Лиття бронзи і латуні: особливості технології та етапи процесу
Лиття бронзи дозволяє виготовляти вироби, що відрізняються винятковою декоративної привабливістю. Технологія лиття з даного сплаву, основу якого становить мідь, відома протягом багатьох століть, але і в наш час вона продовжує вдосконалюватися.
Зовнішній вид бронзових виробів говорить про копітку працю майстра, перетворюючого безликий метал в художній твір
Історія технології
На думку істориків, вік, який має бронзове лиття, становить 12 тисяч років. Спочатку за допомогою такої технології з бронзи виготовлялися прикраси і найпростіші знаряддя праці. З плином часу ця технологія удосконалювалася, і сьогодні вона являє собою метод, за допомогою якого створюють безліч унікальних виробів з даного сплаву.
Сучасний рівень розвитку лиття з бронзи дозволяє отримувати з цього сплаву міді різні предмети не тільки виробничих, але і в домашніх умовах. Завдяки винаходу бронзи, а також розвитку технологій її обробки, основною з яких є лиття, ми і сьогодні можемо насолоджуватися видом творів мистецтва, які були створені майстрами ще в Середні століття і в античні часи.
Старовинний бронзовий набір письмового приладдя
Найбільшу популярність бронзове лиття, а також лиття латуні – ще одного сплаву, основу якого становить мідь, набуло в епоху класицизму та європейського бароко. Саме в ті часи люди навчилися використовувати ці матеріали для того, щоб створювати унікальні інтер’єрні елементи і декор.
Такі сплави, створені на основі міді, і сьогодні активно застосовуються при виготовленні:
- предметів, що служать для оформлення інтер’єру;
- воріт та парканів, виконують не тільки декоративну, але і захисну функцію;
- скульптурних композицій та сувенірної продукції;
- барельєфів і елементів оформлення освітлювальних приладів – люстр і бра;
- елементів сходових конструкцій та вхідних груп.
Литво з бронзи для виготовлення рукоятей ножів
Багато з таких виробів, не відрізняються великими габаритами і складністю форм, можна виготовляти з бронзи і латуні не тільки виробничих, але і в домашніх умовах.
Етапи художнього лиття з бронзи
Для того щоб якісно виконати лиття з такого металу, як бронза, необхідно дотримуватися певної послідовності дій. В першу чергу слід відобразити в ескізі форму виробу, який планується відлити з бронзи. На базі ескізу, над створенням якого на сучасних підприємствах працюють професійні художники і дизайнери, спеціалісти створюють креслення, в якому точно відображені всі розміри майбутньої виливки. Саме креслення є базою для виготовлення точної моделі, яку використовують для виробництва ливарної форми.
Для створення моделі виробу, яка буде в подальшому виготовлятися методом лиття з бронзи, можуть використовуватися різні матеріали, зокрема:
- слонова кістка;
- деревина (при цьому перевага віддається таким сортам даного матеріалу, як сосна, вільха, бук, липа);
- гіпс;
- різні види полімерних матеріалів.
Порожнини воскової моделі майбутньої статуетки заповнюються глиною, яка буде видалятися після виливки
Щоб поверхня моделі була максимально гладкою, її грунтують, шпаклюють і покривають декількома шарами лаку. При виготовленні ливарної моделі можуть бути використані не тільки різні матеріали, але і різні конструктивні підходи. Так, моделі можуть бути:
- роз’ємними (це складні конструкції, що складаються з декількох складових елементів, які можуть з’єднуватися між собою з плоским або складних поверхонь);
- нероз’ємними (моделі монолітного, найбільш простого типу, найчастіше використовувані для виконання лиття в домашніх умовах);
- спеціальними (сюди відносяться скелетні або формувальні шаблони, які використовуються в тих випадках, коли необхідно зробити ливарну форму для виготовлення предметів, що відрізняються складною конфігурацією).
Наступним етапом після створення точної моделі майбутнього вироби з бронзи є виготовлення ливарної форми. Для цього використовуються спеціальні пристосування і інвентар, а основними матеріалами, які застосовуються в цьому випадку, є формувальні суміші, створені на базі глини і ретельно очищеного кварцового піску.
Найбільш тривалою стадією лиття з бронзи є формування – виготовлення ливарної форми
У такому технологічному процесі, як лиття, яке виконується з бронзи і будь-якого іншого металу, ливарна форма відіграє вирішальну роль. Саме в таку форму, внутрішня порожнина якої повинна в точності повторювати відливають виріб, заливають розплавлений метал, в ній же він і остигає, формуючи готову виливок. Ливарні форми, що застосовуються як у виробничих, так і в домашніх умовах, можуть бути одно — або багаторазовими, що визначається не тільки матеріалом, з якого вони виготовлені, але і особливостями їх конструктивного виконання.
Для того щоб спресована і застигла суміш, з якої виготовляється ливарна форма, не зруйнувалася в той момент, коли на неї починає впливати розплавлений метал, її поміщають в спеціальні пристрої, які називаються опоки.
Опоку часто роблять з фанери або деревини
Розмір таких опок, які також можуть бути одно — і багаторазовими, цілком і повністю залежить від геометричних параметрів майбутнього виробу. В опоках, які зазвичай виготовляють з металу, проходить як створення ливарної форми, так і саме лиття.
Пізнавально відео про переваги й особливості художнього лиття з бронзи.
Тонкощі технології
Для того щоб виконати художнє литво з бронзи або виготовити з даного сплаву виріб практичного призначення, необхідно в першу чергу отримати розплавлений метал. Для плавки металу застосовуються різні типи печей: індукційні, дугові, полум’яні та ін. В найпростішому варіанті (при виконанні лиття в домашніх умовах) для плавки бронзи можна використати і звичайну газовий пальник, розташувавши її під спеціальною ємністю для розплаву.
Можливостей невеликих печей, які можна виготовити і самостійно, цілком вистачає для того, щоб виконувати в них плавку кольорових металів і їх сплавів, до числа яких також належать латунь і бронза.
Для розплаву невеликої кількості бронзи потрібен вогнетривка цегла і газова пальник
Найважливішим етапом лиття з бронзи є заповнення розплавленим металом ливарної форми. Незважаючи на що, що така заливка триває всього 1-2 хвилини, правильність її виконання прямо впливає на якісні характеристики готового виробу. Підсумком неправильно виконаної заливки можуть стати такі дефекти, як:
- спаї;
- пригары;
- шлакові раковини;
- недоливи.
На цих бронзових виливках раковини утворилися внаслідок поганого очищення тиглів перед заливкою
При литті латунних і бронзових виробів невеликого розміру розливання розплавленого металу здійснюється не з самого тигля, в якому він нагрівався, а за допомогою спеціального пристосування, що використовується в якості ручного ковша або ложки.
Металу, який вже залитий в ливарну форму, необхідно дати охолонути до необхідної температури, яка, в залежності від марки використовуваного сплаву може змінюватись. Порядок вилучення готового вироби з форми залежить від того, якого вона типу – одноразова або багаторазова. У першому випадку її просто розбивають молотком, а виливок витягують за допомогою кліщів. Багаторазові форми, відповідно, розбивати не треба: їх просто розмикають за що з’єднується поверхні і акуратно витягують з них виливок.
Тільки що витягнуту форму необхідно доопрацювати. Полягає така доробка в тому, що з поверхні виробу видаляються литники, випори, прибутку і затоки, що утворилися в процесі виконання лиття. Така операція, яку можна виконувати за допомогою різного механічного інструменту, називається обрубанням.
Надання отлитому виробу привабливого зовнішнього вигляду
Виріб, який тільки що витягли з ливарної форми, виглядає досить непрезентабельно. На його поверхні може залишитися пригорілі формувальна суміш і виявляються інші поверхневі дефекти. Першим етапом приведення відлитого з бронзи предмета у нормальний стан є його очищення. Для виконання такої процедури використовуються металеві щітки або шліфувальні машинки (в якості робочого органу на них встановлюється дротяний коло).
Незважаючи на те, що латунь і бронза відрізняються гарною плинністю і при виконанні лиття добре заповнюють всі поглиблення у формі, отримати на готовому виробі тонкий малюнок практично неможливо. Щоб сформувати подібний малюнок, використовують таку доводочную операцію, як карбування. Вона виконується за допомогою спеціального інструменту. Залежно від складності і тонкості малюнка, який необхідно сформувати на поверхні відлитого з бронзи вироби, операція карбування може займати різну кількість часу.
Ручна карбування бронзової статуетки
Слід мати на увазі, що карбування – це найбільш творчий етап процедури лиття, від якості і старанності її виконання безпосередньо залежить те, як в остаточному підсумку буде виглядати виріб. Саме тому підходити до виконання такої операції слід дуже відповідально і з максимальною акуратністю.
В залежності від задуму майстра, що виконує лиття з бронзи або латуні, а також від вимог до декоративності, поверхня виливка може покриватися штучної патиною, позолотою, сріблом, шаром нікелю або хрому. Предмети, які мають складну конструкцію, часто відливають не цілком, а окремими частинами, які потім необхідно правильно з’єднати. Виконується таке з’єднання за допомогою спеціальних замків, спочатку передбачених у конструкції. Для того щоб не переплутати такі замки і правильно зіставити їх елементи один з одним, їх часто маркують.
Литво на відцентрових технології
Для виробництва в заводських умовах виробів з бронзи, до зносостійкості яких пред’являються підвищені вимоги, часто використовується така технологія, як відцентрове лиття. З її допомогою виконують лиття виробів з бронзи, що використовуються в машинобудуванні та інших галузях промисловості. Сюди, зокрема, відносяться:
- шестерні;
- елементи черв’ячних сполук;
- втулки різного призначення;
- обичайки;
- втулки;
- кільця;
- вкладиші та ін.
Технологія відцентрового лиття припускає, що розплавлена бронза заповнює форму під дією власної ваги, а під впливом відцентрових сил. Ливарні форми поміщаються в спеціальне обладнання. Залежно від того, в якій площині відбувається обертання ливарних форм, встановлених в таке обладнання, воно може бути вертикального чи горизонтального типу.
Схема відцентрового лиття
Обладнання будь-якого типу, яке використовується для виконання лиття з бронзи по відцентрової технології, має наступні конструктивні елементи:
- тигель, в якому відбувається плавка металу;
- жолоб, по якому розплавлений метал подається в ливарні форми;
- изложница;
- електродвигун, який використовується в якості головного приводу і забезпечує обертання форм;
- елементи приводу: шківи, вали, кліноременная передача.
Завдяки особливостям даної технології, з її допомогою можна виконувати якісне лиття виробів з бронзи, що відрізняються навіть дуже складною конфігурацією. За рахунок задіяння відцентрових сил, які притискають розплавлений метал до стінок ливарної форми, поверхня виливка відрізняється підвищеною щільністю і, відповідно, високою зносостійкістю.
Природно, що виконувати лиття за такої технології можна тільки в виробничих умовах і при виготовленні деталей великими серіями, так як в одиничному виробництві такий метод економічно недоцільний.
