Температура плавления бронзы – можно ли лить бронзу дома?

1 Виды бронз и температура их плавления

Бронза — это медный сплав с дополнительным легирующим элементом. Чаще всего таким компонентом выступает олово, а также алюминий, кремний, свинец, бериллий. Как правило, все марки бронзы содержат очень небольшое количество таких добавок, как свинец, цинк, фосфор и другие. Медные сплавы с никелем (мельхиор, копель, константан, нейзильбер) и цинком (латунь) не относятся к бронзе.

Цвет бронзы и ее физико-химические характеристики зависят от процентного содержания основных легирующих элементов и дополнительных примесей. Каждая отдельная лига имеет свою маркировку. Температуры плавления бронз находятся в диапазоне 930-1140 oC.

Все бронзовые сплавы условно делятся на два основных типа:

• олово;
• без олова.

Первый тип — это медный сплав, в котором основным легирующим элементом является олово. Эта бронза — один из первых металлических сплавов, освоенных человеком. В нем преобладает медь, она тверже и прочнее меди, но плавится легче. Так называемая колокольная бронза, в которой присутствует 80% меди и 20% олова (диапазон составов может достигать 3%), является классической маркой такой бронзы, которая использовалась с древних времен и до сих пор используется для изготовления колоколов. Его недостаток — повышенная хрупкость из-за большого количества олова.

Безоловянные бронзы не содержат олова. Основные виды:

• бериллий: самый прочный и стойкий сплав, превосходящий по основным характеристикам высококачественную сталь;
• цинк-кремний — обладает высокой механической стойкостью к трению, в расплавленном состоянии — текучестью;
• свинец — с повышенной коррозионной стойкостью;
• алюминий — высокая коррозионная стойкость и фрикционные характеристики.

Оловянная бронза, несмотря на то, что по некоторым характеристикам уступает другим маркам, на сегодняшний день является самой популярной. Для всех сплавов в маркировке сначала указано, что это бронза (Br), затем следуют обозначения входящих в нее добавок, а затем их процентное содержание. Например: Бр ОЦСН3-7-5-1 — бронза с добавками: олово 2,5–4%, цинк 6–9,5%, свинец 3–6%, никель 0,5–2%. Остальные компоненты указывают: A — алюминий, B — бериллий, G — железо, K — кремний, Mts — марганец, F — фосфор. Какой сплав самый распространенный? Это следующие марки: литейный БрО5, БрО19, БрОЦ8-4, БрОЦ10-2, БрОФ10-1 и ковкий БрОС5-25.

В зависимости от содержания в меди добавок и примесей оловянная бронза может плавиться при температуре 900-950 ° С, а безоловянная бронза — при 950-1080 ° С.

Во время литья важны такие характеристики оловянных бронз, как высокая вязкость (выше, чем у латуни), поэтому отливку перед разливкой необходимо перегреть. При этом для этих сплавов характерна незначительная усадка при охлаждении, что позволяет изготавливать из них фасонные отливки.

Технологии литья бронзовых изделий

Литье из бронзы можно разделить на разные виды в зависимости от технологического процесса и использования литейных машин. Для плавления сплава используются индукционные печи. Сам металл покрыт флюсом.

Литье под давлением

Во время процесса вакуумного всасывания расплавленный металл начинает всасываться в кристаллизатор. После этого заготовка начинает остывать, что происходит от краев к центру. В качестве кристаллизатора используется тонкостенная емкость. Охлаждается водой. После остывания изделие уходит из формы.

Центробежное литье

Центробежное литье из бронзы применяют для изготовления цилиндрических и конических деталей. К ним относятся уплотнительные кольца, втулки промышленного оборудования и другие детали. Колеса и червячные передачи производятся по центробежной технологии. Технологический процесс предполагает вращение кристаллизатора, благодаря которому расплавленный металл уплотняется.

Художественное литье

Технология художественного литья из бронзы применяется при создании элементов декора. К ним относятся различные скульптуры, лампы, решетки, заборы, сувениры. Этапы художественного литья из бронзы:

1. Изначально делается чертеж будущей детали.
2. Далее мастер создает форму, в которую будет заливаться расплавленный металл.
3. Растворяется исходное сырье: шихта.
4. Литейная форма заполнена расплавленным металлом.
5. Процесс охлаждения.
6. Удаление детали из формы.

Последний этап — чистка и дальнейшая обработка детали. Если конструкция составная, сначала создаются и обрабатываются отдельные детали. Впоследствии их объединяют в единую конструкцию. Швы зачищаются и обрабатываются защитными составами. При правильном выполнении технологического процесса создания декоративных бронзовых элементов можно избежать ошибок и снижения качества готового изделия.

Технология литья бронзовых изделий более высокого качества

Чтобы получить изделие из бронзы высшего качества путем литья или сделать его частью сложной конфигурации, можно использовать другую технологию, которая предполагает использование модели из легкоплавкого материала. В этом случае для создания цельной формы используется парафин, воск или другой легкоплавкий материал. Такую модель просто плавят из готовой формы, нагревая или опуская в кипяток.

Восковая модель сложной конфигурации состоит из нескольких частей, которые затем обрабатываются и свариваются

Чтобы обеспечить высокую точность формы и геометрических параметров модели, для ее создания можно использовать готовое изделие. С его помощью получается гипсовая форма, по которой отливается копия.

Вы также можете ознакомиться с технологией, позволяющей выполнять качественный отлив даже очень сложных изделий в их конфигурации, просмотрев многочисленные видеоролики в сети.

Немного истории

Бронза — фактически первый сплав, который начало использовать человечество. В 3-м тысячелетии до н.э мастера Н.С активно использовали медь для самых разных целей. Некоторые виды руды содержат незначительное процентное содержание олова. При обработке этого материала люди заметили, что такая медь более плотная и твердая, чем обычная медь. Так родился новый исторический и культурный период, который сегодня известен как «бронзовый век». Дальнейшие исследования привели к открытию олова, которое стали специально добавлять в медь для получения высококачественного сплава для изготовления инструментов и украшений.

Бронзовая металлургия качественно повысила производительность различных отраслей, в которых работало человечество того времени. Литье постепенно улучшалось, и люди начали делать специальные формы для камня, в которых можно было многократно отливать различные изделия. Постепенно были изобретены закрытые формы, которые позволили изготавливать оружие и украшения со сложными рисунками и узорами.

Происхождение и нахождение меди в природе

Химический элемент получил свое название от названия острова Кипр (Cuprum), где его научили извлекать еще в третьем тысячелетии до нашей эры. В периодической таблице химических элементов медь имеет атомный номер 29, это находится в 11-й группе 4-го периода. Элемент представляет собой пластичный переходный металл золотисто-розового цвета.

По распределению в земной коре элемент занимает 23-е место среди других элементов и чаще всего встречается в виде сульфидных минералов. Наиболее распространены медный колчедан и медный блеск. Сегодня есть несколько способов получить медь из руды, но любая технология требует пошагового подхода для получения конечного результата.

В начале развития цивилизации люди научились добывать и использовать медь и ее сплавы. Уже в то далекое время добывали не сульфид, а минерал малахит, который в этой форме не требовал предварительной варки. Смесь руды с углями помещали в глиняный сосуд, который опускали в небольшую яму, после чего смесь поджигали, угарный газ помог восстановить малахит до состояния свободной меди.

В природе медь содержится не только в минерале, но и в самородной форме; самые богатые месторождения находятся в Чили.Сульфиды меди часто образуются в геотермальных жилах при средних температурах. Часто месторождения меди могут быть в виде осадочных пород — медных сланцев и песчаников, которые встречаются в Читинской области и Казахстане.

Марки латуни и области применения

Марка латуни и область ее применения зависят от состава. Например, томбак, относящийся к классу деформируемой латуни, в котором содержится более 95% меди, легко соединяется со сталью, образуя с ней биметалл. Эта комбинация используется при производстве вывесок и различных предметов искусства и дизайна интерьера: статуэток, рамок, канделябров.

Латунь LO используется для изготовления конденсаторных трубок различного теплотехнического оборудования, например, газовых котлов, автоклавов, сильфонов.

Марка LS используется для создания деталей для часовых механизмов, переходников и соединительных втулок. Также его используют для изготовления печатных матриц.

LMts — содержится в старинных советских монетах номиналом до 5 копеек, фурнитуре, гайках и болтах и ​​их подвидах с приставкой «А» — в деталях речных и морских судов.

Латунь, маркированная самолетом или ЛЖМ (и его подвидом), также используется для строительства кораблей и самолетов, различных электрических машин и подшипников. Это очень распространено в деталях для различного химического машиностроения.

2 Можно ли плавить и отливать бронзу в домашних условиях?

Отливать бронзу в домашних условиях не получится. Работа с жидким металлом, нагретым до 1000 ° C и выше, требует определенных условий. Чтобы бросать мелкие предметы (кольца, другие украшения и т.д.), Вам понадобится как минимум отдельное помещение с хорошей вентиляцией и всеми мерами пожарной безопасности. Чтобы отливать бронзу при изготовлении крупных деталей, требуется мастерская или хотя бы гараж с земляным или бетонным полом. Необходима хорошая вентиляция.

Для плавки используется муфельная печь (желательно с терморегулятором) и / или топка (для крупных отливок). Также вам понадобятся:

• тигель — емкость из стали или чугуна, в которой расплавляется металл, с носиком для заливки расплавленного материала;
• плоскогубцы;
• крюк;
• готовая форма для будущего изделия;
• уголь, а точнее кокс — для топки.

Детали из бронзы помещают в тигель, который затем устанавливают в печь или под. После отливки металл выдерживают в печи еще 4-5 минут для максимального нагрева, что поможет заполнить форму бронзой высочайшего качества, особенно в тонких местах. Затем тигель вынимают из топки с помощью крючка. Расплавленный сплав заливается в кристаллизатор через литейное отверстие. Металлическая отливка должна быть тонкой, чтобы не вызывать размытия формы, но сплошной.

Перед заливкой сплава форму необходимо прокалить в печи или печи. Последний сначала нагревают до 550-600 ° C, затем вставляют форму и повышают температуру до 900 ° C. При этой температуре продолжительность прокаливания составляет 2-4 часа (в зависимости от массы формы). По окончании прокаливания форму вынимают из печи и охлаждают до 500 ° C.

3 Особенности заливки бронзы в форму

В относительно больших формах расплавленный сплав течет и распределяется по ним под действием силы тяжести (собственного веса). При этом воздух внутри хорошо вытесняется жидкой бронзой. Когда отливка небольшая, воздух не позволяет расплавленному сплаву заполнить форму во всех полостях: невозможно получить продукт хорошего качества.

Эту трудность можно преодолеть, вставив форму для расплавленного металла в центрифугу (ручную или электрическую). Центробежная сила поможет вытеснить воздух и позволит бронзе полностью заполнить форму. Это нужно делать очень быстро, пока сплав находится в неохлажденном состоянии расплава.

Когда бронза полностью остынет, форму отделяют и вынимают готовую отливку. Поверхность изделий, полученных таким образом, обычно шероховатая, а также с металлическими валиками там, где были литники и воздуховоды. Поэтому бронзовую заготовку необходимо обработать и отполировать.

Необходимая температура и процесс плавления бронзы

Изделия из бронзы пользуются большой популярностью у мастеров-любителей, занимающихся изготовлением различных предметов искусства, оружия и аксессуаров, ювелирных украшений и так далее

Отсутствие производственной базы не помеха для работы, основная проблема — отсутствие информации о свойствах, температуре плавления бронзы и способах обработки медных сплавов. Большинство любителей не знают, что литье изделий из бронзы также производится в домашних условиях, главное — соблюдать технологию и обеспечить необходимые условия для протекания процесса.

Сферы использования бронзы

Использование этого сплава определяется его основными характеристиками. Нередко в бронзу добавляют различные дополнительные компоненты, которые характерным образом изменяют и дополняют ее характеристики.

Что касается подвида сплава олова, то он используется с давних времен. Особой популярностью пользовались различные предметы из бронзы: украшения, статуэтки, предметы быта и т.д.

Для повышения коррозионной стойкости сплава добавлены никель, цинк, фосфор и другие подобные элементы. Чаще всего из этого материала делают всевозможные инструменты для плавания.

Виды алюминия и кремний-цинк используются, как правило, для создания предметов искусства.

Основные этапы

Литье бронзы предполагает технологический процесс, требующий использования специального оборудования и соблюдения определенных этапов производства:

1. В первую очередь готовится рисунок будущего изделия.
2. Создается смежность с моделью вентильной системы. Для этого выполняется сварка или склейка.
3. Форма для литья под давлением состоит из огнеупорных смесей.
4. Форма освобождена от модельной композиции. Для этого его нагревают паром или погружают в емкость с горячей водой.
5. Расплавленную бронзу на центробежной машине заливают в форму.
6. Будущая заготовка может сама остыть.

Для дальнейшей обработки бронзовой детали форму ломают. Изделие моется с использованием химических составов.

Нюансы спектрального сравнительного анализа

Из-за разнообразия сплавов на основе меди сложно точно определить тип их соединения. Ни один из способов отличить латунь от бронзы, даже самый эффективный, не дает стопроцентной гарантии. Если вам нужен точный ответ на вопрос, что это за сплав, единственный способ получить достоверный ответ — это использовать спектральный анализ. Можно отправиться на пункт приема металлолома, где может быть соответствующее оборудование.

Спектральный анализ позволяет определить химический состав металлического сплава на основе его спектра. Кроме того, у этого метода есть и другие преимущества:

• высокая чувствительность;
• точность получения результатов;
• изучение состава изделий из латуни и бронзы без нарушения их структуры;
• состав можно изучить даже на небольшом образце.

Для спектрального анализа используется специальный инструмент — стилоскоп. Он предназначен для быстрой визуальной качественной и количественной оценки сплавов черных и цветных металлов в видимой области спектра.

Сравнительная характеристика и отличие металлов

В металлургической промышленности существуют четкие критерии различения бронзы и латуни. Однако, если человек не связан с определенной сферой деятельности, он не сможет невооруженным глазом определить, с каким материалом он сталкивается. Комбинация меди с оловом или цинком позволяет получать сплавы с разными свойствами, используемые в определенных отраслях.

Бронза и латунь имеют разные свойства и относятся к совершенно разным категориям. Первый сплав может быть или не содержать олова, а второй может быть двухкомпонентным или многокомпонентным.

Бронзовый сплав состоит из олова, которое можно дополнить свинцом. Цвет металла будет зависеть от процентного содержания того или иного элемента. Основной дополнительный элемент из латуни — цинк.

Бронза устойчива к химическим и агрессивным соединениям. Кроме того, его негативная реакция на соленую морскую воду позволила использовать сплав в судостроении и судоходстве. Латунь этим похвастаться не может, поэтому для придания ей улучшенных качеств в сплав необходимо вводить дополнительные элементы. Кроме того, бронза обладает хорошей стойкостью и антифрикционными свойствами по сравнению с латунью. Это позволяет значительно расширить сферу применения сплава.

Высокое содержание цинка в латуни придает сплаву различные цвета от розово-красного до золотисто-желтого. Этим объясняется его сходство с благородным золотом.

Как выглядит латунь

Серебристо-белый цвет бронзы получается при добавлении в ее состав более 35% Sn. Сплав, содержащий 85% меди, имеет коричневато-красный цвет. Поскольку соединения с высоким содержанием примесей встречаются редко, можно утверждать, что латунь обычно является золотисто-желтым металлом, а бронза ближе к красному, иногда темно-коричневому. Такие же цвета латуни и бронзы будут на изломе предметов. Это позволяет легко отличить латунные изделия от бронзовых.

Металл, как латунь, используется не только для изготовления декоративных элементов, таких как мебельная фурнитура или предметы искусства для внутренней отделки, но и для изготовления основных деталей, используемых в различных отраслях промышленности.

Бронза и латунь имеют более низкую температуру плавления, чем чистая медь. Это позволяет делать из них различные изделия для домашнего использования. Очень красиво смотрится художественное литье из бронзы и латуни. Однако для этого нужно иметь соответствующее оборудование и знать технологию и правила проведения такой процедуры.

Пошаговая инструкция

В кустарных условиях изготавливаются в основном небольшие бронзовые предметы, например, декоративные элементы. Самые сложные детали требуют высокоточного литья, технологию которого очень сложно реализовать без специально приспособленного для этого помещения, а также специального оборудования. В некоторых случаях приходится прибегать к доводке отливки до нужного состояния с помощью перевязки в домашних условиях, например, удаление вручную излишков расплавленного материала, шлифовка и полировка изделия.

Прежде чем приступить к литью металла, необходимо подготовить помещение и обзавестись необходимыми инструментами и оборудованием. Главное требование к помещению — наличие хорошей вытяжной вентиляции, а также пол из негорючих материалов, таких как бетон, бетон или кирпич. При изготовлении небольших изделий эти требования соблюдать довольно просто, иначе придется пользоваться гаражом.

Чтобы плавить бронзу в домашних условиях, нужно приобрести специальную муфельную печь с возможностью регулирования температуры, но можно обойтись и простой добычей, топливом для которой послужит уголь.

Подготовка инструментов

Начинающему заклинателю следует приобрести или изготовить следующие инструменты.

• Огнеупорный тигель из огнеупорного материала (например, чугуна или стали) представляет собой специальный сосуд с носиком, в который помещаются куски расплавленного металла.
• Инструменты для извлечения тигля из печи, минимизирующие риск ожога: специальные крючки и плоскогубцы.
• Форма для литья расплавленного металла, изготовленная с использованием опоки и шаблона.
• Сама колба состоит из двух ящиков, в которых находится форма, заполненная песком.
• Костюм сварщика или просто фартук и очень плотные перчатки, предназначенные для защиты человека от летящих искр и брызг расплавленного металла.

Убедившись в наличии всего вышеперечисленного, можно приступать непосредственно к литью бронзы.

• Разогрейте духовку, отрегулировав температуру с помощью регулятора. Температура зависит от химического состава бронзы, о чем говорилось выше. Например, для алюминиевой бронзы эта температура будет 1040-1084 градуса по Цельсию.
• Далее обязательно прогреть форму, это делается для того, чтобы расплавленный металл не замерз при попадании в холодную емкость. Форма помещается в духовку, когда она нагревается до температуры 600 градусов, после чего термостат устанавливается в положение 900 градусов. Когда температура внутри духовки поднимется до 900 градусов, форму оставляют нагреваться на 3-4 часа, после чего ее осторожно снимают с помощью специальных приспособлений и охлаждают до 500 градусов по Цельсию.
• Тигель с бронзовыми деталями, предназначенными для плавки, помещают в предварительно разогретую печь до заданной температуры плавления и доводят до полного плавления металла. Затем тигель оставляют для перегрева еще на 5 минут, чтобы получить лучшую текучесть металла и лучшее качество литья.
• Выньте тигель из духовки или выковайте его с помощью крючков и щипцов и начните заливать его в форму.

Давайте посмотрим, как сделать правильную форму, чтобы получить продукт высокого качества. В литейном производстве такую ​​форму изготавливают с помощью колбы, в которую насыпают смесь глины, песка и угольной пыли. Воздушный шар состоит из двух половинок, каждая из которых представляет собой ящик, куда будет насыпаться песок для лепки.

• Сначала берут первую коробку и начинают заполнять ее смесью, разливая пополам, внутрь короба кладут модель.
• Кроме того, продолжают сыпать сыпучий материал, пока ящик не заполнится доверху. Во время работы необходимо постоянно выравнивать и утрамбовывать моделировочный песок.
• Поместите второй ящик сверху и продолжайте засыпать смесь глины, песка и угольной пыли.
• Во втором ящике нужно предусмотреть литники — отверстия для заливки расплавленной бронзы в форму.
• Когда оба ящика заполнятся, разделите их заостренным предметом. Одна половина модели находится в одном ящике, другая половина — в другом.
• Аккуратно вытаскивают модель, снова соединяют обе коробки — образовавшаяся пустота внутри и есть форма для заполнения.

Заливка в литейную форму

Расплавленный металл тонкой струйкой выливается из тигля в литейную форму, следя за тем, чтобы струя текла непрерывно. Если формованная деталь имеет сложную форму, необходимо использовать специальную центрифугу, которая за счет центробежной силы поможет расплаву правильно распределиться внутри формы, полностью заполнив ее.

4 Изготовление литейной формы под отливку

Литейная форма изготавливается на формовочной машине, называемой муфельной, но она изготовлена ​​из не строганных досок (для лучшего контакта стен с формовочной землей). На цилиндре размеры должны быть примерно в 1,5 раза больше размера детали. Состоит из 2-х частей:

• верх — коробчатая рама без дна и верха с поперечинами (двумя или тремя) посередине;
• дно — коробка с дном.

Чтобы обе части плотно соединились между собой, на нижней коробке делают зажимы, а в каркасе — выемки для них. Затем подготавливается земля для лепки: мелкий чистый песок тщательно перемешивается — 75% от общего объема, глина — 20%, угольная пыль — 5%. У вас должна получиться однородная масса.

Для изготовления формы вам понадобится модель будущей отливки. Это может быть сама деталь или особая модель, сделанная из дерева или другого материала. Когда уже обработанное (поврежденное) изделие используется для лепки в некоторых местах, недостающие фрагменты на нем наращиваются шпаклевкой (желательно эпоксидной) по контурам такой же новой детали. Полностью затвердевшие восстановленные участки необходимо отполировать и отшлифовать.

Формование выполняется следующим образом:

1. Формовочная земля насыпается в нижнюю коробку опоки до ее верха и затем слегка уплотняется.
2. Готовую модель присыпают тальком или графитовой пудрой и вдавливают наполовину в землю. Модель размещена таким образом, чтобы ее выступы и другие детали можно было легко вынуть из формы, которые в этом случае не были бы разрушены.
3. Земля внутри ящика и лежащая на нем модель присыпается тальком или графитом.
4. Верх цилиндра устанавливается на коробку, совместив отверстия с фиксаторами. В безответственной части отливки устанавливается коническая крышка (узкой частью к модели, а широкой — вверх) для последующего формирования литника (через него расплавленный сплав будет заливаться в кристаллизатор).
5. Моделируемую глину насыпают в колбу в избытке и хорошо уплотняют.
6. Заглушку снимают очень осторожно.
7. С помощью остроконечного предмета разделяются части формы, снимается верхняя и извлекается модель из нижней.

Полученная форма должна иметь углубления с обеих сторон, которые точно отражают геометрию детали.

В некоторых случаях нужно дополнительно подкорректировать форму тонким гибким ножом:

• глина добавляется для моделирования в тех точках, где она была снята вместе с моделью, и прикрепляется к последней;
• лишняя земля удаляется.

В пресс-формах для длинных деталей на одном конце формируется литник, а на другом — аналогичное отверстие, которое служит для выпуска воздуха из них, когда они заполнены расплавленным сплавом.

Обе половинки формы должны просохнуть. Впоследствии их соединяют, а затем хорошо прижимают (между ними не должно быть зазора). Форма для литья из бронзы готова.

Маркировка

Принцип маркировки следующий:

• Они пишут буквы Br (что означает «бронза»).
• Пишут буквами с указанием легирующих элементов:

Они пишут числа, которые указывают количество каждого предмета в процентах. Для деформируемой бронзы цифры пишутся в конце маркировки в том же порядке, что и буквы.
В литейных цехах номер пишется после каждого компонента сплава. Например:

BROF10-1 — кованая бронза. Олово около 10%, фосфор — 1%, остальное — медь. ИЛИ:

БрА10Ж3 — литая бронза, где алюминий 10%, железо 3%, остальное медь.

Могут быть и другие примеси, но их количество незначительно.

Температура плавления бронзы: виды сплавов и отливочные формы, особенности и технология заливки

Температурные показатели плавления бронзы зависят от ее состава. Чтобы самостоятельно производить отливочные изделия из этого материала, необходимо оборудовать свое рабочее место всеми необходимыми приспособлениями и строго придерживаться технологических правил.

В основе бронзы лежит медь и легированные добавки (бериллий, свинец, алюминий, кремний и олово). Все его сплавы содержат такие компоненты, как цинк, фосфор и др. помимо бронзы, современная промышленная промышленность занимается производством других медных сплавов: константана, копеля, мельхиора, мельхиора, латуни и т.д.

Количество и тип компонентов сплава в составе бронзового сплава определяет его химические и физические характеристики, а также цвет материала.

Марки бронзовых сплавов, температура плавления которых составляет от 930 до 1140 градусов Цельсия, имеют свои марки. По химическому составу сплавы на основе бронзы подразделяются на:

Люди давно учились сочетать олово с медью для изготовления бронзы. Олово делает материал прочнее, а также снижает его температуру плавления.

Бронза Кампана считается ярким примером этого типа сплава. Он содержит двадцать процентов олова и восемьдесят процентов меди.

Однако изделия из бронзы колокола отличаются высокой хрупкостью.

Бронзы безоловянного типа, как следует из названия, не имеют в своем составе олова. Такие сплавы в настоящее время классифицируются на отдельные категории бронз:

1. Бериллий: самая прочная и превосходная сталь по многим характеристикам;
2. Кремний-цинковые — обладают большей устойчивостью к истиранию (преимуществом таких бронз этой группы является еще и то, что при литье они обладают высокой текучестью);
3. На основе алюминия и меди они отличаются высокой защитой от коррозии и отличными антифрикционными свойствами.

В настоящее время наиболее распространены бронзы, в которые добавляют олово. Для маркировки материала независимо от состава используется обозначение «Бр», после которого указываются используемые добавки и их содержание в материале.

Например, можно расшифровать бронзу «БР ОЦНЗ-7-4-2-. Этот сплав олова содержит олово, цинк, свинец и никель. Цифры указывают их процентное содержание в бронзе.

Состав любой марки бронзы может содержать другие элементы со следующими обозначениями:

1. А — алюминиевые сплавы;
2. Б — сплавы на основе бериллия;
3. F — обычное железо;
4. К — элемент из кремния;
5. Mts — марганец обыкновенный;
6. F — фосфор.

Литье в домашних условиях

Для самостоятельного литья изделий из бронзы в домашних условиях необходимо обеспечить подходящие условия. Самое главное — это эффективная вентиляция в помещении и надежное противопожарное оборудование.

В том случае, если необходимо изготовить небольшие бронзовые предметы, работу можно провести в небольшом помещении. Для габаритных конструкций лучше использовать гараж или мастерскую.

Следует отметить, что напольное покрытие в лаборатории должно быть выполнено из какого-то негорючего материала.

Для плавления бронзы без специальной муфельной печи не обойтись. Было бы здорово, если бы в технике был встроенный регулятор показателей температуры нагрева. В случае, если у вас нет возможности использовать такую ​​печь, вы можете использовать в домашних условиях обычную кузницу.

Помимо печи, способной плавить металлический сплав, вам потребуется плавить бронзовые предметы:

1. Тигель — чугунная или стальная емкость с носиком (для заливки материала в формы и плавки);
2. Специальные плоскогубцы, с помощью которых тигель будет извлекаться из муфельной печи;
3. Крюк;
4. Модуль литья;
5. Древесный уголь из дерева, который будет служить топливом (при использовании печи для плавки).

Итак, процедура отливки проводится по следующей схеме:

1. Металлический сплав расплавить, измельчить и поместить в тигель.
2. Тигель помещают в печь и нагревают до необходимой температуры.
3. После расплавления металлического сплава в тигле его нагревают в печи еще четыре-пять минут. Это необходимо для того, чтобы сделать материал максимально жидким и заполнить литейную форму целиком.
4. Тигель с расплавленным металлическим сплавом извлекается из печи с помощью клещей и крючка.
5. Жидкий металл через специальное отверстие заливается в форму. Выполняя эту процедуру, нужно следить за тем, чтобы струя не была прерывистой и слишком тонкой.

Форму для литья необходимо заранее подготовить соответствующим образом, прокалив ее соответствующим образом в печи. Для этого духовку необходимо довести до температуры 600 градусов и только после этого вставить форму. Кроме того, температурные показатели необходимо поднять до 900 градусов, а форму нужно выдержать в духовке от двух до четырех часов. Чем больше форма, тем дольше ее нужно хранить в разогретой духовке.

Особенности заливки

В том случае, если расплавленный металлический сплав разливается в большую форму, его массы достаточно для вытеснения скопившегося воздуха. Если для литья используются небольшие формы, необходимо применять специальные технологические приемы.

В этом случае формы помещают в центрифуги с электрическим или ручным приводом. В процессе вращения образуется центробежная энергия, обеспечивающая равномерное распределение металлического сплава по внутренней поверхности формы. Однако эта технология эффективна только в том случае, если металлический сплав еще жидкий и не затвердевший.

После завершения отливки и остывания материала изделие снимается с помощью обычных инструментов (плоскогубцы и крючок). Следует помнить, что поверхность недавно извлеченных конструкций не может похвастаться высоким уровнем качества, поэтому их необходимо подвергать специальной обработке.

Изготовление отливочных форм

На уровень качества получаемых изделий также влияет правильность формы для литья, что дает возможность оснастить изделие необходимыми геометрическими параметрами и конфигурацией.

Для создания форм часто используется специальный инструмент — фляжка.

Воздушный шар, размеры которого должны быть примерно в полтора раза больше размеров готовой конструкции, включает нижний ящик и верхнюю рамку.

Детали прибора можно соединить между собой с помощью боковых замков.

В состав стандартной формовочной смеси входят:

1. Глина;
2. Мелкий песок;
3. Каменная пыль.

При смешивании этих компонентов получается однородная смесь. Для создания формы также понадобится модель из дерева или другого достаточно мягкого материала.

Изготовление самой формовочной конструкции осуществляется следующим образом.

1. Смесь для моделирования помещается внутрь нижнего кожуха цилиндра, который необходимо слегка уплотнить.
2. В приготовленный состав вставляется модель, которую предварительно необходимо покрыть порошкообразным графитом или тальком.
3. К нижней части баллона крепится верхняя рама, после чего она заполняется модельным раствором. Перед заливкой необходимо просверлить отверстие под будущий литник. Для этого можно использовать специальный колпачок конической формы.
4. После того, как песок утрамбован, форму необходимо разделить на две части. Для этого можно использовать любое острое приспособление.
5. Завершающий этап предполагает устранение дефектов и выравнивание неровностей.

Приготовленную форму необходимо просушить, только после этого можно будет использовать.

Технология отливки

Для изготовления сложной конструкции или качественной детали можно использовать другой метод, который предполагает использование модели из легкоплавких материалов. В такой ситуации для изготовления формы можно использовать парафин или воск. Эту модель просто растворяют и помещают в кипящую воду.

Для обеспечения точности геометрических особенностей и форм модели можно использовать готовое изделие. С его помощью из гипса получается форма, которая будет использоваться для изготовления точной копии.

Как правильно заливать металл в литейную форму

Если расплавленный металл разливать в большие литейные формы, его собственного веса достаточно, чтобы вытеснить весь скапливающийся в них воздух. Если литье ведется в малых формах, вытеснить воздух из всех внутренних полостей таких конструкций практически невозможно из-за массы расплавленного металла. Для получения качественных отливок в таких случаях необходимо использовать специальные технологические приемы.

Формы помещаются в специальные центрифуги с ручным или электрическим приводом. Вращение создает центробежные силы, которые равномерно распределяют расплавленный металл по всем внутренним полостям форм. Эта технология эффективна только в том случае, если металл еще жидкий и не затвердевший.

Самодельная центрифуга для плавления мелких деталей

После окончания процесса плавки и остывания металла отливку снимают с помощью простейших механических приспособлений. При этом следует учитывать, что поверхность только что извлеченных из литейных форм изделий не отличается высоким качеством, поэтому они должны подвергаться разным видам обработки.

Латунь

Например, латунь — это сплав цинка и меди с температурой плавления 900-1050 ° С. Когда металл нагревается и плавится, кристаллические решетки начинают разрушаться. В процессе плавления температура металла постепенно увеличивается, а затем становится постоянной с определенного момента, но нагрев остается прежним. Когда температура останавливается на определенном значении, начинается процесс плавления. И к тому времени, когда металл расплавится, температура останется на том же уровне, но когда металл полностью расплавится, температура снова повысится.

Этот процесс происходит по отношению к любому металлу. Ну, а в процессе охлаждения происходит обратный процесс, а именно: сначала температура падает до тех пор, пока металл не начинает затвердевать, затем она остается постоянной. Когда металл полностью затвердеет, температура снова начинает падать. Так ведут себя все металлы, графически представляя этот процесс, он будет отображаться в виде диаграммы с фазами, на которой будет хорошо видно состояние вещества при определенной температуре.

Многие ученые используют такие фазовые диаграммы в качестве основного инструмента для изучения процессов, происходящих с металлами во время плавления. Например, если уже расплавленный металл продолжать нагревать, при достижении определенной температуры масса закипит. Например, медь закипает при 2560 ° С. Что касается металлов, этот процесс еще называли кипением, так как пузырьки газа появляются на ее поверхности по аналогии с кипящей жидкостью.

Видео: Плавка меди в графитовом тигле