Спосіб виготовлення декоративних виробів з металу

1 Спосіб виготовлення декоративних виробів із металу, що включає виготовлення виробу з булатної сталі, шліфування і полірування поверхні виробу, нанесення на поверхні виробу елемента з воску, парафіну чи іншої суміші, покриття всієї по Винахід відноситься до виготовлення декоративно-художніх виробів із металу і дозволяє підвищити якість виробів Відомий "Спосіб одержання булатної сталі", патент Російської Федерації, №2051977, який включає виготовлення заготовок і їх кування, відрізняється тим, що на поверхню заготовок з вуглецевої сталі з малою КІЛЬКІСТЮ вуглецю наносять шар білого чавуну, після чого здійснюють пакетування, нагрів під кування проводять до температури нижче 730 С з одночасним куванням Цей спосіб дозволяє підвищити твердість і МІЦНІСТЬ поверхневих шарів виробу, але не дозволяє отримати декоративно-художнього виробу, тим паче відображення булату "маджлі", на поверхні якого відбиваються силуети рослин, тварин і навіть людини, який був в давній Індії найбільш коштовним Найбільш близьким по способу одержання є "Спосіб виготовлення декоративних виробів з металу", авторське свідоцтво СРСР номер 1535746, який складається з виготовлення виробу з булатної сталі, шліфування і полірування поверхні виробу, нанесення на поверхню виробу елементу з воску, парафіну або іншої суміші, покриття всієї поверхні виробу сметаноподібним розчином вогнетривкої глини з добавкою крихти азбесту чи іншого подібного матеріалу, сушіння, цементація і віддаленя кірки із сметаноподібного розчину, тепер вже висушеного, твердого Недоліками відомого способу є те, що не вказується процес цементації з точки зору температурних режимів, а також КІЛЬКІСТЬ вуглецю в булат верхні виробу сметаноподібним розчином вогнетривкої глини з добавкою крихти азбесту чи іншого подібного матеріалу, сушіння, цементацію і видалення кірки із сметаноподібного розчину, який відрізняється тим, що процес цементації здійснюється при температурі 830-845°С протягом 5-6 годин в газовому середовищі 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що декоративні вироби - булат "маджлі" виготовляють з булатної сталі з КІЛЬКІСТЮ вуглецю 0,4 - 0,9% ній сталі Відомо, ЩО цементації підлягають сталі з КІЛЬКІСТЮ вуглецю 0,1 - 0,35%, що цементація проводиться при температурах 900 - 1100°С, що розрізняють два види цементації тверду і газову Булатна сталь в своєму складі має вуглець в КІЛЬКОСТІ 0,4 - 6,67% Проведення цементації при тем пературах вище 850°С приводить до розчину карбідів (цементиту) заліза і щезнення візерунку, процес твердої цементації надто довший ніж при газовій цементації, що сприяє збільшенню величини зерна металу Задачею винаходу є удосконалення "Способу виготовлення декоративних виробів із металу", в якому за рахунок відхилення від стандартних режимів цементації, а саме проведення процесу цементації при температурах 830 - 845°С, застосування газової цементації і булату з КІЛЬКІСТЮ вуглецю 0,4 - 0,9% сприяє одержанню булату найвищого ґатунку - булату "маджлі" Поставлена задача досягається тим, що в способі виготовлення декоративних виробів із металу, який включає виготовлення виробу з булатної сталі, шліфування і полірування поверхні виробу, нанесення на поверхні виробу елементу з воску, парафіну або іншої суміші, покриття всієї поверхні сметаноподібним розчином, сушіння, цементація і видалення кірки із сметаноподібного розчину Цементацію проводять при температурах 830 - 845°С в газовому середовощі В запропонованому винаходу використовують зразки з булату з КІЛЬКІСТЮ вуглецю 0,4 - 0,9% Товщина цементованого шару має бути в межах 1,0 - 1,5мм Після О (О 49160 цементації виріб піддається куванню для отримання однородной поверхні цементованого шару і роздроблення зерна металу При проведенні газової цементації використовують окис, вуглецю СО і газоподібні вуглеводороди СпН2п, при розкладу яких утворюється активний атомарний вуглець (С) Найбільш розповсюджені як газову карбюризатори суміші граничних вуглеводів метан, етан, пропан, бутан Більшої глибини (товщини) цементованого шару ніж 1,5мм отримувати не доцільно через складність процесу, тим паче, що більшої товщини шару і не потрібно мати він назавжди залишається бути на поверхні виробу, хоча в промисловості отримують шари товщиною до 10мм на деталях, які піддаються інтенсивному зносу Але для цього застосовують температури до 1100°С, що не можливо застосувати для булатної сталі Можливий варіант, коли силует зображення не підлягає цементації, тому що він викладений з вогнетривкої глини з азбестом В даному випадку цементується вся поверхня виробу окрім силуету зображення Після цементації силует зображення має світлий колір, а вся поверхня виробу темний в наслідок цементації В першому випадну силует має темний колір В обох випадках після цементації виріб піддається куванню, що приводить до однорідності поверхні цементованого шару Приклад 1 Виріб з булатної сталі - шабля з КІЛЬКІСТЮ вуглецю 0,4% шліфується, полірується На зверхність виробу наноситься зображення тварини, рослини чи людини спеціальним трафаретом чи вручну з воску, парафіну чи іншої суміші Після охолодження воску (парафіну) на всю поверхню виробу ,а також зображення наноситься розчин вогнетривкої глини з крихтами азбесту шаром товщиною 2 - Змм Висушений нанесений шар з вогнетривкої глини і азбесту при температурі 120 150°С запобігає поверхню виробу від цементації Підготовлене зображення з воску (парафіну) звільняється від нього в процесі сушіння віск розплавляється і випаровується Зображення ретельно доводять до необхідного вигляду, віддаленням залишків воску Виріб піддається цементації при температурі 830°С й в газовому середовищі окис вуглецю, метан, етан, бутан в цементаційній реторті Ці газові суміші отримують різними методами шляхом піролізу гасу, використанням світильного і природного газу або біологічного (каналізаційного) газу Застосовуються також спеціальні рідини(бензол), які каплями подаються в реторту і в ній випаровуються Можна застосувати і тверду цементацію, при якій виріб запаковується в ящик, наповнений карбюризатором - вуглеродною речовиною деревне вугілля з різними додатками В ящику з проміжком між кусочками вугілля є повітря, кисень якого при температурі процесу цементації з'єднується з вуглецем, утворюючи окис, вуглецю СО, а не СО2 через недостачу кисню Однак при температурних процесах окис вуглецю не стійкий і при контакті з залізною поверхнею розкладається по реакції СО—>СО2+С з утворенням атомарного вуглецю, який поглинається поверхнею виробу Таким чином, при твердій цементації процес відбувається з утворенням газового середо вища Процес твердої цементації є надто довгою операцією і займає в залежності від глибини цементованого шару не один десяток годин Тривалість процесу пояснюється головним чином малими швидкостями прогріву ящика, наповненого металопроводним карбюризатором Для отримання глибини цементованого шару товщиною 1,5мм процес цементації в газовому середовищі займає 5-6 годин, в той час при твердій цементації цей процес продовжується 9-10 годин Процементований виріб очищають від залишків нанесеного вогнетривкого шару, проковують для отримання однородності поверхні цементованого шару Після ЦЬОГО виріб в залежності від умов застосування піддається термічній обробці чи просто доводиться до кондиції по розмірах і якості Приклад 2 Виріб з булатної сталі, який має в своєму складу 0,9% вуглецю, шліфується, полірується На поверхні виробу наноситься спеціальним трафаретом чи вручну з воску, парафіну або іншої суміші зображення тварин, рослин чи людини Після охолодження воску на всю поверхню виробу, а також на зображення наноситься шар вогнетривкої глини з азбестом Виріб піддається сушінню при температурі 120 - 150°С, в наслідок чого зображення звільняється від воску (віск випаровується) Зображення остаточно доводиться до необхідних вимог шляхом очищення поверхні зображення, застосовуючи навіть поліровку Виріб піддається газовій цементації при температурі 845°С впродовж 6 годин Після цементації виріб звільняється від вогнетривкого шару, проковується при температурі 850 - 700°С, доводиться до необхідної кондиції по розмірах і твердості, застосовуючи навіть термічну обробку Товщина отриманого цементованого шару дорівнювала 1,0мм Були проведені експерименти з виробами з булатної сталі, яка мала КІЛЬКІСТЬ вуглецю 0,7 і 0,8% при температурах цементації 835 і 840°С з витримкою в процесі цементації 4 і 7 годин При цементації впродовж 4 годин цементований шар мав товщину менше 1,0мм,а при цементуванні впродовж 7 годин товщина цементованого шару була більше 1,5мм Величина зерна при цьому значно виросла Тому оптимальними режимами цементування є температура 880 - 846°С, витримка впродовж 5 - 6 годин з обов'язковим застосуванням газового середовища При менших температурах ніж 880°С цементування відбувається дуже слабо і треба процес цементування збільшити на декілька годин Виріби з булату з КІЛЬКІСТЮ вуглецю більше 0,9% піддавати цементації не доцільно тому, що насичення поверхні вирібу вуглецем майже не здійснюється, та йсам візерунок з такої булатної стаді відноситься до вищих ґатунків якщо піддати заготівку куванню по спеціальній методиці В булаті з КІЛЬКІСТЮ вуглецю більше 0,9% товщина цементованого шару не перебільшує 0,5мм, а КІЛЬКІСТЬ засвоєного булатом вуглецю не перевершує 0,3%,в той час коли булат з КІЛЬКІСТЮ вуглецю 0,4% засвоює вуглецю до 0,8%, а товщина процементованого шару досягає 1,5мм при вищезазначених режимах 49160 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71