Литье анодов из олова

Литье из олова

Олово – это легкоплавкий металл. Он занимает пятидесятое место в таблице Менделеева. Он довольно широко распространен в природе, в частности, руду для его производства активно добывают в море Лаптевых.

Человек начал применять олово еще в бронзовом веке. В частности, его использовали для получения бронзы. В наши дни его используют в качества припоя, покрытий и пр. Кроме этого, олово применяют в ювелирном деле и при изготовлении игрушек, например, оловянных солдатиков и пр.

Процесс литья из олова

Температура плавления олова всего 231 °C. А вот точка его кипения находится в пределах 2 300 °C. Температуру, при которой металл будет расплавлен, можно достичь в домашних условиях. То есть можно вполне, разумеется, при соблюдении определенных правил и техники безопасности, выполнять литье из олова дома.
В промышленных условиях для литья олова применяют специальные центробежные литейные машины. Для изготовления форм применяют гипс, алебастр, эпоксидную смолу, силикон и разумеется, металл.

Процесс литья из олова в промышленности

Создание формы, это, пожалуй, самый ответственный процесс. Для начала необходимо создать эскиз будущей модели. После этого модель изготавливают из полимерной глины. Для нанесения мелких деталей необходимо использовать шило.
Другой, не менее важный процесс – изготовление литьевой формы. При ее изготовлении необходимо обеспечить наличие правильного разъема. Он нужен для того, что бы можно было извлечь готовую отливку и при этом не нанести повреждений самому изделию.

Оснастка из силикона для литья из олова

Изготовление оснастки из силикона потребует большего количества материала и времени. Это вызвано тем, что ее необходимо подвергнуть процессу вулканизации. Но в результате всех хлопот будет получена многооборотная оснастка для литья оловянных изделий. В случае если будущая деталь будет достаточно сложной, то необходимо будет предусмотреть наличие закладных деталей. Нельзя забывать и о воздуховодах, через них, по мере заполнения формы оловом, должен выходить воздух.

Важным элементом конструкции оснастки является отверстие, через которое будут выполнять заливку. Если оно будет маленьким, то металл будет поступать слишком медленно и процесс застывания может начаться до ее полного заполнения.
Перед началом литья необходимо соединить полуформы вместе и поместить между листом фанеры. Лист должен быть толщиной не менее 12 миллиметров, размер должен превышать габариты металлоформы. По окончании сборки всю конструкцию стягивают жгутом.

Две полуформы между листами фанеры, стянутые жгутом

Технология литья не отличается большой сложностью, готовить металл к заливке имеет смысл после окончательной сборки формы. Для этого его необходимо хорошо прогреть. После того как на его поверхности появиться пленка желтоватого цвета можно считать, что олово готово к розливу. Если металл будет перегрет, то на поверхности расплава будет плавать синяя или фиолетовая пленка.
Расплавленный металл заливают тонкой струйкой. При этом для удаления воздуха можно слегка постукивать корпусу.
Открывать форму можно только после того, как отлитая деталь полностью остынет. Для изъятия отливки нужно использовать щипцы. Надо быть готовым к тому, что первое полученное изделие будет иметь некоторые дефекты поверхности.

Удаление излишек олова (облой)

Последовательность механической обработки выглядит следующим образом. Сначала удаляют облой. Так, называют излишки расплава, которые затекают в шов формы. Для этого применяют шабер. Для удаления литников применяют бокорезы. Для окончательной обработки швов используют абразивную шкурку с самым мелким зерном (нулевку).

Инструменты и материалы для литья

Олово практически идеальный материал для выполнения литья и в домашних, в промышленных условиях. Какие будут нужны материалы и инструменты для производства формы и выполнения литья. Для изготовления формы потребуется герметик и гипс. Из первого будет изготавливаться сама оснастка, а гипс потребуется для изготовления каркаса, в который будет установлена технологическая оснастка.

Инструменты для литья из олова

Кроме, названных материалов потребуется несложный слесарный инструмент – напильники с разным сечением, плоскогубцы, паяльник и пр.

Формы для литья олова

Для изготовления литьевой оснастки применяют такие материалы, как гипс или силикон. Все зависит от детали и ее назначения. К самой простой можно отнести гипсовую. Для ее изготовления понадобится коробка из дерева, некоторое количество гипса и кусок металлической трубки.

Создание оснастки выполняется в несколько шагов:

Приготовление гипсовой смеси. Она по внешнему виду должна напоминать густую сметану.
Смесь вываливают в заранее приготовленную коробку и разравнивают.
Для получения полуформы необходимо взять деталь и наполовину погрузить ее в приготовленный гипс. Аналогичную операцию необходимо выполнить со второй половиной детали. В результате будут получены 2 полуформы.
Полуформы надо соединить, или скрепить с помощью замков или просто стянуть тугой резинкой. В то место, через которое будет заливаться расплав олова надо вставить приготовленную металлическую трубу.

В принципе литьевая оснастка готова к работе. Расплав олова можно спокойно заливать в полученную форму.

В чем отличие гипсовых форм от других – главное они имеют меньшую стойкость. Если их поверхность не подготавливать, то такая оснастка может выдержать один – два цикла.

Основные способы литья олова

В промышленных условиях существует несколько технологий позволяющих быстро и эффективно изготавливать отливки из олова и его сплавов.

Самым популярным можно назвать литье в центробежной машине.

Суть этого метода довольно проста, расплавленный металл, через систему литников подается в формы, расположенные вокруг одной оси и вращающиеся с определенной скоростью. Их вращение обуславливает создание центробежной силы, которая прижимает поступающий металл внутри формы. Таким образом, происходит устранение лишних газов из тела будущей отливки. Это инженерное решение позволяет получать металл с мелкозернистой структурой.
Литье выполняют в металлоформы, произведенные в заводских условиях. Перед заливкой на рабочие поверхности могут быть нанесены составы, облегчающие выемку готовой отливки из формы.

Литье олова в домашних условиях

Как уже отмечалось, литье из олова в домашних условиях используют для получения рыболовных снастей, фигурок, например, солдатиков и пр.
Порядок выполнения отливки из олова выглядит следующим образом:

Изготовление формы.
Литье изделия.
Механическая обработка отливки.

Для выполнения литья олова в домашних условиях понадобится:

Кухонная плита;
Олово.
Форма для отливки.
Напильник, скальпель и некоторые другие несложные инструменты.

Оснастку, выполненную из алюминия или силикона, можно использовать по нескольку раз. Для получения качественного результат придется потратить много времени, при этом желательно иметь определенные художественные навыки. После того как фигурка будет отлита ее желательно раскрасить. Для этого применяют акриловые краски. Для того чтобы она хорошо легла фигурку перед началом работы необходимо обезжирить.

Оловянные аноды для гальваники

Оловянные аноды применяются в процессах лужения чистым оловом и различными его сплавами (олово-висмут, олово-свинец, олово-сурьма и др.).

По маркам выделяют следующие виды оловянных анодов:

Оловянные аноды используются в процессах осаждения сплавов олово-висмут, олово-свинец, олово-никель.

В кислых электролитах аноды должны растворяться с образованием Sn 2+ , а в щелочных — Sn 4+ (это условие не всегда выполняется и при нарушении техпроцесса могут все-таки образовываться вредные двухвалентные ионы).

Как и другие виды анодов оловянные растворяются неравномерно — в первую очередь поляризуются острые грани и нижняя часть, т.е. те участки, где наблюдается наивысшая концентрация силовых линий электрического тока. На микроуровне растворение олова идет по граням кристаллов, составляющих структуру металла и различающихся по величине (в зависимости от способа изготовления и качества анода). Крупные кристаллы могут выкрошиться, если удерживающие их по периметру мелкие кристаллы уже растворились. Такие выпавшие кристаллы формируют основу анодного шлама. Дополнительно в шлам попадают нерастворимые примеси, а если аноды длительное время находились без тока, то и контактно выделенный висмут (при осаждении сплава олово-висмут). Поэтому, как и при никелировании или меднении, оловянные аноды должны загружаться в химически стойкие чехлы. Оптимальные марки анодов с точки зрения шламления — О1 или О1пч (особо чистые).

Оловянные аноды могут пассивироваться при высоких плотностях тока. Правда, для олова явление пассивации не столь выражено, как для никеля или цинка, но его следует иметь в виду. Пассивация анодов в кислом электролите усиливается при превышении концентрации олова и серной кислоты в электролите. Резко ускоряет пассивацию олова присутствие в анодах свинца. Выделяющиеся при растворении свинца ионы взаимодействуют с серной кислотой в электролите и образуют сульфаты, препятствующие дальнейшей нормальной работе анодов. Они становятся нерастворимыми и на них начинает активно выделяться кислород. Иногда аноды могут вообще перестать проводить электрический ток.

Отдельно следует рассмотреть анодную поляризацию в щелочном станнАтном электролите лужения. Дело в том, что в этом растворе аноды всегда должны быть частично запассивированы. Поясним это. Как уже ранее говорилось, вредной примесью в щелочном электролите оловянирования являются Sn 2+ , которые при высоких рН (щелочная среда) входят в состав станнИтов SnO ₂ 2- (четырехвалентное же олово образует станнАты SnO ₃ 2- ). Следовательно, необходимо минимизировать появление двухвалентных ионов. Рассмотрим подробно соответствующую анодную поляризационную кривую.

При анодной плотности тока менее 2А/дм 2 (участок 1) происходит реакция:

Sn + 4 OH — — 2 e → SnO ₂ 2- + 2 H ₂ O

Аноды по мере прохождения реакции становятся серыми.

При дальнейшем повышении плотности тока наблюдается незначительный перегиб поляризационной кривой (участок 2), соответствующий частичной пассивации анодов. Механизм растворения меняется:

Sn + 6 OH — — 4 e → SnO ₃ 2- + 3 H ₂ O

На на анодах появляется золотистая пленка SnO ₂ * x * H ₂ O . Данная реакция идет при плотностях анодного тока от 2 до 4 А/дм 2 . Если поляризация анода продолжится в положительную область, то произойдет полная пассивация (участки 3 и 4). Аноды станут черными и нерастворимыми, на них будет активно выделяться кислород по реакции:

Практически частичная пассивация анодов в станнатном электролите достигается путем последовательной их загрузки по одному в работающую ванну с деталями. Как только первый анод приобретает золотистый цвет, загружается второй и т.д. При этом отношение катодной площади к анодам должно быть не менее 3:1 (тот редкий случай, когда площадь анодов должна быть МЕНЬШЕ площади катодов). Пассивная пленка может растворяться в перерывах в работе ванны.

В аноды для щелочного лужения может добавляться до 1% Al , что снижает плотность тока частичной пассивации и повышает анодный выход по току на 30-40%.

2.4. Оловянное литье. Технико-технологические сведения

Литье из олова известно человечеству с древнейших времен. Еще за шесть тысяч лет до нашей эры в Египте лили из олова украшения. Упоминания об этом металле встречается в древнеиндийской, греческой, римской литературах. В античные времена в ходу были монеты и сосуды из олова.

Занимались литьем из олова и на Руси. До нас дошли утварь, украшения, предметы культа времен Киевской Руси. В XIII–XV веках ремесло это достигло большого развития на Украине, в городах Холм, Володимир, Перемышль, Луцк. В XV веке в Киеве был основан литейный цех, вырабатывавший оловянные изделия.

Художественное литье из олова достигло своего наивысшего расцвета в эпоху господства стиля барокко, относящегося к концу XVI, XVII и большей частью XVIII века (см. рис. 2.7, 2.8).

Мастера-литейщики объединялись в союзы-дворы. На Украине и в Польше они получили название цехов. Нередко этот союз объединял ювелиров, живописцев и литейщиков из олова. Такой союз способствовал высокому художественному уровню ремесла. С середины XVI столетия изделия из олова обязаны были иметь «тавро» – клеймо. А в 1576 году стало обязательным ставить пробу на изделиях и слитках олова. Качество продукции контролировала городская и королевская власть. Было постановлено, например, отливать посуду – миски и фляги из чистого пищевого олова, а ларцы – из сплава четвертной пробы (3/4 свинца и 1/4 олова). Впоследствии количество проб увеличилось, появились третья, четвертая, шестая, двенадцатая и шестнадцатая пробы в зависимости от количества олова в сплавах со свинцом. Третья проба дожила до наших дней под названием припоя-третника, этот сплав и сейчас довольно часто применяют в художественном литье.

Наибольший интерес из изделий того времени представляют собой кубки и фляги. На них изображались эмблемы, списки «братиев-литейщиков», святые покровители, гербы. Известна фляга, посланная в 1656 году Богданом Хмельницким шведскому послу Гильдебранду. Изделия этого периода отличаются высокими художественными достоинствами. Фляги имели четырех-шестигранную форму, снабжались завинчивающейся крышкой с ручкой наверху. Фляги были украшены гравированным растительным орнаментом с листьями и пышными цветами. Нередко среди растений встречались изображения животных – собаки, олени (см. рис. 2.9).

Рис. 2.7. Блюдо с гербовой орнаментикой, Франция XVII в.

Рис. 2.8. Кружка с гравированным орнаментом, Саксония, предположительно около 1600 года.

Рис. 2.9. Фляга оловянная. Украина, 1717 г.

Рис. 2.10. Литая оловянная игрушечная посуда. Москва, конец XIX в.

Другим распространенным видом оловянной посуды были разных размеров кварты – четверти. Чаще всего их гладкие бока ничем не украшали, вся красота заключалась в пропорциях формы. Для бытовых нужд вырабатывалось много различной посуды и предметов домашнего обихода: жбанов, мисок, тарелок, блюд, ваз и вазочек, гребней, ложек, пуговиц, ларцов для документов, братин, ендов и прочее.

В XVII веке в художественном оформлении продукции литейщики стали ориентироваться на аналогичные изделия чеканной работы. И хотя эстетические возможности оловянного литья значительно уже, чем у ювелирной чеканки, в литых изделиях мы видим хорошо найденную форму, богатую орнаментику, разнообразие изображений, позволяющие конкурировать с чеканкой.

Наиболее украшенными были предметы церковного назначения: дарохранительницы, кресты, блюда, подсвечники и оклады икон, органные трубы, фонари ажурного литья, детали внутренней отделки зданий, дверей и иконостасов. Фигурные изображения, как гравированные, так и рельефные, своим стилем были целиком родственны тогдашней живописи, графике и скульптуре.

Оловянное литье широко распространилось при Петре I. В те времена в быту пользовались оловянными пуговицами, кубками, посудой, встречались и медали из олова (см. главу «Гравирование», параграф граверно-медальерное искусство). Тончайшим узором скрепляли слюдяные пластинки в фонарях-светильниках.

Оловянное литье стало приходить в упадок в конце XVIII века. Художники-литейщики очень редко стали применять олово в художественном литье. Из изделий XIX века можно найти в музеях оловянных солдатиков и игрушечную посуду (рис. 2.10).

Появление в 30-х годах XVIII века модных напитков – чая и кофе – дало развитие медеплавильным и медеобрабатывающим заводам. Давленые медные, бронзовые и серебряные изделия (например, самовары) вытеснили оловянные ендовы, братины, четверти, и фляги – посуду допетровского периода. К этому же времени относится бурное развитие в России фарфоровых заводов. Оловянные изделия не могли конкурировать с давленной и чеканной медью, тем более что олово как металл имеет один существенный дефект: при длительном охлаждении ниже – 18° оно заболевает «оловянной чумой», превращаясь в серую рыхлую массу, – вот почему до нас дошло очень мало старинных оловянных вещей. Из истории известно, что зимой 1812 года у отступающих французов стали разваливаться форменные пуговицы, изготовленные из олова. В одну из зим мороз уничтожил все оловянные ложки и миски, которыми пользовались каторжане, работающие на руднике в Нерчинске (Сибирь). По вине олова произошли и трагические события с одной из экспедиций к Южному полюсу, когда стали разрушаться жестяные банки с запасами керосина, швы которых были пропаяны оловянным припоем с небольшим содержанием свинца. Чтобы уберечь изделия от «оловянной чумы», к чистому олову добавляют цинк, висмут, сурьму.

«Природное олово существует в двух модификациях: серебристый металл с плотностью 7,3 г/см 3 – это белое олово и серое олово – материал со свойствами полупроводника и плотностью 5,8 г/ см 3 при охлаждении белое олово переходит в серое, резко увеличивается удельный объем, металл рассыпается в серый порошок. Такое превращение быстрее всего происходит при температуре -33 °C, а если есть контакт белого олова с серым, то «оловянная чума» быстро распространяется от одного предмета к другому. Считается, что оловянные предметы надо хранить в теплом помещении». И. Л. Аптекарь, А.Д. Стыркина. Реферат. «Заражение при оловянной чуме» // «Доклады АН СССР», т. 265, № 5, 1982. Также прочитайте статью: «Художественное литье», художника И. Малаховского // «Наука и жизнь», № 10, 1979.

В 80-х годах прошлого века к орнаментальному ажурному оловянному литью вновь обратились чешские мастера бижутерии из города Яблонец. Они и сейчас умело сочетают оловянный литой ажур со стеклом, штампованным в виде граненых драгоценных камней, и гальваническими покрытиями, имитируя золотые изделия псевдобарочного периода. Современные чешские мастера-литейщики выполняют ажурное литье орнаментально-растительного характера в виде звеньев, из которых в дальнейшем собираются браслеты, броши, ожерелья. В их работах старинное ремесло обрело новую жизнь. Славятся своим оловянным литейным мастерством дизайнеры России, Англии и Италии.

Для художников-любителей, дизайнеров, желающих попробовать свои силы в литье, олово представляет собой благодатный материал. Оно привлекает прежде всего своим красивым цветом, сходным с цветом серебра, своей технологичностью – низкой температурой плавления, легкостью тонирования, пластичностью, позволяющей легко гравировать, чеканить, «лепить» паяльником, добавляя или отнимая металл.

В умелых руках с помощью несложного оборудования серебристые слитки из олова превращаются в выразительные, прекрасно передающие пластику миниатюры: скульптуры, медали, броши, браслеты, запонки, булавки для галстуков, в оригинальные рельефные или ажурные пуговицы и тому подобное. Ажурными или рельефными пластинами более крупного размера можно украсить шкатулки, декорировать дверные ручки, петли, замочные скважины. Пластины, наложенные на фон из дерева или камня, могут служить самостоятельными настенными украшениями. Наконец из сборных деталей изготовляют достаточно крупные вещи; фонарики, бра, подсвечники, ларцы, шкатулки.

Нередко изделие декорируют вставками перламутра, бисера, янтаря, цветного стекла, камня, керамики. С той же целью применяют холодную эмаль – эпоксидный клей, смешанный с пигментами или художественными масляными красками.

Помимо функции чисто художественной, ювелиры и скульпторы – миниатюристы используют оловянное литье как промежуточный этап для перевода оловянной модели в более твердый металл – серебро, бронзу, чугун, мельхиор, нержавеющую сталь. Олово дает возможность более четко проработать мельчайшие детали, что недоступно моделям из пластилина или воска. Навыки работы с оловом позволяют в дальнейшем перейти к литью из более тугоплавких металлов, например алюминию и его сплавам.

Сегодня мы расскажем об этом древнем ремесле. Современные художники прикладного искусства и ювелиры теперь уже все более охотно применяют технику художественного литья в своей творческой работе. Оно поможет вам в изготовлении различных декоративных изделий, которые можно с успехом применить в дизайнере оформления помещений, а также при изготовлении деталей для ваших моделей.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Анод оловянный

Среди продукции, которая поставляется нами по всей территории СНГ, огромным спросом пользуется анод оловянный, который применяют в металлургической отрасли. Покрытые оловом изделия отличаются долговечностью, надёжностью при эксплуатации и использовании.
Анод оловянный может быть сделан способом литья или холодного/горячего катания. По форме анод оловянный бывает в виде пластины (листа), полусферы и сферы.
Олово надёжно пристаёт к основному материалу, анод оловянный очень востребован при проведении антикоррозийной защиты. Применяется анод оловянный чаще всего в металлургической промышленности, где электрохимическим способом на поверхность металлических изделий наносится слой олова. Анод оловянный также используют в радиоэлектронике при производстве печатных плат. По цене анод оловянный уступает аналогам из других сплавов и металлов.
Если после покрытия изделия слоем олова, произвести обработку детали или изделия глицерином, это позволит получить более стойкое антикоррозийное покрытие. Можно обратить внимание на то свойство олова, что оно очень медленно взаимодействует с разными кислотами: соляной, азотной и серной, и только при нагревании может раствориться под их воздействием. Олово не выделяет вредных для человека веществ, даже под воздействием высоких температур, что делает его очень безопасным материалом. Именно поэтому оловянное покрытие может быть использовано в пищевых упаковках, защитный слой которых не разрушается под воздействием органических кислот, которые присутствуют в пищевых продуктах. Используют анод оловянный и при получении дополнительного покрытия в производстве консервной жести. Покрытие пластично, выдерживает механические деформации.
Анод оловянный обладает ещё одним преимуществом – обработанные им изделия приобретают красивый внешний вид. Покрытые оловом металлические предметы часто применяют в качестве декора.
Подробнее узнать о наличии на складе оловянных анодов и цены на них можно через менеджеров нашего сайта. Наше предприятие давно разработало схему индивидуального подхода к каждому заказчику. Учитывая пожелания наших партнёров, мы всегда стремимся к долгосрочному и взаимовыгодному сотрудничеству.