Лучше всего устроить литейную мастерскую в отдельном строении на даче или в деревне. При этом подготовительные работы, то есть формовку небольших моделей, вполне можно производить дома. В профессиональных училищах, колледжах и университетах создают специальные литейные учебные мастерские.
Для формовки, собственно литья и хранения топлива должны быть предусмотрены отдельные помещения. Они должны хорошо сообщаться между собой, что облегчает переноску тяжелых форм от одного участка к другому.
Самое просторное помещение отводится для литейной. В центре или подальше от стен ставится печь (о том, какие бывают печи и как они работают можно почитать ниже). Пол вокруг делается земляным или выкладывается кирпичом.
В стороне невысокий верстак для литейной формы. Уровень расположения литейной чаши не должен быть выше уровня верхней части печи, чтобы при работе ковш не приходилось поднимать.
Следует сказать несколько слов об одежде литейщика. Ее следует делать из прочного материала, хорошо защищающего от тепла. Высокие ботинки на толстой подошве предохраняют ноги во время работы около печи. На руках обязательно должны быть перчатки, а при заливке – рукавицы из двухслойного брезента. Комната для формовки должна иметь не только хорошее дневное, но и искусственное освещение. Литниковые системы собираются на широком верстаке, за которым должно быть одинаково удобно и сидеть, и стоять. Большие формы заполняются и собираются прямо на полу.
Стол должен иметь жесткую крышку и прочно стоять на ножках, поскольку масса некоторых заполненных форм довольно велика. Вокруг него располагают ящики с инструментами, необходимыми при формовке, и съемными частями литниковых форм.
Многоразовые опоки средних размеров, очищенные от остатков формовочного материала, хранятся в специальном шкафу. Песок и глину держат в больших стационарных ящиках.
Обычно начинающему литейщику доступны два легкоплавких материала – свинец и олово. Пользоваться первым не рекомендуется, несмотря на всю простоту его обработки. Во-первых свинец ядовит, а дышать его парами еще более опасно. Во-вторых, от неосторожных опытов могут пострадать другие учащиеся и студенты.
Другой металл – олово (см. выше) – издавна использовался для отливки небольших предметов быта, а также игрушек. Помните сказку Г.-X. Андерсена «Стойкий оловянный солдатик»? Чтобы сделать фигурку из олова, понадобится большой опыт формовки, но сам металл крайне прост в обращении. Рабочее место оборудуется крайне просто. Прежде всего, необходим просторный стол, за которым можно было бы стоя собирать литейные формы и производить засыпку формовочной смеси. Место должно быть хорошо освещено, поскольку формы для микролитья (именно так называется отливка небольших изделий) по сложности не отличаются от обычных, а вот размеры их гораздо меньше.
Литье – сложный технологический процесс, требующий большого терпения. Для литья различных изделий необходимы специально изготовленные формы-опоки, модели, стержневые ящики для изготовления стержней и разнообразные инструменты, о которых мы поговорим ниже. Наряду с данными приспособлениями могут потребоваться также шаблоны (формовочные, скребковые, контрольные) и кондукторы для зачистки стержней.
Все перечисленные выше приспособления и будут являться для литейщика своеобразными инструментами, с помощью которых можно создать самые разнообразные художественные изделия из металлов.
Служебные инструменты. Помимо литейных форм, стержней и модельного комплекта, для ручного литья необходим и другой инвентарь, который условно можно разделить на несколько групп.
1. Инструменты, предназначенные для заполнения опоки формовочной смесью: прямоугольные или круглые сита с металлической сеткой, плоские или совковые лопаты.
2. В опоке смесь утрамбовывают с помощью ручных трамбовок, которые в зависимости от назначения могут быть различными: короткими – для уплотнения смеси в опоках с низкими стенками, или длинными – для уплотнения смеси в крупных опоках, с острыми или тупыми концами – для уплотнения смеси соответственно в объеме опоки или у ее поверхности.
3. Для контроля поверхностного слоя засыпанной и утрамбованной смеси используют уровень, или ватерпас.
4. Ровную гладкую поверхность можно создать с помощью гладилки или ланцета.
5. Упавшие внутрь формы формовочной смеси можно удалить с помощью крючка.
6. Выправлять углы лучше всего угловыми гладилками.
7. Для того чтобы избежать разрушения во время извлечения модели из формы, смесь необходимо увлажнить с помощью кисти.
8. Литниковые каналы лучше всего проделывать специальными ножами, сверлами или спицами из стальной проволоки.
9. Сгребать формовочную смесь в сито удобнее с помощью скребков и совков.
10. Для выравнивания поверхности литниковых ходов часто фигурные ложки.
11. Вентиляционные каналы можно проделать с помощью стальных игл разных диаметров: от 3 до 5 мм – при изготовлении небольших форм, от 7 до 10 мм – для крупных отливок.
12. Приготовленные модели расталкивают, используя специальные молоточки-киянки.
13. Лишними здесь не окажутся и щетки, которыми можно сметать остатки и лишние комочки формовочной смеси.
14. Для уплотнения формовочной смеси при изготовлении достаточно больших по размеру и массе форм рекомендуют использовать пневматическую трамбовку.
15. Часто внутри форм, на крестовинах, закрепляют крючки из изогнутой низкоуглеродистой стальной проволоки, которые служат опорой для формовочной смеси. Эти крючки для лучшего сцепления со смесью можно обмазать жидкой формовочной глиной.
16. Для того лучше зафиксировать формовочную смесь в верхней опоке, в ней устанавливают деревянные колышки.
17. Такие места в форме, как выступающие части, углы, болваны и переходы от тонких к толстым, закрепляют с помощью литейных гвоздей, или шпилек.
18. Проволочные или литые каркасы используют в литье в качестве «скелета» стержней. При этом в небольшие по размерам стержни вставляют в каркасы из тонкой проволоки, в более крупных стержнях устанавливают каркасы либо из проволоки диаметром до 9 мм, либо литые из чугуна.
19. Каждому литейщику необходимо всегда иметь под рукой пульверизатор (для нанесения краски на детали) и пневматические сопла (для обдува готовых форм перед сборкой их частей).
2.7. Материалы и печи для литья
Формовочные материалы. В зависимости от их применения формовочные материалы подразделяются на исходные материалы и смеси, а исходные в свою очередь – на основные и вспомогательные. Они имеют также рабочие свойства: природные и технологические. Природные свойства характерны для исходных формовочных материалов – песков и глин. Относятся к ним морфологический, зерновой и химический составы материалов. Рассмотрим это подробнее.
Морфологический состав. При разрушении горных пород образуются размельченные частицы, которые являются основой формовочных смесей. Они переносятся силами природы на большие расстояния и образуют залежи.
Зерновой состав – это размер и форма зерен формовочного материала, соотношение их между разными размерами. Он влияет на свойства формовочных песков. Размер зерен песка влияет на качество поверхности отливки. Более чистая поверхность получается при применении мелкого песка.
Химический состав. Зная химический состав формовочного материала, наличие в нем вредных и полезных примесей, можно определить возможность применения его для приготовления формовочных смесей со свойствами, обеспечивающими получение отливок хорошего качества.
К основным формовочным материалам относятся пески, глины и связующие.
Формовочные пески. Это осадочные горные породы, основную часть которых составляет кварц. Кварцевые пески имеют белый цвет. Различные оттенки формовочному песку придают примеси. Чем их меньше, тем песок светлее и огнеупорнее. Формовочные пески кроме зерен кварца содержат глину. В зависимости от содержания глинистой составляющей, кремнезема и вредных примесей кварцевые пески делятся на три класса: Об1 К, Об2 К, Об3 К (обогащенные). По содержанию кремнезема – на четыре класса: 1 К, 2 К, 3 К, 4 К и глинистые пески по содержанию глины на четыре класса: Т – тощий, П – полужирный, Ж – жирный, ОЖ – очень жирный.
Формовочные глины. Формовочные глины – это горная порода, которая после смачивания становится очень пластичной. Поэтому их применяют в качестве связующего частиц наполнителя при изготовлении прочных формовочных смесей.
