різновиди сплавів
Бронза включає в свою основу мідь і легуючі добавки (берилій, свинець, алюміній, кремній і олово). У всіх її сплавах присутні і такі компоненти як цинк, фосфор та ін. Крім бронзи сучасна промислова індустрія займається виготовлення та інших сплавів з міді - константан, копель, нейзильбер, мельхіор, латунь і т. Д.
Кількість і тип легуючих компонентів у складі бронзового сплаву визначає його хімічні і фізичні характеристики, а також забарвлення матеріалу.
Марки сплавів бронзи, температура плавлення яких лежить в межах від 930 до 1140 градусів Цельсія, мають своє маркування. За хімічним складом сплави на основі бронзи класифікуються на:
- безолов'яні;
- Олов'яні.
Поєднувати олово з міддю для отримання бронзи люди навчилися дуже давно. Олово робить матеріал міцніше, а також зменшує його температурні показники плавлення. Яскравим прикладом цього різновиду сплаву вважається дзвонова бронза. У ній міститься двадцять відсотків олова і вісімдесят відсотків міді. Однак вироби, зроблені на основі дзвонярській бронзи, характеризуються високою хрупостью.
Бронзи безолов'яні типу, як видно з назви, не мають олова в складі. Такі сплави сьогодні виділені в окремі категорії бронз:
Берилієві - найбільш міцні, багатьма характеристиками перевершують сталь;- Кремені-цинкові - володіють підвищеною стійкістю до стирання (перевагою таких бронз даної групи вважається і те, що будучи розплавленими вони мають високу плинність);
- На основі алюмінію і міді - відрізняються високою антикорозійним захистом і прекрасними антифрикційними якостями.
В даний час найбільшого поширення мають бронзи, до складу яких додано олово. Для цілей маркування матеріалу незалежно від складу застосовується позначення «Бр», після якого вказані використовувані добавки і їх зміст в матеріалі. Для прикладу можна зробити розшифровку бронзи «БР ОЦСНЗ-7-4-2-. У цьому олов'яному сплаві міститься олово, цинк, свинець і нікель. Цифри позначають їх процентний вміст в бронзі. Склад будь-якої марки бронзи може містити й інші елементи, які мають такі позначення:
- А - алюмінієві сплави;
- Б - сплави на основі берилію;
- Ж - звичайне залізо;
- К - кремнієвий елемент;
- Мц - звичайний марганець;
- Ф - фосфор.
Лиття в домашніх умовах
Для самостійної виливки виробів з бронзи, перебуваючи в домашніх умовах, необхідно забезпечити відповідні умови. Найважливіші момент - ефективна вентиляція в приміщенні і надійні засоби пожежної безпеки. У тому випадку, якщо вам потрібно зробити невеликі бронзові вироби, то роботу можна виконати в невеликому приміщенні. Для габаритних ж конструкцій краще скористатися гаражем або цехом. Варто відзначити, що підлогове покриття в робочому приміщенні обов'язково повинно бути зроблено з якогось негорючого матеріалу.
Для того щоб розплавити бронзу, неможливо обійтися без спеціальної муфельній печі. Буде чудово, якщо обладнання буде мати вбудований регулятор температурних показників нагріву. У тому випадку, якщо у вас немає можливості скористатися такою піччю, то в домашніх умовах можна застосовувати звичайний горн.
Крім печі, яка може розплавити металевий сплав, для відливання бронзових виробів знадобляться:
- Тигель - чавунна або сталева ємність з носиком (для розливання матеріалу в форми і плавлення);
- Спеціальні щипці, якими тигель буде вилучатись з муфельній печі;
- гачок;
- Форма для відливання;
- Вугілля з деревини, який буде виконувати функції палива (при використанні горна для плавлення).
Отже, процедура виливки проводиться за наступною схемою:
Металевий сплав, який потрібно розплавити, подрібнити і укласти в тигель.- Тигель поміщається в піч і нагрівається до необхідних температурних показників.
- Після розплавлення металевого сплаву в тиглі його ще протягом чотирьох-п'яти хвилин прогрівають в печі. Це потрібно для тієї мети, щоб матеріал став максимально текучим і заповнив всю відливальної форму.
- Тигель, в якому знаходиться розплавлений металевий сплав, витягується з печі за допомогою щипців і гачка.
- Метал в рідкому стані за допомогою спеціального отвору відливається в форму. При виконанні цієї процедури необхідно контролювати, щоб струмінь не була переривчастою і занадто тонкою.
Відливальної форму потрібно заздалегідь правильно підготувати, як слід прожарити її всередині печі. Для цього піч потрібно довести до температури в 600 градусів і лише після цього слід поміщати в неї форму. Далі температурні показники необхідно збільшити до 900 градусів і потримати в печі форму протягом двох-чотирьох годин. Чим більше розміри форми, тим довше її потрібно тримати в нагрітій печі.
особливості заливки
У тому випадку, якщо розплавлений металевий сплав відливається у велику форму, то його маси вистачить для витіснення накопичився повітря. Якщо ж для відливання застосовуються маленькі формочки, то слід вдатися до спеціальних технологічних методів.
Форми в цьому випадку поміщаються в центрифуги, які функціонують від електричного або ж ручного приводу. У процесі обертання формується відцентрова енергія, що забезпечує рівномірний розподіл металевого сплаву по внутрішній поверхні форми. Однак ця технологія ефективна лише в тій ситуації, коли якийсь металевий сплав ще рідкий, а не застиглий.
Після завершення виливки і охолодження матеріалу виріб витягають за допомогою звичайних пристроїв (щипці і гак). Необхідно запам'ятати, що поверхня недавно витягнутих конструкцій не може похвалитися високим рівнем якості, тому їх потрібно піддати спеціальній механічній обробці.
Виготовлення відливальних форм
На рівень якості одержуваних виробів впливає і правильність форми для лиття, яка дозволяє наділити виріб необхідними геометричними параметрами і конфігурацією. Для створення форм найчастіше застосовують спеціальний інструмент - опоку. Опока, розміри якої повинні бути приблизно в півтора рази більше габаритів готової конструкції, включає до свого складу нижній ящик і верхню рамку.
Частини пристосування можуть бути з'єднані один з одним за допомогою бічних фіксаторів.
Склад стандартної суміші для формування включає:
- глину;
- Дрібнофракційний пісок;
- Кам'яний пил.
При змішуванні цих складових виходить однорідна суміш. Щоб зробити форму, вам також не обійтися без моделі з деревини чи іншого досить м'якого матеріалу.
Виготовлення самої формувальної конструкції виконують наступним чином.
Всередину нижнього ящика опоки поміщається суміш для формування, яку потрібно трохи утрамбувати.- У приготовлений склад укладають модель, яку потрібно завчасно покрити порошковим графітом або тальком.
- До нижньої частини опоки прикріплюється верхня рама, після чого вона засипається формувальних розчином. Перед тим як робити засипку, потрібно зробити отвір для майбутнього ливника. Для цього можна скористатися спеціальною конічної пробкою.
- Після того як формувальнасуміш буде утрамбована, форму необхідно розділити надвоє. Для цього можна скористатися будь-яким гострим пристосуванням.
- Фінальна стадія передбачає усунення дефектів і вирівнювання нерівностей.
Зроблену форму потрібно просушити, лише після цього її можна використовувати.
технологія виливка
Для того щоб зробити складну конструкцію або високоякісну деталь, можна скористатися і іншим способом, який передбачає використання моделі, зробленої з легкоплавких матеріалів. У такій ситуації для виготовлення відливальної форми можна скористатися парафіном або воском. Ця модель просто виплавляється і поміщається в окріп.
Для забезпечення точності геометричних характеристик і форм моделі можна застосовувати готовий виріб. За допомогою нього отримують форму з гіпсу, яка буде використана для відливання точної копії.