Человечеству известно множество металлов и сплавов на их основе. Одним из известнейших является латунь. Это соединение на основе меди, к которой добавляются сторонние цветные металлы. Из этого материала изготавливаются различные детали, элементы для электрооборудования. Литье латуни позволяет делать из неё заготовки различной формы, размера. Проводить его можно на предприятии или в домашних условиях.
Литье латуни
Характеристики и сферы применения латуни
Латунь — это сплав главными компонентами которой являются медь и цинк. Традиционное соединение представляет собой смесь 70% первого металла, 30% второго. Однако существуют материалы где содержание цинка достигает 50%.
Чтобы понимать, как правильно работать с этим соединением, нужно разобраться с его характеристиками:
- Температура плавления — до 950 градусов.
- Плотность — около 8,7 тонн на м3.
- Электросопротивление — 0,08 микрон на метр.
- Теплоёмкость — 0,377 кДж/(кг·К)
Изделия из латуни могут представлять собой смесь из меди и цинка, или этих двух компонентов и дополнительных легирующих добавок. Сплав применяется в разных отраслях:
- изготовление комплектующих для часов;
- создание статуэток, украшений, элементов интерьера;
- изготовление деталей, используемых в машиностроении;
- создание комплектующих для электрооборудования.
Латунь обладает хорошим показателем свариваемости. Кроме того, она имеет высокий показатель защиты от коррозии. Благодаря этих характеристикам, сплав используется, как защитное покрытие для других металлов при изготовлении металлоконструкций.
Материалы гипсовой формы
Связующим материалом в гипсовых формах является гипсовое вяжущее — CaSO40,5 Н20. При смешивании его с водой гипс переходит в двугидрат CaS04-2H20 и затвердевает. Формы, изготовленные из смесей на основе гипса, используют при заливке цветных сплавов с температурой плавления до 1300 °С.
Отечестственные сорта гипса в зависимости от прочности при сжатии обозначают от Г-2 до Г-25, от сроков схватывания — от марки А (начало не ранее 2 мин, конец — не позднее 15 мин) до В (начало 20 мин и не нормируется), по степени помола — от грубого (максимальный остаток на сите 0,2 мм не более 23 %) до тонкого помола (не более 2 %).
Все гипсовые формы условно можно подразделить на две большие группы. Формы, состоящие из чистого гипса и обрабатываемые при невысоких (до 200 °С) температурах, предназначены для отливки оловянных и цинковых сплавов. Ко второй более многочисленной группе относятся формы, нагреваемые до 800 °С. В них заливают сплавы на алюминиевой, медной основах и драгоценные металлы. Однако при нагревании происходит дегидратация гипса и образование ангидрида с большой, до 4 %, усадкой. Это приводит к искажению размеров форм и возможному растрескиванию. Для предупреждения этого, а также для увеличения огнеупорности в гипс добавляют огнеупорные наполнители. Это могут быть кремнеземистые огнеупоры: аморфный и кристаллический кварц, динас, кристобалит и асбест. Наилучшим наполнителем является кристобалит. Однако кристобалит дефицитен, а асбест вреден, поэтому в этом виде литья, если нет готовых гипсовых смесей («СуперКаст», «Сатинкаст», «Ювелирная» и др.) применяют пылевидные кварцевые огнеупоры.
Кристобалит можно получить, прокаливая кварцевый песок при 1 600-1 650 °С в течение 1,5-2 часов. Если песок перемешать с 0,5-1 %-ной соды то температуру прокаливания можно снизить до 1 350-1 400 °С, а выдержку до 10-35 мин. Полученный после такой обработки материал содержит 91-97 % кристобалита.
Литье бронзы используется издревле. На протяжении многих столетий сплавы из меди (бронза, латунь) использовались для изготовления орудий труда, охоты и украшений.
Совершенствование литейной технологии привели на современном этапе к возникновению множества методов литья металлов, в особенности цветных. Технологические возможности литья бронзы позволяют получать не просто предметы, а произведения искусства, которые с давних времен считались верхом совершенства.
Разработанные технологии позволяют производить плавку медных сплавов не только в условиях промышленного производства, но и в домашних условиях, в небольших мастерских.
История технологии
Историки говорят о том, что латунь появилась одновременно с бронзой. Из сплавов изготавливали украшения, наконечники для орудий труда, оружия, посуду, столовые приборы.
Чтобы изготовить какой-либо предмет, нужно было знать технологию литья из латуни. Со временем метод развивался, совершенствовался. Сегодня материал можно изготавливать дома или на производстве. Для этого нужно точно проводить технологический процесс, следовать правилам, правильно выбирать инструменты, сырье.
Изделие из латуни
Преимущества и недостатки
К преимуществам литья металлов под давлением относятся:
- улучшение условий для усадки отливки;
- высокая герметичность изделий;
- глубокий рельеф;
- точное соблюдение размеров;
- широкие художественные возможности;
- минимальная потребность в специальной обработке полученных предметов;
- качественное изготовление небольших тиражей продукции (от 10 до 100 штук);
- оптимальный набор условий для выпуска медалей, значков, мебельной фурнитуры тиражом до 1000 штук.
Среди недостатков, которые имеет литье под давлением, можно выделить:
- долгую подготовку к изготовлению изделий (не менее недели);
- сложность конфигурации отливки;
- высокую стоимость расходных материалов.
Тонкости технологии
Технология художественного литья латуни схожа с изготовлением изделий из бронзы. Она имеет некоторые тонкости, о которых следует поговорить до начала работы с материалами:
- Прежде чем сделать отливку необходимо выбрать расходные металлы, расплавить их. Для этого используются разные виды печей. Благодаря низкой температуре плавления, изготовить конструкция для плавки можно самостоятельно. Она будет состоять из газовой горелки, термоустойчивой емкости.
- Важный этап во время изготовления изделий — заливание расплавленного сырья в подготовленную заранее форму. Продолжительность процедуры не более 2 минут. Если выполнять заливку неправильно, изделие может получить раковины из шлака, пригары, углубления, спаи. Готовая деталь будет испорчена или потребует дополнительной обработки.
- Охлаждаться сплав должен равномерно, без использования охлаждающих жидкостей.
- Деталь после извлечения из формы требует дополнительной обработки. После литья на ней остаются литники, заливы, выпоры, прибыли. Их необходимо убрать.
Нельзя забывать про то, что формы бывают многоразовые, одноразовые. Из первых заготовки извлекаются клещами. Вторые разбиваются молотом.
Придание отлитому изделию привлекательного внешнего вида
Изделие, которое только что извлекли из литейной формы, выглядит достаточно непрезентабельно. На его поверхности может остаться пригоревшая формовочная смесь и обнаруживаются другие поверхностные дефекты. Первым этапом приведения отлитого из бронзы предмета в нормальное состояние является его очистка. Для выполнения такой процедуры используются металлические щетки или шлифовальные машинки (в качестве рабочего органа на них устанавливается проволочный круг).
Несмотря на то, что латунь и бронза отличаются хорошей текучестью и при выполнении литья хорошо заполняют все углубления в форме, получить на готовом изделии тонкий рисунок практически невозможно. Чтобы сформировать подобный рисунок, используют такую доводочную операцию, как чеканка. Она выполняется при помощи специального инструмента. В зависимости от сложности и тонкости рисунка, который необходимо сформировать на поверхности отлитого из бронзы изделия, операция чеканки может занимать различное количество времени.
Ручная чеканка бронзовой статуэтки
Следует иметь в виду, что чеканка – это самый творческий этап процедуры литья, от качества и тщательности ее выполнения напрямую зависит то, как в конечном итоге будет выглядеть изделие. Именно поэтому подходить к выполнению такой операции следует очень ответственно и с максимальной аккуратностью.
В зависимости от задумки мастера, выполняющего литье из бронзы или латуни, а также от требований к декоративности, поверхность отливки может покрываться искусственной патиной, позолотой, серебром, слоем никеля или хрома. Предметы, которые имеют сложную конструкцию, часто отливают не целиком, а отдельными частями, которые затем необходимо правильно соединить. Выполняется такое соединение при помощи специальных замков, изначально предусмотренных в конструкции. Для того чтобы не перепутать такие замки и правильно сопоставить их элементы друг с другом, их часто маркируют.
Что потребуется для литья?
Чтобы плавить латунь, нужно изначально подготовить оборудование, инструменты для проведения работ. К нему относятся:
- Формовочные композиции. Изготавливаются из огнеупорных материалов. Форма выбирается зависимо от требуемого готового изделия.
- Специальные щипцы, с помощью которых делали извлекаются из форм после застывания.
- Нагревательное оборудование. Можно использовать покупную модель или изготовить печь самостоятельно. Для сборки понадобится шамотный кирпич, огнеупорная мастика. Для нагревания можно использовать газовую горелку или проволоку из нихрома.
- Тигель — емкость, которая заполняется расходными материалами. Они плавятся во время нагревания. Затем мастер переливает расплавленные металлы в подготовленную заранее форму. Тигель изготавливают из глины или графита. Дополнительно используется жаропрочная обмазка, которая увеличивает долговечность емкости.
Для того чтобы достать тигель из печи, используются полукруглые щипцы.
Литейные модели
Художественное литье бронзы и латуни предусматривает получение максимально гладкой поверхности, поэтому для воссоздания модели используются достаточно твердые материалы:
Для получения максимально гладкой поверхности, она подвергается устранению пористости шпатлеванием, грунтованием и покрытием лаком. Литейные модели изготавливаются разъемными; неразъемными — подходят для отливки изделий простой формы; специальными для деталей имеющих достаточно сложную конфигурацию.
Для» много компонентных температурные режимы повышаются до 895 °С — 1070 °С из-за ввода легирующих компонентов с высокой температурой плавления.
Подготовительные работы
Прежде чем начинать изготавливать отливку нужно подготовиться к проведению основных работ. Изначально нужно разработать эскиз будущего изделия, зарисовать его на бумаге. По готовому чертежу сделать форму для заливания расплавленного сплава. Она изготавливается из глины и кварцевого песка. Существуют многоразовые, одноразовые формы. Первые изготавливать труднее, но они могут применятся при серийном изготовлении изделий из металлических сплавов.
После изготовления детали из латуни потребуется дополнительная обработка для устранения дефектов, возникающих при литье. Для этого поверхности отливки подвергается химической обработке. С помощью активнодействующих растворов с поверхности заготовок удаляются дефекты.
Поверхность отливки
Литье в форму: изготовление, песчаные, оболочковые формы
По мнению историков, возраст, который имеет бронзовое литье, составляет 12 тысяч лет. Изначально при помощи такой технологии из бронзы изготавливались украшения и простейшие орудия труда. С течением времени данная технология совершенствовалась, и сегодня она представляет собой метод, при помощи которого создают множество уникальных изделий из данного сплава.
Современный уровень развития литья из бронзы позволяет получать из данного сплава меди различные предметы не только в производственных, но и в домашних условиях.
Благодаря изобретению бронзы, а также развитию технологий ее обработки, основной из которых является литье, мы и сегодня можем наслаждаться видом произведений искусства, которые были созданы мастерами еще в Средние века и в античные времена.
Старинный бронзовый набор письменных принадлежностей
Наибольшую популярность бронзовое литье, а также литье латуни – еще одного сплава, основу которого составляет медь, приобрело в эпоху классицизма и европейского барокко. Именно в те времена люди научились использовать эти материалы для того, чтобы создавать уникальные интерьерные элементы и декор.
Такие сплавы, созданные на основе меди, и сегодня активно применяются при изготовлении:
- предметов, служащих для оформления интерьера;
- ворот и заборов, выполняющих не только декоративную, но и защитную функцию;
- скульптурных композиций и сувенирной продукции;
- барельефов и элементов оформления осветительных приборов – люстр и бра;
- элементов лестничных конструкций и входных групп.
Литьё из бронзы для изготовления рукоятей ножей
Многие из таких изделий, не отличающихся большими габаритами и сложностью форм, можно изготавливать из бронзы и латуни не только в производственных, но и в домашних условиях.
Этапы художественного литья из бронзы
Для того чтобы качественно выполнить литье из такого металла, как бронза, необходимо придерживаться определенной последовательности действий. В первую очередь следует отразить в эскизе форму изделия, которое планируется отлить из бронзы.
На базе эскиза, над созданием которого на современных предприятиях работают профессиональные художники и дизайнеры, специалисты создают чертеж, в котором точно отражены все размеры будущей отливки.
Именно чертеж является базой для изготовления точной модели, которую используют для производства литейной формы.
Для создания модели изделия, которое будет в дальнейшем изготавливаться из бронзы методом литья, могут использоваться различные материалы, в частности:
- слоновая кость;
- древесина (при этом преимущество отдается таким сортам данного материала, как сосна, ольха, бук, липа);
- гипс;
- различные виды полимерных материалов.
Полости восковой модели будущей статуэтки заполняются глиной, которая будет удаляться после отливки
Чтобы поверхность модели была максимально гладкой, ее грунтуют, шпаклюют и покрывают несколькими слоями лака. При изготовлении литейной модели могут быть использованы не только разные материалы, но и различные конструктивные подходы. Так, модели могут быть:
- разъемными (это сложные конструкции, состоящие из нескольких составных элементов, которые могут соединяться между собой по плоским или сложным поверхностям);
- неразъемными (модели монолитного, наиболее простого типа, чаще всего используемые для выполнения литья в домашних условиях);
- специальными (сюда относятся скелетные или формовочные шаблоны, используемые в тех случаях, когда необходимо сделать литейную форму для изготовления предметов, отличающихся сложной конфигурацией).
Следующим этапом после создания точной модели будущего изделия из бронзы является изготовление литейной формы. Для этого используются специальные приспособления и инвентарь, а основными материалами, которые применяются в этом случае, являются формовочные смеси, созданные на базе глины и тщательно очищенного кварцевого песка.
Наиболее продолжительной стадией литья из бронзы является формовка – изготовление литейной формы
В таком технологическом процессе, как литье, выполняемое из бронзы и любого другого металла, литейная форма играет решающую роль.
Именно в такую форму, внутренняя полость которой должна в точности повторять отливаемое изделие, заливается расплавленный металл, в ней же он и остывает, формируя готовую отливку.
Литейные формы, применяемые как в производственных, так и в домашних условиях, могут быть одно- или многоразовыми, что определяется не только материалом, из которого они изготовлены, но и особенностями их конструктивного исполнения.
Микролитье на дому
Литых деталей из цветных металлов и их сплавов в технике применяется немало, в том числе достаточно сложных и миниатюрных, серийный выпуск которых могут себе позволить лишь предприятия с прецизионной технологией.
Однако единичное (или даже мелкосерийное) микролитье вполне под силу организовать и на дому.
С современной технологией, оказывается, может соперничать старинный способ литья под давлением с помощью незамысловатой ручной центрифуги.
Практически все, что нужно для такого микролитья, может быть изготовлено своими руками. Затраты — минимальные.
Действительно, требующаяся при литье опока в данном случае — это Отрезок обычной стальной трубы диаметром 50—60 мм и с толщиной стенок 2—3 мм. Для литья изделий разной величины хорошо иметь несколько опок различного диаметра при условии, что каждая свободно умещается в бадейке центрифуги. При наличии такого набора можно отливать по очереди целую серию деталей.
Под стать опоке по простоте и центрифуга. Деревянная ручка ее имеет длину порядка 200 мм и диаметр 20—30 мм. В осевое отверстие ручки вставлен болт М8. К нему с помощью законтренной гайки прикреплена металлическая серьга так, чтобы и ручка, и серьга легко вращались, не мешая друг другу.
К серьге на коромысле из 6-мм стальной проволоки подвешена бадейка для опоки. Борт бадейки изготовлен из 60-мм отрезка стальной трубы 80×3 мм, а приварное днище — из стального листа толщиной 3 мм. Дужка высотой 200 мм — из той же 6-мм стальной проволоки.
Чтобы уверенно пользоваться такой центрифугой, надо сначала немного потренироваться, вспомнив, как в школьные годы в физкабинете доводилось крутить на бечевке ведерко с водой при изучении центробежной силы.
Правда, теперь вместо бечевки и ведерка с водой в руках самодельная центрифуга с бадейкой, на днище которой— пластмассовый (чтобы не разбился) стаканчик.
Но вода в нем обычная, какая была в школьных экспериментах по физике. И действие центробежной силы аналогичное.
Крепко удерживая рукоятку, надо вращать всю цепь (серьга — коромысло — бадейка и сосуд с водой) вокруг болта-оси, стараясь не пролить ни капли.
Технология получения качественного микролитья пол давлением из цветных металлов и сплавов с помощью ручной центрифуги:
1 — болт-ось; 2 — деревянная ручка; 3 — металлическая, легко вращающаяся серьга; 4 — законтренная гайка; 5 — стальное проволочное коромысло; 6— дужка; 7 — борт бадейки; 8 — днище бадейки; 9 — опока; 10 — формовочная масса; 11 — восковая модель; 12 — восковой шарик с технологическими проволочными штифтами; 13—литьевая форма с литниковыми каналами, образовавшаяся после выплавления воска и удаления штифтов; 14—расплавляемый металл (сплав); 15 — пламя бензиновой горелки; заполнение формы расплавом при вращении центрифуги и последующие операции по извлечению и доводке готового изделия не показаны
Приноровившись, впоследствии можно иметь дело уже не с водой, а с расплавленным цветным металлом (или сплавом), который станет вдавливаться центробежной силой через литниковые каналы в литьевую полость в опоке, установленной в бадейке вместо пластмассового стаканчика.
Самое, пожалуй, сложное и трудоемкое в микролитейном деле — это изготовление объемной, в натуральную величину восковой модели.
Лепится такая из воска вручную, с использованием нагретого глазного скальпеля или горячей штопальной иглы С предельной тщательностью прорабатываются даже мелкие детали, ведь расплавленный металл (а равно и любой сплав) ошибок и неряшливости не прощает. Более того, отливка, выполняемая на центрифуге под давлением, проявляет все огрехи модели!
В своей практике я использую восковые модели, высота у которых не более 40, а диаметр — 50 мм. При этом стараюсь соблюдать соразмерность, чтобы масса металла в отливке не превышала 40 г Ограничения обусловлены в основном небольшой мощностью горелки, используемой мною для плавки.
Литье из бронзы: технология художественного бронзового литья
Литье бронзы позволяет изготавливать изделия, отличающиеся исключительной декоративной привлекательностью. Технология литья из данного сплава, основу которого составляет медь, известна на протяжении многих веков, но и в наше время она продолжает совершенствоваться.
Внешний вид бронзовых изделий говорит об кропотливом труде мастера, превращающего безликий металл в художественное произведение
Берем лист и делаем из него. все
Ещё немного о технологии. Что можно сделать из листовой меди, латуни и т.д. То, что для опытных ясно и понятно, для новичков часто откровение. Думаю меня дополнят и получится полезная подборка. Понятно, что один всего знать не может. Способы формообразования могут быть разные. Не самый простой, но очень эффективный- давление на токарном станке. Можно давить как бы обволакивая пуансон, а можно загоняя лист в матрицу. Исходя из задачи точим оправку, материал оправки дерево, пластик, металл. Не очень глубокую вытяжку меди можно вполне сделать на дереве. Глубокую и точную лучше делать на стальной полированной оправке.
Простые работы можно делать деревом твердых пород смазав его густой смазкой или мылом. Предпочтение нужно отдать древесине с не выраженными слоями бук, клен, граб. В резцедержатель зажимаем пруток с выступами-упорами для палки-давчика и работаем палкой как веслом в уключине. Более ответственные работы лучше производить роликами отвечающими формой и размером будущему изделию. Часто в качестве роликов используют шарикоподшипники подходящего диаметра, которые можно крепить и в вилку, и сбоку, и просто одев его на подходящий болт.Державка крепится на место резца, на другую сторону резцедержателя зажимаем любой подходящий пруток, резцедержатель расслабляем и давим на заготовку рычагом-прутком. Можно одновременно использовать суппорты для выбора точки приложения усилия.
Кроме того полезно иметь гладило, можно сделать несколько разных из старых напильников или надфилей. Особо хороши гладила из победита, делать их тяжело, но потом труд окупится. Прелесть победитовых в том, что они никогда не цепляют материал, ни мягкую медь, ни серебро, ни тем более латунь, даже на сухую. Стальной инструмент нужно смазывать, хорошо воском натуральным или современным модельным. Кроме формообазования победитовые гладила хороши для полирования как при вращении изделия на станке, так и просто нанося рукой зеркальные штрихи вплотную один к одному. Можно повторять движения в поперечном направлении. Тут немного опыта и все будет понятно. У вас больше не будет непрополированных мест из-за невозможности подобраться полировочным кругом. На следующих фото приведены предметы требовавшие точности и повторяемости. Оправки в этом случае были сделаны из стали, поверхность была полированной, цилиндрические с виду поверхности имеют конусность, в противном случае бывает очень проблематично снять готовую работу с оправки, это надо обязательно помнить.
Отдельно стоит остановиться на изготовлении кольцевых обойм. заготовка представляет собой кольцо, прижимаем её к оправке в виде торца толстой трубы вспомогательным цилиндром (можно из твердого дерева)и накатываем внешнюю часть заготовки на оправку. Если нужны четкие углы используем ролик из подшипника. Перед закатыванием внутренней цилиндрической поверхности фиксируем внешнюю готовую скотчем или хомутом. Скотч менее надежно, но значительно безопаснее. Вначале мягко загоняем материал в гильзу, затем консольно сидящим на оправке подшипником формируем четкий край. Рюмки сделаны из трех деталей и спаяны припоем ПОС-45. После финишной обработки -гальваническое покрытие. На следующих фото касты под круглые камни диаметром 15 мм и 40 мм.
Предварительно выкатывается цилиндрическая кастрюлька на жесткой оправке. Затем точим точную оправку из твердого дерева, одеваем кастрюльку, поджимаем задней бабкой с центром через прокладку. Начинаем роликом и заканчиваем мелкими давчиками и гладилами. Чтобы снять готовую деталь растачиваем древесину внутри детали и отделив отрезным резцом выламываем оставшийся бочонок. Были многократные попытки сделать такой бочонок из спаянной трубки, получилось только из листа. Шов не выдерживает, видимо дело в разнице твердости шва и остального металла. А еще можно накатывать шестеренки, примерно так же, как делают обычную накатку- рифленку. Для этого нужно найти стальную шестеренку не большую и с нужным зубом. Еще можно накатать зубчатую рейку.
Латунное литье — сплавы
ЛЦ14К3С3; ЛЦ37Мц2С2К; ЛЦ40Мц3Ж; ЛЦ16К4; ЛЦ38Мц2С2; ЛЦ40С; ЛЦ23А6Ж3Мц2; ЛЦ40АЖ; ЛЦ40СД; ЛЦ25С2; ЛЦ40Мц1.5; ЛЦ30А3; ЛЦ40Мц3А; ЛА; ЛКС; ЛС; ЛАЖМц; ЛМцЖ; ЛСд; ЛК; ЛМцС; ЛК1; ЛМцСК; ЛК2; ЛОС; Л59; Л70; Л96; ЛАН59-3-2; ЛКС65-1.5-3; ЛО60-1; ЛС59-1; ЛС74-3; Л60; Л75; ЛА77-2; ЛАНКМц75-2-2.5-0.5-0.5; ЛМц58-2; ЛО62-1; ЛС59-1В; Л63; Л80; ЛА85-0.5; ЛЖМц59-1-1; ЛМцА57-3-1; ЛО70-1; ЛС60-1; Л66; Л85; ЛАЖ60-1-1; ЛЖС58-1-1; ЛМш68-0.05; ЛО90-1; ЛС63-3; Л68; Л90; ЛАМш77-2-0.05; ЛК80-3; ЛН65-5; ЛОМш70-1-0.05; ЛС64-2.
Как оформить заказ
Большинство товаров, представленных в каталоге художественно-производственной мастерской «Калежа», созданы с помощью литья под давлением. При этом опытные специалисты не тиражируют ранее изготовленные сувениры и фурнитуру.
Мастерская «Калежа» производит продукцию по индивидуальным проектам, разработанным профессиональными дизайнерами.
Также заказы выполняются по предоставленным эскизам. Заявку можно оформить по номерам телефонов в Москве: 8 (499) 135-01-53
,
8 ,, 8 (499) 135-83-01
или по электронной почте художественно-производственной мастерской «Калежа»: [email protected]
Адрес и схема проезда указаны в соответствующем
разделе.
Оперативно рассчитаем стоимость заказа Изготовим и отремонтируем пресс-формы Произведем механическую обработку Согласуем нужные сроки исполнения
