Андрей Смирнов
Время чтения: ~12 мин.
Просмотров: 0

Все о литье из бронзы и латуни

Новые изделия

РДР-53 Литая дверная ручка в виде стилизованной колонны на круглой розетке

РДР-53 Литая дверная ручка в виде стилизованной колонны на круглой розетке. Возможно нанесение золота или серебра поверх латуни.

Размеры ручки:

  • Диаметр…0 0
    РДР-52 Литая дверная ручка в виде колонны на резной розетке
    РДР-52 Литая дверная ручка в виде колонны на резной розетке. Возможно нанесение золота или серебра поверх латуни.

    Размеры ручки:

    • Размер розетки…0 0
      РДР-51 Литая дверная ручка в виде колонны на резной розетке
      РДР-51 Литая дверная ручка в виде колонны на резной розетке. Возможно нанесение золота или серебра поверх латуни.

      Размеры ручки:

      • Размер розетки…0 0
        РДР-50 Литая дверная ручка с декором на простой круглой розетке
        РДР-50 Литая дверная ручка с декором на простой круглой розетке. Возможно нанесение золота или серебра поверх латуни.

        Размеры ручки:

        Диаметр розетки…0 0РДР-49 Литая дверная ручка на круглой розетке с орнаментом в виде звездыРДР-49 Литая дверная ручка на круглой розетке с орнаментом в виде звезды. Возможно нанесение золота или серебра поверх латуни.
        Размеры…0 0

3 Заливка, выбивка и обрубка литейных форм

После того, как будет осуществлена формовка, приступают к подготовке расплава, который требуется для заливки формы. Его получают в дуговой, тигельной либо пламенной печи (видео).

Как только металл полностью расплавляется в печи, форму можно сразу же заполнять. Данная процедура длится буквально пару минут, но для операции отливки и результатов литья она имеет важнейшее значение. Если процесс выполняется с нарушением технологии, в заливке могут образоваться шлаковые раковины, спаи, пригары, серьезные недоливы. Заполнение форм в небольших мастерских и в бытовых условиях производится при помощи специальных «ложек» – ручных металлических ковшей.

После охлаждения отливки до заданной температуры (она может варьироваться) следует процедура выбивки. Выполняют ее молотком и клещами, просто-напросто разрушая форму (если применяется одноразовая форма). На литейных заводах чаще применяются многоразовые формы, разбивать которые не нужно.

Температуры плавления

Температура плавления бронзы напрямую зависит от наполняемости химическими элементами сплава. Ведь в качестве легирующих компонентов могут выступать тугоплавкие элементы. Так, максимальная температура для разлива бронзы составляет 1350 °С.

Маркировка легирующих элементов, добавляемых в сплавы меди:

  • алюминий (А);
  • бериллий (Б);
  • железо (Ж);
  • кремний (К);
  • марганец (Мц);
  • никель (Н);
  • свинец (С);
  • селен (О);
  • титан (Т);
  • цинк (Ц).

Для деления бронзовых сплавов пользуются двумя определениями – это оловянистые и безоловянистые бронзы. Температура плавления пригодного для литья, в зависимости от ее химического состава приведена в таблице.

Сплав, обозначение Температура для литья, °С
БрОФ4-0,25 1300
БрОЦ4-3 1250
БрОЦС4-4-4 1200
БрАЖ9-4 1200
БрА9Мц2Л 1150
БрА10Ж8Л 1190
БрА11Ж6Н6 1185
БрАЖС7-1,5-1,5 1150
БрС3О 975
БрА5 1200
БрКН1-3 1050
БрБНТ1,7 1050
БрАМц10-2 1150
БрКМц3-1 1150
БрМц5 1150
БрБ2 1100
БрСН60-2,5 1100

Это далеко не полный перечень литейных бронзовых сплавов.

Если плавка бронзы производится в домашних условиях, то особое внимание следует обращать на температуру плавления сплава. Оловянистым бронзам не требуется преодолевать тысячеградусный порог

Им достаточно 900°С — 950 °С. Безоловянистым сплавам уже требуется 950 °С — 1100 °С.

Детали, получаемые из бронзы методом центробежного литься

При выплавке бронзовых деталей стоит учитывать их высокую вязкость. Поэтому для качественного литья нагревать их следует выше температуры плавления примерно на 100 градусов. Бронзы обладают минимальной усадкой, которая не превышает 1,5%. Данная характеристика является преимуществом перед латунями и позволяет получать фасонные отливки.

Для сравнения можно посмотреть на температуру плавления латуней. Выделяются две категории латуней – это двухкомпонентные и многокомпонентные латуни. В состав двух компонентных сплавов кроме меди входит цинк. Его количество влияет на температуру плавления, которая находится в диапазоне 880°С — 965°С.

Для много компонентных температурные режимы повышаются до 895 °С — 1070 °С из-за ввода легирующих компонентов с высокой температурой плавления.

История технологии

По мнению историков, возраст, который имеет бронзовое литье, составляет 12 тысяч лет. Изначально при помощи такой технологии из бронзы изготавливались украшения и простейшие орудия труда. С течением времени данная технология совершенствовалась, и сегодня она представляет собой метод, при помощи которого создают множество уникальных изделий из данного сплава.

Современный уровень развития литья из бронзы позволяет получать из данного различные предметы не только в производственных, но и в домашних условиях. Благодаря изобретению бронзы, а также развитию технологий ее обработки, основной из которых является литье, мы и сегодня можем наслаждаться видом произведений искусства, которые были созданы мастерами еще в Средние века и в античные времена.

Старинный бронзовый набор письменных принадлежностей

Наибольшую популярность бронзовое литье, а также литье латуни – еще одного сплава, основу которого составляет медь, приобрело в эпоху классицизма и европейского барокко. Именно в те времена люди научились использовать эти материалы для того, чтобы создавать уникальные интерьерные элементы и декор.

Такие сплавы, созданные на основе меди, и сегодня активно применяются при изготовлении:

  • предметов, служащих для оформления интерьера;
  • ворот и заборов, выполняющих не только декоративную, но и защитную функцию;
  • скульптурных композиций и сувенирной продукции;
  • барельефов и элементов оформления осветительных приборов – люстр и бра;
  • элементов лестничных конструкций и входных групп.

Литьё из бронзы для изготовления рукоятей ножей

Технологии литья бронзовых изделий

Литье из бронзы можно разделить на несколько видов в зависимости от технологического процесса и использования литейных машин. Для плавки сплава используются индукционные печи. Сам металл покрывается флюсом.


Изделие из бронзы

Литье под давлением

В процессе вакуумного всасывания расплавленный металл начинает втягиваться в форму кристаллизатора. Далее начинается охлаждение заготовки, которое происходит от краёв к центру. В качестве кристаллизатора использует емкость с тонкими стенками. Она охлаждается водой. После охлаждения заготовка сама отходит от формы.

Центробежное литье

Центробежное литье бронзы применяется для изготовления деталей цилиндрической и конусовидной формы. К ним относятся уплотнительные кольца, втулки для промышленного оборудование и другие детали. С помощью центробежной технологии изготавливаются червячные колёса и шестерни. Технологический процесс подразумевает под собой вращение формы, благодаря чему расплавленный металл уплотняется.

Художественное литье

Технология художественного литья из бронзы используются в случаях создания декоративных элементов. К ним относятся различные скульптуры, светильники, решётки, ограды, сувенирная продукция. Этапы художественного литья из бронзы:

  1. Изначально изготавливается чертеж будущей заготовки.
  2. Далее мастер создаёт форму, в которую будет переливаться расплавленный металл.
  3. Расплавляется исходное сырье — шихта.
  4. Форма для литья заполняется расплавленным металлом.
  5. Процесс охлаждения.
  6. Извлечение заготовки из формы.

Последним этапом считается очистка и дальнейшая обработка детали. Если конструкция составная, изначально создаются и обрабатываются отдельные детали. После этого они соединяются в одну конструкцию. Швы зачищаются и обрабатываются защитными составами. При правильном выполнении технологического процесса создания декоративных элементов из бронзы, можно избежать ошибок и снижения качества готовой продукции.

Основные тонкости выполнения литья

Центробежное литье

С помощью данного способа литья изготавливают детали и оборудование для машиностроения и других промышленных отраслей. Основа технологии – центробежная сила. Она появляется из-за вращения литейной модели. Данный тип литья используют в основном для изготовления тел вращения. Формование может осуществляться машинами с вертикальной и горизонтальной заливкой. На машинах с горизонтальной осью вращения изготавливают:

  • вкладыши;
  • втулки;
  • кольца.

На машинах с вертикальной осью вращения производят:

  • гребные винты;
  • червячные колеса;
  • шестерни.

Художественное литье

В домашних бытовых условиях используют данный способ изготовления бронзы. Но этот сплав из меди обладает высокой текучестью, поэтому не полностью заполняет форму, в отличие от латунного сплава. Из-за этого задуманный рисунок на поверхности детали смазанный. Для придания четкости используют чеканку. Это довольно трудоемкий и времязатратный процесс. Но в то же время самый творческий момент художественного литья. От уровня выполненной чеканки зависит качество конечного вида изделия.

Этапы художественного литья:

  • создание эскиза и рабочего чертежа;
  • изготовление конструкции для создания литейной формы;
  • изготовление литейной модели;
  • подготовка модели;
  • плавление шихты;
  • отлив формомассы в литейную модель;
  • охлаждение;
  • извлечение из модели;
  • обработка готового изделия шлифовальной машинкой, иногда используют щетку из металла.

Литье под давлением

Данный метод литья основан на воздействии избыточного, вакуумического давления. Используется принцип пресса, расплав в литьевую форму подают избыточным давлением. Пневмо- или гидросистема действует на поршень. Благодаря высокой скорости, с которой подается расплав высокой вязкости, создается избыточное давление, форма заполняется полностью.

Затем вакуумным всасыванием формомасса перетекает в полость кристаллизатора. У него тонкие стенки, окруженные холодной водой. Охлаждение переходит от краев в центр. Втягивание расплава происходит за определенный отрезок времени. Потом давление нормализуется, и лишние остатки формовочной массы стекают по стенкам.

Из-за усадки после охлаждения изделие легко достать из формы. За счет автоматизации форма заполняется расплавом за доли секунды, что значительно сокращает время изготовления деталей и является несомненным преимуществом данного способа литья. Вне зависимости от используемого метода литья, при изготовлении изделий из бронзы и латуни нужно соблюдать технику безопасности.

  1. При работе нужно использовать защитные очки, чтобы уберечь глаза от капель расплавленного материала и испарений.
  2. Перед началом деятельности следует надеть перчатки из специального жаропрочного материала.
  3. Помещение должно хорошо проветриваться и вентилироваться, так как при плавлении данных сплавов выделяются вредные для человека газы.
  4. Не стоит допускать контакт легковоспламеняющихся материалов и жидкостей с нагревательными приборами.
  5. Нужно строго следовать технологии процесса. Так как это производство довольно травмоопасно.

О том, как делают бронзовые скульптуры, смотрите в следующем видео.

Используемые материалы

«Семёркой древних» называют перечень из железа, меди, олова, свинца, серебра, золота и ртути — с ними человечество знакомо не одну тысячу лет. Драгоценные металлы использовались для изготовления ювелирных изделий, а основным материалом для художественного литья в прошлом были сплавы на основе меди. В новое время к ним добавились чугун и алюминий.

Художники на протяжении всей истории не ограничивали себя ассортиментом материалов для плавки. Например, в XIX веке в Европе и России были популярны изделия из цинка и свинца, а современные скульпторы нередко обращаются к нержавеющей стали. Но классическими материалами для художественного литья даже на сегодняшний день являются бронза и чугун.

https://youtube.com/watch?v=GHBak_el3CU

Бронзовые сплавы

Сплавы меди с некоторыми цветными металлами (свинцом, оловом, алюминием, бериллием) без присутствия цинка и никеля называют бронзой. Медь с большими примесями цинка — это латунь. Последнюю применяют в основном для изготовления кабинетной скульптуры и дорогой мебельной и интерьерной фурнитуры. Главным материалом для художественного литья больших и малых форм оставалась несменной на протяжении веков оловянная бронза. Её преимущества:

  • ничтожная усадка;
  • высокая текучесть;
  • не подверженность пористости при остывании;
  • высокая теплопроводность;
  • прочность;
  • коррозионная стойкость;
  • упругость;
  • свариваемость.

Литьё из бронзы — одно из старейших искусств. Применение её в разных частях древнего мира было повсеместным: люди готовили в бронзовой посуде, носили бронзовые украшения, пользовались бронзовыми инструментами, застёгивали одежду на бронзовые пуговицы. Эта эпоха известна по удивительно высокому качеству исполнения и небывалой художественной силы скульптурам, сохранившимся до наших дней. С тех времён берёт начало литейная бронзовая традиция, надолго пережившая свой век с одноимённым названием. Безусловно, сплавы совершенствовались на всём протяжении истории, но большая часть технологических процессов художественного литья оставались неизменными.

Серый чугун

Бронза и железо, пожалуй, самые важные материалы в истории человечества. Недаром они дали названия двум эпохам технологической эволюции — бронзовому и железному векам. Поскольку для железного литья требовались более высокие температуры и сложные печи, плавку железа человечество освоило несколько позже бронзы. По некоторым сведениям, чугун лили в Китае ещё 2 тыс. лет назад. Первыми массовыми изделиями из него в Европе и России были стволы пушек и ядра к ним в XV веке.

Эволюция печей и энергоёмкого топлива для них быстро сделала высокие температуры доступными не только для военной промышленности. Художественное применение литейного железа началось приблизительно в 1500 г. с производства плитки для печей, памятников и фонтанов. Мощным толчком для популяризации чугуна в искусстве было бурное развитие металлургических технологий во второй половине девятнадцатого века и последующая за этими событиями индустриализация.

Для приготовления скульптуры используют серый чугун с высоким содержанием фосфора как самый недорогой и приспособленный для литья сплав железа с углеродом. Фосфор улучшает текучесть — это помогает металлу полностью заполнять форму. Свойство фосфора повышать хрупкость железа для художественного литья значения не имеет, как и присущая серому чугуну пористость. Материал обладает ещё одним важным свойством — привлекательностью внешнего вида готового изделия.

Тонкости технологии

Для того чтобы выполнить художественное литье из бронзы или изготовить из данного сплава изделие практического назначения, необходимо в первую очередь получить расплавленный металл. Для плавки металла применяются различные типы печей: индукционные, дуговые, пламенные и др. В самом простейшем варианте (при выполнении литья в домашних условиях) для плавки бронзы можно использовать и обычную газовую горелку, расположив ее под специальной емкостью для расплава.

Возможностей небольших печей, которые можно изготовить и самостоятельно, вполне хватает для того, чтобы выполнять в них плавку цветных металлов и их сплавов, к числу которых также относятся латунь и бронза.

Для расплава небольшого количества бронзы нужен огнеупорный кирпич и газовая горелка

Важнейшим этапом литья из бронзы является заполнение расплавленным металлом литейной формы. Несмотря на что, что такая заливка длится всего 1–2 минуты, правильность ее выполнения напрямую влияет на качественные характеристики готового изделия. Итогом неправильно выполненной заливки могут стать такие дефекты, как:

  • спаи;
  • пригары;
  • шлаковые раковины;
  • недоливы.

На этих бронзовых отливках раковины образовались вследствие плохой очистки тиглей перед заливкой

Металлу, который уже залит в литейную форму, необходимо дать остыть до требуемой температуры, которая, в зависимости от марки используемого сплава, может варьироваться. Порядок извлечения готового изделия из формы зависит от того, какого она типа – одноразовая или многоразовая. В первом случае ее просто разбивают молотком, а отливку извлекают при помощи клещей. Многоразовые формы, соответственно, разбивать не надо: их просто размыкают по соединяемой поверхности и аккуратно извлекают из них отливку.

Только что извлеченную отливку необходимо доработать. Заключается такая доработка в том, что с поверхности изделия удаляются литники, выпоры, прибыли и заливы, образовавшиеся в процессе выполнения литья. Такая операция, которую можно выполнять при помощи различного механического инструмента, называется обрубкой.

Особенности работы с бронзой в домашних условиях

При литье бронзы в домашних условиях заранее подготавливается помещение с соблюдением техники противопожарной безопасности. Требуется наличие вентиляции.

Для этого используются индукционные или дуговые печи. Также в качестве источника разогрева можно использовать газовую горелку или паяльную лампу. Если устанавливается глиняная печь, то подготавливается горн, уголь и щипцы.

Этапы художественного литья из бронзы


Литая статуэтка из бронзы

Перед началом процесса литья бронзовых изделий производится изготовление литейной формы. Состоит оно из следующих этапов:

  1. Разрабатываются чертежи на основе сформированной модели.
  2. По чертежам, изготавливается литейная форма. Для этого используется кварцевый песок или глина. Состоит она из 2 половинок. Внутри формируется полость, в которую будет вестись заливка расплавленных сплавов. Формы бывают одноразовые и многоразовые.
  3. Для устранения риска разрушения литейной конструкции снаружи формируется опока. Туда устанавливается форма после заливки сплава.

Тонкости технологии

Перед тем, как залить металл в форму, он разогревается до расплавленного состояния.

Важным этапом является полнота заполнения сплавом литейной формы. В противном случае образуются дефекты:

  • раковины;
  • пригары;
  • недоливы;
  • спаи.

Не всегда расплавленный металл заполняет карманы формы, поэтому полученный рисунок изделия до его доводки имеет нечеткие очертания.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации