Как получить бронзу

Как превратить камень в золото бронзовой пудрой

Как получить бронзу

Краска с содержанием бронзовой пудры успешно применяется декораторами, дизайнерами и обычными людьми для преображения предметов интерьера. Такой состав способен придать металлический блеск практически любому материалу. Что это за бронзовая пудра, которая и кирпич превратит в металл?

Где применяется

Представляет собой дисперсный порошок, который получается при измельчении меди или медно-цинковых сплавов с незначительным добавлением железа и алюминия. В порошок обязательно вводят парафин или стеариновую кислоту, которые предотвращают окисление частиц, их слипание.

По химическому составу и назначению выделяют несколько марок пудры для:

  • красок (БПК);
  • офсетной печати (БПО);
  • изготовления инструментов (БПИ);
  • полиграфии (БПП).

Бронзовая пудра имеет слоистую структуру. Каждый слой складывается из чешуйчатовидных пластинок. Цвет – от желто-золотистого до насыщенно-красного или латунного. Насыщенность оттенка определяется процентным содержанием цинка.

Производство пудры

Производство пудры проходит промышленными методами путем многоразового дробления бронзового порошка. После нескольких этапов размалывания проводится его сепарация в шаровых мельницах или пневматических установках.

Лакокрасочные материалы на основе бронзовой пудры обладают значительной укрывистостью. Качество покраски зависит от размера фракции. Самым высоким качеством обладает пудра, которая при просеивании образует остаток не более 1% (на сите № 0,045). Для получения порошка с максимальной укрывистостью необходимо использовать не чистую медь, а бронзовые сплавы. При помощи одного грамма такого порошка можно покрыть до 4500 см² поверхности.

Сферы применения

Бронзовую пудру используют в декорировании, полиграфии, при производстве лакокрасочных материалов и покрытий, различных этикеток, в косметической сфере. С помощью краски, куда была введена бронзовая пудра, можно придавать металлический блеск и характерную текстуру изделиям из стали, гипса, картона, стекла, бетона, пластика.

Применяют этот продукт и при покраске составляющих систем, требующих дополнительной защиты:

  • резервуаров, деталей систем в промышленности;
  • радиаторных систем, батарей отопления;
  • частей систем котельных, которые защищают от повышенных температур;
  • различных портовых конструкций и частей судов, которые постоянно находятся под водой;
  • ограждений, мостов.

Способы приготовления составов

Необходимо смешать порошок со связующим компонентом. Тинктура будет определять основные характеристики будущего покрытия, соответственно возможные сферы применения, а также конечную стоимость. Тинктурой могут быть:

  • лаки по металлу или дереву для наружных и внутренних работ;
  • эпоксидная эмаль;
  • некоторые виды клеевых составов;
  • растворенный в воде яичный порошок;
  • желатин.

Связующий компонент выбирают исходя из типа обрабатываемой поверхности. Например, при обработке изделий из дерева, которые будут использоваться внутри помещения, тинктурой должен стать прозрачный лак для внутренних работ.

Глубину цвета готового покрытия определяет соотношение количества бронзовой пудры и связующей основы. Чем глубже должен быть цвет, тем больше порошка нужно взять. По консистенции готовый к нанесению состав напоминать густую сметану. Такая краска, с содержанием бронзового порошка около 40%, обеспечит надежное и эффектное покрытие.

Какие же пропорции нужно соблюдать? Если в качестве тинктуры служит лак или олифа, то на 4 части основы берут две части порошка. Если раствор получился слишком густым, то для разведения используют скипидар, уайт-спирит или сольвент.

При использовании для нанесения бронзового слоя пульверизатора, смешивать растворитель и порошок следует в равных пропорциях. При использовании кисти необходимо на одну порцию порошка взять две порции основы.

Нанесение покрытия

Чтобы придать изделию металлический блеск, можно сделать состав своими руками или купить уже готовый в аэрозолях.

Перед нанесением покрытия любое изделие нужно очистить от загрязнений. Деревянные поверхности предварительно ошкуривают, а металлические обрабатывают от ржавчины. Нередко мастера предпочитают снять старое покрытие:

  • путем механической очистки шлифовальной насадкой или щеткой (применима к металлическим поверхностям);
  • пескоструйной очисткой (очистка металлических поверхностей под воздействием песчинок);
  • химической очисткой (специальные составы вступают в реакцию со старым покрытием);
  • термической очисткой посредством строительного фена.

Затем лак или краску наносят тонким слоем, который буквально растирают по поверхности. Для получения максимально тонкого слоя применяют губку или жесткую щетку.

При использовании нитролака в качестве тинктуры наносить бронзовую краску необходимо максимально быстро, пока состав не схватился.

Если покрытие должно защищать изделие от коррозии, то перед нанесением краски его необходимо загрунтовать.

Покрытие ровных изделий

С нанесением лакокрасочного покрытия на равные поверхности обычно проблем не возникает. Главным вопросом при таких работах становится определение связующего компонента. Если изделие будет подвергаться агрессивным воздействиям, то применяют лаки для наружных работ.

Покрывать такие поверхности можно при помощи кисти или даже распылительным оборудованием. Годятся для нанесения качественного слоя и составы в аэрозольных баллончиках.

Напыление

Изделия с простым рельефом можно декорировать методом напыления. Начать окрашивание таким методом стоит опять же с подготовки. На обезжиренную поверхность изделия необходимо нанести лак или клей. При нанесении связующего компонента необходимо следить, чтобы ворсинки или другие инородные тела не остались на изделии.

Бронзовую пудру предварительно насыпают на сложенную в несколько слоев марлю, которая затем связывается узелком. При встряхивании узелка над покрытым лаком изделием мелкие частички порошка надежно закрепляются на нем. Такое нанесение позволяет получить очень стойкое и красивое покрытие под металл.

Нанесение при сложном рельефе

Для качественного нанесения краски на изделия со сложным рельефом необходимо иметь некоторую сноровку.

Как же наносить в этом случае краску? Секрет прост – в качестве связующей основы лучше применить масляный лак. Для придания благородного золотисто-коричневого оттенка в него можно добавить немного коричневой краски на масляной основе.

Этот состав наносят на обезжиренное изделие. Пудру, как и при напылении, формируют горкой на марле, завязывают узелок.

Конечно, такой способ позволяет добиться качественного и эффектного покрытия, но новичкам лучше применять более простой метод. Для этого заранее приготавливают красящий состав с бронзовым порошком, а затем его просто наносят тканевым тампоном или губкой.

Как получить эффект патины

Верхом мастерства считается придание рельефным изделиям эффекта патины. Как это сделать? Сначала на чистую поверхность наносят готовый состав. Дожидаются полного высыхания слоя. Затем следует нанести слой морилки или жидкого битумного лака, также заполняя все рельефные углубления.

Не дожидаясь высыхания этого слоя, спонжем или хлопчатобумажной тканью нужно протереть все выпуклые поверхности. В углублениях излишки лака также нужно удалить. После полного высыхания изделие можно использовать.

Некоторые мастера для достижения эффекта полированной поверхности дополнительно подкрашивают бронзовым составом выпуклые части.

Бронзовая пудра в полиграфии

Широкое применение бронзовая тонкодисперсная пудра получила в полиграфии. Благодаря ей получают этикетки, рекламные и упаковочные материалы с неповторимым блеском и цветом особой насыщенности. Эта технология называется бронзированием.

Процесс заключается в нанесении чешуек бронзовой пудры на оттиск, обработанный клейкой краской. Благодаря слоистой структуре пудры, а также крупному размеру частиц происходит многократное преломление и отражение света. Это отражение и даёт чарующий эффект перламутра.

При декорировании этикеток ранее применялась фольга, золотой лак или металлизированные краски. Но бронзирование даёт несравнимо лучший эффект при меньших затратах. Востребованное тиснение фольгой вдвое дороже бронзирования.

Преимущества и недостатки

Преимущества бронзовой пудры для красок:

  1. Этот порошок действительно содержит бронзу, а, значит, может защищать от агрессивной среды отдельные детали или целые поверхности.
  2. Такое покрытие имеет высокую стойкость к ультрафиолетовому излучению и устойчивость к воздействию влажности и, как следствие, продлевает срок службы изделий и отдельных составляющих. Обработанные бронзовым составом предметы имеют гарантированный срок службы до трех лет при эксплуатации под водой, до семи лет – на воздухе.
  3. Покрывать бронзовым порошком можно кирпич, бетон, металл, дерево, штукатурку, бумагу и другие поверхности.
  4. Бронзовый слой получается очень тонким, но прочным, отличается стойкостью к истиранию. Его проблематично снять.
  5. Краска на основе бронзового порошка нетоксична, быстро сохнет и хорошо ложится.
  6. Благодаря такому покрытию можно обыграть интерьер без особых затрат.

Недостатки:

  1. Это взрывоопасное вещество, которое нужно хранить в плотно закрытой таре в удаленном от открытого огня месте.
  2. Состав нельзя наносить на поверхности, обработанные нитроэмалью, акриловыми и масляными красками, лаками. После нанесения основное покрытие может отслаиваться, пузыриться.
  3. При нанесении акриловой краски с бронзовым порошком нередко возникает ржавчина.

Способы удаления случайных пятен краски

Полностью защитить предметы одежды или интерьера от случайного попадания краски невозможно. Самым аккуратным мастерам нужно знать, как удалить бронзовый состав. Если пятно успело засохнуть, то его удалить можно тем же растворителем, в котором разбавлялся порошок.

Если наносился готовый состав, основа которого неизвестна, то можно на пятно нанести каплю подсолнечного масла. Выдерживают нанесенное масло около 10 минут, затем пятно протирают хлопчатобумажной салфеткой. Свежее пятно убирают жидкостью для снятия лака без содержания ацетона.

Источник: https://tsvetmet.wordpress.com/2020/01/13/%D0%BA%D0%B0%D0%BA-%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%B2%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%82%D1%8C-%D0%BA%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%8C-%D0%B2-%D0%B7%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BE-%D0%B1%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B7%D0%BE/

Технология литья бронзы в домашних условиях

Как получить бронзу

При изготовлении декоративных изделий из металла часто используется бронза. Из этого материала получаются привлекательные изделия, которые длительное время сохраняют приличный внешний вид.

Литье бронзы считается одни из самых популярных литейных процессов и применяется сотни лет для изготовления различных изделий из этого металла.

Чтобы понимать насколько этот материал подходит для литья и как с ним правильно работать, требуется обладать общей информацией о самом металле и способах его обработки.

Общая характеристика металла

Бронза представляет собой сплав, в состав которого может входит олово, медь и другие компоненты. К сторонним примесям относится цинк, алюминий, бериллий, свинец, никель или кремний. Если говорить о составе, бронзу можно разделить на две группы:

  1. Оловянные сплавы. Материал может состоять из двух и нескольких компонентов. Олово относится ко второму по процентному содержанию компоненту сплава.
  2. Безоловянные сплавы. В состав могут входить алюминий, свинец, кремний, свинец или бериллий. Эти компоненты изменяют характеристики сплава.

К характеристикам бронзового сплава относятся:

  1. Плотность. Этот показатель зависит от содержания олова в составе. Среднее число 9,1 кг/куб. см.
  2. Температура при которой плавится металл. Изменяется в зависимости от компонентов состава. Диапазон 880–1060 градусов по Цельсию.
  3. Теплоемкость — 0,385 кДж / (кг*К).
  4. Электропроводность — 0,176 мкОм*м.

При желании изменить какую-либо из характеристик сплава в его состав добавляется определённое количество сторонних примесей.

История технологии

Историки и археологи утверждают, что литье из бронзы начало развиваться более 10 тысяч лет назад. В начале истории появления этого сплава он использовался для производства орудий труда и примитивных украшений. Раньше сплав использовали только в производственных целях. На данный момент бронза используется для изготовления декоративных изделий, заборов, подвижных ограждений, люстр, бра, скульптурных композиций.

Моментом самого главного пика изготовления изделий из бронзы является период европейского барокко. В этот период люди украшали свои дома и поместья декоративными элементами из этого сплава.

Основные этапы

Литье бронзы подразумевает под собой технологический процесс, который требует использование специального оборудования и соблюдения определённых этапов производства:

  1. В первую очередь подготавливается чертеж будущей заготовки.
  2. Создаётся примыкание к модели литниковой системы. Для этого производится спаивание или приклеивание.
  3. Изготавливается литьевая форма из огнеупорных смесей.
  4. Форма освобождается от модельного состава. Для этого её нагревают паром или опускают в ёмкость с горячей водой.
  5. Используя центробежную машину, расплавленная бронза заливается в форму.
  6. Будущей заготовке дают самостоятельно остыть.

Для дальнейшей обработки детали из бронзы форма разбивается. Заготовка промывается с помощью химических составов.

Технологии литья бронзовых изделий

Литье из бронзы можно разделить на несколько видов в зависимости от технологического процесса и использования литейных машин. Для плавки сплава используются индукционные печи. Сам металл покрывается флюсом.

Литье под давлением

В процессе вакуумного всасывания расплавленный металл начинает втягиваться в форму кристаллизатора. Далее начинается охлаждение заготовки, которое происходит от краёв к центру. В качестве кристаллизатора использует емкость с тонкими стенками. Она охлаждается водой. После охлаждения заготовка сама отходит от формы.

Центробежное литье

Центробежное литье бронзы применяется для изготовления деталей цилиндрической и конусовидной формы. К ним относятся уплотнительные кольца, втулки для промышленного оборудование и другие детали. С помощью центробежной технологии изготавливаются червячные колёса и шестерни. Технологический процесс подразумевает под собой вращение формы, благодаря чему расплавленный металл уплотняется.

Художественное литье

Технология художественного литья из бронзы используются в случаях создания декоративных элементов. К ним относятся различные скульптуры, светильники, решётки, ограды, сувенирная продукция. Этапы художественного литья из бронзы:

  1. Изначально изготавливается чертеж будущей заготовки.
  2. Далее мастер создаёт форму, в которую будет переливаться расплавленный металл.
  3. Расплавляется исходное сырье — шихта.
  4. Форма для литья заполняется расплавленным металлом.
  5. Процесс охлаждения.
  6. Извлечение заготовки из формы.

Последним этапом считается очистка и дальнейшая обработка детали. Если конструкция составная, изначально создаются и обрабатываются отдельные детали. После этого они соединяются в одну конструкцию. Швы зачищаются и обрабатываются защитными составами. При правильном выполнении технологического процесса создания декоративных элементов из бронзы, можно избежать ошибок и снижения качества готовой продукции.

Литье в домашних условиях

Опытные мастера металлургии практикуют литье из бронзы в домашних условиях. Для проведения этого процесса требуется приобрести:

  • горн;
  • щипцы;
  • древесный или каменный уголь;
  • тигель в котором будет плавиться металл.

В качестве нагревательного элемента для плавки бронзового сплава часто используют газовую горелку. Связано это с тем, что бронзу можно расплавить при небольшой температуре. Так можно сэкономить на покупке индукционной печи.

Литье в домашних условиях

Создание литейной формы

Литье бронзы в домашних условиях требует правильного изготовления форм для литья. Формовочная смесь должна состоять из смеси, песчаника, каменноугольной пыли, глины. Этапы изготовления формы:

  1. Формовочная смесь засыпается в деревянный ящик, который называется опока. Сверху её утрамбовывают слабыми ударами.
  2. Далее в формовочную смесь погружается модель будущей заготовки.
  3. Сверху располагается ещё один ящик (опока). В него засыпается формовочная смесь. Трамбуется.
  4. Далее мастер разделяет форму на нижнюю и верхнюю половины.

Как правильно залить расплавленную бронзу в литейную форму

Литье из бронзы в домашних условиях требует особой подготовки литейных форм. Из них требуется удалить воздух чтобы получились долговечные отливки без дефектов. Формы необходимо раскрутить в центрифуге с электроприводом. После этого можно заливать расплавленный металл.

Как получить более качественное литье

Качество литья можно повысить. Нужно использовать другой изменённую технологию. При этом используется воск. Из него изготавливают формы, в которые будут заливаться отливки. Можно использовать парафин. Чтобы сделать такую модель, требуется использовать готовую форму, которая нагревается в кипящей воде.

Литье бронзы в стальную форму в домашних условиях
Литье бронзы известно многие сотни лет. С помощью этого технологического процесса изготавливаются декоративные элементы, ограждения, светильники и скульптуры. В состав бронзы входят разные компоненты, которые влияют на характеристики сплава.

Существует различные виды изготовления отливок из бронзы, которые подразумевают разные технологические процессы.

Источник: https://metalloy.ru/obrabotka/lityo/bronzy

Температура плавления бронзы

Как получить бронзу

Многие сегодня пытаются в домашних условиях осваивать технологии промышленного производства. При условии соблюдения последовательности определенных манипуляций и наличия необходимого оборудования удается решать порою очень сложные задачи.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое турецкое золото

Так, например, можно легко плавить металлы и создавать своими руками холодное оружие или эксклюзивные украшения. Для этого необходимо знать, до какой температуры нужно разогревать металл и как это лучше всего делать.

Данная статья расскажет о том, какова температура плавления бронзы, что нужно учитывать, желая подчинить себе данный металл.

Что такое бронза? Это сплав, состоящий из основного компонента (меди) и дополнительного легирующего элемента. В зависимости от того, что выступает в качестве легирующей добавки, различают несколько марок описываемого материала, поэтому у каждого вида бронзы своя температура плавления. От процентного содержания дополнительных компонентов зависят физико-химические свойства бронзы. Понять, какие примеси содержатся в сплаве, помогает его маркировка.

Все бронзовые составы условно можно разделить на две большие группы:

К оловянным сплавам относится разновидность бронзы, в составе которой в качестве легирующего элемента выступает олово. Этот металл прочнее меди, но он легкоплавок. Сочетание меди (80%) и олова (20%) – первый сплав, который научилось создавать человечество. При помощи него на Руси отливались церковные колокола. Металл хорошо звучал, но был хрупок. Поэтому возникла необходимость искать более совершенные сплавы.

Безоловянные сплавы не содержат в своем составе хрупкого олова. В качестве легирующих добавок в них может выступать бериллий, кремний, свинец и алюминий. В зависимости от того, какой именно из перечисленных металлов сочетается с медью, сплав обретает свои физико-химические свойства.

Так, например, бериллий позволяет создавать сплавы, которые по своим прочностным характеристикам во многом превышают высококачественную сталь. Добавление кремния делает бронзу более устойчивой к механическому трению.

Свинец помогает формировать высокую устойчивость к коррозии, алюминий улучшает фрикционные характеристики сплава.

Процесс плавления бронзы обязательно должен начинаться с изучения ее состава. Все оловянные марки плавятся при температуре 900–950°C, безоловянные марки плавятся при температуре 950–1080°C.

Обратите внимание! При литье учитывается еще один показатель сплава – его вязкость. У оловянной бронзы она выше, чем у латуни, поэтому при нагреве ее необходимо сильно перегреть. Потом после остывания описываемая марка дает минимальную усадку, поэтому данный вид бронзы идеально подходит для фасонной отливки.

Многие из нас задаются вопросом, возможен ли процесс плавки описываемого сплава в домашних условиях. Воссоздать промышленное литье невозможно. Так как бронза имеет высокую температуру плавления, для работы с раскаленным металлом нужны особые условия.

Можно попытаться освоить мелкое литье, позволяющее создавать украшения или маленькие поделки. Для осуществления этого процесса придется выделить отдельную комнату, а также предпринять все меры противопожарной безопасности, сделать качественную вентиляцию.

Изготавливать крупные бронзовые детали можно там, где есть земляной или бетонный пол (это может быть гараж с хорошей принудительной вентиляцией).

Для работы понадобится определенное оборудование и специальный инструмент. Осуществить литье позволит только муфельная печь (наличие терморегулятора значительно упростит решение поставленной задачи). Для крупного литься придется устанавливать горн. Плавить металл можно в чугунной емкости, которая имеет форму с носиком. Он помогает аккуратно переливать расплавленный металл в форму. Такая чугунная емкость называется тигель.

Из печи тигель вынимается длинными щипцами и специальным крюком. Под рукой должна быть литейная форма. Для растопки муфельной печи лучше всего подходит древесный уголь, для горна кокс.

Процесс литья

Сам процесс литься бронзы предельно прост. Печь разогревается до определенных параметров. Напомним еще раз, что для плавки оловянных сплавов необходимо разогреть печь до температуры 900–950°C, температура плавления безоловянных сплавов на порядок выше – 950–1080°C.

Плавление любого состава бронзы должно начаться с прокалки формы для заливки в муфельной печи или в горне. Для этого печь сначала нагревается до температуры 600°C. Затем в нее погружается форма, после этого температуру в печи нужно увеличить до 900°С. Литейная форма должна провести в печи пару часов. После окончания таймера форма вынимается из печи и остужается до температуры 500°С.

Бронза помещается в чугунный лоток и отправляется прямиком в хорошо прогретую печь. После того, как сплав расплавится, металл нужно еще подержать в печи пять минут. Так он хорошо прогреется, а это значит, можно будет легко обеспечить качественное заполнение литейной формы. Из печи тигель извлекается крюком, щипцами обеспечивается процесс переливки расплавленного сплава в форму. Выливать металл важно тонкой непрерывной струйкой. Только так можно предотвратить процесс размывания формы.

Как правильно залить расплавленную бронзу в литейную форму

Залить расплавленную бронзу в литейную форму – настоящая наука. Заполнить форму больших размеров будет несложно. Жидкий сплав под действием силы притяжения и собственного веса сам равномерно распределится по емкости и вытеснит весь имеющийся воздух.

С заполнением форм маленьких размеров возникнет определенная проблема. Дело в том, что воздух препятствует равномерному перераспределению сплава по всем плоскостям.

Поэтому нередко плавление бронзы в домашних условиях не позволяет создавать качественные изделия.

Можно ли самостоятельно решить подобную проблему? Да, если под рукой есть центрифуга. Центробежная сила вытеснит воздух и позволит сплаву равномерно перераспределиться по всей площади формы. Действовать по такому плану необходимо очень быстро, пока бронза не успела застыть.

Вынимать заливку из формы нужно, когда сплав полностью застынет. Поверхность заготовки получится шероховатой, кое-где обязательно появятся наплывы из металла. Подобные дефекты устраняются методом механической шлифовки. Если правильно была прогрета печь, объем механической шлифовки будет минимальным.

Создание литейной формы

Учитывая то обстоятельство, что у каждого вида бронзы своя температура плавления, важно иметь под рукой форму, способную выдержать наивысшую точку нагрева описываемого сплава. Ее сложно создать собственными руками в домашних условиях, но попытаться можно, если внимательно изучить следующую инструкцию.

Сначала нужно создать формовочный ящик (литейщики называют его опокой). Его размеры в полтора раза больше размеров будущей детали. Собирается опока из не струганных досок по следующей схеме: сначала сбивается верхняя рамка (внешне она похожа на обычный ящик без дна и верха, но с двумя перекладинами посередине), потом сбивается нижняя рамка (ящик с дном).

Потом приступают к созданию формовочной земли. Она имеет особый состав: 75% мелкозернистого песка, 20% глины и 5% пыли каменного угля. Все ингредиенты соединяются между собой и тщательно перемешиваются.

Следующий этап – изготовление модели, которая поможет сформировать форму для будущего литья. Специалисты рекомендуют изготавливать ее из дерева. Дальнейший процесс воспроизводится по следующему алгоритму.

  1. Модель из дерева предварительно обильно посыпается тальком, а потом аккуратно помещается в нижний ящик опоки ровно наполовину.
  2. Потом он доверху заполняется уже готовой формовочной землей.
  3. Вся полученная композиция обильно посыпается графитом.
  4. После этого нижняя часть опоки (с дном) закрывается верхней рамкой (без дна).
  5. В верхнюю рамку вставляется металлический конус, узкая часть которого должна коснуться поверхности деревянной модели. Конус позволит сформировать литник – деталь, через которую будет заливаться расплавленная бронза.
  6. Верхний ящик тоже доверху заполняется формовочной землей. Наполнение тщательно утрамбовывается специальной ступкой.
  7. После этого металлический конус аккуратно извлекается. При помощи острого ножа верхняя опока снимается с нижней рамки вместе с формовочной смесью. Из нее извлекается деревянная заготовка. После всех произведенных манипуляций на обеих опоках должны остаться углубления, точно копирующие геометрию одной половины деревянной модели.

Обратите внимание! Ножом можно на данном этапе поправлять слегка осыпавшиеся линии. Если часть земли прилипла к модели, ее недостаток в опоке восполняется. Излишки просто удаляются.

  1. Оставляем нижнюю и верхнюю часть опоки до полного высыхания, а потом соединяем вместе таким образом, чтобы между ними не оставалась щель. Форма для литья бронзы готова.

При помощи такой формы удается создавать изделия из бронзы, не имеющие четкого рисунка и мелких деталей.

Как получить более качественное литье

Даже в домашних условиях можно произвести более качественное литье, если применить особый способ создания формы под литье. За основу берется модель, в точности напоминающую ту, что необходимо будет выплавить из бронзы. Она изготавливается из воска или парафина.

  • С модели сначала снимается гипсовый слепок, состоящий из двух половинок. Части слепка соединяются между собой гипсовым раствором.
  • Получившаяся форма после высыхания заполняется жидким парафином через специально оставленное отверстие.
  • Когда парафин застынет, гипсовую скорлупу удаляют. Должна остаться фигура из застывшего парафина.
  • Ее помещают в жаростойкую массу и формируют неразъемную форму для литья. Литейные массы сегодня продаются в строительных магазинах. Обязательно оставляется отверстие в форме для слива парафина и заливки бронзы.
  • Затем неразъемную форму необходимо поместить в кипяток. Он нагреется и расплавит парафин или воск. Через специальное отверстие, предназначенное для заливки жидкого сплава (будущий литник), нужно слить расплавленный воск. После этого форма для создания более качественного литья будет готова. Изготовление формы таким способом позволяет получать бронзовое литье, имеющее более четкий контур и мелкие детали.

Воссоздать процесс плавления бронзы в домашних условиях не так уж и просто, но если задастся подобной задачей, решить ее поможет предложенная статья. Главное нужно всегда помнить о мерах предосторожности, уметь различать виды сплавов, знать, при какой температуре каждый из них плавится.

Источник: https://svarkalegko.com/materials/bronza-i-eyo-svojstva-temperatura-plavleniya.html

Литье бронзы

Литье бронзы используется издревле. На протяжении многих столетий сплавы из меди (бронза, латунь) использовались для изготовления орудий труда, охоты и украшений.

Совершенствование литейной технологии привели на современном этапе к возникновению множества методов литья металлов, в особенности цветных. Технологические возможности литья бронзы позволяют получать не просто предметы, а произведения искусства, которые с давних времен считались верхом совершенства.

Литье бронзы

Разработанные технологии позволяют производить плавку медных сплавов не только в условиях промышленного производства, но и в домашних условиях, в небольших мастерских.

Основные этапы

Чтобы получить качественные литые изделия требуется строгое соблюдение технологической последовательности. Процесс литья выглядит следующим образом:

  1. Изготовление модели или копии по эскизу, чертежу. Материалы для модели –легко плавящиеся при невысоких температурах: стеарин, парафин, воск и прочие. Способность полного заполнения объема внутреннего пространства в форме сделало эти материалы широко используемыми.
  2. Примыкание к модели литниковой системы производится приклеиванием, спаиванием или механическим креплением. Таким образом, формируют питатели, каналы, выпоры и другие элементы.
  3. Изготовление литьевой формы производится из огнеупорной смеси. В основной состав смесей водит глина шамотная или глиноземная и кварцевый песок.
  4. Освобождение формы от модельного состава производится путем нагревания паром или погружением в нагретую воду.
  5. Обыкновенно литье бронзы производится свободной заливкой с использованием центробежных машин, избыточного или недостаточного давления (вакуума).
  6. Охлаждение производится на воздухе или с использованием термостата.
  7. После остывания, модельная форма разрушается. Производится обрубка литниковой системы. Заготовка отправляется на чистку с помощью промывки или химическими составами.

Художественное литье бронзы и латуни предусматривает получение максимально гладкой поверхности, поэтому для воссоздания модели используются достаточно твердые материалы:

    • древесина;
    • гипс;
    • слоновая кость.

Для получения максимально гладкой поверхности, она подвергается устранению пористости шпатлеванием, грунтованием и покрытием лаком.
Литейные модели изготавливаются разъемными; неразъемными — подходят для отливки изделий простой формы; специальными для деталей имеющих достаточно сложную конфигурацию.

Литейные формы бывают двух типов: одноразовыми и многоразовыми. Все зависит от материала из которого они изготовлены. Если для изготовления используется глинисто-песчаная смесь, то для сохранения ее формы требуются металлические опоки, предотвращающие разрушение смеси.

Многоразовые формы изготавливаются из сталей с горизонтальной или вертикальной линией разъема. Для повышения литейных способностей медного сплава используются смазки, которые предотвращают появление спаев, пригаров и прочих дефектов.

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:

  • алюминий (А);
  • бериллий (Б);
  • железо (Ж);
  • кремний (К);
  • марганец (Мц);
  • никель (Н);
  • свинец (С);
  • селен (О);
  • титан (Т);
  • цинк (Ц).

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.

Детали, получаемые из бронзы методом центробежного литься

При выплавке бронзовых деталей стоит учитывать их высокую вязкость. Поэтому для качественного литья нагревать их следует выше температуры плавления примерно на 100 градусов. Бронзы обладают минимальной усадкой, которая не превышает 1,5%. Данная характеристика является преимуществом перед латунями и позволяет получать фасонные отливки.

Для сравнения можно посмотреть на температуру плавления латуней. Выделяются две категории латуней – это двухкомпонентные и многокомпонентные латуни. В состав двух компонентных сплавов кроме меди входит цинк. Его количество влияет на температуру плавления, которая находится в диапазоне 880°С — 965°С.

Для много компонентных температурные режимы повышаются до 895 °С — 1070 °С из-за ввода легирующих компонентов с высокой температурой плавления.

Технологии литья бронзовых изделий

Плавка, как и обработка резанием, широко распространенная операция получения деталей. Для плавки рекомендуется использовать индукционные плавильные или тигельные нагревательные печи. Выбор обуславливается экономным потреблением электричества.

Чтобы сохранить химический состав сплавов применяются флюсы. С их помощью можно:

  • Защитить внешний слой поверхности расплава:
    1. от окисления;
    2. повысить объем годного расплава;
    3. исключить неметаллические компоненты;
  • Дегазировать состав из-за чего снижается образование:

Для получения гладких поверхностей на отливке и легкости ее извлечения после охлаждения используются антипригарные краски. Их использование обеспечивает:

  • смазку пресс-форм;
  • защиту от разрушения при контакте с расплавом;
  • отсутствие пригаров.

Литье под давлением

Литье под давлением происходит при воздействии избыточного или недостаточного (вакуумического) давления. Для подачи расплава под избыточным давлением используется прессовый принцип. На поршень действует усилие от гидро- или пневмосистемы. Высокая скорость подачи наряду с высокой вязкостью создают высокое давление, позволяющее полностью заполнить форму. У полученных отливок высокая точность и мелкозернистая структура.

За счет вакуумного всасывания расплав втягивается в форму кристаллизатора.Охлаждение происходит к центру формы. Требуемое количество расплава втягивается за определенный промежуток времени.

Кристаллизатор — емкость с тонкими стенками, которые охлаждаются водой.

После восстановления нормального (атмосферного) давления излишки расплава стекают. После охлаждения за счет усадки деталь самостоятельно извлекается из формы. Автоматизация процесса вакуумного всасывания позволяет заполнять форму в минимальное количество времени, вплоть до 0,1 секунды.

Готовое изделие из бронзы

Центробежное литье

Целесообразно использовать центробежное литье, разливая бронзу и латунь при изготовлении деталей типа тел вращения. Формирование деталей происходит на машинах с горизонтальной и вертикальной осями вращения. На машинах с горизонтальной заливкой отливают:

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Сколько весит арматура 10

На машинах с вертикальной заливкой отливают:

  • шестерни;
  • червячные колеса;
  • гребные винты.

Центробежное литье

В основе технологии лежит центробежная сила, которая образуется при вращении формы. Расплав уплотняется под действием сил, вытесняя сторонние компоненты.

Художественное литье

Современные тенденции диктуют применять литье не только при производстве деталей к механизмам и агрегатам, но и при получении элементов интерьера. Так, используя технологию художественного литья можно изготавливать:

  • барельефы, скульптуры;
  • элементы оград, решеток, ограждений ворот;
  • сувенирную продукцию;
  • светильники, бра;
  • элементы интерьера.

Этапы технологии получения отливок следующие:

  • изготовление модели;
  • изготовление формы;
  • подготовка формы;
  • плавка шихты;
  • подготовка расплава к заливке;
  • охлаждение;
  • извлечение из формы;
  • обрубка;
  • чистка и придание товарного вида.

Готовые отливки, по замыслу мастера, соединяются в единое изделие, если оно является многокомпонентным. После чего могут хромироваться, никелироваться, покрываться патиной и другими металлами.

Литье в домашних условиях

Многие мастера занимаются отливкой изделий из бронзы в домашних условиях. В основном это детали интерьера и фигурное литье. Кроме основных приспособлений, требуется приобрести вспомогательные инструменты и материалы. Среди них:

  • щипцы;
  • уголь (древесный, каменный);
  • тигель;
  • горн.

Плавильная печь, использующаяся в домашних условиях

Горном подается воздух, необходимый для поддержания горения угля, который создает необходимую температуру для плавления бронзы. Щипцами производится изъятие тигеля из камеры нагрева и разлив расплава. В связи с тем, что бронза плавится при невысоких температурах, то плавильную печь можно заменить газовым резаком (автогеном) или паяльной лампой.

Художественное литье из бронзы предполагает проведение работ в отдельном помещении, которое должно быть оборудовано средствами пожаротушения, приточно-вытяжной вентиляцией. Кроме того, в нем необходимо организовать места хранения для инструмента, приспособлений, материалов, а также организовать условия для личной гигиены.

Изделия из бронзы, после того как их извлекли из литейной формы, выглядят как черный, обугленный, оплавленный кусок металла. Для придания презентабельного вида на первоначальном этапе пользуются металлической щеткой или машинкой с насадками из абразивного материала.

Достаточно хорошая текучесть бронзы, в отличие от латуни, не способствует полному заполнению формы при ручном разливе в домашних условиях, в следствие чего рисунок на поверхности отливки нечеткий.

Для устранения данного дефекта мастера используют чеканку. Она помогает придать окончательный вид изделию, если на нем множество ажурных орнаментов. Чеканка занимает довольно много времени.

Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/litejjnoe-proizvodstvo/litye-bronzy.html

Как в Minecraft сделать бронзу

:

  • Бронза в «Industrial Craft2»
  • Бронза в «Forestry»

В чистом Майнкрафт есть железо, есть золото, есть алмазы. А о бронзе почему-то забыли. Такой популярный сплав, не единожды становившийся в истории стратегическим материалом – и за бортом! Экая несправедливость. Но на всякое действие (Ньютону респект за сию мудрость) есть противодействие, а уж на бездействие и подавно. Поэтому ребята, сотворившие «Industrial Craft2», подшуршали и добавили-таки бронзу. Разумеется, чтобы сделать этот сплав, нужно тоже подшуршать и установить упомянутый мод.

Бронза в «Industrial Craft2»

Бронза в Майнкрафте – это понятие, включающее в себя пыль, слитки и блоки (из этого материала, конечно). Пыль – это основа, из которой крафтятся остальные бронзовые изделия, поэтому логично сначала научиться добывать её. Для того, чтобы её сделать, согласно старой версии, нужны лишь оловянная и медная пыль, которые должны быть расположены вот так.

Новый вариант предлагает крафтерам альтернативу. Хотите, можете довольствоваться в Minecraft только этим рецептом. А хотите, можете использовать в качестве замены медной пыли очищенную или измельчённую медную руду. Оловянную пыль также можете заменить очищенной или измельчённой оловянной рудой. Да вы и сами можете видеть всё на иллюстрации.

Если у вас уже имеется слиток, а в чулане Майнкрафт ещё и дробитель, вам становится доступным дополнительный рецепт.

Имея пыль, вы становитесь практически бронзовым магнатом в Minecraft – теперь вы можете выплавлять слитки. Как именно происходит процесс переплавки, демонстрирует изображение.

Научившись делать чушки, вы вправе задать не совсем хронологически логичный вопрос, зачем вам вообще в Майнкрафте нужна бронза. Хотя, скорее всего, вы сами понимаете, что с её помощью можно сделать много полезных вещей. Таки да, можно. И вот они, вещи:

  • Рельсы
  • Композитный слиток
  • Гаечный ключ
  • Шлем
  • Поножи
  • Ботинки
  • Кираса
  • Бронзовый блок

И в который раз нас выручает иллюстрация. Она демонстрирует, как именно в Minecraft крафтить эти предметы.

Бронзовый блок крафтится из девяти чушек. Единственное его практическое применение – компактное хранение материала. Как обычно в Майнкрафт, если нужны слитки, дробим блок, то есть совершаем обратный процесс.

Бронза в «Forestry»

Слитки в Minecraft можно сделать не только в «Industrial Craft2». Скрафтить их можно и установив модификацию «Forestry». На самом деле, с этим модом добывать сплав даже выгоднее. Здесь ингредиентами выступают уже не пыль, а оловянные и медные слитки. Простейшая математика приводит к выводу, что такая стратегия даёт в два раза больше бронзы.

Часть чушек можно вернуть обратно, если отремонтировать в Майнкрафте сломанные предметы. Как, например, на этом скрине.

В этом моде сплав олова и меди применяется для крафта:

  • Прочной машины
  • Гаечного ключа
  • Кирки
  • Лопаты
  • Биотопливного двигателя и пр.

Этот металл – компонент в создании электролампового завода Майнкрафт!

Источник: https://azminecraft.ru/publ/3936-kak-v-minecraft-sdelat-bronzu.html

Бронза – состав, свойства и производство сплава

Бронза как материал для изготовления изделий различного назначения используется человеком с древнейших времен.

И в наше время данный сплав не утратил своей высокой популярности: его активно используют как производственные предприятия, изготавливающие из него элементы различных механизмов и конструкций, так и домашние мастера, решившие заняться художественным литьем.

Однако прежде чем приступать к работе с этим медным сплавом, необходимо внимательно изучить его характеристики, а также познакомиться с методами его обработки.

Бронзовые прутки, производимые для дальнейшего использования в различных сферах промышленности, могут быть в поперечном сечении круглыми, квадратными или шестигранными

Характеристики и преимущества

Бронза, которая является цветным металлом, представляет собой сплав на основе меди. Наибольшее распространение еще с древнейших времен получили бронзы, в химическом составе которых, кроме меди, содержится олово. Вместо олова в бронзе различных марок могут содержаться такие элементы, как бериллий, железо, алюминий, свинец, кремний и др.

химических элементов в литейных бронзах регламентируется ГОСТ 493-79, 613-79

Высокая популярность, которой бронза пользуется уже на протяжении многих веков, объясняется такими ее достоинствами, как:

  • высокая твердость и прочность, если сравнивать данный металл с медью (к слову, некоторые марки бронзы, в частности бериллиевые, по своим прочностным характеристикам превосходят даже высококачественную сталь);
  • более низкая, если сравнивать с медью, температура плавления;
  • хорошая текучесть в расплавленном состоянии, что позволяет успешно использовать бронзу для выполнения литья;
  • исключительно высокая устойчивость к коррозии;
  • износостойкость, которая сохраняется даже при длительной эксплуатации изделий из бронзы в условиях повышенного трения.

Конечно, есть у бронзовых сплавов и недостатки. Перечислим наиболее значимые из них.

  • Не слишком высокая пластичность бронзы ограничивает возможность изготовления изделий из нее методом пластической деформации (прокатки, ковки, штамповки и др.).
  • Бронза из-за некоторых своих характеристик плохо обрабатывается резанием.
  • Изделия из бронзы, в частности инструменты, изготовленные из нее, плохо затачиваются.

Бронзу используют для изготовления трущихся и сильно нагруженных деталей, способных работать в пресной и морской воде

По названию определенной марки бронзового сплава можно определить, какой элемент, кроме меди, входит в его химический состав. Так, бронза, в составе которой содержится олово, называется оловянной, сплав с содержанием бериллия – это бериллиевая бронза, алюминия – алюминиевая и т.д.

Как уже говорилось выше, наибольшее распространение получили оловянные бронзы, которые из-за того, что из них изготавливали и продолжают изготавливать колокола, часто называются колокольными. В классическом составе бронзовых сплавов данного типа содержится 80% меди (±3%) и 20% олова (также ±3%). Для придания такой бронзе улучшенных характеристик в ее состав могут добавляться легирующие элементы – свинец, никель, мышьяк и фосфор.

Температура обработки и технологические особенности оловянных бронз

В зависимости от своего химического состава бронза может быть однокомпонентной, в которой присутствует только один добавочный металл, и многокомпонентной – с несколькими дополнительными элементами. Естественно, что бронзы, для изготовления которых использовалось несколько элементов, отличаются улучшенными характеристиками.

В производстве многокомпонентных сплавов различают понятия первичной и вторичной бронзы. Сплав первого типа, часто используемый в качестве сырья, содержит в своем составе только медь и олово. Первичная бронза применяется для производства вторичных сплавов, для чего в нее добавляют необходимые легирующие элементы.

Бронзовые сплавы (литейные отмечены «звездочкой»)

Согласно историческим данным, полученным в результате многих археологических раскопок, бронзовые изделия начали использоваться человеком еще в IV тысячелетии до н.э. Неслучайно достаточно длительный период в развитии человечества называется бронзовым веком. Те, кто сегодня пытается изготовить что-либо из бронзы в домашних условиях, сталкивается с теми же проблемами, что и древний человек, который производил из нее изделия различного назначения.

Производство по классической технологии

Для того чтобы изготовить такой металл, как бронза, необходимо расплавить в специальной емкости не только медь, но и легирующую добавку. Выполнять такую плавку в домашних условиях можно при помощи различных нагревательных устройств – муфельной или индукционной печи, горна, газовой горелки и др.

Для расплава в серийных производствах используют индукционные тигельные печи (ИТПЭ)

При изготовлении бронзового сплава как в производственных, так и в домашних условиях следует учитывать тот факт, что при смешивании расплавленной меди с оловом образуются окислы, которые значительно ухудшают характеристики готового сплава.

Для того чтобы исключить такой процесс из производства бронзы, необходимо в смесь расплавленных металлов добавить фосфористую медь, количество фосфора в которой не превышает 10%.

Использование такого недорогого раскислителя, как фосфорная медь, при применении которого образуется газообразный фосфорный ангидрит, хотя и способствует эффективному удалению из меди неметаллических включений, приводит к тому, что значительно ухудшается такая характеристика металла, как электропроводность.

Избежать этого позволяет использование более дорогостоящих раскислителей, основу которых составляют такие элементы, как литий, кальций и калий. Поверхность расплавленной меди активно взаимодействует с окружающим воздухом, что приводит к интенсивному окислению данного металла.

Сделать так, чтобы процесс окисления был менее интенсивным, позволяет измельченный древесный уголь, которым покрывают поверхность создаваемого сплава.

Расплавить газовой горелкой бронзу для колокола не получится, но для небольшой статуэтки или втулки вполне реально

Классическая технология производства бронзы состоит из следующих этапов.

  • Медь плавят под слоем флюса или древесного угля, разогревая печь до температуры 1100°.
  • Для качественного раскисления в сплав добавляют фосфористую медь, количество которой по отношению к массе исходных компонентов не должно превышать 10%.
  • После полного расплавления меди в нее добавляют олово, если необходимо получить однокомпонентный сплав, или несколько элементов для производства многокомпонентной бронзы.
  • Полученный сплав, чтобы добиться однородности его структуры, прогревают до температуры 1200°.
  • Чтобы удалить из состава сплава вредные примеси, к числу которых относятся сера, висмут, марганец, сурьма, алюминий, железо, кремний, соединения кислорода и водорода, выполняют его рафинирование, заключающееся в окислении основного компонента.
  • Улучшение механических свойств бронзы осуществляют при помощи такой операции, как модифицирование.
  • Сделать из расплавленного металла изделие требуемой формы позволяет такая технологическая операция, как разлив (выполняется при температуре 1300°).

Для выполнения литейных операций более приспособлена бронза, в химическом составе которой присутствует олово. Бронзы данного типа, если сравнивать их с алюминиевыми сплавами, которые не рекомендуется нагревать выше температуры 1200°, менее просты в процессе выполнения литья и не отличаются склонностью к перегреву.

Как производятся бронзы без олова

Чтобы сделать бронзу алюминиевого типа, необходимо учесть ряд моментов. Так, медь и алюминий, составляющие основу такого сплава, отличаются разной плотностью, что часто приводит к их расслоению в составе бронзы. Именно поэтому литейное производство сплавов данного типа имеет особенности, которые заключаются в следующем.

  • Медь, как и в случае производства оловянной бронзы, расплавляется и раскисляется под слоем флюса.
  • В состав меди, находящейся в полностью расплавленном состоянии, вводятся дополнительные элементы, затем сплав тщательно перемешивается.
  • Чтобы улучшить свойства будущей бронзы, в состав сплава повторно вводятся раскислители.
  • После вторичного раскисления в расплавленную медь добавляют алюминий.
  • Поверхность расплавленного металла, чтобы снизить интенсивность его окисления при взаимодействии с окружающим воздухом, покрывается слоем флюса, в качестве которого может быть использован измельченный древесный уголь.
  • На заключительном этапе сплав рафинируется при помощи хлористого марганца, модифицируется посредством ванадия, бора или вольфрама, а только затем заливается в предварительно подготовленные литейные формы.

Отбор пробы позволяет контролировать процесс литтья бронзовых сплавов

Отдельного внимания заслуживает процесс производства бериллиевых бронз, для получения которых используют индукционные печи и тигли из графита. Следует иметь в виду, что при выплавке бронз данного типа в окружающую атмосферу выделяются токсичные пары, что требует использования в процессе производства мощной вентиляционной системы. Более того, выполнять литье таких бронз лучше всего в изолированных помещениях.

Бронзы, содержащие кремний, так же, как и алюминиевые, производятся с использованием древесного угля в качестве флюса, а для их выплавки применяются печи индукционного типа.

Результатом производства бронзы любого типа являются чушки, вес каждой из них может доходить до 42 кг

Все чушки, полученные в результате отдельной выплавки, относятся к одной партии сплава, общий вес которой не ограничивается. На всю партию бронзы, в которой может содержаться различное количество чушек, выдается документ, в котором отражается основная информация о представленной продукции:

  • товарный знак предприятия-производителя;
  • марка представленного в партии сплава;
  • общий вес и номер партии;
  • количество чушек, которые ее составляют;
  • результаты проведенного химического анализа сплава.

Сферы применения различных бронзовых сплавов

Изделия, изготовленные из бронзы различных марок, активно используются в разных отраслях промышленности, а также в быту. В частности, из сплавов подобного типа изготавливаются:

  • арматура и детали, которые эксплуатируются в непосредственном контакте с агрессивными средами (масло, морская вода, повышенная влажность и др.);
  • детали, подвергаемые в процессе эксплуатации активному износу (подшипники, вкладыши, кольца и другие нагруженные элементы механизмов);
  • фасонные детали трубопроводов различного назначения.

Это лишь небольшой перечень сфер, где могут успешно применяться изделия, изготовленные из бронзы различных марок. На самом деле область их использования намного шире.

Источник: https://met-all.org/cvetmet-splavy/bronza/bronza-sostav-harakteristiki.html

Добыча сырья и технологии изготовления бронзы

Бронзовый век охватывает примерно III и II тысячелетие до н.э. Именно в это время был разработан и реализован полный металлургический цикл: добыча, подготовка, выжиг угля, выплавка и рафинирование. С тех пор изменилось оборудование, стали использовать другой способ разработки руды, однако основные этапы технологии совершенно не изменились.

В этой статье мы рассмотрим технологию получения, плавки (выплавки) бронзы, особенности и способы производства литья из нее в России.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что относится к цветным металлам

Отливают сплав из меди, а также олова, алюминия, бериллия, свинца и так далее. В древности для этого использовалась самородная медь, однако позднее интерес сместился к рудам, богатым этим и другими металлами.

Сегодня, кроме самородной меди, промышленное значение имеет халькопирит – медный колчедан, борнит, халькозин. Можно использовать малахит, азурит или куприт. Перспективным считается рудник, в котором содержание металла достигается 0,3–1%. Добывают руду в основном открытым методом.

Извлекают медь 3 основными способами: пирометаллургическим, гидрометаллургическим и электролитическим.

  • Пирометаллургический – наиболее распространенный, включает несколько операций. Вначале медная руда обогащается методом флотации или окислительным обжигом. Первый способ основывается на разной степени смачиваемости пустой породы и меди. В итоге обогащения получают концентрат с содержанием металла в 10–35%. Окислительный обжиг больше подходит для сернистых руд: минерал нагревают дважды до температуры в 700–800 С, чтобы отжечь серу. Полученный после обогащения медный штейн продувают в конвертерах и получают черновую медь с содержанием металла до 91%. Затем металл рафинируют огневой очисткой или электролитической и получают чистую медь – 99,9%.
  • Гидрометаллургический метод сводится к выщелачиванию меди серной кислотой с получением раствора меди и других металлов. Этот метод применяют при разработке обедненной руды.

Олово – второй наиболее популярный компонент бронзы. Получают из касситерита, станина или нигерита. Руду обогащают механическими методами, промывают, чтобы получить рудный шлих, затем подвергают восстановительной плавке и рафинированию – термическому или электролитическому. Остальные металлы – алюминий, бериллий, свинец, также получают соответствующими методами.

Бронза включает как минимум 2 компонента – медь и другой металл или неметалл, кроме никеля и цинка. Сплав может быть и многокомпонентным: такие составы получить несколько сложнее, однако их технические характеристики более интересны.

О том, как производят бронзу на протяжении веков, расскажет данное видео:

Поскольку состав разного рода бронз очень разнообразен, то и для ее получения применяют самые разные сочетания шихтового материала. Комбинации могут быть следующие:

  • только свежие металлы, что встречается достаточно редко;
  • металл и вторичные сплавы с лигатурой;
  • из оборотных сплавов;
  • только из вторичных сплавов.

При определении состава шихты учитывают тип печи, чистоту компонентов, степень угара ингредиентов сплава, и так далее.

Самый распространенный состав шихты включает:

  • 50–60% свежего металла;
  • 20–35% оборотных сплавов;
  • 10–12% лома, если шихта подбирается из вторичных сплавов.

Далее рассмотрены технологии изготовления и литья бронзы.

Технологии производства

В качестве шихты для получения бронзы используются либо чистые металлы, либо готовые сплавы в чушках. Первый вариант встречается реже, чаще применяется для дорогих деформируемых бронз. Второй же охотно применяется для получения литьевых сплавов.

Плавка на основе чушек

Плавка по такой технологии включает 4 этапа: , расплавление, перегрев, рафинирующе-дегазирующая обработка.

Важным условием плавки вне зависимости от того, какой тип печи используется, является минимальный срок процедуры. Чем меньше время плавки, тем меньше риск насыщения сплава газами и ниже угар цветного металла.

  1. – для этого используют графито-шамотные или графито-карборудные тигли. Перед использованием их просушивают и прокаливают.
  2. Расплавление начинают с плавки меди, которую загружают по частям или полностью. Медь плавят как можно быстрее под слоем древесного угля. Добавляют фосфористую медь. Добавка фосфора обеспечивает получение жидких фосфатов, которые удалять из сплава значительно легче. После этого в тигли вводят олово и другие компоненты сплава, если они предусмотрены по рецептуре.
  3. Перегрев – расплав нагревается до 1150–1200 С. Оловянную бронзу выплавляют с покровом древесного угля или угля с солями. Если исходное сырье загрязнено кремнием, магнием, алюминием используют жидкие солевые флюсы.
  4. Дегазация – очистка от газовых примесей в основном от водорода. Для этого применяют продувку расплава осушенным аргоном или азотом. Время процедуры составляет от 3 до 10 минут в зависимости от величины печи.

Как правило, в процесс изготовления включается этап модифицирования с целью улучшения механических свойств бронзы. Методы определяются составом продукта и его назначением.

Литниковые системы

Медные сплавы создают довольно высокое металлостатическое давление, поэтому отливка из бронзы включает ряд особенностей. Привычные песчаные формы для медных сплавов не годятся, поэтому используют формовочные смеси с повышенным содержанием глины.

Заливка формы осуществляется при температуре в 1100–1200 С. При этом может появиться металлизированный пригар, который сложно удалить. Риск тем выше, чем больше содержание фосфора в бронзе и чем выше температура отливки. Отказаться от добавки фосфора нельзя: вещество повышает жидкотекучесть сплава, что, в свою очередь, обеспечивает плотность отливки и малую усадку. Так что проблему решают добавлением к формовочной смеси углеродсодержащих компонентов – сланцевых смол, например.

Для отливки применяют специальное оборудование – литниковые системы. Выбор температуры процесса зависит от конструкции системы, также как и от массы и конфигурации отливки.

Чтобы обеспечить высокую плотность отливок применяют метод направленного затвердевания при помощи холодильников. Скоростное охлаждение уменьшает пористую зону и увеличивает толщину литейной корки.

О плавке бронзы из латуни поведает данное видео:

Этот метод чаще используется для получения отливок из оловянной бронзы. Основное отличие – применение металлических форм для литья – кокиль. Это обуславливает более высокую скорость затвердевания, соответственно, высокую плотность отливки.

Кокиль отливают из чугуна, стержни изготавливают из стали. Сложные полости выполняют при помощи оболочковых песчаных стержней. Перед заливкой форму смазывают смесью машинного масла с 6% графита.

Заливку осуществляют в формы, предварительно нагретые до 150–250 С. Отливки извлекают из формы как только последние приобрели достаточную механическую прочность, таким образом уменьшается усадочное напряжение.

Необходимое оборудование

Как и на большинстве предприятий цветной металлургии используемое для получения бронзы оборудование зависит от множества факторов: применяемого сырья, особенностей плавки, состава готовой бронзы, финансовых возможностей предприятий и так далее. Плавка до сих пор является процессом очень тонким и многовероятным и на двух одинаковых заводах может использоваться совершенно разная технология.

Для плавки подбирают такое устройство и мощность печи, которые обеспечили бы максимально быстрое расплавление меди и других компонентов. Для этого подходит несколько вариантов.

  • Электрические печи – дуговые и индукционные. Последние могут быть со стальным сердечником и без него. В последнее время стали чаще использовать индукционные тигельные печи. В этом случае и устройство подготовить для новой плавки проще, и угар в таких печах не превышает 0,5– 1%.
  • Электродуговые печи с косвенным нагревом – дуга формируется между горизонтальными графитовыми электродами. Во время расплавления печь покачивается все с большим углом наклона при повышении температуры. Таким образом удается избежать локального перегрева расплава.

Для отливки медного сплава используют разного рода литниковые системы. Конструкция их определяется составом сплава, размерами и конфигурацией отливки и так далее.

  • Самое распространенное устройство относится к расширяющимся системам с сифонным – нижним, и верхним боковым подводом. Эта конструкция универсальна и позволяет получить детали и простой, и сложной конфигурации.
  • Для получения простых по конфигурации заготовок используют дождевые или верхние литниковые системы.
  • Если получают отливки из сплавов, не формирующих оксидных пленок высокой прочности, то используют аппараты без сложных шлакоуловителей. В противном случае такое устройство необходимо.
  • Если нужно получить малые по размерам заготовки, то можно использовать системы с нижним подводом.

Далее рассмотрены производители бронзы в России.

Бронза – востребованный материал, имеющий немалое значение для народного хозяйства. Выпускают его весьма известные предприятия.

  • Кольчугинский завод ОЦМ предлагает 20 тыс. типоразмеров разного вида металлопроката из более чем 70 марок сплавов. Существенную часть ассортимента составляют самые разные бронзы. На сегодня завод обеспечивает 30% всего проката цветных металлов в РФ.
  • Каменск-Уральский завод ОЦМ – выпускает продукцию на базе 140 различных сплавов, в том числе из циркониевой и хромовой бронзы – жаропрочных сплавов.
  • Кировский завод ОЦМ – работает с 1956 года. Это одно из самых крупных предприятий по производству меди и медных сплавов самого разного состава.
  • ОАО «Ревдинский завод по обработке цветных металлов» специализируется на выпуске труб и прутков из меди и медных сплавов – латуни, бронзы, мельхиора. Завод прошел сертификацию на соответствие международному стандарту ИСО 9002:1994.

Мировое производство меди и медных сплавов определяется в большинстве своем ресурсами металлов. Лидерами в получении рафинированной меди являются США, Чили и Япония. США является и самым крупным потребителем меди и медных сплавов.

Производство бронзы – металлургический процесс, разработанный в самой глубокой древности и используемый до сих пор. По сути, именно создание бронзы и послужило образцом для разработки всех остальных пирометаллургических процессов по получению сплавов.

Изготовление восковой модели для литья из бронзы в домашних условиях рассмотрено в этом видеоролике:

Источник: https://stroyres.net/metallicheskie/vidyi/tsvetnyie/bronza/syire-i-tehnologii-proizvodstva.html

Температура плавления бронзы и как расплавить и отлить в домашних условиях

Бронза – сплав на основе меди, не содержащий в качестве основных легирующих компонентов никеля и цинка. Характеризуется сравнительно высокой температурой плавления, металл становится жидким в диапазоне от +940°С до +1300°С. Самая тугоплавкая – оловянно-фосфорная.

Из бронзовых сплавов производят сортовой, листовой и трубный прокат, детали двигателя, элементы передаточных устройств, вкладыши в запорную арматуру, фитинги, краны, сувенирные изделия, детали приборов и многое другое. Сделать литье можно в домашних условиях. Плавка бронзы производится в муфельных печах или горнах.

При температуре плавления бронза становится густой, плохо растекается по форме, нужно знать некоторые хитрости, чтобы самостоятельно заниматься литьем.

Основные характеристики бронзовых сплавов

Цвет бронзового сплава зависит от количественного состава легирующих элементов. Они оказывают влияние на физические свойства: пластичность, износостойкость, температуру плавления бронзы.

В качестве легирующих компонентов выступают металлы (олово, алюминий, бериллий, свинец, марганец) и неметаллы (фосфор, кремний). Расплавить в домашних условиях можно любой бронзовый сплав. Зная маркировку лома, несложно определить точную температуру плавления бронзы.

Но обычно состав бронзовых кусочков, подготовленных к плавлению, разнится. Тогда оценивают внешний вид металла.

Бронзовые сплавы классифицируют по двум категориям:

  1. оловянные более пластичные;
  2. безоловянные хуже поддаются обработке:
  • бериллиевые характеризуются высокой прочностью, максимальной выносливостью на разрыв, кручение;
  • у алюминиевых невысокая температура плавления, они устойчивы к коррозии, обладают хорошими антифрикционными свойствами;
  • свинцовые пластичные, хорошо поддаются механической обработке;
  • с добавками цинка и кремния отличаются текучестью, при плавлении равномерно заполняют форму для литья;
  • сплав с железом неплохо сваривается, но контакт ее с агрессивными средами нежелателен;
  • марганец улучшает прочностные характеристики с сохранением пластичности, свойственной меди;
  • оловянно-свинцовые бронзы отличаются ковкостью, их подвергают горячей деформации, делают из сплава горячекатаный прокат.

Для литья в промышленных условиях используют оловянную бронзу с низкой температурой плавления, до +1000°С.

В отличие от латуни, бронза более вязкая в точке плавления. При заполнении форм сложной конфигурации в производственных цехах применяют центрифуги. Сплаву, разогретому выше температуры плавления на 5°, придают дополнительное ускорение, чтобы он растекался равномерно.

При кустарном изготовлении отливок вязкость бронзового сплава в точке плавления желательно учитывать, чтобы не было брака на поверхности. Достоинством цветного металла литейщики считают низкую усадку при охлаждении. Удается получать литье, не требующее длительной доводки до заданных геометрических размеров.

Из бронзовых сплавов делают качественные фасонные отливки.

Можно ли плавить и отливать бронзу в домашних условиях

Воссоздать промышленную технологию кустарным способом невозможно. Металл для улучшения текучести перегревают. При температуре выше точки плавления выдерживают определенный временной интервал, только после этого расплав разливают в изложницы. Технологи рассчитывают температурный режим для каждого сплава.

Источник: https://svarkaprosto.ru/tehnologii/temperatura-plavleniya-bronzy

Как расплавить бронзу в домашних условиях? — Станки, сварка, металлообработка

Многие сегодня пытаются в домашних условиях осваивать технологии промышленного производства. При условии соблюдения последовательности определенных манипуляций и наличия необходимого оборудования удается решать порою очень сложные задачи.

Так, например, можно легко плавить металлы и создавать своими руками холодное оружие или эксклюзивные украшения. Для этого необходимо знать, до какой температуры нужно разогревать металл и как это лучше всего делать.

Данная статья расскажет о том, какова температура плавления бронзы, что нужно учитывать, желая подчинить себе данный металл.

Что такое бронза? Это сплав, состоящий из основного компонента (меди) и дополнительного легирующего элемента.

В зависимости от того, что выступает в качестве легирующей добавки, различают несколько марок описываемого материала, поэтому у каждого вида бронзы своя температура плавления.

От процентного содержания дополнительных компонентов зависят физико-химические свойства бронзы. Понять, какие примеси содержатся в сплаве, помогает его маркировка.

Все бронзовые составы условно можно разделить на две большие группы:

К оловянным сплавам относится разновидность бронзы, в составе которой в качестве легирующего элемента выступает олово. Этот металл прочнее меди, но он легкоплавок. Сочетание меди (80%) и олова (20%) – первый сплав, который научилось создавать человечество. При помощи него на Руси отливались церковные колокола. Металл хорошо звучал, но был хрупок. Поэтому возникла необходимость искать более совершенные сплавы.

Безоловянные сплавы не содержат в своем составе хрупкого олова. В качестве легирующих добавок в них может выступать бериллий, кремний, свинец и алюминий. В зависимости от того, какой именно из перечисленных металлов сочетается с медью, сплав обретает свои физико-химические свойства.

Так, например, бериллий позволяет создавать сплавы, которые по своим прочностным характеристикам во многом превышают высококачественную сталь. Добавление кремния делает бронзу более устойчивой к механическому трению.

Свинец помогает формировать высокую устойчивость к коррозии, алюминий улучшает фрикционные характеристики сплава.

Процесс плавления бронзы обязательно должен начинаться с изучения ее состава. Все оловянные марки плавятся при температуре 900–950°C, безоловянные марки плавятся при температуре 950–1080°C.

Обратите внимание! При литье учитывается еще один показатель сплава – его вязкость. У оловянной бронзы она выше, чем у латуни, поэтому при нагреве ее необходимо сильно перегреть. Потом после остывания описываемая марка дает минимальную усадку, поэтому данный вид бронзы идеально подходит для фасонной отливки.

Можно ли отливать бронзу в домашних условиях?

Многие из нас задаются вопросом, возможен ли процесс плавки описываемого сплава в домашних условиях. Воссоздать промышленное литье невозможно. Так как бронза имеет высокую температуру плавления, для работы с раскаленным металлом нужны особые условия.

Можно попытаться освоить мелкое литье, позволяющее создавать украшения или маленькие поделки. Для осуществления этого процесса придется выделить отдельную комнату, а также предпринять все меры противопожарной безопасности, сделать качественную вентиляцию.

Изготавливать крупные бронзовые детали можно там, где есть земляной или бетонный пол (это может быть гараж с хорошей принудительной вентиляцией).

Для работы понадобится определенное оборудование и специальный инструмент. Осуществить литье позволит только муфельная печь (наличие терморегулятора значительно упростит решение поставленной задачи). Для крупного литься придется устанавливать горн. Плавить металл можно в чугунной емкости, которая имеет форму с носиком. Он помогает аккуратно переливать расплавленный металл в форму. Такая чугунная емкость называется тигель.

Из печи тигель вынимается длинными щипцами и специальным крюком. Под рукой должна быть литейная форма. Для растопки муфельной печи лучше всего подходит древесный уголь, для горна кокс.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Металлы и их обработка
-- Сайдб лев (липк) -->
Сколько весит лист металла 4 мм

Закрыть