Литье металлов - это получение металлических изделий (отливок) путем заливки расплавленного металла в литейную форму. Рабочая часть литейной формы представляет собой полость, в которой материал, затвердевая при охлаждении, приобретает конфигурацию и размеры нужного изделия.

Литью поддаются все металлы. Но не все металлы обладают одинаковыми литейными свойствами, в частности жидкотекучестью — способностью заполнять литейную форму любой конфигурации. Литейные свойства зависят главным образом от химического состава и структуры металла.

Важное значение имеет температура плавления. Металлы с низкой температурой плавления легко поддаются промышленному литью. Из обычных металлов наивысшая температура плавления у стали.

Металлы делятся на черные и цветные. Черные металлы — это сталь, ковкий чугун и литейный чугун. К цветным относятся все другие металлы, не содержащие в значительных количествах железа. Для литья применяются, в частности, сплавы на основе меди, никеля, алюминия, магния, свинца и цинка.

Художественое литье из цветных металлов

Сплавы и металлы, применяемые в художественном литье, дают возможность воспроизводить любую сложную скульптурную и архитектурную композицию.

Бронза по своим пластическим свойствам дает возможность выполнять в ней тонкие и ажурные композиции и любые нюансы лепки и фактуры.

Этот металл призван решать монументальные задачи в скульптуре и архитектуре.

Одновременно бронза является и универсальным пластическим материалом обладающим большим диапазоном применения.

Поверхность бронзы обладает исключительными декоративными качествами, богатством цветовой окраски и световой игры, это единственный металл, которому можно искусственно придать цвет античной патины.

Для придания художественному изделию из бронзы четких форм и выразительности используют чеканку, которая дает возможность получить такую декоративную отделку, которую невозможно получить лепкой. Чеканкой поверхность бронзы готовится к последующей декоративной отделке — патинированию.

Патинирование в заданный тон осуществляется нанесением на поверхность бронзы соответствующих растворов - реагентов, образующих на ней оксидную пленку химическим путем. Оксидирование сообщает поверхности металла не только декоративные качества, но и способность рассеивать свет, а также предохраняет металл от действия вредных реагентов, находящихся в воздухе.

Оксидирование уменьшает блеск, присущий бронзе, смягчает имеющиеся на поверхности переходы — от выпуклостей к углублениям рельефа. В то же время оксидирование, подчеркивая формы или рельеф, способствует выразительности. Искусственно нанесенные декоративные пленки имитируют естественно образующиеся на бронзе окислы.

Обычно изделия из бронзы тонируют в зеленоватые цвета. Зеленый цвет с соответствующими цветовыми переходами в рельефах воспринимается как наиболее мягкий и обобщающий, поэтому тонирование под «древнюю» (античную) патину наиболее распространено.

В естественных условиях зеленая патина легче образуется непосредственно на чистой меди, если, например, скульптура из меди расположена на большой высоте, где отсутствуют сернистые соединения.

Цвета естественных патин зависят от состава бронзы и атмосферных условий, в которых находится бронзовая или медная скульптура, а также реагентов, которыми был тонирован металл искусственно.

Алюминий - один из важнейших металлов современности , нашедший самое широкое применение во всех областях техники, в архитектуре, изобразительном искусстве и в быту. Он находит все большее применение в прикладном искусстве и скульптуре.

Наиболее широко алюминий и его сплавы применяются для скульптуры, входящей в различные архитектурные сооружения. Применение скульптуры из алюминиевых сплавов распространено в современной архитектуре. Это объясняется многими соображениями: высокими антикоррозийными свойствами алюминия и его сплавов, не изменяющихся в условиях атмосферы современных городов, технологичностью и дешевизной этого металла, его высокими литейными свойствами, низкой температурой плавления (658°С), малой объемной массой (2/7 т/м3 ), сравнительной легкостью монтажа скульптуры на месте ее установки и, наконец, тем, что алюминий приобретает со временем красивую патину.

Для предохранения от коррозии и потемнения, для сохранения блестящей поверхности или для ее тонирования скульптура из алюминия и его сплавов обрабатывается в электролитической ванне (на аноде), после чего на поверхности металла образуется тонкая и прозрачная стекловидная пленка, отличающаяся высокой твердостью и придающая скульптуре приятный мягкий тон.

Характерной особенностью образующейся оксидной пленки является не только ее твердость и прозрачность, но и микропористость. Благодаря микропористости оксидная пленка может быть окрашена водным раствором специальных органических красителей, адсорбирующих в поры оксидной пленки; при этом окрашенная оксидная пленка не теряет блеска, присущего металлу.

Литье бронзы

Медные сплавы подразделяют на бронзы и латуни. Бронзы, в свою очередь, делят на оловянные (сплавы меди с оловом) и безоловянные (сплавы меди с алюминием, свинцом, кремнием, бериллием, марганцем, никелем и др.).

Бронзы, содержащие до 50% Sn, называются низкооловянными, а больше 5% Sn — высокооловянными. Расплавы бронз, предназначенные для изготовления отливок, приготовляют из чистых материалов (главным образом из высокооловянных) и из вторичных сплавов стандартного состава (в основном низкооловянные бронзы) переплавкой лома и отходов.

Высокооловянные бронзы из-за дефицитности и высокой стоимости олова применяют в ограниченном количестве, в основном для изделий ответственного назначения, от которых требуются высокая коррозионная стойкость и износостойкость.

Оловянные бронзы дефицитны, поэтому в промышленности широко применяют бронзы, не содержащие олова, которые по ряду свойств превосходят оловянные и служат их заменителями. Большинство оловянных бронз, как правило, многокомпонентные сплавы. Механические свойства безоловянных бронз значительно выше оловянных и, кроме того, они имеют достаточно высокие антифрикционные и коррозионные свойства.

Наибольшее распространение получили алюминиевые бронзы (8 — 10% Al). Железо, входящее в состав алюминиеых бронз, измельчает структуру, повышает прочность и антифрикционные свойства.

Никель, как и железо, повышает прочность, износостойкость и при повышенных температурах (до 500° С) сообщает бронзам свойства выше свойств оловянных бронз при нормальных температурах. Марганец повышает механические, коррозионные и технологические свойства алюминиевых бронз.

Для повышения антифрикционных свойств в литейные алюминиевые бронзы вводят вводят свинец. Усадка алюминиевых бронз больше усадки оловянной бронзы. Алюминиевые бронзы склонны к трещинообразованию при затрудненной усадке, имеют повышенную газонасыщенность и окисляемость при неблагоприятных условиях плавки и заливки, стойки при работе в пресной и морской воде и во многих агрессивных средах, хорошо сопротивляются удару.

Кроме алюминиевых бронз в машиностроении применяют и другие безоловянные бронзы: кремнистые, марганцевые, бериллиевые и др. Например, из кремнистой бронзы Бр. АЖ 9-4Л изготовляют фасонные отливки арматуры, втулок, шестерен и др.