Формовочная смесь для литья бронзы

Формовочная смесь для литья бронзы

Формы для литья металла могут быть выполнены из любого материала. Одними из самых первых и используемых сегодня остаются земляные формы для литья алюминия. Процесс отливки таким способом заключается в создании литейной формы из песка и глины по указанному шаблону, в которую заливается расплавленный металл.

Прочность формовочного вещества определяется процентом наличия глины: чем глины больше, тем вещество дольше не разрушается от толчков в процессе изготовления, при переносе и во время заливания металлического сплава.

Глина также влияет на пластичность формовочной смеси – способность во влажном состоянии воспроизводить в мельчайших подробностях отпечаток изготавливаемой модели и сохранять точную форму детали при литье алюминия.

Литье алюминия по выплавляемым моделям в гипсовые формы.

Такой способ дает возможность применять направленное затвердение, получать отливки мелкого и среднего размера высокого качества по более низкой цене. Гипсовая форма не коробится от горячего металла заливки и не восприимчива к перепадам температуры, что повышает точность выплавляемой отливки и дает возможность выпускать сложные и тонкостенные детали.

Литье алюминиевых деталей высокой точности выполняют под давлением с помощью автоматических машин и специального оборудования. В таком случае используют металлические пресс-формы, отличающиеся высокой прочностью и идеальностью поверхности. В форме для литья алюминия должны находиться подвижные стальные стрежни, которые участвуют в образовании внутренних полостей заготовок.

Выплавляемым изделиям в таких формах можно задавать любую конфигурацию.

Использовать в домашних условиях литейную технику не только экономически не выгодно, но и неудобно. Такое оборудование имеет крупные размеры, а технологический процесс сам по себе трудоемкий.

Придают изделиям нужную форму с помощью метода литья алюминия в формы из земли и цемента. Можно создавать отливки различной конфигурации, так как формы можно создать из подручных средств.

Заданную деталь можно получить путем литья алюминия в цемент. Только выплавляемым заготовкам нужно будет придать форму квадрата или прямоугольника.

Для домашнего литья часто используют гипсовые формы. Моделям придается любая форма, главным показателем является усадка, которая должна быть минимальной при застывании.

Выполнить сложную конфигурацию деталей можно из воска, но модели при этом одноразовые.

С помощью литья можно создать деталь, в основе которой будет находиться материал дюраль, представленный в виде сплава из алюминия и некоторых определенных компонентов. Заготовки из дюраля будут иметь один недостаток – необходимо время на этапе застывания.

Совсем не сложно наладить дома изготовление деталей из алюминия, не тратясь на покупку дорогостоящего оборудования. Моделям под литье стоит пройти предварительную подготовку – очистить поверхность и нанести на него масло. При литье алюминия в цементную форму тоже необходима подготовка. Следует обратить внимание, чтобы усадка расплавленного алюминия была минимальной. В противном случае, параметры полученной детали не будут соответствовать заданной.

Для плавки металла используется стальная емкость и печь, которую также можно изготовить самостоятельно из кастрюли, бака, дискового колеса и других атрибутов хозяйства.

При литье алюминия в цемент и землю, при литье алюминия в гипсовые формы рекомендуется не забывать о технике безопасности, например, надевать спецодежду для защиты кожного покрова от возможных ожогов.

Типовые цены

Старший специалист. Помощь в оценке стоимость и сроках производства изделий из бронзы, алюминия и чугуна.

Формовочная смесь для литья алюминия

К формовочным смесям для литья предъявляются следующие требования:

• механическая прочность;
• теплопроводность;
• газовая проницаемость;
• огнестойкость;
• теплоемкость.

Формовочные и стержневые смеси обладают одинаковыми свойствами. Но к стержням предъявляются более высокие требования, потому что на него расплавленный металл оказывает более сильное давление.

Состав различных смесей

Формовочные смеси делятся на три типа:

1. единые;
2. облицовочные;
3. наполнительные.

Единая смесь предназначается для наполнения всего объема литейной формы. В полном объеме используется при машинной формовке при выпуске отливок в большом количестве. Для ее приготовления используется большой объем еще неиспользовавшихся материалов.

Облицовочная смесь предназначена для получения слоя формы, контактирующего непосредственно с расплавом. Его толщина зависит от типа смеси и тяжести отливки и составляет 20-100 мм. Для того чтобы дополнить оставшийся объем используется наполнительная смесь.

Состав формовочной смеси напрямую зависит от формы и метода ее изготовления. Формирование песчано-глинистых форм происходит двумя способами, в результате которых получаются сухие и сырые формы. Для их податливости при формировании в смесь вводятся сгорающие наполнители – торф или древесные опилки. В состав подсушиваемых форм кроме глины и песка закладываются крепитель, измельченный асбест и барда.

Кроме них используются:

• быстро отверждающиеся;
• самостоятельно отверждающиеся;
• твердеющие при химическом преобразовании;
• жидкостекольные составы.

В быстро отверждающихся смесях связкой выступает жидкое стекло. Если для сушки жидкого стекла необходима теплая продувка, то в данном случае отвердение происходит за счет феррохромового шлака.

Классификация формовочных смесей

Самостоятельно отверждающиеся составы в первоначальном состоянии жидкие. Затем в них вводятся ПАВ и песочный наполнитель. Такой состав сохраняет текучесть не более 10 минут. Поэтому они приготавливаются на формовочных участках.

Химически отверждающиеся смеси имеют малый срок жизни. В следствие чего в смесь добавляется едкий натр.

Жидкостекольные разновидности после формирования подвергаются сушке продуванием углекислым газом. В процессе сушки протекают химические реакции: образование кремниевой кислоты и углекислого натрия.

Для изготовления стержня, например, первого класса, смесь целиком состоит кварца и крепителей. Для формовки крупных стержней используется 1/3 часть использованного и восстановленного состава.

Температура плавления цветных металлов значительно ниже, чем у сталей и чугунов. Из-за чего формовочные смеси имеют меньшую огнеупорность. Для литья бронзы и медных сплавов формовочные составы готовят при использовании глинистого песка П класса. Такие наполнители как борная кислота, серный цвет или фтористая присадка используются для литья алюминия. Они препятствуют активному окислению расплава.

Технология

Технология литья деталей из алюминия в домашних условиях довольно проста, но требует тщательного выполнения требований и большого внимания к деталям. Наиболее простая технология заключается в заливке расплавленного алюминия в подготовленные формы. При этом необходимо иметь минимальный набор необходимого оборудования.

Главной задачей является расплавление воска или парафина внутри формы с заменой пустот алюминием, после чего остывшую деталь можно легко достать. Первое, что нужно сделать – это подготовить опалубку, в качестве которой можно взять любую картонную коробку, например, из-под обуви, или изготовить ее из фанеры. В нее заливается парафин или воск.

Парафиновая форма для литья

При работе с парафином следует учитывать некоторые особенности:

1. Залитый в форму парафин очень быстро остывает, поэтому не следует ускорять этот процесс. Деталь должна остыть самостоятельно, это позволит сохранить однородную структуру. Для полного остывания нужно подождать около суток, после чего можно перейти к его обработке.
2. Парафин может сильно просесть в центре заготовки, поэтому нужно учитывать этот факт при оценке необходимых габаритов заготовки.

Вырезать правильную форму из заготовки – очень трудная задача. Поэтому человек, не имеющий должного опыта, не сможет справиться с ней.

Форму для заливки алюминия следует изготовить из оргстекла, который прочно скрепляется с помощью герметика. После этого на дне подготовленного «аквариума» располагается заготовка, которую нужно закрепить, чтобы она не сместилась в процессе заливки гипсом. Сделать это можно с помощью пластилина.

Затем следует подготовить гипсовую смесь, которая приготавливается с добавлением мелкозернистого песка (в соотношении один к одному)

Это очень важно, так как чистый гипс содержит много влаги, которая испаряется при отливке детали и влияет на качество готового изделия

Стоит помнить, что гипс очень быстро застывает, поэтому выполнять работы нужно в быстром темпе. Полностью залив форму, ее стоит встряхнуть, чтобы избавиться от пузырьков воздуха.

После застывания гипса форму из оргстекла необходимо снять. Затем следует удаление парафина. Это можно сделать, положив форму вверх ногами на горячий лист железа, разогреваемого на огне. Также можно прокипятить форму в воде, что позволит более тщательно избавиться от парафина. После этого гипсовую форму нужно высушить.

Существует несколько способов расплавления алюминия, но технология литья в домашних условиях предусматривает самостоятельное изготовления тигельной печи или использование муфельной. Тигельная печь изготавливается только из огнеупорного кирпича.

Плавка алюминия в домашних условиях

После расплавления металла можно начинать процесс литья алюминия. С помощью ложки из нержавеющей стали следует снять окисную пленку. Плавление металла можно попробовать произвести с помощью газовой горелки, которой будет достаточно при небольшом объеме.

Технология может видоизменятся в зависимости от требований к готовому изделию и имеющихся инструментов. Методом проб и ошибок можно добиться оптимальной технологии.

Требуемые свойства

Для получения качественной отливки необходима литейная форма, изготовленная из ингредиентов, подобранных под разлив определенного металла. Формовочная смесь для литья должна обладать определенной влажностью. При малой влажности форма склонна к осыпаемости, что затрудняет формовку.

Плохая газовая проницаемость провоцирует образование в отливке дефектов — газовых пор и раковин. Из-за чего необходим песок крупной фракции (более 50%).

Свойства формовочных смесей характеризует твердость. Она зависит от равномерности и степени уплотнения. Уплотнение формы сверх нормы провоцирует появление таких дефектов как:

• пригар;
• распор;
• вскип.

Литье в песчано-глинистую форму

Высокая прочность формы и стержня не позволяет изменять геометрию отливки. Чтобы ее получить применяются специальные связующие материалы.

Ваш заказ в надежных руках

Мы всегда проверяем представленную в литье модель перед сдачей ее в работу. Грамотно подходим к процессу напайки литников и креплению восковок на “елку”, что дает уверенность в качественном исполнении нашей с Вами работы. Литье серебра у нас даст вам некоторые преимущества, и в первую очередь это возможность не переплачивать. Наши цены всегда будут приемлемыми на любые наши услуги, что позволит вам выполнить заказ без дополнительных усилий с вашей стороны.

При выполнении всех вышеперечисленных работ, наши мастера используют индивидуальный подход, что позволяет быть уверенными в результате и в том, что все ваши пожелания будут воплощены в реальность. И для этого с вашей стороны не потребуется особых усилий, достаточно будет обратиться именно к нам, чтобы специалисты с многолетним опытом произвели необходимое вам литье драгоценных металлов.

• Низкий процент угара: при литье золота – 0,8 %, при литье серебра – 1 %, при полном цикле изготовления ювелирного изделия – 10%.
• Сборка елок – за наш счет!
• Изготовление полностью или только литье ювелирных изделий возможно как из нашего сырья, так и по давальческой схеме. Цены на металл: курс ЦБ + 20%.

Заказав услуги по литью золота и серебра в компании “Атрикс”, вы получите высокое качество, приемлемые цены, индивидуальный подход, взаимовыгодное сотрудничество.

Курсы литья художественных изделий в Русской Академии Ремесел интересны не только ювелирам. Изучаемые технологии дополнят профессиональный арсенал любого мастера, работающего с металлом – изготовителя сувениров, бижутерии, оригинальной фурнитуры для интерьера, одежды или галантереи

Ювелиры же обратят особое внимание на литье с камнями, ведь эта технология преподается на курсах крайне редко

Практические занятия проходят в оборудованной мастерской, слушатели успевают изготовить несколько учебных работ. Некоторые из изучаемых технологий можно применять в домашних условиях, без специального оборудования, и использовать на досуге, например, при изготовлении рыцарского снаряжения или моделей техники. В завершение учебы слушатели выполняют дипломную работу и по итогам ее защиты получают документ о квалификации.

Приготовление смесей

Процесс приготовления формовочных и стержневых смесей проводится в три этапа. Первый этап — подготовительный. Здесь происходит подготовка еще неиспользованных материалов. Проводится сушка, дробление и последующее просеивание.

На втором этапе происходит подготовка отработанного состава. Это позволяет экономить на материалах. Процесс начинается на охладительных барабанах. Происходит выбивка, размельчение, охлаждение.

Формовочные смеси для литья готовятся на третьем этапе в смесителях. Широкое применение нашли катковые модели. Они используются для приготовления таких составов как:

• единые;
• стержневые смеси;
• облицовочные;
• с добавками: вязкие;
• жидкие;
• пылевидные.

При больших объемах выпуска производство автоматизировано. Механизация процессов отражается на снижении себестоимости продукции.

Общая характеристика металла

Бронза – это сплав меди в сочетании с оловом, реже в качестве дополнительного элемента используется кремний, свинец или алюминий. В зависимости от процентного соотношения металлов бронза приобретает различный цвет.

Базовые показатели этого материала обусловили его широкое применение в различных направлениях. Бронза отличается следующими свойствами:

• высокая прочность;
• износостойкость;
• низкий уровень коррозии;
• простота обработки;
• паростойкость;
• высокая тепло и электропроводность;
• устойчивость к различным повреждающим факторам. К ним относится и влияние окружающей среды.

По сравнению с другими аналогичными сплавами бронза отличается особой прочностью и стойкостью. Температура ее плавления 1000–1100 градусов.

Специалисты по работе с металлом используют два варианта бронзы: с содержанием олова и без него. Ко второй группе относятся такие типы бронзы:

• свинцовый – обладает высоким уровнем стойкости и устойчивости;
• бериллиевый – этот сплав характеризуется наибольшей стойкостью и прочностью, превосходя показатели стали;
• кремниецинковый – обладает наиболее высокой текучестью в расплавленном состоянии;
• алюминиевый – наиболее стоек перед различными раздражителями, особенно химическими.

Несмотря на хорошие показатели, оловянный тип бронзы получил самое широкое распространение. Особенностью бронзового литья является небольшой процент усадки, поэтому его часто используют для изготовления деталей, требующих точного соблюдения размера.

Поэтому такие изделия после отливки нуждаются в минимальной обработке, так как они имеют гладкую поверхность и четкие контуры. Это качество металла проявилось и в художественном литье, а также в отрасли машиностроения для изготовления различных деталей.

Каталог статей

Этот метод литья легко позволяет отливать изделия или детали массой 10-15 гр. Обычно этого бывает достаточно, чтобы за несколько приемов, отлить комплект деталей и собрать в дальнейшем из них, путем пайки, склеивания и др., целое изделие. Например, перстень, медальон, браслет и т.д.
Я даю самую основу литейного дела, освоив которую, можно будет заняться более детальным изучением этого вопроса и более сложными задачами искусства создания миниатюр из золота, серебра, бронзы и других металлов.

Для этой работы понадобится: 1) Всё оборудование и инструменты которые применялись для аффинажа и приготовления лигатуры.

2) Воск зубопротезный – красный базисный, для простых моделей, более жесткий воск моделировочный или бюгельный, позволяет моделировать более мелкие и тонкие детали. Можно приобрести в магазине медтехники и в зуботехнических лабораториях у зубных техников.

3) Жидкое стекло. Жидкое стекло это водный раствор силиката натрия. Применяется для защиты фундаментов от грунтовых вод, устройства бассейнов и т.п. Канцелярский клей на основе жидкого стекла, но его использовать не надо, потому, что в нем есть добавки, которые неизвестно как себя проявят во время литья. Лучше взять чистое жидкое стекло.

4) Формовочная масса. Заводскую формовочную массу, можно купить и достать там-же, где и воск. Я делаю формовочную массу сам. Вот её состав – состоит из двух частей огнеупорный наполнитель и связующее вещество. Первая это мелкий кварцевый песок, можно получить самому, растолочь в чугунной ступке, чистый, без цветных вкраплений, кварцевый камень или крупный кварцевый песок, до порошкообразного состояния. Почему нужно использовать именно кварц, а не простой камень и песок, потому что, в состав неизвестного песка и камня входят вещества, которые могут соединиться с расплавленным золотом и изменить его свойства и цвет и вы не получите задуманного результата. Я ещё использовал порошок для шлифовки пластмассовых протезов. Тоже можно достать в медтехнике, если нет кварца. Стекло я не пробовал толочь, хотя тоже кварц и в очистке золота используется. Вторая часть формовочной массы это связующее вещество-гипс. Лучше использовать зуботехнический гипс, но я использовал, при его отсутствии, обыкновенный строительный гипс сероватого цвета. Алебастр, я ни когда не использовал, поэтому советовать не буду.

5) Опока. Для нашей цели, мы будем использовать обрезки труб, внутренним диаметром 25; 32 или 40мм. Длинна около70мм. Трубки для опоки надо резать точно под 90 градусов, так с ней легче будет работать.

6) Ручная центрифуга, представляет собой ручку – деревянную, пластмассовую или металлическую, насаженную на ось и свободно вращающуюся вокруг неё. Оба конца оси устроены так, чтобы ручка не могла соскочить, а на один из концов закреплено кольцо с цепью, длинною около 40см. На противоположном от ручки конце цепи, крепится устройство, в которое будет помещаться опока для центрифугирования. Это устройство называется корзина и представляет собой тонкостенную трубку, внутренний диаметр которой немного больше наружного диаметра опоки, для того чтобы опока легко входила в корзину, где её надо будет закрепить клинышками с трех сторон по центру. Высота корзины должна быть меньше опоки, для того чтобы можно было легко ставить и вынимать опоку пинцетом или корнцангами.

Корзина снизу имеет донышко, а сверху ручку как у ведра. Только ручка должна быть высокой, выше, чем высота опоки, всё для того же, чтобы она не мешала ставить и вынимать опоку. Так же ручка должна быть направлена строго вертикально и жестко закреплена сваркой или пайкой снаружи по бокам корзины.

Весь процесс проходит таким образом: сначала готовим восковые модели всего изделия, если оно простое, или восковые модели деталей будущего более сложного изделия. Как изготовить восковые модели, расскажу подробно в отдельной статье.

Рассмотрим отливку простой детали. Предположим, у нас есть готовая восковая модель, определяем необходимое количество металла для будущей детали. Для этого взвешиваем восковую модель на точных весах и определяем по таблице, сколько нужно металла для изделия:

Вес модели Вес золота Вес серебра Вес меди и бронзы

1 гр. 19,5 гр. 10,5 гр. 9 гр.

Конечно, расход металла будет больше, так как он нужен для заполнения полостей литков и шариков резерва, поэтому надо добавить металл с запасом, чтобы не было недолива. Таблица дает возможность примерно определить, сколько надо подготовить металла для отливки детали. Далее подбираем подходящую для этой модели опоку. Диаметр опоки должен превосходить размер детали в 1,5-2 раза. Теперь работаем с восковой моделью, крепим к ней литки. В качестве литков можно использовать проволоку диаметром 1-2 мм. Для чего нужны проволочные литки, для того, чтобы после затвердевания формовочной массы в опоке, и их удаления, на месте литков останутся каналы, по которым расплавленный металл протечет в полость оставшеюся от восковой модели. Проволочный литок, слегка нагреваем на спиртовой или газовой горелке и погружаем в кусочек воска, чтобы литок покрылся тонким восковым слоем. Это нужно для того, чтобы в дальнейшем было легко удалить его из застывшей формовочной массы. Затем ещё достаточно горячий проволочный литок, погружаем в восковую модель на несколько миллиметров, глубина погружения литка, зависит от величины модели. Модель должна достаточно крепко держаться на литке, чтобы выдержать дальнейшие манипулирования с ней. Если деталь округлой формы, компактная, то ставим один литок, а если сложной формы, вытянутая и разной толщины, лучше ставить несколько литков в разные части модели, чтобы расплавленный металл легко мог заполнить все части данной детали (см. рисунки 1 и 2).

Готовую модель с закрепленными литками и шариком резерва, покрываем слоем жидкого стекла, окуная её в ёмкость с жидким стеклом или при помощи кисточки. Высушиваем при комнатной температуре. Следующий этап, заливка восковой модели формовочной массой в опоке. Готовим сухую смесь для формовочной массы. Для этого определяем необходимый объем формовочной массы, по объёму внутренней части опоки с небольшим запасом. Смесь составляем в пропорции: толченый кварцевый песок 65% и гипс 35%.

Устанавливаем опоку вертикально на пластину с гладкой поверхностью, чтобы жидкая формовочная масса не подтекала снизу. Можно использовать гладкую кафельную пластинку или кусок стекла.

Приготовленную сухую смесь, разводим до консистенции жидкой сметаны. Удобно разводить смесь в резиновой колбе, сделанной из разрезанного пополам детского мячика, диаметром 12-15 см.

Наполняем опоку раствором формовочной массы до края. Перед погружением модели в опоку, на неё надо нанести слой формовочной массы, погрузив её в колбу с оставшемся там раствором или нанести формовочную смесь кисточкой, чтобы на поверхности модели не осталось пустот от пузырьков. Затем погружаем модель в опоку так, чтобы шарик резерва был погружен на глубину 15-20 мм. от верха и располагался в центре. Во время погружения модели в опоку, надо сделать несколько движений вверх-вниз, чтобы избавиться от воздушных пузырьков. Делать всё это надо аккуратно, чтобы не сломать восковую модель, но и не затягивать процесс, не забывая, что в растворе присутствует гипс и масса вскоре начнет густеть. В таком состоянии опоку оставляем на некоторое время, пока формовочная масса хорошо затвердеет. После заливки и отвердения, производим подрезку формовочной смеси в опоке, для того, чтобы сформировать воронкообразное углубление в центре. Подрезку делают ножом, опирая лезвие на верхний край опоки, носик направлен на центр диаметра, ориентиром является проволочный литок. Вращая опоку вокруг оси, постепенно срезаем затвердевшую массу, формируем воронку, пока не дойдем до центра резервного шарика. Все, теперь надо тщательно продуть и почистить кисточкой получившуюся воронку от крошек. Далее просушиваем снаряженную опоку примерно сутки. Затем идет прокаливание и литье. Можно подготовить сразу несколько снаряженных опок, чтобы отлить их потом вместе. Например, так можно подготовить комплект деталей для одного изделия. Когда Вы натренируетесь на отливке простых одиночных моделей, можно будет пробовать отливать насколько деталей в одной опоке за один раз.

Хорошо просохшую модель, перед производством литья, необходимо хорошо прокалить на плитке под колпаком, так же, как раньше прокаливали в тигле узелок с осадком золота.

Я это делаю так: на электроплитку кладу тонкую металлическую пластину, на пластину боком укладываю опоку, так чтобы та часть, где находится литок, была немного ниже. Это нужно для того, чтобы во время прокаливания, расплавленный воск модели легко вытекал из опоки. Закрываю колпаком, включаю электроплитку и грею до тех пор, пока расплавленный воск не потечет из литка опоки. Беру пинцетом за кончик проволочного литка и вытягиваю его из опоки без раскачивания. Закрываю колпаком и прокаливаю несколько часов. За это время, воск модели должен весь вытечь и выгореть, вся оставшаяся влага должна испариться. Если не достаточно прокалить опоку, то во время литья золота, в полости восковой модели и в пустотах каналов литков, остатки воды превратятся в пар и отлитая деталь, будет иметь поры, хорошо видимые после шлифовки.

Полностью подготовленную опоку помещаю в корзину ручной центрифуги, расклиниваю тремя одинаковыми медными клинышками. В воронку опоки кладу подготовленный слиток металла, состав, цвет и вес которого соответствует поставленной задачи. Выбираю место и положение, где я могу раскручивать центрифугу. Зажигаю горелку и регулирую пламя так, чтобы можно было плавить слиток металла в оптимальном режиме. В правую руку беру ручку центрифуги, поднимаю её так, чтобы мне было удобно греть горелкой металл в опоке, левой рукой беру горелку и приступаю к плавлению слитка в опоке. Когда слиток расплавится и начнет «бегать” под пламенем, энергично раскручиваю центрифугу секунд 5-7. Эту операцию надо отрепетировать в холодную, чтобы прочувствовать все моменты и быть уверенным, что металл не вылетит во время вращения центрифуги. Даю постоять опоке пару минут, кладу её в ёмкость с водой. После того, как шипение, плюханье прекратится, и опока остынет, вычищаю формовочную массу, достаю отлитую деталь и приступаю к её обработке. Срезаю литки и довожу её до нужного состояния с помощью различных инструментов, многие из которых сделал сам. Когда Вы займетесь литьем, лучше конечно начинать работать с более дешевыми и доступными металлами, такими как бронза и другие сплавы меди, и лишь полностью освоив эту методику, начинайте литье золота. В процессе работы по созданию миниатюр из золота серебра и др., Вы сами уведете, какие инструменты нужны для работы, может даже, придумаете и изготовите, необходимые. На первый случай нужно будет иметь набор натфелей, бокорезы, кусачки, лобзик, дрель с насадкой для крепления абразивных резиновых шлифовальных кругов и войлочного круга, для полировки с пастой гои. С этим инструментом можно начать и сделать что нибудь не очень сложное. В дальнейшем, если это увлечение будет углубляться, понадобится и другие более дорогие инструменты такие, как шлифмашинка с рукавами, набор фрез, чеканы, штихели многое другое.

Отливку Мелких деталей из золота, серебра и бронзы, можно делать и другими методами, без ручной центрифуги, например с помощью вакуумной установки и так называемым паровым способом. Я видел самодельные вакуумные установки. Опишу вкратце: состоит из воздушной ёмкости от тормозной системы автомобиля, насос подсоединен на откачку, от ёмкости идет трубка с краном на конце которой устройство, для установки опоки, наподобие выше описанной корзины, туда и ставят опоку и герметизируют гипсом или шнуровым асбестом, расплавив металл, открывают кран и вакуум засасывает металл в пустоты, через формовочную массу. Отливка паром самая простая — опоку с расплавленным металлом накрывают и плотно прижимают строительным полутерком, на поверхность которого нанесен тонкий слой мокрой глины. В тот момент, когда полутерок закрывает верхнюю часть опоки, температура там, около 1000 градусов, влага в глине моментально превращается в пар и создавшееся давление загоняет металл в пустоты опоки.

Процесс литья я описал достаточно подробно, чтобы им можно было руководствоваться, как новичку, так может быть и человеку, имеющему какой то опыт в этом деле, но работающему по другой методике.

Я буду продолжать серию статей по теме «Работа с цветными и драгоценными металлами, в домашней мастерской или лаборатории” В следующей статье я расскажу, как готовить золотой припой и как собирать изделие из деталей, путем пайки.

Формовочная смесь для литья бронзы

История литейного дела насчитывает более пяти тысячелетий. В каменных, глиняных и песчаных формах древние мастера отливали орудия труда, хозяйственную утварь и украшения. Сегодня мы расскажем об этом древнем ремесле. Оно поможет вам в изготовлении различных декоративных изделий, а также деталей для ваших моделей. Для примера проследим, как отливают небольшую шкатулку.

Форму для ее отливки готовят в двух ящиках-опоках, сделанных из хорошо просушенной древесины березы, сосны, бука. Деревянные опоки — это рамы, собранные на шурупах и клее (см. рис. 1 А, В). С двух противоположных сторон каждой рамы укрепляют горизонтальные планки, которые называются выступами, или приливами (рис. 1Г). В приливах сверлят два отверстия и забивают в них металлические трубки (рис. 1Д). Чтобы трубки не выпадали, их торцы слегка проковывают. Из толстой проволоки сгибают штыри или соединяют верхнюю и нижнюю опоки (рис. 1Б, Е). В работе вам потребуются совок, сито, трамбовка, иглы, подъемы, ланцеты, мешочки с так называемым припылом, гладилки, кисти (рис. 2А-И). Совком засыпают в опоки формовочную смесь, а через сито ее просеивают. Величина ячеек сита — от 1 до 1,5 мм. Для уплотнения формовочной смеси наиболее удобна трамбовка с двумя рабочими частями — цилиндрической и клиновидной (рис. 2В). Иглы (рис. 2Г) служат для прокалывания в песчаной форме каналов, в которые входят газы, образующиеся при заливке металла. Иглы изготавливают из стальных прутков, заточенных на конус. Мешочком с порошком-припылом (рис. 2Ж) припудривают поверхность модели перед формовкой, а также готовую форму перед сборкой и отливкой. Благодаря этому к ней не прилипает формовочная смесь. Кроме того, припудренную модель легко извлекать из готовой формы.

В качестве припыла применяют измельченный древесный уголь, цемент, тальк, графит, а для тонкого фасонного литья — ликоподий (споры болотного растения плауна). Мешочек для порошка делают из марли или другой редкой ткани. Очищают модель от лишнего припыла кистью из перьев (рис. 2И). Подъемы (рис. 2Д) — тонкие стержни, один конец которых согнут в виде кольца, а другой заострен — служат для извлечения модели из формы. На рабочей части крупного подъема нарезают резьбу. Всевозможные повреждения на форме устраняют гладилками, изготовленными из стали или латуни (рис. 2З). Рабочие поверхности гладилок тщательно полируют. Для подрезания формовочной смеси, например при изготовлении литниковой воронки, применяют стальные и латунные ланцеты (рис. 2Е).

Изготовление модели. Основой для литейной формы служит модель, выполненная в натуральную величину из гипса, дерева, металла, пластмассы и других материалов. Деревянные модели изготавливают из сосны, бука, ольхи, березы. Древесина должна быть хорошо просушена.

Шкатулка, эскизы которой приведены на рисунке, состоит из двух частей — корпуса и крышки. Чтобы крышку и корпус можно было легко извлечь из формы, их боковые стенки делают с некоторым уклоном. Соединительные петли составляют со стенками единое целое. Шкатулку отливают по частям — для крышки и корпуса делают отдельные формы. Боковые стороны крышки соединяются "на ус" тонкими гвоздями и клеем. На верхнюю сторону крышки переводят через копировальную бумагу нарисованный по клеточкам контур рельефа, который затем вырезают ножом-косяком, полукруглыми и прямыми стамесками. Законченный рельеф шлифуют мелкозернистой шкуркой. Верхнюю и боковые стенки соединяют друг с другом штырями. Так как модель крышки — разъемная, обе ее части должны легко разъединяться без значительных усилий. Разъемную модель крышки окрашивают нитролаком, эмалью или масляной краской. В литейном деле принято в красный цвет окрашивать модели для чугунных отливок, в серый — для стальных, а в желтый — для цветных металлов. Потому оговоримся: несмотря на то, что на нашем рисунке модель шкатулки окрашена в красный цвет, отливать ее можно из любых доступных легкоплавких металлов. Одновременно с крышкой в той же последовательности изготавливают разъемную модель корпуса коробки.

Приготовление формовочной смеси. Она состоит из кварцевого песка, в который добавлено 8—12% чуть влажной глины. Песок предварительно промывают, просушивают, а затем просеивают через сито. Глину отмучивают, то есть заливают большим количеством воды и размешивают деревянной мутовкой до образования однородной глинистой жижи. Когда раствор отстоится, песчинки и мелкие камешки опустятся на дно, а щепки, травинки и другие легкие предметы всплывут. Осветленную воду осторожно сливают и ковшом вычерпывают жидкую глину, которую потом помещают в широкую посудину. Сушат глину в теплом сухом месте или на солнце. Потом ее измельчают в порошок, просеивают и высыпают в ящик, коробку или целлофановый пакет.

Чтобы приготовить формовочную смесь, 9 частей песка смешивают с 1 частью глиняного порошка, тщательно перемешивают и добавляют примерно 0,5 части воды. Раствор перемешивают до тех пор, пока он не станет однородным. Оптимальную влажность формовочной смеси можно определить так. Берут щепотку смеси, скатывают из нее шарик, а потом подбрасывают вверх. Материал считается пригодным к работе, если шарик не рассыплется или не расплющится при падении.

Рассыпавшийся шарик указывает на то, что формовочная смесь недостаточно увлажнена, а расплющенный — на избыток влаги. В первом случае в смесь добавляют чуть-чуть воды, а во втором — сухую песчано-глинистую смесь.

Формовка. На ровный и гладкий деревянный щит, называемый подмодельной доской, кладут одну из двух частей разъемной модели. В данном случае это будет верхняя сторона крышки. Ее укладывают рельефом вверх. Рядом располагают прямоугольный деревянный брусок — так называемый питатель (см. рис.). Следом за ними устанавливают опоку приливами вниз и припыливают поверхности детали и питателя, например, порошком древесного угля (рис. 2). Затем наносят слой облицовочной формовочной смеси, то есть более тщательно просеянной, мелкой и однородной. От нее зависит чистота поверхностей отливки (рис. 3). Постепенно слой за слоем всыпают в опоку наполнительную смесь, постоянно утрамбовывая ее, вначале клиновидным концом трамбовки, а затем плоским (рис. 4). Утрамбовывать надо с таким расчетом, чтобы она была не рыхлой, но и не слишком плотной. В первом случае в формовочной смеси могут образоваться пустоты, которые потом заполнятся металлом и исказят форму отливки; во втором — чрезмерное уплотнение помешает выходу газов при заливке металла.

Заполнив опоку доверху, деревянной или металлической линейкой снимают лишнюю формовочную смесь (рис. 5).

В готовой полуформе на равном расстоянии друг от друга иглами делают вентиляционные каналы. Форму прокалывают с таким расчетом, чтобы вентиляционные каналы не касались модели (рис. 6). В противном случае металл попадает в каналы, нарушая чистоту поверхности отливки.

Далее опоку переворачивают так, чтобы приливы с ушками оказывались сверху (рис. 7). Плоские участки формовочной смеси (поверхности разъема) посыпают сухим песком. Он разделяет две полуформы, не давая формовочной массе слипаться. Песок, попавший на модель, сметают кисточкой из перьев. Сверху устанавливают вторую часть модели, так, чтобы штыри, находящиеся на ней, свободно вошли в глухие отверстия, заранее просверленные в первой детали (рис. 8). На конце питателя устанавливают шлакоуловитель со стояком, а в самой высокой точке модели — так называемый выпор. Стояк — это деревянный усеченный конус, опирающийся на шлакоуловитель — призму с трапецеидальным сечением. Установив сверху вторую опоку и соединив ее с нижней штырями, покрывают модель и литниковую систему тонким слоем припыла и заполняют верхнюю опоку формовочной смесью (рис. 9). Лишнюю формовочную смесь удаляют линейкой (рис. 10). В верхней части формы накалывают вентиляционные отверстия и вырезают литниковую воронку (рис. 11). Вынув из гнезд соединительные штыри, убирают из формы и стояк. Затем осторожно снимают верхнюю полуформу и кладут рядом с нижней. С помощью подъемов извлекают из полуформ модель и литниковую систему (рис. 12).

Раскрытую форму тщательно осматривают, исправляя поврежденные места гладилками и ланцетами. Убедившись, что дефектов нет, внутренние поверхности формы припудривают толченым древесным углем. Затем полуформы накладывают одну на другую, соединяют штырями и устанавливают на постель, состоящую из слоя формовочной смеси (рис. 13). Сверху кладут планки и груз.

Заливка формы. Металл или его сплавы, заливаемые в песчаную форму, должны иметь хорошие литейные свойства и прежде всего высокую текучесть. Чтобы это свойство полнее проявлялось, заливаемый расплав должен иметь температуру на 100—150° выше точки его плавления. Свинец плавится при температуре 327°, но температура заливаемого в форму расплава должна быть примерно 500°. Температура плавления олова 232°, оловянный расплав должен иметь температуру 400°. Точка плавления цинка 419°, а температура расплава — 600°. Температура плавления алюминия 660°, а расплав должен иметь температуру 750—800°.

Цинк — один из самых доступных легкоплавких металлов, который обладает высокими литейными свойствами. Запастись цинком можно постепенно. Прежде чем выбросить батарейки для карманного фонаря или радиоприемника, надо извлечь из них и переплавить цинковые стаканчики. Так постепенно у вас соберется нужное количество.

Цинк, олово, свинец легко плавятся в обычной консервной банке на любом огне.

Свинец плавят на открытом воздухе или в помещении, оборудованном вытяжным шкафом. Алюминий плавят в глиняных тиглях, помещая их в муфельную печь. В ней можно плавить и бронзу, содержащую 25% олова. Перед загрузкой металла в тигли их стенки и дно припорашивают бурой. О том, как сделать своими руками простейшие муфельные печи, было рассказано на сайте: Муфельная печь и Муфельная печь из электроплитки.

Расплав вливают в форму через воронку литника (рис. 13). Заполнив доверху воронку и выпор, металлу дают затвердеть и остыть в течение 20—30 минут. Затем опоки разъединяют и выбивают отливку. Формовочную массу убирают в отдельный ящик для повторного использования при формовке корпуса шкатулки (рис. 14).

У выбитой из формы отливки отпиливают или обрубают зубилом литниковые образования и напильниками стачивают наплывы. Металлической щеткой снимают с отливки пригоревшую формовочную смесь. По сравнению с моделью отливка всегда получается менее четкой, поэтому ее обрабатывают специальными чеканами. Мелким отливкам придают четкость с помощью зубильцев и резцов (рис. 15). В той же последовательности отливают, а затем отделывают нижнюю часть шкатулки — корпус. Готовую шкатулку покрывают защитным декоративным слоем.

Мы рассказали об изготовлении шкатулки, но эта технология годится и для отливки деталей модели, например, якоря, показанного на рисунке.