Литье латуни в домашних условиях: оборудование, технологии

Человечеству известно множество металлов и сплавов на их основе. Одним из известнейших является латунь. Это соединение на основе меди, к которой добавляются сторонние цветные металлы. Из этого материала изготавливаются различные детали, элементы для электрооборудования. Литье латуни позволяет делать из неё заготовки различной формы, размера. Проводить его можно на предприятии или в домашних условиях.

Литье латуни

Характеристики и сферы применения латуни

Латунь — это сплав главными компонентами которой являются медь и цинк. Традиционное соединение представляет собой смесь 70% первого металла, 30% второго. Однако существуют материалы где содержание цинка достигает 50%.

Чтобы понимать, как правильно работать с этим соединением, нужно разобраться с его характеристиками:

Температура плавления — до 950 градусов.
Плотность — около 8,7 тонн на м3.
Электросопротивление — 0,08 микрон на метр.
Теплоёмкость — 0,377 кДж/(кг·К)

Изделия из латуни могут представлять собой смесь из меди и цинка, или этих двух компонентов и дополнительных легирующих добавок. Сплав применяется в разных отраслях:

изготовление комплектующих для часов;
создание статуэток, украшений, элементов интерьера;
изготовление деталей, используемых в машиностроении;
создание комплектующих для электрооборудования.

Латунь обладает хорошим показателем свариваемости. Кроме того, она имеет высокий показатель защиты от коррозии. Благодаря этих характеристикам, сплав используется, как защитное покрытие для других металлов при изготовлении металлоконструкций.

Изготовление фурнитуры для украшений своими руками: травление меди и латуни

Понедельник, 18 Августа 2014 г. 11:59 + в цитатник
Для работы нам понадобятся:

пластинка меди или латуни

ровная доска или наковальня

ёмкости для воды , лимонной кислоты и раствора хлорного железа

плоскогубцы или другой похожий инструмент.

Я взяла пластинки и меди, и латуни. Процесс для обоих металлов одинаков. Я травлю всё в одной ёмкости

Как видно на фотографии, металл изначально неровный, погнутый, грязненький и зачуханный. Потому что вагончики продавцов металла у нас обычно не менее грязненькие и зачуханные. Но в работе кривая поверхность нам будет мешать при наклеивании картинок. И травильный раствор не сможет растечься равномерно по поверхности пластинок.

Поэтому нужно пластинки более-менее выровнять. Удобнее всего, на мой взгляд, использовать резиновую киянку или деревянный молоток, отбив металл на ровной твёрдой поверхности. У меня это наковаленка, но можно взять ровную доску или табуретку, если не жалко.

Металлический молоток не подойдёт, он жёстче мягкой меди и относительно мягкой латуни. Поэтому на пластинках останутся следы и вмятины от обычного молотка.

Относительно ровные пластинки кладём или в ёмкость с горячей водой, в которой щедро растворяем лимонную кислоту.

Или ставим ёмкость с водой и кислотой на огонь. Мне так нравится больше, потому что очистка металлов от окислов идёт почти мгновенно. Доводить до кипения не стоит. Считается, что в кипящей воде лимонная кислота утрачивает свои свойства.

Пластинки стали заметно чище. Латунь у меня такой какой-то марки, что цинк легко вымывается из её верхнего слоя. Поэтому проступает чистая медь.

С этого момента пластинки руками трогать нельзя. Только чистой тряпочкой или инструментами. Слой жира от пальцев создаст защитный слой на металле и нарушит рисунок. Короче, протравятся ваши отпечатки пальцев.

Дальше я заклеиваю изнанку скотчем. Можно закрашивать лаком для ногтей или акриловой краской. Но скотч – самый удобный и лёгкий вариант.

Лучше оставить небольшие поля скотча по краям. За них удобно брать пластинки без страха их испачкать.

Иногда нужны двусторонние элементы в украшении, которые могут переворачиваться при движении. Тогда рисунок можно наносить с двух сторон. Только толщина металла должна быть не менее 0,6 мм или даже 0,7 мм. Иначе в местах наложения рисунка протравите пластину насквозь.

История технологии

Историки говорят о том, что латунь появилась одновременно с бронзой. Из сплавов изготавливали украшения, наконечники для орудий труда, оружия, посуду, столовые приборы.

Чтобы изготовить какой-либо предмет, нужно было знать технологию литья из латуни. Со временем метод развивался, совершенствовался. Сегодня материал можно изготавливать дома или на производстве. Для этого нужно точно проводить технологический процесс, следовать правилам, правильно выбирать инструменты, сырье.

Изделие из латуни

Литье из бронзы: технология художественного бронзового литья

Литье бронзы позволяет изготавливать изделия, отличающиеся исключительной декоративной привлекательностью. Технология литья из данного сплава, основу которого составляет медь, известна на протяжении многих веков, но и в наше время она продолжает совершенствоваться.

Внешний вид бронзовых изделий говорит об кропотливом труде мастера, превращающего безликий металл в художественное произведение

Тонкости технологии

Технология художественного литья латуни схожа с изготовлением изделий из бронзы. Она имеет некоторые тонкости, о которых следует поговорить до начала работы с материалами:

Прежде чем сделать отливку необходимо выбрать расходные металлы, расплавить их. Для этого используются разные виды печей. Благодаря низкой температуре плавления, изготовить конструкция для плавки можно самостоятельно. Она будет состоять из газовой горелки, термоустойчивой емкости.
Важный этап во время изготовления изделий — заливание расплавленного сырья в подготовленную заранее форму. Продолжительность процедуры не более 2 минут. Если выполнять заливку неправильно, изделие может получить раковины из шлака, пригары, углубления, спаи. Готовая деталь будет испорчена или потребует дополнительной обработки.
Охлаждаться сплав должен равномерно, без использования охлаждающих жидкостей.
Деталь после извлечения из формы требует дополнительной обработки. После литья на ней остаются литники, заливы, выпоры, прибыли. Их необходимо убрать.

Нельзя забывать про то, что формы бывают многоразовые, одноразовые. Из первых заготовки извлекаются клещами. Вторые разбиваются молотом.

Берем лист и делаем из него. все

Ещё немного о технологии. Что можно сделать из листовой меди, латуни и т.д. То, что для опытных ясно и понятно, для новичков часто откровение. Думаю меня дополнят и получится полезная подборка. Понятно, что один всего знать не может.

Способы формообразования могут быть разные. Не самый простой, но очень эффективный- давление на токарном станке. Можно давить как бы обволакивая пуансон, а можно загоняя лист в матрицу. Исходя из задачи точим оправку, материал оправки дерево, пластик, металл. Не очень глубокую вытяжку меди можно вполне сделать на дереве. Глубокую и точную лучше делать на стальной полированной оправке.

Простые работы можно делать деревом твердых пород смазав его густой смазкой или мылом. Предпочтение нужно отдать древесине с не выраженными слоями бук, клен, граб. В резцедержатель зажимаем пруток с выступами-упорами для палки-давчика и работаем палкой как веслом в уключине. Более ответственные работы лучше производить роликами отвечающими формой и размером будущему изделию. Часто в качестве роликов используют шарикоподшипники подходящего диаметра, которые можно крепить и в вилку, и сбоку, и просто одев его на подходящий болт.Державка крепится на место резца, на другую сторону резцедержателя зажимаем любой подходящий пруток, резцедержатель расслабляем и давим на заготовку рычагом-прутком. Можно одновременно использовать суппорты для выбора точки приложения усилия.

Кроме того полезно иметь гладило, можно сделать несколько разных из старых напильников или надфилей. Особо хороши гладила из победита, делать их тяжело, но потом труд окупится. Прелесть победитовых в том, что они никогда не цепляют материал, ни мягкую медь, ни серебро, ни тем более латунь, даже на сухую. Стальной инструмент нужно смазывать, хорошо воском натуральным или современным модельным. Кроме формообазования победитовые гладила хороши для полирования как при вращении изделия на станке, так и просто нанося рукой зеркальные штрихи вплотную один к одному. Можно повторять движения в поперечном направлении. Тут немного опыта и все будет понятно. У вас больше не будет непрополированных мест из-за невозможности подобраться полировочным кругом. На следующих фото приведены предметы требовавшие точности и повторяемости. Оправки в этом случае были сделаны из стали, поверхность была полированной, цилиндрические с виду поверхности имеют конусность, в противном случае бывает очень проблематично снять готовую работу с оправки, это надо обязательно помнить.

Отдельно стоит остановиться на изготовлении кольцевых обойм. заготовка представляет собой кольцо, прижимаем её к оправке в виде торца толстой трубы вспомогательным цилиндром (можно из твердого дерева)и накатываем внешнюю часть заготовки на оправку. Если нужны четкие углы используем ролик из подшипника. Перед закатыванием внутренней цилиндрической поверхности фиксируем внешнюю готовую скотчем или хомутом. Скотч менее надежно, но значительно безопаснее. Вначале мягко загоняем материал в гильзу, затем консольно сидящим на оправке подшипником формируем четкий край. Рюмки сделаны из трех деталей и спаяны припоем ПОС-45. После финишной обработки -гальваническое покрытие. На следующих фото касты под круглые камни диаметром 15 мм и 40 мм.

Предварительно выкатывается цилиндрическая кастрюлька на жесткой оправке. Затем точим точную оправку из твердого дерева, одеваем кастрюльку, поджимаем задней бабкой с центром через прокладку. Начинаем роликом и заканчиваем мелкими давчиками и гладилами. Чтобы снять готовую деталь растачиваем древесину внутри детали и отделив отрезным резцом выламываем оставшийся бочонок. Были многократные попытки сделать такой бочонок из спаянной трубки, получилось только из листа. Шов не выдерживает, видимо дело в разнице твердости шва и остального металла. А еще можно накатывать шестеренки, примерно так же, как делают обычную накатку- рифленку. Для этого нужно найти стальную шестеренку не большую и с нужным зубом. Еще можно накатать зубчатую рейку.

Для этого в прутке точат узкую канавку, вставляют туда вертикально полоску-заготовку, поджимают роликом-шестеренкой и вращая патрон рукой катают зубчики. Постепенно поджимая повторяют до получения полного профиля зуба.При необходимости можно свернуть зубчатую рейку в кольцо- получится торцевая шестерёнка. Если такую заказывать будет дороговато, да еще не вдруг найдешь, кто сможет такую нарезать, особенно в наше время.

Что потребуется для литья?

Чтобы плавить латунь, нужно изначально подготовить оборудование, инструменты для проведения работ. К нему относятся:

Формовочные композиции. Изготавливаются из огнеупорных материалов. Форма выбирается зависимо от требуемого готового изделия.
Специальные щипцы, с помощью которых делали извлекаются из форм после застывания.
Нагревательное оборудование. Можно использовать покупную модель или изготовить печь самостоятельно. Для сборки понадобится шамотный кирпич, огнеупорная мастика. Для нагревания можно использовать газовую горелку или проволоку из нихрома.
Тигель — емкость, которая заполняется расходными материалами. Они плавятся во время нагревания. Затем мастер переливает расплавленные металлы в подготовленную заранее форму. Тигель изготавливают из глины или графита. Дополнительно используется жаропрочная обмазка, которая увеличивает долговечность емкости.

Для того чтобы достать тигель из печи, используются полукруглые щипцы.

Формовка

После того, как закончена работа над моделью, и она утверждена у Заказчика, происходит следующий этап — изготовление литейной формы

, при помощи модели изделия и различных инструментов и приспособлений, а так же песчаной (формовочной) смеси. Процесс изготовления литейной формы (
формовка
) — наиболее трудоемкий и продолжительный.

В литейную форму заливают расплавленный металл, который заполняет полость, остывает в ней и формирует отливку, своими очертаниями повторяющую форму модели [фото 3 >>]

Для отливки изделия используются такие сплавы как бронза, латунь и др.

Литейные формы подразделяются на разовые и многоразовые. Основная составляющая формовочных смесей при изготовлении разовых форм — кварцевый песок; в качестве связующей добавки используют глину. После того как отливка готова, разовую форму разрушают.

Литейная форма составляется из двух полуформ — опок

. Они служат для удержания формовочной смеси при ее уплотнении. Как правило, опоки заполняют смесью из органических и неорганических материалов
[фото 4 >>]
. При ручном способе формовки используют небольшие по массе и размерам опоки.

Подготовительные работы

Прежде чем начинать изготавливать отливку нужно подготовиться к проведению основных работ. Изначально нужно разработать эскиз будущего изделия, зарисовать его на бумаге. По готовому чертежу сделать форму для заливания расплавленного сплава. Она изготавливается из глины и кварцевого песка. Существуют многоразовые, одноразовые формы. Первые изготавливать труднее, но они могут применятся при серийном изготовлении изделий из металлических сплавов.

После изготовления детали из латуни потребуется дополнительная обработка для устранения дефектов, возникающих при литье. Для этого поверхности отливки подвергается химической обработке. С помощью активнодействующих растворов с поверхности заготовок удаляются дефекты.

Поверхность отливки

Особенности литья латуни

Преимущества и недостатки литья под давлением

Отливки, выполненные на установках для литья под давлением – это детали, с низкой шероховатостью, высокой точностью исполнения, которым не нужна механическая обработка или она минимальна. После литься детали поступают на отрезные прессы, где с них удаляются литники и промывники.

Состоящий из небольшого количества операций процесс может быть полностью автоматизирован. Из-за простоты операций, быстрого затвердевания металла и автоматического извлечения изделий этот процесс является высокопроизводительным.

Недостаток технологии – это сложность и высокая стоимость технологической оснастки. Экономически не рационально использовать литье под давлением в средне серийном и мелкосерийном производстве. Способ не подходит для литья тугоплавких металлов, которые плавятся при температуре выше, чем сталь.

Эту технологию не применяют для изготовления больших отливок, так как преимущества метода пропадают из-за неравномерного затвердевания, а из-за высокой цены габаритного высокоточного оборудования использование этого способа экономически нецелесообразно.