История развития литейного производства

История развития литейного производства неразрывно связана с этапами развития материальной культуры человеческого общества. Изменение в видах используемых человеком материалов отражалось на технических решениях, принимаемых при изготовлении из этих материалов литых изделий.

В Южной Туркмении литье знали за 5000 лет до н.э. Сначала для литья использовалась самородная медь, однако она отличалась плохой жидкотекучестью, сравнительно высокой температурой плавления, поэтому литье получило мощный толчок к развитию, когда стали применять сплавы, имеющие по сравнению с чистыми металлами лучшие литейными свойства.

Первым действительно литейным сплавом была мышьяковистая бронза. В Грузии имелись большие запасы мышьяковистых руд, бронзу или выплавляли из полиметаллических руд или при плавке медных руд добавляли мышьяковистые материалы. Лишь со 2 тысячелетия до н.э. вместо мышьяковистых бронз начали применять оловянные. Первые литейные формы изготавливали из камня мягких пород, из глинистой пасты (сушили и обжигали), песчано-глинистыми. В качестве моделей применялись ранее изготовленные из камня изделия, о чем свидетельствует, например, идентичность формы каменных и литых топоров, или специальные деревянные модели. Сначала формы были открытыми, затем их стали накрывать сверху камнем - односторонние закрытые формы, одноместные и многоместные. В 3 тысячелетии до н.э. появились стержни (из глины), двухсторонние формы, состоящие из двух или больше частей. Для отвода газов из форм стали применять глину с навозом, соломой, шерстью и другими выгорающими добавками для обеспечения газопроницаемости.

С течением времени технология литья все более совершенствовалась, количество литых изделий увеличивалось. В первую очередь это были изделия художественного литья (серпы, оружие, предметы роскоши и украшения, предметы религиозного назначения, с IX века до н.э. начинается литьё колоколов). Изготавливались биметаллические отливки, появились литые монеты. В 3 тысячелетии до н.э. на Кавказе возникло литье по выплавляемым моделям, давшее мощный толчок развитию художественного литья. Пустотелые отливки получали либо за счет использования стержней, либо за счет выливания незатвердевшего металла. Самая крупная отливка была получена в VIII веке н.э. в Японии - это статуя Будды массой свыше 250 тонн для храма Тодайдзи.

В 1 тысячелетии до н.э. на Северном Кавказе для производства наконечников стрел применяли многоместные металлические формы (кокили). Для отливки украшений литейщики Киевской Руси применяли бронзы, биллон, сплавы серебра с оловом, олово. Для литья олова применяли бронзовые формы.

Китайцы использовали железные руды с высоким содержанием фосфора (5-7%), что значительно снижало температуру плавления металла и положило начало применению чугуна. В Китае чугун начал использоваться еще в VI веке до н.э., на Руси - в XI-XIV веках, когда проявились первые шахтные печи для плавки и восстановления железа из руд - домницы.

В XIV веке в Московском государстве начинает развиваться литье бронзовых пушек и ядер. В 1478 году в Москве была основана «Пушечная изба», в 1648 году - первый русский оружейный завод «Ствольная мельница». В 1554 году в Москве была отлита первая пушка из чугуна. Настоящими шедеврами мастерства литейщиков стали «Царь-пушка» (1585 г.) массой 39 т, длиной 5,34 м, «Царь-колокол» (1733-1735 гг.) массой 202 тонн, высотой 6,14 м, диаметром 6,6 м.

Выдающимися произведения искусства являются памятники А.В. Суворову, М.И. Кутузову, Барклаю де Толли, скульптуры коней на Аничковом мосту (П.К. Клодт, 1830 г.), памятник К. Минину и Д. Пожарскому (скульптор И.П. Мартос, литейщик В.П.Екимов, 1816 г.) в Москве, памятник «Тысячелетие России» в Новгороде (скульптор М.О. Микешин, 1862г.), «Медный всадник» (Э.М. Фальконе, 1782г.).

Чугун широко используется и как наиболее распространенный конструкционный материал в машиностроении и в качестве материала для художественного литья. В 1800 году Россия заняла первое место в мире по выплавке чугуна. Самая крупная чугунная отливка массой 650 тонн (шабот) была изготовлена в Перми (1873г.), для чего построили специальный литейный цех с 14 вагранками, отливка остывала в форме около 5 месяцев.

На Каслинском заводе, который и сейчас отливает уникальные произведения искусства, в 1900 году был изготовлен чугунный павильон для Всемирной выставки в Париже. Многочисленные узорные ограды в Санкт-Петербурге – в большинстве своем литые чугунные.

Опыт показывает, что все металлургические специальности между собой тесно связаны, и инженеры-металлурги должны быть готовы, даже если они не профессиональные литейщики, к работе в литейном производстве металлургического или машиностроительного предприятия. Поэтому знание технологического процесса получения отливки для специалиста - металлурга является необходимым, а в ряде случаев и обязательным, условием успешной профессиональной деятельност.

В процессе развития литейное производство прошло 3 этапа:

- когда производство литья являлось ремеслом, а отливки представляли собой жизненно необходимые предметы быта;

- изготовление художественных отливок, многие из которых являлись произведением искусства;

- изготовление отливок разного назначения, что потребовало выявления закономерностей процесса формирования отливки, разработки научных основ литейного производства.

Современная теория литейных процессов включает четыре основных раздела:

- теория плавки и обработки литейных сплавов в жидком состоянии;

- теория формирования отливки, т.е. формирования структуры и свойств отливки в процессе заливки, затвердевания и охлаждения металла в форме;

- теория литейной формы;

- теория обработки литейных сплавов в твердом состоянии, учитывающая специфику термической, пластической и других видов обработок литейных сплавов.

Дата добавления: 2014-01-06