Электрификация

Справочник домашнего мастера

Газовая печь для плавки алюминия своими руками

Содержание

Газовая печь для плавки алюминия и бронзы


Соорудив такую печку, можно без проблем плавить алюминий и бронзу, а если сильно постараться, в ней можно плавить даже сталь. Весь принцип работы такой печи сводится к тому, чтобы создать изолированный корпус, который сможет выдержать температуру до 2600 градусов Цельсия.
Что касается размеров, то их соблюдать строго не обязательно, автор делал под себя, чтобы можно было плавить как минимум 2 килограмма алюминия за раз.
Конструкция печи очень простая, она состоит из контейнера, крышки, отверстия для подачи газа, а также имеет слив. Изоляция здесь предназначена для выдерживания больших температур, а еще отдельное внимание отведено созданию облицовки, ведь она должна выдерживать температуру пламени горелки.
Для создания корпуса будет нужна или листовая сталь достаточной толщины, чтобы ее можно было сварить, либо же кусок стальной трубы. Нельзя для таких целей использовать оцинкованную сталь, так как цинк горит и выделяет очень вредный для здоровья газ.
Изоляционный материал автор делал сам, тут пришел на помощь огнеупорный цемент. В качестве изоляции предусмотрена воздушная камера между стенками.
Материалы и инструменты для создания печи:
— огнеупорная глина;
— древесные опилки;
— огнеупорный цемент;
— материалы для создания корпуса печи, крышки и другого;
— сварка;
— болгарка;
— уголок;
— труба для подачи газа и горелка.
Процесс изготовления печи:
Шаг первый. Делаем изоляцию
Изоляция у автора состоит из нескольких слоев. Одна часть предназначена для того, чтобы не выпускать тепло из печи, а вторая часть находится внутри печи и выдерживает большую температуру от горелки (керамика).
Для таких целей будет нужна огнеупорная глина, ее можно приобрести в магазинах, специализирующихся на создании керамики, продается она в виде порошка. Важно при покупке спросить о том, какую температуру способна выдержать эта глина. Еще будут нужны древесные опилки, они смешиваются с глиной и образуют единую массу. Когда печь в первый раз прогревается, опилки внутри глины выгорают и там образуются воздушные камеры. Благодаря этим камерам внутри печи хорошо удерживается температура.


Измеряются составляющие объемом, для таких целей можно взять баночку из под кофе. Сперва делается сухая смесь из расчета на одну часть глины три части древесных опилок. Смешивать массу нужно очень тщательно, чтобы опилки равномерно смешались с глиной. Потом в смесь можно добавить одну часть воды и опять все хорошенько перемешать. Смеси нужно дать постоять как минимум 12 часов. За это время глина хорошо поглотит воду и станет пластичной, с ней будет очень удобно работать.
А пока наша смесь насыщается водой, автор переходит к изготовлению банок для литья.
Шаг второй. Изготовление крышки печи
Крышка для печи делается очень просто. Сперва создается каркас, с виду он напоминает колесо от мотоцикла. Такой каркас можно сделать из стальной пластины и пару стальных прутьев. Все это дело гнется, режется, а потом сваривается. По центру крышки автор делает вентиляционное отверстие, для этих целей будет нужна банка из под кофе или другого продукта, она устанавливается по центру. Чтобы банка не прилипла к глине, ее можно смазать растительным маслом.



Ну а теперь каркас устанавливается на ровную поверхность и в него равномерно укладывается изоляционный материал. Тут важно, чтобы глина полностью заполнила всю форму, тогда крышка будет прочной и не прогорит. Когда же глина начнет высыхать, можно осторожно извлечь банку из центра, хотя лучше дождаться полного засыхания глины, чтобы не повредить крышку. Сушить нужно будет неделю или дней десять.
Шаг третий. Изготовление основной части печи
На этом этапе автор наполняет изготовленный ранее каркас печи изоляционным материалом из глины и опилок. В процессе формирования внутренней части нужно не забыть оставить место под слив, а также сделать отверстие для подвода газа. Как сделать внутреннюю часть печи, есть несколько вариантов. Например, можно набить форму полностью, а потом вставить по центру металлическую трубу и с помощью нее осторожно вынуть сердцевину. Подобным образом можно сделать и отверстия для подвода газа и слива.



Еще можно заранее установить в центр печи форму, а затем набить образовавшееся пространство изоляционным материалом. Важно в обеих случая не забыть отступить от нижней части, чтобы у печи был пол.После формирования нужно дать глине высохнуть как минимум одну неделю.
Шаг четвертый. Крышки для вентиляционного отверстия
Чтобы полностью закрывать печь при необходимости ,можно сделать пару таких крышек, как сделал автор. Эти крышки также изготавливаются из изоляционной смеси. Для формования можно использовать банки из под кофе, консервов и пр.
Шаг пятый. Внешний защитный слой
Для защиты изоляции печи от перегрева понадобится нанести на нее защитный слой, он должен выдерживать высокую температуру. Для таких целей автор использовал огнеупорный цемент. Ну а далее все просто, смесь нужно смешать с водой и затем рукой равномерно нанести на все участки с открытой изоляцией. Конечно, стоит такой цемент довольно дорого, но к счастью его нужно совсем немного.
Шаг шестой. Сушим печь
Если глина на глаз уже высохла, это совсем не означает, что в ней нет влаги на 100%. Воды там довольно много, а ведь это серьезный враг. Если при прогреве печи в глине будет вода, образовавшийся пар приведет к образованию трещин и так далее. Чтобы полностью просушить печь, автор принял ряд мер. Сперва в изоляторе нужно насверлить ряд отверстий, для этих целей может понадобится сверло по бетону.
Далее снаружи печь обматывается стекловатой или другим утеплителем, а в центр опускается лампа накаливания. В итоге стенки хорошо прогреваются и из них выходит влага. Лампочку нужно использовать как минимум на 100Вт.
Шаг седьмой. Крепим крышку и подаем газ
В печь должна поступать смесь газа и воздуха. Горелку можно сделать самому или же купить уже готовую.
Для крепления крышки нужен будет уголок, ось, а также кусок трубы. Суть конструкции заключается в том, чтобы при необходимости тяжелую и горячую крышку можно было легко повернуть набок. Для этих целей между крышкой и верхней частью печи нужно выдержать зазор в пару миллиметров.
Автор также установил на печь пару колес, чтобы ее можно было перемещать.
Шаг восьмой. Принадлежности для литья
Для литья вам в первую очередь понадобится тигель. Автор сделал его из куска толстсотенной стальной трубы. Ей нужно будет заварить донышко, а также прикрепить длинные стальные ручки. Здесь все должно быть очень надежно, иначе если ручка упаси господь оторвется, контакт с жидким металлом очень плачевен.
Также нужно будет изготовить пару кузнечных щипцов, ковш и другие принадлежности. Это не составит труда.
Шаг восьмой. Испытание печи
Вот и все, печь готова к испытаниям. Перед тестированием ее рекомендуется сперва прогреть паяльной лампой, чтобы из глины окончательно вышли все оставшиеся частицы влаги. Ну а далее можно подавать газ и как следует разогревать печь. Поджигать удобнее всего факелом.
Через некоторое время верхний защитный слой начнет плавится, в итоге образуется керамика, которая хорошо защищает основное изоляционное тело от воздействия температуры.
В заключении о мерах безопасности
Важно всегда помнить, что работа ведется с жидким металлом, который раскален до нескольких тысяч градусов. Если он попадет на кожу, то человек даже не успеет почувствовать, как получит очень серьезную травму. Также осторожно нужно дышать возле печи, так как при переплавке металлов будет выделяться много вредных паров. Лучше всего использовать средства защиты.
Работать нужно в толстых перчатках из негорючего материала, а также в защитной обуви и форме целом. Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

Как из ведра и гипса сделать мини плавильню для плавки алюминия

Расплавить олово или свинец нетрудно на обычной газовой или электрической плите, и даже на костре, т. к. они начинают течь соответственно при 232 и 327 градусов Цельсия. Труднее это сделать с алюминием, который плавится только при 660 градусов Цельсия. Ни один бытовой нагревательный прибор не может обеспечить такую температуру.
Поэтому плавку алюминия можно организовать только при наличии специальной печи, сделать которую можно своими руками.


Понадобится

Чтобы изготовить мини-плавильню, мы должны приготовить следующие материалы и изделия:

  • металлическое ведро на 9 литров;
  • пластиковое ведро на 4 литров и тазик;
  • песок, гипс и воду;
  • отрезок стальной трубы;
  • два металлических крючка;
  • стальную глубокую тарелку.

Используемые изделия подбираем по размерам, чтобы элементы плавильни, изготовленные с их помощью, точно подходили друг к другу.
Нам будут нужны также следующие инструменты, оборудование и принадлежности:

  • верстак и тиски;
  • дрель со сверлильной головкой;
  • клещи и рулетка;
  • молоток и дюбель;
  • резиновые перчатки;
  • тканевые салфетки.

Технология изготовления мини-плавильни

Смешиваем песок и гипс в пропорции 1:1 с небольшим запасом, т. к. нехватка смеси равносильна браку.

Отмериваем ингредиенты пластиковым ведром и засыпаем в металлическое. Тщательно смешиваем песок и гипс, добавляем воды и перемешиваем содержимое до исчезновения комочков и возникновения однородной массы.

Теперь, используя пластиковое ведро, формируем центр плавильни. Для этого вдавливаем его в раствор, вращая в разные стороны, для облегчения погружения, и качества формировки внутреннего объема плавильни.

Чтобы микст из песка и гипса не выдавливал пластиковое ведро, заливаем в него воду или укладываем песок или камни. После стабилизации пластикового ведра в растворе, и пока он не схватился, сглаживаем неровности и убираем излишки. Обтираем кромки ведер и наружную поверхность металлического ведра тканевыми салфетками, смоченными в воде.
Выждав 1 час, извлекаем пластиковое ведро из схватывающейся массы. При удачном стечении обстоятельств оно останется целым, иначе ведро придется вытаскивать по частям, используя клещи. После этого, удаляем изнутри печи мелкие частицы, крошки и заглаживаем образовавшиеся неровности и острые кромки.

Пока стенки мини-плавильни высыхают, из стальной трубы делаем устройство для подачи теплоэнергии и воздуха внутрь плавильни. Подбираем сверлильную коронку, устанавливаем ее в патрон дрели для высверливания сбоку плавильни отверстие под нужным углом. Вначале в заранее намеченной точке с помощью дюбеля и молотка пробиваем отверстие. Вставляем в него центрирующее сверло коронки и сверлим под нужным углом с помощью дрели.

В окончательном варианте в это отверстие вставляется трубка с приваренным трубным отводом, через который в плавильню будет подаваться и тепловая энергия для разогрева печи.

Приступаем к изготовлению крышки для плавильни. Заготавливаем будущие ее ручки, сгибая молотком металлические крючки, зажимаемые в тиски.
Засыпаем в пластиковый тазик нужного диаметра в той же пропорции (1:1) песок и гипс. Смешиваем компоненты, удаляя случайно попавшие камешки и мусор. Заливаем воду и перемешиваем содержимое тазика до получения однородной массы.
После небольшой выдержки, по центру выравненного раствора вдавливаем стальную тарелку нужного диаметра и глубины, слегка поворачивая влево и вправо, и потряхивая тазик с содержимым. Пока раствор полностью не отвердел, устанавливаем заранее согнутые крючки, которые будут выполнять функции ручек крышки.
Как только раствор отвердел, вынимаем тарелку, удаляем все неровности и сглаживаем кромки на крышке. Это повысит не только ее механическую, но и термическую прочность.
Устанавливаем по центру плавильни тигель и сверху накрываем крышку.
Она получилась точно по размеру.
Наша самодельная печь готова для плавления алюминиевого сырья с обеспечением безопасности и качества процесса.

Печь из газового баллона для плавки алюминияв закладки 1

Если вы увлекаетесь литьем цветных металлов или хотите попробовать себя в этом уникальном виде деятельности, то эта инструкция именно для вас. В ней будет описано, как можно собрать простую электрическую печь из подручных металлов, в которой можно будет плавить алюминий. На сегодняшний день этот металл легкодоступен и довольно популярен. Из него можно сделать различные детали для самоделок, да и вообще все что угодно. Алюминий можно достать даже бесплатно, ведь из него делаются нынешние банки, из которых мы пьем пиво и другие напитки.
Для этой самоделки автор использовал старый газовый баллон, из него делается корпус. В качестве изоляционного материала понадобилась керамическая вата, а нагревательным элементом послужила спираль от электроплитки.

В месте жительства автора напряжение в сети составляет 120В, поэтому для напряжения в 220В понадобится другая спираль.

К преимуществам такой печи можно отнести то, что она абсолютно бесшумна, легко строится, не имеет расходных материалов, а также не нуждается в вентиляции, что позволяет ее использовать в помещении. Единственным недостатком можно считать небольшую температуру, но это не показатель, если алюминий нужно плавить в небольших объемах. Ну и еще печь довольно долго прогревается, если сравнивать ее с печью на газу и так далее.

По словам автора, на сборку печи уходит 90 минут, если уже подготовлены все материалы. При ее сборке не нужно работать с глиной или огнеупорным кирпичом, здесь их заменила керамическая вата, что значительно уменьшает и вес печи. Снаружи такая печь нагревается не более чем до 75 oC.

Правила безопасности
Работая с подобной печью, нужно не забывать о технике безопасности. Здесь есть три опасных фактора, это высокое напряжение, высокая температура и как следствие жидкий, раскаленный металл. Работать нужно в защитных перчатках, которые не расплавятся и не загорятся при контакте с горячим предметом. Печь нужно устанавливать там, где вокруг будет нечему загореться. Ну и нужно будет на всякий случай вооружиться как минимум огнетушителем.

Материалы и инструменты для создания печи:
– пустой газовый баллон (автор использовал от пропана);
– керамическая изоляция;
– хороший кабель, способный выдержать то как минимум 10А;
– крокодилы для подключения печи (ну или другой способ крепления провода);
– болгарка;
– защитные очки;
– перчатки для сварки;
– дрель и сверла;
– термометр и другое.

Процесс изготовления печи:

Шаг первый. Режем газовый баллон

Опасно!
Начинается все с самого опасного мероприятия, это резка газового баллона. Без предварительной очистки его от газа он может взорваться при резке. Есть масса методик, как очистить баллон. Сперва нужно полностью открутить с баллона кран и снять его, затем залить внутрь воды. Чтобы окончательно удалить любые остатки газа, под баллоном можно разжечь костер и отойти подальше на всякий случай. В итоге все, что сможет гореть, выгорит.


Когда баллон готов к резке, понадобится фломастер, нужно заранее определить места отреза и нарисовать его, проведя линию. Далее на помощь приходит болгарка с отрезным диском. Еще отрезать можно такой пилой, как у автора, это более безопасно, да и быстрее.

Шаг второй. Подготавливаем нагревательный элемент
Нагревательный элемент автор использовал от электроплитки. Основное ударение тут нужно делать на качестве, так как спираль в печи нагревается до гораздо более высоких температур, чем на плите. Важно, чтобы наружная трубка была толстой и не расплавилась.

Чтобы подключить спираль, возможно, понадобится еще удлинить контакты. Тут на помощь придет сварочный электрод, ну или любая другая подходящая стальная проволока. Контакт можно закрепить с помощью болта с гайкой.

Шаг третий. Сверлим отверстия для выхода контактов
В нижней части корпуса печи нужно будет просверлить два отверстия для контактов нагревателя. Ширина выбирается в зависимости от ширины расположения контактов. Ну а что касается высоты, то тут нужно учесть еще высоту изоляционного материала, который укладывается на дно печи.

Шаг четвертый. Собираем печь
Сборка печи начинается с поэтапной отделки баллона внутри изоляционным материалом. Начать нужно со дна. Чем толще будет изоляционный материал, тем выше будет температура внутри печи, и тем слабее она будет нагреваться снаружи. Укладывать материал нужно тщательно, чтобы нигде не было не закрытых мест и щелей, иначе будут большие утечки тепла.

Особое внимание следует уделить контактам нагревателя, их нужно обернуть изоляционным материалом. делается это не только для теплоизоляции, но еще и для того, чтобы контакты не соприкасались с металлическим корпусом баллона.

Шаг пятый. Изготовление крышки для печи
Крышку для печи автор сделал из верхней части газового баллона. Чтобы она держалась, нужно просверлить четыре отверстия и ввернуть в них болты с гайками. Эти винты будут не только удерживать крышку, но еще и будут фиксировать изоляционный материал.

Далее крышка кладется на изоляционный материал и обводится по кругу фломастером. Образовавшийся круг нужно вырезать из изоляционного материала, а затем просто вставить в крышку.

Шаг шестой. Подключение печи
Печь автор подключает с помощью крокодилов. Это удобно, быстро, но небезопасно, так как получаются открытые контакты под большим напряжением. Провод можно закрепить статично и заизолировать места подключения термоусадкой.

Шаг седьмой. Тигель
Самый простой тигель для подобных печей – это консервная банка. Но если вы думаете заниматься литьем часто, банок понадобится много, так как они быстро прогорают. Лучше сделать тигель из куска стальной толстостенной трубы и пластины. Все это дело сваривается, а затем в тигель наливается вода, чтобы определить, есть ли утечки.

Шаг восьмой. Тестируем печь
Чтобы проверить печь, ее нужно сперва безопасно установить, то есть подальше от вещей и жидкостей, которые могут загореться. Далее в печь помещается тигель с кусочками алюминия, все это дело накрывается крышкой и подключается к сети. Тут нужен будет термометр, так как нужно отследить тот момент, когда будет достигнута температура плавки. Для качественной плавки алюминия нужна температура 700-750 oC хотя считается, что он плавится при температуре уже 660 oC. Когда она будет достигнута, нужно еще немного подождать, ну а затем металл можно заливать в формы.

Чтобы вытащить тигель, понадобятся хорошие перчатки и подходящие клещи с длинными ручками. НА фото автор просто вылил алюминий в форму, в которой делаются слитки для дальнейшей переплавки. Тут важно правильно подобрать форму, иначе слиток потом может оказаться слишком большим и не влезет в тигель.

В итоге можно сказать, что печь работает, но работает не очень быстро. Так, для плавки алюминия она должна греться целых два часа от источника 120В. Но если подключить ее к источнику питания 240В, то теоретически этот процесс занимает 25 минут. При источнике питания 240В спираль потребляет 1400 Ватт, а при 120В всего 350Вт.

Также следует отметить, что нагреватель в такой печи не будет служить долго, так как сильно нагревается, хотя, все зависит от качества. У автора, например, после нескольких плавок никаких следов разрушения нет. Если учитывать тот факт, что собирается печь быстро, просто и с минимальными затратами, то самоделка стоит потраченного времени и усилий.

Окт 25, 2018Геннадий

Температура плавления бронзы и как расплавить и отлить в домашних условиях

Бронза – сплав на основе меди, не содержащий в качестве основных легирующих компонентов никеля и цинка. Характеризуется сравнительно высокой температурой плавления, металл становится жидким в диапазоне от +940°С до +1300°С. Самая тугоплавкая – оловянно-фосфорная. Из бронзовых сплавов производят сортовой, листовой и трубный прокат, детали двигателя, элементы передаточных устройств, вкладыши в запорную арматуру, фитинги, краны, сувенирные изделия, детали приборов и многое другое. Сделать литье можно в домашних условиях. Плавка бронзы производится в муфельных печах или горнах. При температуре плавления бронза становится густой, плохо растекается по форме, нужно знать некоторые хитрости, чтобы самостоятельно заниматься литьем.

Основные характеристики бронзовых сплавов

Цвет бронзового сплава зависит от количественного состава легирующих элементов. Они оказывают влияние на физические свойства: пластичность, износостойкость, температуру плавления бронзы. В качестве легирующих компонентов выступают металлы (олово, алюминий, бериллий, свинец, марганец) и неметаллы (фосфор, кремний). Расплавить в домашних условиях можно любой бронзовый сплав. Зная маркировку лома, несложно определить точную температуру плавления бронзы. Но обычно состав бронзовых кусочков, подготовленных к плавлению, разнится. Тогда оценивают внешний вид металла.

Бронзовые сплавы классифицируют по двум категориям:

  1. оловянные более пластичные;
  2. безоловянные хуже поддаются обработке:
  • бериллиевые характеризуются высокой прочностью, максимальной выносливостью на разрыв, кручение;
  • у алюминиевых невысокая температура плавления, они устойчивы к коррозии, обладают хорошими антифрикционными свойствами;
  • свинцовые пластичные, хорошо поддаются механической обработке;
  • с добавками цинка и кремния отличаются текучестью, при плавлении равномерно заполняют форму для литья;
  • сплав с железом неплохо сваривается, но контакт ее с агрессивными средами нежелателен;
  • марганец улучшает прочностные характеристики с сохранением пластичности, свойственной меди;
  • оловянно-свинцовые бронзы отличаются ковкостью, их подвергают горячей деформации, делают из сплава горячекатаный прокат.

Для литья в промышленных условиях используют оловянную бронзу с низкой температурой плавления, до +1000°С.

В отличие от латуни, бронза более вязкая в точке плавления. При заполнении форм сложной конфигурации в производственных цехах применяют центрифуги. Сплаву, разогретому выше температуры плавления на 5°, придают дополнительное ускорение, чтобы он растекался равномерно. При кустарном изготовлении отливок вязкость бронзового сплава в точке плавления желательно учитывать, чтобы не было брака на поверхности. Достоинством цветного металла литейщики считают низкую усадку при охлаждении. Удается получать литье, не требующее длительной доводки до заданных геометрических размеров. Из бронзовых сплавов делают качественные фасонные отливки.

Можно ли плавить и отливать бронзу в домашних условиях

Воссоздать промышленную технологию кустарным способом невозможно. Металл для улучшения текучести перегревают. При температуре выше точки плавления выдерживают определенный временной интервал, только после этого расплав разливают в изложницы. Технологи рассчитывают температурный режим для каждого сплава.

Самостоятельно удается получать несложные мелкие детали, требующие серьезной доводки до точных размеров. Как расплавляют бронзу в домашних условиях, стоит рассказать подробно. Для этого нужны особые условия, инструменты. Бронзовый лом не плавится в жестяной банке, для него нужен огнеупорный тигель или старая посуда из черного чугуна. Расплав выливают в самодельные формы. Отливки покрупнее делают на земле или на бетонном полу.

Для лома подбирают схожие по цвету сплавы, бронза плохо измельчается, необходимы ножницы по металлу. Тигель нагревают до температуры плавления лома в горне, подбрасывая уголь, или в электрической муфельной печке. Горячую емкость с расплавом зажимают специальными щипцами с длинной ручкой, чтобы минимизировать риск ожогов.

Процесс литья

Литье бронзы начинается с подготовки рабочего места. Устанавливают подставку под опоку, тигель. Она делается из огнеупорного материала. Можно насыпать слой песка в поддон или воспользоваться металлической пластиной.

До загрузки измельченного лома в печь необходимо подготовить опоку. Ее хорошо прогревают, выдерживают минимум 2 часа при +600°C. Огнеупорный тигель при такой температуре начинает излучать желтоватое свечение. Пока прогретая форма остывает, приступают к плавлению измельченного лома.

Плавильню заполняют на 1/3 объема. С кусочками лома ставят в горячую печь, оставляют до полного плавления. Тигель или другую плавильную емкость устанавливают нагревать, когда температура в печи близка или достигла точки плавления бронзы. Оловянные бронзы становятся жидкими до 1000°C, безоловянные приходится прогревать дольше, у них точка плавления выше.

Когда вся бронз расплавится, ее оставляют в печи на 3-5 минут, чтобы расплав хорошо прогрелся, стал менее вязким. Затем плавильню достают щипцами или специальным крюком. Расплав готов. Пора приступать к изготовлению отливки.

Заливка бронзы в литейную форму

Расплавленный металл выливают в отверстие формы тонкой струйкой, бронза должна равномерно заполнить все пустоты. Она уплотняется под собственным весом. Чтобы горячая форма хорошо заполнялась, ее ставят на вращающуюся подставку с ручным или электрическим приводом. Такая хитрость необходима для получения качественного литья. Если заливать бронзу спокойно, углы отливки будут закругленными. Раскручивают форму с горячим расплавом в процессе заполнения. Когда бронза схватится, форму литья уже не изменить. В заводских условиях используют технологические центрифуги. В домашних условиях умельцы делают подобие промышленных установок на базе отслуживших стиральных машин.

Придавать сплаву движение необходимо при изготовлении небольших сложных отливок. Бронзовому расплаву не хватит собственного веса для заполнения всех пустот. Он будет застывать неравномерно, на поверхности литья возникнут раковины, складки.

Как сделать форму для литья

Самостоятельное изготовление литейной формы начинается с подбора корпуса, куда свободно войдет будущая отливка и останется свободным половина пространства. Это может быть жестяная банка или специально изготовленная емкость. Традиционно размер опоки в 1,3–1,5 раза превышает габариты отливки. Такое соотношение необходимо, чтобы песчано-глиняная смесь образовала равномерный слой со всех сторон детали. Наполнитель для опоки делается из материалов, способных сохранять тепло. Литая заготовка будет качественной только при постепенном остывании.

Форму делают из двух частей:

  • верхняя рамка (занимает не менее 1/4 высоты формы);
  • нижний ящик, в него свободно помещается будущая деталь.

Для набивки делают смесь песка и глины в пропорции 3:1. В глину для аккумуляции тепла вводят 1/5 часть угольной крошки, лучше использовать каменный уголь, у него больше теплоемкость. Однородную массу укладывают в обе части опоки. Смесь не стоит сильно утрамбовывать, чтобы глина не спекалась, оставалась рыхлой во время прогрева в печи. Деталь перед закладкой в подготовленный нижний ящик густо обмазывают тальком или графитовым порошком. Затем делается отверстие для заливки бронзы, разогретой до температуры плавления.

Важно!

Готовую форму нужно просушить перед использованием.

Изделие достают из формы только после охлаждения. Форму аккуратно разбирают, затем вынимают отливку.

Технология получения литья более высокого качества

Получить литье нужной геометрии кустарным способом сложно. Нужно быть готовым к тому, что литье придется долго шлифовать, стачивать, доводить до нужных размеров. Процесс плавления бронзы в домашних условиях сопряжен с рядом ограничений. Нюансы, которые желательно учитывать при самостоятельном изготовлении бронзовых отливок:

  • лучше использовать муфельную печь для плавки, оснащенную терморегулятором, производители предлагают небольшие установки для изготовления домашнего литья, работающие от стандартной сети 220 В;
  • при изготовлении опоки необходимо учитывать сложность ее заполнения расплавом, в местах возможных пустот делают припуски на будущую доводку детали;
  • вместо песочно-глиняных опок для мелких деталей делают гипсовые формы с восковым или парафиновым заполнением. Горячую бронзу при вливании вытесняет не воздух, а расплавленный стеарин.

Парафиновые формочки делают на основе гипсовых слепков, сделанных с будущей детали. Точность изготовления отливок в этом случае возрастает. Опоки из гипса удобны для небольших отливок, их можно сделать неразъемными. Правда, процесс их изготовления усложняется: сначала делятся форма для парафинового муляжа, а затем он заливается формовочным гипсом. Подобные конструкции удобно размещать в центрифуге.

Приступая к плавлению бронзового лома в домашних условиях, следует учитывать состав сплава. Она зависит от химического состава бронзы. Вязкий расплав бронзы медленно заполняет опоку. Чтобы не было пустот, заполненную форму крутят в центрифуге. Под действием центробежной силы металл, нагретый до температуры плавления, распределяется равномерно. Отливка получается качественной.


На самом деле существует много причин, из-за которых люди желают переплавить серебро в домашних условиях.

Во-первых, серебро, содержащее в себе наименьшее количество примесей и металлов, стоит дороже. Так что, если у вас в доме имеется несколько вещей из неиспользуемого низкопробного серебра, то вы сможете переплавить их в слиток, который будет иметь приличную цену. Во-вторых, есть немало людей, которые в домашних условиях переплавляют серебряные украшения, вышедшие из моды. Это очень хорошая идея! вы не станете тратить деньги на дорогие изделия, а сделаете свои оригинальные и по низкой цене.

Большинство изделий из серебра имеет хрупкую структуру, что говорит о высоком содержании в сплаве примесей (сурьмы, цинка, олова, серы и других), поэтому предварительно необходимо провести очистку серебра от ненужных химических соединений.

Технология литья серебра

Литье серебра в заводских условиях осуществляется с применением индустриальных технологий, требующих дорогостоящего оборудования, значительных энергозатрат и использования редких и опасных компонентов. Традиционные технологии, проверенные тысячелетиями больше подходят для литья серебра на дому или в мастерской.

Наиболее распространенные из них — это литье по выплавляемым моделям. Популярно также применение специального воска для моделирования в качестве материала модели. В качестве материала для создания формы используется гипс или глиняно-песчаные смеси.

Слитки серебра для литья

Серебро для литья можно приобрести в сбербанке или в ювелирном магазине в виде слитков. В этом случае состав его точно известен и выбит в качестве пробы. Если вы решили использовать бабушкины ложки или лом изделий из серебра — будьте готовы к тому, что придется провести операцию по очистке лома от примесей. Например, от примесей неблагородных металлов, таких, как свинец, медь и других, серебро очищается путем переплавки в тигле с добавлением селитры, буры и соды. Селитра связывает неблагородные металлы, окисляя их. Сода и бура переводят эти окислы в раствор, образуя жидкий шлак. Серебро остается на дне тигля в виде слитка.

Литье по выплавляемым моделям. Эта технология литья из серебра наиболее доступна для освоения начинающими мастерами. Модель изготавливается из материала, температура плавления которого ниже, чем у заливаемого расплава. Вокруг модели заливается или формуется форма из гипса или песчано-глиняной смеси.

Литье по выплавляемым моделям

Наиболее распространенными материалами для выплавляемых моделей являются воск и парафин. Когда расплав заливается в форму, материал модели плавится и вытесняется из формы через специально предусмотренное отверстие. Место модели постепенно занимает серебро. Есть вари ант этого метода, при котором восковая модель выжигается путем нагрева формы до высокой температуры, а серебро для литья заливают в уже пустую форму.

Изготовление колец

Производство ювелирных изделий из золота и серебра может быть специализировано. Так, например, можно выделить производство колец, особенно литых, которое известно с древнейших времен. Различные по форме кольца отливают из расплавленного благородного металла в литейных формах, изготовленных из сепии или мелкого (формовочного) песка. Формы и модели колец каждый ювелир готовит самостоятельно (рис. 15). Модель из мягкого цветного металла имеет полую шинку, размер которой зависит от величины кольца. Для приготовления литейных форм используют сепии

— известковые овальные раковины морского моллюска каракатицы размером от 8X4 до 15X6 см (рис. 16), которые водятся во всех морях Европы, однако чаще встречаются в Адриатическом море. В затвердевшем сухом состоянии сепии, с одной стороны, заполнены мягким известковым веществом. Раковину сепии разрезают в продольном направлении на две половины (для модели кольца с низким кастом) или на три части (для колец с высоким или широким кастом). Каст — корона кольца — должен быть расположен в утолщенной части формы. Известковое вещество сепии вырезают ножом, затем обрабатывают отдельные части на широкой поверхности напильника или ровном карборунде и трут одну часть о другую до тех пор, пока обе половины (третью часть пришлифовывают снизу) тесно не примкнут друг к другу. Модель кольца вдавливают посередине одной части сепии головкой вниз только до половины продольной оси. На месте, где должен находиться камень, по его размеру устанавливают древесный вкладыш, с помощью которого в отливке образуется пространство для установки камня. К первой полуформе прилаживают и прижимают вторую половину формы; снизу к ним прикладывают третью часть заготовки формы. Прежде чем вынуть модель, наружные края формы обрезают в виде призмы, а поперек зазоров пилкой или чертилкой прорезают расходящиеся в разные стороны риски для того, чтобы по этим контрольным желобкам можно было правильно сложить отдельные части формы. В одной части раковины по обеим сторонам вдавленной модели прорезают чертилкой тонкие риски так называемые воздушные каналы, наискось снизу вверх для отвода воздуха при заливке расплавленного металла, а также для того, чтобы форма не разорвалась. Наконец модель вынимают из сепии и шинку кольца в обеих половинках формы окончательно дорабатывают. Одновременно ножом в верхней части формы прорезают воронкообразный литниковый канал для заливки расплавленного металла (рис. 17). После соединения одинаковых частей по обозначенным контрольным рискам форму связывают мягкой проволокой и прикрепляют к соответствующей рукоятке. Чтобы отливка не стала пористой, форма должна быть сухой, а перед непосредственной заливкой в расплавленный благородный металл необходимо добавить немного цинка. Перед заливкой металл сильно протравливают. В процессе заливки надо следить за тем, чтобы в форму вместе с металлом не попали расплавленная бура или зола. Каждую форму можно использовать только один раз, иначе сепия выгорит. После извлечения отливки из формы избыток металла срезают, а заготовку обтачивают.

Рис. 15. Модель кольца английского образца

Тигель для плавки металла, изготовленный из препарированного или искусственного угля, следует соответствующим образом подготовить (рис. 18). Глубокая ямка не подходит, так как жар в нее не проникает, и в результате металл будет плавиться неравномерно, а на поверхности разбрызгиваться. При помощи воздушной струи от воздуходувки буру перед разливкой металла осаждают.

Рис. 16. Сепия (осса сепия)

Более удобен тигель с неглубокой ямкой, немного приподнятой в центре; благодаря этому увеличивается поверхность металла и расплавленный слиток не принимает форму шара. При такой форме тигля облегчается также разливка металла. Закругленный вырез в крышке с открывающимся отверстием, направленным вверх под углом, равномерно распределяет жар. Крышка, соединенная с подкладкой кусочком проволоки, не соскальзывает с нее.

Рис. 17. Форма для сепии для отливки кольца: а — из двух частей; б — в профиль; в — из трех частей; м — модель; к -литниковый канал; вк — воздушный канал; кр — контрольные риски; д — древесный вкладыш

Когда требуется отлить более крупные предметы или большее количество моделей, то для этого используют литье в формах из песка (рис. 19). При такой отливке применяют формовочную рамку

(опока — прим. пер.), одну половину которой кладут на плоскую доску и наполняют утрамбованным песком, увлажненным пивом или сиропной водой. Затем в форму вдавливают модель до половины глубины песка; если формовочный песок очень глубокий, то верхний лишний слой удаляют. Форму посыпают пылью из древесного угля или известью, устанавливают на ней вторую формовочную рамку и заполняют ее мелким песком. После этого форму осторожно разъединяют и в обеих половинах прорезают к модели литниковый канал. При отливке нескольких предметов модели устанавливают одна возле другой и соединяют литниковыми каналами. Для обеспечения отвода воздуха от каждой модели проделывают вверх воздушные каналы (для золотых изделий — узкие, для серебряных — более широкие). Модель осторожно вынимают, формовочные рамки снова собирают, основательно просушивают и перед заливкой сильно нагревают.

Широкое распространение в настоящее время получила новая технология изготовления мелких предметов — центробежное литье

в «потерянном воске». Отливки, полученные этим способом, по форме и внешнему виду более совершенны, их дальнейшая обработка по сравнению с отливками в сепии или в песчаной форме значительно упрощается и становится более экономичной. Следующее преимущество заключается в том, что одновременно можно отлить несколько моделей. Последовательность изготовления моделей следующая: с предмета или модели, которые собираются отлить, снимают гипсовые оттиски; с закругленных моделей, например колец, делают двусторонние оттиски. Оригинал модели (из глины, формовочного воска, цинка, свинца, олова или латуни) смазывают тонким слоем масла и погружают горизонтально одной стороной в гипсовую кашицу так, чтобы другая половина оставалась свободной (как в сепии). Как только гипс затвердеет, модель вынимают, просушивают и промывают мыльной водой. Затем модель вкладывают назад в гипсовый оттиск и полностью заливают гипсовой кашицей. После просушки обе части быстро разъединяют и модель вынимают.

Рис. 18. Тигель для плавки металла: I — неправильно; II — правильно; м — материал; б — бура

Вместо гипса можно использовать формовочную пасту «Эластик». «Эластиком» заливают нижнюю половину специальной рамки, в которую затем вдавливают модель (до половины). По истечении 3-5 мин «Эластик» вокруг модели затвердевает. Остаток формовочной пасты, выдавленный моделью, обрезают по нижней ее половине. Затем формовочной пастой заливают верхнюю часть рамки и другую выступающую из нижней рамки часть модели. После того, как паста затвердеет (примерно через 5 мин), рамки осторожно разъединяют и модель из нее вынимают так, чтобы не повредились края и мелкие детали. После прорезки воздушных и литниковых каналов основная негативная форма для литья по восковой модели считается готовой.

Рис. 19. Литейная форма из песка

В специальном бачке со сливной трубкой (имеется в виду инжекционная установка со штуцером — прим. пер.) растапливают соответствующее количество голубого воска, который тонкой струйкой вливают в форму. После того, как воск затвердеет (в течение 2 мин), рамки осторожно разъединяют и восковую отливку вынимают. Излишки воска удаляют. Подобным методом можно сделать любое необходимое число отливок. Однако после отливки 20 шт. восковых моделей форма сжимается и твердеет.

Читать также: Как выбрать строительный фен и не ошибиться

Голубой воск имеет следующие преимущества: после охлаждения он становится твердым и пластичным, модель нетрудно исправить или изменить в соответствии с замыслом. Следы от воздушных и литникового каналов заглаживают, а затем модель при помощи толстой диаметром до 0,7 мм иглы прочно устанавливают на основании — маленькой деревянной тарелке с полукруглой приподнятой серединой, которая служит также затвором для металлической втулки, называемой кюветом (рис. 20).

Рис. 20. Кювет

Кюветы различаются по размеру и количеству моделей, которые должны быть одновременно отлиты. При литье небольших предметов воздушные каналы, как правило, не прорезают. При литье крупных предметов, особенно при отливке изделий из серебра, дополнительно готовят тонкие восковые нити, которые прикрепляют к восковой модели и к выпуклой полукруглой тарелке. Модель осторожно протирают мягкой кисточкой, смоченной в спирте (смоченная спиртом модель обезжиривается и формовочная масса плотно прилегает к модели — прим. пер.). Формовочная масса (экспадент) представляет собой смесь алебастрового гипса с мельчайшим кремниевым песком, замешенную в холодной воде до густоты взбитых сливок. Мягкой кисточкой формовочную массу (хорошо перемешанную) наносят на модель, затем сверху надевают кювет, который заливают формовочной массой. Смесь быстрее заполнит кювет, если по нему в процессе заливки слегка постукивать. Как только смесь застанет, вынимают деревянное основание, а затем и иглу, на которой крепилась модель. Оставленный иглой небольшой канал будет служить отверстием для литья металла, а полукруглое выпуклое основание создаст литейное углубление. Вместо деревянного основания можно использовать пластилин.

Кювет высушивают на слабом огне или в небольшом пламени горелки Бунсена до тех пор, пока не испарится вся влага. Затем его прокаливают в печи до красноты, в результате чего восковая модель и воздушные каналы из восковых нитей растапливаются (воск «теряется» — вытекает). Однако кювет нельзя перегревать, иначе сцементировавшаяся масса растрескается и литье будет неточным.

После прокаливания кювета приступают к подготовке золота или серебра к литью. Материала следует взять немного больше, чем позволяет объем модели (при небольшом кювете не более 14-16 г). Чтобы не осталось следов от буры, материал протравливают и очищают. Когда кювет достаточно прокалится, его вынимают из печи и устанавливают на ручной центрифуге (рис. 21) литниковым каналом вверх.

Рис. 21. Ручная центрифуга для центробежного литья

В литниковое углубление высыпают нарезанный на мелкие кусочки металл, который расплавляют паяльным пистолетом. Как только на поверхности металла появится зеркальный блеск, необходимо тотчас начать быстро крутить центрифугу. Расплавленный металл под действием центробежной силы проникнет в литниковый канал и заполнит пространство восковой модели. После того, как металл застынет, кювет охлаждают студеной водой, формовочную массу растворяют, а ее остатки на отливке легко счищают. Тонкую проволочную наливку отрезают. Остается проверить, все ли сделано правильно: требует отливка дополнительной обработки или нет, чистая ли она, гладкая ли у нее поверхность и точно ли отлиты мелкие детали.

Подобным способом очень удобно также отливать полые модели. Технологический процесс тот же, только восковая модель отсасывается с помощью специальной установки для всасывания воска. При таком способе литья хорошо прорабатываются тонкие детали модели. Вместо ручной центрифуги применяют специальные установки. Формовочные пасты изготавливают специальные предприятия.

Восковые модели делают также в аппаратах для литья форм в жесткой резине. Металлическую модель помещают между двумя резиновыми пластинами, которые вулканизируют под прессом, снабженным вулканизатором. При помощи такой резиновой формы можно сделать столько восковых копий, сколько их требуется для одновременной отливки. После извлечения восковой модели из резиновой формы ее крепят при помощи короткой ножки к восковому стояку в форме елки и устанавливают на основании из пластической массы (пластилина). Далее процесс протекает так же, как и при центробежном литье.

Машинное литье.

Самые разнообразные и сложные по форме драгоценности сегодня серийно отливают при помощи электрических аппаратов, которые плавят металл, а также отливают изделия в «потерянном» воске, что значительно облегчает и совершенствует работу ювелира. Специальные лигатуры сплавов для центробежного литья изготовляют в аффинериях. Созданные в процессе центробежного литья образцы представлены на рис. 22.

Рис. 22. Машинное литье: стояк из восковых моделей и стояк из отливок

Изготовление восковых моделей.

Вакуумная впрыскивающая установка в течение одного рабочего процесса позволяет одновременно вакуумировать резиновые матрицы и впрыскивать воск. Откачка воздуха из резиновой формы перед впрыскиванием воска улучшает и убыстряет заливку, а также препятствует образованию воздушных пузырей. В комплект оборудования входят: установка для вакуумного всасывания и впрыскивания с автоматической регулировкой температуры, ножная педаль для управления движущимися элементами вентиля, инъектор воска с автоматической регулировкой температуры и вакуумный насос. Все оборудование устанавливается на устойчивом рабочем столе.

Благородный металл серебро является одним из древнейших металлов, освоенных человечеством. Нахождение в природе в самородном виде, а также невысокая температура плавления- 962 °C дало нашим далеким предкам возможность использовать этот металл в IV -III тысячелетии до н.э.

Серебро — мягкий, пластичный металл, отлично подходящий для производства украшений, ритуальных предметов, зеркал и для чеканки монет.

Серебро обладает наилучшей среди металлов электропроводностью и применяется в наиболее ответственных электроприборах и компонентах. Отличная теплопроводность дает возможность применения и в теплотехнике.

Благородный металл в 19-20 веке широко использовался в фотографии.

Издавна было замечено еще одно важное свойство — бактерицидность. Сосуды и фильтры из серебра применяются для обеззараживания воды. В христианстве и некоторых других религиях в серебряных сосудах приготовляется т.н. «святая вода», помогающая при соответствующей молитве от всех недугов.

Инструменты для формовки и приспособления для литья по моделям

Для литья изделий из благородного металла в домашних условиях потребуются

  • Тигель для расплавления или очистки металла.
  • Муфельная печь или газовая горелка.
  • Стальные щипцы.
  • Огнеупорная подставка.
  • Весы
  • Воск для моделирования. Свечной воск не подойдет.
  • Формовочные смеси
  • Емкость для разведения смеси
  • Скальпель, ножи и надфили для обработки модели и для доводки готового изделия.
  • Форма для литья
  • Молоток для разбивания опоки.
  • Защитные рукавицы, очки и фартук.
  • Огнетушитель.
  • Дремель (мини — бормашина)
  • Тиски, Ригели и оправки

На изготовлении формы для литья серебра стоит остановиться чуть подробнее. Сначала из воска путем лепки и вырезания скальпелем мелких деталей создается модель будущего изделия, полностью повторяющая его форму, но имеющая тонкий выступ в виде круглого прутка.

Модель из воска для литья из серебра

Это литник, по которому расплавленный металл попадет в форму. Далее в опоку помещается модель и заливается формовочная смесь.

Если используется сухая формовочная смесь, то для формовки применяется метод виброуплотнения. Далее воск модели выжигается, и форма готова к заливке расплава.

Литье по моделям в земляные формы

Литье в так называемые земляные формы — старейший метод, проверенный тысячелетиями. Формовочные смеси на самом деле состоят не из чернозема, а представляют собой смесь тонкозернистого кварцевого песка и пластичной глины в определенных пропорциях. Для отливки мелких изделий с тонким рельефом и большим количеством деталей применяют смеси, содержащие 12-15% глины, для крупных отливок — до 25%. Газы, образующиеся при литье, должны свободно выходить через стенки формы.

Литье серебра по моделям в земляные формы

Модель для литья в земляные формы делается абсолютно точно повторяющей оригинал, но чуть больше по размеру. Это припуск на усадку и последующую обработку изделия. Модели традиционно делали из дерева, воска и гипса. Сегодня все большую популярность приобретают модели из пластмасс. Пластик хорошо держит форму и легко обрабатывается.

Технология литья по выплавляемым моделям

Оборудование для литья серебра по выплавляемым моделям относительно несложно и доступно для использования на дому. Суть метода заключается в том, что модель, изготовленная из легкоплавкого материала, при контакте с заливаемым жидким металлом плавится и вытесняется из формы по специально предусмотренным отверстиям. Металл занимает пустоту, образовавшуюся на месте модели и точно повторяет ее пространственную форму.

Заливать металл необходимо тонкой струйкой, чтобы дать возможность материалу выплавляемой модели покинуть форму, во избежание образования брызг расплавленного металла.

Преимущества и недостатки добычи золота дома

Вышеописанный процесс, позволяющий извлекать металл из вторичного сырья, несложен. Как не дорогостоящи и реактивы. Поэтому процесс добычи золота — мероприятие выгодное. Однако можно столкнуться с такой проблемой, как ограниченный оборот прекурсоров, так как некоторые из необходимых реактивов входят в этот, утвержденный законодательством, список. И тем не менее можно выделить преимущества такого заработка:

  • он не требует полного рабочего дня, подрабатывать можно в свободное от учебы и работы время;
  • процесс обладает высокой рентабельностью;
  • не требует особых навыков и инструментов для работы.

Основным же минусом является ограничение на оборот прекурсоров. Кроме того, в реакциях используются опасные вещества, особенно сильные кислоты, при работе с которыми нужно быть максимально аккуратными.

Температура плавления бронзы и особенности литья в домашних условиях

Температурные показатели, при которых плавится бронза, находятся в зависимости от ее состава. Чтобы самостоятельно производить литье изделий из этого материала, нужно оборудовать свое рабочее место всеми необходимыми приспособлениями и строго придерживаться технологических правил.

Разновидности сплавов

Бронза включает в свою основу медь и легирующие добавки (бериллий, свинец, алюминий, кремний и олово). Во всех ее сплавах присутствуют и такие компоненты как цинк, фосфор и пр. Помимо бронзы современная промышленная индустрия занимается изготовление и иных сплавов из меди — константан, копель, нейзильбер, мельхиор, латунь и т. д.

Количество и тип легирующих компонентов в составе бронзового сплава определяет его химические и физические характеристики, а также расцветку материала.

Марки сплавов бронзы, температура плавления которых лежит в пределах от 930 до 1140 градусов Цельсия, имеют свою маркировку. По химическому составу сплавы на основе бронзы классифицируются на:

  1. Безоловянные;
  2. Оловянные.

Сочетать олово с медью для получения бронзы люди научились очень давно. Олово делает материал крепче, а также уменьшает его температурные показатели плавления. Ярким примером данной разновидности сплава считается колокольная бронза. В ней содержится двадцать процентов олова и восемьдесят процентов меди. Однако изделия, сделанные на основе колокольной бронзы, характеризуются высокой хрупостью.

Бронзы безоловянного типа, как видно из названия, не имеют олова в составе. Такие сплавы сегодня выделены в отдельные категории бронз:

  1. Бериллиевые — наиболее крепкие, многими характеристиками превосходят сталь;
  2. Кремне-цинковые — обладают повышенной стойкостью к стиранию (преимуществом таких бронз данной группы считается и то, что будучи расплавленными они имеют высокую текучесть);
  3. На основе алюминия и меди — отличаются высокой антикоррозийной защитой и прекрасными антифрикционными качествами.

В настоящее время наибольшее распространение имеют бронзы, в состав которых добавлено олово. Для целей маркировки материала независимо от состава применяется обозначение «Бр», после которого указаны используемые добавки и их содержание в материале. Для примера можно произвести расшифровку бронзы «БР ОЦСНЗ-7−4−2-. В этом оловянном сплаве содержится олово, цинк, свинец и никель. Цифры обозначают их процентное содержание в бронзе. Состав любой марки бронзы может содержать и иные элементы, имеющие следующие обозначения:

  1. А — алюминиевые сплавы;
  2. Б — сплавы на основе бериллия;
  3. Ж — обыкновенное железо;
  4. К — кремниевый элемент;
  5. Мц — обычный марганец;
  6. Ф — фосфор.

Литье в домашних условиях

Для самостоятельной отливки изделий из бронзы, находясь в домашних условиях, необходимо обеспечить подходящие условия. Самые важные момент — эффективная вентиляция в помещении и надежные средства пожарной безопасности. В том случае, если вам нужно сделать небольшие бронзовые изделия, то работу можно выполнить в небольшом помещении. Для габаритных же конструкций лучше воспользоваться гаражом или цехом. Стоит отметить, что напольное покрытие в рабочем помещении обязательно должно быть сделано из какого-нибудь негорючего материала.

Для того чтобы расплавить бронзу, невозможно обойтись без специальной муфельной печи. Будет отлично, если оборудование будет иметь встроенный регулятор температурных показателей нагрева. В том случае, если у вас нет возможности воспользоваться такой печью, то в домашних условиях можно применять обыкновенный горн.

Помимо печи, которая может расплавить металлический сплав, для отливки бронзовых изделий понадобятся:

  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).

Итак, процедура отливки производится по следующей схеме:

  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.

Отливочную форму нужно заранее правильно подготовить, как следует прокалив ее внутри печи. Для этого печь нужно довести до температуры в 600 градусов и лишь после этого следует помещать в нее форму. Далее температурные показатели необходимо увеличить до 900 градусов и подержать в печи форму в течение двух-четырех часов. Чем больше размеры формы, тем дольше ее нужно держать в нагретой печи.

Особенности заливки

В том случае, если расплавленный металлический сплав отливается в крупную форму, то его массы хватит для вытеснения накопившегося воздуха. Если же для отливки применяются маленькие формочки, то следует прибегнуть к специальным технологическим методам.

Формы в этом случае помещаются в центрифуги, которые функционируют от электрического или же ручного привода. В процессе вращения формируется центробежная энергия, обеспечивающая равномерное распределение металлического сплава по внутренней поверхности формы. Однако эта технология эффективна лишь в той ситуации, если металлический сплав еще жидкий, а не застывший.

После завершения отливки и остывания материала изделие извлекают с помощью обыкновенных приспособлений (щипцы и крюк). Необходимо запомнить, что поверхность недавно извлеченных конструкций не может похвастаться высоким уровнем качества, потому их нужно подвергнуть специальной механической обработке.

Изготовление отливочных форм

На уровень качества получаемых изделий влияет и правильность формы для литья, которая позволяет наделить изделие необходимыми геометрическими параметрами и конфигурацией. Для создания форм зачастую применяют специальный инструмент — опоку. Опока, размеры которой должны быть приблизительно в полтора раза больше габаритов готовой конструкции, включает в свой состав нижний ящик и верхнюю рамку.

Части приспособления могут быть соединены друг с другом с помощью боковых фиксаторов.

Состав стандартной смеси для формовки включает:

  1. Глину;
  2. Мелкофракционный песок;
  3. Каменную пыль.

При смешивании этих составляющих получается однородная смесь. Чтобы сделать форму, вам также не обойтись без модели из древесины или иного достаточно мягкого материала.

Изготовление самой формовочной конструкции исполняют следующим образом.

  1. Внутрь нижнего ящика опоки помещается смесь для формовки, которую нужно немного утрамбовать.
  2. В приготовленный состав укладывают модель, которую нужно заблаговременно покрыть порошковым графитом или тальком.
  3. К нижней части опоки прикрепляется верхняя рама, после чего она засыпается формовочным раствором. Перед тем как производить засыпку, нужно сделать отверстие для будущего литника. Для этого можно воспользоваться специальной конической пробкой.
  4. После того как формовочная смесь будет утрамбована, форму необходимо разделить надвое. Для этого можно воспользоваться любым острым приспособлением.
  5. Финальная стадия предполагает устранение дефектов и выравнивание неровностей.

Сделанную форму нужно просушить, лишь после этого ее можно использовать.

Технология отливки

Для того чтобы сделать сложную конструкцию или высококачественную деталь, можно воспользоваться и иным способом, который предполагает использование модели, сделанной из легкоплавких материалов. В такой ситуации для изготовления отливочной формы можно воспользоваться парафином или воском. Эта модель просто выплавляется и помещается в кипяток.

Для обеспечения точности геометрических характеристик и форм модели можно применять готовое изделие. С помощью него получают форму из гипса, которая будет использована для отливки точной копии.

Добыча сырья и технологии изготовления бронзы

Бронзовый век охватывает примерно III и II тысячелетие до н.э. Именно в это время был разработан и реализован полный металлургический цикл: добыча, подготовка, выжиг угля, выплавка и рафинирование. С тех пор изменилось оборудование, стали использовать другой способ разработки руды, однако основные этапы технологии совершенно не изменились.

В этой статье мы рассмотрим технологию получения, плавки (выплавки) бронзы, особенности и способы производства литья из нее в России.

Отливают сплав из меди, а также олова, алюминия, бериллия, свинца и так далее. В древности для этого использовалась самородная медь, однако позднее интерес сместился к рудам, богатым этим и другими металлами.

Сегодня, кроме самородной меди, промышленное значение имеет халькопирит – медный колчедан, борнит, халькозин. Можно использовать малахит, азурит или куприт. Перспективным считается рудник, в котором содержание металла достигается 0,3–1%. Добывают руду в основном открытым методом.

Извлекают медь 3 основными способами: пирометаллургическим, гидрометаллургическим и электролитическим.

  • Пирометаллургический – наиболее распространенный, включает несколько операций. Вначале медная руда обогащается методом флотации или окислительным обжигом. Первый способ основывается на разной степени смачиваемости пустой породы и меди. В итоге обогащения получают концентрат с содержанием металла в 10–35%. Окислительный обжиг больше подходит для сернистых руд: минерал нагревают дважды до температуры в 700–800 С, чтобы отжечь серу. Полученный после обогащения медный штейн продувают в конвертерах и получают черновую медь с содержанием металла до 91%. Затем металл рафинируют огневой очисткой или электролитической и получают чистую медь – 99,9%.
  • Гидрометаллургический метод сводится к выщелачиванию меди серной кислотой с получением раствора меди и других металлов. Этот метод применяют при разработке обедненной руды.

Олово – второй наиболее популярный компонент бронзы. Получают из касситерита, станина или нигерита. Руду обогащают механическими методами, промывают, чтобы получить рудный шлих, затем подвергают восстановительной плавке и рафинированию – термическому или электролитическому. Остальные металлы – алюминий, бериллий, свинец, также получают соответствующими методами.

Бронза включает как минимум 2 компонента – медь и другой металл или неметалл, кроме никеля и цинка. Сплав может быть и многокомпонентным: такие составы получить несколько сложнее, однако их технические характеристики более интересны.

О том, как производят бронзу на протяжении веков, расскажет данное видео:

Поскольку состав разного рода бронз очень разнообразен, то и для ее получения применяют самые разные сочетания шихтового материала. Комбинации могут быть следующие:

  • только свежие металлы, что встречается достаточно редко;
  • металл и вторичные сплавы с лигатурой;
  • из оборотных сплавов;
  • только из вторичных сплавов.

При определении состава шихты учитывают тип печи, чистоту компонентов, степень угара ингредиентов сплава, и так далее.

Самый распространенный состав шихты включает:

  • 50–60% свежего металла;
  • 20–35% оборотных сплавов;
  • 10–12% лома, если шихта подбирается из вторичных сплавов.

Далее рассмотрены технологии изготовления и литья бронзы.

Технологии производства

В качестве шихты для получения бронзы используются либо чистые металлы, либо готовые сплавы в чушках. Первый вариант встречается реже, чаще применяется для дорогих деформируемых бронз. Второй же охотно применяется для получения литьевых сплавов.

Плавка на основе чушек

Плавка по такой технологии включает 4 этапа: загрузка, расплавление, перегрев, рафинирующе-дегазирующая обработка.

Важным условием плавки вне зависимости от того, какой тип печи используется, является минимальный срок процедуры. Чем меньше время плавки, тем меньше риск насыщения сплава газами и ниже угар цветного металла.

  1. Загрузка – для этого используют графито-шамотные или графито-карборудные тигли. Перед использованием их просушивают и прокаливают.
  2. Расплавление начинают с плавки меди, которую загружают по частям или полностью. Медь плавят как можно быстрее под слоем древесного угля. Добавляют фосфористую медь. Добавка фосфора обеспечивает получение жидких фосфатов, которые удалять из сплава значительно легче. После этого в тигли вводят олово и другие компоненты сплава, если они предусмотрены по рецептуре.
  3. Перегрев – расплав нагревается до 1150–1200 С. Оловянную бронзу выплавляют с покровом древесного угля или угля с солями. Если исходное сырье загрязнено кремнием, магнием, алюминием используют жидкие солевые флюсы.
  4. Дегазация – очистка от газовых примесей в основном от водорода. Для этого применяют продувку расплава осушенным аргоном или азотом. Время процедуры составляет от 3 до 10 минут в зависимости от величины печи.

Как правило, в процесс изготовления включается этап модифицирования с целью улучшения механических свойств бронзы. Методы определяются составом продукта и его назначением.

Литниковые системы

Медные сплавы создают довольно высокое металлостатическое давление, поэтому отливка из бронзы включает ряд особенностей. Привычные песчаные формы для медных сплавов не годятся, поэтому используют формовочные смеси с повышенным содержанием глины.

Заливка формы осуществляется при температуре в 1100–1200 С. При этом может появиться металлизированный пригар, который сложно удалить. Риск тем выше, чем больше содержание фосфора в бронзе и чем выше температура отливки.

Отказаться от добавки фосфора нельзя: вещество повышает жидкотекучесть сплава, что, в свою очередь, обеспечивает плотность отливки и малую усадку.

Так что проблему решают добавлением к формовочной смеси углеродсодержащих компонентов – сланцевых смол, например.

Для отливки применяют специальное оборудование – литниковые системы. Выбор температуры процесса зависит от конструкции системы, также как и от массы и конфигурации отливки.

Чтобы обеспечить высокую плотность отливок применяют метод направленного затвердевания при помощи холодильников. Скоростное охлаждение уменьшает пористую зону и увеличивает толщину литейной корки.

О плавке бронзы из латуни поведает данное видео:

Этот метод чаще используется для получения отливок из оловянной бронзы. Основное отличие – применение металлических форм для литья – кокиль. Это обуславливает более высокую скорость затвердевания, соответственно, высокую плотность отливки.

Кокиль отливают из чугуна, стержни изготавливают из стали. Сложные полости выполняют при помощи оболочковых песчаных стержней. Перед заливкой форму смазывают смесью машинного масла с 6% графита.

Заливку осуществляют в формы, предварительно нагретые до 150–250 С. Отливки извлекают из формы как только последние приобрели достаточную механическую прочность, таким образом уменьшается усадочное напряжение.

Центробежное литье

Таким образом получают до 37% всех заготовок в станкостроении. Способ одинаково годится и для крупных, и для мелких деталей.

Используют для этого горизонтальные центробежные машины, в которых стальная изложница размещается на нескольких роликовых опорах. Отливка производится в изложницу, снаружи последняя охлаждается водой.

Мелкие детали отливают на машинах консольного типа.

Необходимое оборудование

Как и на большинстве предприятий цветной металлургии используемое для получения бронзы оборудование зависит от множества факторов: применяемого сырья, особенностей плавки, состава готовой бронзы, финансовых возможностей предприятий и так далее. Плавка до сих пор является процессом очень тонким и многовероятным и на двух одинаковых заводах может использоваться совершенно разная технология.

Для плавки подбирают такое устройство и мощность печи, которые обеспечили бы максимально быстрое расплавление меди и других компонентов. Для этого подходит несколько вариантов.

  • Электрические печи – дуговые и индукционные. Последние могут быть со стальным сердечником и без него. В последнее время стали чаще использовать индукционные тигельные печи. В этом случае и устройство подготовить для новой плавки проще, и угар в таких печах не превышает 0,5– 1%.
  • Электродуговые печи с косвенным нагревом – дуга формируется между горизонтальными графитовыми электродами. Во время расплавления печь покачивается все с большим углом наклона при повышении температуры. Таким образом удается избежать локального перегрева расплава.

Для отливки медного сплава используют разного рода литниковые системы. Конструкция их определяется составом сплава, размерами и конфигурацией отливки и так далее.

  • Самое распространенное устройство относится к расширяющимся системам с сифонным – нижним, и верхним боковым подводом. Эта конструкция универсальна и позволяет получить детали и простой, и сложной конфигурации.
  • Для получения простых по конфигурации заготовок используют дождевые или верхние литниковые системы.
  • Если получают отливки из сплавов, не формирующих оксидных пленок высокой прочности, то используют аппараты без сложных шлакоуловителей. В противном случае такое устройство необходимо.
  • Если нужно получить малые по размерам заготовки, то можно использовать системы с нижним подводом.

Далее рассмотрены производители бронзы в России.

Бронза – востребованный материал, имеющий немалое значение для народного хозяйства. Выпускают его весьма известные предприятия.

  • Кольчугинский завод ОЦМ предлагает 20 тыс. типоразмеров разного вида металлопроката из более чем 70 марок сплавов. Существенную часть ассортимента составляют самые разные бронзы. На сегодня завод обеспечивает 30% всего проката цветных металлов в РФ.
  • Каменск-Уральский завод ОЦМ – выпускает продукцию на базе 140 различных сплавов, в том числе из циркониевой и хромовой бронзы – жаропрочных сплавов.
  • Кировский завод ОЦМ – работает с 1956 года. Это одно из самых крупных предприятий по производству меди и медных сплавов самого разного состава.
  • ОАО «Ревдинский завод по обработке цветных металлов» специализируется на выпуске труб и прутков из меди и медных сплавов – латуни, бронзы, мельхиора. Завод прошел сертификацию на соответствие международному стандарту ИСО 9002:1994.

Мировое производство меди и медных сплавов определяется в большинстве своем ресурсами металлов. Лидерами в получении рафинированной меди являются США, Чили и Япония. США является и самым крупным потребителем меди и медных сплавов.

Производство бронзы – металлургический процесс, разработанный в самой глубокой древности и используемый до сих пор. По сути, именно создание бронзы и послужило образцом для разработки всех остальных пирометаллургических процессов по получению сплавов.

Изготовление восковой модели для литья из бронзы в домашних условиях рассмотрено в этом видеоролике:

Необходимая температура и процесс плавления бронзы

Изделия из бронзы имеют широкое распространение среди мастеров-любителей, занимающихся изготовлением различных предметов искусства, оружия и аксессуаров к нему, украшений и т. д.

Отсутствие производственной базы не является препятствием к выполнению работ, основная проблема — недостаток информации о свойствах, температуре плавления бронзы и режимах обработки сплавов меди. Большинство любителей не знает, что литье бронзовых изделий производится и в домашних условиях, главное — соблюдать технологию и обеспечить необходимые условия для протекания процесса.

Бронза — это собирательное название сплавов меди с различными легирующими добавками. Таких добавок может быть использовано очень много:

Классификация бронзовых сплавов

  • Олово.
  • Алюминий.
  • Свинец.
  • Бериллий.
  • Кремний.

Все виды бронзы имеют в составе небольшое количество цинка, свинца или фосфора.

При этом сплавы меди с цинком (как полноценным компонентом) к бронзам не относятся и классифицируются как латунь. Отдельной группой являются сплавы меди и никеля (константан, мельхиор, копель, нейзильбер).

Бронзы подразделяются на:

Сплавы меди — характеристика

  • оловянные. Представляют собой сплавы меди и олова в том или ином соотношении;
  • безоловянные. Вместо олова присутствуют другие материалы (бериллий, алюминий и т. д.).

Оловянные виды являются наиболее распространенными. Широко известная колокольная бронза (80% меди и 20% олова).

Недостатком оловянной бронзы является хрупкость.

Безоловянные составы имеют массу специфических качеств, успешно используемых для выполнения различных задач.

Распространенными видами безоловянной бронзы являются:

  • Бериллиевая бронза. Имеет высокую прочность, превосходящую высококачественную сталь.
  • Кремниецинковая. Устойчива к трению, обладает высокой текучестью в расплавленном состоянии, чему способствует добавление кремния.
  • Свинцовая. Демонстрирует высокую стойкость к коррозии.
  • Алюминиевая. Обладает устойчивостью к коррозии, имеет высокие фрикционные способности.

Легирующие добавки сплавов в бронзе

Общепринятая маркировка сплавов

Необходимо понимать, что в составе любого сплава содержится несколько добавок, придающих данной марке бронзы определенные специфические качества. Например, в составе сплава марки БрО3Ц12С5 содержатся олово, цинк и свинец.

Узнать о составе данного сплава можно из его маркировки. Буквы, присутствующие в ней, кроме первых Бр (бронза) обозначают:

Маркировка бронзы — расшифровка

  • алюминий – А;
  • железо – Ж;
  • марганец – Мц;
  • олово – О;
  • сурьма – Су;
  • цинк – Ц;
  • никель – Н;
  • фосфор – Ф;
  • кремний – К;
  • свинец – С;
  • бериллий – Б.

Подготовка к литью бронзы в домашних условиях

Для плавления бронзы в домашних условиях необходимо иметь соответствующее оборудование и приспособления. Процесс происходит при высоких температурах, с выделением дыма и прочих продуктов горения, поэтому лучше всего работать в гараже или мастерской, выполнять все действия в квартире не рекомендуется.

Плавильная печь, использующаяся в домашних условиях — устройство

Для плавления бронзовых составов необходима высокая температура, в пределах 900–1200°, поэтому обойтись без муфельной печи или горна не получится.

Понадобится оборудовать качественную вытяжную вентиляцию, напольное покрытие должно отвечать всем требованиям пожарной безопасности.

Необходимо приготовить емкость для плавки (специалисты рекомендуют делать расплав в чугунной емкости с вытянутым носиком для точности литья, которая называется тигель).

Для вынимания раскаленного тигля из печи и захвата горячих отливок потребуются клещи (щипцы) и крюк. Обязательно надо позаботиться о защите от искр или брызг расплавленного металла и приготовить фартук и рукавицы из плотного и прочного материала (в идеале можно использовать костюм сварщика).

Потребуется изготовить литейную форму, для горна понадобится древесный уголь.

Особенности процесса литья

Процесс плавления бронзы происходит в следующей последовательности:

  • Бронзовый лом измельчается и укладывается в тигель.
  • Тигель помещается в муфельную печь, которую рекомендуется нагреть заранее.
  • Расплавленный металл необходимо перегреть, для чего его выдерживают в печи на 5 минут дольше, чем надо. Это делает расплав более текучим.
  • Используя крючок и щипцы, тигель извлекают из печи, незамедлительно разливают в приготовленную форму.

Форму следует подготовить, хорошенько прокалив ее в печи. Если этого не сделать, металл при начале отливки сразу же остынет и станет твердым, не заполнив всю форму целиком.

Подготовка формы производится в следующем порядке:

  • Печь нагревается до 600°.
  • Форма помещается в печь и прогревается до имеющейся температуры.
  • Нагрев печи увеличивают до 900° и выдерживают форму в таких условиях около 3–4 часов.

Следует учитывать, что температура плавления бронзы данной марки должна быть ниже, чем величина нагрева печи. Расплав надо разогреть до более высокой температуры для получения максимальной текучести (бронза отличается высокой вязкостью в жидком состоянии), а также для получения некоторого запаса температуры для качественного изготовления отливки.

Температура обработки и технические свойства оловянных бронз

Как сделать литейную форму

Изготовление формы выполняется при помощи формовочной смеси и опоки. Смесь состоит из песка (75%), глины (20%) и каменноугольной пыли (5%). Компоненты тщательно перемешиваются до состояния однородной массы.

Опока представляет собой два неглубоких ящика, установленных друг на друга. Один, нижний, имеет дно и наполняется формовочной смесью по самый верх. Второй ящик дна не имеет, а оборудуется двумя поперечинами.

Процесс изготовления формы:

Литейная форма и ее элементы

  • модель, предварительно покрытая тонким слоем талька или графитового порошка, вдавливается до половины в формовочную смесь нижнего ящика;
  • затем устанавливается верхний ящик и наполняется смесью, утрамбованной так, чтобы модель была полностью и плотно облеплена ей;
  • для заливки делается одно или несколько отверстий — литников;
  • форма разрезается по линии стыка ящиков и разделяется пополам;
  • модель извлекается, а ящики соединяются снова, пустоты от модели соединяются и образуют полость, имеющую необходимую форму.

В завершении процесса форму надо немного подсушить и можно использовать по назначению.

Заливка бронзового расплава в литейную форму

Заливка расплава сама по себе не представляет сложности — металл наливают тонкой равномерной струйкой до заполнения формы целиком.

Сложности могут возникнуть при отсутствии воздушных каналов, в которые может выходить воздух. Если выходы закупорены, воздушные пробки не позволят расплаву полностью занять всю форму, и отливка будет испорчена. Проблему можно решить с помощью центрифуги, которая распределяет металл внутри формы и помогает ему преодолеть сопротивление воздушных пробок.

Как изготовить качественное литье

Чтобы получить качественное бронзовое литье, понадобится последующая механическая обработка отливки. Надо последовательно выполнить операции отделения литников, удаления облоя, механической шлифовки и полировки изделия. Получить сразу готовую отливку высокого качества в домашних условиях невозможно, поэтому надо подготовиться к выполнению доводочных процедур.

Технология художественного литья из бронзы в картинках

по теме: Плавка и отливка цветных металлов (бронза)

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх