При обработке металлов нам нужны не только инструменты, но и различные материалы, которые называют вспомогательными. Незнание или неправильное применение этих материалов нередко оказывает отрицательное влияние на конечный результат нашей работы. К примеру, перечислив литейный инструмент, мы не могли обойти вниманием дерево и воск, потому что без них литье металлов невозможно осуществить. Вот эти-то материалы - формовочные, моделировочные, абразивные и т. п. - и называют вспомогательными. Не умея с ними обращаться, естественно, нельзя успешно обрабатывать металл.

Абразивные материалы

По-латыни слово «абразио» означает «соскабливание». Абразивы - это мелкие зерна твердых веществ, которые сдирают, соскабливают с обрабатываемой поверхности мельчайшую стружку и тем самым делают ее более ровной и гладкой, чистой. Самый простой, и самый древний по применяемости, абразив - это речной песок.

Список промышленных абразивных материалов весьма велик. В некоторых отраслях техники абразивный инструмент составляет 25-30% всего обрабатывающего оборудования. В любительской практике обычно применяют шлифовальные круги, шкурки, бруски, доводочные и шлифовальные пасты. Ими ведут окончательную отделку почти всех металлических деталей, в особенности же художественных изделий и поделок.

Шлифовальные шкурки продают в виде отдельных кусков и в рулонах. В шкурке различают: основу (ею может быть бумага, ткань или комбинация из того и другого) и сам абразив, закрепленный на основе в виде зерен строго определенных размеров. Размер зерна является для абразива основной характеристикой, и поэтому шкурки различают в первую очередь по зернистости абразива.

На шлифовальных шкурках помещают самые различные абразивные материалы: алмаз, корунд, кварц, кремень, гранат, нитрид бора и др. Некоторые шлифовальные шкурки, с зернами граната, кварца, кремня и стекла, служат в основном для шлифования древесины, а для обработки металлов их не применяют.

По степени зернистости шлифовальные шкурки носят разные номера. В таблице 1 приведены номера некоторых шкурок.

Таблица 1

Маркировку шлифовальных шкурок проставляют на их обороте (на основе). Первой буквой маркировки обозначают рулонную (Р) или листовую (Л) шкурки. Далее буквенно-цифровой записью обозначают основу шкурки. Для бумажной основы эта запись начинается с буквы «Б»: например, БШ-140 (БШ-140 - это сорт бумаги). Для тканевой основы применяют следующие сочетания букв: СЛ, СС и т. д. Они обозначают сорт саржи. За маркой основы ставят цифры, показывающие размеры шкурки. У листовой шкурки эти цифры (например, 250x300) означают размеры листа в миллиметрах. У рулонной первой цифрой обозначают ширину шкурки в миллиметрах, второй - длину в метрах (например, 775X50). Далее в маркировке ставят обозначения: марки абразива (Э8, Гр, КЧ8 и т. п.), его зернистости в действующей системе (40, 25, 32 и т. д.).

В маркировке шкурок применяют следующие сокращенные обозначения абразивов:

1. Гранат – Гр.

2. Искусственный алмаз – АС.

3. Электрокорунд – Э.

4. Карбид кремния черный – КЧ.

5. Карбид кремния зеленый – КЗ.

6. Кубический нитрид бора – КНБ.

7. Электрокорунд белый – ЭБ.

Примеры маркировки шкурок: РБШ-140 720X50 Э8 25 - рулонная шкурка на бумаге сорта БШ-140 шириной 720 мм и длиной 50 м, абразив - электрокорунд марки Э8 зернистостью 25.

ЛСС 250X300 КЧ8 80 - листовая шкурка размером 250x300 мм на сарже сорта СС, абразив - карбид кремния черный марки КЧ8 зернистостью 80.

Шлифовальные шкурки, кроме того, бывают водостойкие и обычные (неводостойкие). На водостойких шкурках рядом с маркировкой делают надпись: «Водостойкая». Основа водостойких шкурок - зеленоватых или серо-зеленоватых тонов; у обычных шкурок основа серого цвета.

Обычная шкурка, если ее смочить водой, сразу же теряет абразивное покрытие - оно отклеивается. Водостойкая оправдывает свое название. Кусочком такой шкурки можно обработать большую поверхность, чем обычной шкуркой.

Водостойкой шкуркой работаем так. Шлифуем материал несколько секунд, затем переносим шкурку в теплую воду и волнообразными движениями удаляем с нее грязь (забившийся между зернами материал). Затем продолжаем шлифование, каждый раз промывая шкурку в воде.

Кроме шлифовальных шкурок, применяют для тонкой отделки металла и шлифовальные порошки. Они имеют ту же маркировку, что и шкурки. Среди них имеется несколько марок особых микропорошков (М40, М28, М20, М14, М10, М7 и М5). Их применяют для особо тщательной обработки поверхности деталей: притирка, доводка, особое шлифование. Для отделки шлифпорошками плоских поверхностей используем деревянные бруски, обитые шерстяной тканью, а при обработке фигурных поверхностей применяем тампоны. Тампон или шерстяную ткань перед работой увлажняем керосином и припудриваем шлифпорошком, после чего с небольшим нажимом приступаем к шлифовке детали.

Окончательную обработку металла проводим с помощью специальных полировальных паст. Поверхность металла после полировки приобретает зеркальный блеск и высокую степень гладкости. В слесарном деле полировальные пласты применяют для осуществления операции, называемой притиркой. Поверхности деталей после этой операции приобретают практически идеальную плоскостность и притираются друг к другу с точностью до 5 микрон (0,005 мм).

Полировальных паст выпускается очень много, но важнейшие среди них - пасты ГОИ (Государственного оптического института) и паста «Крокус».

Паста «Крокус» представляет собой окись железа, замешанную в расплавленной вязкой массе (парафин, олеиновая кислота и др.). Цвет пасты «Крокус» - темно-коричневый с красновато-фиолетовым отливом. Применяют эту пасту в основном для полировки цветных металлов.

Пасты ГОИ выпускают трех сортов: грубую, среднюю и тонкую. Основу паст ГОИ составляет окись хрома, смешанная с некоторыми активными добавками в расплавленной связке (стеарин, олеиновая кислота, керосин). Цвет паст ГОИ - зеленый. Выпускают их глыбой и в виде брикетов.

Особенность паст ГОИ состоит в том, что при обработке ими металлической поверхности они, кроме чисто механического (абразивного) воздействия на металл, оказывают еще и химическое воздействие. В результате этого обработка поверхности ускоряется.

Кроме заводских паст, в домашних условиях можно применить и ряд самодельных, изготовленных на основе маршалита, венской извести, мела (зубного порошка), талька и пр.

Для полирования стали применяем следующие пасты (все исходные вещества указаны в %):

1. Парафин – 10; Солидол - 94; Церезин - 0,2; Маршалит - 80,8.

2. Стеарин – 21; Льняное масло – 6; Вазелин (техн.) – 17; Жир животный – 8; Парафин – 4; Канифоль – 17; Пемза (порошок) - 27.

Полирование цветных металлов производим одной из следующих паст (исходные вещества - в %):

1. Венская известь - 71,8; Церезин - 1,5; Стеариновая кислота - 23,0; Солидол - 1,5; Скипидар - 2,2.

2. Маршалит - 80,0; Парафин - 9,0; Сало - 8,0; Церезин - 3,0.

Пасты приготовляем в следующем порядке. Сначала расплавляем в водяной бане - не на открытом огне! - воскообразные вещества, а к ним затем добавляем понемногу жидкие компоненты (скипидар, льняное масло). В получившуюся горячую массу засыпаем сухие материалы и все тщательно размешиваем.

Если в домашних условиях потребуется зеркальная обработка поверхности детали, окончательную полировку ее проводим зубным порошком, лучше детским, или тальком - детской присыпкой. В том случае, когда надо обойтись без пыли, вместо порошка применяем пасту: замешиваем зубной порошок (или тальк) на техническом вазелине. Вазелина берем как можно меньше, но так, чтобы получилась паста.

Крепежные материалы

Название этих материалов говорит само за себя: они служат для скрепления деталей между собою в одну целую конструкцию. Стягивание деталей в одну конструкцию всегда производится силой, поэтому нередко употребляют и такое выражение: «силовое соединение».

Для нас наибольший интерес представляют винтовые и заклепочные соединения: из всех силовых соединений они чаще других применяются в любительской практике.

Винтовые соединения создают посредством шпилек, болтов и винтов. Болты и шпильки (рис. 1,А) применяются ограниченно, поэтому здесь мы их не рассматриваем. Предпочтение всегда отдается - ввиду простоты - винтам.

Винты бывают различной длины, диаметра и с головками разной формы. Длину винта и его диаметр выбираем с учетом толщины соединяемых деталей и тех усилий, которые приложены к данному соединению. Технологический замысел конструкции подскажет нам форму головки винта: если винт должен быть «заподлицо» с плоскостью детали, то есть не выступать над нею, то применяем винт с потайной головкой (рис. 1,Б). В особо важных силовых соединениях, когда убирать головку винта нет необходимости, применяем винты с цилиндрической (рис. 1,В) или с полукруглой головкой (рис. 1,Г). Иногда в декоративных целях ставим винты с чечевицеобразной головкой (рис. 1,Д), в особенности же, если головка у винта хромированная или никелированная. Для временных креплений используем всевозможные по форме винты с накатанными головками (рис. 1,Е). Такие винты легко и удобно отвинтить рукой.

Гайки к винтам также бывают многих типов; основные из них - это обычные гайки (рис. 1,Ж), гайки впотай (рис. 1,З) и барашки (рис. 1,И). Гайку впотай, как и винт с потайной головкой, применяем в тех случаях, когда она не должна выступать за плоскость соединяемых деталей. Барашек применяем для временных соединений, его тоже легко можно отвинтить рукой.

Рис.1: А – болт и шпилька; Б – винт с потайной головкой; В – винт с цилиндрической головкой; Г – винт с полукруглой головкой; Д – винт с чечевицеобразной головкой; Е – винты с накатанными головками; Ж – гайка; З – гайка потайная; И - барашек

Заклепочные соединения - в любительской практике основной вид неразъемных соединений. Заклепки делают из стали, латуни, меди, алюминия, дюралюминия и некоторых других металлов. Кроме заклепок, в соединениях иногда ставят пистоны из латуни, меди и алюминия. Пистоны применяют для создания слабонагруженных неразъемных соединений.

Заклепки изготовляют из калиброванного пруткового материала. Головки у них бывают разнообразной формы. Наиболее прочное соединение получают при использовании заклепок с полукруглыми головками (рис. 2,А). Если необходима клепка впотай, применяют заклепки с потайными головками (рис. 2,Б). Иногда используют также заклепки с плоскими (рис. 2,В) и с чечевицеобразными головками (рис. 2,Г).

Пистон (рис. 2,Д) - это трубочка из металла, развальцованная определенным образом с одной стороны. Развальцовка пистона бывает плоская (рис. 2,Е) и фигурная (рис. 2,Ж).

При отсутствии заклепок подходящего по длине и диаметру размера можно изготовить их в домашних условиях. Приспособление для изготовления заклепок (рис. 2,З) представляет собой два стальных бруска, скрепленных винтами. В сложенном виде в плоскости стыка в них просверлены отверстия. Размеры отверстий (длина и диаметр) должны соответствовать размерам нужных заклепок. При изготовлении заклепок с потайными головками отверстия сверху надо раззенковать.

Свинчиваем бруски и устанавливаем их на наковальню. В отверстия помещаем обрезки проволоки соответствующего диаметра; проволока должна выступать над плоскостью приспособления на 2-3 диаметра. Легкими ударами молотка сначала осаживаем заготовку будущей заклепки. Затем формуем ее головку. Отвинчиваем винты крепления и извлекаем готовые заклепки. Чтобы заклепки легче вынимались, перед работой смазываем отверстия любым машинным маслом, солидолом, вазелином и т. п.

В этом же приспособлении изготовляем любые пистоны, используя трубку подходящего диаметра. Хорошие пистоны получаются из латунной трубочки от использованных стержней шариковых ручек.

Развальцовку головки пистона производим специальной обжимкой (рис. 2,И), изготовленной на токарном станке. Размер, обозначенный буквой d, должен соответствовать внутреннему диаметру трубочки, из которой делается пистон. После формования обжимкой головку пистона ударами молотка делаем плоской.

Рис. 2: А - заклепка с полукруглой головкой; Б - заклепка с потайной головкой; В - заклепка с плоской головкой; Г - заклепка с чечевицеобразной головкой; Д ~ пистон; Е - пистон с плоской головкой; Ж - пистон с фигурной головкой; 3 - приспособление для изготовления заклепок; И - обжимка с фигурной (выпуклой) головкой применяют для обрамления отверстий в мягких материалах (коже, брезенте и т. п.)

Вспомогательные литейные материалы

При выполнении литейных работ в домашних условиях необходим целый ряд вспомогательных материалов, таких, как моделировочные, формовочные, разделительные и многие другие. Моделировочные материалы, то есть материалы, идущие на изготовление моделей деталей при литье,- это в основном воскообразные вещества. Приводим ряд воскообразных моделированных составов (все вещества берем в % по весу):

1. Парафин – 78; Пчелиный воск – 22.

2. Парафин – 88; Пчелиный воск – 4; Церезин – 8.

3. Парафин – 94; Церезин – 4; Пчелиный воск - 2.

Исходные вещества расплавляем на малом огне и добавляем в них небольшой кусочек засохшего коричневого или желтого сапожного крема. Смесь окрашивается (для контрастности). С таким составом легче работать при изготовлении моделей.

В качестве моделировочного состава можно использовать и твердые сорта лыжной мази, в особенности если литье производится в гипсовую разъемную форму.

Гипс - один из самых распространенных материалов для изготовления литейных форм в домашних условиях. Существует несколько видов гипса: медицинский, строительный (алебастр) и высокопрочный автоклавированный. Самый плохой по качеству для изготовления литейных форм - алебастр, самый лучший - высокопрочный автоклавированный, его широко применяют в медицине и в строительном деле: например, для отливки гипсовых панелей, архитектурных деталей, облицовочных плит и многого другого.

При изготовлении гипсовых форм необходимо строго соблюдать технологию замешивания и отливки гипса, в противном случае форма или будет некачественной (с пустотами, раковинами и т. п.) или развалится.

В эмалированную или стеклянную посуду наливаем одну (по объему) часть воды с температурой не выше 25°. В воду небольшими порциями подсыпаем две - две с половиной части гипса, и как только весь гипс пропитается водой, смесь энергично размешиваем до получения сметанообразной массы. Посуду с «гипсовым тестом» надо периодически постукивать, чтобы из гипса вышли пузырьки воздуха, и только после этого получившуюся массу заливаем в подготовленную заранее коробку-форму.

Скорость затвердевания (схватывания) гипса зависит от многих факторов. Нормально гипс начинает схватываться на четвертой минуте и на восьмой минуте затвердевает. Полное же отвердевание гипса длится около суток. Имеется несколько методов ускорения и замедления схватывания. Ускорение схватывания гипса - отрицательный фактор при формных процессах и здесь нами не рассматривается, а замедление схватывания - фактор положительный.

Схватывание гипса замедляется, а гипсовая форма при этом становится прочнее, если вместо воды при замешивании «гипсового теста» взять 3-5-процентный раствор столярного клея, или 2-3-процентный раствор буры, или 5-6-процентный раствор сахара, или 5-процентный раствор этилового спирта.

Все указанные растворы делаем на воде. Соотношение гипса и раствора при изготовлении «гипсового теста» такое же, как и при использовании чистой воды. Если указанные растворы не удастся применить при замешивании «теста», прочность формы, изготовленной из гипса на чистой воде, можно увеличить, прокипятив полученную форму в 5-процентном растворе буры в течение 15-20 мин. Для многократного применения литейные формы должны иметь высокую прочность. Такие особо прочные формы изготовляем по одному из следующих рецептов:

- каолин или тальк замешиваем до густоты сметаны на жидком стекле (канцелярском силикатном клее);

- каолин или тальк замешиваем до густоты сметаны на поливинилацетатной эмульсии (в продаже она называется «поливинилацетатный клей», или «клей ПВА»).

При отсутствии каолина и талька их можно заменить тонкоизмельченным красным кирпичом, фарфоровой мукой, маршалитом и тому подобными материалами. Формы на основе жидкого стекла и поливинилацетатной эмульсии сохнут несколько суток.

Большую роль при литье в разъемные формы имеют так называемые разделительные составы: они облегчают раскрывание разъемной формы и извлечение из нее модели.

Простейший разделительный состав - насыщенный раствор мыла в воде.

Разогретый технический вазелин тоже с успехом может служить хорошим разделительным составом. В качестве разделительных составов пригодны и другие жиры и масла, имеющие достаточную густоту и вязкость.

По материала книги «Послушный металл»