ГОСТы

Есть такой город – Касли, это один из самых старых городов Урала и один из самых знаменитых. Эту популярность город обрел благодаря своим изделиям из чугунного литья. В 1747 году в Касли был построен  чугуноплавильный и железоделательный завод. Сначала завод изготавливал и поставлял пушки и ядра в Центр России. Но вскоре, в XIX веке завод переходит на чугунное литье и это приносит заводу большую популярность, так как изделия были очень высокого качества. Одной из причин такого качество был формовочный песков, которого в Каслях было огромное количество, как и древесины для угля. Вскоре завод перешел на массовое производство изделий из литого чугуна. Это были: решетки, скамейки, плиты, предметы домашнего обихода и др. Каслинский чугунолитейный завод процветал не только на территории России , но и за границей. Завод получал награды и премии на выставках в Париже, Вене, Стокгольме и других городах. Наивысшую популярность Каслинскому заводу принесла выставка в 1900 году в Париже, на этой выставке завод представил  – чугунный павильон.

Каслинское художественное чугунное литье обрело популярность не только материалам, но также и своим мастерам, которые очень хорошо знали свое дело. Каслинские мастера в своих художественных работах точно передавали сложные узоры: мастера могли передать в чугуне мягкость опавшей листвы, узоры коры деревьев, лепестки цветов и т.п.

Каслинский завод благодаря своим успехам, прославили Уральское чугунное литье на весь мир. Изделия Каслинского завода пользуются необычайной популярностью и благодаря  своей долговечности и прочности, многие художественные изделия сохранились в отличном качестве и до сегодняшних дней.

Подробнее »

Сегодня во многих городах России стало популярным изделия, выполненные при помощи  чугунного литья. В городах в парках, на улицах, в скверах, появляются изящные изделия из чугуна. Изделия из чугуна всегда были востребованы и в том числе чугун в качестве художественно-декоративного украшения. Изготовленный из чугуна декор будет служить дополнением или может придать уникальный облик зданию, стать украшением парков и скверов. Скамейки, ограды, мосты, навесы, козырьки, перила, чугунные парковые фонари все это является неотъемлемой частью городской архитектуры.

С давних времен, еще в Киевской Руси, наука кузнеца была не просто востребованной, но и очень  престижной. Мастерство, с которым умельцы превращали чугун в художественное искусство (при помощи литья), в те времена казалась близким к волшебству, и эти знания передавались только из поколения в поколение от бывалого мастера к ученику. Многие сегодняшние способы литья, операции  взяты из опытов кузнечного дела.

Одна из возможных причин столь  популярности чугунного литья в наше время (в 21 веке) это желание увидеть, что-то новое, нестандартное, забытое, так как стандартные панельные дома, однообразность всего и вся заполнившие наши города, порядком надоели. Также испокон веков известно достоинство чугунного литья – это великолепный синтез прочности и изящества, строгости линий и четкости контура. Чугун в умелых руках мастера приобретает весьма интересные и яркие формы. Благодаря разнообразию марок чугуна, изделия из него великолепно гармонируют с кирпичом, деревом, керамикой и стеклом, следствием этого получаются по-настоящему интересные архитектурные композиции.

Благодаря чугунному литью создаются уникальные по красоте художественные изделия, которые впишутся в любой садово-парковый ансамбль. В основном это ограды, парковые и уличные фонари, скамьи и другие изделия изготовленные из чугуна. Особенно большой популярностью обладают уличные фонарные столбы, они есть почти во всех крупных городах. Чугунные фонари придают красоту, индивидуальность, благородство облику любого города. Фонари украшают не только улицы городов, но также парки, скверы, памятники, дома и другие построения. Любое, изготовленное из чугуна, художественное изделие, делает наши города более комфортными, красивыми и приятными для человека.

Формовочные материалы – можно сказать основа литейной промышленности, они применяются  для приготовления формовочных и стержневых смесей. К формовочным материалом предъявляются следующие требования: огнеупорность, газопроницаемость и пластичность.

Огнеупорностью – это способность формовочного материала не сплавляться и спекаться при соприкосновении с расплавленным металлом. В качестве формовочного материала может служить  кварцевый песок (SiO2), он является самым доступным и дешевым. Кварцевый песок сопровождается нежелательными  щелочами, которые, действуя на него, как флюсы, образуют с ним силикаты, которые прилепляются к отливке и затрудняющие ее очистку.

Способность формовочного материала пропускать газы называется газопроницаемостью.  Если формовочный материал имеет малую газопроницаемость, в отливке могут образовываться газовые раковины (имеющие сферическую форму) и, следовательно, это брак. Газопроницаемость зависит от форм и размеров зерна, от пористости между отдельными зернами песка,  и от их однородности.

Пластичность – это способность формовочной смеси легко принимать и точно сохранять форму модели.  Эта способность формовочного материала особенно необходима для изготовления художественных и сложных отливок. Благодаря пластичности воспроизводятся  мельчайшие подробности модели и сохраняются отпечатки во время заливки формы расплавленным материалом. Если материал имеет излишнюю влагу, то он пластичность резко снижает свою пластичность.

Прочность  еще одно требование предъявляемая к формовочным материалам. Прочность  – это способности сохранять приданную ей форму, также способность сопротивляться  действию внешних усилий, например: ударов, сотрясения, тряски, статического давления, давление газов,  давление от усадки металла и др. Прежде чем приступать к формовке проверяется качество формовочной смеси. И каждая из перечисленных выше свойств проверяется в специальной лаборатории, которая оборудована специальными  соответствующими приборами.

Современные литейные цеха имеет полностью механизированные способы  приготовления формовочных смесей, и они представляют собой сложный комплекс механизмов. Все эти механизмы производят операции от начало производства формовочных смесей и до их транспортирования к месту потребления.

Какой бы способ литья не использовался, неотъемлемой частью для изготовления изделий является проектирование и изготовление исходной модели – мастер-модели (это касается и ювелирного и художественного литья). Изготовлением мастер-модели занимаются художники и дизайнеры. С недавних пор начали применять объемное моделирование, то есть создание модели по реальной объемной фигуре, это делается с целью  уменьшения продолжительности и материальных затрат на его изготовление.  И для того чтобы создать объемную модель и его изготовить применяют компьютеризированные установки. Примерная стоимость такой установки составляет около 800000 долларов. Хотя цена является высокой, такой метод создания модели стал широко распространяться. Подробнее »

Литье под давлением дает возможность изготавливать изделия массой от нескольких десяток  грамм – это называется микро-литьем. Микро-литье это относительно новая тенденция современного проектирования, позволяющая создавать сверхмалые детали, которые не способен увидеть даже человечески глаз. И спрос на такие миниатюрные изделия растет с каждым годом.

К «микро» относятся отливки массой менее одного  грамма. И уже последние 20 лет традиционные литьевые машины,  достаточно легко справляются с литьем отливок такой малой массы. Для этого применяются специальные изготовленные  пресс-формы со стандартными посадочными размерами, но с многогнездовой конструкцией, также применяется холодно-канальная пресс-форма со специальной литниковой системой.

большинство микро-деталей в конструкции с другими искусственными (напр. Механизмы в часах, имплантаты) выполняют определенные функции. И, следовательно, к таким деталям предъявляются вполне конкретные  серьезные требования по качеству, точности, прочности, по сверхмалым допускам на размеры функциональных элементов, и по многим прочим особенностям и характеристикам. Подробнее »

ЛИТЬЕ ДРЕВНИХ СТАТУЙ

Стремление людей изображать богов в образе человека было с древних времен, еще до освоения навыков примитивного литья.  Но когда человек начал осваивать все новые технологии, изображения начали переходить в объемное искусство – статуи. Сначала  подобные объемные скульптуры изготавливали из дерева, затем – из камня и металла. Статуи были не только богов, но также фараонов, царей и императоров. Первые литые изображения в натуральную величину были известны уже в конце второго  тысячелетия еще до нашей эры. Но это было редким явлением, в то время металл использовали в основном для других целей (копи, щиты, сосуды,  мечи и др.).

Чтобы изготовить статую в человечески рост и больше, требовалось решать практически не решаемы для того времени задачи.  Одно из проблем это выплавлять большую  массу металла и перемещать расплавленный металл  к месту заливки форм (для этого приходилось использовать несколько десятков печей). Но для транспортировки огромных порции металла не было мобильных емкостей (ковшей) и поэтому приходилось транспортировать металл непосредственно из печи в литейную форму, по заранее изготовленным специальным каналам. И так как  использовалось несколько печей, поэтому получалось разветвленная сеть каналов и это тоже вызывало свои трудности. Еще одной проблемой было изготовление форм. При формовке сложных и больших по размеру  отливок применяли как метод литья по частям, так и приемы литья по выплавляемым моделям. Но успех всего вышесказанного зависел от возможностей манипулирования отдельными частями формы (элементами форм, моделями, стержнями), которые определялись габаритными размерами отливок и элементов форм. Отсюда и исходит тенденция, изготавливать крупные, сложные художественные отливки по частям, и  с последующей их сборкой. Примеров таких работ достаточно много, одним из таких является статуэтка богини Исиды. На плече статуи располагается вертикальный паз, в который должна монтироваться, держащая сына-младенца Гора, левая рука.

После отливки частей и сборки, статуя  приводилась в порядок, устраняли неровности верхнего слоя, очищалась, и полировали поверхность, специальными  инструментами  отделывали детали: бороду, волосы, складки одежды и т.п. Одним из последних наносили цветные штрихи. Такие детали как глаза, губы, зубы, изготавливались отдельно: из красной меди (губы), серебра.  В те времена скульптуры не имели ярких оттенков, в основном тон фигур был  теплым и золотистым, как бронзовый загар.

Литейное производство России – это основная отрасль, которая является заготовительной базой машиностроения. Из общего числа изделий производимых в России, но долю литейной промышленности приходиться 50-70 процентов массы машин и механизмов и около 20 процентов стоимости машин. В 2009 году выпуск отливок составил по подсчетам специалистов  примерно 8 млн. тонн. И это не предел, например в 80-х годах прошлого века еще в СССР производилось  около 25 млн. тонн отливок и при этом  7 тонн отливок приходилось на чугунное литье. Если произвести некоторые подсчеты и посчитать потребность России в литейной продукции  по среднему показателю для развитых стран – это 40.8 тонн на одного человека в год, то получается цифра в 11 млн. тонн, с учетов экспорта в другие страны. Например, в 2004 году в США  изготовлено отливок из чугуна – более 8 млн. тонн, в Китае более 13 млн. тонн, общий объем (в мире) составил 56 млн. тонн. Из всех производимых в мире отливок на долю отливки из серого и высокопрочного чугуна приходиться 70 процентов. В ближайшие годы в России намечены планы по увеличению производство отливок из чугуна минимум на 2-2,5 млн. тонн.

Производство отливок по различным отраслям (по приблизительным подсчетам) составит:

· Строительное и дорожное машиностроение – составит 8-10 %;

· Автомобильная и тракторная – 35-50 %, с учетов увеличивающего производства иномарок на территории России, 900000 штук к 2011 году;

· В химической и нефтяной промышленности – 4-8 %;

· Металлургия – более 15 %;

· Тяжелое и энергетическое машиностроение -14-16%;

· На коммунальную отрасль, с учетом реформ в данной сфере, приходиться 2-3 %;

· На прочие отрасли приходиться 8-10%.

Около 40 % – это 650 литейных предприятий располагаются в центральной части страны, и их выпуск в общем объеме составляет 35 процентов, следовательно, в ближайшие годы потребность в литье в Центральном регионе увеличиться на 500-700 тыс. тонн в год.

Также следует учесть, что лишь 16 процентов предприятий производят литьем металлов на автоматических линиях, около 70 процентов литья производится в сырые песчаные формы. И поэтому только они могут составить реальную конкуренцию на растущем рынке литья. По подсчетам, на одно предприятие, которое оборудовано современным оборудованием, прогнозируемый объем увеличения выпуска литья,  составит минимум -20 тыс. максимум-25 тыс. тонн в год.

Литье – это технологический процесс изготовления отливок, суть которого  заключается в заполнении форм определенным расплавленным материалом дальнейшей его обработке. Литейная отрасль разделяется на целый ряд сегментов: литьё в песчаные формы, чугунное литье, художественное литье, литье по выплавляемым моделям и другие. Также есть и «экзотические» отрасли,  например ювелирные и стоматологические.

Рост литейного производства, за последнее время выросло, примерно на 10-12 процентов. По подсчетам специалистов мировое производство в нынешнем веке отливок составляет – около 74 млн. тонн. Одним из лидеров в этой отрасли является Китай, который за пять последних лет увеличил производство отливок на 70 процентов. Также рост зафиксирован в таких странах как Бразилия, Тайвань и Южная Корея. А вот Европа, а конкретнее Испания и Франция в этой области за последнее время уменьшили производство на 40 и 15 процентов соответственно.

Последней тенденцией эксперты считают увеличение изготовления высокопрочного чугуна – на четверть в целом, примерно на 30 процентов в развитых странах, и на половину в Америке и Японии. На территории  России высокопрочный чугун практически не изготавливается. Растет производство и цветных сплавов, здесь лидируют США и Германия. Китай производит алюминиевые, медные и цинковые отливки, а Россия только алюминиевые и рост составляет около 10 процентов.

Специалисты заметили тенденцию по которому, чем сильнее, современнее и развитее  экономика страны, тем меньше производящих, работающих цехов она имеет (например, Германия имеет цехов в семь раз меньше, чем Индия, в 1.5 раза меньше, чем Украина). Эта тенденция “компактности литья” и в других Европейских странах, исключение Великобритания, где замечен рост количества цехов и снижение объемов производства.

Суммарный объем производства в странах  входящих в топ – десятку составлять около 80 процентов от общего выпуска. Пять стран лидеров по производству отливок из высокопрочного чугуна это страны: США, Китай, Япония, Германия и Франция. Лидером по производству алюминиевого литья является США, следом за ним Япония, Китай, пятерку стран закрывает Германия, на шестом месте расположилась  Россия. На сегодняшний день Россия и Украина входят в число стран лидеров по производству изделий из серого чугуна и стали.

Крацевание. Это обработка художественного литья при помощи вращающихся  металлических щеток. После крацевания жесткими щетками отливка обретает законченный вид, и  поверхность приобретает блеск. При крацевании твердых сплавов (чугуна) используется щетка с проволокой диаметром 0.15-0.20 мм, для крацевания особо мягких сплавов применяется проволока диаметром – 0.1 мм, для драгоценных изделии используется специальные щетки (латунь) и используют  проволоку диаметром – 0.1-0.2 мм. Щетка диаметром – 33 мм имеет частоту вращения, в зависимости от материала, от 1200 до 2000 мин-1. Также при крацевании изделия необходимо смачивать 3-х процентным водным раствором поташа, раньше применяли пиво или квас.

Шабровка. Шабровка – это вид механической обработки, когда обработка введется  шаберами,  то есть специальными режущими инструментами с остро-заточенными лезвиями. С их помощью с отливки снимают тонкую стружку. Шаберы выравнивают поверхность изделия и делают ее гладкой. Для того чтобы получить более ровные поверхности без волнистости процесс шабровки нужно производить в 2-х взаимно перпендикулярных направлениях.

Шлифование. Этот способ обработки позволит довести поверхность металла приближающегося к зеркальной поверхности. Шлифование обычно является последней  операцией, но так, же может быть и  промежуточной, предотвращающей полирование или нанесение покрытий. Для шлифования необходимо использовать специальные войлочные круги, на которые наносят абразивные зерна. Скорость шлифования, при использовании круга диаметром 550-650 мм, от 15 до 30 м/с (зависит от металла). Если профиль отливки очень сложен, например шлифование тонкого художественного бронзового литья, то скорость может упасть до 10 м/с.

Голтование. Принцип голтовании заключается в массовом  полировании меленьких отливок во вращающихся барабанах с помощью специальных конусов или стальных шариков и т.п. При перемешивании шарики и отливки  за счет ударов и трения неровности, и шероховатости на поверхности отливок сглаживаются. Для того чтобы ускорить процесс, в барабан заливают  водный раствор соды, мыла и т.п. Диаметр используемых шариков составляет 3-5 мм, а скорость вращения барабана – колеблется от 60 до 180 мин-1.  Обработка голтованием длиться из бронзы 10-15ч,  из  латуни – 2-7 ч, из серого чугуна -  около 60-80 ч. Барабан заполняется на 50-80 процентов, при этом число шариков должно быть в два раза больше числа отливок.

Бурное освоение чугунолитейного производства, изобретение мощных воздухоотдувных устройств (увеличилась мощность печей), потребность в чугунных изделиях дало начало ремесленно литейной технологии. Особенно спросом пользовались, в то время, пушки и ядра.

Процесс изготовления пушек был весьма сложным и трудоемким. Уникальным памятником литейного искусства является Царь-пушка (16 век). ПО надписи на пушке можно узнать, что она была отлита по распоряжению Федора Иоанновича в 1586 г. Масса этого творения около 40 т (2400 пудов), длина составляет – 5.34 метра, калибр пушки – 89 см.  Масса ядра составляла 120 пудов, а масса необходимого пороха на один заряд составлял 30 пудов.

Царь пушка известна и  своими художественными достоинствами, а  не только своими размерами. На пушке есть изображение царя, едущим верхом, пушку украшают изящные барельефы. Цель этой пушки была защита Кремля. Но из нее не было сделано не единого выстрела.

Еще одной областью литейного искусства является литье колоколов. Технология литья колоколов накапливалась тысячелетиями. Колокольный набат оповещал население о пожаре, о мятеже, о нападении врагов и т.п. Зимой в пургу днем и ночью звонили колокола, чтобы путники нашли дорогу. Корабли и побережья тоже были оснащены колоколами, для того чтобы предохранить корабли от столкновения. На протяжении все жизни человека сопровождал трезвон колоколов.
Трезвон колокола должен был быть очень громким, мелодичным, чистым. На колоколах могли выполнять определенные надписи, дата изготовления, религиозные тексты. Восточные колокола на поверхность наносилось более 200000 иероглифов. Формы колоколов тоже отличились. Сначала их выполняли как: тюльпановидную или бочкообразную форму. Со временем форма менялась и весьма существенно. Европейские колокола имели расширяющуюся нижнюю часть (такая форма сохранилась до наших дней). Китайские колокола напоминали по форме цветы колокольчика. С течением  времени увеличивались и размеры и масса  колоколов. Литье колоколов показывало мощь и развитость технологии. Умельцы умеющие лить колокола, могли с тем же успехов изготавливать пушки и ядра.

И сегодня звон колоколов можно услышать не только в храмах.  Например, ведущие театры страны имеют  свои колокола. В Мариинском театре их насчитывается 18 штук, массой до 3 т.