Сплавы металлов своими руками

И вновь спасибо что вдохновляете на новый пост. Обещал состряпать демонстрацию процесса обращения восковой модели ювелирного изделия в металл. Не претендую на авторство метода. сам вычитал его на форуме много лет назад. Что-то привнес свое, что-то делаю настолько топорно что у других ювелиров идет кровь из глаз. Но я обещаю развиваться чтоб делать все правильно =)

Это рабочее место восковщика. Здесь рождается восковая модель (восковка) в натуральном масштабе и объеме. Материал — специальный твердый ювелирный воск.

Он бывает нескольких видов — от особо твердых как пластик и дерево до пластичных и упругих как резина.

Я пользуюсь универсальным вариантом, чуть подкрашивая его чтоб на темном материале было лучше видно детали и фактуры, чтобы создавать собственные авторские задумки. 

А можно этот воск расплавить в ванночке и впрыснуть в резиновый слепок со своей прошлой модели и получить точную копию. Так одно изделие можно тиражировать в литье. 

Но что делать с этим воском, чтобы он стал ювелирным изделием? Сам по себе воск для ношения конечно неприменим. Но с его помощью можно создать литейную форму, в которой родится изделие.

Для этого модель или несколько моделей монтируются в литниковую систему (в промышленном литье ювелирки врастают целые «ёлки» по 80-100 моделей, но я за объемами не гонюсь и лью в маленькие формы по 20-30гр металла за раз, это как правило 1-3 модели) 

Восковка ставится на металлические штырьки на литейный конус (или полусферу если удобнее) 0 это будущие литники. по которым металл пойдет в форму. Литники соединяются между собой воском чтобы были так сказать сообщающиеся сосуды.

Далее в дело вступает другой ювелирный материал, про который никто не говорит — огнеупорный гипс (по нашему формомасса) — покупная смесь прочного гипса и кварцевой муки.

Обычно в производстве восковую елку наурывают подходящей по размеру железной трубой — опокой, заливают этим гипсом и вакуумируют, чтобы из смеси вышли все пузыри, масса уплотнилась и максимально качественно покрыла все поверхности восковок.

У меня вакуума пока еще нет, поэтому я прост развожу гипс и кисточкой наношу его на модели. следя чтобы нигде не было пузырей. Получаются такие модерновые скульптуры =)

Затем уже их накрываю трубой и заливаю гипсом целиком.

Раз уж разводить грязь, я предпочитаю за один раз формовать 5-8 опок.

Гипс ведет себя не как штукатурка или краска, он не засыхает а застывает, становясь твердым как камень буквально за полчаса, в нем проходит химическая реакция.

Потому уже через полчаса-час можно перевернуть форму, извлечь из нее восковой литейный конус и выкрутить железные штырьки — вот и образовались литейные каналы в будущую форму.

 А литейный конус нужен был, чтобы вокруг дырочек образовалась воронка, я затем расскажу зачем она нужна. 

Далее происходит то, из-за чего этот метод назвали «литье по выплавляемой модели». Опоки помещаются в печь и медленно разогреваются, из них вытекает весь воск, модели покидают форму, оставляя после себя полость в гипсе, абсолютно точно повторяющую все её детали. Когда туда зальется металл, он повторит форму модели. Иногда на отливках можно найти собственные отпечатки пальцев.

Опоки прогревают в печи, пока из них не выпарит весь воск и вода, которую мы добавляли в гипс при замешивании. В идеале формы нужно прокалить настолько, чтобы они засветились (730гр). Обычная духовка с этим не справится, нужна специальная муфельная печь или немного смекалки чем её заменить в домашних условиях) И вот тогда наступает самое интересное — литьё!

Обычная туристическая горелка на покупной баллончике способна плавить серебро, латунь и даже золото. Температура внутри чаши достигает 1100гр. И вот тут наступает самое любопытное.

 Дело в том, что расплавленный металл (особенно когда его немного, меньше 100гр) ведет себя как ртутный шарик и не хочет никуда заливаться. Те дырочки на дне литейной формы настолько маленькие, что металл их игнорирует. Его можно плавить и размешивать, но он не прольется.

Чтобы он пошел в форму и максимально качественно заполнил все тонкие канальцы, существуют три метода:

1. Создать давление сверху. Для этого есть дедовский способ, когда в опоке с металлом прикладывают КАРТОФЕЛИНУ, и пар от нее загоняет металл внутрь.

2. Высосать воздух из опоки чтобы атмосферное давление само затолкнуло его внутрь. Для этого в опоке подключают вакуумный насос.

3. И самый шикарный и безумный метод, который мне нравится и который я использую — форму с металлом нужно РАСКРУТИТЬ на цепи! Тогда центробежная сила сама загонит его внутрь.

Это запись с моего МК прошлым летом на фестивале «Краски жизни» на Алтае, тут этот процесс и продемонстрирован. 

Шесть форм, залитые серебром. Черные потёки — это флюс, особый порошок который добавляется в металл при плавлении. Он покрывает металл пленкой и защищает его от окисления, очищает металл чтобы в форму не пошел шлак. Когда эта штука остывает она становится похожа на стекло. 

Когда металл остынет форму можно окунуть в ведро с водой. но мне не нравится этот метод, остается много грязи которую нельзя никуда сливать, чтобы не забить трубы. Я разбиваю формы молотком. Дада, эта гипсовая форма одноразовая, и в случае неудачи восковую модель тоже не вернуть, поэтому работу нужно будет начинать заново. Поэтому ювелиры очень терпеливые)

Иногда после успешного литья получается целая гора отливок. Даже золото на этой стадии выглядит так же скучно и уныло. 

Но отливка — лишь заготовка изделия, и ее следуют тщательно обработать, чтобы поверхности заблестели, кольца точно встали в размер пальцев заказчика. камни закрепились на своих местах, добавились эмали и художественное чернение.

Вот так буквально на коленке и получается вся эта красота)

Плавка металлов за 9 минут в микроволновке и другие интересные штуки: обзор ТОП7 самоделок + еще одна

Микроволновые печи… Они достаточно давно вошли в нашу жизнь и занимают в ней прочное место, благодаря своим уникальным качествам, которые дают возможность любому пользователю быстро и беспроблемно согревать любые продукты, а также производить их готовку. Однако, многие даже не догадываются, что их обычный бытовой аппарат — способен на гораздо большие «подвиги», чем принято считать. Вот об этом мы и поговорим ниже. Автор статьи также является многолетним владельцем микроволновой печи, впрочем, как и достаточно большое число людей в России (рискнем сделать такое смелое предположение). Как и у любой техники, у микроволновой печи существует свой срок эксплуатации, по истечении которого, она выходит из строя или подаёт симптомы к скорому наступлению данного события.

На написание такой статьи автора подтолкнуло то, что его микроволновая печь стала подавать явственные признаки, что конец её близок. В нашем случае, это заключается не в выходе из строя электронной части, а скорее в физическом износе самой камеры нагрева: износилось лакокрасочное покрытие, ввиду чего, есть риск получить пищу, с кусочками краски в её составе (Ммм вкуснотишша! Всё, как мы любим! Sarcasm mode: off).

Справедливо рассудив, что этот ингредиент никоим образом не может улучшить вкус приготовляемых продуктов, а встроенная на уровне прошивки жаба не даёт автору выкинуть микроволновку, — он решил «пуститься во все тяжкие». А именно: посмотреть, а что ещё можно сотворить на базе микроволновки, если её полностью разобрать или же использовать как-то в других целях. Для этого было решено «прошерстить» просторы YouTube, который дал пищу для размышлений относительно того, какую судьбу для микроволновки стоит выбрать… Следствием данных поисков стал личный хит-парад поделок, среди которых наблюдаются весьма любопытные применения микроволновой печи. Предлагаем вам тоже знакомиться с данными «поделиями».Сразу оговоримся, что данная подборка не претендует на исключительную полноту и корректность ранжирования. Возможно даже, кто-то может посчитать мнение автора некорректным. Будем рады, если Вы выскажите своё мнение в х к статье. Автор также предупреждает, что для выполнения всего нижеописанного строго обязательно выполнение техники безопасности. Осуществляя какие-либо эксперименты, описанные в статье, вы делаете это на свой страх и риск, автор не несёт ответственности за последствия.

▍ Итак, начнем!

Проводя любой поиск на тему самоделок, на основе микроволновки, любой исследователь обязательно натолкнется на такого известного блогера, как «Креосан». Это имя является нарицательным и широко известно на просторах Рунета.

Поэтому он не нуждается в специальном представлении. Мнения относительно его опытов, как правило, достаточно полярны. Однако сейчас мы сосредоточимся не на особенностях рассмотрения субъективных оценок его опытов.

В своё время он провел достаточно любопытный опыт, который поднял широкую волну на просторах интернета.

Опыт заключался в том, что магнетрон микроволновки был использован в качестве излучающего устройства, которое позволяло (по утверждениям его автора) создать некую дальнобойную микроволновую пушку. Ввиду запрета на встраивание видео, вы можете его посмотреть по ссылке, на youtube.

Видео вызвало нешуточный вал споров. Вал дошел даже до зарубежного сегмента интернета и ряд блогеров, в частности, известный блогер Allen Pan взялся проверить утверждения, изложенные в ролике выше. Судя по анализу этого блогера, показанное в рассматриваемом ролике — «не совсем соответствует» реальности :-). Но автор статьи решил пойти дальше, так как не планировал поджаривать соседей микроволновой пушкой.

Следующее видео, которое заставляет задуматься, это рассказ о том, как на основе трансформатора микроволновки сделать свой сварочный аппарат.

Кстати, если интересно, можно ознакомиться с устройством типичного трансформатора микроволновки: Хммм уже интересней… Если кратко обобщить изложенную информацию, то переделка трансформатора под сварочный аппарат, как правило, заключается в том, что видоизменяется вторичная обмотка, в целях понижения напряжения и увеличения силы тока. Однако, ввиду того, что у автора уже есть хороший сварочный аппарат инверторного типа, — такие самоделки его не заинтересовали. Это связано с тем, что современные инверторные сварочные аппараты дают своему пользователю достаточно широкие возможности по регулировке как силы тока, так и обеспечивают его интеллектуальными алгоритмами зажигания дуги. Не говоря уже о том, что физические размеры таких аппаратов весьма скромны и цена их более чем приемлема.

А вот следующая поделка, является достаточно полезной и заинтересует многих: создание аппарата точечной сварки. Для любого домашнего мастера, такой аппарат является весьма полезным, так как позволяет быстро соединять различные детали.

Аппарат точечной сварки может быть весьма полезным в разработке собственных блоков питания (пауэрбанков), для чего потребуется быстрая приварка контактных пластин к различным аккумуляторным батареям, в частности, литий-ионным.

Батареи такого типа весьма не рекомендуется перегревать, ввиду чего, в заводских сборках широко используется точечная сварка для прикрепления контактов:

Как можно было легко понять из предыдущих опытов, трансформатор микроволновки является достаточно мощным и легко переделывается в целях разнообразных самоделок. Благодаря этому, он является частой основой для создания разнообразных систем питания, таких широко известных и эффектных конструкций, работающих на основе токов высокого напряжения, — как катушка Тесла и лестница Иакова: Говоря о первой самоделке, — катушке Тесла, можно сказать, что она является весьма частой в изготовлении различными «энтузиастами высокого напряжения». Такая катушка позволяет производить разнообразные интересные опыты, в числе которых широко известный опыт по созданию «поющего» разряда: Этот опыт широко вышел за пределы разнообразных лабораторий и комнатушек самодельщиков, с применением данного эффекта проводятся даже разнообразные шоу (весьма эффектные, надо сказать): Если кто заинтересовался этой темой, то по следующему адресу можно найти достаточно подробное описание по созданию катушек Тесла, с длиной получаемых разрядов до полутора метров!

• И потихоньку, мы начинаем приближаться к самым интересным, на взгляд автора, самоделкам на базе микроволновки, — первой из которых является способ плавления стекла.
• Способ выглядит так — предварительно измельченное стекло помещается в специальный теплоизолированный корпус печки для плавления, в котором и происходит его последующее спекание:
• 1) на дно специальной камеры для плавления укладывается кружок из карбида кремния или несколько подобных кружков. Они и являются тепловыделяющим(и) элементом(элементами), которые преобразуют энергию микроволн — в тепло;

Работа печей для фьюзинга базируется на 2 различающихся способах:

2) камера плавления представляет собой герметичную теплоизолированную камеру, которая изнутри выложена слоем карбида кремния. Данное покрытие также играет роль тепловыделяющего элемента, который и нагревает собственно камеру — изнутри.

Это занятие является достаточно увлекательным и занимаются им широкие слои, преимущественно женского, населения и их можно понять! Если посмотреть на результаты удачных примеров «фьюзинга», то бишь спекания стекла, — то они поражают своей эстетической красотой и осознанием того факта, что подобные изделия могут быть получены в домашних условиях!

Для получения настоящего культурного удовольствия и изучения того, что в мире делается по этому направлению, рекомендуется поиск по сайту www.pinterest.com, по ключевым словам: «microwave melting glass», «microwave fusing glass», «microwave fusing».

Если вы всерьез заинтересовались этим занятием, то на известном сайте имеются наборы начинающего.

При анализе информации, доступной в интернете по теме фьюзинга, была выявлена явная проблема, с которой сталкивается большинство энтузиастов этого дела: отсутствие четко контролируемого процесса нагрева и охлаждения.

Такая проблема приводит к тому, что в получившемся изделии остаются остаточные напряжения, которые могут в любой момент привести к неожиданному его разрушению.

Легко представить себе последствия, если предположить, что данное изделие является некой декоративной подвеской на шее, или серьгами в ушах!

Поэтому, здесь наблюдается явная возможность для знатоков программирования и физической «железной» части, такой, как плата Arduino или более продвинутой версии — esp32.

С использованием данного подхода, можно, после проведения ряда тестовых итераций, разработать соответствующую программу оптимального нагрева и охлаждения, которая позволит получать достойные стеклянные изделия с минимальным содержанием остаточных напряжений или совсем без оных.

И наконец, мы подошли к самому интересному моменту нашего хит-парада: плавление металла в обычной микроволновке! (на этом месте автор начинает ходить из угла в угол, с безумным взглядом, что то бормочет и машет руками. Успокоившись – продолжает дальше…)

В это сложно поверить, однако существует способ, который позволяет легко плавить металлы, имеющие температуру плавления до 1200 градусов в обычной микроволновке, мощностью не менее 700 Вт!

Способ заключается в том, что для плавления используется тигель из графита, с покрытием из карбида кремния, который и является радиопоглощающим материалом, эффективно переводящим энергию микроволнового излучения — в тепло. Это позволяет плавить металлы (если на примере бронзы), — то в районе 80 грамм, за одну закладку. Способ плавления металлов с использованием микроволновки является особенно интересным в связи с тем, что эта технология практически полностью укладывается в один из принципов ТРИЗ (теории решения изобретательских задач), который, утрированно, звучит примерно так: «идеальная машина — это та, которой не существует, однако её функции – выполняются». Под этим подразумевается, что для плавления можно использовать специализированные устройства, однако лучше использовать обычное бытовое устройство, которое изначально не предназначено для данных целей и по сути, можно сказать, что мы «плавим металл в отсутствующей плавильной печи». Рассмотренный в микроволновом способе плавки тигель у автора выдерживал 50 плавок без каких-либо признаков разрушения.

Там же, продаются доступные по цене комплекты для плавления. Да, конечно, можно приобрести на известном сайте Aliexpress «муфельную плавильную печь», однако она тоже не лишена существенных недостатков.

Если например, рассмотренная выше технология по плавлению в микроволновке занимает по времени в среднем (от закладки — до расплава) около 8-9 минут, то способ плавления металлов с использованием муфельной плавильной печи только для разогрева печи требует не менее 30-40 минут, с соответствующими энергозатратами. И это мы ещё не учитываем тот момент, что печь должна быть доставлена с Aliexpress, и она укомплектована тиглем, с достаточно малым сроком наработки на отказ. Если же брать индукционную плавильную печь, то она требует подключения воды — для охлаждения и так же не является слишком дешевой, а также требует времени на доставку.

Плавление же с использованием микроволновки является особенно интересным, если учесть возможность литья металла по выплавляемой модели, например, как в этой статье.

Или же в этих видео: Единственной проблемой при таком подходе, на взгляд автора, является то, что при литье по выплавляемой модели, — требуется предварительно выплавить данную модель из подготовленных для литья форм. Даже если мы используем для предварительной 3D печати легкоплавкий пластик PLA, его удаление из готовой формы может стать определенной проблемой. А именно, потребуется достаточно высокая температура, чтобы выплавить его или даже выжечь из такой формы. Проанализировав опыт других людей, автор пришел к выводу, что наиболее приемлемым подходом в данном случае является использование высокотемпературной горелки, в качестве которой можно воспользоваться, например, паяльной лампой. Конечно, этот процесс вряд ли можно воспроизвести «в ванной комнате, пока жена спит» и потребуется, как минимум, выйти во двор. Однако сама вероятность создания металлических изделий с использованием 3D принтера и имеющейся в наличии микроволновки, — является весьма примечательной и достойной внимательного рассмотрения!

Творчески сочетая 2 рассмотренных выше способа, а именно, — плавление металла и стекла, можно получать весьма интересные вещи, как например, заливка расплавленным стеклом — металлических форм.

В итоге получаются практически ювелирные изделия.

Способ базируется на заполнении пустот в металлической форме — специальной «горячей эмалью», которая представляет собой смесь стеклянного порошка различных цветов со связующим:

Освоив данную связку двух технологий, вы сможете делать весьма любопытные вещи, как в видео ниже. Автор для прогрева использует горелку, но у вас есть способ лучше — микроволновка! Это видео вы можете использовать для ориентира, что вообще возможно делать: Примечание. Температура плавления силикатного стекла составляет в районе 425 — 600°C. Выше температуры плавления стекло становится жидкостью. Температура плавления металла, например, бронзы — составляет в районе 950°C. Таким образом, зная температуру плавления металла, который вы используете и снимая показания температуры с помощью термопары (например), возможно плавить только стекло и не доводить до плавления металл. И стекло заполнит все нужные места в металле, а сам металл — не повредится!

▍ Бонус

Завершая рассказ, нельзя не упомянуть еще одну достаточно забавную поделку, которая была в своё время изготовлена упомянутым ранее блогером Allen-ом Pan-ом. Для её создания он использовал трансформатор от микроволновки, который был переделан в электромагнит. Кроме того, в её составе были использованы следующие компоненты: плата Arduino Pro Mini, аккумулятор на 12 вольт, твердотельное реле, емкостной датчик, подключенный к рукоятке и сканер отпечатка пальца. Всё это было помещено в компактный корпус в форме молота («Мьёльнир»-а), принадлежащего Богу грома «Тору» (согласно Вселенной «Марвел»). Работает устройство следующим образом: как только кто-либо берется за рукоятку, срабатывает емкостный датчик и включается электромагнит, благодаря чему молот намертво приклеивается к любой металлической поверхности, на которую он был предварительно установлен. Любой, кто попытается оторвать молот от поверхности — потерпит неудачу, так как касание рукоятки включает электромагнит! Оторвать же молот от поверхности и отключить его магнит, — может только хозяин, так как система откалибрована на распознавание отпечатка именно его пальца, которым он должен предварительно коснуться сканера. Получилось смешно: Если кто-то задумает повторить такую самоделку, следующее видео может ему в этом помочь: здесь достаточно подробно показывается процесс изготовления электромагнита — из трансформатора микроволновки: Также, в настоящее время возможно упростить конструкцию молота, если взять вместо платы Arduino Pro Mini — плату esp32: она содержит сенсорные пины, к которым можно подключить металлические площадки на рукоятке молота (предусмотрительно размещенные ранее). И вести обработку события «отпустить молот» исключительно логическим путём («если площадка 1 удерживается и по площадке 2 в этот момент — два раза постучали пальцем, то отпустить молот» и т.д.). В таком случае, самоделка будет еще привлекательней, так как пропадет существенный демаскирующий признак — сканер отпечатка пальца. Как можно видеть из этого длинного рассказа, микроволновка, — это не только средство для приготовления и разогрева пищи, но и неисчерпаемый кладезь компонентов, которые позволят вам создать свои экспериментальные и даже вполне полезные вещи. Для некоторых из этих неординарных применений, даже не требуется каких-либо её переделок!

1. Что же касается самого автора рассказа, то в списке его предпочтений, так сказать, «личного хит-парада», — первое место прочно занимает методика плавки металла в микроволновке.
2. При таком подходе, — процесс плавки металла становится поистине домашним и, можно даже сказать, уютным (в этом месте на заднем плане должен звучать зловещий хохот безумного учёного).

К описанной технологии плавки хотелось бы добавить еще одно примечание, что в микроволновке плавится партия металла не более 80 грамм за один раз. Соответственно — для заливки такого объема металла не нужна слишком большая форма, и форма может быть легко обожжена на обычной бытовой газовой плите кухонного назначения (если у вас в наличии имеется таковая, а не электрическая плита). В любом случае, надеемся, что этот рассказ был для вас полезным и интересным, дав каждому читателю пищу для размышлений!

Как сделать бронзу – основные этапы производства

Как сделать бронзу? Этот вопрос стоит перед многими мастерами, желающими проявить себя в художественном литье, или людьми, решившими повысить свой уровень образованности в работе с различными металлическими сплавами. Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо для начала разобраться что такое бронза, из чего она состоит и только потом подробно рассмотреть весь процесс плавки этого материала.

Бронза (итал. “bronzo”) –  это сплав в определенных пропорциях меди и олова, где медь всегда является первичным или основным компонентом, а олово вторичным или необязательным. Вместо него в сплав могут быть введены кремний, свинец, алюминий, бериллий и другие металлы, кроме никеля и цинка, хотя иногда и они вводятся в небольших пропорциях.

Бронзовый сплав имеет свои достоинства и недостатки. К положительным техническим характеристикам можно отнести:

• большую твердость и прочность по сравнению с медью;
• легкоплавкость;
• обладает всеми достоинствами для литья;
• имеет высокие антикоррозийные свойства;
• обладает хорошей устойчивостью к износу при длительном трении.

Недостатками бронзы считаются:

• плохо поддается ковке, штамповке и прокатке, то есть всем процессам, происходящим под давлением;
• туго режется;
• плохо затачивается.

По названию добавляющегося металла происходит название полученного бронзового сплава. При добавлении олова получают оловянную бронзу, алюминия – алюминиевую бронзу, бериллия –  бериллиевую и т. д.

Классической (колокольной) или основной считается оловянная бронза, в которой медь берется из расчета 80 % ± 3 %, а олово –  20 % ± 3 % от всего сплава. При изготовлении бронзы могут легироваться другие металлы, например, никель, свинец, фосфор и мышьяк.

Это делают для придания металлу дополнительных технических свойств. Бронза может быть однокомпонентной, при которой медь сплавляется с одним добавочным металлом, или многокомпонентной,  где при сплавлении участвует несколько материалов.

Многокомпонентные бронзы считаются более сложными и имеют улучшенные технические характеристики.

Также процесс изготовления бронзы предусматривает получение первичного или вторичного материала. Чтобы получить первичный классический сплав, необходимо сплавить медь и олово, вторичный –  при выплавке применить в качестве дополнительного компонента саму бронзу.

Открытие бронзового сплава сыграло большую роль в развитии человеческой эпохи. Конец 4 тысячелетия до н. э. считается временем первого изготовления бронзы и началом длительного пути человека в освоении сплавов различных металлов.

Открытие было настолько значимым в истории, что ознаменовало собой начало целой исторической эпохи – Бронзового века.

Изготовить бронзу в древние времена было невероятно сложно, что подтверждают попытки получения металла в настоящее время в домашних условиях.

Изготовить бронзу можно путем плавки основного компонента меди и дополнительного, например, олова, в стальной или чугунной вращающейся втулке с помощью электрической дуги.

При плавлении оловянных бронз образуются оксиды при непосредственном взаимодействии меди и олова, что снижает технические свойства полученного сплава. Во избежании потери эксплуатационных свойств бронзы перед добавлением олова в расплавленную медь ее раскисляют фосфором, то есть в чистую медь добавляют фосфористую медь, где количество фосфора не превышает 10 %.

Химическая реакция с образованием паров фосфорного ангидрида позволяет провести процесс удаления неметаллических включений в меди. Фосфор – это недорогой раскислитель, значительно снижающий хорошее свойство меди электропроводность. Поэтому иногда для избежания этого эффекта используются более дорогие компоненты в качестве раскислителя. К ним можно отнести кальций, литий и калий.

Процесс плавления, чтобы получить бронзу, делают под слоем древесного угля или его смеси с содой – флюса, и он проходит в несколько общих этапов:

1. Расплавление меди при температуре около 1100 °C под слоем флюса или угля.
2. Ввод фосфористой меди (около 10 %) для раскисления.
3. Добавление дополнительных компонентов для получения однокомпонентного сплава – олова, многокомпонентного – всех дополнительных составляющих, вторичного бронзового сплава – бронзы.
4. Прогревание полученного сплава до температуры 1200 °C.
5. Рафинирование – удаление вредных неметаллических примесей висмута, марганца, серы и сурьмы, а также иногда алюминия, железа, кремния и растворенных газов водорода и кислорода из сплава путем окисления основного компонента.
6. Модифицирование для повышения механических свойств сплава.
7. Разлив по формам при температуре до 1300 °C.

Оловянные бронзы более просты в процессе выплавки и менее склонны к перегреву, чем алюминиевые. Для алюминиевой бронзы очень важен температурный режим, поэтому температура плавления выше 1200 °C не допускается.

Чтобы изготовить алюминиевую бронзу, необходимо не только следить за температурой, но и хорошо размешать сплав перед заливкой в формы. Это делается из-за большой разницы в плотности сплавляемых компонентов, ведь медь и алюминий могут расслоиться. Поэтому сам процесс немного видоизменяется:

1. Медь расплавляется под флюсом и раскисляется.
2. Вводятся дополнительные компоненты в чистом виде или в виде смеси с медью.
3. Производится вторичное раскисление.
4. Вводится алюминий.
5. Засыпается поверхность сплава флюсом.
6. Сплав рафинируется хлористым марганцем, модифицируется ванадием, бором или вольфрамом и заливается в формы.

Бериллиевая бронза выплавляется по общим этапам в индукционных печах. В процессе применяют графитовые тигли. Высокая токсичность получаемой пыли и паров при изготовлении этого вида бронзы требует проведения выплавки в отдельных изолированных помещениях с мощной системой вентиляции.

Кремнистые бронзы получают в электрических индукционных печах с применением древесного угля. Как и для алюминиевых, для кремниевых сплавов важен контроль за температурой плавления.

Конечный продукт сплава представляет собой металлическую чушку, причем вес ее обычно не более 42 кг. Все чушки, получившиеся в результате разовой плавки, относят к одной партии, вес партии не ограничивается.

Как и любая продукция, бронзовые чушки имеют документ о качестве, отражающий основную информацию: товарный знак производителя, марку выплавленной бронзы, массу и номер партии, количество чушек в партии и их химический анализ.

Необходимость изготовления бронзы обусловлена широкой сферой применения. Арматура, все детали, работающие в непосредственном контакте с паром и маслами, вкладыши подшипников,  фасонные элементы трубопровода – вот небольшой список использования бронзы.

Можно ли провести ковку металла своими руками

Встретить кованые изделия можно в различных сферах жизни человека. Оконные решётки, ограждения, фонари, садовая мебель и другие изделия, сделанные в процессе ковки, смотрятся изысканно и привлекают взгляды прохожих. Даже при развитии самодельных технологий, ковка металла не отошла на второй план. Она продолжает набирать популярность с новой силой.

Кованные ворота

Виды ковки

Ковка металла — процесс, который применяется для изменения формы и размера заготовок. Обработка проводится с помощью специальных приспособлений и инструментов. Заготовки могут нагреваться или оставаться комнатной температуры. Процесс делится на два метода — горячий и холодный.

Горячий метод ковки

Горячая ковка металла подразумевает под собой процесс обработки заготовки после её разогревания. Повышение температуры требуется для того, чтобы металл стал более пластичным и податливым. Температура разогрева зависит от вида используемого материала. После нагревании проще обрабатывать деталь. Делать это можно без использования рычагов и специального оборудования.

Чтобы нагревать металл, в мастерских устанавливаются кузнечные горны. В качестве топлива используется коксовый уголь. Он насыщает металл углеродом во время нагревания. Однако не всем мастерам подходит горячая ковка. Связано это с увеличением затрат на топливо для горна и запретами на использование огнеопасного оборудования в гаражах.

Холодный метод ковки

Это процесс обработки металла, который не требует установки нагревательного оборудование и расхода средств на покупку топлива. Соединяются заготовки с помощью сварки, а изгибаются и прессуются специальными приспособлениями. Холодная ковка — менее затратный процесс, которые не требует дополнительного места в мастерской и соблюдения жестких требований пожарной безопасности.

Однако у холодной ковки есть существенные минусы. Металл без нагрева с трудом изменяет свою форму. Чтобы облегчить труд, мастеру нужно использовать ручное оборудование, работа которого основана на рычагах. Допущенные ошибки исправить нельзя.

Ручная ковка

Ковка своими руками — трудоемкий процесс, который требует от человека правильного выбора обрабатываемого металла и инструментов. Проще применять метод холодной обработки, однако он не даёт тех возможностей что горячий и не терпит ошибок.

Инструменты

Ковка металла в домашних условиях потребует от мастера не только свободного помещения и ручных инструментов, но и дополнительных приспособлений. Они облегчат труд, улучшат результат и производительность.

Инструменты для ковки

Для холодной ковки 

Оборудование для холодного метода обработки основано на взаимодействии материала и рычагов:

1. Улитка. Инструмент для создания спиралей из металлических прутов.
2. Твистер. Приспособление, на которое можно установить электродвигатель. Предназначено для скручивания двух и более прутов вместе.
3. Пресс.
4. Фонарик. Приспособление для создания объёмных спиралевидных деталей.
5. Волна. По названию понятно, что с помощью этого инструмента заготовкам придаётся форма волны.

Нельзя забывать про верстак, сварочный аппарат, балкарку, тиски. Специальные приспособления можно изготовить самостоятельно или купить.

Для горячей ковки

Горячая ковка металла проводится с использованием других инструментов. Общий список:

1. Наковальня. Рабочий стол для обработки заготовок.
2. Горн. Приспособление для разогрева деталей. Может быть как самодельное, так и покупное. Важно, чтобы с его помощью можно было нагревать материалы до 1500 градусов.
3. Шпераки. Специальные наковальни для проведения декоративной обработки.
4. Ручные инструменты. К ним относится кувалда, щипцы, ручник.

Чтобы выполнять декоративные работы, понадобится набор фасонных молотков.

Металл для ковки нужно выбирать с умом. При высоком показателе пластичности с заготовкой будет просто работать, однако прочность готовой детали будет низкая. Декоративной обработке лучше поддаются цветные металлы. Однако они менее прочные, чем черные. Популярна ковка стали и железа. Эти материалы прочные и стоят недорого.

Если говорить о выборе стали, требуется учитывать процентное содержание углерода в её составе. Оптимальный показатель — 0.25%. Также нужно выбирать материал с наименьшим количеством примесей в составе, поскольку они ослабляют структуру стали.

Основные моменты ковки

Ковка своими руками требует от человека внимательности и осторожности. При работе с металлами нужно использовать защитную экипировку. Две основные технологии ковки — холодная и горячая.

Особенности ковки

Холодный способ ковки

Холодная ковка металла в домашних условиях подразумевает под собой простой технологический процесс, состоящий из нескольких этапов:

1. В первую очередь, мастер должен создать эскиз будущего изделия.
2. С помощью специальных приспособлений, которые описаны выше, и ручных инструментов человеку нужно создать узоры, присутствующие на эскизе.
3. Последним этапом является сборка деталей в одну конструкцию. На рабочем столе располагаются готовые узоры. Мастеру нужно соединить их с помощью сварочного аппарата вместе.

Достаточно научиться работать со сваркой, чтобы успешно создать изделие холодным методом. После сборки конструкции сварочные швы зачищаются и покрываются защитным составом. Изделие можно покрасить в любой цвет.

Горячий способ ковки

Процесс обработки металлических заготовок горячим методом более сложный и трудоемкий. Этапы:

1. В первую очередь, создаётся эскиз.
2. Заготовки нагреваются в горне. Температура выбирается в зависимости от используемого вида материала. Можно разогревать всю поверхности или нагревать выборочные участки, которые будут обрабатываться.
3. Осадка. Выполняется ударами молота.
4. При помощи молота увеличивается длина заготовки.
5. Фасонными молотками можно выполнить изгибы раскалённой заготовки.

Если нужно скрутить две нагретых детали, используется твистер. При проведении горячей обработки нужно знать, как температура воздействует на визуальные изменения металлической поверхности. Кузнецы не использующие термометры на глаз определяют примерную температуру. Для точной работы желательно купить промышленный пирометр.

Ковка металла считается популярным методом обработки металлических заготовок. В зависимости от методики, ею может заниматься человек без опыта в любом свободном помещении. Новичкам желательно сначала обучиться холодной ковке.

Сплавы металлов

Сплавы
металлов имеют чрезвычайно большое значение в любом
отделе техники.
Количество
сплавов
самого разнообразного состава громадно. Умение изготовлять сплавы
нужного качества весьма полезно для любого техника
и кустаря, однако успех работы зависит от многих причин
и дается только при соблюдении ряда определенных условий.

При
изготовлении сплавов необходимо остерегаться излишнего перегрева расплавленных
металлов.

Сплавы металлов, значительно различающихся между
собою по удельному весу, должны особенно тщательно
перемешиваться между собою в расплавленном состоянии во
избежание расслоения (ликвации).

Поверхность
расплавленных
металлов должна быть прикрыта или
флюсующими веществами, напр., содой, бурой или древесным углем.

Полезно
изготовленный сплав переплавить еще раз, прежде чем
пустить его в отливку изделия. Из весьма многочисленных рецептов
сплавов мы приводим только немногие, дающие сплавы для более дорогих подделок
(подражание золоту и серебру), а также сплавы для заливок подшипников. Более
подробную рецептуру читатель найдет в специальных руководствах по металлургии.

1. Сплав алюминия с золотом. 22 алюминия и 78 золота дают сплав, который
отличается красивым золотистым цветом и может во многих случаях заменить
золото.

2. Сплав алюминия с золотом и медью. Этот сплав, содержащий в себе 90 меди, 2,5 золота и
7,5 алюминия, по окраске совершенно похож на чистое
золото (Нюренбергское золото).

3.  Сплав алюминия с серебром. Сплав из 5 серебра и 95 алюминия так
тверд и упруг, что с успехом употребляется для фруктовых ножей.

4. Сплав алюминия с медью. Расплавляют 90-95 чистом меди и прибавляют 10-5 алюминия (алюминиевая бронза).
Чтобы сохранить равномерный сплав, необходимы повторное переплавление и засыпка
тигля толстым слоем порошка древесного угля.

Сплав имеет красивую золотисто-желтую
окраску, противостоит воздуху и воде, поддается полировке. Из алюминиевой
бронзы прокатываются листы, вытягивается проволока. При накаливании до
вишнево-красного цвета сплав поддается ковке. С 1-5 %
содержанием алюминия можно хорошо паять мягким припоем.

При более высоком
содержании алюминия употребляют припой из 20 олова и 15 кадмия.

5.  Сплав алюминия по Круппу. Сплав состоит из 87 алюминия, 8 меди и 5 олова.
Содержание меди можно изменить от 7—8,5, а содержание олова от 4,5—5,5. Такая
лигатура легко поддается отливке; отлитые части совершенно равномерны и
обладают сравнительно большой твердостью. Сплав легко поддается обработке, и
готовые вещи имеют красивый, блестящий вид.

6.Сплав меди, цинка
и олова. Золотистый сплав для выделки мелких изделий (брошек, цепочек и проч.)
состоит из 85 меди, 13 цинка и 2 олова (новое золото).

• 7.Сплавы для подшипников:
•    а) Включает 83 1/3 олова, 8 1/3 сурьмы и 8 1/3 меди. Отличается большой твердостью и применяется при
  больших скоростях вращения и высших нагрузках;
•    б) Состоит из 89 олова, 7 сурьмы и 4 меди, по
  свойствам своим несколько мягче предыдущего;
•    в) Содержит 50 олова, 35 свинца и 15 сурьмы,
  применяется при больших скоростях вращения, но небольших нагрузках;
•    г) Состоит из 19 1/3 олова, 15 1/3 сурьмы, 63 1/2 свинца, 1 1/2 меди и 1/3 цинка, обладает хорошими
  качествами для вкладышей;
•    д) Состоит из 80 свинца, 15 сурьмы и 5 олова и
  употребляется для маленьких машин и для подвесных подшипников;
•    е) Содержит 90 меди и 10 сурьмы, отличается большой
  мягкостью и применяется для медленно вращающихся валов и подшипников с малой
  нагрузкой;
•    ж) Содержит 91 алюминия, 6 меди, 1 2/3 олова и 1 1/3 железа и отличается малым удельным весом

8. Сплавы из латуней, нормированные Общесоюзной стандартной комиссией (ОСТ 312),
употребляются для выделки ряда мелких кустарных изделий (попутно указываем
марки ОСТа).

1.     ЛТ 90 = томпак
   состоит из 92—97 меди и 8—3 цинка.
2.     ЛТ 85 = томпак
   имеет 87—82 меди и остальные до 100 цинка.
3.     Л 72 = латунь
   имеет 74—70 меди.
4.     ЛС 64 = мунц-металл
   состоит из 67—63 меди, 1,5—2,5 свинца, остальное — до 100 — цинк.