Температура плавления бронзы и особенности литья в домашних условиях. Температура плавления бронзы.

Совершенствование техники обработки металла позволяет использовать бронзу не только для скульптурных композиций и памятных подарков. Металл также используется для отливки ограждений (ворот, заборов) и для строительства лестниц, предметов интерьера, рельефов и светильников.

Невозможно отливать бронзу полностью в помещении. Работа с жидким металлом, нагретым до 1000 oC и выше, требует определенных условий. Для отливки мелких изделий (колец, других украшений и т.п.) требуется как минимум отдельное помещение с хорошей вентиляцией и соблюдением всех мер пожарной безопасности. Для плавки меди для производства крупных изделий требуется мастерская или хотя бы гараж с земляным или бетонным полом. Необходимым условием является хорошая вентиляция.

Фото плавки бронзы в домашних условиях, termolit.com

Для плавки используется мантийная печь (предпочтительно с регулятором температуры) и/или печь (для крупных отливок). Это также необходимо:

  • тигель – стальная или чугунная емкость, в которой плавят металл, с носиком для переливания расплавленного материала;
  • щипцы;
  • крюк;
  • готовая литейная форма для будущего изделия;
  • древесный уголь, а лучше кокс – для топки горна.

Измельченную медь помещают в тигель, который затем помещают в печь или плавильный тигель. После плавления металл остается в печи еще на 4-5 минут для максимального нагрева, что помогает лучше заполнить медную форму, особенно в тонких местах. Затем тигель извлекается из печи с помощью крюка. Расплавленный сплав заливается в форму через отверстие в штампе. Поток металла должен быть тонким, чтобы не вызвать коррозию формы, но непрерывным.

На фото - муфельная печь для плавки бронзы, forum.guns.ru

Перед отливкой сплава форма должна быть отожжена в печи или тигле. Сначала его нагревают до 550-600 oC, затем помещают форму и повышают температуру до 900 oC. При этой температуре время затвердевания составляет от 2 до 4 часов (в зависимости от массы формы). После затвердевания форму вынимают из печи и охлаждают до 500 oC.

3 Особенности заливки бронзы в форму

Расплавленный сплав поступает в относительно большие формы и распределяется между ними под действием силы тяжести (равного веса). Воздух внутри вытесняется расплавленной бронзой. Если отливка маленькая, воздух не позволит расплавленному сплаву заполнить все полости формы — высококачественный продукт не может быть получен.

Фото заливки бронзы в форму, pskovgorod.ru

Эту проблему можно решить, поместив форму с отлитым металлом в центрифугу (ручную или электрическую). Под действием центробежной силы воздух вытесняется, и бронза полностью заполняет форму. Этот процесс должен выполняться очень быстро, пока сплав находится в неостывшем расплавленном состоянии.

На фото - литье бронзы, ryabichev.com

Когда бронза полностью остынет, форму открывают и извлекают окончательную отливку. Поверхность изделий, изготовленных таким способом, обычно шероховатая, даже с металлическими выступами в местах заливки формы и воздушных каналов. Поэтому бронзовую деталь необходимо подвергнуть механической обработке и доводке.

4 Изготовление литейной формы под отливку

Форма изготавливается в литейной форме, называемой флягой, которая делается из досок без бортов (для обеспечения лучшего контакта между стенками и дном формы). Колба должна быть примерно в 1,5 раза больше куска. Он состоит из 2 частей:

  • верхней – рамка в виде ящика без дна и верха с поперечинами (двумя или тремя) посередине;
  • нижней – представляет собой ящик с дном.

Для обеспечения прочного соединения двух частей в нижнем коробе устанавливаются зажимы, а в раме — углубления для них. Затем изготавливается основание формы путем тщательного смешивания мелкозернистого чистого песка (75% от общего объема), глины (20%) и угольной пыли (5%), в результате чего должна получиться однородная масса.

Фото формы для литья бронзы, rocinduktor.ru

Для изготовления формы нужна модель будущей отливки. Это может быть сам компонент или специальная модель из дерева или другого материала. Если для отливки используется уже обработанная деталь (поврежденная в некоторых местах), то недостающие части изготавливаются с помощью шпаклевки (предпочтительно эпоксидной смолы) по контурам такой же новой детали. Полностью отвердевшие восстановленные участки шлифуются и грунтуются.

Отливка осуществляется следующим образом:

  1. Формовочную землю насыпают в нижний ящик опоки до его верха, а затем слегка утрамбовывают.
  2. Готовую модель припудривают тальком или порошкообразным графитом и вжимают наполовину в землю. Модель размещают так, чтобы ее выступы и иные части легко извлекались из формы, которая при этом не разрушалась бы.
  3. Землю внутри ящика и модель, лежащую в ней, посыпают тальком или графитом.
  4. На ящик устанавливают верхнюю часть опоки, совмещая отверстия с фиксаторами. В неответственной части отливаемой детали устанавливают коническую пробку (узкой частью к модели, а широкой кверху) для последующего формирования литника (расплавленный сплав будет заливаться в форму через него).
  5. Формовочную землю с избытком насыпают в опоку и хорошо утрамбовывают.
  6. Очень аккуратно извлекают пробку литника.
  7. С помощью острого предмета разъединяют части формы, снимают верхнюю и вынимают из нижней модель.

На фото - формовочный стол с опоками, iofran.ru

Формы должны иметь углубления с обеих сторон, которые точно соответствуют геометрии детали.

В некоторых случаях необходимо подправить форму с помощью тонкого, гибкого ножа:

  • формовочную землю добавляют в тех местах, где она вынулась вместе с моделью, прилипнув к последней;
  • излишки земли удаляют.

В случае удлиненных форм на одном конце формируется форма, а на другом — аналогичное отверстие, чтобы обеспечить выход воздуха из форм во время их заполнения расплавленным сплавом.

Обе половинки формы должны быть высушены. Затем их соединяют и хорошо прижимают друг к другу (без промежутков). Теперь медная форма готова.

Как плавят бронзу

Чтобы самостоятельно отлить бронзу в домашних условиях, необходимо создать соответствующие условия. Наиболее важными моментами являются эффективная вентиляция помещения и надежное противопожарное оборудование. Если вам нужно изготовить небольшие бронзовые предметы, работу можно выполнить в небольшом помещении. Для больших изделий лучше использовать гараж или мастерскую. Следует отметить, что пол рабочей зоны должен быть выполнен из негорючего материала.

Для плавки бронзы необходима специальная печь с муфелем. Было бы хорошо, если бы прибор имел встроенный регулятор температуры нагрева. Если у вас нет возможности использовать такую печь, вы можете использовать обычную печь дома.

Помимо печи, в которой можно расплавить металлический сплав, для литья бронзы также требуется печь:

  1. Тигель — чугунная или стальная емкость с носиком (для разливки материала в формы и плавления);
  2. Специальные щипцы, которыми тигель будет извлекаться из муфельной печи;
  3. Крючок;
  4. Форма для отливки;
  5. Уголь из древесины, который будет выполнять функции топлива (при использовании горна для плавления).

Таким образом, процесс литья происходит следующим образом:

Температура плавления

  1. Металлический сплав, который нужно расплавить, измельчить и уложить в тигель.
  2. Тигель помещается в печь и нагревается до необходимых температурных показателей.
  3. После расплавления металлического сплава в тигеле его еще в течение четырех-пяти минут прогревают в печи. Это нужно для той цели, чтобы материал стал максимально текучим и заполнил всю отливочную форму.
  4. Тигель, в котором находится расплавленный металлический сплав, извлекается из печки с помощью щипцов и крючка.
  5. Металл в жидком состоянии посредством специального отверстия отливается в форму. При исполнении этой процедуры необходимо контролировать, чтобы струя не была прерывистой и слишком тонкой.

Форму необходимо предварительно подготовить, как следует нагрев ее в печи. Печь должна быть предварительно разогрета до температуры 600 градусов Цельсия, и только после этого форму следует поместить в печь. Затем температура повышается до 900 °C, и форма остается в печи в течение двух-четырех часов. Чем больше форма, тем дольше она должна находиться в предварительно разогретой духовке.

Особенности заливки

Плавление металлов

Когда расплавленный сплавленный металл заливается в большую форму, его масса достаточна для вытеснения скопившегося воздуха. Однако если для литья используются небольшие формы, необходимо использовать специальный процесс.

Затем формы помещаются в центробежные машины с электрическим или ручным управлением. В процессе вращения создается центробежная сила, которая равномерно распределяет металлический сплав по внутренней поверхности формы. Однако этот метод эффективен только тогда, когда металлический сплав еще жидкий и не затвердел.

Технология отливки

Для изготовления сложной конструкции или дорогостоящей детали может быть использован другой метод, при котором применяется рисунок из плавких материалов. В этом случае для изготовления формы можно использовать парафин или воск. Этот узор просто растапливается и помещается в кипящую воду.

Для обеспечения точности геометрии и формы модели можно использовать сборное изделие. Из него изготавливается гипсовая форма, с которой отливается точная копия.

Бронза и её свойства – температура плавления

Сегодня многие люди пытаются освоить технику промышленного производства в домашних условиях. При соблюдении определенной последовательности действий и наличии необходимого оборудования можно решить порой очень сложные задачи. Например, вы можете плавить металлы и делать своими руками остро заточенное оружие или эксклюзивные украшения. Для этого необходимо знать, до какой температуры нужно нагреть металл и как это лучше сделать. В этой статье объясняется, какова температура плавления бронзы и что нужно иметь в виду, если вы хотите научиться работать с этим металлом.

img69

Особенности описываемого металла

Что такое медь? Это сплав, состоящий из основного компонента (меди) и дополнительного легирующего элемента. Существуют различные типы меди в зависимости от легирующего компонента, и каждая медь имеет свою температуру плавления. Процентное содержание добавок в бронзе влияет на ее физико-химические свойства. Маркировка медного сплава помогает определить содержащиеся в нем примеси.

Все медные сплавы можно разделить на две большие группы:

Оловянные сплавы — это разновидность меди с оловом в качестве легирующего элемента. Этот металл прочнее меди, но также легко плавится. Сочетание меди (80%) и олова (20%) было первым сплавом, который научился делать человек. В России из него отливали церковные колокола. Металл звучал хорошо, но был хрупким. Поэтому необходимо было искать более совершенные сплавы.

Сплавы без олова не содержат хрупкого олова. Они могут содержать бериллий, кремний, свинец и алюминий в качестве легирующих компонентов. В зависимости от того, какой из этих металлов сочетается с медью, сплав приобретает свои собственные физико-химические свойства. С бериллием, например, можно получать сплавы, которые по своим прочностным характеристикам значительно превосходят нержавеющую сталь. Добавление кремния делает бронзу более устойчивой к механическому истиранию. Свинец способствует высокой коррозионной стойкости, а алюминий улучшает фрикционные свойства сплава.

Процесс выплавки бронзы обязательно должен начинаться с изучения ее состава. Все марки олова плавятся при температуре 900-950°C, а марки без олова плавятся при температуре 950-1080°C.

Обратите внимание. При литье учитывается дополнительный показатель сплава — его вязкость. Оловянная бронза обладает большей пластичностью, чем латунь, поэтому ее необходимо перегревать при нагреве. После охлаждения описываемая марка имеет минимальную усадку, что делает эту бронзу идеальной для литья в формы.

Можно ли отливать бронзу в домашних условиях?

Многие из нас задаются вопросом, возможен ли процесс плавления описанного сплава в домашних условиях. Невозможно воспроизвести промышленный процесс литья. Поскольку бронза имеет высокую температуру плавления, для обработки расплавленного металла требуются особые условия. Вы можете попробовать свои силы в мелком литье, из которого можно сделать украшения или небольшие предметы. Этот процесс требует отдельного помещения со всеми мерами пожарной безопасности и хорошей вентиляцией. Большие бронзовые изделия можно изготавливать в местах с земляным или бетонным полом (это может быть гараж с хорошей вентиляцией).

Для работы необходимо определенное оборудование и специальные инструменты. Литье возможно только в муфельной печи (термостат значительно облегчает работу). Для крупных отливок необходимо установить печь. Металл можно расплавить в чугунной емкости с носиком. Это поможет вам аккуратно залить расплавленный металл в форму. Это называется тигель.

Тигель извлекается из печи с помощью длинных щипцов и специального крючка. Форма должна быть доступной. Древесный уголь лучше всего подходит для розжига мантии, а кокс — для тигля.

Процесс литья

maxresdefault-1

Процесс литья бронзы очень прост. Печь нагревается до определенных параметров. Следует помнить, что для плавления оловянных сплавов печь должна быть нагрета до 900-950 °C, тогда как температура плавления сплавов без олова выше — 950-1080 °C.

Плавка любой бронзовой композиции должна начинаться с прокаливания формы в печи или тигле. Для этого печь сначала нагревают до 600 °C. Затем форма погружается в воду, а температура в печи должна быть повышена до 900 °C. Форма должна провести несколько часов в духовке. По истечении времени форму вынимают из печи и охлаждают до температуры 500 °C. Медь помещают на чугунный противень.

Медь помещается на чугунный противень и ставится непосредственно в хорошо разогретую духовку. После того как сплав расплавится, оставьте металл в духовке еще на пять минут. Это хорошо разогреет его, чтобы форма хорошо заполнилась. Тигель вынимается из печи с помощью крюка, а расплавленный сплав заливается в форму с помощью щипцов. Важно, чтобы металл лился тонкой, непрерывной струей. Это единственный способ избежать помутнения формы.

Как правильно залить расплавленную бронзу в литейную форму

Заливка расплавленной бронзы в форму — это настоящая наука. Заполнить большую форму не составит труда. Жидкий сплав, благодаря своей тяжести и весу, равномерно распределится в кастрюле и вытеснит весь содержащийся в ней воздух. Существует проблема при заполнении небольших форм. А именно, воздух препятствует равномерному распределению сплава на всех уровнях. Поэтому плавка меди в домашних условиях часто мешает производству качественной продукции.

Можете ли вы решить такую проблему? Да, если у вас есть удобная центрифуга. Центробежная сила вытесняет воздух, и сплав может быть равномерно распределен по всей поверхности формы. Действуйте очень быстро, пока медь не успела затвердеть.

Отливку следует извлекать из формы, когда сплав полностью затвердеет. Поверхность изделия будет шероховатой, а в некоторых местах появится металлическое покрытие. Такие дефекты могут быть удалены путем механического шлифования. Если печь нагрета должным образом, количество механического измельчения минимально.

Создание литейной формы

Поскольку каждая бронза имеет разную температуру плавления, важно иметь форму, которая выдерживает самую высокую температуру нагрева описываемого сплава. Их трудно сделать вручную в домашних условиях, но вы можете попробовать, если внимательно прочитаете приведенные ниже инструкции.

Сначала необходимо изготовить литейную коробку (в литейном цехе ее называют опокой). Его размеры в полтора раза превышают размеры будущей части. Бутылка собирается из досок без досок следующим образом: Сначала отливается верхняя рама (она выглядит как обычный ящик без дна и крышки, но имеет две перекладины посередине), затем отливается нижняя рама (ящик с дном).

Затем формуется дно. Он имеет особый состав: 75% мелкого песка, 20% глины и 5% порошка древесного угля. Все ингредиенты соединить и хорошо перемешать.

Следующим шагом является создание модели, с помощью которой формируется форма для последующей отливки. Эксперты рекомендуют делать эту форму из дерева. Дальнейший процесс происходит по следующему алгоритму.

Изготовление форм для литья

Качество изделий, полученных методом литья медных сплавов, во многом зависит от точности изготовления формы, позволяющей получить из расплавленного металла деталь нужной конфигурации и геометрических параметров. Для изготовления форм для литья традиционно используются специальные приспособления — колбы. Колба, размеры которой должны примерно в полтора раза превышать размеры готового продукта, состоит из:

Литейная форма изготавливается под конкретное изделие

Для конкретного изделия изготавливается форма.

Верхняя и нижняя части футеровочного кольца, в которое заливается песчаная форма, могут быть надежно соединены между собой специальными инструментальными соединениями по бокам.

Состав наиболее распространенной смеси для литья в песок следующий:

  • песок мелкой фракции – 75%;
  • глину – 20%;
  • каменноугольную пыль – 5%.

В результате смешивания этих компонентов должна получиться однородная масса.

Для изготовления формы необходима модель из дерева или другого мягкого материала (можно также использовать готовое изделие нужного качества).

Самодельная форма для литья состоит из двух половинок

Импровизированная форма для литья состоит из двух частей

Чтобы изготовить саму форму, выполните следующие действия.

  • В нижний ящик опоки засыпают формовочную смесь и несильно ее утрамбовывают.
  • В полученную утрамбованную массу помещают модель, поверхность которой необходимо предварительно покрыть тальком или порошковым графитом.
  • На нижнюю часть опоки ставят верхнюю рамку и засыпают ее доверху формовочной смесью, также утрамбовывая ее. Перед засыпкой верхней половины опоки необходимо сформировать в будущей форме отверстие литника, для чего используют специальную пробку конической формы.
  • После утрамбовки формовочной смеси надо разделить готовую форму на две половины – верхнюю и нижнюю, для чего можно использовать любой острый предмет.
  • После извлечения из полученной литейной формы внутренние полости модели внимательно осматривают и исправляют дефекты, которые могут на них присутствовать.

Когда форма высохнет, ее можно собрать и использовать для отливки медных предметов. Для наглядного примера создания формы смотрите видео ниже.

Гипсовую форму следует покрыть тонким графитовым слоем

Покройте гипсовую форму тонким слоем графита.

Технология литья бронзовых изделий более высокого качества

Для изготовления бронзовых отливок более высокого качества или для изготовления композитных отливок может быть использована другая техника, а именно изготовление шаблона из материала с низкой температурой плавления. Для изготовления цельной отливки используется шаблон из воска, парафина, парафина или другого горючего материала. Он выплавляется из формы простым нагреванием или помещением в кипящую воду.

Восковая модель сложной конфигурации изготавливается из нескольких частей, которые потом дорабатываются и спаиваются

Восковая модель с композитной конфигурацией состоит из нескольких частей, которые затем обрабатываются и свариваются вместе.

Чтобы обеспечить высокую точность формы и геометрических параметров модели, для изготовления может быть использована сборная модель. Это используется для изготовления гипсовой формы, в которую заливается оттиск.

Кроме того, в Интернете можно найти множество видеороликов, знакомящих с технологией, которая позволяет отливать даже очень сложные детали в высоком качестве.

Этапы бронзового литья

Искусно отлитые бронзовые изделия отличаются удивительной тонкостью очертаний и не меняются с течением времени. Образование оксидного слоя вокруг поверхности изделия делает его антикварным, что повышает цену бронзовых моделей. Давайте теперь подробнее рассмотрим этапы процесса отечественного литья, учитывая важные нюансы производственного процесса.

этапы бронзового литья

С чего начинать

На подготовительном этапе следует зафиксировать на бумаге идею собственной работы — сделать набросок будущего шедевра. На основе эскиза изготавливается модель работы из выбранного вами материала — гипса, дерева, пластилина, воска или других пластиков, способных плавиться при низких температурах. Заготовка оставляет отпечаток в форме, который обозначает контур бронзовой статуи.

  1. Неразъемной конструкцией пользуются во время ручного литья. Модель такого вида, сохраняющую четкие очертания контура, удается извлекать из формы без разделения ее на части.
  2. Конструкция разъемной заготовки состоит из отдельных частей. Элементы каркаса, применяемого для создания сложных поверхностей, легко отделить друг от друга, чтобы изъять заготовку.
  3. Специальный тип модели, представляющий собой шаблон для формовки, выбирают для отлива конструкций со сложным рельефом. Такие формовочные модели чаще называют скелетными.

Модели из дерева, гипса или слоновой кости грунтуют шпаклевкой и замазкой, чтобы сделать поверхности как можно более гладкими. На заключительном этапе поверхность покрывается модельным лаком (2 слоя). Когда модель готова, изготавливаются формы для бронзового литья.

Миниатюристам рекомендуется изготавливать мастер-модель вручную из пластика. Изготовление композитных моделей — более трудоемкий процесс, в котором используется система литья под давлением, повторяющая траекторию течения металла.

Конструирование литейной формы

Литье меди в домашних условиях начинается с изготовления формы. На этапе литья выбирается одноразовая или многоразовая форма. Затем емкости заполняются жидким металлом. Когда бронза остывает, она приобретает очертания будущего шедевра. Форма может быть изготовлена из готового литейного материала, имеющегося на рынке, с помощью набора специальных инструментов. Чаще всего в качестве основного материала мастера используют смесь глины и песка. Глина соединяется с тщательно очищенным кварцевым песком.

С точки зрения технологии литейного производства, форма играет решающую роль, требуя строгого соблюдения правил литья. Конструкция отливки, которая заполняется расплавленным металлом, должна быть устойчивой и сохранять свои пропорции. Эта работа осуществляется с помощью колб, состоящих из двух металлических полукорпусов, которые удерживают объем формовочной смеси во время уплотнения. После завершения процесса литья металл подвергается механической обработке.

литейный цех

Этап формования

Когда форма подготовлена должным образом (прокалена в печи), готовится плавильная масса. Для этого подготовленный бронзовый лом необходимо измельчить и поместить в предварительно очищенный плавильный тигель.

Центробежное литье бронзы

Чтобы минимизировать затраты на обработку, сложное центробежное литье бронзы может быть выполнено по этой технологии. Эта технология используется для производства деталей (шестерен, втулок, вкладышей, втулок и т.д.) с высокими требованиями к износостойкости.

Основное отличие этого вида литья заключается в способе заполнения форм расплавленной медью, которая подвергается воздействию центробежных сил. Под его воздействием расплавленная медь растекается по поверхности стенок формы и равномерно покрывается горячим композитным материалом.

Технология центробежного литья основана на специально разработанном оборудовании с вертикальной или горизонтальной осью вращения литейной емкости. Производственный комплекс состоит из следующих элементов:

  • тигля для расплавления металлического лома;
  • желоба для подачи расплавленной массы внутрь литейных форм;
  • изложницы (прямоугольная форма из прочного материала).

Для обеспечения вращения устройство оснащено электродвигателем, приводимым в движение ремнем. Технология центробежной плавки позволяет добиться высокого качества литья при производстве медных конструкций с чрезвычайно сложным рельефом. Центробежное распределение расплавленного металла в литейной емкости увеличивает плотность поверхности отливки и резко повышает износостойкость изделия.

Как правильно заливать металл в литейную форму

Когда расплавленный металл заливается в большие формы, его собственного веса достаточно, чтобы вытеснить весь воздух, скопившийся в формах. С другой стороны, если используются небольшие формы, то вес расплавленного металла делает практически невозможным вытеснение воздуха из всех внутренних полостей этих конструкций. В этих случаях для получения высококачественных отливок необходимо использовать специальные технологии.

Формы помещаются в специальные центрифуги, которые перемещаются вручную или с помощью электропривода. Вращение создает центробежные силы, которые равномерно распределяют расплавленный металл в форме. Эта техника эффективна только тогда, когда металл еще жидкий, а не замороженный.

Ручная центрифуга для литья мелких деталей

После заливки и охлаждения металла отливка удаляется с помощью простых механических устройств. Следует помнить, что поверхность деталей, только что извлеченных из форм, не отличается высоким качеством, поэтому они должны быть подвергнуты различным видам механической обработки.

Рекомендации

Литье бронзы в домашних условиях требует специально оборудованного помещения, где хранятся не только все инструменты, но и средства индивидуальной защиты. Рекомендуется иметь работающий огнетушитель.

Кроме того, в целях безопасности в мастерской не следует хранить легковоспламеняющиеся материалы и вещества. Литье из бронзы — важный процесс и чрезвычайно травмоопасное занятие.

Если необходимо отливать тонкие металлические детали, предпочтительнее использовать латунный сплав, так как он легче плавится.

Как только металл полностью расплавится в печи, форму следует немедленно заполнить. Этот процесс занимает несколько минут. При неправильном использовании технологии на этом этапе в отливке могут проявиться дефекты в виде поднутрений и шлаковых включений.

При литье в домашних условиях форма заполняется специальным металлическим ковшом. Ковш приводится в действие вручную.

После того как отливка остынет до необходимой температуры, ее необходимо отстучать. Это делается с помощью щипцов и молотка. Если использовалась одноразовая форма, ее необходимо просто разбить.

Многоразовые формы часто используются в промышленном производстве. В этом случае отводка осуществляется путем разделения элементов формы. За обдувкой следует резка, которая удаляет дефекты на поверхности отливки.

Производство по классической технологии

Для получения такого металла, как бронза, в специальной емкости необходимо расплавить не только медь, но и дополнительный сплав. Эту плавку можно выполнить в домашних условиях с помощью различных нагревательных приборов — муфельной или индукционной печи, печи, газовой горелки и т.д.

Индукционные плавильные печи (IFE) используются в массовом производстве для плавки металлов.

При изготовлении медных сплавов, как на производстве, так и в домашних условиях, следует понимать, что при смешивании расплавленной меди с оловом образуются оксиды, которые существенно влияют на свойства конечного сплава.

Чтобы избежать такого процесса при производстве меди, в расплавленный металл следует добавлять фосфористую медь с содержанием фосфора не более 10 %.

Использование недорогого раскислителя, такого как фосфат меди, который производит газообразный фосфатный ангидрид и одновременно удаляет неметаллические включения из меди, приводит к значительному ухудшению электропроводности металла. Этого можно избежать, используя более дорогие окислители на основе таких элементов, как литий, кальций и калий. Поверхность расплавленной меди активно взаимодействует с окружающим воздухом, что приводит к интенсивному окислению металла. Чтобы сделать процесс окисления менее интенсивным, поверхность полученного сплава покрывают толченым древесным углем.

Расплавить бронзу для колокола с помощью газовой горелки невозможно, но вполне реально для небольшой фигурки или куста.

Классическая техника изготовления бронзы состоит из следующих этапов.

  • Медь плавят под слоем флюса или древесного угля, разогревая печь до температуры 1100°.
  • Для качественного раскисления в сплав добавляют фосфористую медь, количество которой по отношению к массе исходных компонентов не должно превышать 10%.
  • После полного расплавления меди в нее добавляют олово, если необходимо получить однокомпонентный сплав, или несколько элементов для производства многокомпонентной бронзы.
  • Полученный сплав, чтобы добиться однородности его структуры, прогревают до температуры 1200°.
  • Чтобы удалить из состава сплава вредные примеси, к числу которых относятся сера, висмут, марганец, сурьма, алюминий, железо, кремний, соединения кислорода и водорода, выполняют его рафинирование, заключающееся в окислении основного компонента.
  • Улучшение механических свойств бронзы осуществляют при помощи такой операции, как модифицирование.
  • Сделать из расплавленного металла изделие требуемой формы позволяет такая технологическая операция, как разлив (выполняется при температуре 1300°).

Медь с оловом в химическом составе более пригодна для литья. Бронзы этого типа менее легки в литье по сравнению с алюминиевыми сплавами, которые не следует нагревать выше 1200°, и они не склонны к перегреву.

Изготовление форм для литья

Качество изделий, полученных методом литья медных сплавов, во многом зависит от точности изготовления формы, позволяющей получить из расплавленного металла деталь нужной конфигурации и геометрических параметров. Для изготовления форм для литья традиционно используются специальные приспособления — колбы. Колба, размеры которой должны примерно в полтора раза превышать размеры готового продукта, состоит из:

Литейная форма изготавливается под конкретное изделие

Для конкретного изделия изготавливается форма.

Верхняя и нижняя части футеровочного кольца, в которое заливается песчаная форма, могут быть надежно соединены между собой специальными инструментальными соединениями по бокам.

Состав наиболее распространенной смеси для литья в песок следующий:

  • песок мелкой фракции – 75%;
  • глину – 20%;
  • каменноугольную пыль – 5%.

В результате смешивания этих компонентов должна получиться однородная масса.

Для изготовления формы необходима модель из дерева или другого мягкого материала (можно также использовать готовое изделие нужного качества).

Самодельная форма для литья состоит из двух половинок

Импровизированная форма для литья состоит из двух частей

Чтобы изготовить саму форму, выполните следующие действия.

  • В нижний ящик опоки засыпают формовочную смесь и несильно ее утрамбовывают.
  • В полученную утрамбованную массу помещают модель, поверхность которой необходимо предварительно покрыть тальком или порошковым графитом.
  • На нижнюю часть опоки ставят верхнюю рамку и засыпают ее доверху формовочной смесью, также утрамбовывая ее. Перед засыпкой верхней половины опоки необходимо сформировать в будущей форме отверстие литника, для чего используют специальную пробку конической формы.
  • После утрамбовки формовочной смеси надо разделить готовую форму на две половины – верхнюю и нижнюю, для чего можно использовать любой острый предмет.
  • После извлечения из полученной литейной формы внутренние полости модели внимательно осматривают и исправляют дефекты, которые могут на них присутствовать.

Когда форма высохнет, ее можно собрать и использовать для отливки медных предметов. Для наглядного примера создания формы смотрите видео ниже.

Гипсовую форму следует покрыть тонким графитовым слоем

Покройте гипсовую форму тонким слоем графита.

Технология литья бронзовых изделий более высокого качества

Для изготовления бронзовых отливок более высокого качества или для изготовления композитных отливок может быть использована другая техника, а именно изготовление шаблона из материала с низкой температурой плавления. Для изготовления цельной отливки используется шаблон из воска, парафина, парафина или другого горючего материала. Он выплавляется из формы простым нагреванием или помещением в кипящую воду.

Восковая модель сложной конфигурации изготавливается из нескольких частей, которые потом дорабатываются и спаиваются

Восковая модель с композитной конфигурацией состоит из нескольких частей, которые затем обрабатываются и свариваются вместе.

Чтобы обеспечить высокую точность формы и геометрических параметров модели, для изготовления может быть использована сборная модель. Это используется для изготовления гипсовой формы, в которую заливается оттиск.

Кроме того, в Интернете можно найти множество видеороликов, знакомящих с технологией, которая позволяет отливать даже очень сложные детали в высоком качестве.

Немного истории

Медь — фактически первый сплав, который начал использовать человек. В III тысячелетии до нашей эры ремесленники активно использовали медь для различных целей. Некоторые руды содержали небольшое количество олова. При обработке этого материала было обнаружено, что эта медь плотнее и тверже обычной меди. Это стало началом новой исторической и культурной эпохи, известной сегодня как бронзовый век. Дальнейшие исследования привели к открытию олова, которое специально добавляли к меди для создания высококачественного сплава для изготовления инструментов и ювелирных изделий.

Металлургия меди качественно повысила производительность различных отраслей промышленности, в которых человечество было занято в то время. Постепенно совершенствовалась плавка, начали изготавливать специальные каменные формы, в которые можно было отливать различные изделия несколько раз. Постепенно были изобретены закрытые формы, которые позволяли изготавливать оружие и украшения со сложными узорами и формами.

Оцените статью
Mad Girls
Добавить комментарий