Основы дизайна. Художественная обработка металла. Учебное пособие

Если изделие будет работать в условиях повышенного трения, во влажной среде (морская вода), то такие детали необходимо изготавливать из медных сплавов. Также они имеют хорошие литейные свойства и их используют в художественном литье. Существуют два вида медных сплавов – бронза и латунь. Расскажем немного о каждом. Олово, свинец (см. описание выше), марганец, алюминий, добавленные к меди, – это и есть бронза. В свою очередь и бронза бывает двух видов – оловянная и безоловянная. Оловянные бронзы имеют как достоинства (высокое сопротивление износу и действию воды, хорошая жидкотекучесть), так и недостатки (высокая стоимость, низкая прочность при повышенной температуре, склонность к образованию усадочной пористости). Безоловянные бронзы обладают хорошей коррозийной прочностью и стойкостью, недороги, но в то же время отливки из них получаются с усадочными раковинами, не очень плотными.

Латунь

– это сплав меди с цинком (см. применение цинка ниже). Иногда при плавке латуни добавляют и другие химические элементы. Эти сплавы чаще всего используют при изготовлении отливок со сложной поверхностью, потому что они имеют более плотную структуру и малую газовую пористость.

Алюминиевые сплавы.

Бокситы – главная руда алюминия. Своим названием этот вид минерального сырья обязан местности Ле-Бо на юге Франции, XIX веке впервые были обнаружены его крупные залежи. Однако знакомство человека с этой рудой произошло гораздо раньше – в самом начале нашей эры. Сохранилось письменное свидетельство Плиния Старшего о том, как безыменный мастер изготовил для императора Тиберия серебристый сосуд из «глины». Император, отличавшийся недоверчивостью, подозрительностью и вероломством, приказал казнить мастера, так как побоялся, что доступное «глиняное серебро» обесценит его серебряные сокровища. Загадочная глина осталась безвестной еще на восемнадцать столетий.

XIX век, прославившийся крупными научными открытиями, дал путевку в жизнь многим химическим элементам, полезным ископаемым, металлам. Промышленная революция требовала новых материалов – прочных, легких, красивых. Но, как это нередко случается, путь нового материала от лаборатории до промышленного производства занимает десятилетия. Так было и с алюминием. От удачного эксперимента датского физика Ханса Кристиана Эрстеда, которому удалось получить чистый алюминий в виде тонкого порошка в 1825 году, а через 20 лет удалось получить новый металл в виде мелких зерен, до электролитического способа получения алюминия из глинозема прошел 61 год! В 1886 году в США студент Холл и во Франции химик Эру независимо друг от друга запатентовали этот способ, заложивший фундамент бокситодобывающей и алюминиевой промышленности.

В те годы выдающемуся русскому ученому Д. И. Менделееву на юбилей преподнесли брошку в виде маленькой ящерицы. Этот подарок считался сенсацией, так как ящерица была выполнена из совершенно нового, чрезвычайно редкого и дорого материала – алюминия.

В основном этот новый металл – алюминий, получали в небольших количествах химическими методами, и стоил он ненамного дешевле золота. Наряду с золотом и серебром алюминий шел на изготовление ювелирных изделий. Так, в 50-х годах XIX века из алюминия и золота сделали погремушку для сына французского императора Наполеона III (рис. 2.11).

Центральный шар погремушки и корона на нем сделаны из золота, а ангелочки и ручка в виде ангела – из алюминия. Погремушка украшена драгоценными камнями. (Коллекция сведений не слишком известных // Наука и жизнь. № 2, 1979).

А в 1884 году из алюминия сделали верхушку памятника Вашингтону в столице США. Пирамидка весом около 25 кг перед установкой на вершине обелиска была выставлена в витрине крупного ювелирного магазина в Нью-Йорке на удивление прохожим, никогда в жизни не видевших таких количеств драгоценного металла. Собственно, по своим качествам алюминий и сейчас заслуживает этого звания – необычайная легкость, красивый блеск после шлифовки и благородная матовость в окисленном виде, устойчивость к химикатам и легкость обработки делают его хорошим материалом для ювелирных и чеканных изделий. Но распространенность алюминия в горных породах и легкость получения в больших количествах почти совершенно лишили его этой роли. Зато в технике и строительстве алюминий – поистине драгоценный металл.

Из года в год стоимость алюминия снижается, а сфера применения расширяется. Почему? Этот металл имеет ряд уникальных свойств – он устойчив к коррозии, легок, весьма просто обрабатывается. Алюминий и его сплавы можно резать, штамповать и даже прессовать через специальные фильеры, выдавливая словно крем. Все эти свойства привлекают внимание инженеров, дизайнеров к широкому применению металла и его сплавов в строительстве, художественном литье и т. д.

Алюминиевые сплавы делятся на группы и марки, обладают хорошими литейными свойствами, великолепно обрабатываются, имеют малую плотность и довольно прочны. Наибольшее применение имеет группа сплавов кремния с алюминием. Их называют силуминами.