Многогнездная форма для литья стекла под давлением

В литейном производстве применяют специальные вяжущие добавки, которые принято называть литейным связующим.

Выбор и разработка связующих для литейных формовочных и стержневых смесей базируется на необходимости обеспечения комплекса технических, технологических, санитарно-гигиенических и экономических требований к литейной форме.

Общего, единого, критерия оценки выбора связующего для литейных формовочных и стержневых смесей нет и, видимо, быть не может, так же как не может быть создано универсальное связующее для литейного производства, пригодное для любого технологического процесса литья и любого металла.

Однако задача оптимизации состава связующего может быть в некоторой степени конкретизирована, если ее сформулировать, например, для ведущего технологического процесса — литья в разовые формы.

В этом случае из многообразия требований, определяющих пригодность связующего для практического использования, можно выделить следующие: обеспечение требуемой прочности формы (стержня) в заданные сроки; санитарно-гигиенические требования при изготовлении формы и при заливке металла; легкая выбиваемость смеси после заливки металла; возможность регенерации отработанной смеси.

Как правило, соответствие связующего именно этим четырем требованиям (с учетом экономического фактора) делает его перспективным для реализации в промышленности.

Общие правила и рекомендации по топке воска

Для растапливания суши и готового продукта обычно используют эмалированную, алюминиевую, деревянную или гончарную глазированную посуду, ёмкости из нержавеющей стали. Перед топкой сырьё нужно измельчить и очистить. Плавить его надо, не перегревая и не допуская кипения, при регулярном помешивании.

Справка!Жирные кислоты, содержащиеся в большом количестве в составе воска, при достижении им температуры плавления, вступают в реакцию с металлами, образуя соли-эмульгаторы. Качество воска при этом сильно снижается. Поэтому для топки суши не используют посуду из чугуна, меди, цинка, железа и даже лужёную.

К слову, подробно про пчелиный воск мы уже писали тут.

Температура плавления воска

При 30-35°C натуральный воск находится в твёрдом состоянии. Разогретый до 35-47°C, он становится пластичным, и с этого момента пластичность начинает быстро возрастать до тех пор, пока воск не начнёт таять при 60-65°C.

При 95-100°C он бурлит, покрываясь пеной, если содержит эмульсию. Так, эмульгированный воск разлагается на чистый продукт и воду. Как только вода испарится, бурление прекращается. При температуре 250-300°C он начинает дымиться и затем возгорается.

История выдувания оконных стекол

 Существует предположение, что оконные стекла времен Римской империи были изготовлены при помощи отливки в плоскую форму. Никаких описаний их производства в античной литературе, однако, нет и это предположение основывалось лишь на ознакомлении с внешним видом дошедших до наших дней фрагментов. Самым ранним автором, который описал способ выработки оконного стекла, был Теофил.

Д. Б. Харден высказал в прошлом веке мнение [2], что все римские стекла в Англии и Западной Римской империи были изготовлены в большинстве случаев способом выдувания. Автор подразделил их на два вида. Одни — полностью прозрачные, у которых обе стороны гладкие и прозрачные, другие — просвечивающие — имеют разные поверхности: шероховатую и гладкую. Первые появились лишь в 3 в. н. э., а вторые датируются 1–2 вв. н. э. Шероховатость и матовость объясняли, как следы грубой формы при отливке или прессовке и поэтому второй вид стекол относили к литым. Д. Б. Харден указывал, что его эксперименты в середине прошлого века показывали особую трудность или почти невозможность производить такие тонкие стекла, как римские, по способу отливки. Шероховатость и неровность поверхности получалась же у них от того, что при раскрывании цилиндров и разглаживании их инструментом в плавильной печи температура ее была слишком высокой, они очень размягчались и либо прилипали к поду, либо получали отпечатки его шероховатой поверхности.

Халявный способ.

Наиболее ранний способ изготовления оконных стекол, известный с I в. н. э. в Римской империи, состоял в изготовлении полого цилиндра, разрезания его вдоль по образующей и развертывания — разглаживания — его в виде плоскости. Много позже в России эти цилиндры получили название «халяв», а сам способ — «халявным». Как он выполнялся 9–10 веков назад, описывает Теофил в своем трактате. На рис. 1 (по Р. Шамбону [1]) изображены отдельные стадии процесса, а в тексте — описание по Теофилу:

1. При помощи выдувальной трубки Вы берете из печи столько стекла, сколько хотите,
2. и начинаете его раздувать и обрабатывать на катальнике, чтобы придать стеклянной массе ровный диаметр по всей длине.

Рис. 1. Халявный способ выработки оконного стекла по Теофилу

1. Когда Вы сформировали халяву внесите ее в середину пламени печи и стекло в этой части размягчится.

Р. Шамбон делает примечание к этому параграфу и пишет, что Теофил забывает здесь о двух важных подробностях: во-первых, что мастер должен непрерывно вращать выдувальную трубку с халявой во избежание ее деформации и провисания; во-вторых, что после очередного вдувания воздуха в халяву, он должен закрыть отверстие выдувальной трубки большим пальцем, иначе воздух выйдет их халявы и она сократится в размерах под влиянием поверхностного натяжения — стягивающих ее сил.

1. В это время на дне цилиндра появилось маленькое отверстие.
2. Далее надо вызвать текучесть разогретого стекла, чтобы при помощи деревяшки расширить отверстие до размера средней части халявы.
3. Затем Теофил советует операцию, которая кажется неожиданной и лишней; говоря о низе цилиндра, он пишет: соедините два противоположных края халявы так, чтобы каждая из соединенных сторон сохранила отверстие.
4. Когда это сделано и цилиндр находится в горизонтальном положении надо коснуться его мокрым деревом у самой выдувальной трубки, которая после встряхивания, отделится от него.
5. На конце трубки остается немного стекла; надо его вновь разогреть (хотя это не указано у Теофила), удалить излишки, а оставшееся раскатать на катальнике. При помощи этого горячего стекла выдувальную трубку надлежит присоединить к соединенным краям цилиндра. Как видно, с этого времени трубка начинает играть роль понтии.
6. Цилиндр вновь вводят в отверстие печи, чтобы размягчить остывший его конец с узким отверстием.
7. Расширяют узкий конец цилиндра до размера диаметра его средней части.
8. На этом можно считать законченной подготовку цилиндра, однако Теофил рекомендует еще один прием, который не имеет смысла и надобности; он пишет, что надо соединить края другого расширенного отверстия.
9. Законченный цилиндр отделяют от трубки (понтии) при помощи куска дерева, который вводят внутрь цилиндра и помещают его в печь для охлаждения.
10. После охлаждения цилиндр помещают в печь, где его необходимо расправить и сделать плоским листом. Разогретый цилиндр раскалывают вдоль при помощи горячего железа.
11. Как только стекло начинает размягчаться, его раскрывают, используя железные щипцы и затем разглаживают при помощи куска дерева.

После остается только отжечь лист стекла.

Теофил описал современный ему способ выработки оконных стекол, однако остается неизвестным, применялся ли он ранее в античное время. Возможно, он был известен и в древности, но следует отметить, что халявные оконные стекла XI-XIII вв., похожие на римские неодинаковой толщиной, отличаются от них, однако, гладкостью поверхности с обеих сторон. Весьма вероятно, что разглаживание античных стекол производилось в более горячих печах, чем в средние века, отчего они более размягчались и сохраняли на себе отпечатки шероховатого огнеупорного пода. В XIV в. производство плоских стекол халявным способом было усовершенствовано где-то в Богемии, Баварии и Лотарингии.

Лунный способ.

При археологических раскопках листовые плоские стекла находят также в виде дисков (шайб) или чаще — их фрагменты. Так, при раскопках Михайловского златоверхого монастыря в 1949 г. был найден образец оконного стекла, принадлежащего к химическому типу K2O-PbO-SiO2, изготовленного в Киеве и датированного XI-XIII вв. В. Гайльман опубликовал несколько анализов шайб оконных стекол из Каролингской базилики монастыря в Лорше (Гессен), относящихся к 800 и 1090 гг., а также из Верла (Нижняя Саксония), датируемых 1000 г. Эти стекла также калийные и принадлежат к химическим типам K2O-PbO-SiO2 и K2O-CaO-Al2O3-SiO2.

Б. Харден предполагает, что в отличие от западных стеклоделов, которые с начала нашей эры применяли цилиндровый способ изготовления оконных стекол, — в восточной Римской империи по крайней мере с IV в. н. э. использовали лунный способ. Анализы В. Гайльмана показали, что в Средней Европе (Гессен, Саксония) этот же способ применялся тоже в IV в. В античное время диски имели небольшой диаметр и редко превышали 15 см. В средние века лунный способ был распространен на Средиземноморском Востоке и Киевской Руси, а благодаря крестовым походам был занесен на Запад. Там он был усовершенствован к XIV в. французским стеклоделом Ф. Какереем, который не только улучшил качество стекла, но и увеличил диаметр дисков до 50–60 см. В 1330 г. он имел завод в Нормандии, где производство лунных стекол получило большое развитие.

Далее приведена схема процесса выработки стекла лунным способом, придерживаясь описания Р. Шамбона [1] (рис. 2).

Рис. 2. Лунный способ выработки оконного стекла.

1. При помощи выдувальной трубки мастер набирает некоторое количество стекла из тигля, и известным способом превращает его в баночку.
2. Работая над водой, но не касаясь ее, он придает баночке удлиненную форму.
3. После подогрева он укатывает
4. наборку на мраморе, а вслед за нагревом в печи начинает ее раздувать,
5. вслед за третьим подогревом и укаткой
6. на мраморе он производит вновь раздувание и формование горлышка.
7. Следующая операция состоит в раздувании шара.
8. Сделав это, мастер повторяет разогревание стекла и раздувание, пока наборка не достигнет желаемого размера.
9. Вводя далее наборку стекла в большое круглое окно, сделанное в стенке печи, мастер вносит ее в большой огонь. — Стекло мгновенно размягчается и, делая быстрое вращение наборки перед окном в печи, стекло дел придает шару сплющенную форму.
10. Вынув из печи наборку, мастер касается стекла со стороны выдувальной трубки мокрым инструментом, чтобы затем можно было легко отделить стекло от трубки.
11. Опирая выдувальную трубку на подставку,
12. мастер ждет пока его помощник прикрепляет к плоской стороне наборки понтию при помощи кусочка стекла, находящегося на ее конце, и тогда ударом по трубке отделяет ее от наборки. Теперь наборка стекла держится на понтии.
13. Затем мастер подносит наборку к окну в печи и дает разогреться в пламени краям узкого отверстия наборки, все время вращая вокруг оси понтию со стеклом.
14. Достаточно разогрев стекло и продолжая вращать его на понтии, мастер расширяет отверстие, при помощи дерева, придавая наборке форму таза.
15. Развернутую и открытую широко наборку мастер подносит к большому окну в печи и, быстро вращая понтию со стеклом, старается распластать наборку в виде диска.
16. Когда наборка стала почти плоской, мастер удаляет ее от печи и продолжает ее вращать до полного превращения в плоскость. Далее отделяют понтию от листа стекла и переносят его в печь для отжига.

Образцы оконных стекол в виде дисков из археологических раскопок имеют по периметру загнутые края. Было высказано предположение [3], что они имеют роль «ребер жесткости». Формование их велось, вероятно, после размягчения краев отверстия в наборке между операциями 13 и 14. Характерная особенность оконных стекол, изготовленных «лунным» способом, — более толстая стенка в центре диска и тонкая по краям, а также след от понтии в середине — так называемый пупок.

Литература:

1. Chambon, R. L’Evolution des Procédés de Fabrication manuelle du Verre à Vitres. Advances in Glass Technology, Part 2 (New York, 1963), 1965–78;
2. Harden, D. B. Window glass from Romano-British bath-house at Garden Hill, Hartfield, Sussex. Antiquaries J., 54, 1974, 280–1;
3. Безбородов М. А. Стеклоделие в Древней Руси. Минск, Изд-во АН БССР, 1956.

Подготовка сырья

Лучшим сырьём для получения чистого светло-жёлтого воска является забрус. Так называют восковые крышечки, которыми пчёлы запечатывают ячейки сот. Забрус срезают перед качкой мёда. Выход воска с него 95-98%.

Справка! Больше всего забруса на сотах с цветочным мёдом, например, акациевым. Падевый, по причине высокого содержания влаги, пчёлы запечатывают в последнюю очередь, забруса на ячейках почти нет.

Сушь — это выбракованные из-за повреждений и старости тёмные соты, срезки с сотиков, очистки с рамок. Выход воска с неё не выше 65%. Темнеют соты от накапливания в них обрывков коконов и экскрементов после выведения расплода. Сушь делится на сорта:

• 1 сорт — просвечивающаяся, светлая, сухая, без моли, мёда, прополиса и перги, с восковитостью более 70%.
• 2 сорт — просвечивающаяся, от тёмно-коричневой до чёрной, без перги, мёда, прополиса, с восковитостью от 55 до 70%.
• 3 сорт — непросвечивающаяся, тёмно-коричневая или чёрная, с восковитостью 40-55%. Не содержит мёд, прополис и пергу.

Перед топкой сырьё нужно хорошо измельчить и залить водой температурой около 40°C на 3-24 часа в зависимости от степени загрязнения мёдом, прополисом и пергой. Воду нужно периодически менять, стараясь поддерживать заданную температуру.

Как растопить воск в домашних условиях

Способ топки зависит от объёма и качества сырья. Светлую сушь без примесей можно превратить в брусок качественного воска за раз любым из нижеописанных способов. Если сырьё низкого качества, лучше несколько раз растопить его с очисткой в воде.

Как растопить воск на водяной бане

Общие правила топки воска на водяной бане одинаковые для любого количества сырья. Меняется только размер применяемых для растапливания ёмкостей.

Конструкция представляет собой две емкости разного диаметра, в одну из которой наливается вода. Другая же устанавливается сверху таким образом, чтобы ее дно касалось воды.

Сырьё при таком способе плавления должно быть высокого качества. Последовательность действий следующая:

1. Берут две термоустойчивые ёмкости, отличающиеся друг от жруга по размеру.
2. Большую, на треть заполнив водой, ставят на конфорку.
3. В меньшую ёмкость кладут соть и погружают её в воду первой ёмкости.
4. Помешивая, следят, чтобы содержимое внутренней банки расплавилось.
5. Расплавленный воск сливают в чистую сухую банку и обеспечивают продолжительное остывание.

Подробнее про водяную баню мы писали тут.

Можно ли растопить воск в микроволновке?

Чтобы воспользоваться этим приёмом, нужно поместить соть в термостойкую ёмкость или поставить в печь на 30-60 с, в зависимости от мощности прибора. Если консистенция после перемешивания неоднородная, надо прогреть его ещё раз. Минусы этого способа топки — отсутствие возможности постоянного контроля температуры разогреваемого вещества, быстрое остывание, невозможность очистки в процессе плавления.

Способ изготовления стекла с применением жаровни

Второй способ изготовления стекла в домашних условиях – это жаровня на древесном угле. Давайте и в данном случае разберем все пошагово.

Оборудование для работы

Для начала нужно смастерить печь. Отлично для этого подойдет гриль для барбекю. Важно, чтобы он отапливался древесным углем. В данном случае для того, чтобы расплавить кварцевый песок в стекло используется тепло, которое вырабатывает уголь при сжигании. Опять-таки, стоимость данного материала не слишком высокая. Находятся они в широкой доступности.

Важно! Гриль используйте стандартного размера. Лучше если он будет в виде купола. Главные качества, которыми он должен обладать, — это наличие толстых стен и хорошая прочность. Если в гриле имеется отверстие для вентиляции, обычно оно расположено снизу, его нужно открыть.

Однако в данном методе могут быть небольшие препятствия. Даже если имеются очень высокие цифры температуры, не всегда можно расплавить его с легкостью. Для этого перед началом процесса нужно добавить в песок известь, буру или стиральную соду. Количество добавок не должно превышать ⅓-¼ от объема песка.

Важно! Помните, что эти добавки значительно снижают температуру плавления песка.

Форматирование стекла

Для выдува стекла подготовьте длинную полую металлическую трубку. Для того чтобы вылить стекло, необходима форма. Она должна быть плотной и не должна расплавиться от горячего стекла. Используйте, например, графит.

Важно! При использовании данного метода необходимо помнить, что нагрев гриля происходит намного выше его обычного нагрева. Не исключено, что может расплавиться и сам гриль. Поэтому при изготовлении стекла данным способом, нужно аккуратно и ответственно выполнять все действия. Халатность может привести к серьезным травмам или же вовсе к летальному исходу.

Меры безопасности:

1. Возле рабочей зоны расположите большой объем песка и огнетушитель.
2. Всю работу необходимо выполнять вне помещения.
3. Пол должен быть бетонным, например.
4. В момент варки стекла находитесь подальше от гриля, для того чтобы защитить себя и свою одежду от высоких температур.
5. Не забудьте надеть защитную одежду. Это — огнестойкая одежда, рукавицы для печей, высокопрочный фартук поверх одежды, и обязательно сварочную маску.
6. Также в данном способе вам понадобится пылесос. Он будет выполнять роль поддува угля. Располагаем его следующим образом: относим корпус на достаточное расстояние. Шланг фиксируем к вентиляционному отверстию, которое расположено снизу. Возможно, его придется изогнуть, чтобы придать необходимую форму. Фиксировать же можно к одной из ножек гриля. Шланг должен быть закреплен прочно и не двигаться.

Важно! Если же произошло обратное, то ни в коем случае к нему не подходите, ведь он очень сильно разогрет. Далее необходимо выключить пылесос и посмотреть положение шланга. Он должен быть направлен точно в вентиляционное отверстие.

Порядок работы:

• На внутреннюю поверхность гриля выложите древесный уголь. Положить его необходимо в два, а то и три раза больше, чем для запекания мяса. Хорошо, если он будет наполнен практически до краев.

Важно! Используйте уголь из твердой древесины. Он горит быстрее и лучше, нежели брикетированный.

• В середину чаши расположите чугунную емкость или тигель с песком.
• Внимательно изучите упаковку от используемого угля. Разожгите его подходящим способом. Есть уголь который поджигается непосредственно сам, а есть материал, для которого используется жидкость для разжигания. Подождите, пока пламя равномерно распространится.
• Ждите, пока уголь будет готов к дальнейшей работе. Готовность углей можно определить по цвету. Они будут оранжевыми.
• Следующим шагом включите пылесос. Это необходимо для того, чтобы уголь продувался.

Важно! Уголь, на который воздействует поток воздуха, может нагреваться до очень высоких температур. Примерно до 1100 градусов по Цельсию. Это необходимо учитывать, находясь рядом с печью. Из нее могут появляться восходящие вспышки.

Правильная перетопка воска при производстве косметических средств

Натуральный пчелиный воск не смывается водой, химически устойчив, является хорошим эмульгатором и консервантом, обладает противовоспалительным эффектом. Благодаря этим свойствам он часто применяется при изготовлении косметических средств.

Пчелиный воск (Beeswax, Cera Alba) содержится в количестве 10% в бальзамах для губ и помадах, от 3 до 6% — в масках для лица и кремах, до 5% — в декоративной косметике. Он используется в дорогих средствах для эпиляции в сочетании с ухаживающими компонентами и входит в состав свечей для массажа (9-10%).

Содержание в косметике домашнего приготовления воска практически такое же, как в магазинной. Своими руками на основе этого вещества можно приготовить маски и кремы для лица и тела, мази, средства для депиляции и ухода за волосами.

При производстве и применении косметики на основе воска нужно следовать следующим правилам:

• Внутренняя ёмкость водяной бани должна быть эмалированной или изготовленной из огнеупорного стекла, глазированной керамики, алюминия или нержавейки.
• Чтобы воск не перегреть при продолжительном процессе приготовления косметического средства, нужно предварительно измельчить его на тёрке.
• Топка производится на водяной бане при минимальной для ингредиентов температуре и постоянном помешивании.

Что известно о стеклоделии?

Из истории известно, что стеклоделие — весьма древний процесс. По временным рамкам относится примерно к периоду до 2500 г. до н.э. Ранее такое редкое и ценное занятие в наше время сменилось распространенным производством данного материала.

Стеклянные изделия встречаются повсеместно. Их используют в качестве тары, элементов быта и декора, изоляторов, армирующего волокна и прочего. Различаются стекла лишь составляющим материалом, которое используется для изготовления. А вот сам процесс практически одинаковый.

Основные материалы, которые понадобятся:

1. главный элемент — это кварцевый песок (диоксид кремния);
2. карбонат натрия или сода;
3. оксид кальция, она же известь;
4. печь для варки стекла;
5. другие соли и оксиды, которые могут использоваться по индивидуальному случаю дополнительно (оксиды алюминия, железа, магния, свинца и соли кальция или натрия);
6. защитная одежда;
7. гриль;
8. древесные угли;
9. формы и другие элементы для придания формы;
10. огнеупорный тигель.

Как растопить фирменный воск для ваксинга без воскотопки

Средство для депиляции (ваксинга) часто включает в себя такие компоненты, как каучук, экстракты мёда и растений, фруктовые масла и концентраты, что может снизить его температуру плавления. Натуральный пчелиный воск (Beeswax, Cera Alba) в таком составе присутствует не всегда.

Тем не менее, общие правила топки остаются неизменными. Как расплавить средство для депиляции в воскотопке, зависит от её модели и формы выпуска препарата. Баночный прибор предназначен для средства в кусках и гранулах, а кассетный — для картриджей.

Если такого аппарата нет, решить вопрос можно при помощи микроволновки или водяной бани. Воск для депиляции топят так же как обычный без добавок. Во время плавления нужно контролировать температуру состава, чтобы избежать ожогов при проведении процедуры.

Горячий воск содержит в своём составе древесную смолу и парафин и имеет твёрдую консистенцию. Выпускается в банках, гранулах и картриджах. Плавится в воскотопке или на водяной бане при температуре 50- 60°C. Прежде чем поместить средство для ваксинга в микроволновку, нужно полностью освободить его от упаковки.

Ошибки при перетопке воска

Справка! Серый налёт, похожий на плесень — это кристаллы кислот, имеющихся в составе воска. При температуре выше 35°C (например, летом) он исчезнет сам по себе, т.к. кристаллы расплавятся.

При топке получился эмульгированный рыхлый воск. После продолжительного прогревания на водяной бане излишняя влага испарится и консистенция вещества нормализуется.

Соты перетопились не полностью. Обычно это бывает при недостаточном прогреве во время плавки. Исправить недостаток можно, увеличив продолжительность или температуру топки.

Восковой круг потрескался. Чтобы это не произошло, нужно замедлить охлаждение ёмкости с очищенным веществом после растапливания.

Помимо применения в медицине и косметологии, воск добавляют в состав крема для обуви, используют при росписи Батик и для нанесения рисунка на пасхальные яйца (в обоих случаях им покрывают те места, которые не должны окраситься), для защиты древесины от растрескивания, в качестве полироли для мебели. Но в какой бы области он не использовался, это должен быть чистый, качественный продукт, сохранивший свои полезные свойства.

Основные значения

Приблизительные значения перехода стекла в жидкое состояние дл некоторых видов:

Температура плавления бутылочного стекла — 1200-1400 градусов по Цельсию; — температура плавления кварцевого стекла — около 1665 градусов по Цельсию; — температура плавления ампульного стекла — 1550-1800 градусов по Цельсию; — жидкое стекло температура плавления — 1088 градусов по Цельсию.

Для последнего вещества можно указать точную цифру, потому что оно не проявляет аморфных свойств, так как является водно-щелочным раствором силикатов натрия и калия. Стоит также учесть, что стекло плавится не сразу, а вначале переходит в тягучее карамелеобразное состояние. Это свойство используется мастерами-стеклодувами для создания различных изделий и сувениров.

Заняться подобным ремеслом можно и в домашних условиях. Недостатка в сырье не будет, так как можно найти массу стеклянных бутылок прямо на улице. А в качестве прибора для размягчения материала подойдет и обычная газовая лампа. Свои изделия ручной работы можно будет потом продавать на сувениры и зарабатывать неплохие деньги.

Что только в настоящее время нельзя сделать своими руками? Будь то обычная поделка, вещь гардероба, мебель и прочее. Как сделать стекло в домашних условиях? — Казалось бы, это нереально. В современном мире нет ничего невозможного. Главное в этом деле — это желание. И в этой статье вы найдете подробный пошаговый алгоритм столь занимательного и интересного занятия.