В предыдущей главе были рассмотрены практические данные и приемы для применения электрической отливки к исправлению металлических вещей, т. е. к заливанию ненужных пустот в вещах, к сливанию сломанных вещей, к приливанию недостающих частей вещи и к наливанию слоя металла на поверхность металлической вещи.
Здесь рассмотрим некоторые из особых применений электрической отливки.
В предыдущей главе была описана работа, названная «пропариванием», которая есть не что иное, как обогащение расплавленного чугуна графитом; применяя эту работу к белому чугуну, можно обратить его в серый.
Для этого следует обрабатываемое место заформовать в коксовую формовку без опоки, если вещь настолько толстая, что нет основания опасаться, что она расплавится насквозь, или же в надлежащей опоке, и затем, подогревши вещь, налить в формовку на обрабатываемую поверхность по возможности тонкий слой чугуна при таком направлении тока, чтобы вещь была отрицательным полюсом. Наконец, когда весь обрабатываемый участок покроется жидким чугуном и металл вещи расплавится на желаемую глубину, нужно произвести «пропаривание» по вышеописанному, т. е. при том же направлении тока обработать жидкий чугун угольным электродом более или менее продолжительное время, а зависимости от желаемой степени мягкости чугуна, и тем долее, чем на большую глубину следует произвести размягчение.
По окончании пропаривания засыпать, как обыкновенно, угольным порошком.
Для удобства пропаривания формовку следует делать настолько невысокую (не выше 1/4"), чтобы можно было начинать пропаривание, когда она до краев будет наполнена жидким чугуном, как показано на фиг. 85. Если формовка будет наполнена, а чугун, наполняющий ее, будет недостаточно жидок или же обрабатываемая поверхность недостаточно глубоко расплавится, следует еще налить чугуна, причем избыток его будет стекать через край формовки.
Если требуется произвести размягчение чугуна на большой поверхности, то ее следует разделить, как обыкновенно, на участки; наибольшая величина площади каждого участка зависит от располагаемой силы тока и от степени предварительного подогрева вещи; так, например, при силе тока 300—400 а и при тёмнокрасном нагреве участки могут быть не более 9 кв. дюймов (6000 мм2).
При современной стоимости электрического тока нечего и думать о том, чтобы электрическая отливка целых вещей могла конкурировать с обыкновенной отливкой из печей.
Но в некоторых исключительных случаях электрическая отливка металлов может оказать большую услугу в применении к отливке целых вещей, например, в фабриках, не имеющих печей для расплавления металлов и удаленных от литейных заводов, на морских судах во время плавания и т. п.
Электрическая отливка целых вещей производится в формовку, приготовленную совершенно так, как это делается в литейных фабриках, из тигля, в котором получен металл, расплавленный при помощи электричества.
Для чугуна и меди удобно употреблять графитовый тигель, а для стали нужно иметь специальные кварцевые тигли, которые приготовляются следующим образом: в коническую трубу (фиг. 86) из тонкого листового железа, открытую с обоих концов, набивают кварцевую формовую массу, приготовленную на жидком стекле так же, как описано выше для формовки, протыкают набитую массу во многих местах тонкой проволокой для того, чтобы при просушке ее не порвало (для выхода паров воды), тщательно просушивают тигель и перед отливкой нагревают его до тёмнокрасного цвета (от такого обжига он приобретает большую прочность); толщину стенок тигля следует делать 1 1/2—2" (35—50 мм), толщину дна — приблизительно вдвое большую. Если при просушке или обжиге тигель даст трещину, то ее можно замазать той же формовой массой, только приготовленной пожиже, с большим содержанием стекла. Такой тигель может служить для нескольких (5 — 10) плавок.
Расплавление металла производится так: тигель ставят на формовую кварцевую массу аа (фиг. 87) для того, чтобы жидкий металл не убежал из тигля, если в дне его образуется трещина во время самой плавки; на дно тигля кладут нагретый докрасна небольшой кусок того же металла, который намерены плавить; к этому куску прикасаются металлическим стержнем А, служащим одним из электродов и соединенным с проводником особыми клещами b, изображенными отдельно на фиг. 88; другим электродом K служит такой же металлический стержень, вставленный в плавильник; между этим электродом и куском металла, положенным в тигель, и будет поддерживаться вольтова дуга до тех пор, пока он весь не расплавится; после этого, т. е. когда в тигле накопится уже некоторое количество жидкого металла, стержень А должен быть опущен в этот жидкий металл (фиг. 89), и вольтова дуга будет между стержнем К и поверхностью расплавленного металла. Вначале стержень А плавится довольно медленно, но затем, по мере накопления жидкого металла, все быстрее и быстрее и, наконец, вдвое скорее, чем стержень K.
При расплавлении стали можно прибавлять в тигель желаемые металлургические реагенты (ферромарганец, феррохром, никель и пр.), а при плавке более легкоплавких металлов (чугун, медь, бронза и пр.) можно подбрасывать в тигель еще большое количество кусков холодного (или подогретого) металла, наблюдая, конечно, чтобы не слишком охладить расплавленный металл. Таким образом, накопление жидкого металла совершается довольно быстро (при силе тока 300—400 а от 1 до 2 пудов в час).
Когда накопится достаточное количество металла, он должен быть вылит из тигля в предварительно приготовленную форму, с помощью клещей ММ.
Приготовление каких угодно сплавов может быть производимо при помощи электрической отливки совершенно так же, как вышеописанное плавление металла в тигле, стоит только вместо одинаковых стержней А и К взять их из различных металлов или же подбрасывать в расплавленный металл куски другого какого-либо металла (а именно более легкоплавкого, чем расплавляемый стержень, вставленный в плавильник).
Приготовленный сплав можно вылить из тигля в штыки или в какую нужно форму.
Трубы из листовой красной меди можно приготовлять с помощью электрической отливки, несмотря на сравнительную дороговизну этого способа, ввиду того их преимущества, что они имеют вид и прочность целого куска меди, т. е. залитое место совершенно неприметно после удаления избытка налитой меди.
Приготовление труб производится следующим образом: кромки листа, которые после загибки трубы должны соприкасаться и затем должны быть залиты медью, нужно срезать, как показано на фиг. 90, подложить под стык тонкую полоску меди а и покрыть ее (замазать) формовой кварцевой массой; затем вставить в трубу стержень 3 с дном б (фиг. 91), заполнить трубу сухим песком, закрыть вторым дном б' и закрепить его гайкой д, чтобы песок не высыпался, днища примазать формовой массой; после этого нужно установить на трубу наружную формовку, состоящую, как видно из фиг. 90, из опоки (коробка из тонкого листового железа), две длинные стенки которой связаны между собой в нескольких местах проволокой из красной меди пп, двух пластинок из красной меди (такой же толщины, как труба) и набивки из кварцевой формовой массы ее. Затем заформованную таким образом трубу устанавливают на станок, изображенный на фиг. 11, сначала осторожно просушивают формовку, а затем нагревают трубу до бурого цвета (чем труба толще, тем горячее нагрев). Когда труба достаточно нагрета, можно начинать заливку желоба, образуемого краями листа, из которого загнута труба, но предварительно необходимо положить в этот желобок кусочки фосфористого очистителя Лаврова. Кусочки эти должны быть величиной приблизительно в половину горохового зерна, и нужно наложить их в желобок трубы так, чтобы расстояния между кусочками были приблизительно одинаковые, около 1/8—1/4" (3 — 6 мм) при толщине медного листа около 1/8" (при большей толщине еще чаще, а при меньшей реже, или же более мелкие кусочки). Вообще некоторый избыток фосфористого очистителя не вредит, а недостаток влечет за собой получение перегорелой меди.
Самая отливка производится неподвижным плавильником, а трубу передвигают при помощи станка, причем нужно наблюдать, чтобы желобок трубы сполна равномерно наполнялся так, чтобы уже не возвращаться назад; в противном случае (при вторичном действии вольтовой дуги на налитую и застывшую уже медь) может получиться перегорелый металл. Впрочем, недостаточно хорошо залитое место можно исправить, но с обязательной вторичной присадкой фосфористого очистителя. Проволока nnn не помешает заливке, потому что моментально расплавляется.
Скорость движения трубы должна быть такова, чтобы пластинки только что успевали расплавиться; если движение будет слишком медленно, то отливка будет слишком горяча, стенки трубы расплавятся вне пластинок и может произойти утечка или неправильная усадка металла; если же движение трубы слишком быстро, получится несовершенное сливание. Небольшой практики достаточно, чтобы путем опыта определить надлежащую скорость движения трубы.
