WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Приготовление сплава, идентичного применявшимся в найденных изделиях, реконструкция теплотехнических сооружений и процесса плавки в них металла в качестве задач не ставились.

Проведено 19 экспериментов, реконструированы процессы изготовления бронзового ножа с арочным навершием рукояти и втульчатого двухлопастного наконечника стрелы с листовидным пером.

4.1. Изготовление деревянной модели изделия

Модель ножа была изготовлена из сухого дерева (сосна). Оно хорошо фиксирует получаемую форму и не искажает ее при нагрузках и напряжениях модели в процессе формовки.

Модель является первым и очень важным элементом технологического процесса и определяет отливку. Хорошо отполированная модель без дефектов может минимизировать обработку готовой отливки.

4.2. Изготовление и подготовка к заливке металла глиняных литейных форм. Заливка металла в глиняную литейную форму

Процесс формовки по результатам опыта разделен на 14 операций. Приведено их подробное описание.

При изготовлении модели для подготовки глиняной формы, необходимо учитывать процесс усадки формовочной смеси. Для получения отливки требуемых размеров, необходимо подготовить модель большего размера.

В нашем эксперименте наблюдается дефект – деформация створок формы. При попытке совместить створки и сжать их при помощи тканевой ленты, одна створка обломилась по навершию.

В процессе сушки происходили усадка и деформация формы. Мы сушили створки по отдельности, и каждая из них деформировалась самостоятельно. Сушка литейной формы в разобранном виде недопустима. Форму необходимо сушить в собранном виде (без модели внутри), чтобы процесс коробления и усадки протекал равномерно относительно всех ее частей.

Учитывая имеющийся большой объем затрат на изготовление формы – около 20 часов с учетом сушки – эксперимент был продолжен. Задачей стало восстановление сломанной створки и преодоление последствий брака – деформации. Тем более что слом не затронул оттиск модели.

Исправление брака состоит в «приклеивании» более пластичной глиной отломившейся части створки на место. Исправление деформации заключается в наращивании при помощи глиняных валиков отклонений от основной линии рабочей плоскости. Исправление дефектов заняло около 1-1,5 часа работы. Подобные дефекты литейной формы можно устранять, не затрачивая усилия и время на переделывание всей работы.

Собранная форма подготовлена к заливке металла, расположена в 50 – 70 см от плавильной печи. Расплавленный металл (температура 1150 – 1180*С) в тигле был поднесен к форме и вылит в нее. В момент заливки произошел мощный вскип и выброс части залитого металла из формы.

Выброс металла и вскип – следствие ошибок при сушке формы. Мы использовали не высушенную, сырую форму, что небезопасно для литейщика – «капли» металла летели на значительное расстояние.

В процессе разборки формы произошло разрушение одной из ее створок, но место «приклеивания» отломавшегося участка было в том же состоянии, что и перед отливкой. При разборке формы его отделили от основной части створки. Обломился противоположный литнику торец формы, снова не повредив оттиск модели. Торцевые концы формы мы сделали слишком вытянутыми, что и привело к этим двум поломкам. Форма с исправленными дефектами выдержала сильную нагрузку, возникшую в момент заливки металла и его выброса. Это говорит о большой устойчивости глиняных форм и возможности их неоднократного использования.

Несмотря на плотную стягивающую обмотку, в одном месте створки разошлись и в это пространство затек металл. Это произошло в месте наложения дополнительного валика глины. Здесь он был несколько тоньше, чем на других участках.

Отливка, извлеченная из формы, представляет собой брак. Практически перед нами один большой вскип. Можно увидеть и большой недолив – пустое пространство в районе предполагаемой рукояти ножа. Он образовался в момент выброса металла.

Одним из важнейших процессов изготовления и подготовки к заливке глиняной формы является ее сушка. Она должна обеспечивать равномерное высыхание створок формы, прочность формы и отсутствие в ней влаги.

Литейщик должен бережно хранить свой инвентарь, особенно техническую керамику, и не допускать ее к использованию без предварительного отжига с целью удаления влаги.

Сломанную форму, если не поврежден оттиск модели, можно неоднократно использовать.

Изготовление и подготовка к заливке глиняной формы – сложный, трудоемкий процесс, требующий значительных затрат времени и труда. На доведение до отливки формы, с учетом времени на сушку, затрачено около 25 часов.

4.3. Изготовление и подготовка к заливке металла односторонней открытой литейной формы в обожженной глине. Заливка металла в форму

В качестве материала была взята пластина обожженной глины. Вместо обожженной глины материалом для подобной формы может стать камень (например, аркозовый песчаник и габбродиабаз), легкий в обработке и устойчивый к резким перепадам температуры. При отсутствии доступного каменного сырья его можно заменить пластинами обожженной глины.

Изготовление формы разделено на 2 операции: разметку и вырезание контр рельефа изделия. Приводится подробное их описание. Для формовочных работ изготовлены вспомогательные орудия из медной пластины – небольшой резак, и узкий плоский скребок. Для подчистки углов использовалась острая деревянная палочка.

Используемый здесь формовочный материал уже изначально сухой, отсутствует опасность деформации формы при сушке и время на сушку не тратится. При подготовке такой формы мастер применяет безмодельный способ формовки – контррельеф изготовляется им вручную. Модель может использоваться на этапе разметки формы, но даже неспециалист, способен произвести разметку без модели, нарисовав или процарапав контур желаемого изделия. Изготовить такую форму можно в короткий срок – 1,5-2 часа. Используя те же приемы подобную форму можно также изготовить в камне.

Подготовка формы к заливке металла заключалась в ее отжиге и нанесении слоя вещества-разделителя. В качестве разделителя выбрана сажа.

Заливка металла осуществлялась в тех же условиях. Возможно многократное использование подобных форм.

После остывания формы отливку легко извлекли. На рукояти и ближе к концу клинка находятся небольшие раковины. В ряде мест поверхность отливки покрыта мельчайшими раковинками. Отливка получилась массивной, гораздо толще модели. При заливке металла в форму не удалось уловить момент заполнения емкости формы, и металл частично вытек на бортики формы. Умение определить момент остановки приходит с опытом. Отливка из открытой формы всегда требует значительной дополнительной обработки. До проковки изготовленного нами ножа, необходимо убрать излишки металла с внешней стороны отливки, провести сложную и трудоемкую работу. Этот недостаток открытых форм перевешивает их достоинства: простоту устройства и отсутствие необходимости подготовки литниковой системы.

4.4. Изготовление и подготовка двустворчатой литейной формы в обожженной глине. Заливка металла в форму

Форма изготовлялась из того же материала, что и открытая односторонняя форма. Приемы, инструменты и операции сходны с предыдущими.

В ходе изготовления второй створки необходимо было решить усложнившуюся задачу разметки рабочей плоскости. Если с совмещением створок при заливке металла проблем не возникало – по форме и размерам пластины створок идентичны друг другу, их можно точно совместить, то контррельеф противоположной стороны модели должен быть «зеркальным», и по своему расположению относительно краев створки точно соответствовать уже изготовленной первой полуформе.

Задача была решена путем проведением 6 операций, приведено подробное их описание. Далее изготовление контр рельефа было продолжено такими же способами, как при изготовлении предыдущей формы.

После подготовки контррельефа на обеих створках прорезана литниковая система с выпорами-газоотводами. Двустворчатая форма из данного материала обладает малой газопроницаемостью, что может привести к литейному браку.

Подготовка формы к заливке металла и заливка металла производились в тех же условиях, что и для предыдущих форм. Во время разборки формы обломились край бортика в районе навершия рукояти и стержень, формировавший отверстие арки. Это было вызвано недостаточным количеством разделителя, эти кусочки глины прочно прикипели к металлу.

Отливка имеет четкие края и углы, ближе к кончику клинка имеются крупные газовые раковины. В этом месте в форме оставался воздух. На данном участке отливки длиной 81 мм имеется только один выпор толщиной около 1 мм. Часть воздуха не смогла выйти из формы и привела к образованию раковин. Четко сформировался литейный шов, переходящий в облой – излишек металла, затекший в пространство между створками.

Форма может использоваться неоднократно. При грамотно построенной системе выпоров отливки будут иметь хорошее качество.

4.5. Корректировка формы для повышения ее газопроницаемости. Заливка металла в форму.

Задача – исправление допущенных ошибок в процессе изготовления предыдущей двустворчатой литейной формы. Задачи разметки створок и вырезания контррельефа были решены описанными выше способами, улучшена система газоотводов.

Заливка металла производилась со стороны обуха, ближе к навершию рукояти. До заливки металла был обломан стержень одной из створок-полуформ, формирующий отверстие арки. На одной из сторон отливки в металле зафиксировались четкие следы слома стрежня.

Форма может использоваться неоднократно.

4.6. Изготовление глиняной модели

Мы получили модель ножа с аркой на кронштейне, выполненную из обожженной глины. Из-за особенностей формовки и спешки ее поверхность получилась неровной. Прочности данной модели достаточно для применения в подготовке глиняных литейных форм.

4.7 Доводка отливки ножа до готового изделия и проверка его рабочих качеств.

Отливка ножа доведена до состояния готового изделия в 6 этапов. Приведено их подробное описание. Нож, отлитый как дугообразный, под воздействием проковки распрямился. Отклонение от оси рукояти у модели составляло 102 градуса, у прокованного ножа – 90,5 градусов. Проковка являлась значительным формообразующим воздействием на готовую отливку.

Нож хорошо режет дерево, кожу, мясо, массивен. Нож можно использовать как оружие.

4.8 Изготовление трехчастной формы для втульчатого двухлопастного наконечника стрелы.

Показаны применение безмодельной и безусадочной технологии формовки для изготовления изделия с небольшими размерами и сложной формой, использование замков на деревянных штифтах.

Задача усложнялась необходимостью изготовить полую втулку.

Удалось разметить вторую створку от руки. При изготовлении литейных форм с более сложным рельефом, такой способ вряд ли будет уместен. Для получения отверстий под тело втулки наконечника и штифты замка формы изготовлено сверло из медной пластины, опробованы различные варианты сверления.

Из предварительно отмятой глины изготовлено два конуса-болвана для формирования внутреннего пространства втулки наконечника стрелы. Каждый конус имел расширение в нижней части, предназначенное для фиксации его внутри собранной формы.

Произведено две заливки металла в данную форму. В обеих отливках не пролились небольшие участки стенок втулки. Болван был большего, чем необходимо диаметра – толщина пролившихся стенок втулки составляет менее одного миллиметра. Отсутствие в этих участках собранной формы пространства под стенки втулки и привело к недоливу. Изготовленные нами створки с болваном меньшего диаметра можно использовать для дальнейшего производства качественных отливок.

4.9. Основные выводы – результаты экспериментальных работ.

Оба типа материалов литейных форм – глина и камень – легко поддаются обработке, выдерживают резкие перепады температуры.

При использовании форм изготовляемых из сырой глинисто-песчаной смеси, с сушкой и обжигом, мастер при изготовлении модели должен был учитывать объемную усадку формы и корректировать размеры модели по отношению к получаемой отливке.

Одним из важнейших процессов были сушка и обжиг форм. Использование сырой формы грозит мастеру серьезными травмами. При сушке форм возможна их деформация. Глиняные формы требовалось сушить в собранном виде, без модели внутри.

Неудачная заливка металла в изготовленную форму показала большую устойчивость такого типа форм и возможность многократного их применения. Сломанную и исправленную форму можно, при прочной фиксации ее частей, использовать неоднократно.

Камень, либо обожженная глина позволяли применять безмодельную технологию формовки, не подвергались усадке и не требовали сушки перед обжигом. Такие материалы хорошо применять для изделий с простой формой. В отсутствие пригодного каменного сырья можно использовать пластины обожженной глины. При использовании таких материалов в двустворчатых формах особую роль играют газоотводы из-за недостаточной газопроницаемости. Установлена возможность изготовления в подобном материале двустворчатой формы с болваном для втульчатого двухлопастного наконечника стрелы. Изделия со сложной формой и большим объемом, проще формовать в сырой глине.

Большинство моделей изготавливалось из дерева. Возможно изготовление моделей из глины и кости, использование металлических моделей или самих металлических изделий в качестве модели. При изготовлении модели необходимо учесть: размерную усадку формовочного материала, при использовании в модели воска, учесть и его усадочные качества; разницу в толщине различных частей изделия и препятствия, возникающие при кристаллизации металла; возможность обработки готовой отливки.

Формовка определяет длину технологической цепочки и успех получения отливки в целом. На этом этапе сводятся: форма и рельеф модели требуемого изделия, газопроницаемость и другие свойства формовочного материала, расположение литниковой системы для достаточного питания отливки, препятствия, возникающие при кристаллизации металла, свойства расплава, разница в толщине разных частей требуемого изделия, объемная усадка формовочного материала и т.д. Формовочные работы являются наиболее сложным звеном технологической цепочки.

Существовали различные варианты фиксации створок литейных форм: 1) совмещение створок с замками и связывание их с последующей глиняной обмазкой; 2) связывание притертых друг к другу створок; 3) фиксация створок формы при помощи деревянных штифтов.

Полученная нами серия отливок ножей позволяет выделить признаки использования открытой и двустворчатой форм.

При изготовлении массово применяющихся предметов, перед мастером неизбежно вставала задача организации мелкосерийного производства того или иного изделия.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»