изготовление значков холодная штамповка

Художественное (объёмное) литье.

Наиболее распространенный, известный с давних времен как “восковой” способ литья - литье по выплавляемым моделям. Отличие от промышленного заключается в применении более качественных восковых составов для получения тонких художественных элементов, а также в способе изготовления оснастки (мастер модели). Художественное литьё по выплавливаемым моделям, как правило, используется для изготовления металлических букв, дверных ручек, фурнитуры, элементов декора, небольших скульптур, призов, а также небольших вывесок.
Технология требует большого опыта и квалификации мастеров, использования качественных материалов, контроля на всех этапах производства.

Основные этапы литья, особенности технологии художественного литья из бронзы / латуни по выплавляемым моделям:

  • Подготовка эскиза, дизайн макета
  • Создание модели
  • Формовка – процесс снятия гипсовой формы с модели.
  • Заливка формы – в гипсовую форму заливается горячий воск. Заполняя все свободное пространство в форме он застывает, получается так называемая “восковка”. Удельный вес, а также текучесть воска, влияет на получаемую восковую модель. Не стоит забывать об усадке.
  • После открытия формы восковую модель опускают в смесь, которая под действием химических катализаторов твердеет и создает "скорлупу" вокруг восковой модели.
  • После этого оболочку, внутри которой находится восковая модель, помещают в муфельную печь и разогревают до высокой температуры. Воск топится и вытекает из оболочки. Остается оболочка (форма), в которую, после закрепления ее в опоке, заливается метал.
  • После того как отливка остывает, оболочка разбивается механическим путем и деталь вынимается.
  • Очистка отливок (литых деталей) от шлака и нагара,
    часто при помощи пескоструйной машины.
  • Механическая обработка: обрезка литников, при необходимости фрезировка, чеканка, шлифовка, полировка.

Формовочные материалы и смеси.

Решающую роль в качестве художественного литья а именно поверхности отливки, играет применение высококачественных формовочных песков. Смесь для формовки, как правило, должна иметь повышенную сырую прочность пластичность и текучесть. Смеси для формовки должны содержать полужирные и жирные мелкозернистые пески. В зависимости от сложности модели и способа приготовления формы содержание глины в смеси может быть 12-25%. Смеси для крупных и сложных отливок обычно содержат до 25% глины.
В зависимости от вида формовки применяются две смеси - формовочная смесь для сухих форм и смесь для сырых форм. Для стержней применяют специальную стержневую смесь. Смесь для формовки всырую приготовляют следующим образом. Крупные куски выбитой из опок горелой смеси нужно измельчить, просеять для отделения пыли и добавить в нее; для освежения песок и глину. Смесь перемешивают в сухом виде в бегунах, затем ее увлажняют и еще раз перемешивают. После этого смесь просеивают или разрыхляют в дезинтеграторе. Приготовленную смесь выдерживают перед употреблением 1,5-2 часа для равномерного распределения влаги. Формы статуй, бюстов и т. п. готовят из кусков. Формовочная смесь для таких форм должна иметь значительную прочность. Газопроницаемость таких смесей обычно низкая. К вспомогательным формовочным материалам относятся припылы и разделительные пески.
Отливки художественных изделий должны иметь безукоризненно чистоту поверхности,. поэтому поверхности формы перед сборкой припыливают различными припылами: формы тонкостенного художественного литья -древесноугольным порошком тонкого помола; толстостенное архитектурное литье - чаще всего размолотым графитом.
Формы можно изготовить по самому изделию только для простых отливок и без соблюдения точных размеров. Обычно формовку производят по копии изделия (модель отливки), изготовляемой из дерева, металла, гипса, воска и т. п.

Модели:

Модель художественной отливки должна быть прочной, в противном случае она может, разрушиться или изменить свои размеры при уплотнении вокруг нее формовочной смеси. Кроме того, модель должна иметь чистую, плотную и гладкую поверхность. Все рельефные рисунки на поверхности, модели должны иметь четкие грани и выступы с соблюдением формовочных уклонов. Модели для художественного литья в зависимости от сложности отливок и способов изготовления форм могут быть цельными, разъемными, с отъемными частями и знаками для пустотелых отливок. К лучшим материалам для изготовления мелких и сложных моделей относятся латунь и бронза. Модели из латуни и бронзы хорошо сохраняют чеканку и гравировку. Кроме того, эти модели можно паять, что позволяет изготовлять сложные модели по частям - после окончательной отделки собирать и припаивать отдельные части к основному корпусу модели.
Чугун является самым дешевым но достаточно прочным материалом для моделей. Чугун трудно обрабатывается вручную, поэтому он применяется, для крупных и простых моделей решеток, поручней, постаментов, больших скульптурных групп, колонн и т. п. Деревянные модели применяются редко. Наилучший материал для крупных моделей - гипс. Основными материалами для скульптуры в. большинстве случаев являются пластилин, воск или глина, однако они не отличаются достаточной прочностью. Поэтому по художественным оригиналам обычно делают гипсовые модели. Кроме гипса, изредка применяют также цемент и пластмассу.

Литейные формы:

Сырые формы изготовляют: по целой модели, по разъемной модели, по модели с отъемными частями, с подрезкой, по специальной подмодельной плите, с верхним болваном, со стержнями, по модельным плитам для ажурного литья, с фальшивой опокой. Формовка по целой модели является наиболее простой. Форма, как правило, изготовляется в двух опоках на гладкой подмодельной плите по металлической модели. Формовка художественных изделий по разъемной модели и по модели с отъемными частями ничем не отличается от обычной формовки. Формовка с подрезкой довольно часто применяется при изготовлении художественных изделий. Каждую часть изделия отливают отдельно. Верхний болван в формах для увеличения его прочности укрепляют специальными каркасами, обмазанными огнеупорной глиной. Формовка со стержнями имеет свои особенности, так отделить процесс набивки формы от процесса набивки стержня часто невозможно так как
стержень делают в полости самой формы или в полости пустотелой модели. Таким образом, изготовление формы и стержня осуществляется самим формовщиком.
Большинство сложных художественных изделий не имеет отверстий в полость отливки. Следовательно, у стержней, образующих эти пустоты, нет знаков, а у стержневых ящиков нет больших отверстий в стенках, через которые можно было бы набивать стержневую смесь. Поэтому изготовление стержней для форм отливок с глухими полостями производят прессованием в закрытых стержневых ящиках. Излишек смеси срезают вровень с краями ящика и укладывают подогнанный по знакам и смазанный белой глиной каркас (трубка и припаянные прутки). На каркас накладывают слой стержневой смеси и придают ему примерно форму второй половины ящика. Окончательное уплотнение смеси осуществляется припыленной верхней частью ящика После заливки прутки срубают и расчеканивают, а через трубку высыпают горелый песок. В случае наличия разрезной пустотелой металлической модели в ней, как в стержневом ящике, изготовляют стержень обычным порядком. Формовка по модельным плитам ничем не отличается от обычной формовки по плитам. Модельные плиты художественных изделий также делятся на односторонние и двухсторонние. По способу приготовления различают монолитные и сборные модельные плиты.
Формовка ажурных моделей имеет свои особенности. Отливки ажурных изделий тонкостенны и отличаются мелким и сложным рельефом поверхности.
Литейные формы должны соответсвовать следующим правлилам:

  1. Для получения в форме хорошего отпечатка сложного и мелкого рельефа ажурной модели поверхность полости такой формы должна быть прочной и пластичной. Ажур в виде сквозных отверстий в стенках отливок образуется болванчиками различной величины и формы. Прочность их зависит от плотности набивки формы и прочности материалов, идущих на ее изготовление.
  2. Металл, заливаемый в форму, протекает по узким извилистым канатам между болванчиками, стержнями и стенками формы. Он быстро остывает и может не заполнить всей формы, поэтому заливку форм производят быстрее обычного. Одновременно необходимо, чтобы из формы были быстро удалены газы; для этого форма должна быть достаточно газопроницаемой.
  3. Нормальное заполнение формы металлом зависит не только от метода подвода металла к отливке, но и от его текучести. Последнее в свою очередь зависит от температуры металла. Чем выше температура заливаемого металла, тем больше его способность оплавлять стенки формы, т. е. увеличивать пригар песка в отливке. Поэтому формы должны быть достаточно огнеупорны.

Формы ажурных отливок обычно набивают с подчеканкой; снятую модель хорошо очищают от приставших частиц песка и, припылив древесно-угольным порошком, укладывают обратно на место в форму. При этом мельчайшие частицы древесно-угольной пыли, осевшие на сырых стенках формы, входят в мельчайшие углубления модели.
Формовка в кусках применяется для наиболее сложных моделей художественных отливок. Часто на таких моделях, на боковых поверхностях имеются впадины, выступы и рисунки, затрудняющие снятие с них всей формы без повреждения. Отдельные куски, из формовочной смеси повышенной прочности. Каждый из кусков отделяют один от другого слоем ликоподия или древесноугольного порошка Наружную поверхность кусков подрезают в виде болванов с пологими стенками для того, чтобы с них удобно было снимать набитую нижнюю опоку. Кроме того, на поверхности кусков для закрепления положения их в форме вырезают знаки в виде продолговатых углублений. По модели с набитыми кусками после их припыливания набивают нижнюю опоку и переворачивают ее вместе с фальшивой опокой. Фальшивую опоку снимают, а на нижнюю опоку с моделью набивают верхнюю опоку с литником. Перевернув обе опоки, снимают нижнюю опоку так, чтобы модель с прилегающими к ее поверхности кусками осталась на верхней опоке. Прилегающие к модели куски снимают в обратном порядке, т. е сначала третий, затем второй и первый Куски снимают с модели с помощью плоской иглы в таком направлении, чтобы образовавшийся на них отпечаток модели не мог получить повреждений при удалении куска. Снятые с модели куски отделывают и согласно их знаку укладывают на соответствующее место в форме Во избежание выпадения или смещения при дальнейших операциях куски укрепляют в форме шпильками. Таким образом, получают в нижней опоке полный отпечаток поверхности модели, составленной из отдельных кусков Части формы с укрепленными кусками сушат, так как набивку кусков производят из недостаточно газопроницаемой жирной формовочной смеси.
Формы более сложных изделий могут иметь несколько десятков кусков, располагающихся вокруг всей поверхности модели. Формовка бюстов отличается тем, что приходится набивать большое количество кусков. Правильное деление сложной поверхности модели на части и набивки на них соответствующих кусков представляют основную сложность формовки.

Необходимо учитывать следующие правила формовки:

  1. Модель укладывается на фальшивую опоку так, чтобы наиболее неровная поверхность с выступами и поднутрениями была сверху;
  2. Стремиться сосредоточить побольше кусков в нижней опоке и по возможности уменьшить их число в верхней;
  3. Набивку кусков следует начинать снизу, постепенно набивая места поднутрения модели;
  4. Для каждого из кусков нужно отделять, возможно-большую часть поверхности модели;
  5. Число кусков в форме, стараться делать как возможно меньше.

При производстве художественных отливок часто приходится отливать небольшое количество пустотелых изделий, у оград точность внутренних размеров не имеет значения. В этом случае изготовлять стержневые ящики невыгодно, а стержни делают непосредственно в полости самой формы.

Стержень в полости формы изготовляют следующим образом:

  1. Полость набитой нижней опоки с уложенными, но незакрепленными кусками припыливают и набивают стержневой смесью и осторожно уплотняют руками, чтобы не повредить поверхности формы.
  2. По длине стержня подгоняют железный каркас-трубку и, смазав его поверхность белой глиной, укладывают на стержневую смесь так, чтобы концы каркаса опирались на стенки формы.
  3. На каркас накладывают снова стержневую смесь и подрезают ее по конфигурации полости верхней опоки. Затем смесь уплотняют прессованием и накрывают несколько раз припыленной верхней опокой. Нижнюю опоку изготовляют так же, как и стержни, в закрытом стержневом ящике.
  4. С уплотненной таким образом поверхности стержня после снятия верхней опоки формовщик осторожно ланцетом снимает слой смеси, равный желаемой толщине стенки отливки. Подрезанную поверхность стержня заглаживают, смачивают и припыливают.
  5. Затем на поверхность разъема нижней опоки накладывают деревянную рамку, высота которой немного больше высоты подрезаемого стержня, и набивают наполнительной смесью. Над стержнем в смеси заформовывают чугунную сушильную плиту. На этой плите стержень помещают, потом сушат.
  6. Нижнюю опоку вместе с рамкой переворачивают и снимают так, чтобы куски и стержень остались на смеси в рамке. Потом куски отнимают от стержня так же, как они отнимались от модели при удалении ее из формы.

Поверхность стержня после отделения кусков подрезают на толщину стенки отливки. Затем, поверхность стержня также примачивают, припыливают и помещают в сушку.
Формовка по разборной модели отличается тем, что для удаления модели из формы разделяют по частям не форму, а модель. Это дает то преимущество, что при отсутствии кусков формовку можно производить обычной формовочной смесью а формы заливать всырую.
Формовка по разборной модели может быть еще усовершенствована установкой модели на протяжной плите, смонтированной на машине с поворотным столом. В этом случае формовку по модели производят в обычном порядке. Модель удаляют из формы по частям с обратной стороны плиты через особые вырезы.
Формовка архитектурного-литья отличается от формовки художественных отливок тем, что позволяет применять различные способы. Архитектурные отливки имеют преимущественно большие размеры и значительную толщину стенок, кроме того, их обычно выпускают большими партиями. Это дает возможность применять машинную формовку и изготовлять специальные металлические модели. Для архитектурного литья применяются шаблонная формовка и ряд других известных способов формовки.
Одним из основных требований, предъявляемых к отливке художественных изделий, является отсутствие на их поверхности пригара и раковин.

Некоторые способы защиты поверхностей формы художественных изделий от пригара:

  1. Нанесение на поверхность стенок формы тонкого слоя сажи в процессе сушки. Для этого в сжигаемое топливо добавляют смолистые корни осинового дерева. Мельчайшие частички сажи осаждаясь на стенках формы, не закрывают ее рисунка, а предохраняют их от оплавления зерен песка. Формы, заливаемые всырую, покрывают слоем сажи и в течение нескольких минут их нужно подкоптить на огне из смолистых щепок.
  2. Для защиты стенок форм более грубого архитектурного литья окрашивают внутреннюю поверхность форм слоем формовочных чернил, в состав которых входят вода, графит, каменноугольная и древесноугольная пыль и небольшой процент связующих веществ для увеличения клейкости чернил. Слой чернил наносят на поверхность формы кистью или распылителем. После окраски форму сушат.

Хорошо просушенные и остывшие стержни и части форм перед сборкой обметают от излишка копоти мягкой щеткой. Затем устанавливают нижнюю опоку на таганы или песок и в ней по знакам в порядке набивки укладывают отдельные куски формы. Стержень укладывают по знакам прутков и каркасной трубки Трубку каркаса в том месте, где, она выходит из стержня и у знаков, слегка обмазывают глиной. После установки стержней на нижнюю опоку надевают собранную верхнюю опоку. Формы небольших художественных отливок, заливаемых всухую, обычно заливают в вертикальном положении для лучшего заполнения их полости, а до заливки их устанавливают и зажимают в пресс. Заливка, выбивка, очистка отливок осуществляются обычным способом.
Для удобства изготовления литейных форм художественные изделия обычно отливают не целиком, а отдельными частями. Отдельно отлитые части имеют на поверхности следы от литников и выпоров и нуждаются в механической обработке. После обработки их соединяют, образуя целые изделия. Кроме того, при механической обработке восстанавливается мелкий рисунок на поверхности отливки.
Процесс обработки художественных отливок состоит из нескольких операций: отжига, механической обработки поверхности, чеканки, сборки и окраски изделий.
Чугунные тонкостенные отливки после выбивки обычно имеют твердую (закаленную) поверхность, трудно поддающуюся точной механической обработке, поэтому их подвергают отжигу. Для этой цели отливки помещают в железный ящик и засыпают древесным углем с примесью песка; ящик герметически закупоривают, замазывают глиной и отжигают в печах при температуре 800° в течение 2-2,5 час. в зависимости от толщины стенок отливок.
После отжига отливки поступают в механическую обработку, в процессе которой зачищают следы литников, выпоров, заливов. Отдельные части соединяют в одно целое. Швы, получившиеся на отливке по разъему формы отдельных ее частей, тщательно зачищают; все отверстия заделывают.
Далее изделие поступает на чеканку, где восстанавливаются мельчайшие линии, складки и другие детали поверхности, утраченные во время отливки.
Заключительной операцией является покрытие чугунных художественных отливок слоем краски. Обработанную и хорошо очищенную от пыли отливку покрывают тонким слоем краски, в состав которой входят голландская сажа и олифа. Окрашенную отливку сушат до появления легкого дымка. Остывшую отливку снова окрашивают и сушат. Неправильности при окраске и сушке снижают качество отливки. Например, при окраске толстым слоем закрываются мелкие детали поверхности отливки. Недостаточная сушка придает отливке излишний блеск вместо матового тона. Перегрев при сушке сжигает слой краски.
Иногда применяется покрытие слоем какого-либо нержавеющего металла методом гальванизации.

© Copyright 2006 ПрессФОРМАТ ТМ (Украина, Киев) - Все права защищены
Дизайн - Владимир Поляков
Верстка и программирование - веб студия "Мастер Сервис"