Фарносов В. Литье для начинающих. Олово, латунь и бронза в полевых условиях
Статья публикуется в рамках проекта «Деревня средневековых ремёсел – воссоздание мастерских для четырёх средневековых ремёсел, размещённых в туристическом объекте – «деревня Кауп», реализованного в 2018 году субсидии из бюджета Калининградской области.
Все описанные объекты находятся на городище недалеко от п. Романово Зеленоградского района Калининградской области. Можно приехать, поучаствовать в мастер-классах, пообщаться с мастерами, дополнительная информация здесь: kaup39.ru
В этой статье мы хотим показать вам, что лить простые вещи не так сложно, как кажется. Вам обязательно потребуется изучение специальной литературы, однако, литье доступно практически каждому, и для того, чтобы начать, не требуется дорогое оборудование.
Литье олова
Оборудование
- Костер
- Тигель (керамический или металлический)
- Меха (достаточно небольших костровых)
- Формы (из металла, глины или мыльного камня)
- Клещи/плоскогубцы
Материалы
- Уголь/дрова
- Олово
Все оборудование легко сделать самим.
Температура плавления олова всего 231,9°C, его можно лить – его можно лить в силиконовые, гипсовые, деревянные и глиняные формы. Можно попробовать историческим способом лить прямо в форму из мыльного камня, она будет постепенно разрушаться при изъятии изделия, но срок ее службы мы пока не установили.
Маленькие костровые меха легко сделать самим или купить в магазине, где продается все для пикников.
Для литья олова в качестве тигеля также подойдет металлический ковшик, главное чтобы он выдержал длительное нахождение на огне. Горячий тигель вы берете клещами или плоскогубцами.
При заливке олова в форму из камня или глины ее необходимо сперва разогреть, особенно если форма содержит мелкие детали.
Такую литейку вы можете за 15 минут разложить где угодно, главное сделать меха, тигель и формы.
Подробнее о реконструкции оловянного литья вы можете прочитать в этой статье: http://kaup.ru/index.php/rec/materials/49-litjo-v-kamennuyu-formu.html
Литье латуни
Оборудование:
- Глиняная печь/горн
- Тигель (керамический или металлический)
- Кузнечные меха
- Формы для отливки восковок из мыльного камня
- Клещи
- Деревянное или железное ведро для воды
Материалы:
- Уголь
- Глина
- Воск
- Флюс
- Вода
Этапы процесса:
- Заливка воска в форму из мыльного камня
- Извлечение восковки и аккуратное обмазывание ее глиной
- Сушка заготовки
- Выпаривание воска в печи, нагрев глиняной формы и, одновременно, разогрев и плавка латуни в тигеле
- Литье латуни в форму
При заливке воска формы необходимо слегка разогреть.
От начала процесса до отливки изделия обычно проходит не менее 1 недели, необходимо, чтобы глиняные формы высохли.
В случае с латунью глиняные формы можно поставить выпариваться в ту же печь/горн, которые используются для плавки латуни, но немного сбоку, где температура не так высока. Формы не должны превратиться в керамику, температура обжига начинается от 600 °C, а температура плавления латуни 880—950 °C.
В идеале нужна отдельная печь или костер для форм, и отдельная для тигелей. После выпаривания воска форма не должна остыть, так что не вытаскивайте ее раньше времени из огня. Температура в горне у вас будет такая, что для вытаскивания тигеля необходимы клещи с длинными ручками. Также запаситесь ведром с водой, сопло и клещи достаточно быстро раскаляются докрасна и их необходимо периодически остужать, окуная в воду.
После заливки в форму расплавленный металл прикрывается картошкой или яблоком, влага внутри превращается в пар, который создаёт давление и проталкивает жидкий металл в форму.
Кузнечные меха вам придется сделать самостоятельно, в интернете много руководств на эту тему. Клещи можно заказать в кузнечной мастерской или купить в специализированном магазине.
После остывания формы с отливкой, разбиваем форму.
После вынимания из формы у отливки следует удалить литник и снять заусеницы.
Литье бронзы
Оборудование:
- Печь для плавления бронзы
- Печь для разогрева форм
- Тигель (керамический или металлический)
- Большие кузнечные меха
- Формы для отливки восковок из мыльного камня
- Клещи
Материалы:
- Уголь
- Глина
- Воск
- Флюс
Разница в литье между латунью и бронзой только в температуре плавления металла. Если горн для латуни можно сделать за полдня из глины, то для бронзы нужна серьезная стационарная печь.
Температура плавления бронзы 930—1140 °C. Эта разница около 100 °C , как оказалось, недостижима на открытом огне. Печь делается таким образом, чтобы сопло мехов не соприкасалось с горящими углями, в печи есть отверстие для сопла, но до углей металл не должен доходить. Пример конструкции печи:
В какие формы вообще можно лить цветной металл?
Чаще всего формы изготавливаются из глины, есть техники литья в песок, землю и дерево, а также современная технология литье в силиконовые формы.
Что такое мыльный камень и где его взять?
Мыльный камень — талькохлорит, в раннем средневековье использовался для литейных форм, скульптур и светильников. Сейчас купить его можно практически в любом магазине для саун и бань (для проекта мы покупали в “Гидрокомфорте”), продается коробками, лучше брать не обвалованный, а колотый — у него встречаются ровные сколы, требующие меньше обработки.
Как вырезать форму из мыльного камня?
Камень нужно отшлифовать до гладкой, почти отражающей поверхности.
Мыльный камень очень хорошо подвергается обработке и вырезать форму в нём довольно легко, но сначала камень нужно подготовить. Камень нужно отшлифовать до гладкой, почти отражающей поверхности. Для этого нужна ровная гладкая поверхность и несколько листов наждачной бумаги разной маркировки. Хорошим вариантом для наших целей будет последовательное использование 40-80-120-180-280-400. В конце две половинки формы притираются друг о друга с добавлением воды, чтобы при их соединении не было люфта и просветов. На одной из половинок рисуется силуэт будущего изделия, затем выцарапывается по контору острой железной палочкой и дальше внутренний объём вырезается маленькими штихелями. Когда одна половина готова, нужно засыпать порошком, который остался после резки форму и аккуратно приложить сверху вторую половину, тогда порошок отпечатает на ней контур. Далее вырезается вторая сторона и литник.
Какой воск лучше использовать — ювелирный или пчелиный?
Конечно, ювелирный воск более удобен, в расплавленном состоянии он плотный и тягучий, а когда остывает — становится твёрдым и пластичным, он легко достаётся из формы, не ломается и не размазывается по ней.
Для чего нужен флюс, какой конкретно, в какой момент его использовать и где купить?
Флюс в кузнечном и литейном деле нужен для многих операций — пайки, кузнечной сварке, плавки и восстановительной плавки. В основном флюс нужен для растворения окислов и ограничения доступа кислорода. Самый универсальный флюс — натрий тетраборнокислый (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%B0%D1%82_%D0%BD%D0%B0%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%8F) или просто бура. Он засыпается в тигель в момент плавления металла. Буру можно купить в магазинах промышленной химии или на складах стройматериалов (в Калининграде мы покупаем в «Регион-снабжении»).
Где взять олово, латунь и бронзу?
Важный момент: чистое олово, без примесей свинца, стоит достаточно дорого, но если вы планируете отлитые изделия использовать в качестве украшений, посуды или игрушек, ни в коем случае не покупайте более дешевый припой, который активно предлагают продавцы.
Что стоит почитать тем, кто хочет заниматься литьем?
Книги по литейному производству, например «Основы технологии литейного производства» и «Справочник рабочего-литейщика».
Ред. Н. Давыдова
Бронза лучше серебра, или как альтернативные варианты влияют на счастье спортсмена / Хабр
Бронза — это сплав меди с оловом, алюминием, свинцом, кремнием и бериллием. В состав сплава могут входить самые разные металлы, по названиям которых дается имя: оловянная бронза, алюминиевая. Процент примесей не должен превышать 2,5%. Исключением являются никель и цинк — медные сплавы с этими элементами называются мельхиором и латунью соответственно. Однако незначительное количество цинка все же может присутствовать в составе — его количество должно быть ниже суммы всех остальных примесей, иначе сплав будет считаться латунью.
Само название произошло от итальянского «bronzo». Впервые сплав начали использовать еще в 35-33 веке до н.
э. (точные даты не установлены), когда начался бронзовый век, пришедший на смену медному. Благодаря улучшению обработки меди и олово удалось получить достаточно прочный и красивый сплав, который продержался почти до 11 века до н.э. Ее использовали для производства наконечников стрел и копий, кинжалов, ножей, мечей и другого холодного оружия, для производства деталей мебели, зеркал, посуды, ваз, кувшинов, украшений, статуй и монет.
В Средние века бронзу применяли для изготовления церковных колоколов и пушек, последние изготовлялись из специальной пушечной бронзы до XIX века.
Физические свойства
Физические свойства сплава зависят от его состава и могут значительно колебаться. В отличие от латуни бронза обладает более высокой антикоррозийной стойкостью и антифрикционными свойствами. Она более прочна и оказывает стойкое сопротивление воздуху, воде, соли, органическим кислотам. Также бронзу легко паять и сваривать.
- Плотность: 7800-8700 кг/м3.
- Температура плавления: 930Со — 1140Со.
- Цвет колеблется от красного до белого.
- Обладает повышенной сопротивляемостью износу и низким коэффициентом трения, справляется даже при низкой температуре до -250Со.
- Некоторые виды бронзы имеют высокую паростойкость, теплопроводность и электропроводность и используются в технике, работающей в тяжелых условиях.
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:
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.
Латунь против бронзы — разница и сравнение
Статуя из латуни
Свойства
Латунь обладает более высокой пластичностью, чем цинк или медь. Он имеет низкую температуру плавления (900 градусов по Цельсию) и течет при расплавлении, что позволяет легко отливать его в формы. Комбинации железа, алюминия, кремния и марганца делают латунь устойчивой к износу и коррозии. Подвержен растрескиванию под напряжением при воздействии аммиака.
Бронзовая скульптура
Бронза твердая и хрупкая.
Он плавится при несколько более высокой температуре при 950 градусов по Цельсию, но это зависит от количества олова, присутствующего в сплаве. Бронза более устойчива к коррозии (особенно коррозии в морской воде) и усталости металла, чем сталь, а также является лучшим проводником тепла и электричества, чем большинство сталей.
Состав обоих сплавов зависит от конкретного применения. Например, патронная латунь содержала 30% цинка и использовалась для изготовления патронов для огнестрельного оружия. Морские латуни содержали до 39,7% цинка и использовались в различных целях на кораблях. Висмутовая бронза представляет собой бронзовый сплав, состоящий из 52 частей меди, 30 частей никеля, 12 частей цинка, 5 частей свинца и 1 части висмута. Он хорошо сохраняет полировку, поэтому иногда используется в светоотражателях и зеркалах.
Использование
- Музыкальные инструменты:
Пластичность и акустические свойства латуни сделали ее предпочтительным металлом для духовых музыкальных инструментов, таких как тромбон, туба, труба, корнет, эуфониум, тенор и валторна.
Несмотря на то, что саксофон классифицируется как деревянный духовой инструмент, а губная гармошка представляет собой аэрофон со свободными язычками, оба они также часто изготавливаются из латуни.
Бронза является наиболее популярным металлом для изготовления высококачественных колоколов, особенно колокольного металла, который содержит около 23% олова. Почти все профессиональные тарелки изготавливаются из бронзового сплава. Сплав, используемый в бронзе для тарелок барабанной установки, уникален желаемым балансом прочности и тембра. Фосфористая бронза также используется в струнах для гитар и фортепиано.
- Скульптуры и статуи:
Латунь часто используется для украшения, статуй и монет из-за ее яркого золотого вида и относительной устойчивости к потускнению.
Многие распространенные бронзовые сплавы обладают необычным и очень желательным свойством слегка расширяться непосредственно перед отверждением, таким образом заполняя мельчайшие детали формы, столь широко используемой для литья бронзовых скульптур.
- Детали машин:
Латунь используется там, где требуется низкое трение, например, в замках, шестернях, подшипниках, дверных ручках, боеприпасах и клапанах. Используется для сантехники и электрики.
В настоящее время бронза идеально подходит для изготовления пружин, подшипников, втулок, направляющих подшипников автомобильных трансмиссий и аналогичных фитингов, особенно в подшипниках небольших электродвигателей. Фосфористая бронза особенно подходит для прецизионных подшипников и пружин. Бронза была особенно подходящей для использования в лодочной и корабельной арматуре до широкого применения нержавеющей стали благодаря сочетанию прочности и устойчивости к коррозии в соленой воде. Бронза по-прежнему широко используется в корабельных гребных винтах и погружных подшипниках.
История
Первое известное существование бронзы относится примерно к 3500 г.
до н.э. и к шумерам и дало свое название Бронзовому веку. Открытие бронзы позволило людям создавать более качественные металлические предметы, чем раньше. Инструменты, оружие, доспехи и различные строительные материалы, вроде декоративной плитки, из бронзы были тверже и долговечнее их камня и меди.
Латунь появилась позже и датируется примерно 500 г. до н.э. Цинк практически никогда не встречается в природе в чистом виде, но люди поняли, что медь, выплавляемая с каламином — цинковой рудой — дает устойчивый к потускнению металл золотистого цвета, который можно было использовать для самых разных целей, отчасти благодаря его низкому содержанию. температура плавления и пластичность. Сам цинк не виден, но выделяется из каламиновой руды при нагревании и немедленно соединяется с медью.
Ссылки
- http://www.boston.com/news/science/articles/2006/09/11/whats_the_difference_between_brass_and_bronze/
- http://en.wikipedia.org/wiki/Бронза
- http://en. wikipedia.org/wiki/Брасс
- http://www.madehow.com/Volume-6/Brass.html#ixzz0retw8LKg
wikipedia.org/wiki/БрассТочки плавления
точки плавления
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
