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

Прочие сплавы на основе меди называются бронзами. Наиболее распространенной является оловянная бронза (сплав меди с оловом). Она отличается высокой жидкотекучестью, долговечностью. Бронза устойчивей реагирует на влияние коррозийных факторов, а потому широко применяется для уличной архитектуры и скульптуры. Наилучшим материалом считается оловянная бронза с содержанием олова 5–7 %. Положительным считается присутствие в оловянных бронзах 5–7 % цинка и 1–4 % свинца. В художественном литье применяются сплавы с низким содержанием олова – 0,5–3 % (марка БХ-3). Содержание цинка в этом сплаве достигает 25–35 %. Применяется также бронза БХ-2 (олова 1–5 %, цинка 8-13 %), БХ-1 (олова 4–7 %, цинка 5–8 %).

С увеличением процентного содержания олова цвет бронзы меняется от красного (до 10 % олова), до желтого (до 15 % олова). При содержании 50 % олова бронза приобретает белый цвет, при более чем 70 % олова – серо-стальной.

Еще одна группа бронз, так называемые безоловянные или специальные бронзы, представляют собой сплавы меди с алюминием, марганцем, свинцом. Эти бронзы стоят дешевле, прочны и стойки к коррозии. Применение их в литейном деле ограничено в силу большой усадки. Однако это не имеет большого значения для отливки неответственных изделий.

Маркировка бронз начинается с букв «Бр». Далее – начальные буквы входящих в сплав элементов: А – алюминий, Ж – железо, Мц – марганец, О – олово, С – свинец и т. д.; после названия каждого элемента цифрами указывается его процентное содержание в сплаве.

Механическая доработка бронзовых отливок также не вызывает затруднений.

Широко используются в литейном деле сплавы алюминия. Чистый алюминий не обладает достаточными литейными свойствами. К тому же он недостаточно прочен.

«Издавна людям были известны самородное золото и железо, сера и платина. О том, что существует самородный алюминий, узнали совсем недавно, впервые он был обнаружен в трапповых горах Сибирской платформы в 1978 году прошлого века. У некоторых ученых эти находки вызывали недоверие, возможно, связанное с тем, что не удавалось удовлетворительно объяснить происхождение алюминиевых химически чистых самородков…». Е. Осадчий и др. К вопросу о происхождении самородного алюминия. «Доклады АН СССР», том 266, № 5, 1982.

В алюминий добавляют медь, магний, цинк, кремний, железо, марганец, никель, хром для того, чтобы получить более прочный сплав. Благодаря добавкам алюминиевые сплавы приобретают хорошие литейные свойства, сохраняя способность легко подвергаться механической обработке. Наиболее распространенным литейным сплавом на алюминиевой основе является силумин – сплав алюминия с кремнием (марки АЛ2, АЛ4, АК9, АЛ9, АК7). Железо, никель, хром повышают прочность сплавов.

Перечень изделий, изготавливаемых из алюминиевых сплавов, велик. Это и крупные литые скульптурные и архитектурные детали, и предметы интерьера. Даже посуду, классически изготовлявшуюся из чугуна, теперь с успехом заменил алюминий.

На начальном этапе предлагаем использовать один из самых доступных и легкоплавких металлов – цинк. Он обладает высокими литейными свойствами, низкой температурой плавления (419 °C), что позволяет заниматься литьем без особых нагревательных приспособлений. Но самое главное – не надо прилагать особых усилий к его поиску. Проще всего сделать запас цинковых стаканчиков от гальванических элементов (батареек). От остатков смолы полые цинковые стаканчики очищают кипячением в 10 %-ном растворе питьевой соды. А затем собранный цинковый материал сплавляют в слиток, наполнив им обычную консервную банку и установив ее над костром. Таким образом, на первое время материалом вы себя обеспечите.

Такое небольшое знакомство с литейными сплавами и их свойствами мы приводим в надежде, что, получив первый опыт, вы оцените возможности литейного ремесла и прелесть изготовляемых таким способом изделий. Хорошее знание материалов позволит вам в дальнейшем совершенствоваться, переходя к более сложным изделиям, качество выполнения и внешний вид которых будут во многом определяться правильным видом материала.

Одновременно можете заниматься заготовкой алюминиевого (различная посуда), бронзового (водопроводные краны, потерявшие свою художественную ценность статуэтки, детали скульптур, архитектурных украшений) лома. Желательно, чтобы это были остатки изделий, ранее изготовленных литьем. Определить это можно по наличию на них следов специфического литейного шва.

Приспособления и инструменты.

Форму для отливки шкатулки готовят в двух ящиках-опоках без дна и крышки, сделанных из хорошо просушенной древесины березы, сосны, бука. Применяются они для облегчения сборки, переноски и удаления формы. Опоки могут иметь прямоугольную, круглую формы или приближенно повторять очертания моделей, они называются фасонными опоками. Они труднее в изготовлении, но удобны тем, что, имея мало свободного от модели пространства, позволяют экономить формовочные смеси. Деревянные опоки – это рамы, собранные на шурупах и клее (см. рис. 2.28, позиция 1 А, В).

С двух противоположных сторон каждой рамы укрепляют горизонтальные планки, которые называются выступами, или приливами (позиция 1 Г). В приливах сверлят два отверстия и забивают в них металлические трубки (позиция 1 Д). Чтобы трубки не выпадали, их торцы слегка проковывают. Из толстой проволоки сгибают штыри и соединяют верхнюю и нижнюю опорки (позиция 1 Б, Е).

В работе вам потребуются совок, сито, трамбовка, иглы, подъемы, ланцеты, мешочки с припылом, гладилки, кисти (см. позиции 2 A-И). Совком засыпают в опоки формовочную смесь, через сито ее просеивают.

Сита применяются для разрыхления формовочных смесей при покрытии ими поверхности моделей. Сетку сита желательно выполнить из латунной проволоки с ячейками 1–1,5 мм для мелкого литья и для крупного – 3–5 мм. Диаметр сита обычно составляет 30–40 см. облицовочную формовочную смесь насеивают на поверхность модели посредством такого сита. Набойки и трамбовки применят для распределения и уплотнения формовочных смесей в опоках. Наиболее удобна трамбовка с двумя рабочими частями – цилиндрической и клиновидной (позиция 2 В).

Рис. 2.28. Приспособления и инструменты.

Вентиляционные иглы (позиция 2 Г) служат для прокалывания в песчаной форме каналов, из которых выходят газы, образующиеся при заливке металла. Эти каналы способствуют увеличению газопроницаемости формы. Используются прямые и изогнутые иглы. Иглы изготавливают из стальных прутков, заточенных на конус.

Мешочком с порошком припылом (позиция 2 Ж) 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 плавуна). Мешочек для порошка делают из марли или другой редкой ткани. Очищают внутренние поверхности модели от лишнего припыла кистью из мягких перьев птиц, а внешние – обметают кистями из конского волоса (см. позицию 2 И).

Подъемы (позиция 2 Д) представляют собой тонкие стержни, один конец которых согнут в виде кольца, а другой заострен – служит для извлечения модели из формы. На рабочей части крупного подъема нарезают резьбу.

Отделочные ланцеты и гладилки (см. рис. 2.28, позиции 2 З) используются для исправления повреждений на форме. Гладилки и ланцеты можно изготовить из инструментальной стали или латуни. Рабочие поверхности гладилок тщательно полируют и применяют их для заглаживания шероховатостей поверхностей формы. Ланцетами исправляют повреждения в труднодоступных местах форм. Ланцетами подрезают формовочную смесь, например, при изготовлении литниковой воронки. Линейки используют для срезания с опоки излишков формовочной смеси. Можно использовать деревянные и металлические линейки. Металлические линейки прослужат дольше.

Щетки используют для очистки поверхности моделей от загрязнений, полученных при формовке.

Деревянные молотки необходимы для уплотнения кусков формы на поверхности модели. Киянки используют для расталкивания модели перед ее извлечением из формы.

Деревянные бруски применимы при кусковой формовке, для уплотнения смеси в опоке. Трамбовки здесь применять нельзя, так как из-за малой рабочей поверхности они неравномерно воздействуют на смесь, что может привести к смещению кусков. Бруски же выбирают таких размеров, чтобы при трамбовке они упирались в края опоки. При этом они равномерно воздействуют на поверхность смеси на уровне краев опоки.

Подмодельные плиты – плоские, с гладкой поверхностью деревянные плиты, служащие для установки на них моделей при подготовке к формовке. Для плоских моделей применяют плиты с ровной поверхностью. Для моделей с выступами, поднятиями поверхности применяют плиты с прорезями. Выступающие части моделей укладывают в эти прорези.