Литые изделия из металла

Литые изделия из металла — Справочник металлиста

Перед импровизированном стартом я просмотрел уйму роликов и прочитал массу литературы на эту тему. Что и рекомендую всем желающим заняться литьем металла. Прежде чем приступать к практике, нужно понять теорию.

Лил с начало всякие безделушки, дальше — больше. В конечном итоге решил отлить табличку на забор — «ОСТОРОЖНО ЗЛАЯ СОБАКА» которая как то попалась мне на глаза на просторах интернета.

Калька с экрана, много кропотливого труда и не очень хороший результат. Единственное, кому понравилось мое изделие, это местным товарищам без определенного места жительства и рода занятий, которые её просто оторвали на металлолом.

Долго думал, как сделать хорошую, качественную матрицу и вспомнил про 3D принтер. Не скажу что освоение данного механизма и изучение программы проектирования мне далось очень легко, но, сейчас, положа руку на сердце, могу сказать — это вполне по силам обычному человеку. Было бы желание.

Ну а дальше неограниченный полет фантазии.

Что можно отливать

Отливать можно массу полезных вещей, которые люди с удовольствием покупают.

Таблички «ОСТОРОЖНО ЗЛАЯ СОБАКА» или «ВЕДЕТСЯ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ»

Таблички «ПОЧТА»

Таблички «АДРЕСА И НОМЕРА»

Таблички «КАФЕ, БАРЫ, ОФИСЫ» и т.д.

Это далеко не полный перечень того, что можно изготовлять. Можно даже лить формы для отливки свинцовых изделий (грузила, грузики для автомобилей, аккумуляторные клеммы и т.д. и т.д.)

Мне даже попалось видео, где какой-то товарищ из Кении вполне профессионально на коленке льёт посуду.

Я конечно посуду лить не планировал, а вот вопрос изготовления всякого рода табличек и форм для отливки свинцовых изделий меня очень даже заинтересовал.

Ни когда не рекламировал свои изделия, люди сами оценили и стали просить сделать для них такие же.

Вот так бизнес и начался. Городок у меня не большой, но заказов вполне хватает.

Необходимое оборудование

Практически все мое оборудование собрано из старых, отслужившее свое вещей.

Плавильня. Летний вариант собран из корпуса старого мини холодильника, кирпичей, глины и обрезка трубы.

Зимний вариант из старого твердотопливного котла, при помощи все тех же кирпичей, глины и такой-то матери.

Добавил поддув и установил всю эту систему в гараже, потому что в дождь и холод на открытом воздухе лить метал очень сложно, а за частую вообще не возможно.

Тигель. Старый, трехлитровый газовый баллон (их можно найти в любой приемке металлолома) и кусок арматуры для держателя.

Поддув воздуха. Для этой цели отлично подошли старые запчасти от пылесоса Циклон.

Песок. Любой, но желательно что бы фракция песчинок была как можно меньше. Так гораздо меньше на металле следов от литья (шероховатостей).

Я по началу использовал обычный, карьерный песок. Просеивал его на очень мелком сите, но со временем перешёл на кварцевый (желательно из старых, плавких высоковольтных вставок).

Он и без просеивания очень мелкий.

Примечание: После отливки, песок можно заново перерабатывать в сырье для создания форм. Поэтому не спешите его выбрасывать.

Жидкое стекло. Обычное натриевое жидкое стекло. Стоит копейки, по этому не изобретайте велосипед. Если вы все же всерьез решите заняться данным бизнесом, то советую его покупать не бутылками, а канистрами. Так получается гораздо дешевле.

Старый блок питания. Старый блок питания от компьютера для нанесения краски на изделия (анодирование).

Краски. Краски можно использовать как порошковые, так и из баллончиков. Из баллончиков даже предпочтительнее, меньше мороки.

Сырьё. Для литья подходит практически любой алюминиевый хлам, но я все же предпочитаю использовать пищевой, с добавлением электротехнического. Ну а в данном примере это размороженная фляга, но вполне себе подходит для наших целей.

Важно: Есть сорта алюминия, которые практически не поддаются полировке. Сколько бы вы их не шлифовали, зеркального блеска добиться не получится.

Воск. Некоторые с шиком используют пчелиный воск, мне подобное в голову как то не приходило. Зачем такой шик, если можно просто использовать технический парафин.

Шлифовальный станок. Точильный станок, ну или болгарка или даже дрель. Я зачастую использую все три инструмента.

Насадки для шлифовки. Тут все зависит от типа инструмента, который вы будете применять. Насадки не дорогие и можно приобрести на любом рынке.

Порошок графита или талька. Зависит от того, что вы сможете достать. В больших городах, где есть трамваи и троллейбусы не сложно найти старые, графитовые контактные щетки и на наждаке наточить порошка.

3D принтер и программа проектирования. Это скорее всего было самое сложное, так как и то и другое пришлось осваивать с нуля.

3D принтер вы можете, как и в моем случае, приобрести в интернет-магазине по вполне приемлемым ценам. Я за свой заплатил 17 тысяч рублей.

Можно было купить и дешевле, но я предпочел не экономить (чем больше будет монтажный стол у вашего принтера, тем большие матрицы он будет печатать).

Ну и всякие мелочи. Все, что необходимо для сборки опок, снятия шлака с расплава и обрезки всего лишнего с изделий. В общем все те мелочи, что я упустил в процессе повествования.

К сожалению принтер продемонстрировать не могу. На данный момент он находится в ремонте. Не всегда друзья Китайцы продают нам качественный товар. Хотя мой отработал больше трех лет и если бы не экспериментировал с загружаемым сырьем, скорее всего работал бы и посей день :))

Технология изготовления матриц

Технология очень проста, но скорее всего с первого раза у вас получится не то, на что вы рассчитываете. Просто наберитесь терпения (со временем придет навык и все будет казаться не так сложно).

Изначальный эскиз вывески можно просто брать из интернета. Для этого достаточно вбить в поиске логотип адреса и номера квартиры. Смотрите картинки в Гугле или Яндексе и выбираете что-то похожее.

Далее идем в фотошоп и слегка его правим.

После этого в 3D Max из изображения получаем 3d модель и накладываем буквы и цифры.

Все сохраняется в формат принтера и печатается. Получившуюся модель нужно вложить в опоку и забить смесью из песка и жидкого стекла.

Приготовления смеси и опоки для отливки

Опока. Опока, это по сути просто каркас, куда укладывается наша модель и наполняется формовочной смесью.

Её можно изготовить из дерева, но так как наши изделия не сильно отличаются по размерам, то в конечном итоге вам надоест это столярное творчество и вы предпочтете сделать ее из металла. Многоразовая гораздо лучше, чем часто переделываемая.

Формовочная смесь. Я использую смесь песка и жидкого стекла. В интернете очень много рецептов ее приготовления, но я все же остановился на этой. С моей точки зрения, это гораздо надежнее, нежели когда ваша форма просто разваливается и приходится всю работу переделывать по новой.

Примечание: Пропорции зависят только от вас. Я обычно добавляю стекла столько, что бы при сжатии смеси в руке она не рассыпалась.

А вообще, в этом вопросе кто во что горазд. Я тоже много экспериментировал. Однажды я (уж не знаю, то ли от большого ума или же от скудоумия) смешал цемент и жидкое стекло. Итог был печальным.

Смесь застыла еще до того, как я это осознал. В общем испорченный цемент, стекло и тара, в которой я все это дело замесил. Но от экспериментов я вас не в коем разе, не отговариваю.

Наоборот, пробуйте, возможно найдете свой рецепт.

Подготовка к литью

Вкладываем нашу 3D модель в опоку и плотно забиваем ее формовочной смесью. После этого аккуратно вынимаем и ждем пока форма застынет. Слегка обрабатываем её и можно лить. Для обратной стороны нашей формы мы изготовим ровную крышку и добавим литники

Важно: Многие процессы остаются за кадром и не потому что являются секретом, просто описать подробно весь процесс и нюансы в одной статье не возможно. На Ютуб канале Folk Сraft вы сможете в подробностях посмотреть процесс литья.

Именно с этого канала я черпал основную информацию по литью и вам советую сделать то же самое. Будет меньше ошибок и разочарований. Технология практически одинаковая. Просто мы вместо матрицы будем использовать 3D модель, напечатанную на принтере, а не алюминиевую, как в видео.

После того, как литьё остынет, его можно обрабатывать, доводить и красить.

Обратите внимания на текстуру кожи внутри таблички. Когда немного освоитесь в 3D программе, подобные вещи для вас перестанут быть секретом.

Придаем товарный вид нашим изделиям

Без необходимой доработки, ваше творение будет иметь мягко говоря не товарный вид. Здесь вы действительно можете проявить всю свою фантазию и умение.

Литье металлов

Литые изделия из металла

Человечество используем металлы и их сплавы несколько тысячелетий. Сначала металлы находили в виде самородков и россыпей, позже доисторические племена научились перерабатывать металлосодержащие руды. Проверенным способом получения изделий из металлов было литье в земляные формы.

Литье в песчаные формы

Отливали наконечники для стрел и мечи, сельскохозяйственные орудия и инструменты, утварь и украшения.

За прошедшие с тех пор тысячелетия человек изобрел множество новых приемов обработки материалов и методов литья, включая литье под давлением, газифицируемые формы и порошковую металлургию.

Старинный способ также сохранился, но используется в основном в скульптурных мастерских и художественных промыслах.

Особенности литья металлов

По сравнению с другими материалами, такими, например, как воск или гипс, литье металлов отличается некоторыми особенностями. Первая из них — высокая температура перехода из твердое в жидкое состояние. Воск, гипс и цемент затвердевают при комнатной температуре.

Температура плавления металлов гораздо выше — от 231 °C у олова до 1531 °C у железа. Перед тем, как приступить к литью металла, его необходимо расплавить.

И если олово можно расплавить в глиняной плошке на простом костре из подобранных рядом сучьев, то для плавления меди, не говоря уже о железе, понадобится специально оборудованная печь и подготовленное топливо.

ОловоСвинец

Олово и свинец — самые мягкие и легкоплавкие металлы — можно отливать даже в деревянные матрицы.

Для литья более тугоплавких металлов потребуются формы из смеси песка и глины. Некоторые металлы, как, например, титан, требуют для литья металлические формы.

После заливки изделию требуется остыть. Многоразовые матрицы разбирают, одноразовые формы разрушают, и отливка готова к дальнейшей механической обработке или к использованию.

Черные металлы

В металлургической промышленности различают цветные и черные металлы. К черным относятся железо, марганец, хром и сплавы на их основе. Сюда входят все стали, чугуны и ферросплавы.

Черные металлы дают более 90% мирового потребления металлических сплавов.

Из стали производят корпуса и детали транспортных средств от самоката до супертанкера, строительные конструкции, бытовую технику, станки и другое промышленной оборудование.

Чугун

Чугун — отличный металл для литья крупных прочных и долговечных конструкций, не подверженных напряжениям изгиба или скручивания.

Цветные металлы, в свою очередь, в зависимости от физических свойств, и прежде всего, удельного веса, делятся на две большие группы

Легкие цветные металлы

В эту группу входят алюминий, титан, магний. Эти металлы встречаются реже, чем железо, и стоят дороже. Их применяют в тех отраслях, где нужно снизить вес изделия — аэрокосмическая промышленность, производство высокотехнологичных вооружений, производство вычислительной и телекоммуникационной техники, смартфонов и малых бытовых приборов.

Титан

Титан благодаря своему отличному взаимодействию с тканями человеческого организма широко применяется для протезирования костей суставов и зубов.

Сюда относятся медь, олово, свинец, цинк и никель. Их применяют в химической промышленности, производстве электроматериалов, в электронике, на транспорте – везде, где требуются достаточно прочные, упругие и коррозионно-стойкие сплавы.

МедьЦинкНикель и его сплавы

В эту группу входят золото, серебро, платина, а также более редкие рутений, родий, палладий, осмий, иридий.

Первые три известны человеку с доисторических времен. Они редко (относительно меди и железа) встречались в природе и поэтому служили платежным средством, материалом для ценных украшений и ритуальных предметов.

Золото и платина

С развитием цивилизации золото и платина сохранили свою роль средства накопления богатств, однако стали весьма широко использоваться в промышленности и медицине из-за своих уникальных физико-химических свойств.

Методы литья металлов

Основные методы литья металлов следующие:

Традиционный метод

Металл поступает в форму под действием силы тяжести. Применяются песчано-глиняные или металлические матрицы. Недостаток метода — высокая трудоемкость изготовления форм и других операций, тяжелые условия труда и низкая экологичность

Литье под низким давлением

Суть метода заключается в том, что тигель с металлом и матрицы для отливок располагаются в герметичной камере. Металлопровод, сделанный из титанового сплава, опускается из формы в расплавленный металл.

В это время в камеру подают низкое избыточное давление воздуха или инертного газа. Металл попадает в матрицу под давлением, скорость потока весьма высока и при этом регулируется.

Форма заполняется полностью и равномерно.

Метод позволяет получать высококачественные отливки, в том числе особо тонкостенные. Качество поверхности также превосходит отливки, получаемые традиционным методом.

Литейные газы удаляются через отводящий трубопровод в систему очистки, откуда попадают в атмосферу. Метод отличается высокой автоматизацией операций, улучшенными условиями труда персонала и высокой экологичностью.

К тому же при таком литье и материалы, и расход энергии существенно экономятся.

Литье под высоким давлением

Метод применяется как в черной, так и в цветной металлургии и позволяет получать наиболее точные и однородные отливки. Металл под высоким напором поступает в матрицу со скоростью до 120 м/с и мгновенно заполняет ее.

Деталям, полученным таким методом, практически не требуется финишная механическая обработка. Таким методом можно отливать детали практически любой конфигурации, с тонкими стенками, с готовыми отверстиями и даже с готовой резьбой.

Инжекционное литье

Инжекционный метод от обычного литья под давлением тем, что металл попадает в матрицу в виде порошка, смешанного со связующим веществом. Формы делают из высокопрочных сталей.

https://www.youtube.com/watch?v=jgzSJPhY590

Высокая текучесть смеси позволяет заполнить мельчайшие детали рельефа форм самой сложной конфигурации, включающих внутренние полости. Достоинством этого метода является высокая точность поверхности, делающая ненужной дополнительную механическую обработку или сводящую ее к минимуму. Другим преимуществом является высочайшая физико-химическая однородность отливки.

Существуют и другие методы литья деталей, имеющие нишевое применение.

Литье в землю

Традиционный способ. Изготавливается простая или составная модель из дерева или других модельных материалов, потом по модели делается матрица из песчано-глиняной смеси. Подробнее об этом способе читайте в соответствующей статье.

Технология литья в землю

Модель извлекают из формы, части ее собирают вместе, создают литниковую систему. Форму накалывают тонкими острыми иглами, чтобы обеспечить газоотведение. Производят отливку, ждут ее остывания,

Литье в металлические формы

Разъемную форму, называемую кокилем, изготавливают из металлических деталей. Части матрицы получают путем отливки или, если требуется обеспечить высокое качество поверхности и точность размеров, путем фрезерования. Формы смазывают антипригарными составами и производят заливку.

Литье в металлические формы

После остывания кокили разбирают, извлекают отливки, очищают. Металлическая матрица выдерживает до 300 рабочих циклов.

Литье по газифицируемым моделям

Модель выполняется не из дерева или воска, а из легкоплавкого и газифицируемого материала, преимущественно полистирола. Модель остается в форме и испаряется при заливке металла.

Литье по газифицируемым моделям

Преимущества способа:

модель не требуется извлекать из матрицы;
можно изготовлять модели сколь угодно сложных отливок, не нужны сложные и составные формы;
существенно снижена трудоемкость моделирования и формования.

Литье по газифицируемым моделям приобретает большую популярность на современных металлургических производствах.

Формы для литья

Самый древний вид форм — это формы из песчано-глиняной формовочной смеси, или «земли». Исторически центры металлургии возникали рядом с местами залегания уже готовых по своему составу для литья песков, например, рядом с всемирно известным Каслинским чугунным заводом. Смеси делятся на обмазочные и наполнительные.

формы из песчано-глиняной формовочной смеси

Для построения любой матрицы требуется модель — макет будущего изделия в натуральную величину, но несколько больших размеров — на величину литейной усадки.

Модель помешают по центру опалубки, или опоки, и наносят на нее слой обмазочной смеси — термостойкой и пластичной. Потом начинают послойно, тщательно трамбуя каждый слой, заполнять опоку наполнительной смесью.

Требования к наполнительным смесям намного ниже, чем к обмазочным — они должны выдерживать давление залитого металла, сохраняя конфигурацию отливки, и обеспечивать выход плавильных газов.

После модель извлекают из формы и на ее место заливают расплав.

Для отливок сложной конфигурации, имеющих замысловатые детали и внутренние полости, применяют составные модели и формы из нескольких частей.

Металлические формы

Литье также осуществляется и в металлические формы. Их применяют при больших тиражах отливаемых деталей, в тех случаях, когда требуется высокая точность размеров и низкая шероховатость поверхности отливки, а также для некоторых металлов, активных в нагретом состоянии. Температура плавления материала формы должна быть существенно выше, чем температура отливаемого расплава.

Область применения

Различные способы литья имеют свои преимущественные сферы применения.

Так, литье в песчаные формы применяется при единичных отливках или малых сериях. Проверенный тысячелетиями способ понемногу уходит с промышленных предприятий, но продолжает использоваться на художественных промыслах и в скульптурных мастерских.

Литье в металлические формы применяется в случаях, когда требуется

большие тиражи отливок;
высокая точность размеров;
высокое качество поверхности.

Также литье в металл популярно в ювелирной промышленности и в производстве металлических украшений.

Литье под давлением все шире используется предприятиями, сфокусированными на качестве своих изделий, следящими за экологией, охраной труда и эффективным расходованием материальных и энергетических ресурсов.

Литье по газифицируемым моделям применяется в тех случаях, когда планируются большие тиражи отливок, требуется высокая точность и экономия трудоемкости.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Технология литья бронзы в домашних условиях

Литые изделия из металла

При изготовлении декоративных изделий из металла часто используется бронза. Из этого материала получаются привлекательные изделия, которые длительное время сохраняют приличный внешний вид.

Литье бронзы считается одни из самых популярных литейных процессов и применяется сотни лет для изготовления различных изделий из этого металла.

Чтобы понимать насколько этот материал подходит для литья и как с ним правильно работать, требуется обладать общей информацией о самом металле и способах его обработки.

Литье бронзы

Общая характеристика металла

Бронза представляет собой сплав, в состав которого может входит олово, медь и другие компоненты. К сторонним примесям относится цинк, алюминий, бериллий, свинец, никель или кремний. Если говорить о составе, бронзу можно разделить на две группы:

Оловянные сплавы. Материал может состоять из двух и нескольких компонентов. Олово относится ко второму по процентному содержанию компоненту сплава.
Безоловянные сплавы. В состав могут входить алюминий, свинец, кремний, свинец или бериллий. Эти компоненты изменяют характеристики сплава.

К характеристикам бронзового сплава относятся:

Плотность. Этот показатель зависит от содержания олова в составе. Среднее число 9,1 кг/куб. см.
Температура при которой плавится металл. Изменяется в зависимости от компонентов состава. Диапазон 880–1060 градусов по Цельсию.
Теплоемкость — 0,385 кДж / (кг*К).
Электропроводность — 0,176 мкОм*м.

При желании изменить какую-либо из характеристик сплава в его состав добавляется определённое количество сторонних примесей.

История технологии

Историки и археологи утверждают, что литье из бронзы начало развиваться более 10 тысяч лет назад.

В начале истории появления этого сплава он использовался для производства орудий труда и примитивных украшений. Раньше сплав использовали только в производственных целях.

На данный момент бронза используется для изготовления декоративных изделий, заборов, подвижных ограждений, люстр, бра, скульптурных композиций.

Моментом самого главного пика изготовления изделий из бронзы является период европейского барокко. В этот период люди украшали свои дома и поместья декоративными элементами из этого сплава.

Основные этапы

Литье бронзы подразумевает под собой технологический процесс, который требует использование специального оборудования и соблюдения определённых этапов производства:

В первую очередь подготавливается чертеж будущей заготовки.
Создаётся примыкание к модели литниковой системы. Для этого производится спаивание или приклеивание.
Изготавливается литьевая форма из огнеупорных смесей.
Форма освобождается от модельного состава. Для этого её нагревают паром или опускают в ёмкость с горячей водой.
Используя центробежную машину, расплавленная бронза заливается в форму.
Будущей заготовке дают самостоятельно остыть.

Для дальнейшей обработки детали из бронзы форма разбивается. Заготовка промывается с помощью химических составов.

Технологии литья бронзовых изделий

Литье из бронзы можно разделить на несколько видов в зависимости от технологического процесса и использования литейных машин. Для плавки сплава используются индукционные печи. Сам металл покрывается флюсом.

Изделие из бронзы

Литье под давлением

В процессе вакуумного всасывания расплавленный металл начинает втягиваться в форму кристаллизатора. Далее начинается охлаждение заготовки, которое происходит от краёв к центру. В качестве кристаллизатора использует емкость с тонкими стенками. Она охлаждается водой. После охлаждения заготовка сама отходит от формы.

Центробежное литье

Центробежное литье бронзы применяется для изготовления деталей цилиндрической и конусовидной формы. К ним относятся уплотнительные кольца, втулки для промышленного оборудование и другие детали. С помощью центробежной технологии изготавливаются червячные колёса и шестерни. Технологический процесс подразумевает под собой вращение формы, благодаря чему расплавленный металл уплотняется.

Художественное литье

Технология художественного литья из бронзы используются в случаях создания декоративных элементов. К ним относятся различные скульптуры, светильники, решётки, ограды, сувенирная продукция. Этапы художественного литья из бронзы:

Изначально изготавливается чертеж будущей заготовки.
Далее мастер создаёт форму, в которую будет переливаться расплавленный металл.
Расплавляется исходное сырье — шихта.
Форма для литья заполняется расплавленным металлом.
Процесс охлаждения.
Извлечение заготовки из формы.

Последним этапом считается очистка и дальнейшая обработка детали. Если конструкция составная, изначально создаются и обрабатываются отдельные детали. После этого они соединяются в одну конструкцию.

Швы зачищаются и обрабатываются защитными составами.

При правильном выполнении технологического процесса создания декоративных элементов из бронзы, можно избежать ошибок и снижения качества готовой продукции.

Литье в домашних условиях

Опытные мастера металлургии практикуют литье из бронзы в домашних условиях. Для проведения этого процесса требуется приобрести:

горн;
щипцы;
древесный или каменный уголь;
тигель в котором будет плавиться металл.

В качестве нагревательного элемента для плавки бронзового сплава часто используют газовую горелку. Связано это с тем, что бронзу можно расплавить при небольшой температуре. Так можно сэкономить на покупке индукционной печи.Литье в домашних условиях

Создание литейной формы

Литье бронзы в домашних условиях требует правильного изготовления форм для литья. Формовочная смесь должна состоять из смеси, песчаника, каменноугольной пыли, глины. Этапы изготовления формы:

Формовочная смесь засыпается в деревянный ящик, который называется опока. Сверху её утрамбовывают слабыми ударами.
Далее в формовочную смесь погружается модель будущей заготовки.
Сверху располагается ещё один ящик (опока). В него засыпается формовочная смесь. Трамбуется.
Далее мастер разделяет форму на нижнюю и верхнюю половины.

Как правильно залить расплавленную бронзу в литейную форму

Литье из бронзы в домашних условиях требует особой подготовки литейных форм. Из них требуется удалить воздух чтобы получились долговечные отливки без дефектов. Формы необходимо раскрутить в центрифуге с электроприводом. После этого можно заливать расплавленный металл.

Как получить более качественное литье

Качество литья можно повысить. Нужно использовать другой изменённую технологию. При этом используется воск. Из него изготавливают формы, в которые будут заливаться отливки. Можно использовать парафин. Чтобы сделать такую модель, требуется использовать готовую форму, которая нагревается в кипящей воде.

Литье бронзы известно многие сотни лет. С помощью этого технологического процесса изготавливаются декоративные элементы, ограждения, светильники и скульптуры. В состав бронзы входят разные компоненты, которые влияют на характеристики сплава.

Существует различные виды изготовления отливок из бронзы, которые подразумевают разные технологические процессы.

Пожалуйста поддержите канал: ставьте лайки, делайте репосты, а мы будем размещать для Вас полезную информацию о металлах!
Так же Вы можете посетить наш информационный сайт всё о металлах и обработке.

Художественное литьё из металлов: технологии и материалы

Литые изделия из металла

С момента появления до сегодняшнего дня формование металлических расплавов использовалось для создания произведений искусства. Старинные украшения и скульптуры, выполненные с величайшим мастерством, были сделаны с помощью древних технологий художественного литья из металлов. Эти методы почти без изменений используются современными авторами.

С металлом человечество познакомилось очень давно, но самые ранние попытки получения отливок из него, скорее всего, берут начало в четвёртом тысячелетии до н. э. Такие предположения позволяют делать археологические находки на Ближнем Востоке. Согласно исследованиям, первые формы, заполненные жидким металлом, были простыми углублениями в открытом грунте.

Значительного прогресса в точности и качестве отливок мастерам древности удалось добиться не сразу. Приблизительно вторым-третьим тысячелетием до нашей эры датируются первые сохранившиеся артефакты, которые можно отнести к скульптурному жанру. В этот период литьё становится не только предметом ремесла, но и способом создания произведений искусства высокого уровня.

Суть технологии заключается в свойстве расплавленного металла (как и любой другой жидкости) заполнять сосуд, в который его вылили. После остывания готовая отливка становится точной геометрической копией пустот в ёмкости. Основные этапы упрощённо выглядят так:

Изготовление скульптором оригинальной модели из пластичных неметаллических материалов.
Приготовление материалов для формования, создание литейной формы по оригиналу.
Плавление металла, заливка его в форму, остывание.
Освобождение готового изделия от формы, очистка и механическая обработка.

Процесс значительно усложняется, если необходимо создавать пустотелые отливки или тиражируемые изделия.

Используемые материалы

«Семёркой древних» называют перечень из железа, меди, олова, свинца, серебра, золота и ртути — с ними человечество знакомо не одну тысячу лет. Драгоценные металлы использовались для изготовления ювелирных изделий, а основным материалом для художественного литья в прошлом были сплавы на основе меди. В новое время к ним добавились чугун и алюминий.

Художники на протяжении всей истории не ограничивали себя ассортиментом материалов для плавки. Например, в XIX веке в Европе и России были популярны изделия из цинка и свинца, а современные скульпторы нередко обращаются к нержавеющей стали. Но классическими материалами для художественного литья даже на сегодняшний день являются бронза и чугун.

Бронзовые сплавы

Сплавы меди с некоторыми цветными металлами (свинцом, оловом, алюминием, бериллием) без присутствия цинка и никеля называют бронзой. Медь с большими примесями цинка — это латунь.

Последнюю применяют в основном для изготовления кабинетной скульптуры и дорогой мебельной и интерьерной фурнитуры.

Главным материалом для художественного литья больших и малых форм оставалась несменной на протяжении веков оловянная бронза. Её преимущества:

ничтожная усадка;
высокая текучесть;
не подверженность пористости при остывании;
высокая теплопроводность;
прочность;
коррозионная стойкость;
упругость;
свариваемость.

Литьё из бронзы — одно из старейших искусств. Применение её в разных частях древнего мира было повсеместным: люди готовили в бронзовой посуде, носили бронзовые украшения, пользовались бронзовыми инструментами, застёгивали одежду на бронзовые пуговицы.

Эта эпоха известна по удивительно высокому качеству исполнения и небывалой художественной силы скульптурам, сохранившимся до наших дней. С тех времён берёт начало литейная бронзовая традиция, надолго пережившая свой век с одноимённым названием.

Безусловно, сплавы совершенствовались на всём протяжении истории, но большая часть технологических процессов художественного литья оставались неизменными.

Серый чугун

Бронза и железо, пожалуй, самые важные материалы в истории человечества. Недаром они дали названия двум эпохам технологической эволюции — бронзовому и железному векам.

Поскольку для железного литья требовались более высокие температуры и сложные печи, плавку железа человечество освоило несколько позже бронзы. По некоторым сведениям, чугун лили в Китае ещё 2 тыс. лет назад.

Первыми массовыми изделиями из него в Европе и России были стволы пушек и ядра к ним в XV веке.

Эволюция печей и энергоёмкого топлива для них быстро сделала высокие температуры доступными не только для военной промышленности. Художественное применение литейного железа началось приблизительно в 1500 г.

с производства плитки для печей, памятников и фонтанов.

Мощным толчком для популяризации чугуна в искусстве было бурное развитие металлургических технологий во второй половине девятнадцатого века и последующая за этими событиями индустриализация.

Для приготовления скульптуры используют серый чугун с высоким содержанием фосфора как самый недорогой и приспособленный для литья сплав железа с углеродом.

Фосфор улучшает текучесть — это помогает металлу полностью заполнять форму. Свойство фосфора повышать хрупкость железа для художественного литья значения не имеет, как и присущая серому чугуну пористость.

Материал обладает ещё одним важным свойством — привлекательностью внешнего вида готового изделия.

Традиционные технологии нисколько не утратили актуальности и в наше время. В качестве основных мастера применяют литьё либо в земляные формы, либо по выплавляемым моделям. На XIX век пришёлся накал соперничества этих двух методов. Первый стал массовым в основном у промышленников, уступив лидерство в искусстве более точному и дорогому литью по восковым моделям.

Литьё в землю

Этот метод объединяет литьё в землю, песок или глину. Основная разница между ними заключается в материале формы. Суть технологии состоит в получении отпечатка от шаблона на смеси с дальнейшим изменением её качества (трамбовкой, добавлением связующего вещества) и последующим формированием в ней литниковой системы — каналов, по которым будет поступать и удаляться расплавленный металл.

Для создания сложных объёмных фигур нередко используют разборные шаблоны, а формовку производят в специальных составных ящиках — опоках. На результат большое влияние оказывает состав и качество формовочной смеси. После отливки заусенцы и линии каналов удаляются механически.

Достоинства технологии:

простота;
низкая себестоимость;
возможность создавать отливки больших размеров и массы.

По выплавляемым моделям

Этот метод был популярен ещё в Древнем Египте и Китае, использовался в Греции и Риме, не претерпел больших изменений за тысячелетия. Основные эволюции произошли во вспомогательных материалах: воск мастера сменили на синтетические смеси, активно стали применять эластичные резиновые формы и т. п. Классический метод литья по выплавленному воску выглядит так:

Создание восковой модели скульптором — точной копии будущей отливки.
Изготовление формы — на поверхность воска наносится в несколько этапов пастообразная гипсово-глиняная смесь.
Запекание формы в печи. Во время нагрева воск покидает форму, вытекая через заранее предусмотренные каналы.
Заливка расплавленного металла в покинутые воском пустоты.
Освобождение готовой скульптуры от глиняной формы.
Удаление лишнего металла с отливки, шлифование, полировка, художественная химическая обработка.

В подобном виде этот древний метод сейчас очень популярен у художников. Процесс литья усложняется при необходимости создавать тиражируемые изделия. Тогда в регламент работ добавляются процедуры изготовления «негативных моделей», назначение которых — служить многоразовой формой для восковых отливок.

Сам по себе способ формирования по выплавляемым моделям позволяет создавать чрезвычайно качественные и тонкие изделия из всех видов металлов. Технологические трудности могут возникнуть лишь при изготовлении больших элементов: такие задачи по плечу только мастерам высокой квалификации.