Михаил Ермаков - Основы дизайна. Художественная обработка металла. Учебное пособие

Литье под давлением позволяет получить детали и изделия сложной конфигурации с отверстиями, резьбой, выступами и т. д. из алюминиевых, медных, цинковых, сплава свинца с оловом и других сплавов.

Центробежное литье.Заливая металл во вращающуюся форму, осуществляют центробежное литье. Под действием возникающих при вращении сил металл прижимается к стенкам формы и, застывая, приобретает конфигурацию, точно соответствующую внутренним ее очертаниям (см. ниже). При этом структура металла получается уплотненной, так как всевозможные металлические включения и газы, образующиеся в процессе заливки жидкого металла, вытесняются ближе к центру вращения. Небольшой слой пористого металла, образующийся на внутренних поверхностях отливки, затем удаляется с помощью механической обработки. Центробежное литье применяют главным образом для получения отливок, имеющих форму тел вращения, например втулок, труб в промышленном производстве и художественного литья: перстней, колье и пр.

Литье по выплавляемым моделям.Вначале изготовляют металлическую модель (эталон) детали из стали или медных сплавов, по которой делают прессформу из легкоплавкого сплава. Затем в полученной прессформе отливают из воска модель будущей детали. Восковую модель и литниковую систему (также из воска) окрашивают погружением в специальную эмульсию.

Для лучшего контакта с формовочным материалом окрашенную поверхность модели припыливают прокаленным при температуре 400–500 °C тонким порошком корунда или кварца и подвергают сушке в течение 4–5 ч при температуре 20 °C, после чего модель с литниковой системой заформовывают в опоке с применением специальной формовочной смеси.

Изготовленная форма сушится при температуре 20 °C в течение 3–4 ч. Далее восковую модель выплавляют в печах при температуре 150 °C с выдержкой в течение 1,5–2 ч и последующим прокаливанием при температуре 800–850 °C. И только после такой длительной подготовки формы в нее заливают жидкий металл, который, затвердевая, образует отливку.

Литье по выплавляемым моделям позволяет получать мелкие детали в изделии сложной конфигурации с высокой точностью размеров (смотри, например, «Каслинское литье»).

Оборудовать литейную мастерскую в домашних условиях крайне сложно. Правила безопасности запрещают делать ее в квартире многоэтажного дома. Получение отливок из бронзы, латуни, алюминия и даже цинка требует довольно высоких температур и подготовительной работы, для которой площади одной комнаты не всегда достаточно.

Еще одна причина, по которой не стоит проводить плавку металлов дома, – необходимость хранения большого количества горючих материалов. Обычная плавильная печь, работающая на угле, потребляет его столько, что придется отгораживать угол комнаты, а в случае пожара потушить его крайне сложно.

Многие литейщики-любители и профессионалы используют в качестве топлива пропан, хранящийся в баллонах. Он не выделяет побочных продуктов горения, прост в эксплуатации и обладает массой других достоинств. Но этот газ крайне взрывоопасен, поэтому хранить баллоны лучше в сарае в металлическом ящике, а рабочее место устроить так, чтобы они располагались в другом помещении, подальше от открытого огня.

Лучше всего устроить литейную мастерскую в отдельном строении на даче или в деревне. При этом подготовительные работы, то есть формовку небольших моделей, вполне можно производить дома. В профессиональных училищах, колледжах и университетах создают специальные литейные учебные мастерские.

Для формовки, собственно литья и хранения топлива должны быть предусмотрены отдельные помещения. Они должны хорошо сообщаться между собой, что облегчает переноску тяжелых форм от одного участка к другому.

Самое просторное помещение отводится для литейной. В центре или подальше от стен ставится печь (о том, какие бывают печи и как они работают можно почитать ниже). Пол вокруг делается земляным или выкладывается кирпичом.

В стороне невысокий верстак для литейной формы. Уровень расположения литейной чаши не должен быть выше уровня верхней части печи, чтобы при работе ковш не приходилось поднимать.

Следует сказать несколько слов об одежде литейщика. Ее следует делать из прочного материала, хорошо защищающего от тепла. Высокие ботинки на толстой подошве предохраняют ноги во время работы около печи. На руках обязательно должны быть перчатки, а при заливке – рукавицы из двухслойного брезента. Комната для формовки должна иметь не только хорошее дневное, но и искусственное освещение. Литниковые системы собираются на широком верстаке, за которым должно быть одинаково удобно и сидеть, и стоять. Большие формы заполняются и собираются прямо на полу.

Стол должен иметь жесткую крышку и прочно стоять на ножках, поскольку масса некоторых заполненных форм довольно велика. Вокруг него располагают ящики с инструментами, необходимыми при формовке, и съемными частями литниковых форм.

Многоразовые опоки средних размеров, очищенные от остатков формовочного материала, хранятся в специальном шкафу. Песок и глину держат в больших стационарных ящиках.

Обычно начинающему литейщику доступны два легкоплавких материала – свинец и олово. Пользоваться первым не рекомендуется, несмотря на всю простоту его обработки. Во-первых свинец ядовит, а дышать его парами еще более опасно. Во-вторых, от неосторожных опытов могут пострадать другие учащиеся и студенты.

Другой металл – олово (см. выше) – издавна использовался для отливки небольших предметов быта, а также игрушек. Помните сказку Г.-X. Андерсена «Стойкий оловянный солдатик»? Чтобы сделать фигурку из олова, понадобится большой опыт формовки, но сам металл крайне прост в обращении. Рабочее место оборудуется крайне просто. Прежде всего, необходим просторный стол, за которым можно было бы стоя собирать литейные формы и производить засыпку формовочной смеси. Место должно быть хорошо освещено, поскольку формы для микролитья (именно так называется отливка небольших изделий) по сложности не отличаются от обычных, а вот размеры их гораздо меньше.

Литье – сложный технологический процесс, требующий большого терпения. Для литья различных изделий необходимы специально изготовленные формы-опоки, модели, стержневые ящики для изготовления стержней и разнообразные инструменты, о которых мы поговорим ниже. Наряду с данными приспособлениями могут потребоваться также шаблоны (формовочные, скребковые, контрольные) и кондукторы для зачистки стержней.

Все перечисленные выше приспособления и будут являться для литейщика своеобразными инструментами, с помощью которых можно создать самые разнообразные художественные изделия из металлов.