Искусство литья в ХХ веке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Как уже говорилось выше, к началу ХХ века на смену ремесленной технологии пришла промышленная. Создаются новые сплавы, новые технологии, новое оборудование.

Развитие литейной технологии не ограничивалось совершенствованием традиционных методов. Немало усилий было затрачено на освоение новых материалов. Наглядным примером может служить разработка технологии литья латунных сплавов.

Поскольку латунь и ее сплавы обладают хорошими декоративными качествами, напоминают по цвету бронзу, было решено опробовать этот металл в качестве материала для художественного литья.

Художественные латунные отливки гармонично сочетаются с деревом, такими декоративными полудрагоценными камнями, как малахит, яшма, родонит и др., применяемые для изготовления подставок.

Высокие декоративные свойства и коррозионная стойкость позволили использовать латунь в качестве материала для памятников, монументов, обелисков.



Глава 1. Теоретический раздел

1.1 Свободное моделирование из воска

Литье из металла, напоминающее порой затейливое кружевное плетение, было широко распространено в России в XVI--XVII веках. Из металла отливали настольные и подвесные светильники, различные украшения и элементы архитектурного убранства. Например, в 1625 году мастер Д. Сверчков отлил из желтой меди орнаментальные решетки для шатра в Успенском соборе Московского Кремля. Литьё обычно составляется на основе стилизованных растительных элементов и назывался травным.

Довольно часто для мелкого литья применяли латунь. Поверхность изделий из мягкого податливого материала легко обрабатывалась резцом, поэтому отлитые изделия часто украшались гравированным орнаментом и надписями с затейливой старославянской вязью. Но латунное литье применялось чаще всего в тех случаях, когда отливки крепились на основании из более прочного материала, например на дереве. Отлитые в мастерских ажурные полоски и бляшки с низким узорным рельефом набивали мелкими гвоздиками на стенки деревянных ларцов и на рамы для зеркал.

Технология старинного способа украшения изделий латунными ажурными пластинками довольно проста и не требует сложного оборудования. Латунными пластинками можно декорировать ларцы, шкатулки, настенные панно из дерева, металла и керамики.

При разработке эскиза, особенно для настенного панно, желательно использовать не только традиционные растительные мотивы, но и стилизованные изображения архитектурных сооружений, машин, зверей, птиц, рыб, насекомых и других объектов окружающего нас мира. Эскиз следует разрабатывать с учетом технологических особенностей литья, следя за тем, чтобы все элементы будущего рельефа, соприкасаясь. Если предполагается украсить крупные изделия, рельеф на эскизе следует разделить на несколько частей и в дальнейшем отливать каждую из них отдельно. Узоры же обычно состоят из повторяющихся элементов, так называемых раппортов. Достаточно изготовить литейную форму для одного такого раппорта, чтобы потом в ней отлить последовательно весь узор. Из двух-трех раппортов, имеющих самостоятельный рисунок, можно составить более сложный узор. Литейная форма в этих случаях для каждого раппорта изготовляется отдельно.

Отливку производят в глиняной или гипсовой форме, вырезанной по эскизу. Глину для литейной формы нужно хорошо отмутить, то есть удалить из нее посторонние примеси.

Широко известен способ отмачивания глины в воде. Разведенной в воде глине дают отстояться -- песок и щебенка опускаются на дно, а травинки и щепки поднимаются на поверхность. Осторожно слив воду, снимают верхний слой глины. Подсушенную глину пускают в дело.

1.2 Центробежное литье

воск моделирование литье металл

Центробежный способ литья является наиболее эффективным методом цветного литья и имеет ряд преимуществ - получение качественного единичного литья цветных металлов с минимальными припусками под механическую обработку.

Кокильное цветное литье.

Металлическая форма заполняется расплавом под действием гравитационных сил. Такой метод цветного литья обеспечивает многократность использования форм при серийном производстве, формирование конфигурации и высокие прочностные свойства отливок.

Продукция, получаемая из цветного литья

Моторно-осевые подшипники (вкладыши) тяговых электродвигателей тепловозов и электровозов

Запасные части дизельных двигателей тепловозов железных дорог

Бронзовые втулки, вкладыши, направляющие, поршневые кольца, запчасти.

Бронзовые венцы редукторов подъёмных кранов, лифтов, специального промышленного оборудования.

Химический состав сплавов цветного литья на основе меди:

Во многих отраслях промышленности широко используются различные сплавы на основе материалов цветного литья - меди: бронзы и латуни.

Бронзами называют медные сплавы, в которых основными легирующими компонентами являются: олово, алюминий, кремний, марганец, железо и другие элементы. Бронзы бывают оловянные - легирующим компонентом является олово, и безоловянные - сплав меди с алюминием, железом, марганцем, никелем и др.

Прочность и твердость бронз увеличивается с возрастанием содержания упрочняющих легирующих элементов.

Основное преимущество cплавов цветного литья на основе меди состоит в том, что они обладают высокой коррозионной стойкостью, тепло и электропроводностью, хорошим сопротивлением износу, низким коэффициентом трения, хорошо работает при отрицательных температурах до -250 С. Оловянные бронзы используются главным образом для изготовления деталей работающих под давлением или в условиях трения. Безоловянные бронзы используются при изготовлении деталей, работающих в особо тяжелых условиях (при высоком удельном давлении и ударных нагрузках).

Наибольшее распространение цветного литья из безоловяннистых бронз получили алюминиевые бронзы. Они имеют хорошую коррозионную стойкость в пресной и соленой воде, обладают антифрикционным износом.

Латуни представляют собой сплав цветного литья меди с цинком и содержанием других элементов (кремний, алюминий, железо, марганец, свинец). Латуням присущи все положительные свойства меди и медных сплавов - высокая электропроводность и теплопроводность при более высокой прочности. По механическим свойствам ряд многокомпонентных латуней превосходит оловянные бронзы и почти не уступает безоловянным бронзам (например, алюминиевым). Цветное литье из латуней имеет более однородные свойства в разных сечениях по сравнению с цветным литьем из оловянных бронз. Латуни дешевле большинства бронз.

Оборудование применяемое в литейное производстве методами цветного литья:

машины цветного литья под давлением с горизонтальной камерой прессования;

плавильно-раздаточные печи для плавки материалов цветного литья: латуни, цинка и алюминия;

кокильные станки.



Глава 2. Художественный раздел

2.1 Обоснование выбора темы

Декоративное панно - одно из самых популярных украшений стен практически всех помещений дома и уже в течение несколько тысячелетий не теряет своей актуальности.

Красиво декорированные стены ванной комнаты, кухни, кухни-столовой свидетельствуют о хорошем вкусе их хозяев. Панно с удовольствием используют для отделки интерьеров своих жилищ не только любители классики, но и сторонники

Видов декоративного панно великое множество, но очень мало таких экземпляров, в которых бы встречались разные по свойствам материалы, такие как дерево и металл. Кажется, что эти материалы совершенно не совместимы, но наша.



Глава 3. Технологический раздел

3.1 Техника, используемая для создания модели

Для создания декоративного панно, мы используем готовую деревянную рамку и металлические изделия, отлитые из латуни путем свободного моделирования. Этот метод в настоящее время «набирает свои обороты». В основе этого метода лежит много способов получения модели. Сущность моего метода заключается в изготовлении восковой модели путем выливания горячего воска в вводу. Будущая восковая форма будет зависеть от многих факторов: температуры воска, температуры жидкости, в которую выливают воск, скорости выливания воска и многое другое.

Рис. 1 - Камень натуральный

Выбрали мы этот метод потому, что к такому изделию, как декоративное панно лучше подойдут натуральные, природные

Камень натуральный формы, которые можно найти в природе, которые встречаются повсюду, будь то обычный камень, или метеорит, прилетевший из другой Галактики.



Рис. 2 - Лунный камень

3.2 Модельные составы

Исходные материалы

Парафин -- смесь углеводородов предельного ряда с общей формулой CnH (2n+2), продукт возгонки нефти, бурого угля и горючих сланцев. Предоставляет собой белую массу с кристаллической структурой. Парафин придает моделям пластичность и устойчивость к образованию трещин. Он наиболее дешевый и недефицитный компонент модельного состава. К недостаткам парафина относятся: невысокая прочность, превышающих 28 oС, вспениваемости в расплавленном состоянии. Парафин хорошо сплавляется со стеарином при температуре 70-80 oС и буроугольным воском -- при 100-110 oС.

Стеарин -- смесь жирных кислот, продукт переработки растительных и животных жиров. Представляет собой аморфную беловато-желтую массу. Стеарин повышает теплостойкость и прочность моделей. Это дефицитный и дорогой материал (в 8 раз дороже парафина). Недостатками стеарина являются взаимодействие с этилсиликатном и омыление в воде.

Буроугольный воск -- смесь воска, смолы и асфальтоподобных веществ, продукт переработки битумного бурого угля. Представляет собой однородную массу темно-бурого цвета. Служит основным заменителем стеарина. Буроугольный воск обладает высокой прочностью и твердостью, значительной хрупкостью, способствует образованию твердой блестящей поверхности модели. Недостатком буроугольного воска является его коксуемость в процессе выжигания в керамической форме при недостатке кислорода.

Церезин -- смесь твердых высокомолекулярных углеводородов метанового ряда, получаемая в результате переработки и очистки озокерита или петролатума. Это -- амфорная светло-желтого цвета. Недефицитный материал. Церезин обладает более высокой пластичностью и теплостойкостью, чем парафин и стеарин. Недостатки церезина -- значительная линейная усадка, невысокие прочность и твердость. Церезин хорошо сплавляется с парафином и стеарином при температуре 70-80 oС, с буроугольным воском -- при 100-110 oС, с канифолью -- при 140 oС.

Кубовый остаток крекинга парафина -- смесь высокомолекулярных предельных и непредельных углеводородов. Используется как пластификатор (повышает пластичность и упругость). При введении в модельный состав более8% кубового остатка уменьшает теплостойкость и прочность.

Этилцеллюлоза -- разновидность простых эфиров целлюлозы. Это мелкокристаллический белый или светло-желтый порошок. Этилцеллюлоза применяется как пластификатор и упрочнитесь парафиностеариновых составов, а также составов с канифолью и церезином. Содержание этилцеллюлозы в модельном составе не должно превышать 5 %, иначе модельный состав будет прилипать к оснастке. Этилцеллюлоза хорошо смешивается с жидким стеарином, но не сплавляется с парафином.

Торфяной воск -- смесь высокомолекулярных углеводородов, продукт обработки торфа различными растворителями. По сравнению со стеарином и парафином торфяной воск обладает более высокой прочностью и теплостойкостью. К недостаткам торфяного воска относятся хрупкость, повышенная вязкость в расплавленном состоянии.

Полиэтилен -- синтетическое высокомолекулярное соединение, получаемое полимеризацией этилена (СН2 -- СН2)n под давлением (120-250 Мпа). Полиэтилен увеличивает термостойкость и прочность парафина в 1,5-2 раза. Недостатки полиэтилена -- значительная усадка (до 3 %), повышенная вязкость в расплавленном состоянии, снижающая жидкотекучесть модельного состава. Полиэтилен хорошо сплавляется со стеарином и канифолью.

Канифоль состоит в основном из смоляных кислот. Это -- хрупкая стекловидная масса. Применяется для придания модельным составам повышенной прочности и термостойкости. При большом содержании канифоли в модельном составе, он приобретает хрупкость, прилипает к оснастке, утрачивает технологические свойства при многократном использовании.

Полистирол -- термопластичный материал, получаемый полимеризацией стирола. Используется не только в качестве самостоятельного материала для изготовления моделей, но и как компонент модельного состава, повышающий его теплостойкость и механическую прочность. Модель из полистирола плохо удаляется из керамических оболочек.

Пенополистирол -- термопластичный материал в виде гранул, получаемый суспензионной полимеризацией стирола (С6Н5 -- СН= СН2) -- в присутствии летучего пенообразователя. Является исходным материалом для изготовления моделей.

Карбамид -- СО (NH2)2 техническая мочевина -- кристаллический материал, получаемый путем нагрева аммиака и углекислого газа при температуре 150 oС и давлении 450 МПа. При нагреве карбамид не проходит стадию размягчения. Является основным компонентом, растворяемых в воде модельных составов. Обеспечивает малую линейную усадку и высокую прочность модели.

Борная кислота -- блестящие чешуйки или бесцветные мелкие кристаллы -- является компонентом растворимого в воде модельного состава.

3.3 Декоративная отделка металла

Мастера, работающие с цветными металлами изобретательны. Применяя несложную химическую и термическую обработку, они получали на поверхности металла практически любой цвет. Химический способ патинирования -- так называется этот вид отделки -- даёт возможность получить красивую и стойкую пленку на меди, бронзе, латуни, стали.

Прежде чем вы приступите к патинированию, хорошо усвойте и в будущем строго соблюдайте меры предосторожности. Многими химикатами можно отравиться, поэтому держите их в стеклянных пузырьках с хорошо притертыми пробками, вдали от огня и пищевых продуктов. Серу храните отдельно от других химикатов -- ее пары взрывоопасны. Химическую обработку металла можно производить только в вытяжном шкафу или летом на открытом воздухе. На глаза обязательно надевайте защитные очки, а на руки -- резиновые перчатки. Для составления растворов и для самого процесса патинирования применяйте фарфоровую, стеклянную или пластмассовую посуду. Очень удобны пластмассовые кюветы, применяемые в фотоделе. Заливайте кислоту в воду. Если кислота вдруг попадет на кожу, промойте это место струей воды из-под крана, а затем смочите 5%-ным раствором питьевой соды.

Расскажем о последовательном патинировании. Каким бы способом ни патинировали металл, его предварительно чистят, шлифуют, полируют, обезжиривают и отбеливают. Жир можно удалить тряпкой, смоченной бензином или спиртом, а отбеливают в 10%-ном растворе какой-либо кислоты. Светлеет металл очень быстро. Отбеленный металл затем промывают чистой водой. Сушат металл на воздухе или в опилках лиственных деревьев.

Теперь о самом процессе патинирования. Небольшое изделие погружайте в раствор целиком, а более крупное патинируйте кистью или тампоном, укрепленным на деревянной ручке. Многие растворы непрозрачны, поэтому опущенное в них изделие нужно время от времени вынимать и осматривать. Добившись нужного цвета, промойте изделие в чистой воде и высушите.

Некоторые пленки держатся на металле довольно слабо, на других появляется белесый налет. Для закрепления пленки и удаления белесого налета изделие после сушки протирают натуральной олифой, машинным или растительным маслом. Чтобы зрительно усилить рельеф патинированной чеканной работы, протрите ее влажной тряпкой с мелким порошковым абразивом (например, молотой пемзой) или отшлифуйте выступающие части рельефа пастой ГОИ, нанесенной на войлок или фетр, смоченный бензином. Выпуклые части чеканки высветляются, а на самых высоких точках обнажается естественный цвет металла. Протирать чеканку нужно очень осторожно, добиваясь плавного перехода от самого светлого участка к самому темному. Промытую и высушенную чеканку протрите маслом или покройте тонким слоем прозрачного лака.

Чтобы заранее знать, какой примерно цвет получится на металле при обработке различными растворами, заготовьте справочную таблицу. Вырежьте из листовой стали, меди, латуни и алюминия одинаковые прямоугольники. Обработайте их в растворах, рецепты которых даются ниже. Просушенные и протертые маслом металлические прямоугольники укрепите на картонном или деревянном планшете, разместив в одном ряду стальные пластинки, в другом -- латунные, в третьем -- медные, а в четвертом -- алюминиевые. Под каждой пластинкой сделайте надпись, в которой укажите состав раствора, примененного для тонирования металла, и условия обработки. Работая над справочной таблицей, вы заодно познакомитесь с правилами составления патинирующих растворов, а также узнаете другие приемы декоративной отделки металла.

Патинирование латуни

Коричневый и черный цвета

Составьте раствор из 1 литра воды и 60 г серноватистонатриевой соли, которую чаще называют тиосульфитом натрия или гипосульфитом. В быту гипосульфит известен как фиксаж для фотобумаги и пленки. Добавьте в раствор примерно 5 г кислоты (азотной, серной или соляной). Сразу же произойдет бурная реакция с выделением сернистого газа. Раствор приобретет мутный молочный цвет. Опустите в него латунное изделие и через несколько секунд выньте и осмотрите. Патина образуется сравнительно быстро. Если достигнут желаемый цвет, промойте изделие и высушите. Патинирующей силой раствор обладает около 20 мин, затем он становится непригодным. Правда, водный раствор гипосульфита можно хранить долго, если в него не добавлена кислота.

Нельзя передерживать металл в растворе. Неопытные мастера, желая добиться более интенсивного черного цвета, держат изделие в растворе до тех пор, пока не образуется густой черный налет. Такая патина держится очень слабо и легко смывается струей воды. Добиваться абсолютно черного цвета не стоит еще и потому, что под густой пленкой теряется естественный блеск металла. Какой бы цвет ни имела патина, металл все-таки должен слегка просвечивать из-под нее.

Если вместо крепких кислот в раствор гипосульфита добавить примерно одну столовую ложку уксуса на литр воды, произойдет та же реакция с выделением сернистого газа, но она будет проходить значительно медленнее. Чтобы получить почти черный цвет, латунь придется держать в растворе очень долго. Промытые водой пластинки после сушки протрите маслом.

Оливковый, коричневый и черный цвета

Составьте раствор из нашатырного спирта (водного раствора аммиака) и хлорокиси (она продается в магазинах «Природа» и применяется для опрыскивания культурных растений). Хороший патинирующий раствор можно составить с техническим водным аммиаком марки А, который можно приобрести в хозяйственном магазине. Пары нашатырного спирта и хлорокиси меди ядовиты, поэтому соблюдайте правила предосторожности.

В стеклянную посуду с крышкой насыпьте две ложки хлорокиси меди и залейте примерно на две трети водным аммиаком. Быстро размешав раствор, вы получите взвесь зеленого цвета. Банку закройте крышкой. После выпадения осадка патинирующий раствор окрасится в сине-зеленый цвет. Опустите в него предварительно зачищенную и обезжиренную латунную пластинку. Через несколько секунд она приобретет глубокий черный цвет, причем поверхность металла не потеряет блеска, что иногда случается при иных способах патинирования; Чтобы получить более светлые тона, в раствор нужно добавить воду. От того, сколько частей воды будет добавлено, зависит тон и цвет получаемой патины. В данном случае вода будет играть ту же роль, что и в акварельной живописи.

Оранжево-красный цвет

В литре воды растворите 5 г сернистого калия (сульфита калия). Опущенный в раствор латунный предмет через несколько минут покроется оранжево-красным налетом. После промывки и просушки протрите металл маслом.

3.4 Дефекты литья и их предупреждение

Раковины

Виды раковин. Наиболее частым видом литейного брака являются всевозможные раковины. Они выявляются большей частью только в процессе механической обработки отливок.

Раковины бывают газовые, усадочные (рыхлость и пористость), песочные и шлаковые.

Раковины газовые. Газовые раковины -- это сферические или округленные пустоты с гладкой блестящей (у закрытых) или окисленной (у открытых) поверхностью, расположенные снаружи отливки или внутри ее.

Газовые раковины, образовавшиеся за счет плохого качества металла, чаще всего имеют малые размеры и разбросаны по всей массе отливки. Газовые раковины, образовавшиеся за счет дефектов форм и неправильной технологии заливки, концентрируются чаще всего на отдельных определенных участках формы и находятся на небольшой глубине от поверхности или стержня.

Раковине усадочные (рыхлость и пористость). Усадочные раковины имеют вид углублений и пустот неправильной формы, образующихся в тех метах отливки, где металл затвердевает в последнюю очередь. Иногда вместо концентрированных усадочных раковин наблюдается местная рыхлость и пористость, вследствие которых отливки не выдерживают давления при гидравлическом испытании и бракуются.

Основной причиной образования усадочных раковин является уменьшение объема металла при затвердевании и дальнейшем охлаждении. Размер усадочных раковин зависит от степени (величины) усадки и от температуры заливки металла в форму (высокая температура заливки устанавливает объем усадочных раковин), а также от конструкции и размеров отливки и от скорости заполнения формы.

Меры предупреждения. В тех частях отливок, где следует ожидать образования раковин, в формах устраивают соответствующие прибыли, из которых в период усадки отливка питается жидким металлом. Металл в прибыли должен затвердевать в последнюю очередь. Для устранения пористости применяют холодильники, ускоряющие затвердевание металла в соответствующих зонах.

Усадочные раковины и рыхлость можно устранять изменением конструкции формы, уменьшая скопления металла в отдельных ее частях.

Раковины песочные.

Песочные раковины -- это закрытые или открытые раковины неправильной формы в различных частях отливки, заполненные частично или полностью формовочным материалом.

Образование песочных раковин вызывают следующие причины:

1. Повреждение песочной формы при извлечении из нее модели или сборке формы (накладывании верхней опоки).

2. Разрушения частей формы струей металла при заполнении формы.

3. Размывание металлом слабо набитых мест формы или пережженных в сушиле.

4. Механическое засорение готовой формы.

5. Неправильные формовочные уклоны модели.

Раковины шлаковые.

Шлаковые раковины имеют неправильную форму и

шероховатую поверхность. Полость раковины бывает заполнена шлаком полностью или частично.

Размеры, количество ми расположение шлаковых раковин разнообразны и зависят от причин, вызвавших их образование,.

Основной причиной образования шлаковых раковин является попадание шлака в форму вместе с металлом при заливке вследствие:

1. Плохой очистки металла от шлака.

2. Недостаточного заполнения литниковой чаши во время заливки.

3. Неправильной литниковой системы.

4. Недостаточной жидкотекучести металла.

5. Перерыва струи металла при заливке.

Пригар

Другим видом брака является пригар. Отличительные признаки. Поверхность отливки бывает покрыта ошлакованной, оплавленной формовочной землей (химический пригар) и неошлакованной облицовочной землей с металлом, проникшим в ее поры (механический пригар).

Причины образования. Низкая огнеупорность формовочной смеси создает условия для химического пригорания ее к отливке с образованием легкоплавких соединений с окислами железа, марганца и др. Легкоплавкие соединения проникают в глубь формовочной земли вследствие капиллярности. Такой пригар лишь с трудом удаляется пневмоническими зубилами и наждачными камнями.

Основными причинами механического пригара являются большая пористость облицовочной земли, вследствие которой в землю проникает жидкий металл, высокая температура металла при заливке формы и давление металла (напор) при заливке высоких отливок.

Трещины

Трещины бывают сквозные или несквозные, так называемые надрывы на поверхности отливок.

Отличительные признаки. Горячие трещины от внутренних напряжений образуются в то время, когда металл еще не остыл, за счет его повышенной усадки. Холодные трещины представляют собой разрыв металла в конце остывания за счет проявления внутренних напряжений, обусловленных усадкой. У горячих трещин, проявляющихся при высоких температурах, поверхность излома всегда бывает окислена, а у холодных -- чистая поверхность или иногда покрыта легкими цветами побежалости.

Причины образования:

1. Неправильная конструкция самой отливки (резкие переходы в толщине, отсутствие галтелей или несоответствующий радиус их округлений).

2. Механическое сопротивление со стороны формы, стержней и каркасов, препятствующих свободной усадке.

3. Неправильная литниковая система (местный перегрев отливки).

4. Неправильные размеры и расположение холодильников, прибылей и выпоров.

5. Чрезмерно высокая температура заливки и вредные примеси в металле.

Другие дефекты литья

Дефекты в размерах и очертаниях отливок получаются вследствие перекоса форм и смещения стержней, раздутия форм при слабой набивке в опоках и ряда причин, связанных с дефектами опок и моделей и с плохим качеством работы при изготовлении форм.

Спаи и слоистость -- пороки отливки в виде трещин, но с округлыми краями. Они получаются при заполнении форм недостаточно жидкотекучим металлом или же прерывистой струей.

Недоливы -- когда часть отливок оказывается незаполненной металлом вследствие его плохой жидкотекучести, изобилия газов или пара в форме утечки металла по плохо скрепленному разъему форм.

Борьба с браком в литейных цехах

Предупреждение брака. Литейный брак приносит нашему народному хозяйству огромнейший ущерб, даже при условии использования забракованного литья в качестве шихтового возврата.

Этот ущерб велик, если учесть потери дефицита цветного металла. Только понимание сущности производства может помочь при всех условиях находить истинную причину брака и пути к его устранению. Глубокое понимание технологии дает возможность изменять способы производства и вводить новые.

Борьба с браком может быть успешной только в том случае, когда выявлены причины его и найдены способы устранения.

Способы снижения брака в литейной следующие:

1. Тщательное контролирование исходных материалов (шихты, формовочных земель и других видов сырья).

2. Выбор правильной технологии (формовка, плавка, заливка и т.д.)

3.Детальный инструктаж исполнителей с применением авторегулировки и контрольной аппаратуры (пирометров и пр.)

4. Строгая технологическая и организационная дисциплина.

5. Правильная организация технического контроля отливок.

6. Тщательный анализ изучение видов и предлагаемых причин брака.

7. Широкое внедрение различных методов исправления дефектов отливок.

8. совместная работа литейщиков и конструкторов, так как литейный брак нередко зарождается еще на столе конструктора.

Способы исправления литейного брака.

Во многих литейных существуют специальные отделы для исправления литейного брака, когда такое исправление технически и экономически целесообразно и не отражается на качестве изделий. Способы исправления литейного брака следующие:

1. Небольшая течь отливки, обнаруженная при испытании гидравлическим давлением, устраняется путем заварки, термической обработки (отжигом), пропитки под давлением бакелитовым лаком с последующей термической обработкой при температуре до 150-180 oC или запрессовкой в поры растворов различных веществ.

2. Заделка мелких трещин и раковин путем нанесения металла.

3. Газовая или электродуговая заварка пороков отливки после удаления дефектной части металла. Этот способ в последнее время применяется чаще других.



Глава 4. Техника безопасности

4.1 Требования безопасности при плавке цветных металлов и сплавов

При плавке цветных металлов наиболее частыми травмами являются ожоги, поражение электрически током и ушибам. Основная причина ожогов -- выбросы металла в процессе плавки и заливки метала в формы. Поэтому правилами техники безопасности предусмотрены сушка и подогрев: шихты при заливке и загрузке в жидкую выну, флюсов, модификаторов, легирующих добавок, плавильного инструмента и форм.

Часто причина выбросов металла являются выход из строя систем водяного охлаждения, уход металла из плавильных печей при самопроизвольном наклоне их и в результате разрушения тиглей или футеровки (ГОСТ 12.2.007.9-88 и ГОСТ 12.2.007.10-87).

Печи с системами водяного охлаждения должны быть оборудованы блокировочными устройствами, отключающими электропитание при падении давления воды или прекращении ее подачи во время плавки (ГОСТ 12.2.007.9-88 и ГОСТ 12.2.007.10-87).

При плавке титана и других тугоплавких металлов в вакуумно-заливочных установках имеется опасность выбросов металла при прогорании стенок водоохлаждаемых тиглей или нарушении их герметичности. Поэтому для наклоняющихся печей предусматривают ограничители наклона и блокировку для автоматического отключения механизма поворота.

Пульты управления плавильных печей устанавливают в таких местах, чтобы плавильщик не мог видеть струю металла, идущую из печи, и крановщика. Щиты и пульты оборудуют световыми и звуковыми сигнализирующими устройствами. Воронки для слива охлаждающей воды располагают в таких местах, чтобы струи воды плавильщик видел на рабочем месте.

При плавке магниевых сплавов следует соблюдать меры безопасности от возгорания и взрывов. Магниевые сплавы в зависимость от химического состава загораются на воздухе при 400-500оС; сухая пыль магния и его сплавов воспламеняется со взрывом при 400-480о С, а влажная -- при 360-380о С. Хранить стружку и опилки следует небольшими порциями в специальных закрытых контейнерах. Мелкую пыль сжигают в специально отведенных местах.

При плавке сплавов в электропечах промышленной частоты и высококачественных необходимо, чтобы все операции, связанные с прикосновением к тиглю или жидкому металлу, осуществлялась только при снятом напряжении с нагревателей. При обслуживании электроплавильных установок высокого напряжения (электронно-лучевых, зонной плавки и др.) необходимо соблюдать особые правила. Поражение электрическим током часто происходит при замыкании на корпус печи и случайном прикосновении, если отсутствует заземление (ГОСТ 12.11031-81).

Электромагнитные поля, возникающие при плавке металлов в высокочастотных печах, являются профессиональной вредностью (влияют на нервную и сердечно -- сосудистую системы, органы зрения и другие органы). Санитарными нормами СН 848-72 и ГОСТ 12.1.006-86 предусмотрена защита на частотах 0,1-30 МГц. Установки мощностью 30кВт и более размещают в отдельных звукоизолированных помещениях, индукторы необходимо экранировать.

При плавке тяжелых цветных металлов нельзя применять средства рафинирования, содержащие нитраты и сульфаты и одновременно сильно восстановительные составляющие, например древесный уголь, в противном случае образуются газообразные оксиды азота и серы, реагирующие с водой с образованием азотной и серной кислот. Следует включить флюсы, содержащие хлор и окись углерода, которые образуют при смещении токсичный газ фосфоген, ПДК которого 0,5 мг/м3.

Нельзя применять одновременно при плавке медных сплавов для обработки средства, содержащее сильно окисляющие добавки и хлориды, так как при температурах 1100-1200o С образуется свободный хлор. Удаление этих газов следует проводить, применяя вентиляцию и улавливание.

При выплавке и разливке сплавов, содержащих уран и торий, кроме общих правил безопасности, необходимо предусмотреть меры по защите работающих от радиоактивного излучения согласно требованиям НРБ -- 76/87 и ОСП -- 72/79.

Требования безопасности при литье по выплавляемым моделям и в гипсовые формы. При производстве отливок по выплавляемым моделям в литейных цехах должны быть выделены в изолированные помещения следующие производственные операции: приготовление модельного состава и изготовление моделей;

приготовление наполнительных смесей, формовка и выбивка отливок;

выплавление моделей, прокалка форм, плавка и заливка металла;

очистка отливок, отделение отливок от литников.

Столы для приготовления модельного состава должны быть обнаружены вытяжными шкафами. Скорость движения воздуха в рабочем проеме -- не менее 5м/с. Загружать плавильные установки компонентами модельного состава следует не более чем на 0,75 объема ванны.

Стеллажи для сушки моделей с нанесенным слоем огнеупорного покрытия должны быть оборудованы вентилируемыми укрытиями, скорость воздуха в рабочем проеме укрытия должна быть не менее 0,5м/с.

При изготовлении выплавляемых моделей на машинах и оборудовании места загрузки модельных составов и исходных материалов оборудуют вытяжным зонтом. Количество удаляемого воздуха определяют на условия, что скорость в рабочем проеме должна быть не менее 0,7м/с.

Оборудование для состава снабжают системой терморегуляции, отключающей нагрев при достижении предельно -- допустимой температуры, которая на 30-401o С ниже температуры воспламенения. На установках для огнеупорного покрытия методом окунания предусматривают панель с щелевым отсосом; скорость воздуха должна быть не менее 1,0м/с.

Камеры для воздушно -- аммиачной сушки должны быть оборудованы вытяжной вентиляцией; количество отсасываемого воздуха должно быть равным (400 / 500 V) м 3/ч (где V -- объем камеры, м 3).

Требования безопасности к конструкции машин литья под давлением должны соответствовать ГОСТ 15595-78.

Для вытяжки вредных паров и газов машину литья под давлением оборудуют вертикальной вентиляционной панелью со стороны, противоположной рабочему месту оператора; количество отсасываемого воздуха должно быть не менее 3000 м3/ч на 1 м2 панели. Машины должны быть изолированы друг от друга щитами из листовой стали высотой не менее 2 м.

При изготовлении отливок литьем в кокиль, на установках литья под низким давлением, центробежным способом операции заливки металла (формы) и нанесения покрытия на рабочие поверхности должны быть механизированы. На позициях, предназначенных для выполнения этих операций, устанавливают вентиляционные панели; количество удаляемого воздуха должно быть не менее 2000 м3/ч на 1 м2панели.

Установки центробежного литья оборудуют защитными ограждениями, а литье под низким давлением -- блокировками и предохранительными устройствами.

При литье в оболочковые формы следует учитывать ряд факторов, связанных со спецификой процесса.

Пылеобразование при приготовлении плакированной формовочной смеси на рабочих местах составляет 24-727 мг/м2, причем выделяемая пыль в основном высокодисперсна (до 92 % пылинок размером не менее 4 мкм).

При заливке металла в керамические формы в результате выгорания связующего в рабочую зону выделяются пары фенола, окиси углерода, бензопирена, различные углероды, поэтому заливка и выбивка оболочковых форм на участках, не оборудованных местной вытяжкой вентиляцией, не разрешается.

В смесеприготовительном отделении необходимо удалять пыль и пары растворителей от смесителей. Количество воздуха, удаляемого от центробежного смесителя с вибрационным столом, должно быть не менее 4000 м3/ч.

В формовочно -- стержневом отделении необходимо предусмотреть удаление газов от установок для изготовления оболочковых форм и стержней, а также прессов для воздуха от двухпозиционных автоматов должно быть не менее 5000 м3/ч; от пресса для склеивания полуформ -- не менее 3000 м3/ч.

При заливке на конвейерах или непосредственно на полу должен быть отсос по всей длине участка; интенсивность отсоса составляет 2000 м3/ч на 1 м длины.

При заливке форм на карусельной установке устанавливают большой зонт, перекрывающий всю площадь машины.

В выбивных отделениях количество воздуха, удаляемого при выбивке, должно быть не менее 5000 10 000 м3/ч на 1 м2 площади стола. От отрубных столов необходимо удалять 2500 м3/ч воздуха на 1 м2 полной площади стола.

Станки с наждачными или корундовыми кругами оборудуют кожухами -- укрытиями с пылеотстойниками для сбора крупной пыли; объем отсасываемого воздуха должен быть не менее 1000 м3/ч от одного станка.

Вещество Температура, ос Взрывоопасное содержание в воздухе, % (объем, доля) Материалы, применяемые при тушении пожара

воспламенения самовозгорания

Спирт этиловый 11 425 3,5-18 Химическая пена, аэрозоли и углекислота

Спирт метиловый 0,1 475 6,0-36

Этилсиликат 18 507 8,0-45

Требования безопасности при финишной обработке отливок. Работы по выбивке и транспортировке отливок и обработанной смеси должны быть механизированы или автоматизированы.

Участки выбивки оборудуют местной вытяжной вентиляцией, а выбивные решетки -- накатными укрытиями, душирующими устройствами.

Отливки должны выбиваться остывшими, продолжительность остывания отливок указывается в технической документации. Транспортирование отливок к месту очистки и обратно, их загрузки и выгрузки из очистных камер должны быть механизированы. Обрубку отливок проводят при температуре не выше 45 оС. Места обрубки и очистки отливок оборудуют постоянными или переносными ограждениями для защиты работающих от отлетающих осколков.

Участки очистки отливок ручным механизированным инструментом с абразивными кругами должны быть оборудованы местной вытяжкой вентиляцией с устройством боковых пылеприемников, решеток в полу или верстаке.

Основными опасными при литье в керамические формы являются: места хранения основных материалов и расположения установок для гидролиза и приготовления керамических суспензий, формовочный участок в литейном цехе и участки выбивки и очистки отливок, взвешивания материалов. Безопасная концентрация (пыли или газа) достигается при вытяжке 7000 м3/ч воздуха на 1 м2 открытой поверхности вытяжного зонта. Бункера для пылевидных материалов снабжают крышками, разгрузка должна быть без пылеобразования. В в очистном отделении вентиляция обеспечивает воздухообмен не менее 14 000 м3/ч.

Литейное производство цветных сплавов оказывает воздействие и на окружающую среду, поэтому при проектировании новых и реконструкции действующих литейных цехов в проектах необходимо предусматривать процессы и оборудование, позволяющие исключать или максимально снизить выделение пыли и газов и осуществить их очистку и обезвреживание, создание и внедрение безотходных и малоотходных технологий и замкнутых водоснабжений.

4.2 Техника безопасности и промышленная санитария при литейных работах

До начала литейных работ необходимо одеть и привести в порядок рабочую одежду, осмотреть рабочее место, убрать все мешающие и ненужные предметы, подготовить и проверить рабочий инструмент, заменить неисправный.

При формовке по-сырому нельзя допускать чрезмерного уплотнения смеси в опоке и ее обильного смачивания вокруг модели при удалении, установки в форме недосушенных стержней. Следить, чтобы в заформованной опоке было достаточно каналов для выхода паров и газов, образующихся при заливке металла. Плохая газопроницаемость формы может вызвать выбрасывание металла из литника при заливке. Брызги металла могут стать причиной ожогов.

Извлеченную из формы отливку нельзя брать в руки, не убедившись, что она остыла.

По окончании работ необходимо привести в порядок свое рабочее место, убрать рабочий инструмент, оснастку, приспособления на отведенное для них место.

Литейщики должны помнить, что осторожность и предусмотрительность, точное выполнение инструкции по технике безопасности на рабочем месте, указания мастера, личная и технологическая дисциплина являются условиями безопасности на работе. Эти правила техники безопасности являются самыми общими и не исчерпывают возможных причин несчастных случаев в условиях работы конкретного производства.

Промышленная санитария. Условия безопасной работы в литейном производстве обеспечиваются выполнением правил промышленной санитарии. При установке оборудования, приспособлений и форм должно быть предусмотрено:

ширина односторонних проездов не менее 2м,

ширина общих проходов 1,6м,

ширина проходов для заливки форм не менее 1,2м.

пол в помещениях для литейных работ должен быть ровным. Неровности, выбоины, ямы могут быть причиной несчастного случая. Нельзя допускать проникновения влаги через крышу и световые проемы: подмокшие формы при заливке кипят, выбрасывая металл из литника, создавая опасность. Литейное помещение должно быть нормально освещено искусственным светом. На рабочих местах формовщиков художественного литья организуется индивидуальное освещение.

Входы и выходы должны быть устроены таким образом, чтобы не было сквозняков, ведущих к простудным заболеваниям. Для удаления пыли и угарных газов, образующихся в процессе сушки, заливки и выбивки литейных форм, необходимо предусмотреть приточно-вытяжную вентиляцию.

4.3 Освещение помещений

Недостаточное или нерациональное освещение способствует увеличению числа несчастных случаев. Резкие тени утомляют глаза, нарушают работоспособность и могут стать причиной травмы. Слишком яркий свет также может стать причиной несчастных случаев.
Хорошее же освещение устраняет напряжение зрения, облегчает различение обрабатываемых деталей, способствует повышению производительности труда. Как известно, всякое нагретое тело излучает энергию в виде электромагнитных волн различной длины. Волны, ощущаемые человеческим глазом, называются световыми, а мощность такого излучения -- световым потоком. Интенсивность излучения светового потока в конкретном направлении называется силой света. В качестве единицы силы света принята международная свеча, условно обозначаемая двумя буквами св.
Освещенность, создаваемая перпендикулярно падающими лучами от источника света силой в одну международную свечу на площадке, отстоящей от него на расстоянии 1 м, принята в качестве единицы освещенности. Называется она люкс и обозначается двумя буквами лк.

Чем отвеснее падают лучи света на освещаемую поверхность, тем освещенность лучше (при прочих равных условиях). Поэтому не следует располагать светильники в стороне от рабочего места. Кроме того, большое значение имеет и само расстояние от источника света до рабочего места; с увеличением расстояния освещенность ухудшается во много раз.
Необходимо также замерять и учитывать контрастность между рассматриваемым предметом и фоном, так как чрезмерная яркость способствует ослеплению. Способность глаза различать минимальную разность в освещенностях фона и предметов возрастает с увеличением освещенности.

На предприятиях используется как естественное, так и искусственное освещение. Дневной свет, проникающий в помещение через окна, прозрачные части стен, световые проемы покрытия, создает у людей ощущение непосредственной связи с окружающей природой, успокаивающе действует на нервную систему.

Естественная освещенность в помещении зависит от времени дня и года, метеорологических условий (состояние облачности и отражающее свойство земного покрова).

Уровень освещенности от дневного света в помещении не характеризует условий естественного освещения. Показателем естественной освещенности здесь является выраженное в процентах отношение освещенности на рабочем месте к одновременной горизонтальной освещенности помещения снаружи в условиях рассеянного света на горизонтальной площадке. Эта относительная величина называется коэффициентом естественной освещенности (к. е. о.) и обозначается буквой е.

Поскольку величина освещенности внутри помещения пропорциональна значению освещенности здания снаружи, можно принять, что коэффициент естественной освещенности не зависит от времени дня, времени года и метеорологических условий.

Согласно действующим в настоящее время нормам естественного освещения производственные помещения разбиты по роду производимых работ на шесть разрядов. Точность зрительной работы определяется размерами объектов различения. Под термином «объект различения» понимается отдельная часть рассматриваемого предмета (например, нить проволоки, линия на чертеже, вмятины и царапины на металлической поверхности и т. д.). Под размером объекта различения подразумевают его минимальный размер (например, диаметр проволоки, ширину царапины и т. д.). На ремонтных предприятиях к особо точным работам можно отнести проверку точных измерительных приборов, работу с чертежами. К работам малой точности относятся операции, выполняемые в механосборочных, прессовых, литейных и кузнечных цехах, в деревообрабатывающих отделениях ремонтных предприятий, а также работы в кабинетах и лабораториях.

На предприятиях недостаточность естественного освещения восполняется искусственным. Источниками искусственного света служат лампы накаливания, люминесцентные, а также лампы с повышенной световой отдачей (ртутные лампы высокого давления), электрические дуги.
Лампы накаливания обладают рядом недостатков: коэффициент полезного действия их всего 3%, цветность излучения ограниченная. Поэтому в настоящее время их вытесняют люминесцентные лампы. Они экономичны, имеют больший срок службы, обладают небольшой яркостью, не оказывают слепящего действия на глаза, позволяют улучшить освещение рабочих мест, на которых требуется различение цветов или мелких деталей, имеющих небольшое различие в цвете с фоном. Нашей промышленностью выпускаются люминесцентные лампы белого, теплого и дневного света (типов БС, ТС и ДС). Их спектр излучения по своему составу очень близок к естественному дневному свету. Недостаток люминесцентных ламп -- они вызывают так называемый «стробоскопический эффект». Тепловая и световая инерция тела накала у этих ламп незначительна, поэтому при питании от переменного тока они «мигают».

При частоте переменного тока 50 Гц безинерционные люминесцентные лампы «мигают» 100 раз в секунду. При таком освещении вращающиеся части станков, стендов, различной аппаратуры могут казаться неподвижными или вращающимися в другую сторону, а это может стать причиной травмы работающих.

В ремонтных мастерских, в механическом цехе, на участках приема и контроля готовых изделий наряду с общим освещением следует применять и местное. В целях электробезопасности оно питается напряжением 12--36 В. При этом понижающая обмотка (вторичная) трансформатора должна быть изолирована от сетевой (первичной). При несоблюдении этого требования работающий может быть поражен электрическим током подводимого к трансформатору напряжения.

В цехах больших предприятий устраивается аварийное освещение, обеспечивающее освещение проходов. Светильники аварийного освещения присоединяются к сети, не зависящей от рабочего освещения, и автоматически включаются при внезапном выключении рабочего освещения.
Источники искусственного света должны быть оборудованы отражателями. В зависимости от применяемой конструкции светильника, его мощности устанавливается высота подвески. Светильники с лампами мощностью 200 Вт в оптимальном защитном угле 10--30° подвешиваются на высоте не менее 3 м.

В помещениях особой опасности -- литейных цехах, моечных отделениях, гальванических цехах, химических лабораториях светильники должны устанавливаться во взрывонепроницаемом, повышенной надежности или специальном исполнении.

Для поддержания постоянной освещенности в производственных помещениях следует не реже двух раз в месяц очищать арматуру и светильники от пыли и грязи. Делать это нужно только при отключенном напряжении питающей сети. Ремонт и наблюдение за исправным состоянием проводов, выключателей, ламп, предохранителей, рубильников и другой аппаратуры и арматуры на предприятии производит только электромонтер.



Заключение

Декоративное панно - это высокохудожественное изделие тонкой работы, изготовленное из драгоценных металлов и их сплавов, драгоценных, полудрагоценных, поделочных, искусственных и синтетических камней, а также рога, кости, художественной эмали, стекла, фарфора, керамики и других материалов применяемых для декоративных целей.

Ювелирное искусство возникло в глубокой древности. До нас дошли тончайшие украшения, пышно декорированные разнообразные кубки и чаши, изготовленные из латуни за несколько тысячелетий до нашей эры.

За последние годы значительно увеличился выпуск декоративных изделий, расширился их ассортимент, улучшилось качество и художественное оформление.

В заключении, мы добились тех результатов, которые задумывали с начала проекта, используя те техники, которые можно использовать в условии нашей мастерской.



Список литературы

1. Марченков В.И. Ювелирное дело: Практ. Пособие. 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Высш. Шк., 1992. - 40 с.

2. Новиков В.П., Павлов В.С. Ручное изготовление ювелирных украшений. - Л.: Политехника, 1991. - 356 с.

3. Простаков С.В. Ювелирное дело. Серия «Учебный курс». Ростов н/Д.: «Феникс», 1999. - 35 с.

4. Флеров А.В. Материаловедение и технология художественной обработки металлов: Учебник. - М.: Высш. школа, 1981. - 88 с.

5. Джаспер Стоун. Всё о драгоценных камнях. М. «Оникс» 2007 - 15 с.

6. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. Учебник для вузов.- 4-е изд.-М.: «Машиностроение», 1977.

7. Суворов И.К. Обработка металлов давлением: Учебник для вузов.-3-е изд.-2003, 112с.

Размещено на Allbest.ru

...