Основы дизайна. Художественная обработка металла. Учебное пособие

Ермаков Михаил Прокопьевич

Печь. Современная электрическая печь представляет собой металлический каркас, обложенный огнеупорным кирпичом или другими огнеупорными материалами, внутри которого по стенкам уложена металлическая проволока (нихром). Такую печь можно сделать самостоятельно, заказать или купить у изготовителей электрических печей. В дальнейшем она пригодится для обжига изделий из керамики, стекла, кварца, в эмальерном деле и т. д.

Современные высококачественные печи NABERTHERM (Германия) и других в настоящее время фирм, отвечают всеми техническими требованиями и хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации. Они обеспечивают достаточную для приготовления расплава температуру,

не требуют применения тигельных крышек для защиты металлического расплава от газов, образующихся в процессе сгорания топлива. Однако далеко не у всех есть возможность обзавестись такой муфельной печью. Из положения можно выйти, если сделать своими руками простейшую муфельную печь. Об этом было рассказано в журнале («Юный техник» № 9, 1982 и № 4, 1983).

Изготовление модели. Основой для литейной формы служит модель, выполненная в натуральную величину из гипса, дерева, металла, пластмассы и других материалов. Деревянные модели изготовляют из сосны, бука, ольхи, березы. Древесина должна быть хорошо просушена.

Шкатулка, эскизы которой приведены на рисунке 2.29, состоит из двух частей – корпуса и крышки. Чтобы корпус и крышку можно было легко извлечь из формы, их боковые стенки делают с небольшим уклоном. Соединительные петли составляют со стенками единое целое. Шкатулку отливают по частям – для крышки и корпуса делают отдельные формы. Боковые стороны крышки соединяют «на ус» тонкими гвоздями и клеем. На верхнюю сторону крышки переводят через копировальную бумагу нарисованный по клеточкам контур рельефа, который затем вырезают ножом-косяком, полукруглыми и прямыми стамесками. Законченный рельеф шлифуют мелкозернистой шкуркой. Верхнюю и боковую стенки соединяют друг с другом штырями. Так как модель крышки – разъемная, обе ее части должны легко разъединяться без значительных усилий. Разъемную модель крышки окрашивают нитролаком, эмалью или масляной краской.

Рис. 2.29. Шкатулка и ее элементы. Рисунок Г. Я. Федотова.

В литейном деле принято в красный цвет окрашивать модели для чугунных отливок, в серый – для стальных, а в желтый – для цветных металлов. Потому оговоримся: несмотря на то, что на нашем рисунке 2.29 модель шкатулки окрашена в красный цвет, отливать ее можно из любых доступных перечисленных выше легкоплавких металлов. Одновременно с крышкой в той же последовательности изготавливают разъемную модель корпуса коробки.

Приготовление формовочной смеси.

Начинается процесс приготовления формовочной смеси с подбора материалов. Отправная точка в подборе материалов для формовочной смеси – форма будущего изделия и материал, из которого оно будет отливаться. Форма изделия – прямоугольная, а материал для отливки будет цинк, олово, бронза или алюминий. В зависимости от этого подбираем песок, отвечающий этим требованиям.

Формовочная смесь будет состоять из кварцевого песка, в который добавлено 8–12 % чуть влажной глины. Песок предварительно промывают, просушивают, а затем просеивают через сито.

Глину отмучивают, то есть заливают большим количеством воды и размешивают деревянной мутовкой до образования глинистой жижи. Когда раствор отстоится, песчинки и мелкие камешки опустятся на дно, а щепки, травинки

и другие легкие предметы всплывут. Осветленную воду осторожно сливают и ковшом вычерпывают жидкую глину, которую потом помещают в широкую посуду, тонкий слой глины высохнет быстрее. Сушат глину в теплом сухом месте или на солнце. Потом ее измельчают в порошок, просеивают и высыпают в ящик, коробку или целлофановый пакет. В таком виде она пригодна для составления формовочных смесей.

Чтобы приготовить формовочную смесь, берут 9 частей песка, смешивают с 1 частью глиняного порошка, тщательно перемешивают и добавляют примерно 0,5 части воды. Раствор перемешивают до тех пор, пока он не станет однородным. В идеале для полного распределения влаги, смесь после перемешивания должна вылежаться 1,5–2 часа.

Правильно определить достаточность увлажнения трудно, потому что это во многом зависит от составов песка и глины. Но выполнение несложного теста может гарантировать вполне приемлемый результат.

Тест. Оптимальную влажность формовочной смеси можно определить так. Берут щепотку смеси, скатывают шарик, а потом подбрасывают вверх. Материал считается пригодным к работе, если шарик не рассыплется или не расплющится при падении. Рассыпавшийся шарик указывает на то, что формовочная смесь недостаточна увлажнена, а расплющенный – на избыток влаги. В первом случае в смесь добавляют чуть-чуть воды, а во втором – сухую песчано-глинистую смесь. Оптимальная влажность смеси должна составлять 3–5 %.

Основным связующим элементом формовочных смесей является уже упоминавшаяся глина. Она связывает частицы песка в единую массу и придает ей пластичность. Однако, будучи вязким материалом, глина увеличивает риск пригара формовочной смеси к поверхности отливки и может препятствовать выходу паров и газов, образующихся в процессе литья. Уравновешивать отрицательные свойства глины можно использованием так называемых крепителей. Самыми доступными крепителями являются масла, олифы, канифоль, патока. Добавление небольшого количества крепителей в песчано-глинистую смесь способно значительно улучшить ее качества. Самыми лучшими крепителями считаются натуральные льняное и конопляное масла или приготовленные на их основе олифы. Но их применение весьма ограничено (только для художественных работ наивысшего качества) из-за высокой стоимости.

Разделительный песок. Разделительным песком засыпают поверхности форм в стыках. Этот песок должен быть лишен глинистой составляющей так, чтобы не происходило склеивание двух и более разъемных частей формы. В качестве разделителя можно использовать песок, счищаемый с поверхности отливок, так как в местах соприкосновения формовочной смеси с раскаленным металлом ее глинистая составляющая практически полностью выгорает.

В некоторых случаях поверхности моделей во избежание прилипания к ним формовочной смеси смазывают керосином.

Формовка. На ровную и гладкую деревянную подмодельную плиту кладут одну из двух частей разъемной модели. В данном случае это будет верхняя сторона крышки. Ее укладывают рельефом вверх. Рядом располагают прямоугольный деревянный брусок – так называемый питатель (см. рис. 2.30, позиция 1). Следом за ним устанавливают опоку приливом вниз и припыливают поверхности детали и питателя, например, порошком древесного угля (позиция 2). Затем наносят слой облицовочной формовочной смеси, то есть более тщательно просеянной, мелкой и однородной. От нее зависит чистота поверхностей отливки (позиция 3). Постепенно слой за слоем всыпают в опоку наполнительную смесь, постепенно утрамбовывая ее, вначале клиновидным концом трамбовки, а затем плоским (позиция 4).