Руководство для начинающих по литью металла

Что такое литье металла?

Литье металла — это процесс, которому 7000 лет, используемый как в производстве, так и в изобразительном искусстве. Во время литья металла расплавленный металл переносится из тигля в форму для создания отливки из металла. Металл и форма охлаждаются, металлический предмет извлекается и обрабатывается. Традиционные методы литья металла включают литье по выплавляемым моделям, литье в гипсовые формы, литье под давлением и литье в песчаные формы, и это лишь некоторые из них. Эти процессы литья металла могут быть завершены в литейном цехе или ювелирной мастерской.

Процессы литья металла известны уже тысячи лет и широко используются для создания скульптур, украшений, транспорта, оружия и инструментов. Первый известный литой предмет — медная лягушка, датируемая 3200 годом до н.э., найденная в современном Ираке. В бронзовом веке популярность металлического литья резко возросла. Бронза была намного более легким и прочным сплавом для работы по сравнению с золотом, и ее отливали в инструменты и оружие с использованием каменных форм. Во времена династии Шан в Китае впервые были использованы одноразовые песчаные формы для литья металлов. Около 1000 года до нашей эры Индия была одной из первых древних цивилизаций, отлив-ших серебряные и медные монеты в качестве валюты. Позже, около 500 года до н.э., династия Чжоу ввела чугунное литье. На протяжении всей истории как на Ближнем Востоке, так и в Западной Африке широко использовалось литье из потерянного воска. Много лет спустя, в 20 веке, технология литья металла достигла расцвета, разработав процессы, на которых основано большинство современных методов.

Для чего используется литье металла?

На протяжении всей истории литье металла использовалось для изготовления инструментов, оружия и религиозных предметов. Литье — это недорогой способ создания сложных форм и конструкций, а также простого создания нескольких экземпляров одного и того же объекта. Процесс литья металла находит широкое применение в производстве, особенно в развитии технологий и транспортной промышленности. Размер отливок может варьироваться от нескольких граммов, как у литого кольца, до тысяч фунтов, как у дизельного двигателя. Литые формы варьируются по сложности от чего-то совсем простого до невероятно замысловатого.

В то время как транспортировка и тяжелое оборудование составляют большинство отливок, производимых во всем мире, литье металла является невероятно универсальным процессом. Скорее всего, вы найдете компоненты для литья металла в следующих предметах:

Различные виды литья металла

Литье металла подразделяется на две основные категории: процессы с многоразовыми формами и процессы с одноразовыми формами. В обоих процессах литейщик плавит металлический материал в тигле, заливает его в форму, затем удаляет материал формы или отливку, как только металл остынет и затвердеет.

Литье в литейные формы

Литье в одноразовые формы — это метод, в котором используются одноразовые или временные формы. Эти формы обычно изготавливаются из песка, скрепленного смолой, керамической оболочки, гипсовых вложений или пены. Изготовление собственной одноразовой формы — недорогой и относительно быстрый процесс. Это лучше всего подходит для производства в небольших объемах.

Литье в пресс-формы длительного пользования

Одноразовые формы — это многоразовые и постоянные формы для литья металла. Они прочнее и лучше других подходят для того, чтобы выдерживать высокие температуры расплавленного металла. Постоянные формы часто изготавливаются из таких металлов, как сталь или чугун, из-за их высокой прочности, низкой пористости и термостойкости. Одноразовые формы идеально подходят для многократного изготовления одного и того же литого металлического изделия.

Основной процесс литья металла

Основной процесс литья металла включает в себя создание рисунка и формы, а затем заливку расплавленного металла в форму. Затем вы извлекаете цельнометаллическую отливку и заканчиваете свое изделие. Этот процесс настраивается для различных типов литья металла, а также форм, размеров и многого другого.

Шаг 1: Создайте шаблон

Перед изготовлением формы необходимо создать шаблон для определения формы формы. Шаблон может быть трехмерной моделью вашего окончательного литья. Он может быть сформирован из воска, песка, пластика или даже дерева. Некоторые литейщики используют формы из гипса или силикона — материалов, которые не выдерживают разливки расплавленного металла, но позволяют литейщику массово создавать восковые формы, которые можно использовать при литье в одноразовые формы. При формировании шаблона убедитесь, что вы учитываете любую ожидаемую усадку при охлаждении металла. Модели также могут быть снабжены литниками, чтобы расплавленный металл мог поступать в форму.

Шаг 2: Сделайте форму

После того, как вы создали шаблон, пришло время изготовить форму. Как мы упоминали выше, вы можете выбрать многоразовую форму, которая обычно изготавливается из металла, или одноразовую форму, которая может быть изготовлена из песка, гипса или керамической оболочки. Каждый из этих методов изготовления форм оптимизирован для различных металлов литья и различных уровней сложности рисунка. Если вы работаете с восковым или пластиковым рисунком, вы можете выжечь рисунок внутри печи.

Шаг 3: Выберите металлический сплав

Все металлические отливки производятся как из черных, так и из цветных сплавов. Сплавы представляют собой смесь элементов, которые обеспечивают наилучшие механические свойства для конечного использования отливки. К железным сплавам относятся сталь, ковкий чугун и серый чугун. Цветные сплавы, которые чаще всего используются при литье, — это алюминий, бронза и медь. Если вы работаете с драгоценными металлами в ювелирной студии, вы можете работать с серебром, медью, золотом и платиной.

Шаг 4: Расплавьте сплав

Процессы плавления различаются для разных сплавов, потому что каждый сплав будет иметь разную температуру плавления. По сути, плавка состоит из помещения твердого сплава в тигель и нагревания его на открытом огне или внутри печи.

Шаг 5: заливаем в форму

Вылейте расплавленный металл в полость формы. Если это небольшая отливка, вы можете просто перелить из тигля, где металл нагревался, прямо в форму. Для литья большего размера может потребоваться небольшая команда для поддержки нагрева металла внутри печи и перекачки металла в тигель или ковш большего размера перед заливкой в форму.

Обязательно соблюдайте все рекомендуемые указания по технике безопасности при заливке расплавленного металла. Убедитесь, что вы носите защитную одежду, в том числе одежду из натуральных волокон, длинные брюки и рукава, изолированные перчатки и защитные очки. Работайте в хорошо проветриваемом помещении, чтобы избежать любого риска от опасных паров. Убедитесь, что у вас есть поблизости химический огнетушитель, и держите проход между печью и формой чистым. Дайте форме затвердеть, прежде чем переходить к следующему шагу.

Шаг 6. Извлеките отливку из формы.

Когда металл остынет и затвердеет, вы можете вынуть его из формы. Если вы отливаете в одноразовую форму, вы можете отделить форму от отливки. Если вы использовали гипсовую лепку, вам нужно будет закалить гипс в воде после того, как металл затвердеет. Вода поможет отколоть форму. Для многоразовых форм вы можете использовать выталкивающие штифты для извлечения отливки.

Шаг 7: отделка

Подпиливайте и полируйте свои отливки из цельного металла! Это может включать в себя очистку вашего литого металлического предмета, например, удаление излишков материала формы в воде, отламывание литейных ворот с помощью кусачек для мелких предметов или даже угловой шлифовальной машины для больших деталей.

Учимся отливать металл

Хотите ли вы отлить небольшое кольцо или сложную деталь из металла для автомобильного двигателя, возможности в литье металла безграничны. Тип литья металла, который вы выберете, будет зависеть от вашего видения конечного продукта. Если вы заинтересованы в создании ювелирных изделий, вам захочется работать с драгоценными металлами, такими как золото, серебро и платина. Если вас интересуют другие промышленные проекты, вы можете выбрать от небольших алюминиевых плиток до чугунной сковороды. Определив свои цели, вы можете изучить варианты самостоятельного обучения. Aместная гильдия художников-металлистов предоставляет своим членам сообщество, образовательные ресурсы и многое другое. Мы всегда рекомендуем новичкам начинать с очного занятия, чтобы ознакомиться с требованиями безопасности, получить доступ к мастерской и научиться литью металла у профессионала.

Научитесь разливать металл в тигле

The Crucible предлагает уроки литья металла как в нашем литейном, так и в ювелирном цехах. Наше литейное производство предлагает студентам возможность создавать свои собственные песчаные формы и формы для керамических оболочек. Мы предлагаем полностью оборудованную восковую мастерскую, где вы можете формировать и детализировать свои модели для литья по выплавляемым моделям. На наших занятиях по литейному производству вы можете отливать алюминий, бронзу и даже железо. На наших уроках ювелирного дела вы можете сделать свои собственные уникальные маленькие подвески, кольца и многое другое, которые будут отлиты из серебра и бронзы. Наши уроки ювелирного дела позволяют вам изучить весь процесс литья металла от создания воскового рисунка до заливки расплавленного металла, а затем отделки изделия.

Часто задаваемые вопросы по литью металла

Могу ли я отливать металл в домашних условиях?

Вы можете создать свой собственный домашний литейный цех и литейную станцию, при этом безопасность имеет первостепенное значение. Убедитесь, что вы носите защитную одежду, в том числе одежду из натуральных волокон, длинные брюки и рукава, изолированные перчатки и защитные очки. Работайте в хорошо проветриваемом помещении, чтобы избежать любого риска от опасных паров. Убедитесь, что у вас есть поблизости химический огнетушитель, и держите проход между печью и формой чистым.

Какие существуют различные виды литья металла?

В основных типах литья металла используются либо одноразовые, либо одноразовые формы. Для литья по выплавляемым моделям используется одноразовая форма, изготовленная из песка, скрепленного смолой, керамической оболочки, гипсовой массы или пены. Распространенными типами литья металла, в которых используются одноразовые формы, являются литье по выплавляемым моделям, литье по выплавляемым моделям и литье в песчаные формы. Формы длительного пользования — это многоразовые и постоянные формы, изготовленные из чугуна или стали. Одноразовые формы используются при литье под давлением и литье в шлам.

Какие инструменты вам нужны для литья металла?

Для литья металла вам понадобится оборудование для обеспечения безопасности, хорошо вентилируемое рабочее место, форма, тигель, щипцы, а также печь, горелка или печь.

Какие металлы легче всего отливать?

Алюминий — это простой материал для литья металла, потому что он недорогой, широко доступный и быстро плавится с помощью пропановой горелки или в электрической печи.

Как вы делаете форму для литья металла?

Это разные типы пресс-форм для разных проектов. Во-первых, определите, будете ли вы изготавливать одноразовую или долговременную форму. Формы для изготовления керамических оболочек изготавливаются путем погружения восковой модели в несколько слоев суспензии керамической оболочки перед выжиганием воска и заливкой металла внутрь. Литейные формы из песка встроены в деревянную раму и формуются с использованием оттиска или модели, или дизайн вырезается непосредственно в песке. В гипсовых формах для литья по выплавляемым моделям также используется своего рода каркас, изготовленный из дерева или металла. Восковая модель помещается внутрь рамы, на модель наливается литье, и форму оставляют для застывания.