CC BY
46
Сафиуллина Н.Э.1, Касатова Г.А.2 ©
'Студент; 2к.п.н., доцент, кафедра Декоративно-прикладных технологий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова
ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ СКУЛЬПТУРЫ «ИНДЕЕЦ» СПОСОБОМ ХУДОЖЕСТВЕННОГО ЛИТЬЯ ИЗ ЧУГУНА В ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫЕ ФОРМЫ
Аннотация
В данной статье описан процесс изготовления скульптуры методом литья в формы, технология процесса разложена на стадии и этапы. Литье в песчано-глинистые формы является наиболее распространенным и относительно простым способом получения отливок.
Ключевые слова: литье, скульптура, чугун, дизайн.
Keywords: casting, sculpture, cast iron, design.
Суть литейного производства заключается в том, что отливку получают заливкой жидкого металла в литейную форму, рабочая поверхность которой соответствует размерам изготавливаемой заготовки.
Технологический процесс изготовления отливки в песчано-глинистой форме состоит из трех стадий: подготовительной, основной и заключительной.
Подготовительная стадия состоит из следующих этапов:
- разработка эскизов (анализ аналогов, выявление стилевых особенностей, клаузуры, эскизы, прорисовка отдельных элементов);
- выбор материала (рассмотрение физико-химических и механических характеристик формовочных смесей, чугуна);
- разработка технической документации (создание чертежей, написание инструкций на изготовление);
Основная стадия:
- изготовление модельно-опочной оснастки, приготовление формовочных и стержневых смесей;
- изготовление песчано-глинистых форм (операции формовки и сборки форм);
- плавка металла (получение металлического расплава требуемого состава);
- заливка форм;
Заключительная стадия:
- охлаждение, выбивка и очистка отливок;
- термическая обработка и контроль отливок.
Весь процесс изготовления отливки начинается с выполнения эскиза. Далее, по заданному эскизу, разрабатываются чертежи, и изготавливается мастер-модель.
Модель - это приспособление для получения в форме отпечатка, соответствующего конфигурации и размерам отливки. Модели делают из дерева, металла, гипса, пластмассы и других материалов. Выбор материала зависит от условий производства и требований, которые предъявляют к отливке в отношении точности размеров и чистоты поверхности. Для нас наилучшим материалом изготовления модели служит пластилин.
При выборе металла нужно учитывать физико-химические, механические и технологические свойства. К физическим свойствам относятся температура плавления, расширения при нагревании, цвет, плотность, электропроводимость и теплопроводимость, магнитные свойства. К механическим свойствам относятся прочность, твердость, пластичность, вязкость и упругость. К технологическим свойствам относятся литейные свойства
©© Сафиуллина Н.Э., Касатова Г.А., 2014 г.
(жидкотекучесть, усадка, склонность сплавов к ликвации, образованию трещин, поглощению газов, пористости и др.), свариваемость, возможность обработки резанием. (Линейная усадка чугуна 0,7-1,3 %. Хим. состав серого чугуна, %: 2,5-3,7 C; 0,5-0,8 Mn; 1,0-2.9 Si; 0,2-1,0 P; до 0,12 S. Цвет от теплого темно-серого до черного с коричневатым оттенком. Плотность 7-7,5. Температура плавления 1200-1300°С. Предел прочности при растяжении составляет 140-420 МПа). [1]
Не менее важным звеном технологической цепи являете подготовка материалов для изготовления литейной формы. В качестве исходных материалов используют формовочные кварцевые пески и литейные формовочные глины (12-25% содержания в смеси глины, 75-88%-песок). Глины обладают связующей способностью и термохимической устойчивостью, что позволяет получать отливки без пригара. Для получения качественных форм, стержней и годных отливок формовочные и стержневые смеси должны обладать различными свойствами, такими как пластичность, прочность, огнеупорность, газопроницаемость, гигроскопичность. [2]
После этого приступаем к следующему этапу - формовке. Формовкой называется процесс изготовления литейных форм. С неё, собственно, и начинается жизнь скульптуры.
Прежде всего, изготавливаем опоку, в которой будет формоваться изделие. Форму для сложного художественного произведения собирают из нескольких опок. Так как наше изделие имеет сложную форму, то она требует сложной кусковой формовки. Поверхность модели изделия делим на определенные части и затем навиваем форму. После того как опока будет готова, отформовываем нашу мастер-модель, подготовленной нами формовочной массой из песка и глины. Одним их важнейших условий получения качественной отливки является правильное устройство литниковой системы (литниковая чаша, выпор, стояк, шлакоуловитель, питатель). Литниковая система служит для плавного подвода жидкого сплава в полость литейной формы и питания отливок в процессе кристаллизации. Если отливка имеет полость, то в форму перед сборкой устанавливают стержень. [3]
Сборка формы является ответственным процессом, требующим внимания и аккуратности. Сборка включает операции: подготовки полуформ и стержней, установки стержней (обычно в нижнюю полуформу), контроля положения стержней, накрытия нижней полуформы верхней, установки выпорных и литниковых чаш, скрепления полуформ или их нагружения. Перед сборкой полость формы продувают сжатым воздухом, для того чтобы удалить из нее частицы смеси или инородные тела. Затем форму собирают, скрепляют опоки болтами или скобами и подают на заливку жидким металлом.
Перед отливкой производят подготовку исходных материалов к плавке: сортировку, дробление, шихтовку - взвешивание отдельных порций различных материалов в соответствии с расчетом для получения заданного химического состава металла. Подготовленную шихту специальными транспортными средствами подают в плавильное отделение для приготовления жидкого металла (плавки металла). После расплавления и перегрева металл сливают из печи непосредственно в форму или в различные ковши для заливки форм. Важное значение при заливке форм имеет выбор температуры заливки расплавленного металла. Температуру заливки сплавов целесообразно назначать на 100-150 С° выше температуры ликвидуса.
После затвердевания и охлаждения металла форму разрушают и освобождают отливку от формовочной смеси, отрезают литники, поверхность отливки очищают от формовочной смеси. Выбивку форм производят только после остывания отливки до определенной температуры, так как при высоких температурах сплавы недостаточно прочны и отливка может разрушиться. Литники от чугунных отливок отбивают молотками сразу же после выбивки из форм перед удалением стержней. После обрубки отливки зачищают, удаляя мелкие заливы, остатки прибылей, выпоров и литников. Зачистку выполняют маятниковыми и стационарными шлифовальными кругами, пневматическими зубилами, газоплазменной обработкой и другими способами. [3]
При механической обработке отливкам придается окончательная геометрическая форма, требуемые точность и чистота поверхности, предусмотренные чертежами и техническими условиями на готовую деталь.
Последним этапом является контроль отливок. Его, прежде всего, осуществляют визуально для выявления брака или отливок, подлежащих исправлению.
Литература
1. Флёров А.В. Материаловедение и технология художественной обработки металлов/ А.В.Флёров -М.: Высшая школа, 1981. - 288 с.
2. Зотов Б.Н. Художественное литье. 4-е изд., перераб. и доп. / Б.Н.Зотов - М.: Машиностроение, 1988. - 304 с.
3. Титов Н.Д. Технология литейного производства. / Н.Д. Титов, Ю.А. Степанов. - М., 1974. - 472 с.
