыми, горбатыми, иногда – карликами, со скверным характером, с косматыми волосами и отталкивающей внешностью. Даже у древних греков бог металлург Гефест был хромым.

Оловянная бронза

Олово, необходимое для производства оловянной бронзы, стало последним из семи великих металлов древности, ставшим известным человеку. Оно не присутствует в природе в самородном виде, а касситерит – его единственный минерал, имеющий практическое значение, является трудновосстановимым и малораспространенным.

Тем не менее, этот минерал был известен человеку уже в глубокой древности, поскольку касситерит является спутником (хотя и редким) золота в его россыпных месторождениях. Благодаря высокой удельной массе золото и касситерит в результате промывки золотоносной породы оставались на промывочных лотках древних старателей. И хотя факты использования касситерита древними ремесленниками не известны, сам минерал был знаком человеку уже во времена неолита.

По-видимому, впервые оловянная бронза была произведена из полиметаллической руды, добытой из глубинных участков медных месторождений, в состав которой наряду с сульфидами меди входил и касситерит. Древние металлурги, уже располагавшие знаниями о положительном влиянии на свойства металла реальгара и аурипигмента, достаточно быстро обратили внимание на новый компонент шихты – «оловянный камень». Поэтому появление оловянной бронзы произошло, скорее всего, сразу в нескольких промышленных регионах Древнего мира.

Производство и рециклинг изделий из оловянной бронзы во 2-м тысячелетии до н. э.

В гробнице высокопоставленного египетского чиновника XVIII династии (около 1450 г. до н. э.) найдено изображение технологического процесса получения бронзовых отливок. Трое рабочих под наблюдением надсмотрщика подносят металл. Двое рабочих с мехами раздувают огонь в горне. Рядом изображены плавильные тигли и куча древесного угля. В центре показана операция разливки. Иероглифический текст поясняет, что эти картины иллюстрируют отливку больших бронзовых дверей для храма, и что металл по приказу фараона доставлен из Сирии.

Литье бронзы в Древнем Египте около 1450 г. до н. э.

Древнейшими предметами из олова считаются браслеты, найденные на острове Лесбос. Они датируются 3-м тысячелетием до н. э. Олово было одним из наиболее дефицитных и дорогих металлов Древнего мира. Даже в 1-м тысячелетии до н. э. металлическое олово имело крайне ограниченное распространение. Оно применялась, главным образом, для изготовления мелкой косметической посуды и некоторых деталей защитного вооружения, требовавших высокой пластичности (например, из олова делали книмиды – доспехи, защищавшие голени ног, которые держались на них без шнуров и застежек, а лишь благодаря упругости и эластичности). Практически все добываемое в то время олово расходовалось на производство бронзы.

Основные месторождения олова в эпоху Древнего мира были в Испании, Индокитае, Британских островах, которые греки называли «оловянными» – касситеридами. Кроме того, оловянная руда добывалась на Апеннинском полуострове (этрусками), в Греции (в Хризейской долине около города Дельфы), в Сирии. По мнению большинства историков, своим названием бронза обязана крупному римскому порту Брундизию, через который осуществлялась торговля империи с восточными странами. Однако существует и другая версия, упоминаемая римским историком Плинием, который считал, что название сплава произошло от персидского слова, обозначавшего «блеск меча».

Преимущества оловянной бронзы перед медью, мышьяковой бронзой и латунью заключались в высоких твердости, коррозионной стойкости и прекрасной полируемости. От способности олова повышать твердость бронзы и происходит его современное международное название – «станнум». Отметим, что корень «ст», звучащий в слове «стан» и во многих производных от него словах современных языков, является одним из древнейших общеиндоевропейских корней и обозначает признак прочности или устойчивости.

Зеркало, бритва и маникюрные ножницы

Многие предметы быта и вооружения стало возможно производить только после освоения технологии производства и обработки оловянной бронзы. Это относится, например, к изготовлению длинных мечей, бритвенных ножей и особенно к полированным зеркалам. Можно сказать, что появление оловянной бронзы ознаменовало переворот в древней магии.
Особое отношение к зеркалу характерно для всей территории древней Евразии. С помощью зеркала древний человек мог вступать в магические отношения с потусторонним миром: у многих народов существовало представление об отражении лица в зеркале как о выражении духовной сущности человека. В связи с этим нельзя не вспомнить сохранившееся до наших дней поверье, согласно которому разбитое зеркало означает несчастье.

Наибольшее распространение зеркало получило в качестве главного ритуального предмета культа женского солнечного божества. В эпоху античности ручки зеркал обычно выполнялись в виде женской фигуры, держащей над собой зеркало. Зеркало было главным атрибутом богинь Солнца в Иране, Египте, Индии, Китае и Японии. Особое отношение к зеркалу отразилось на выборе металла для его изготовления. Перечень требований, предъявляемых в древности к зеркальному сплаву, включал цвет и блеск, имитирующие солнечный, высокую отражательную способность и нетускнеющую поверхность.

На зеркалах, как ни на одном другом виде бронзовых изделий, можно проследить этапы освоения древними мастерами технологии термической и механической обработки медно-оловянных сплавов. Например, древние греческие, египетские и скифские зеркала, содержащие до 12 % масс. олова, подвергались только холодной ковке. Это не давало возможности достигать высоких параметров твердости и полируемости. Этруски делали зеркала из сплава с 14–15 % масс. олова. Перед холодной ковкой такой сплав необходимо было подвергнуть «гомогенизации». Этрусские металлурги проводили гомогенизацию сплава в течение 4–5 ч при температуре около 650 °С. Поэтому этрусские зеркала обладали прекрасной полируемостью и высокой коррозионной стойкостью. Еще больше олова (до 23 %), содержат золотисто-желтые зеркала сарматов, изготовленные в V–III вв. до н. э. Изделия из такого сплава можно было получить только путем горячей ковки бронзы при температуре «красного каления» (600–700 °С) и последующей закалки в воде. Подобную технологию использовали также в Индии, Китае и Таиланде.

На пороге новой эры практически повсеместное распространение получил тройной сплав меди, олова и свинца. Такие бронзы, содержащие до 30 % олова и до 7 % свинца, являются самыми твердыми и сложными для обработки. Однако они позволяют производить металл с высокой отражательной способностью, а также с прекрасными литейными свойствами и полируемостью. Изделия из такого сплава получили распространение в Китае, Средней Азии и Римской империи, хотя Плиний отмечает, что они имели чрезмерно высокую стоимость и были доступны только очень состоятельным людям.

Кусковая формовка

Уникальные технологии бронзового литья были созданы металлургами Древнего Китая. Известно, что уже во 2-м тысячелетии до н. э. в Китае существовала оригинальная технология литейного производства. В то время, когда металлурги Запада и Ближнего Востока получали сосуды ковкой, литьем в песчаные формы или по выплавляемым моделям, китайцы освоили гораздо более трудоемкий, но и существенно более прогрессивный метод «кусковой формовки».

Технология заключалась в следующем. Сначала из глины изготовляли модель, на которой вырезали требуемый рельеф. Затем получали обратное изображение, напрессовывая пластины глины, кусок за куском, на ранее изготовленную модель. На каждом куске формы выполняли тонкую доводку рельефа. После этого куски глины обжигали, что само по себе требовало виртуозного мастерства, так как не должен был нарушаться рисунок.

Первоначальную глиняную модель зачищали на толщину стенок будущей отливки, получая стержень для формирования ее внутренней полости. Куски формы собирали вокруг стержня, создавая таким образом цельную форму. При этом швы и стыки между кусками формы специально не заделывались наглухо, чтобы в них мог затекать металл. Это делалось для того, чтобы застывший в швах металл приобретал вид изящной кромки, придававшей изделию особый декоративный оттенок. Традиция использования вертикальных литейных швов для украшения изделий стала отличительной чертой китайского металлургического искусства.

Китайские бронзовые вазы

Еще одним примером оригинальных китайских литейных технологий является изготовление бронзовых тазиков с «кипящей» водой. На днище таких тазиков мастерами размещались литые рисунки определенного вида и направления. Они изменяли акустические свойства предмета, наполненного водой, таким образом, что стоило потереть его ручки, как с поверхности воды начинали подниматься фонтанчики, как будто вода, оставаясь холодной, действительно закипела. Современные исследования позволили установить причину такого необыкновенного эффекта: от трения возникают звуковые волны, которые резонируют и вызывают быстрые колебания в литых выступах в днище тазика, в результате чего вверх выталкиваются струйки воды.

Возможно, ни одна культура бронзового века не соответствует своему названию лучше, чем культура Древнего Китая в период династии Шан Инь (конец 2-го тысячелетия до н. э.). В то время в городах были целые кварталы ремесленников, занятых обработкой металлов, изготовлением оружия и специальных ритуальных изделий из бронзы. Кроме нескольких мраморных скульптур этой эпохи, все сохранившиеся произведения искусства сделаны именно из бронзы.

Античное статуарное литьё

В античном мире и Римской империи большое распространение получила мода на бронзовые статуи, которые посвящались богам, царям, выдающимся деятелям, победителям игр. Статуи часто переплавлялись, особенно по политическим мотивам.

На керамической чаше, относящейсяк V в. до н. э., греческий художник изобразил различные этапы изготовления бронзовых статуй человека в натуральную величину. Специальная печь позволяет получать бронзу и поддерживать ее в жидком состоянии. Стоящий за печью юноша раздувает мехи, чтобы увеличить температуру в печи. На рогах висят раскрашенные пластины и маски – это благодарственные приношения, обеспечивающие защиту от неудач в работе, или демонстрация типов изделий, изготовляемых в мастерской. В следующей сцене мастер прилаживает правую руку к бронзовой статуе, располагающейся на глиняном ложе. Отдельно отлитая голова еще лежит на полу. На стене висят модели кисти руки и ступни. Чуть дальше двое рабочих полируют большую статую воина в шлеме, стоящую на помосте. За работой наблюдают два человека. Предполагают, что один из них скульптор – автор статуи, а другой – бронзолитейщик, воплотивший замысел скульптора в металле.

Изготовление бронзовой статуи (рисунок на керамической вазе)

Обычно после отливки частей и сборки статуи устраняли неровности верхнего слоя, полировали поверхность, резцом и зубилом отделывали детали: бороду, волосы, складки одежды. Губы делали из красной меди, зубы – из серебра, глаза инкрустировали стеклянной массой или камнем, наносили цветные штрихи.

Изготовление бронзовой статуи

Древние не любили патину, покрывающую сегодня старинные изделия из бронзы. В момент создания скульптуры имели не нынешние (зеленые, коричневые или черные) оттенки: тон фигур был теплым и золотистым, как бронзовый загар. На фоне обилия разнообразных статуй, посвященных пусть великим, но смертным людям, скульптуры могущественных богов выделялись размерами и убранством. Самая крупная из известных в древности металлических статуй – «Колосс Родосский» – входила в число семи чудес света.

Источник: Энциклопедия «Металлургия и время», Голубев О.В., Карабасов Ю.С., Коротченко Н.А., Черноусов П.И.

Бонус:


Древний мир бронзового литья: paulus_raul — LiveJournal

Сенсационные знания древних, которые утаивают от простых людей: Вторцветмет в древнем мире, Причины хромоты Гефеста, Преимущества олова, Кипение холодной воды и иные секреты древнего бронзового литья.

Для тех, кто только присоединился – данный цикл показывает поступательное развитие металлургии от неолита до …


Древний мир бронзового литья

До тех пор пока люди не научились использовать железо, цветные металлы и их сплавы были основным материалом для изготовления вооружения, орудий труда, инструментов, предметов домашнего обихода и, естественно, украшений.

Главными металлургическими технологиями были литейные: искусство обработки жидкого металла позволяло получать уникальные бронзовые изделия и бытовые предметы. Именно в эту эпоху появились вещи, сопровождающие человека в его повседневном существовании, и инструменты, являющиеся символами основных технических профессий. Это время получило название бронзового века.

В 2000 г. Япония первой в мире провозгласила себя страной с «рециркуляционной» экономикой. Был принят ряд законов, направленных на максимальное использование вторичных ресурсов, в том числе металлического лома. Принцип «3R» сегодня знает каждый японский первоклассник: это «Recycling» (использование в качестве вторичных ресурсов), «Reuse» (повторное использование) и «Recovery» (восстановление вторичных материалов). Впервые официальное определение приведенных понятий было дано в Постановлении о переработке использованных автомобилей, принятом Евросоюзом в 1997 г. Однако подобные, причем очень строгие, законы о порядке переработки металлического лома существовали во всех великих империях Древнего мира: в Ассирии, Китае, Египте, Риме. Использование технологий бронзового литья и ковки позволяло с успехом воплощать принцип «3R» в древней цветной металлургии.

Древняя цветная металлургия

Ключевыми техническими преобразованиями бронзового века, продолжавшегося в течение двух тысячелетий, принято считать освоение ирригационного земледелия и полного металлургического цикла производства металлов, включавшего добычу руды, выжиг древесного угля, подготовку материалов, выплавку и рафинирование чернового металла, литье, ковку, волочение проволоки, другие виды металлообработки и рециклинг металлолома.

В этот период были освоены технологии выплавки и обработки металлов, получивших название «семь металлов древности»: меди, золота, свинца, серебра, железа, ртути и олова. Общепризнано, что определяющую роль в техническом прогрессе в бронзовую эпоху сыграло появление литых топоров, мечей и мотыг – основных видов орудий труда и оружия. Основой цивилизации стала металлургия меди и бронзы.

Топор. Село Кобан, Северная Осетия. Конец 2-го – начало 1-го тысячелетия до н.э.

Для производства меди повсеместно использовались как окисленные, так и сернистые руды. Месторождения меди обычно делятся на две зоны. Верхняя часть, находящаяся над уровнем грунтовых вод, представляет собой зону окисления. В ней располагаются минералы, основу которых составляют легковосстановимые оксиды меди – малахит, азурит. Нижняя, основная часть месторождения формируется сульфидными рудами – халькопиритом (CuFeS2) и халькозином (Сu2S). Содержание меди в сульфидных рудах намного ниже, чем в окисленных. После истощения верхних слоев человеку пришлось использовать более бедные сульфиды, а это потребовало разработки принципиально новых (инновационных) металлургических технологий.

Древние металлурги нашли решение проблемы. Было обнаружено, что добавление в шихту в достаточном количестве (около 30 %) красноватого или коричневого материала приводит к увеличению объема выплавки и повышению качества меди. Этим материалом была железная руда в виде гематита или лимонита, часто присутствующая на открытых частях месторождений халькопирита. Добавление железной руды принципиально изменяло процесс выплавки меди. Одним из продуктов реакций восстановления становился монооксид железа. При температуре около 1200 °С он реагировал с SiO2 пустой породы с образованием фаялита (Fe2SiO4), который превращался в основную составляющую жидкого шлака. Таким образом, железная руда играла роль флюса. Такая технология имела определяющее влияние на дальнейшее развитие металлургии. Шлак, образующийся при выплавке меди, практически идентичен шлаку, который позднее получался при выплавке железа в сыродутных горнах.

При использовании сернистых руд требовалось проведение ряда подготовительных операций. Широко практиковалось окисление раздробленной руды на воздухе в течение длительного времени. Благодаря воздействию влажного воздуха и атмосферных осадков руда обогащалась кислородом и теряла часть серы. Важную роль играл предварительный обжиг сернистой руды, при котором происходили выгорание серы и разрыхление руды. Его проводили в кучах, в специально устраиваемых ямах, а также в особых сооружениях – стойлах. Размеры стойл были значительны: их каменные стены достигали 12,5 м в длину и 1,5 м в ширину.

Повышение температурного уровня плавки зависело, прежде всего, от совершенствования техники и технологии дутья. Определяющую роль играло использование естественного дутья – силы ветра. Эффективными были печи, встраиваемые в естественный ландшафт. Они часто строились с подветренной стороны холма, имели соединяющиеся горизонтальный и вертикальный каналы, были обложены камнями и обмазаны глиной. В этом случае достигался «эффект трубы», усиливавший приток воздуха в агрегат. В поду некоторых печей были металлоприемники – углубления для установки горшков, в которые через специальные отверстия стекал металл.

Значительный прогресс последовал вслед за изобретением простейших ручных, а затем и ножных мехов. Они изготовлялись из шкур животных и представляли собой примитивный тип насоса с резервуарами, приспособленными для наполнения их воздухом. Ручные и ножные мехи широко использовались уже в 3-м тысячелетии до н. э. Металлургические печи с искусственным дутьем были, как правило, прямоугольными или цилиндрическими, с толстыми стенками высотой до 1 м, сложенными из камня и изнутри обмазанными глиной, целиком глинобитными или выложенными из кирпича.

Выплавленные из руды слитки меди содержали значительное количество шлаковых включений. Их отделяли ударами молотов. Рафинирование черновой меди осуществляли в тиглях и небольших горнах. При этом на расплавленную черновую медь дутьевыми трубками подавали воздух, основная масса оставшихся в ней примесей, кроме благородных металлов (золота и серебра), окислялась и формировала шлак.

Бронзолитейное искусство

Бронзовый век представляет собой эпоху бурного развития металлообработки. Технология изготовления металлических изделий в это время, как правило, включала совместное применение приемов, как литейной, так и кузнечной технологии, последующие полирование и гравирование изделий.

Сначала применяли литье в открытые глиняные или песчаные формы. Их сменили открытые формы, вырезанные из камня, и формы, у которых углубление для отливаемого предмета находилось в одной створке, а другая, плоская, играла роль крышки. Следующим шагом стало изобретение разъемных форм и закрытых форм для фигурного литья. В последнем случае сначала из воска лепили точную модель будущего изделия, затем ее обмазывали глиной и обжигали в печи. Воск плавился, а глина принимала точный слепок модели и использовалась в качестве литейной формы. Этот способ получил название литья по восковой модели. Мастера получили возможность отливать пустотелые предметы очень сложной формы. Для образования полости практиковалась вставка в формы особых глиняных сердечников – литейных стержней. Несколько позднее были изобретены технологии литья в стопочные формы, в кокиль, в различные формы с креплением литейного стержня на каркасе, литье по выплавляемым моделям и армированное литье.

Древние литейные формы изготовляли из камня, металла и глины. Глиняные литейные формы, как правило, получали путем оттиска в глине специально сделанных моделей из дерева и других материалов. В качестве моделей могли применяться и сами отлитые металлические изделия. Следует отметить, что формы, вырезанные из камня или литые металлические, вследствие их большей ценности не всегда служили для литья изделий, а могли использоваться для изготовления в них легкоплавких моделей. Например, в некоторых районах Англии была отмечена отливка в бронзовых литейных формах свинцовых моделей.

Развитие литейных технологий

Металлические формы в основном изготовляли из меди, так как она имеет значительно более высокую температуру плавления, чем бронза, для отливки которой они и предназначались. Применение кокилей позволяло получать отливки сложного профиля, с мелкими деталями, точный негатив которых было трудно вырезать в каменной форме. Переход на металлическую форму, более прочную, чем глиняная, и более простую в изготовлении, чем каменная, позволил соединить преимущества двустворчатых форм, приспособленных к многократному использованию, и отливок по восковой модели. Например, в рассматриваемое время повсеместно применялось литье удил из двух или четырех свободно соединенных звеньев, для получения которых на каждое звено требовались отдельный литник (канал для подвода металла) и складная форма, по крайней мере, из четырех частей.

Постоянной практикой стала дополнительная проковка отлитых изделий без изменения формы в целях повышения твердости, плотности и эластичности (пластичности) материала. Основным видом изделий, подвергавшихся подобной обработке, являлись орудия труда и некоторые виды оружия – мечи и кинжалы. Ковку использовали в процессе изготовления булавок, которые подвергались также гравированию или чеканке. Такие же приемы обработки применяли и к украшениям.

а. Литье в открытую форму
б. Литье в разъемную форму с литейным стержнем

Эпоха металлов наступила тогда, когда повсеместно была освоена технология изготовления литых топоров и мечей. Необходимость объединить в одном орудии труда каменное рубило и деревянную палицу возникла у человека уже в каменном веке. Первые бронзовые топоры, изготовленные методом литья, повторяли форму каменных, однако новые требования к орудиям труда и необычные в сравнении с камнем свойства бронзы способствовали быстрому совершенствованию литых изделий. Появились топоры сложных форм, с закраинами, вислообушные, кельты. Их изготовление требовало высокого развития литейного ремесла: сложная конфигурация отливки и наличие отверстия значительно усложняли устройство разъемных каменных форм. Появление усовершенствованных литых бронзовых топоров сыграло исключительную роль в развитии многих народов: облегчило строительство жилищ и изготовление других орудий труда и предметов быта, упростило освоение лесистых местностей земледельцами и т. п. Литые мечи и кинжалы раньше других бронзовых изделий стали произведениями искусства. Древние мечи, найденные при археологических раскопках, часто снабжены не только замысловатыми рукоятями с литыми узорами, но и богатой инкрустацией из серебра, золота и драгоценных камней.

Как отмечалось выше, ранний бронзовый век представлял собой эпоху безраздельного господства мышьяковой бронзы. Олово пришло на смену мышьяку только во 2-м тысячелетии до н. э. Отметим, что технология обработки оловянной бронзы заметно сложнее, так как зачастую требует горячей ковки (хотя и при низких температурах). На поверхности земли минералы олова встречаются достаточно редко. Почему же в позднем бронзовом веке оловянная бронза практически повсеместно вытеснила мышьяковую? Главная причина заключалась в следующем. В древности люди относились к металлическим предметам чрезвычайно бережно ввиду их высокой стоимости. Поврежденные предметы отправлялись в ремонт или на переплавку. Отличительной особенностью мышьяка является возгонка при температуре около 600 °С. Именно при такой температуре проводился отжиг ремонтируемых бронзовых изделий. С потерей мышьяка механические свойства металла ухудшались и изделия, изготовленные из бронзового лома, получались низкого качества. Объяснить это явление древние металлурги не могли. Однако достоверно известно, что вплоть до 1-го тысячелетия до н. э. изделия из медного и бронзового лома стоили дешевле, чем изделия из рудного металла.

Было и еще одно обстоятельство, способствовавшее вытеснению мышьяка из металлургического производства. Пары мышьяка ядовиты: их постоянное воздействие на организм приводит к ломкости костей, заболеваниям суставов и дыхательных путей. Хромота, сутулость, деформация суставов были профессиональными заболеваниями мастеров, работавших с мышьяковой бронзой. Данное обстоятельство находит отражение в мифах и преданиях многих народов: в древнейших эпосах металлурги часто изображаются хромыми, горбатыми, иногда – карликами, со скверным характером, с косматыми волосами и отталкивающей внешностью. Даже у древних греков бог металлург Гефест был хромым.

Оловянная бронза

Олово, необходимое для производства оловянной бронзы, стало последним из семи великих металлов древности, ставшим известным человеку. Оно не присутствует в природе в самородном виде, а касситерит – его единственный минерал, имеющий практическое значение, является трудновосстановимым и малораспространенным.

Тем не менее, этот минерал был известен человеку уже в глубокой древности, поскольку касситерит является спутником (хотя и редким) золота в его россыпных месторождениях. Благодаря высокой удельной массе золото и касситерит в результате промывки золотоносной породы оставались на промывочных лотках древних старателей. И хотя факты использования касситерита древними ремесленниками не известны, сам минерал был знаком человеку уже во времена неолита.

По-видимому, впервые оловянная бронза была произведена из полиметаллической руды, добытой из глубинных участков медных месторождений, в состав которой наряду с сульфидами меди входил и касситерит. Древние металлурги, уже располагавшие знаниями о положительном влиянии на свойства металла реальгара и аурипигмента, достаточно быстро обратили внимание на новый компонент шихты – «оловянный камень». Поэтому появление оловянной бронзы произошло, скорее всего, сразу в нескольких промышленных регионах Древнего мира.

Производство и рециклинг изделий из оловянной бронзы во 2-м тысячелетии до н. э.

В гробнице высокопоставленного египетского чиновника XVIII династии (около 1450 г. до н. э.) найдено изображение технологического процесса получения бронзовых отливок. Трое рабочих под наблюдением надсмотрщика подносят металл. Двое рабочих с мехами раздувают огонь в горне. Рядом изображены плавильные тигли и куча древесного угля. В центре показана операция разливки. Иероглифический текст поясняет, что эти картины иллюстрируют отливку больших бронзовых дверей для храма, и что металл по приказу фараона доставлен из Сирии.

Литье бронзы в Древнем Египте около 1450 г. до н. э.

Древнейшими предметами из олова считаются браслеты, найденные на острове Лесбос. Они датируются 3-м тысячелетием до н. э. Олово было одним из наиболее дефицитных и дорогих металлов Древнего мира. Даже в 1-м тысячелетии до н. э. металлическое олово имело крайне ограниченное распространение. Оно применялась, главным образом, для изготовления мелкой косметической посуды и некоторых деталей защитного вооружения, требовавших высокой пластичности (например, из олова делали книмиды – доспехи, защищавшие голени ног, которые держались на них без шнуров и застежек, а лишь благодаря упругости и эластичности). Практически все добываемое в то время олово расходовалось на производство бронзы.

Основные месторождения олова в эпоху Древнего мира были в Испании, Индокитае, Британских островах, которые греки называли «оловянными» – касситеридами. Кроме того, оловянная руда добывалась на Апеннинском полуострове (этрусками), в Греции (в Хризейской долине около города Дельфы), в Сирии. По мнению большинства историков, своим названием бронза обязана крупному римскому порту Брундизию, через который осуществлялась торговля империи с восточными странами. Однако существует и другая версия, упоминаемая римским историком Плинием, который считал, что название сплава произошло от персидского слова, обозначавшего «блеск меча».

Преимущества оловянной бронзы перед медью, мышьяковой бронзой и латунью заключались в высоких твердости, коррозионной стойкости и прекрасной полируемости. От способности олова повышать твердость бронзы и происходит его современное международное название – «станнум». Отметим, что корень «ст», звучащий в слове «стан» и во многих производных от него словах современных языков, является одним из древнейших общеиндоевропейских корней и обозначает признак прочности или устойчивости.

Зеркало, бритва и маникюрные ножницы

Многие предметы быта и вооружения стало возможно производить только после освоения технологии производства и обработки оловянной бронзы. Это относится, например, к изготовлению длинных мечей, бритвенных ножей и особенно к полированным зеркалам. Можно сказать, что появление оловянной бронзы ознаменовало переворот в древней магии.
Особое отношение к зеркалу характерно для всей территории древней Евразии. С помощью зеркала древний человек мог вступать в магические отношения с потусторонним миром: у многих народов существовало представление об отражении лица в зеркале как о выражении духовной сущности человека. В связи с этим нельзя не вспомнить сохранившееся до наших дней поверье, согласно которому разбитое зеркало означает несчастье.

Наибольшее распространение зеркало получило в качестве главного ритуального предмета культа женского солнечного божества. В эпоху античности ручки зеркал обычно выполнялись в виде женской фигуры, держащей над собой зеркало. Зеркало было главным атрибутом богинь Солнца в Иране, Египте, Индии, Китае и Японии. Особое отношение к зеркалу отразилось на выборе металла для его изготовления. Перечень требований, предъявляемых в древности к зеркальному сплаву, включал цвет и блеск, имитирующие солнечный, высокую отражательную способность и нетускнеющую поверхность.

На зеркалах, как ни на одном другом виде бронзовых изделий, можно проследить этапы освоения древними мастерами технологии термической и механической обработки медно-оловянных сплавов. Например, древние греческие, египетские и скифские зеркала, содержащие до 12 % масс. олова, подвергались только холодной ковке. Это не давало возможности достигать высоких параметров твердости и полируемости. Этруски делали зеркала из сплава с 14–15 % масс. олова. Перед холодной ковкой такой сплав необходимо было подвергнуть «гомогенизации». Этрусские металлурги проводили гомогенизацию сплава в течение 4–5 ч при температуре около 650 °С. Поэтому этрусские зеркала обладали прекрасной полируемостью и высокой коррозионной стойкостью. Еще больше олова (до 23 %), содержат золотисто-желтые зеркала сарматов, изготовленные в V–III вв. до н. э. Изделия из такого сплава можно было получить только путем горячей ковки бронзы при температуре «красного каления» (600–700 °С) и последующей закалки в воде. Подобную технологию использовали также в Индии, Китае и Таиланде.

На пороге новой эры практически повсеместное распространение получил тройной сплав меди, олова и свинца. Такие бронзы, содержащие до 30 % олова и до 7 % свинца, являются самыми твердыми и сложными для обработки. Однако они позволяют производить металл с высокой отражательной способностью, а также с прекрасными литейными свойствами и полируемостью. Изделия из такого сплава получили распространение в Китае, Средней Азии и Римской империи, хотя Плиний отмечает, что они имели чрезмерно высокую стоимость и были доступны только очень состоятельным людям.

Кусковая формовка

Уникальные технологии бронзового литья были созданы металлургами Древнего Китая. Известно, что уже во 2-м тысячелетии до н. э. в Китае существовала оригинальная технология литейного производства. В то время, когда металлурги Запада и Ближнего Востока получали сосуды ковкой, литьем в песчаные формы или по выплавляемым моделям, китайцы освоили гораздо более трудоемкий, но и существенно более прогрессивный метод «кусковой формовки».

Технология заключалась в следующем. Сначала из глины изготовляли модель, на которой вырезали требуемый рельеф. Затем получали обратное изображение, напрессовывая пластины глины, кусок за куском, на ранее изготовленную модель. На каждом куске формы выполняли тонкую доводку рельефа. После этого куски глины обжигали, что само по себе требовало виртуозного мастерства, так как не должен был нарушаться рисунок.

Первоначальную глиняную модель зачищали на толщину стенок будущей отливки, получая стержень для формирования ее внутренней полости. Куски формы собирали вокруг стержня, создавая таким образом цельную форму. При этом швы и стыки между кусками формы специально не заделывались наглухо, чтобы в них мог затекать металл. Это делалось для того, чтобы застывший в швах металл приобретал вид изящной кромки, придававшей изделию особый декоративный оттенок. Традиция использования вертикальных литейных швов для украшения изделий стала отличительной чертой китайского металлургического искусства.

Китайские бронзовые вазы

Еще одним примером оригинальных китайских литейных технологий является изготовление бронзовых тазиков с «кипящей» водой. На днище таких тазиков мастерами размещались литые рисунки определенного вида и направления. Они изменяли акустические свойства предмета, наполненного водой, таким образом, что стоило потереть его ручки, как с поверхности воды начинали подниматься фонтанчики, как будто вода, оставаясь холодной, действительно закипела. Современные исследования позволили установить причину такого необыкновенного эффекта: от трения возникают звуковые волны, которые резонируют и вызывают быстрые колебания в литых выступах в днище тазика, в результате чего вверх выталкиваются струйки воды.

Возможно, ни одна культура бронзового века не соответствует своему названию лучше, чем культура Древнего Китая в период династии Шан Инь (конец 2-го тысячелетия до н. э.). В то время в городах были целые кварталы ремесленников, занятых обработкой металлов, изготовлением оружия и специальных ритуальных изделий из бронзы. Кроме нескольких мраморных скульптур этой эпохи, все сохранившиеся произведения искусства сделаны именно из бронзы.

Античное статуарное литьё

В античном мире и Римской империи большое распространение получила мода на бронзовые статуи, которые посвящались богам, царям, выдающимся деятелям, победителям игр. Статуи часто переплавлялись, особенно по политическим мотивам.

На керамической чаше, относящейсяк V в. до н. э., греческий художник изобразил различные этапы изготовления бронзовых статуй человека в натуральную величину. Специальная печь позволяет получать бронзу и поддерживать ее в жидком состоянии. Стоящий за печью юноша раздувает мехи, чтобы увеличить температуру в печи. На рогах висят раскрашенные пластины и маски – это благодарственные приношения, обеспечивающие защиту от неудач в работе, или демонстрация типов изделий, изготовляемых в мастерской. В следующей сцене мастер прилаживает правую руку к бронзовой статуе, располагающейся на глиняном ложе. Отдельно отлитая голова еще лежит на полу. На стене висят модели кисти руки и ступни. Чуть дальше двое рабочих полируют большую статую воина в шлеме, стоящую на помосте. За работой наблюдают два человека. Предполагают, что один из них скульптор – автор статуи, а другой – бронзолитейщик, воплотивший замысел скульптора в металле.

Изготовление бронзовой статуи (рисунок на керамической вазе)

Обычно после отливки частей и сборки статуи устраняли неровности верхнего слоя, полировали поверхность, резцом и зубилом отделывали детали: бороду, волосы, складки одежды. Губы делали из красной меди, зубы – из серебра, глаза инкрустировали стеклянной массой или камнем, наносили цветные штрихи.

Изготовление бронзовой статуи

Древние не любили патину, покрывающую сегодня старинные изделия из бронзы. В момент создания скульптуры имели не нынешние (зеленые, коричневые или черные) оттенки: тон фигур был теплым и золотистым, как бронзовый загар. На фоне обилия разнообразных статуй, посвященных пусть великим, но смертным людям, скульптуры могущественных богов выделялись размерами и убранством. Самая крупная из известных в древности металлических статуй – «Колосс Родосский» – входила в число семи чудес света.

Источник: Энциклопедия «Металлургия и время», Голубев О.В., Карабасов Ю.С., Коротченко Н.А., Черноусов П.И.

Бонус:


Полное руководство по литью в постоянные формы

Что такое литье в кокильные формы?

Литье в постоянную форму — это процесс использования металлической формы для создания однородных изделий. Материал, используемый для заполнения этих форм, расплавлен и затвердевает в форме. Форма создается с использованием сверхпрочных материалов    инструментальной стали или экзотических медных сплавов. Эти материалы могут выдерживать множество термических циклов.

В то время как при литье в песчаные формы используется песчаная форма, которая утилизируется после одного использования, литье в постоянные формы отличается.При литье в постоянную форму вы можете использовать одну и ту же форму снова и снова, что позволяет вам экономить ресурсы и дает дополнительную уверенность в том, что деталь снова и снова будет давать нужные вам результаты.

Чтобы сделать форму долговечной, постоянные формы часто изготавливают из прочных металлов, таких как медь и стальной сплав. Постоянные формы бывают разных форм и предназначены для разных целей; в зависимости от ваших потребностей, вам может понадобиться литье под давлением или литье под низким давлением.

ПОЧЕМУ следует использовать литье в кокильные формы?

Литье в кокильные формы с постоянными формами предлагает множество преимуществ, которые вы не получите при литье в стандартные формы. В зависимости от вашего проекта эти различия могут сэкономить вам значительное количество времени и усилий. Ожидайте все следующие преимущества:

  • Меньшие литые отверстия. Вы можете поддерживать жесткие допуски с меньшими литейными отверстиями, а литье в кокильные формы с постоянными формами позволяет создавать меньшие литые отверстия, чем другие методы.
  • Минус вариант . Поскольку постоянное литье в формы устраняет необходимость создавать новые формы для каждого цикла, вы сможете устранить даже самые незначительные отклонения между циклами — всего +/-0,010.
  • Тонкие стенки. Если ваш проект может выиграть от более тонких стенок, чем может создать обычный процесс литья, используйте литье в постоянную форму. Этот процесс позволяет получить более тонкие стенки, чем другие методы литья.
  • Спасите планету.Процесс не содержит диоксида кремния и свинца. Частично благодаря своей многоразовой природе инструменты для постоянной формы потребляют меньше энергии и меньше материалов, чем другие методы литья, что лучше для окружающей среды и, возможно, также для вашего кошелька.
  • Крупносерийное производство. После того, как вы получите постоянную отливку, вы сэкономите значительную сумму денег на крупносерийных производственных проектах. Было доказано, что литье в постоянную форму является наиболее рентабельным методом крупносерийного литья.

КОГДА следует использовать литье в кокильные формы?

Если для вашего проекта не требуются меньшие литые отверстия или более тонкие стенки, вы можете не знать, является ли литье в постоянную форму лучшим вариантом. Если вы не уверены, какой метод литья в форму использовать, самое время подумать о постоянном литье в форму:

  • Вы производите больше. Если ваша компания растет и вы недавно начали производить более 500 изделий в год, постоянное литье в формы почти наверняка будет хорошей инвестицией.Вы сэкономите больше энергии и ресурсов, повторно используя свою отливку, и сможете рассчитывать на меньшую вариативность между вашими деталями.
  • Вам нужна более качественная обработка поверхности. По сравнению с другими методами, такими как литье в песчаные формы, литье в постоянные формы обеспечивает значительно более гладкую поверхность с тонкими покрытиями, которые выглядят и ощущаются лучше, чем их альтернативы.
  • Вы пытаетесь сократить количество дефектов. Когда вы используете новую форму для каждой детали, неизбежно будут некоторые отклонения, даже если эти отклонения невелики.Вы можете значительно снизить этот риск, повторно используя одну и ту же литейную форму.

Типы литейных форм для постоянного литья

Литье в постоянные формы описывает процесс, при котором расплавленный металл заливают в стальную или чугунную форму для получения нового металла. Полученный металл пригоден для повторного использования и имеет лучшую устойчивость к размерам, превосходную чистоту поверхности и более высокие механические свойства. Постоянное литье в формы часто используется для создания деталей для автомобильных деталей, таких как шестерни и поршни двигателя.

Существует 2 основных типа постоянных форм для литья: процесс постоянной формы BVS и литье под давлением. Тип, который вы выберете, будет зависеть от типа производимого литого компонента, поэтому вы должны знать, как изготавливается каждый тип пресс-формы и что они влекут за собой.

Литье под давлением

Литье под давлением, иногда называемое литьем под низким давлением, представляет собой тип литья в постоянные формы, при котором давление воздуха используется для проталкивания металла через полость отливки.Давление прикладывается к камере, в которой находится расплавленный материал, который затем проталкивается вверх по огнеупорной трубе и по всей форме. Подходит ли вам метод литья под давлением? Есть некоторые факторы, которые следует учитывать, прежде чем идти по этому пути.

  • Из-за высокой стоимости настройки, связанной с литьем под давлением, вы получите максимальную отдачу, если будете использовать его для массового производства, а не для небольших операций.
  • Позволяет получать отливки с хорошими механическими свойствами и чистотой поверхности, а также с более высокой точностью размеров.
  • Постоянное давление, используемое в этом процессе, обеспечивает низкую турбулентность, тем самым сводя к минимуму пористость газа.
  • Литье под давлением обеспечивает более высокое качество литья, поскольку позволяет лучше контролировать механические свойства и детали литья.
  • Поскольку пресс-форма должна иметь возможность открываться и закрываться, внутренняя геометрия ограничена.

Литье под давлением — отличный метод непрерывного литья для производства больших объемов. Однако основным недостатком этого метода является то, что вы ограничены в том, что вы можете делать с внутренней геометрией отливки.

Литье в постоянную форму

Литье в постоянные формы (часто называемое «литьем в кокиль») – это процесс металлообработки, в котором используются постоянные многоразовые формы для создания прочных деталей. Форма (или штамп) создается с использованием сверхпрочных материалов — инструментальной стали или экзотических медных сплавов. Эти материалы могут выдерживать множество термических циклов.

Затем расплавленные материалы заливаются в форму под действием силы тяжести, а не впрыском. Это делает постоянное литье в форму идеальным для проектов, требующих больших объемов или сверхвысокой долговечности.Литье в постоянные формы позволяет производить детали с более жесткими допусками и превосходной отделкой по сравнению с другими традиционными процессами литья  , такими как литье в песчаные формы.

В целом, у обоих вариантов есть свои минусы и плюсы, но литье в кокильные формы с постоянной кристаллизацией является лучшим из них.

Процесс литья в постоянную форму

Литье в постоянную форму также иногда называют литьем под давлением. Несмотря на разные названия, на самом деле это идентичные термины для одного и того же процесса.Гравитация используется для заливки расплавленной среды в форму, что и дало название этому методу. Процесс состоит из множества этапов, каждый из которых вносит свой вклад в конечный продукт.

Как это делается

  • Во-первых, необходимо создать пресс-форму . Форма изготовлена ​​из жаропрочного стального сплава или сплава на основе меди и может состоять из двух или более частей. Этот шаг требует невероятно особого внимания к деталям, чтобы быть уверенным, что идеальная форма изготовлена ​​для создания идеальных отливок.В Burnstein von Seelen предпринимаются тщательные меры для обеспечения того, чтобы каждая пресс-форма соответствовала строгим стандартам контроля качества.
  • Затем форму покрывают термостойким покрытием и антиадгезивом. Это позволит форме выдерживать циклы нагрева и охлаждения и обеспечит правильное извлечение отливки. Это покрытие способствует отделке конечного продукта. На этом этапе форму также нагревают.
  • Далее металл заливается в форму.Составные части пресс-формы собираются и обычно удерживаются вместе с помощью зажима. С помощью ковша расплавленный металл заливают в каналы формы до тех пор, пока вся форма не будет заполнена. Обычно используемые металлы включают чистую медь, а также сплавы алюминия, магния, меди, олова, цинка или свинца.
  • После заливки металл немедленно охлаждается, улучшая физические свойства. Этот процесс не требует пояснений: форма, заполненная горячим металлом, откладывается где-нибудь в стороне, где она может быстро остыть.В зависимости от размера отливки и типа используемого металла время, необходимое для этого этапа, будет варьироваться.
  • После охлаждения форму открывают и осторожно извлекают отливку. При постоянном литье в форму, особенно если форма используется для создания большого объема продукта, форма сбрасывается, чтобы начать процесс снова, в то время как отливка обрабатывается для последних штрихов.
  • Наконец, отливка обрезается. Излишки материала удаляются и возвращаются для повторного плавления.Отливку также можно отшлифовать или обработать другим слоем покрытия, чтобы изменить или улучшить отделку. Как и на первом этапе, тщательный контроль качества имеет решающее значение для получения идеального конечного продукта.

Преимущества и недостатки

Литье в постоянную форму — это процесс создания отливок или штампов из постоянной формы из прочного материала. Как и у любого процесса, у этого метода есть свои преимущества и недостатки. В зависимости от того, что конкретно вам нужно отлить, необходимо учитывать некоторые из этих факторов.

Преимущества

Использование литья в постоянные формы для вашего проекта дает множество преимуществ. Этот метод позволяет получать высококачественные, однородные детали с большим ассортиментом.

  • Чрезвычайно регулярные отливки, с очень низкими размерными допусками . Это означает, что каждая отливка в партии будет практически неотличима друг от друга. Они имеют размерный допуск, как правило, около 1 мм, что позволяет каждый раз получать идеальные детали.
  • Быстрое производство благодаря повторяющемуся характеру процесса означает, что ваши изделия будут изготовлены быстрее, чем при использовании других методов
  • Низкая усадка и газовая пористость означают, что ваши отливки менее склонны к усадке при охлаждении, поскольку а также с меньшей вероятностью иметь дефекты, чем при других методах литья.
  • Оптимальная структура поверхности и однородность зерна. Их отделка однородна и идеальна для многих применений.
  • Процесс минимального брака приводит к большей экономии металла, остающегося после обрезки.Отходы просто выбрасываются обратно в расплав, то есть отходов практически нет.
  • Идеально подходит для механических применений. Благодаря своей однородности как от отливки к отливке, так и по поверхности, отливки, полученные этим методом, очень хорошо работают в точном машиностроении.

Недостатки

Как и все процессы, литье в постоянные формы имеет некоторые недостатки. Некоторые из них незначительны, но другие могут означать, что они не подходят для вашего проекта.

  • Высокая начальная стоимость может быть большим недостатком для очень небольших операций или предприятий с ограниченным бюджетом.Создание форм для постоянного литья — это дорогостоящий процесс, поэтому в долгосрочной перспективе он может оказаться нецелесообразным, если вам нужно только небольшое количество отливок.
  • Ограничения температуры плавления означают, что все, что вы отливаете, должно иметь более низкую температуру плавления, чем металлическая форма.
  • С помощью этого метода можно отливать высокодетализированные и сложные формы . Точно так же невозможны текстурированные поверхности с высоким уровнем тонкой детализации.
  • Если ваш проект требует очень больших отливок, литье в постоянные формы не лучший вариант.Он предназначен для средних и мелких объектов и не практичен для больших отливок.

Независимо от того, часто ли вы использовали литье в постоянные формы в прошлом или только сейчас узнали о его преимуществах, литье в постоянные формы легко доступно и доступно для вас сейчас. Если вы давно не использовали литье в постоянную форму, может быть полезно освежить ваше понимание того, что такое литье в постоянную форму. Процесс включает заливку расплавленного металла в форму из стального сплава или медного сплава для создания индивидуальных, точных новых металлических деталей.Эта металлическая форма называется постоянной формой, потому что ее можно повторно использовать для точного дублирования деталей, что делает детали надежными и исключает неожиданности или скрытые ошибки. Постоянное литье в формы может иметь большое значение для любого из ваших проектов благодаря следующим преимуществам.

Что искать в постоянной литейной компании

Конкурентоспособная цена/низкая стоимость

Постоянное литье в формы доступно по цене. Поскольку вы можете повторно использовать одну и ту же форму несколько раз, вам не нужно будет платить за несколько деталей или беспокоиться о каких-либо дополнительных затратах на точное воспроизведение.В то время как другие процессы сборки деталей требуют дополнительной платы за каждую созданную деталь, стиль массового производства постоянного литья в формы устраняет эту необходимость и позволяет вам платить за ваши инструменты по более низкой цене. В компании Burnstein von Seelan мы прилагаем все усилия, чтобы ваши потребности в постоянном литье в формы могли быть удовлетворены по доступной цене, потому что мы хотим, чтобы преимущества постоянного литья в формы были легко доступны для всех, кто может извлечь из них пользу.

Легкая сборка/высокая производительность

Effciency — ключ литейной компании.Естественно, ваш процесс литья в постоянную форму будет одним из самых простых в производстве. Как только у вас есть работающая форма, вы можете воспроизводить свои результаты снова и снова без каких-либо недостатков или изменений в вашем производстве. Это также обеспечивает очень высокий производственный цикл; как только ваша постоянная литейная форма будет опорожнена, вы можете заполнить ее снова, создавая непрерывный производственный цикл, который принесет вам немедленную пользу.

Для других методов сборки характерно создание одной части детали, ожидание, пока вся производственная линия завершит этот аспект, а затем возобновление производства, что может привести к значительному времени простоя.Если вам нужны инструменты быстро или вы просто устали от ненужных периодов ожидания во время сборки инструментов, литье в несъемные формы может решить обе эти проблемы одновременно.

Обеспечивает максимально точные размеры

Когда ваша форма изготовлена ​​правильно, все, что выходит из этой формы, будет полностью точным и идентичным всем другим деталям, сделанным из этой формы. Это означает, что ваш окончательный проект будет намного более надежным и единообразным. Материалы, которые выходят из формы, будут иметь точно такие же размеры, как и сама форма, поэтому вы можете быть уверены в абсолютной точности.Кроме того, компания Burnstein von Seelen гарантирует точность размеров благодаря нашей ультрасовременной лаборатории контроля качества. Мы сертифицированы по стандарту ISO 9001:2015 и соответствуют военному стандарту 105 D. Вы сможете оценить все преимущества нашей приверженности передовым технологиям и улучшенным возможностям литья в постоянные формы.

Создает долговечные инструменты

Износ инструментов может быть большой статьей расходов для любого предприятия, поэтому использование инструментов и материалов, рассчитанных на длительный срок, является выгодным с точки зрения соотношения цены и качества.Металлы, которые вы используете в своей постоянной литейной форме, могут создавать инструменты, которые прослужат долгие годы. Сама форма также будет играть значительную роль; когда вы знаете, что у вас есть надежная форма, вы можете создавать больше деталей с более высоким ожиданием их долговечности и более высоким уровнем доверия. Когда у вас есть хороший процесс непрерывного литья в форму, от металлов до самой формы, ваши инструменты могут работать более 10 000 циклов. Мы хотим, чтобы у наших клиентов были максимально долговечные материалы, поэтому мы предлагаем надежный способ их создания.

Еда на вынос

Постоянное литье в формы может быть фантастическим способом быстрого, точного и недорогого изготовления большого количества деталей. Поскольку с помощью этого метода каждый раз получаются одинаковые детали, если вам удалось сделать одну хорошую деталь, теперь у вас есть доступ к бесконечному количеству одних и тех же надежных инструментов. Ваши окончательные проекты будут надежными и предсказуемыми благодаря возможности сделать ваши детали идентичными.

Burnstein Von Seelen осуществляет высококачественное литье в постоянные формы с использованием первичных металлов, чтобы обеспечить вас лучшими деталями для применений, требующих прочности, проводимости и точности.Если вы рассматриваете преимущества литья в постоянные формы и у вас есть какие-либо вопросы о процессе или о том, подходит ли он вам, свяжитесь с нами сегодня. Мы предоставим вам ценовое предложение, предоставим профессиональный совет и поможем максимально эффективно использовать ваш проект, каким бы он ни был.

Литье в песчаные формы | Ресурсы по металлическому литью

Как формовать сложные отливки с помощью песчаных форм

Литье в песчаные формы — это процесс, в котором используются одноразовые песчаные формы для формования металлических отливок.С одной стороны, литье — это обманчиво простой производственный процесс: любой, кто строил замки на пляже, знает, что из песка можно создавать детализированные формы. Однако в литейном производстве, где речь идет о нагревании расплавленного металла, для достижения успеха необходимо учитывать множество факторов. Литье используется для изготовления металлических компонентов всех размеров, от нескольких унций до нескольких тонн. Песчаные формы могут быть сформированы для создания отливок с мелкими внешними деталями, внутренними стержнями и другими формами. Почти любой металлический сплав можно отлить в песчаные формы.В увлажненном песке делают углубления, заливают расплавленным металлом и оставляют остывать.

Что такое формовочная смесь?

Формовочный песок

имеет три важных преимущества по сравнению с другими формовочными материалами:

  1. недорого,
  2. легко перерабатывается, а
  3. выдерживает чрезвычайно высокие температуры.

Литье в песчаные формы — один из немногих доступных процессов для металлов с высокой температурой плавления, таких как стали, никель и титан. Из-за своей гибкости, термостойкости и относительно низкой стоимости литье в песчаные формы является наиболее широко используемым процессом литья.

Отливки производятся заливкой жидкого металла в полость формы. Чтобы отливка прошла успешно, полость формы должна сохранять свою форму до тех пор, пока металл не остынет и полностью не затвердеет. Чистый песок легко распадается, но формовочный песок содержит связующий материал, который увеличивает его способность противостоять нагреву и сохранять форму.

Неочищенный песок (комбинация песка, угольной пыли, бентонитовой глины и воды) традиционно использовался при литье в песчаные формы, однако современные химически связанные формовочные системы становятся все более популярными.Наиболее широко используемым литейным песком является кремнезем (SiO 2 ).

Свойства формовочной смеси

Прочность

Способность песчаной формы сохранять свою геометрическую форму в условиях механического воздействия.

Проницаемость

Способность песчаной формы обеспечивать выход газов и пара во время процесса литья.

Содержание влаги

Содержание влаги влияет на прочность и проницаемость формы: форма с недостаточным количеством влаги может разрушиться, в то время как форма с избыточной влажностью может привести к попаданию пузырьков пара в отливку.

Текучесть

Способность песка заполнять небольшие полости в узоре. Высокая текучесть создает более точную форму и поэтому полезна для детального литья.

Зернистость

Размер отдельных частиц песка.

Форма зерна

Это свойство оценивает форму отдельных песчинок в зависимости от того, насколько они круглые. Как правило, в формовочном песке используются три категории зерна:

  1. Круглозернистый песок обеспечивает относительно низкую прочность сцепления, но хорошую текучесть и качество поверхности.
  2. Углевидные зерна  имеют большую прочность сцепления из-за блокировки, но более низкую текучесть и проницаемость, чем округлые зерна песка.
  3. Угловатые зерна  являются средней дорогой. Они обладают лучшей прочностью и меньшей проницаемостью по сравнению с округлыми зернами, но меньшей прочностью и лучшей проницаемостью, чем угловатые зерна.
Складная

Способность песчаной смеси разрушаться под действием силы. Повышенная разрушаемость формы позволяет металлической отливке свободно сжиматься по мере затвердевания без риска горячего разрыва или растрескивания.

Огнеупорная прочность

Форма не должна плавиться, гореть или трескаться при заливке в нее расплавленного металла. Огнеупорная прочность измеряет способность формовочного песка выдерживать экстремальные температуры.

Повторное использование

Возможность повторного использования формовочной смеси (после кондиционирования песка) для производства других отливок из песчаных форм в последующих производственных операциях.

Формовочная коробка заполняется литейным песком.

Многие свойства формовочной смеси зависят от размера зерна и распределения частиц песка: мелкий размер зерна повышает прочность формы, а крупный размер зерна обеспечивает большую проницаемость.Мелкозернистый песок обеспечивает отливкам хорошую чистоту поверхности, но обладает низкой водопроницаемостью, в то время как крупнозернистый песок обеспечивает противоположное.

Специальные добавки или связующие  могут быть добавлены к основному заполнителю из песка, глины и воды для повышения сцепления. Эти связующие могут быть как органическими, так и неорганическими. Обычные связующие включают злаки, молотый пек, морской уголь, гильсонит, мазут, древесную муку, кварцевую муку, оксид железа, перлит, патоку, декстрин и патентованные материалы.

Найти идеальное сочетание непросто. Некоторые свойства песчаного заполнителя противоречат друг другу: формовочная смесь с большей разрушаемостью имеет меньшую прочность, а с большей прочностью – меньшую разрушаемость. Компромиссы часто необходимы для достижения компромисса, который обеспечивает подходящие свойства для конкретной детали и применения литья. Точный контроль свойств формовочной смеси настолько важен, что песочные лаборатории стали обычным дополнением к современным литейным цехам.

Детали формы для литья в песчаные формы

Верх вытягивается из формы.

Металлическая отливка формируется с помощью формы, которая используется для ее изготовления – хорошая форма является предпосылкой для хорошей отливки. Формы состоят из нескольких частей, которые работают вместе, чтобы повлиять на конечный продукт.

Полость формы формируется по образцу , полноразмерной модели детали, которая производит оттиск в песчаной форме. Некоторые внутренние поверхности не включены в шаблон и вместо этого будут созданы отдельными стержнями.

Стержень  – это песчаная форма, вставленная в форму для формирования внутренней части отливки, включая такие элементы, как отверстия или проходы. Стержни обычно изготавливают из формовочной смеси, чтобы их можно было вытрясти из отливки. Отпечаток стержня  – это область, добавленная к шаблону, стержню или форме для размещения и поддержки стержня внутри формы.

Дальнейшую опору сердечника обеспечивают  венки  – небольшие металлические детали, которые крепятся между сердечником и поверхностью полости.Чтобы сохранить эту поддержку, венки должны состоять из металла с такой же или более высокой температурой плавления, чем у отливаемого металла. После затвердевания венки будут заключены внутрь отливки.

Песчаные стержни могут быть изготовлены с использованием многих из тех же методов, что и песчаные формы: формы изготавливаются по шаблону, песчаные стержни формируются с помощью стержневого ящика ; они похожи на штамп и могут быть сделаны из дерева, пластика или металла. Стержневые ящики также могут содержать несколько полостей для изготовления нескольких одинаковых стержней.

Подъемный элемент  – это дополнительная полость внутри литейной формы, предназначенная для удержания избыточного металла. Предотвращает образование усадочных пустот в основной отливке за счет подачи расплавленного металла в полость формы по мере его затвердевания и усадки.

Вся песчаная форма содержится в коробке, называемой колба . В форме, состоящей из двух частей, которая является типичной для литья в песчаные формы, верхняя половина (содержащая верхнюю половину модели, опоки и стержня) называется гребнем . Нижняя половина называется перетаскиванием .Линия разъема  – это линия или поверхность, разделяющая верхнюю часть и перетяжку.

Как сделать литье в песчаные формы

Литье в песчаные формы состоит из четырех основных этапов: сборка песчаной формы, заливка жидкого металла в форму, дайте металлу остыть, затем отделите песок и извлеките отливку. Конечно, процесс сложнее, чем кажется.

Первым этапом сборки пресс-формы является частичное заполнение корпуса песком. Выкройка, печать сердечника, сердечники и литниковая система размещаются вблизи линии разъема.Затем обшивка собирается на тягу. Дополнительный песок насыпается на половинку гребня до тех пор, пока модель, сердцевина и литниковая система не будут покрыты, а затем песок уплотняется вибрацией или механическими средствами. Излишки песка удаляются отбойным стержнем.

Теперь, когда форма сформирована, верх снимается с тяги, чтобы выкройку можно было извлечь из формы.

Извлечение шаблона осуществляется осторожно, чтобы не сломать или не повредить вновь сформированную полость формы. Этому способствует проектирование чертежа : вертикальный конус, перпендикулярный линии разъема.Уклон конусности обычно составляет не менее 1°. Чем шероховатее поверхность рисунка, тем большую тягу необходимо обеспечить.

Прежде чем ее можно будет заполнить жидким металлом, необходимо подготовить всю форму; полость формы часто смазывают смывкой для облегчения удаления отливки. Затем размещаются стержни, добавляются дополнительные материалы формы, такие как веревка, чтобы предотвратить биение, а половинки формы закрываются и надежно зажимаются вместе; секции цевья и тормоза поддерживают правильное выравнивание с помощью штифтов и направляющих.

Половинки формы должны оставаться закрепленными, чтобы жидкий металл не мог вытекать через линию разъема. Перед заливкой в ​​безопочные формы, литье дерева или металла вокруг формы часто размещают кожухи , а сверху устанавливают грузы, чтобы крышка не поднималась.

Расплавленный металл поступает в полость литейной формы через литниковую систему : расплавленный металл заливается в литейную форму через разливочный стакан , продолжается вниз по литнику (вертикальная часть литниковой системы), а затем через желоба ( горизонтальные участки).Накопившиеся газы и вытесненный воздух выходят через вентиляционные отверстия . Многочисленные точки, в которых металл вводится в полость формы из желобов, называются литниками .

После того, как отливка остынет, ее выламывают из песчаной формы. Процесс удаления песка из отливок называется выбивкой . Отливка может быть удалена вручную или с помощью автоматизированного оборудования. Обычно используются столы для перемешивания и вращающиеся тумблеры.

Полное управление и сопротивление для инженерной части.

Существуют вариации этого базового процесса в зависимости от шаблона, типа опоки и уровня механизации:

  • Настенный молдинг  предпочтительнее для небольших работ. Вся операция проводится на скамье удобной высоты.
  • Напольный плинтус  используется для средних и крупных работ. Как следует из названия, форма устанавливается на пол перед заливкой.
  • Машинное формование используется для массового производства. Машинное формование экономит труд и обеспечивает превосходную точность и однородность, позволяя поддерживать допуски в узких пределах с высокой скоростью.Основными операциями, выполняемыми формовочными машинами, являются трамбовка формовочной смеси, обваливание формы, формирование ворот, встряхивание модели и ее извлечение.

Вторичная формовочная смесь

После стряхивания песка с готовой отливки комки охлаждают и измельчают. Все частицы и металлические гранулы удаляются, часто с помощью магнитного поля. Весь песок и компоненты просеиваются с помощью шейкеров, роторных или вибрационных грохотов. Очищенный песок затем может быть повторно введен в начало цикла производства формовочной смеси.

Формовочные пески готовятся в шлифовальных машинах, которые смешивают песок, вяжущее вещество и воду. Аэраторы используются вместе, чтобы разрыхлить песок, чтобы сделать его более поддающимся формованию.

Подготовленный песок доставляется на формовочный этаж, как правило, самосвалами или ленточными конвейерами, где он формуется в формы; формы могут быть размещены на полу или доставлены конвейерами на разливочную станцию. После заливки отливки удаляются от налипшего песка на станции выбивки. Использованный песок, в свою очередь, ленточным конвейером или другим способом возвращается в бункеры-накопители.

Литейный песок обычно перерабатывается и повторно используется во многих производственных циклах. По отраслевым оценкам, ежегодно в производстве используется около 100 млн тонн песка. Из этого количества выбрасывается только от четырех до семи миллионов тонн, и даже этот песок часто перерабатывается в других отраслях промышленности.

Процессы и методы формования из песка

Закрытая песчаная форма готова к заливке.
Формы для зеленого песка

Типичная смесь зеленого песка содержит 89 процентов песка, 4 процента воды и 7 процентов глины.Зеленый песок является фаворитом в отрасли из-за его низкой стоимости и хороших общих характеристик. «Зеленый» в зеленом песке относится к содержанию влаги в смеси во время заливки.

Формы из сырого песка обладают достаточной прочностью для большинства операций литья в песчаные формы. Они также обеспечивают хорошую разборность, проницаемость и возможность повторного использования. Основные трудности возникают с содержанием влаги. Слишком много влаги может вызвать дефекты отливки, при этом устойчивость к влаге зависит от отливаемого металла.

Процессы холодного твердения

Иногда при промышленном литье в песчаные формы используются нетрадиционные связующие. Обычные вяжущие для литья требуют тепла для отверждения, в то время как эти альтернативные вяжущие связываются химически при комнатной температуре при смешивании с песком – отсюда и термин «процессы холодного отверждения». Технически продвинутые, эти относительно новые процессы литья в песчаные формы становятся все более популярными. Процессы холодной отверждения дороже, чем формы из сырого песка, но они позволяют получать отливки с исключительной точностью размеров.

Молдинг корпуса

Литье в оболочковые формы – относительно недавнее изобретение в области методов литья для массового производства и получения гладкой поверхности; впервые он был использован Германией во время Второй мировой войны. Формовочная масса представляет собой смесь сухого мелкозернистого кварцевого песка с минимальным содержанием глины и 3-8% термореактивной смолы (фенолоформальдегидной или силиконовой смазки). При попадании формовочной массы на нагретую модельную плиту образуется твердая оболочка толщиной около 6 мм. Чтобы полностью отвердить оболочку, ее необходимо нагреть до 440–650 ° F (от 230 до 350 т) в течение нескольких минут.

Услуги по индивидуальному литью

Reliance Foundry работает совместно с клиентами над разработкой шаблона и метода литья для каждой индивидуальной отливки. Запросите предложение, чтобы получить дополнительную информацию о том, как наша служба кастинга может соответствовать требованиям вашего проекта.

Связанные статьи

Кредиты изображений

  • Заполнение формы: OKFoundry, CC BY 2.0, через Flickr
  • Колпачок, извлеченный из формы: OKFoundry, CC BY 2.0, через Flickr
  • Открытая песчаная форма: OKFoundry, CC BY 2.0, через Flickr
  • Закрытая форма: OKFoundry, CC BY 2.0, через Flickr

Литье – Энциклопедия Нового Света

Эта статья о производственном процессе. Чтобы узнать о других значениях этого термина, см. Кастинг (значения) .

Чугун в песчаной форме.

Литье — это производственный процесс, при котором расплавленный материал, такой как металл или пластик, помещают в форму, дают ему затвердеть в форме, а затем выталкивают или выламывают для изготовления готовой детали.Литье применяют для изготовления деталей сложной формы, которые было бы трудно или неэкономично изготовить другими способами (например, вырубкой из твердого материала).

Он использовался более 5000 лет для создания предметов искусства и инструментов. Самым ранним литьем была медная лягушка, датируемая 3200 90 469 г. до н. э. , отлит в Месопотамии. Сегодня он используется во всем мире для всего: от изготовления огромных инструментов до небольших произведений искусства, таких как украшения. В будущем литье можно будет использовать даже для неметаллических вещей.Одной из целей, которая сейчас проходит испытания, является использование пресс-формы для создания искусственного сердечного клапана. Однако вместо пластика они используют живые человеческие клетки в смеси смолы, чтобы сделать живой клапан.

Литье может использоваться для формования горячих жидких металлов или плавких пластиков (называемых термопластами) или различных материалов, которые затвердевают в холодном состоянии после смешивания компонентов, таких как некоторые пластмассовые смолы (, например, эпоксидная смола), водоотверждаемые материалы, такие как бетон или гипс, и материалы, которые становятся жидкими или пастообразными во влажном состоянии, такие как глина, которую, когда она достаточно высохнет, чтобы стать твердой, извлекают из формы, дополнительно сушат и обжигают в печи.

Замена всегда является фактором при принятии решения о том, следует ли использовать другие методы вместо литья. Альтернативы включают детали, которые можно штамповать на штамповочном прессе или глубокой вытяжке, штамповать, детали, которые можно изготавливать методом экструзии или холодной гибки, а также детали, которые можно изготавливать из высокоактивных металлов.

Процесс литья подразделяется на две отдельные подгруппы: литье в формы одноразового и многоразового использования:

История

Раннее литье металла

Древнейшие сохранившиеся литые детали – оружие и предметы культа из меди – происходят из Ближнего Востока и Индии.Они датируются периодом около 3000 90 469 годов до н. э. Возможно, технология литья металлов с использованием форм зародилась на Ближнем Востоке. Однако есть предположения, что этот процесс мог быть разработан в Индии и Китае.

Плавильные печи раннего железного века частично восходят к керамическим печам для обжига. Создание модели и пресс-формы было освоено с самого начала очень хорошо. Уже использовались утраченные формы из суглинка и глины, восковые модели, штучные, а также постоянные формы из камня и металла для серийного производства отливок.Создание полых пространств с помощью стержней уже доказано самыми древними обнаруженными отливками.

Металлическое литье от Средневековья до индустриализации

После великих достижений в области металлического литья в древности потребовалось много времени, чтобы достичь прежнего уровня в западном средневековье. Однако, в то время как практически нет непрерывной документации о технологии литья в древности, немецкий монах Тофилус уже очень интенсивно исследовал формование и литье около 1140 года в своем трактате «О различных искусствах». «Книги о фейерверках», особенно книга итальянца Бирингуччо, были написаны после 1500 г. г. н.э. В этом контексте следует также упомянуть г. Суглинок, гипс и воск были наиболее важными рабочими материалами. Для плавки медных, оловянных и свинцовых сплавов были доступны тигли, а позже и пламенные печи. Литье с помощью формовочного песка было обычным делом для мелких деталей; постоянные формы имели большое значение для серийного литья свинцовых и оловянных материалов. Вначале основное внимание уделялось литью колоколов и другого канцелярского оборудования.Рельефное литье соответствовало художественному качеству античного металлического литья начала нового времени.

Раннее чугунное литье в Китае

Китайцы научились плавить железо с 500 г. г. до н.э. , за 2000 лет до европейцев. Новые раскопки доказали, что массовое производство литых орудий и сельскохозяйственного инвентаря удалось после развития чугунного литья. Европейское чугунное литье до индустриализации

Около 1400 г. орудийные стволы и пули были первыми изделиями, отлитыми из чугуна в Европе.Технология формования бочек соответствовала формованию глины с помощью шаблонов, разработанных уже в средние века для литья бронзы. После технологии формования суглинка, использовавшейся вначале для серийного производства пуль, появилось использование неразъемных форм из чугуна. В середине пятнадцатого века из чугуна изготавливали такие предметы, как водопроводные трубы и колокола. Первый период художественного применения чугунного литья начался в 1500 году с производства плит для печей, духовок, памятников и фонтанов.

Чугунное литье во время индустриализации

Развитие новых технологий и повышенный спрос на литые детали дали мощный импульс развитию литейной промышленности во второй половине восемнадцатого века.

Художественное оформление чугунных отливок не только ограничивалось созданием декоративных предметов, но также использовалось для изготовления деталей машин и предметов повседневного обихода.

Литье и художественные работы

С давних времен и до наших дней литье металла использовалось для создания произведений искусства.

Одноразовые литейные формы

Литье в одноразовые формы – это общая классификация, которая включает формованные изделия из песка, пластика, ракушек и инвестиционных форм (метод выплавляемых моделей). Этот метод литья в формы предполагает использование временных, одноразовых форм.

Литье в песчаные формы

Литье в песчаные формы требует много дней для производства с высокой производительностью (1-20 штук в час-форма) и не имеет себе равных для производства крупных деталей. Зеленый (влажный) песок практически не имеет ограничения по массе, в то время как сухой песок имеет практический предел массы 2300-2700 кг.Песок связывают вместе с помощью глин (как в зеленом песке), химических связующих или полимеризованных масел. Песок в большинстве операций может многократно перерабатываться и требует незначительных дополнительных затрат.

Подготовка песчаной формы выполняется быстро и требует шаблона, который может «штамповать» литейный шаблон. Как правило, литье в песчаные формы используется для обработки низкотемпературных металлов, таких как сплавы железа, меди, алюминия, магния и никеля. Литье в песчаные формы также можно использовать для высокотемпературных металлов, где другие методы были бы нецелесообразны.Это, безусловно, самая старая и наиболее понятная из всех техник. Следовательно, автоматизация может быть легко адаптирована к производственному процессу, несколько труднее к проектированию и изготовлению форм. Эти формы должны соответствовать строгим стандартам, поскольку они являются сердцем процесса литья в песчаные формы, что создает наиболее очевидную потребность в человеческом контроле.

Литье гипсовое (из металлов)

Литье из гипса похоже на литье в песчаные формы, за исключением того, что песок заменяется гипсом. Штукатурная смесь фактически состоит из 70-80% гипса и 20-30% усилителя и воды.Как правило, изготовление формы занимает менее недели, после чего достигается производительность 1-10 единиц формы в час для изделий весом от 45 кг до 30 г с очень высоким разрешением поверхности и точными допусками.

После использования и растрескивания обычный гипс не может быть легко переработан. Гипсовое литье обычно используется для цветных металлов, таких как сплавы на основе алюминия, цинка или меди. Его нельзя использовать для литья черных металлов, потому что сера в гипсе медленно реагирует с железом.Перед подготовкой формы на шаблон наносится тонкий слой разделительного состава, чтобы предотвратить прилипание формы к шаблону. Устройство встряхивают, чтобы гипс заполнил небольшие полости вокруг рисунка. Форму снимают после того, как гипс схватится.

Литье из гипса представляет собой шаг вперед в сложности и требует навыков. Автоматические функции легко передаются роботам, но для более точного проектирования моделей требуется еще более высокий уровень непосредственной помощи человека.

Литье из гипса, бетона или пластмассы

Сам гипс может быть отлит, как и другие материалы с химическим отверждением, такие как бетон или пластиковая смола, либо с использованием одноразовых форм отходов , многоразовых форм шт. , либо форм из гибкого материала, такого как латексная резина (которая находится в очередь, поддерживаемая внешней формой). При отливке гипса или бетона готовое изделие, в отличие от мрамора, относительно непривлекательно, лишено прозрачности, поэтому его обычно окрашивают, часто таким образом, чтобы он выглядел как металл или камень.В качестве альтернативы отлитые первые слои могут содержать цветной песок, чтобы придать вид камня. Отливая бетон, а не гипс, можно создавать скульптуры, фонтаны или сиденья для использования на открытом воздухе. Имитация высококачественного мрамора может быть сделана с использованием определенных химически затвердевших пластиковых смол (например, эпоксидной или полиэфирной) с добавлением порошкообразного камня для окраски, часто с использованием нескольких цветов. Последнее является распространенным средством изготовления привлекательных умывальников, столешниц умывальников и душевые кабины с умелой работой с несколькими цветами, что приводит к имитации узоров окрашивания, которые часто встречаются в натуральном мраморе или травертине.

Молдинг корпуса

Оболочечная формовка также похожа на формовку из песка, за исключением того, что смесь песка и 3-6 процентов смолы удерживает зерна вместе. Наладка и изготовление шаблонов оболочковых форм занимает недели, после чего достигается производительность 5-50 штук пресс-форм в час. Изделия из алюминия и магния в среднем весят около 13,5 кг в качестве нормального предела, но возможно литье изделий весом от 45 до 90 кг. Толщина стенок оболочковой формы варьируется от 3 до 10 мм в зависимости от времени формирования смолы.

Существует дюжина различных этапов обработки оболочковых форм, которые включают:

  1. первоначальная подготовка металлической пластины
  2. смешивание смолы и песка
  3. схема нагрева, обычно до 505-550 K
  4. переворачивание шаблона (песок находится на одном конце ящика, а узор на другом, и ящик переворачивается на время, определяемое желаемой толщиной фрезы)
  5. засолка и запекание
  6. удаление вклада
  7. вставка жил
  8. повторение для другой половины
  9. сборочная форма
  10. форма для заливки
  11. снятие литья
  12. очистка и обрезка.

Смесь песка и смолы может быть переработана путем сжигания смолы при высоких температурах.

Литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям (процесс по выплавляемым моделям) дает детализированный и точный продукт, но механические свойства не являются хорошими, поскольку процесс включает медленное охлаждение.

Пенополистирол также используется в литье по выплавляемым моделям — см. Литье по выплавляемым моделям.

По прошествии определенного периода времени, обычно недель, может быть произведено от 1 до 1000 шт./час пресс-формы в диапазоне масс 2.3–2,7 кг. Изделия весом до 45 кг и весом до 30 г возможны для штучного производства.

Процесс начинается с изготовления литьевой головки с заданными характеристиками. Эта форма будет использоваться для впрыска воска для создания моделей, необходимых для литья по выплавляемым моделям. Шаблоны прикрепляются к центральному восковому литнику, создавая сборку или форму. Литник содержит заливную чашу, через которую расплавленный металл будет заливаться в сборку.

Теперь восковую сборку несколько раз погружают в керамический раствор, в зависимости от желаемой толщины оболочки.Поверх каждого керамического слоя добавляется слой мелкого песка (обычно циркона). Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока не будет создана нужная оболочка.

После изготовления скорлупы в соответствии с требуемыми параметрами воск необходимо удалить; обычно это достигается с помощью автоклава. Отсюда и пошло название «процесс выплавляемого воска». Это оставляет отпечаток нужной отливки, которая будет залита металлом. Однако перед литьем снаряды необходимо нагреть в печи, чтобы они не сломались в процессе литья.

Далее в горячую керамическую оболочку заливается нужный металл. Металл заполняет каждую часть сборки, полость центрального литника и заливной стакан. Отдельные части будут удалены после того, как форма остынет и оболочка будет удалена. Оболочку обычно удаляют струей воды, хотя можно использовать и другие методы. Остались литые металлические детали, но они все еще прикреплены к литнику в сборе. Отдельные части удаляются методом холодного разрушения (погружение в жидкий азот и отламывание частей молотком и зубилом) или большими отрезными пилами.

Большинство отливок по выплавляемым моделям требуют определенной обработки после отливки, чтобы удалить литник и направляющие, а также улучшить качество поверхности. Выполняются шлифовальные операции по снятию ворот. Детали также проверяются, чтобы убедиться, что они были отлиты правильно, а если нет, то их исправляют или утилизируют. В зависимости от оборудования для литья по выплавляемым моделям и спецификаций дополнительные отделочные работы могут выполняться на месте, с привлечением субподрядчика или вообще не выполняться.

Литье по выплавляемым моделям позволяет получать изделия исключительно высокого качества из всех типов металлов.Он имеет особое применение при изготовлении очень жаропрочных металлов, таких как легированные стали или нержавеющие стали, особенно таких, которые нельзя отливать в металлических или гипсовых формах, а также тех, которые трудно обрабатывать или обрабатывать.

Литье по выплавляемым моделям часто используется в аэрокосмической и энергетической промышленности для производства монокристаллических турбинных лопаток, которые обладают превосходным сопротивлением ползучести по сравнению с равноосными отливками. Комбинация медленных скоростей охлаждения, затравочных кристаллов и сложной системы литника и литника, называемой «косичкой», используется для производства монокристаллических отливок.

Многоразовое литье в формы

Многоразовое литье в формы отличается от одноразовых процессов тем, что форму не нужно переделывать после каждого производственного цикла. Этот метод включает в себя как минимум четыре различных метода: постоянное литье, кокиль, центробежное литье и непрерывное литье.

Литье в постоянную форму

Литье в постоянные формы (обычно для цветных металлов) требует времени наладки порядка нескольких недель для подготовки стального инструмента, после чего достигается производительность 5-50 штук в час на литейную форму с верхним пределом массы 9 кг на изделие из сплава железа (см., до 135 кг для многих деталей из цветных металлов) и нижний предел около 0,1 кг. Стальные полости перед обработкой покрывают огнеупорной пропиткой из ацетиленовой сажи, что позволяет легко снимать заготовку и увеличивает срок службы инструмента. Постоянные формы имеют срок службы, который варьируется в зависимости от технического обслуживания, после чего они требуют повторной отделки или замены. Литые детали из постоянной формы обычно показывают увеличение прочности на растяжение на 20% и увеличение удлинения на 30% по сравнению с продуктами литья в песчаные формы.

Единственным необходимым входом является регулярное нанесение покрытия. Как правило, литье в постоянные формы используется при формовании сплавов на основе железа, алюминия, магния и меди. Процесс высоко автоматизирован.

Литье под давлением

Литье под давлением — это процесс подачи расплавленного металла под высоким давлением в полости стальных форм. Формы называются штампами. Штампы различаются по сложности для производства любых деталей из цветных металлов (которые не обязательно должны быть такими же прочными, твердыми или жаростойкими, как сталь) от смесителей для раковины до блоков цилиндров (включая скобяные изделия, составные части машин, игрушечные автомобили и т. д.).Фактически, этот процесс подходит для изготовления любой металлической детали, которая:

  • должен быть точным (размеры плюс-минус всего 50 мкм — на коротких расстояниях),
  • должен иметь очень гладкую поверхность, на которую можно наносить блестящее покрытие без предварительной полировки и полировки,
  • имеют очень тонкие секции (например, листовой металл — всего 1,2 мм),
  • должен производиться намного экономичнее, чем детали, которые в основном подвергаются механической обработке (многогнездные формы для литья под давлением, работающие на высокой скорости, намного более производительны, чем станки или даже штамповочные прессы),
  • должен иметь очень гибкий дизайн; одно литье под давлением может иметь все характеристики сложной сборки.

Если потребуется несколько операций механической обработки или потребуется сборка нескольких деталей (для изготовления готовой детали), литье под давлением, вероятно, будет гораздо более экономичным. Этот уровень универсальности поместил литье под давлением в число самых массовых продуктов, производимых в металлообрабатывающей промышленности.

Обычные металлы, используемые при литье под давлением, включают цинк и алюминий. Обычно это не чистые металлы; скорее сплавы, которые имеют лучшие физические характеристики.

В последние годы пластиковые детали, изготовленные методом литья под давлением, заменили некоторые детали, изготовленные методом литья под давлением, поскольку они, как правило, дешевле (и легче, что особенно важно для автомобильных деталей с учетом стандартов экономии топлива).Пластмассовые детали практичны (особенно теперь, когда стало возможным покрытие пластмассы), если не требуется твердость и если детали можно изменить, чтобы они приобрели необходимую прочность.

Процесс литья под давлением состоит из четырех основных этапов. Сначала форму обрызгивают смазкой и закрывают. Смазка помогает контролировать температуру штампа, а также помогает при удалении отливки. Затем расплавленный металл впрыскивается в пресс-форму под высоким давлением. Высокое давление обеспечивает отливку такой же точной и ровной, как форма.Как только полость заполнена, давление поддерживается до тех пор, пока отливка не станет твердой (хотя этот период обычно максимально сокращается за счет водяного охлаждения формы). Наконец, пресс-форма открывается, и отливка выбрасывается.

Не менее важным, чем впрыск под высоким давлением, является высокоскоростной впрыск, необходимый для заполнения всей полости до того, как какая-либо часть отливки затвердеет. Таким образом, можно избежать разрывов (испорченных отделкой и даже ослабления отливки), даже если конструкция требует очень тонких участков, которые трудно заполнить.

Перед запуском цикла матрица должна быть установлена ​​в машину для литья под давлением (настроена) и доведена до рабочей температуры. Для этой настройки требуется 1-2 часа, после чего цикл может занять от нескольких секунд до нескольких минут в зависимости от размера отливки. Максимальные пределы массы для деталей из магния, цинка и алюминия составляют примерно 4,5 кг, 18 кг и 45 кг соответственно. Типичный набор штампов рассчитан на 500 000 выстрелов в течение всего срока службы, при этом срок службы сильно зависит от температуры плавления используемого металла или сплава.Алюминий и его сплавы обычно сокращают срок службы матрицы из-за высокой температуры жидкого металла, что приводит к износу полостей стальной формы. Формы для литья цинка под давлением служат почти бесконечно долго из-за более низкой температуры цинка. Формы для литья под давлением из латуни являются самыми недолговечными из всех. И это несмотря на то, что во всех случаях полости литейной формы изготавливаются из самой лучшей доступной легированной стали для «горячей обработки».

Выстрел происходит каждый раз, когда штамп заполняется металлом. Выстрелы отличаются от отливок тем, что в матрице может быть несколько полостей, что дает несколько отливок за выстрел.Также дробь состоит не только из отдельных отливок, но и из «лома» (который, в отличие от лома от механической обработки, не продается дешево, а переплавляется), состоящего из металла, затвердевшего в каналах, ведущих в и из полостей. Сюда входят, например, литник, бегунки и переливы. Кроме того, обычно есть некоторый незапланированный тонкий лом, называемый заусенцем, в результате того, что формы не плотно прилегают друг к другу.

Кубик должен выполнять четыре основные функции.Во-первых, он должен удерживать расплавленный металл в форме окончательной отливки. Пресс-форма также должна обеспечивать путь для попадания расплавленного металла в литейную полость. В-третьих, матрица предназначена для отвода тепла от отливки. Наконец, матрица должна иметь возможность выбрасывать затвердевшую отливку.

Поскольку наборы штампов открываются и закрываются вдоль линии разъема отливки, конструктивные элементы, такие как поднутрения, не могут быть отлиты без добавления подвижных направляющих в набор штампов. В противном случае эти функции должны быть добавлены (более дорого) за счет операций вторичной обработки.

Машины для литья под давлением оцениваются по силе зажима, которую они могут приложить. Стандартные размеры варьируются от 100 до 4000 тонн. Наряду с размером есть две основные категории, на которые попадают машины для литья под давлением. Это машины с горячей камерой для цинка и металлов с более низкой температурой плавления или машины с холодной камерой для алюминия и металлов с более высокой температурой плавления. Машина для литья под давлением автоматически открывает и закрывает форму и впрыскивает жидкий металл под высоким давлением и как можно быстрее, в случае цинка до нескольких сотен раз в час.(Однако самые маленькие цинковые машины могут выполнять тысячи циклов в час.) Иногда предусмотрены средства для автоматического удаления дроби и повторного цикла машины. Самые большие машины размером с автомобиль.

Часто проводится вторичная операция по отделению отливок от металлолома; это часто делается с помощью обрезной матрицы в силовом прессе или гидравлическом прессе. Более старый метод – это разделение вручную или распиливанием, и в этом случае может потребоваться шлифовка, чтобы сгладить метку литника, где расплавленный металл входит или выходит из полости.Наконец, менее трудоемкий метод — кувыркаться, если ворота тонкие и легко ломаются. Разделение должно последовать.

Большинство машин для литья под давлением выполняют другие второстепенные операции для получения элементов, которые трудно отлить. Наиболее распространенным является нарезание резьбы (чтобы получить винт).

Или поверхность можно улучшить; например, полировка и полировка. Или гальваника или покраска.

В машине с горячей камерой металл закачивается в пресс-форму непосредственно из печи с расплавленным металлом. Системы с холодной камерой переносят расплавленный металл из печи в барабан дроби.Затем металл проталкивается из цилиндра в матрицу.

Центробежное литье

Центробежное литье не зависит ни от гравитации, ни от давления, поскольку оно создает собственную принудительную подачу с использованием временной песчаной формы, удерживаемой в прядильной камере. Время выполнения варьируется в зависимости от приложения. Полу- и истинная центробежная обработка позволяют производить 30-50 штук пресс-форм в час, с практическим ограничением для периодической обработки общей массы около 9000 кг с типичным ограничением на единицу продукции 2.3-4,5 кг.

В промышленном отношении центробежное литье железнодорожных колес было ранним применением метода, разработанного немецкой промышленной компанией Krupp, и эта возможность способствовала быстрому росту предприятия.

Небольшие художественные изделия, такие как ювелирные изделия, часто отливают этим методом по выплавляемым моделям, так как силы позволяют довольно вязким жидким металлам течь через очень маленькие каналы в мелкие детали, такие как листья и лепестки. Этот эффект аналогичен преимуществам вакуумного литья, также применимого к литью ювелирных изделий.

Непрерывное литье

Непрерывное литье — это усовершенствование процесса литья для непрерывного крупносерийного производства металлических профилей с постоянным поперечным сечением. Расплавленный металл заливают в медную форму с открытым концом, охлаждаемую водой, что позволяет сформировать «кожу» из твердого металла поверх все еще жидкого центра. Прядь, как ее теперь называют, извлекается из формы и подается в камеру с валками и водяными форсунками; ролики поддерживают тонкую оболочку пряди, в то время как спреи отводят тепло от пряди, постепенно укрепляя прядь снаружи внутрь.После затвердевания пряди заданной длины отрезаются либо механическими ножницами, либо передвижными кислородно-ацетиленовыми горелками и передаются на дальнейшие процессы формовки или на склад. Размеры отливок могут варьироваться от полос (толщиной несколько миллиметров и шириной около пяти метров) до заготовок (квадрат от 90 до 160 мм) и плит (шириной 1,25 м и толщиной 230 мм). Иногда прядь может подвергаться начальному процессу горячей прокатки перед резкой.

Непрерывное литье обеспечивает более высокое качество продукции, поскольку позволяет лучше контролировать процесс литья, наряду с очевидными преимуществами, присущими процессу непрерывного формования.Такие металлы, как сталь, медь и алюминий, разливаются непрерывно, причем наибольший объем разливки приходится на сталь.

Скорость охлаждения

Скорость охлаждения отливки влияет на ее микроструктуру, качество и свойства.

Скорость охлаждения в значительной степени зависит от формовочной среды, используемой для изготовления формы. Когда расплавленный металл заливается в форму, начинается охлаждение. Это происходит потому, что тепло внутри расплавленного металла переходит в относительно более холодные части формы.Формовочные материалы передают тепло от отливки в форму с разной скоростью. Например, некоторые формы из гипса могут передавать тепло очень медленно, в то время как форма, полностью сделанная из стали, передает тепло очень быстро. Это охлаждение заканчивается (затвердеванием), когда жидкий металл превращается в твердый металл.

На базовом уровне литейный цех может разливать отливку без учета контроля за охлаждением отливки и замерзанием металла в форме. Однако, если надлежащее планирование не выполнено, результатом может стать газопористость и усадочная пористость внутри отливки.Чтобы улучшить качество отливки и разработать способ ее изготовления, инженер-литейщик изучает геометрию детали и планирует, как следует контролировать отвод тепла.

Там, где требуется быстрый отвод тепла, инженер планирует оснастить литейную форму специальными теплоотводами, называемыми охладителями. Ребра также могут быть спроектированы на отливке для отвода тепла, которое позже удаляется в процессе очистки (также называемой зачисткой). Оба метода можно использовать в отдельных местах формы, где тепло будет быстро отводиться.

Там, где тепло должно отводиться медленно, к отливке можно добавить стояк или некоторую прокладку. Подступенок представляет собой дополнительную отливку большего размера, которая будет остывать медленнее, чем место ее крепления к отливке.

Вообще говоря, область отливки, которая быстро охлаждается, будет иметь мелкозернистую структуру, а область, которая охлаждается медленно, будет иметь крупнозернистую структуру.

Усадка

Как почти все материалы, металл менее плотный в жидком состоянии, чем в твердом, поэтому отливка сжимается при охлаждении — в основном при затвердевании, но также и при понижении температуры твердого материала.Компенсацию за это природное явление необходимо рассматривать двояко.

Объемная усадка

Усадка, вызванная затвердеванием, может привести к образованию полостей в отливке, ослабляя ее. Подступенки обеспечивают дополнительный материал для отливки по мере ее затвердевания. Подступенок (иногда его называют «фидером») предназначен для затвердевания позже, чем та часть отливки, к которой он прикреплен. Таким образом, жидкий металл в стояке будет поступать в затвердевающую отливку и питать ее до тех пор, пока отливка не станет полностью твердой.В самом стояке будет полость, показывающая, куда подавался металл. Подступенки увеличивают стоимость, потому что часть их материала необходимо удалить путем вырезания из отливки, которая будет отправлена ​​​​покупателю. Они часто необходимы для изготовления деталей без внутренних усадочных пустот.

Иногда для обеспечения направленной усадки в форме необходимо использовать охлаждающие элементы. Отбел – это любой материал, который отводит тепло от отливки быстрее, чем материал, используемый для формования.Таким образом, если для формования используется кварцевый песок, кокиль может быть изготовлен из меди, железа, алюминия, графита, цирконового песка, хромита или любого другого материала, способного быстрее локально отводить тепло от отливки. Все отливки затвердевают постепенно, но в некоторых конструкциях для контроля скорости и последовательности затвердевания отливки используется охлаждение.

Линейная усадка

С усадкой после затвердевания можно справиться, используя шаблон увеличенного размера, предназначенный для соответствующего сплава.Изготовители моделей используют специальные «усадочные линейки» для изготовления моделей, используемых в литейном цехе для изготовления отливок требуемого размера. Эти линейки увеличены на 1-6% в зависимости от отливаемого материала. Эти линейки в основном упоминаются по их фактическим изменениям размера. Например, линейка 1/100 добавит 1 мм к 100 мм, если измерить ее «стандартной линейкой» (поэтому она называется линейкой сжатия 1/100). Использование такой линейки при изготовлении выкройки обеспечит получение выкройки большего размера. Таким образом, форма также больше, и когда расплавленный металл затвердеет, он сожмется, и отливка будет иметь размер, требуемый конструкцией, если ее измерить стандартной линейкой.Выкройка, соответствующая существующей детали, будет сделана следующим образом: сначала существующая деталь будет измерена с помощью стандартной линейки, затем при построении выкройки изготовитель выкройки будет использовать усадочную линейку, гарантируя, что отливка сожмется до правильный размер.

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Барри, Брунер Ф. (1992). Изготовление форм, литье и патина. Декстер, Мичиган: ABFS. Издательский. ISBN 0963186701
  • Кэмпбелл, Джон (2003). Отливки, второе издание . Берлингтон, Массачусетс: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0750647906
  • Хоторн, Джон Г. и Сирил Стэнли Смит. О РАЗНЫХ ИСКУССТВАХ: ТРАКТАТ ТОФИЛА. Чикаго: University of Chicago Press, 1963. ASIN: B000W9KGQC
  • .
  • МакКрайт, Тим (1986). Практический кастинг: студийный справочник. Портленд, Мэн: Brynmorgen Press. ISBN 0961598409
  • МК Технологии. 2007. «История металлического литья». Файнгусс / История литья металлов.Проверено 10 февраля 2007 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света авторов и редакторов переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа.Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, которые лицензируются отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Какие металлы лучше всего подходят для литья под давлением?


По состоянию на 2018 год объем мирового рынка литья алюминия под давлением оценивался в 24 доллара США.91 миллиард. Затем прогнозировалось, что совокупный годовой темп роста отрасли составит 10,1% с 2019 по 2025 год.

Причина такого роста заключается в том, что литье под давлением становится одним из самых популярных методов производства. Литье под давлением используется в производстве широкого спектра продуктов, которые можно найти практически в любой отрасли или отрасли, о которой вы только можете подумать.

Конечно, как и в случае с другими процессами производства металлов, качество изделий, полученных литьем под давлением, зависит от качества металлов, используемых при их производстве.Исходные металлы будут влиять на общее качество, долговечность и эстетический вид готового продукта. Таким образом, в этом блоге будут рассмотрены различные металлы, используемые в процессе литья под давлением.

Прежде чем перейти к наиболее подходящим металлам для литья под давлением, давайте сначала немного поговорим о процессе литья под давлением.

Что такое литье под давлением?

Литье под давлением — это процесс изготовления металла, который включает заливку расплавленного металла под высоким давлением в многоразовые металлические штампы.Литье под давлением позволяет создавать металлические детали с точными размерами, четкими границами и гладкими или текстурированными поверхностями.

Общая схема процесса литья под давлением

Литье под давлением является одним из самых популярных методов изготовления металлов из-за его простоты, скорости и стабильности. Вот пошаговый взгляд на процесс литья под давлением:

  • Стальная форма должна состоять из двух (или более) секций, чтобы можно было извлекать отливки.
  • Эта форма позволяет быстро производить тысячи отливок подряд.
  • После надежной установки в машину секции располагаются с одной стационарной секцией (неподвижная половина матрицы). В то же время другая секция может двигаться (наполовину умирает форсунка).
  •  Эти две половинки скрепляются машиной, таким образом, начинается цикл литья.
  • В полость матрицы впрыскивается расплавленный металл, который затем быстро затвердевает.
  • После того, как половинки штампа разделены, отливка выталкивается.

 

Матрицы могут быть простыми или сложными, могут иметь подвижные ползуны, стержни или другие секции, в зависимости от сложности отливки.

Два основных процесса литья под давлением

Литье под давлением в горячей камере

Литье под давлением с горячей камерой, как и другие формы литья, заключается в том, что расплавленный металл продавливается через полость предварительно сформованной формы под давлением. Однако отличие этого метода в том, что металл нагревается внутри литейной машины, а не в отдельной машине или печи.

  • Алюминий
  • Литье под давлением
  • с горячей камерой используется для следующих металлов:
    • Цинк
    • Магниевые сплавы
    • Прочие металлы с низкой температурой плавления
  • Машины с горячей камерой
  • работают со сплавами, которые не вызывают эрозии металлических ванн, цилиндров и плунжеров.

Литье под давлением в холодной камере

Вопреки тому, что название может заставить вас поверить, литье под давлением с холодной камерой на самом деле не связано с холодными металлами. Этот процесс включает в себя нагрев металла в отдельной печи и последующую передачу расплавленного металла в литейную машину.

  • Машина с холодной камерой полезна для металлов с высокой температурой плавления (например, алюминия).
  • В ходе этого процесса металл разжижается, а затем разливается в холодную камеру.
  • В холодной камере плунжер, управляемый гидравликой, проталкивает металл в форму.

Литье под давлением против. Литье в песчаные формы

Подобно литью под давлением, литье в песчаные формы является еще одним популярным методом изготовления металла, который включает заливку расплавленного металла в форму. Хотя эти процессы имеют общую цель, их индивидуальные махинации резко различаются.

Литье под давлением — безусловно, самый быстрый способ изготовления точных деталей из цветных металлов, отчасти потому, что при этом используется высокое давление. Когда металл после охлаждения затвердевает, его вынимают из формы, возможно, шлифуют или полируют, и готово. Затем форму сразу же снова закрывают и готовят к следующей заливке.

И наоборот, литье в песчаные формы требует новой песчаной формы для каждой отливки и не использует высокое давление. В зависимости от сложности формы на изготовление новой формы могут уйти часы, а то и дни.Хотя это дешевле и требует гораздо меньшего количества оборудования для изготовления песчаной формы, этот процесс требует гораздо большего времени простоя, поэтому он лучше подходит для литья меньшего количества деталей.

Какие металлы наиболее популярны для литья под давлением?

При запуске проекта литья под давлением можно использовать ряд металлов и сплавов. Каждый из сплавов обладает уникальными физическими характеристиками, которые имеют преимущества для различных применений.

Может быть сложно понять все механические свойства, физические свойства и составы различных сплавов, поэтому всегда полезно поговорить с опытной компанией по производству металлов.Наиболее часто используемые литые под давлением металлы:

Варианты, такие как латунь, медь, свинец и олово, также используются, но больше для нестандартных работ по литью под давлением из-за их специального статуса.

Металлические литые детали включают в себя несколько сплавов, которые представляют собой смешанные элементы, но выбор идеального сплава требует тщательного рассмотрения. К сплавам лучше подходить стратегически, потому что каждый из них имеет уникальные свойства, преимущества и недостатки.

Литье алюминия под давлением

Алюминий является одним из самых популярных металлов, используемых в литье под давлением.Алюминий — очень легкий металл, поэтому он отлично подходит для создания легких деталей без ущерба для прочности. Алюминиевые детали также могут выдерживать более высокие рабочие температуры и иметь больше вариантов отделки.

Несмотря на то, что алюминий и алюминиево-цинковые сплавы являются более дорогими вариантами, они определенно оправдывают свою стоимость при промышленном применении. Это невероятно устойчивые к коррозии материалы, которые способствуют увеличению срока службы и повышению безопасности. Кроме того, соотношение прочности, твердости и веса не имеет себе равных.

Еще одним очевидным преимуществом алюминия является то, что его легко отливать. Его электрические и теплопроводные свойства являются оптимальными. Эти характеристики делают алюминий отличным вариантом для производства компонентов для вычислений, управления энергопотреблением и других технических областей.

Из-за этих многочисленных преимуществ алюминий очень популярен в производстве таких вещей, как промышленные компоненты, автомобильные детали, технические продукты, аэрокосмическая продукция и многое другое.

Литье цинка под давлением

В дополнение к алюминию цинк является еще одним очень популярным металлом, используемым в литье под давлением.Цинк обычно используется для литья изделий для автомобильной и медицинской промышленности.

Когда предметы изготавливаются по индивидуальному заказу в эстетических целях, цинковые отливки, как правило, являются лучшим выбором. Материал может быть покрыт металлом или окрашен в зависимости от необходимости. Он также предлагает гладкую поверхность для работы. Цинк позволяет производителям изготавливать компоненты с индивидуальным эстетическим качеством, а также со строгими и узкими допусками на морфологию форм

Цинк имеет низкую температуру плавления, а значит, для его производства требуется меньше энергии.Низкая температура плавления также помогает продлить срок службы формы, что является еще одним ключевым фактором ценности литья под давлением для медицинского оборудования.

Наконец, уровень коррозионной стойкости цинка впечатляет, и он обладает повышенной теплопроводностью. Таким образом, этот материал прочный, твердый и стабильный.

Литье магния под давлением

Магний — еще один металл, который обычно используется при литье под давлением. Магний легче всего поддается механической обработке, он предлагает отличное соотношение прочности и веса и является самым легким сплавом, обычно отливаемым под давлением.

Магниевые сплавы

обладают рядом уникальных характеристик, таких как отличная текучесть, меньшая восприимчивость к водородной пористости и лучшая литейность по сравнению с другими металлами, такими как алюминий и медь. Магний также обладает свойствами экранирования электромагнитных и радиочастотных помех, что делает его идеальным для разъемов и электрических корпусов.

Магний используется в самых разных областях. Помимо разъемов и электрических корпусов, магний также часто используется для производства медицинского и лабораторного оборудования, поскольку он обеспечивает защиту от помех.

Магний также на 75% легче стали без существенной потери прочности. Это делает его гораздо лучшим материалом для тонкостенных отливок сложной сетчатой ​​формы. Он также обеспечивает большую размерную стабильность.

Отливки из магния

могут соответствовать жестким допускам, которые было бы трудно или невозможно обеспечить для стали.

Ржавеет ли литой металл?

Черные металлы , такие как углеродистая сталь, легированная сталь и нержавеющая сталь, могут ржаветь, поскольку они содержат железо.Эти металлы можно отливать под давлением, но из-за их склонности к ржавчине это довольно редко.

Цветные металлы, такие как алюминий и медь, содержат самое большее лишь следовые количества железа. Поэтому они не ржавеют. Но они могут подвергаться коррозии, фактор, который в первую очередь зависит от данной рабочей среды.

Дополнительные преимущества литья под давлением

Многие из уже рассмотренных преимуществ способствуют снижению издержек как в части цен на детали, так и в общих производственных затратах.Процесс литья под давлением также сводит к минимуму вторичные операции, поскольку при литье детали создаются сложные сетчатые формы. Это часто включает в себя внешнюю резьбу и детализированные внутренние элементы с незначительными углами уклона.

Объединение нескольких деталей в один объект устраняет другие сборочные операции, что снижает трудозатраты. Наконец, этот подход к литью металлов обеспечивает упрощенный контроль запасов и улучшенную согласованность компонентов по сравнению с другими процессами.

Другие преимущества:

  • Предлагает вариант с толстыми или тонкими стенками.
  • Допуски ужесточены.
  • Материалы не часто тратятся впустую или остаются неиспользованными.
  • Особенно при использовании цинка и магния обеспечивается длительный срок службы инструмента.

Начало проекта литья под давлением с TFG USA

Литье под давлением — это процветающий аспект производства металлоконструкций. Это испытанный, проверенный и проверенный метод, который способствует упорядоченному и высококачественному производству. Это не только экономичный способ изготовления нестандартных металлических деталей и компонентов, но также позволяет создавать сложные формы и сложные внутренние элементы.

Если вы хотите узнать больше о наших услугах по литью под давлением, свяжитесь с The Federal Group USA, чтобы поговорить с одним из наших опытных специалистов по продажам сегодня, чтобы получить бесплатное предложение по вашему проекту.

Использование металлических форм для отливки свинцовых гирь на деревянный стержень плюмбаты

Как и в случае любой экспериментальной археологии, нельзя сказать: вот как это было сделано, только: это можно было сделать одним из способов.

Plumbatae были обнаружены на нескольких участках в Британии и за границей, и Вегиций сообщил о письменных свидетельствах их существования в четвертом веке.

Долгое время предметом многочисленных дискуссий был метод заливки свинца на деревянное древко. Сложность заключалась в том, что предполагалось, что если на деревянное древко налить жидкий свинец, то он прожжет древко насквозь, что сделает оружие бесполезным. Нынешний автор показал, что отливка свинца на деревянный стержень является простой и понятной операцией, вполне подходящей для любого мастера по металлу или оружейника (Sim 1995).

В первой серии экспериментов по воспроизведению плюмбата формы для отливки гирь были изготовлены из гипса.Было замечено, что эти гипсовые формы имели очень короткий срок службы и нуждались в частой замене. Это имеет значение для методов производства, которые могли использоваться не только для изготовления новых plumbatae , но и для ремонта сломанных в бою или на тренировках.

Полевые испытания реплики plumbatae показали, что деревянные древки ломались при четырех из пяти брошенных. Это означает, что если бы залпом было брошено 100 плюмбатов , 80 пришлось бы либо ремонтировать, либо заменять.Это большое количество ставит под сомнение использование глиняных форм из-за их короткого срока службы, поэтому было решено попробовать разные материалы, чтобы посмотреть, можно ли увеличить количество отливок.

В таблице 1 представлены результаты экспериментов с различными средами, использованными для отливки плюмбатых гирь.

Номер эксперимента Материал Лечение Количество произведенных отливок Комментарии
1 Гипс Сушка при комнатной температуре в течение 48 часов 11 Начал портиться после 3 отливок
2 Гипс Сушка в теплом помещении в течение 48 часов 6 Начал портиться после двух отливок
3 Гипс Сушка при комнатной температуре в течение 48 часов 6 Повтор эксперимента 1
4 Гипс Сушка при комнатной температуре в течение 72 часов 5 Начал портиться после двух отливок
5 Гипс Сушка в теплом помещении в течение 72 часов 5 Начал портиться после двух отливок
6 Гипс, смешанный с шамотом Высушенный при комнатной температуре 6 Начал портиться после 3 отливок
7 Глиняная лужа Сушка при комнатной температуре до твердости кожи.Положить в угольки на шесть часов 2 Начал портиться после двух отливок
8 Глинистая лужа, смешанная с мелким песком Обжиг в гончарной печи 5 Начал портиться после 1 отливки
9 Цемент в смеси с песком Сушка при комнатной температуре в течение 48 часов 2 Начал портиться после 1 литья

Таблица 1.Эксперименты с различными средами, используемыми для изготовления форм.

Как видно из Таблицы 1, наилучшие результаты были получены при использовании гипса, но даже это было непредсказуемо. В одном опыте было сделано 11 отливок; в другом из того же гипса было изготовлено всего три отливки. Все материалы варьировались от одной формы к другой.

Использование этих типов пресс-форм имеет несколько недостатков.

Их производство требует много времени. На изготовление каждой формы уходит примерно один час, но все они требуют значительного времени для схватывания и сушки.Формы для литья жидкого металла должны быть полностью очищены от влаги. Жидкий металл, контактирующий с любой влагой, приведет к тому, что влага образует перегретый пар, что приведет к взрыву. Влажная глина и влажный гипс должны сохнуть медленно, чтобы избежать растрескивания, и поэтому должен быть постоянный запас форм на разных стадиях производства, если plumbatae будут изготовлены в любом количестве. Это неэкономично и расточительно. Использование этого типа материала для изготовления пресс-форм вызовет много трудностей при ремонте plumbatae в полевых условиях.Транспортировка тяжелых материалов, таких как глина, является логистической проблемой, и армия не может полагаться на наличие глины в том месте, где она может оказаться.

Даже если бы местные материалы были доступны, их обработка во время конфликта была бы сложной задачей.

Эти эксперименты показали, что отливка плюмбатых гирь с использованием общепринятых в то время средств имеет значительные недостатки.

Эти факторы заставили автора рассмотреть другой подход.

Использование металлических форм

Обоснование другого подхода.

Глина и гипс не являются единственными материалами для изготовления форм; другая альтернатива состоит в том, что формы были сделаны из металла.

Использование двухкомпонентных металлических форм для отливки металла было хорошо известно с давних времен. Бронзовые формы для отливки бронзовых топоров известны в Британии со времен средней бронзы (1400-100 гг. до н.э.) (Tylecote 1976). Металлическая форма, состоящая из двух частей, для отливки бронзовых головок топоров показана Эйтчисоном (1960).Существуют также формы для наконечников стрел из Сузы (Tylecote 1976) и многокомпонентная форма для отливки наконечников стрел с раструбом из Мосула (Marion 1961).

Другие примеры литья из металлических форм демонстрируют, что их использование было широко распространено и хорошо изучено. Это показывает, что использование металлических форм имеет долгую историю и было хорошо зарекомендовавшим себя методом литья, который, должно быть, был широко известен римским мастерам по металлу.

Предполагалось, что плюмбатых гирь были отлиты на головку и стержень с использованием форм, сделанных из глины или гипса.На сегодняшний день никакие археологические находки не подтверждают это предположение. С другой стороны, глина и гипс плохо сохранились в археологических записях, поэтому маловероятно, что появятся какие-либо доказательства, подтверждающие использование глины или гипса. Конечно, возможно, что глиняные формы вообще никогда не использовались, а металлические формы использовались с самого начала изготовления plumbatae .

Ограниченность глиняных форм очень быстро стала очевидной для автора в ходе экспериментов, и нет оснований предполагать, что она не стала бы очевидной для римских рабочих-металлистов так же быстро.Любой производитель всегда будет пытаться найти способы улучшить свои методы производства и, вооружившись знанием того, что металлические формы уже использовались для литья металла, вполне вероятно, что римские рабочие-металлисты рассматривали это как альтернативу.

Медь и латунь были обычными металлами в римский период, и оба металла были в изобилии. Медь является идеальным металлом для изготовления такого типа форм. Это очень хороший проводник тепла, и при нанесении свинца на древесину необходимо, чтобы тепло отводилось от дерева как можно быстрее.

Законы термодинамики гласят, что тепловая энергия движется от горячего к холодному. Тепло будет отводиться от свинца через медную форму к материалу, окружающему медь, возможно, к влажной земле или влажному песку. Потеря тепла будет очень быстрой, и тепло от свинцовой отливки будет быстро отводиться от деревянного вала, прежде чем оно успеет нагреться и сгореть. Это уже было продемонстрировано (Sim 1995). На самом деле медная форма, скорее всего, будет передавать тепло быстрее, чем сделанная из глины или гипса.Повреждение медной формы жидким свинцом будет незначительным, так как свинец плавится при 326°С, а медь при 1000°С. Из-за быстрого охлаждения формы свинец не находится в контакте достаточно долго, чтобы поднять температуру формы или вызвать какое-либо повреждение.

Имеет смысл потратить время на изготовление пресс-формы, которая будет иметь долгий срок службы. Было решено изготовить формы из меди, чтобы определить, будет ли время, необходимое для изготовления такой формы, экономически эффективным.

Эксперименты

Учитывая, что свинец использовался в огромных количествах в римский период, методы, связанные с методами обработки, были знакомы любому римскому оружейнику.

Придерживаясь принципа делать копии только из доступных на тот момент материалов и используя только инструменты того периода, было решено изготовить форму из меди.

Два конуса (см. рис. 2)
Форма груза plumbata , изготовленного в первой серии экспериментов, представляет собой форму двух конусов, соединенных вместе по наибольшему диаметру.(Два усеченных конуса – см. рис. 1) Сначала необходимо нарисовать усеченный конус до фактического размера, как показано ниже.

Развитие усеченного конуса показано на рисунках с 3 по 10.

Эта последовательность операций показывает, что изготовление такой формы представляет собой простую работу по металлу, которую может легко выполнить любой компетентный слесарь. Последовательность производства показывает тщательный рисунок развития конуса. Автор работал в жестяной мастерской и видел, как жестянщики вырезали развертки конусов на глаз без разметки.Конусы подошли идеально. Римские рабочие по обработке листового металла и жестянщики были не менее искусны.

Общее время изготовления этой пресс-формы составило 53 минуты. На момент написания этой формы было произведено 63 отливки без видимых изменений внешнего вида внутренней поверхности формы.

Большинство пресс-форм, состоящих из двух частей, оснащены устройствами, называемыми регистрами, которые обеспечивают правильное выравнивание обеих частей пресс-формы при соединении. Это могут быть штифты или выступы на одной половине, которые располагаются в отверстиях на другой половине.В этой форме это не нужно, потому что деревянный стержень и хвостовик металлической головки выравнивают две половины формы по ее длинной оси, а выравнивание по короткой оси выполняется на глаз.

Помимо долгого срока службы, этот тип формы легко транспортируется, и легионер легко мог бы носить ее в своем снаряжении. Маловероятно, что эти формы сохранились как пара в археологических записях; более того, если бы одна сторона была найдена сама по себе, маловероятно, что ее функция была бы очевидной.

Можно взять с собой выкройку для глиняной формы, но неизвестно, будет ли в пункте назначения подходящая глина или другой материал. (Выкройка легкая, но нести глину будет тяжело, и нет никакой гарантии, что там, где вы приедете, найдется глина или что-то еще, из чего можно сделать форму). Также есть время, чтобы сделать форму и вылечить ее, прежде чем в нее можно будет залить жидкий металл (см. Изготовление plumbatae в полевых условиях).

Вторые две полусферы
Форма из двух усеченных конусов требует пайки, хотя это несложное дело для любого грамотного слесаря.Возможно, что бывают случаи (в полевых условиях), когда необходимое оборудование для пайки может отсутствовать. Поэтому было решено изучить возможность изготовления формы из цельного куска листовой меди.

Решено сделать плюмбата со сферическим грузом. Причина такого подхода заключается в том, что Вегитус описывает легионеров, несущих пять плюмбатов внутри своих щитов. Хотя описание размера не дается, здравый смысл подсказывает, что они не должны быть настолько тяжелыми, чтобы затруднить маневрирование щитом, и не настолько громоздкими, чтобы мешать маневрированию щитом во время боя.

Последовательность операций была следующей.

Форма изготовлена ​​из листовой меди толщиной 1,0 мм.
С помощью пары делителей начерчен круг диаметром 50,0 мм. Круг вырезали ножницами по форме, чтобы получился диск.

Диск отожжен. Деревянным молотком с куполообразной головкой диск вбивали в вогнутую полусферу деревянного блока. Получилась полусфера с неровными краями. Полушария клали на плоский кусок песчаника и круговыми движениями растирали до тех пор, пока края не стали гладкими.Затем это повторялось для получения второго полушария, и эти края также сглаживались до тех пор, пока края обоих полушарий не совпадали без зазора. Две части, сложенные вместе, образовали не настоящую сферу, а сплющенную сферу. Такой груз было бы намного легче носить внутри щита, поэтому было решено сохранить эту форму и использовать ее для испытаний.

В ободе сфер есть три отверстия: два напротив друг друга для размещения стержня и головки. Третий, под углом 90° к двум другим, предназначен для заливки жидкого металла в форму.Они были сделаны с помощью круглого файла.
Общее время изготовления 54 минуты.

Эта процедура была повторена для четырех разных размеров полушарий. В конечном итоге время производства было сокращено до 43 минут. (См. рис. 11 и 12)

Изготовление цилиндра типа
Возможно, гири, сделанные из двойного усеченного конуса, могли быть отлиты в виде цилиндра, а затем откованы для придания ему формы. Форма, показанная на рисунке 13, была изготовлена ​​из цельного куска листовой меди. (См. рис. 13, 14 и 15)

Обе половинки были изготовлены за 41 минуту.Груз был отлит, в результате чего получился цилиндр, показанный на рис. 14. Было обнаружено, что головка и вал ослаблены. Для затягивания их забивали на наковальне при вращении, в результате чего образовывался сужающийся конус, показанный на рис.15. Это идентичная форма, полученная в первой серии экспериментов. В связи с этим возникает вопрос: были ли исходные plumbatae , найденные в замке Бург (Sherlock 1979, 101), произведены этим методом?

Отливка плюмбата
Для отливки нет необходимости скреплять две половины формы вместе.Металл заливается медленно, и, при условии, что форма плотно упакована в окружающий ее песок или землю, его достаточно, чтобы скрепить две половины (см. рис. 16 и 17). изготовлены по этому методу, и ни в одной из отливок не было ни разъединения форм, ни разливов жидкого металла. Плесень не проявляет признаков порчи.

Эксперименты с изготовлением глиняных и гипсовых форм показали, что изготовление каждой формы занимает не менее одного часа и имеет очень короткий срок службы.Кажется, затраты в 54 минуты плюс стоимость меди (она может быть сделана из любого металлолома) окупают инвестиции. Конструкция полусферы сделана из цельного куска металла и очень проста. Если требовалась другая форма, то пуансон такой формы можно было сделать из металла или даже из твердой древесины. Его вбивали в свинцовый блок, таким образом производя штамп. Листовой металл будет помещен в пресс-форму; затем пуансон вбивался в металл, вбивая его в матрицу и формируя форму.

Выводы

Эксперименты показали, что изготовление форм для отливки плюмбатов из таких материалов, как глина или гипс, является трудоемким и очень неэффективным методом производства. Существование металлических форм для литья металлических предметов было известно с бронзового века, и предполагается, что они были известны римским рабочим.

На сегодняшний день не было достоверно идентифицировано ни одной формы любого типа, используемой для отливки свинцового груза на плюмбата , что оставляет нас в положении, что тип формы, обсуждаемый в этой статье, так же возможен, как и любой другой материал.Вполне вероятно, что эти формы были найдены, но никогда не были правильно идентифицированы, потому что, если будет найдена только одна половина, а это, скорее всего, ее функция не будет очевидной.

Невозможно провести какой-либо анализ оригинальных гирь Plumbata . Это одноразовое оружие, и поэтому его стоимость будет сведена к минимуму. Поэтому маловероятно, что какие-либо дорогие легирующие элементы, такие как олово, были добавлены из-за стоимости.

Металлические формы очень прочны и способны производить многие сотни отливок.Они также просты в производстве, дешевы в изготовлении, имеют длительный срок службы и легко транспортируются. Aitchison (1960) обсуждает рабочих-металлистов, перевозящих свои формы.

Было показано, что простая и очень эффективная форма может быть изготовлена ​​из медного листа и что такие формы могут быть изготовлены с использованием только основных методов металлообработки. Это не работа, требующая высококвалифицированного мастера.

Эти эксперименты были проведены, чтобы показать минимум, который потребуется для изготовления этих форм.Вполне возможно, что можно было добавить какую-то форму крепления, такую ​​​​как цепь, чтобы удерживать две половины формы вместе, или их можно было прикрепить к концам клещей для более быстрого производства. Судя по их внешнему виду, маловероятно, что такие предметы, найденные в археологических записях, будут идентифицированы как формы для литья plumbatae .

Эта плюмбата была изготовлена ​​с использованием только инструментов и оборудования, доступных в римский период. Поставка большого количества этого оружия не составит труда ни для отдельного производства, снабжающего армию, ни для легионерской мастерской.У обоих был бы легкий доступ ко всем материалам, необходимым для производства plumbatae .

Как и в любой экспериментальной археологии, нельзя сказать: вот как это было сделано, только: это можно было сделать одним из способов.

Благодарности

Я хотел бы поблагодарить Клэр Фарли за всю ее помощь в подготовке этой статьи и доктора Джейми Камински за прочтение окончательного варианта.

Я также хотел бы поблагодарить доктора Джерома М. Айзенберга, директора Royal Athena Galleries, за его любезное разрешение воспроизвести фотографию оригинального plumbata .

AITCHINSON, L., История металлов , Лондон, стр. 303 стр., 347, 1960.

ГРИФФИТС, В. Б., «Эксперименты с плюмбатами», The Arbeia Journal , vol. 4, стр. 1-12, 1995.

МЭРИОН, Х., Р. М. ОРГАН, О. У. ЭЛЛИС, Р. М. БРИК, Р. СНЕЙЕРС, Э. Э. ХЕРЦФЕЛЬД и Ф. К. НАУМАНН, «Ранние ближневосточные стальные мечи», The American Journal of Archeology , vol. 65, выпуск 2, Афины, Джорджия, Археологический институт Америки, стр.173-183, 1961.

ШЕРЛОК, Д., “Plumbatae – Заметка о методе изготовления”, De Rebus Bellicis , vol. 63, нет. Международная серия BAR, Оксфорд, Archaeopress, стр. 101–102, 1979.

.

SIM, Д., «Эксперименты по изучению производственных технологий, используемых для изготовления плюмбатов», The Arbeia Journal , vol. 4, стр. 13-20, 1995.

TYLECOTE, R-F., История металлургии , Лондон, Институт металлов, стр. 182, 1976.

Как сделать литье металла с помощью гипса, воска, композитной формы и металла

Здесь мы покажем вам, как сделать свои собственные металлические отливки, используя процесс Lost Wax.Вы можете создавать формы, которые вы делаете сами, из металлов, таких как олово, алюминий, свинец, серебро, золото и другие металлы. Это отлично подходит для литья под давлением, изготовления ювелирных изделий и многих других приложений, где вам нужны металлические предметы.

ВНИМАНИЕ: РАСПЛАВЛЕННЫЙ МЕТАЛЛ МОЖЕТ ПРИВЕСТИ К СЕРЬЕЗНЫМ ОЖОГАМ. БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ

Прежде чем мы начнем, самое главное, будьте осторожны и используйте хорошие суждение, расплавленные металлы очень горячие и могут сильно обжечь вас.

Оборудование, которое вам понадобится, включает:

Ваша исходная форма. Мы используем напечатанного на 3D-принтере орла, но вы можете сделать свой оригинальный или мастер-объект из других материалов, в том числе, пластик, дерево, глина или полимерная глина.Вы можете узнать больше о том, что вы можете и не можете лепить с помощью ComponiMold или ImPRESSive Putty, купив бесплатную электронную книгу сайте Composimold.com.

Вам понадобятся материалы для изготовления пресс-форм, ComposiMold или Впечатляющая шпатлевка. Сначала мы покажем вам ComponiMold, но в конце В этом видео мы также покажем вам ImPRESSive Putty. Оба многоразовые. То ComposiMold — это нагревание и заливка, и он подберет отличные детали, просто заливая. Для ComposiMold используйте либо ComposiMold-Original или ComposiMold-Flex, чтобы вы могли согнуть резиновую форму вокруг воска, не вызывая повреждений.Также для ComponiMold вам понадобится чтобы охладить форму перед заливкой воска. Вы не можете использовать ComponiMold для микрокристаллических восков из-за более высоких температур. Используйте ImPRESSive Вместо этого шпатлевка.

ImPRESSive Putty представляет собой материал для нагрева и прессования, из него очень легко делать формы, но он более прочный, поэтому вам, возможно, придется делать надрезы. в форме, чтобы удалить воск, не ломая его. Однако, если вы используете ComposiMold вместо воска, проблем не будет.мы покажем вам это в другом видео, но поверьте нам, это довольно круто. ImPRESSive Putty может выдерживать более высокие температуры, поэтому вам не нужно предварительно охлаждать форму.

Другие материалы, которые вам понадобятся для изготовления металлического литья использование воска по выплавляемым моделям – это воск. Мне нравится пчелиный воск, но вы можете использовать микрокристаллические воски с помощью ImPRESSive Putty. Вы можете поэкспериментировать с другими воски тоже.

Металл. Мы используем олово. Металлы с более высокой температурой, такие как поскольку сталь, вероятно, выходит за пределы диапазона температур, который вы можете сделать в DIY окружающая обстановка.

Пластырь ComposiMold. Штукатурка ComposiMold содержит добавка для изготовления хороших прочных форм внутри и вокруг ComposiMold.

Факел. Если у вас есть высокотемпературная духовка, которая будет работать слишком.

Что-то, в чем можно удерживать расплавленный металл. Я использую небольшой тигель.

Плоскогубцы для удержания горячего металла

Защита глаз, рук и тела. Пожалуйста, будь осторожен. Это опасно, если не делать это осторожно.

И несколько случайных контейнеров и палочки для размешивания

Плюс духовка и огнетушитель для безопасности. хорошая идея.

Делайте это в хорошо проветриваемом помещении. Если сомневаетесь, не делайте Это.

Хорошо, ты готов? Сделаем отливку из металла!

Итак, общие этапы литья металла по выплавляемым моделям Процесс литья здесь.

Изготовьте слепок вашего предмета, чтобы вы могли восковое литье, так что вы можете сделать одноразовую гипсовую форму, которая может выдерживать высокую температуру металла.

Это намного проще, чем кажется, так что давайте начнем. Таять ComposiMold в микроволновой печи в течение примерно 40 секунд для небольшого количества.Сделать ваша резиновая форма, заливая ComposiMold вокруг вашего объекта. Чтобы остановить этого орла от плавания я мог бы приклеить его горячим клеем, но вместо этого я налил в чашку немного композитного молда и пусть затвердеет. Затем я вылил оставшуюся часть ComponiMold на поверхность и вокруг нее. объект. Уже крутая ComponiMold удерживает орла на месте. Чтобы охладить это быстрее я поместила форму в морозилку.

После застывания примерно через 20 минут я снял Контейнер для пресс-формы и вытащил оригинал.Многим нравится использовать Lego, чтобы сделать формовочные коробки. В этом случае чашка работала нормально.

Форма ComposiMold готова для воска. Я хочу плесень должна быть холодной, когда я заливаю, так что, пока плесень еще холодная, находясь в морозильной камере, я растопила пчелиный воск и залила его в форму. Дайте пчелиному воску остыть так что он снова на грани затвердевания, чтобы уменьшить любое возможное плавление до КомпозиМолд. Воск будет остывать снаружи внутрь, поэтому он будет остывать внутри. правильная форма.

Вы также можете использовать Composimold для заливки в Composimold плесень. Я покажу вам этот процесс в другом видео. Подпишитесь на нашу канал, чтобы быть там, когда это видео будет готово.

После остывания примерно через 15 минут я удалил воск орел из Composimold.

Если бы я делал свечи из пчелиного воска, это был бы готовый продукт. И это очень приятно.

Теперь изготавливаем одноразовую гипсовую форму ComposiMold из воск Смешайте гипс ComposiMold с водой при температуре около 2.5 весовых частей или объем гипса на 1 часть воды. Обычно я просто смотрю на это и делаю это как как можно гуще, но при этом быть текучим.. Поместите воскового орла в другую коробка для формы или чашка.

Залейте восковую фигуру гипсом и дайте ему затвердеть. хотя бы на час. Лучше два часа или даже ночь.

Разрежьте коробку формы, чтобы снять гипсовую форму с формы. чашка и Теперь идет процесс потерянного воска.

Орел был не совсем на дне формы, поэтому я отколол немного гипса, так что у меня было отверстие, чтобы вылить воск и залить металлом.

Переверните форму вверх дном и расплавьте воск. я использую несколько камней, чтобы держать форму в воздухе, чтобы воск мог выйти. Ты сможешь повторно используйте воск. Я расплавил воск при температуре 350 F в духовке около 20 минут. минут. Не допускайте перегрева воска, он может загореться.

После удаления воска продолжайте нагревать пластырь до удалить больше воды. Вы также хотите, чтобы форма была теплой, когда вы заливаете металл, поэтому разница температур между гипсовой формой и металлом меньше.

Теперь последний этап литья, расплавление металла. Жесть может быть плавится бутановой горелкой. Вам может понадобиться изолированная печь, чтобы плавить выше температурные материалы, такие как алюминий.

Очистите верхнюю часть банки. Я использовал ручку ложки чтобы снять верхний слой.

Аккуратно залейте металл в гипс. Определенно носите защиту для глаз, и вы также должны использовать теплозащиту для вашего тела и Руки. Металл может разбрызгиваться и вызывать серьезные ожоги.

Дайте металлу остыть в форме. Вы можете захотеть утолить металл для создания другой микроструктуры в металле, но я не для это. Даю остыть 1 час.

С помощью зубила или отвертки и молотка сломайте гипс и любуйтесь своим металлическим литьем.

В этом примере мы сделали оригинальную форму с ComposiMold, но вы также можете использовать ImPRESSive Putty. Здесь мы покажем вам быстрая демонстрация того, как вы используете ImPRESSive Putty, более высокую температуру способные материалы для изготовления восковой отливки.После того, как у вас есть восковое литье, Процесс изготовления гипсовой формы Composimold такой же.

Дайте мне знать, какие у вас есть вопросы. Я хотел бы увидеть, что ты делаешь.

Вот основной процесс литья металла по выплавляемым моделям с использованием гипса, пчелиного воска, металла и композитной формы:

или ImPRESSive Putty.

2. Отливка объекта воском или композитным молдом. используя сделанную вами форму

3. Сделайте гипсовую отливку композитной формы из воска или Отливка ComposiMold

4.Растопить воск или композитную форму

5. Растопить и залить расплавленный металл в ComponiMold Plaster Casting

6. Разбейте гипс и полюбуйтесь своим металлом литье

Вы можете повторить этот процесс с использованием многоразовых формовочных материалов. Итак, сейчас мы покажем вам процесс.

Как сделать форму для литья металла

Из чего изготавливают металлические литейные формы?

Литейные формы

обычно изготавливаются из серого чугуна, поскольку он обладает наилучшей устойчивостью к термической усталости, но другие материалы включают сталь, бронзу и графит.Эти металлы выбраны из-за их устойчивости к эрозии и термической усталости.

Можно ли отливать металл в силиконовую форму?

Похоже, что большинство проектов литья металлов, которые мы представляем, представляют собой алюминий в песчаных формах, поэтому приятно видеть проект литья с использованием силиконовых форм для литья металлов с низкой температурой плавления. И в отличие от форм для песка, силиконовые формы многоразовые.

Что такое плесень в литье?

Литье или изготовление форм – это действие по созданию полости/формы, создающей негативное или обратное впечатление от оригинальной модели.Затвердевшая деталь также известна как отливка, которая выталкивается или выламывается из формы для завершения процесса.

Что является примером плесени и литой окаменелости?

Виды ископаемых пород Отпечаток или естественный слепок следа в скале является примером окаменелости плесени и следа окаменелости, в то время как месторождение минерала в форме раковины является примером отлитой окаменелости и окаменелости тела. В редких случаях организмы или части организмов полностью сохраняются.

Что используется для лепки предметов?

Материалы Вазелин или растительное масло в спрее.Гипс (около 8 долларов за 3 кг в хозяйственных магазинах). Глина или пластилин. Небольшая картонная коробка. Несложный небольшой предмет, например морская ракушка. Гипс не гибкий, поэтому выбирайте что-то, что легко выскочит из формы, когда затвердеет.

Что можно отлить в силиконовую форму?

Вы можете использовать его для литья многих материалов, включая полиуретан, эпоксид, полиэстер, гипс, бетон, цемент, воск, легкоплавкие сплавы или мыло. Этот формовочный материал подходит как для небольших, детализированных отливок, так и для крупных объектов (т.е статуи). Вакуумный насос не требуется из-за отличной текучести и низкой вязкости.

Как сделать формочку?

Прохождение на плесень в Little Alchemy земля + вода = грязь. воздух + вода = дождь. воздух + огонь = энергия. земля + огонь = лава. воздух + лава = камень. земля + дождь = растение. воздух + камень = песок. огонь + песок = стекло.

В чем разница между литьем металлов под давлением и литьем?

Хотя существуют некоторые различия в технике, основное различие между литьем под давлением и литьем под давлением заключается в том, что при литье под давлением в качестве сырья используется какой-либо металл, часто алюминиевый сплав, тогда как при литье под давлением используется пластик или полимеры.

Какие металлы лучше всего подходят для литья?

8 основных металлов, используемых при литье серого чугуна. Белое железо. Ковкий чугун. Нержавеющая сталь. Углеродистая сталь. Сплав на основе меди. Сплав на основе никеля. Сплавы на основе никеля обладают отличной коррозионной стойкостью. Алюминий. Алюминиевый сплав, популярный выбор в литье под давлением, является очень литейным сплавом.

Какой материал следует использовать для эпоксидных форм?

Итак, как сделать форму из эпоксидной смолы? Первый заключается в использовании листов HDPE [полиэтилена высокой плотности] для обрамления.Другой широко используемый способ – это дерево и обшивочная лента. Оба этих метода имеют много плюсов и минусов, но любой из них может отлично подойти для вашей следующей литейной формы!

Какой материал лучше всего подходит для изготовления формы?

Полиуретановые и полиэфирные смолы. Как упоминалось в предыдущем разделе, силиконовые каучуки, как правило, являются лучшим вариантом для литья этих материалов. В этих формах можно отливать до ста деталей. Если вам требуется всего 10-20 литых деталей, вы можете использовать менее дорогую полиуретановую формовочную резину.

Какие бывают виды литья?

10 типов процесса литья (1) литье в песчаные формы. (2) Литье по выплавляемым моделям. (3) Литье под давлением. (4) Литье под низким давлением. (5) Центробежное литье. (6) Гравитационное литье под давлением. (7)Вакуумное литье под давлением. (8)Литье под давлением.

В чем разница между литьем и литьем?

Основное различие между формованием и литьем заключается в использовании материала в процессе. Литье обычно включает металл, а литье – пластик.В обоих случаях расплавленный материал поступает в штамп или форму для создания окончательной формы. Есть несколько различных вариантов литья под давлением.

Какой металл легче всего отливать?

Цинк — хороший металл для литья детей. Его легко можно купить у торговца металлоломом (по крайней мере, раньше) почти бесплатно. Он плавится при достаточно низкой температуре, чтобы его можно было расплавить на плите, с усилием или пропановой горелкой. И он совершенно нетоксичен, гораздо менее токсичен, чем свинец.

Как вы лепите части тела?

Латексная рука из искусственного литья Используйте альгинат, чтобы сделать слепок руки. Растопите пластилин и залейте его в альгинатную форму. Дайте глине затвердеть (при необходимости поставьте в холодильник) и удалите альгинат. Подправьте и усовершенствуйте пластилиновый позитив. Изготовьте двухкомпонентную гипсовую форму. Очистите форму и дайте ей высохнуть.

Какие три основных метода используются для литья?

Процесс литья под давлением фактически состоит из трех основных подпроцессов.К ним относятся: (1) литье в постоянные формы, также называемое гравитационным литьем под давлением, (2) литье под низким давлением и (3) литье под высоким давлением. Эти три процесса различаются, главным образом, величиной давления, которое используется для подачи расплавленного металла в пресс-форму.

Что такое литье с диаграммой?

Литье — это производственный процесс, при котором жидкий материал обычно заливают в форму, содержащую полую полость желаемой формы, а затем дают затвердеть. Дальнейшее чтение. скрыть Управление полномочиями Другое Microsoft Academic.

Какие металлы можно отливать дома?

Литейные зерна, такие как зеленый песок или глина, позволяют создать форму для расплавленного металла. Обычные металлы для литья включают цинк, медь, олово, алюминий и серебро.

Какие бывают виды литья металлов?

Виды металлического литья Постоянная модель. Литье песка. Гипсовая лепка. Раковинная форма. Керамическая форма. Расходный узор. Потеря пены. Литье по выплавляемым моделям.

Какие этапы литья?

Основные этапы изготовления моделей в процессе литья.Изготовление стержней. Молдинг. Расплавление и заливка. Отделка. Создание шаблона.

Как сделать форму из предметов домашнего обихода?

Рецепт использования предметов быта для изготовления форм: Купить 100% силиконовый герметик.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.