Main page arrow Articles arrow Ágyúk és horgonyok öntése
Ágyúk és horgonyok öntése PDF Print E-mail
Written by Szeibel Laszlo   
2009. August 17. Monday 08:17
There are no translations available

Eredetileg úgy képzeltem, hogy részletesen bemutatom egy több részes sorozatban a flamand galeon építését, s az ágyuöntésröl akkor írok majd, ha a cikkben oda érek. Ennek a cikksorozatnak a megirásárol sem mondtam le, de alighanem még lefolyik egy kevés víz a Dunán meg a Rajnán, mire odáig eljutok. S mivel láttam, hogy sokatoknak gondja van az ágyúk beszerzésével ill. készítésével, úgy gondoltam, hogy előrehozom az öntésről szóló cikket, remélhetőleg tudok vele segíteni.

 

A csövek elkészítésére többféle módszer van.

1. - Sárgarézből vagy bronzból kiesztergálni: Előnye: esztergálással csodálatosan szép s pontos csöveket lehet készíteni, de ez egyben hátránya is. Eltekintve attól, hogy nem túl sok modellező engedheti meg magának egy kisméretű esztergapad (200-300 mm csúcstávú) eszterga vásárlását, 12 - 20 db pontosan egyforma cső esztergálása magas fokú szaktudást követel meg, s akiknek a kisujjában is van, azoknak is nem kis időbe telik, s a másolóesztergák még drágábbak.

2. - Öntés

  2.1 - Műgyantából

  2.2 - Cinből

 Mindkettőnél az első lépés egy mintadarab (ősforma) készítése vagy vásárlása, s aztán egy öntőforma készítése. Az Aeronaut cég nagyon szép ágyúcsöveket készít, a baj csak az, hogy az áruk is szép borsos. Darabjuk 6-8 € , s ez 50–60 ágyúnál? Így aztán minden típusból csak egy darabot vásároltam ősformának. Persze egy-egy darabot esztergályosnál is készíttethetünk, de fából magunk is kiesztergálhatjuk szabad kézzel a faesztergapadon. A horgonyoknál az ősformát magamnak kellett készíteni fából, mert a kész horgonyok formája nem igazán tetszett, másrészt a méretük sem volt megfelelő.


Az öntöforma és a formaszekrény

 Az öntöforma készülhet gipszből vagy szilikonkaucsukból. Ha a csöveket cinből akarjuk kivitelezni a gipsz nem ajánlatos, mert 3-4 cső öntése után a felület egyre durvább lesz, valamint a gipszformánál a sarkok könnyen letöredeznek. Miután az öntöformát nem készíthetjük s tarthatjuk a tenyerünkben, ezért egy formaszekrényt ill. formadobozt kell készítenünk. Ez készülhet kartonból, vékony lemezből, sőt használhatunk kisebb konzerves üvegeket vagy dobozt is.

 A legegyszerűbb az egyrészes öntöforma, bár én ezt nem ajánlom. Több dimenziós tárgyak (ágyuk, horgonyok stb.) öntéséhez feltétlenül kétrészes, esetenként többrészes öntöformára van szükség.

 Szerintem a legjobb módszer méretre szabott dobozokat készíteni, hogy minél kevesebb kaucsukra legyen szükségünk.

  • Maradék 5-6 mm-es réteges lemez darabokból egy dobozt készítünk, aminek a szélessége, s a hossza kb. 5-5 / 10-10 mm-el nagyobb a cső méreteinél, kivéve az öntőnyílásnál, ahol az Anguss miatt 1-2 cm -t kell hagynunk. Az ősforma alja s a doboz alja közötti távolság ne legyen több 3-5 mm-nél.

  • Megfelelő mennyiségű szilikonkaucsukot (hogy ez mennyi, s hogyan lehet kiszámítani, arról a cikk végén szólok bővebben) az edzővel bekeverünk (itt nem szabad lustálkodni, az elegyet jó tiz percig kell keverni) s a dobozba öntjük, amíg a kaucsuk teteje kb. szintbe kerül a doboz tetejével. Persze ez sohasem sikerül pontosan, s ezért inkább egy kicsit többet öntsünk be.

  • A minta csövet félig belenyomjuk a formamasszába. Fa és műanyag. ősmintát ajánlatos nagyon vékonyan fehér vazelinnel bekenni, hogy a kaucsuk ne ragadjon rá. Fém ősmintát nem muszáj, de nem is árt.

  • Ajánlatos a pajzscsapokból s a cső furatába dugott fapálcából egyfajta tartószerkezetet

    készíteni, amik rögzítik a csövet, mert különben a kaucsuk felnyomja. Ha szükséges akkor egy kisebb súlyt is helyezünk rá.

  • A jól beállított kaucsuk kötési ideje kb. 30 perc, de ha véletlenül egy kicsit több edzőt kevertünk bele, akkor ez az idő lerövidül, ezért ajánlatos gyorsan dolgozni. Semmi esetre sem szabad a félig kötött ill. kötött kaucsukra (ha netán kevés lett) újabb keveréket ráönteni, mert akkor kidobhatjuk az egészet. A végleges kikeményedési idő kb. 24 óra. (Ezután viszont lehet - ha szükséges - újabb réteget ráönteni.)

 A kikeményedett kaucsuk meglehetősen rugalmas, így kissé alámetszett formák is készíthetők belőle.

 A fél forma tetejét (ha szükséges) durva papírral - még jobb tányércsiszolóval lassú fordulatszámon - síkra csiszoljuk, s egy - egy tájoló lyukat (ez lehet fúróval kifúrt, vagy késsel kimetszett hengeres vagy piramisszerű mélyedés) készítünk.


1_abra_sm.jpg

1. ábra: Az öntöforma alsó fele a felületek síkra csiszolása előtt

2_abra_sm.jpg

2. ábra: A kétrészes öntöforma két része a felületek lecsiszolása után, az egyikben a fából készített ősforma.


 Ezek után készítünk egy pontosan olyan méretű keretet, mint a doboz, a minta felső részének. A keret tájolását a dobozon 3 mm-es fa csapokkal biztosítjuk. Az alsó rész felszínét vékonyan bekenjük vazelinnal (ez az un. választó, ami biztosítja, hogy a felöntött kaucsuk ne kössön a már kikeményedett alsó részre !), visszahelyezzük az ősmintát a helyére, felhelyezzük a keretet a dobozra, bekeverünk egy újabb kaucsukot s beöntjük a keretbe. Ezután várunk újra 24 órát. (Fa vagy műanyag ősmintát is feltétlenül be kell vazelinozni, fém ősmintát nem kell, de lehet.)

 Ha jól dolgoztunk, akkor minden nehézség nélkül szét tudjuk bontani a két részt. (Ha az elsőre nem egészen jól sikerült, nem kell kétségbe esni, én is jó negyedkiló kaucsukot elvacakoltam, mire rájöttem a módszerre! Na ja, a kaucsuk nem éppen olcsó.)
A felső keretből is egy zárt dobozt csinálunk, azaz csinálunk neki alját.
Most meg kell gondolni, hogy hol lesz a beöntőnyílás, valamint hova kell levegőnyílásokat készíteni. (Hogy az öntvényünk ne legyen teli levegőzárványokkal, a levegőnek valahol ki kell távoznia !) Levegőnyílásoknak nagyon vékony „csöveket” metszünk éles késsel a kaucsukba. Ezek a vezetékek nyílhatnak a dobozon kívülre is, de az is elég, ha a dobozon belül egy nagyobb zsákfuratot fúrunk. Hogy hova kell levegőfuratokat készíteni azt mindig egyedileg kell eldönteni, esetenként próbaöntéssel kell megállapítani.

Mindez jobban érthető lesz, ha megnézzük a fotókat.


3_abra_sm.jpg

 3. ábra: Fekvő öntöforma - 18 fontos Culverinhez, ősforma: AeroNaut

 

 

 

6_abra_sm.jpg

6.ábra:

Felső: álló öntöforma a flamand Pflichtanker-hez („kötelező” horgony)
A jobboldalon látható a centrifuga tárcsája, amivel a zárt öntöforma a motorra lesz erősítve.
Alsó: álló öntöforma a flamand Großanker-hez (nagy horgony)
Bennük a fából készített ősformák.

4_abra_sm.jpg

4. ábra: Álló öntőforma - 12 fontos fél Culverinhez , ősforma: AeroNaut

5_abra_sm.jpg

5. ábra: Álló öntöforma - 6 fontos Sakerhez, ősforma: AeroNaut


Az öntés


Most el kell(ene) dönteni, hogy műgyantából, vagy cinből öntünk. Meg kell mondanom, hogy én személyesen utálom a műgyantát. Egyrészt, mert ragacsos! Mindenhova felragad ahova nem kell, csak éppen oda nem akar menni, ahova kellene, ráadásul koszos! Ezen kívül minden elrontott darabot ki kell dobnunk, s így a kísérletezés nagy anyagpazarlással jár. Ha túl sűrűre keverjük, az istennek se folyik be a kis lyukakba, mert mire befolyna már meg is kötött! Ha meg túl hígra keverjük soha nem köt meg, s még hetek múlva is ragacsos marad a felszíne, s a szilárdsága sem megfelelő! Így aztán mindkét esetben kidobhatjuk. A különféle cin ötvözetekkel sokkal jobb eredményt lehet elérni, nem beszélve arról, hogy az elrontott darabot újra be lehet olvasztani, s így az anyagveszteség csekély marad. Habár kb. 2-3 % veszteséggel számolnunk kell az oxidáció miatt. Ha eldöntöttük, hogy cinből öntünk, ki kell kísérleteznünk az ötvözetet.

A következőket tudom tanácsolni.

  • A legjobb lenne az. un. Wood fém, ami egyfajta bizmutos cin ötvözet, aminek az olvadáspontja kb. 60 foknál van. (45Bi, 30Pb, 15Sn, 10Cd) Az ón olvadási hője különböző adalékanyagokkal jelentősen csökkenthető mint pl. a Bizmut.

  • Az un. bádogos forrasztó cin a legolcsóbb, de egyáltalán nem megfelelő!

  • 60Pb40Sn - azaz 60% ólom és 40% cin. Egyáltalán, minél több ólom van benne, annál nagyobb az olvadáspontja, s annál rosszabbul önthető. Az olvadáspont még csak nem lenne óriási probléma, mert 230 fokot a közönséges gáz vagy villanytűzhelyen elérhetünk, csakhogy a hőmennyiség tárolóképessége (fajhő) túl kevés, azaz akármilyen gyorsan dolgozunk, az ömlemény túl hamar kihűl. (Ugyan egy magyar hobby oldalon láttam egy cikket, ahol valaki ónfigurákat 50% ón és 50% ólom ötvözetéből önt . Akit érdekel az keresse meg. De eltekintve attól, hogy ennek az ötvözetnek az olvadáspontja magasabb mint az általam használt 97-es majdcsak tiszta ón nem tartalmaz a szervezetre káros ólmot !)

  • Az un. Tiffany cin gyönyörű felületet ad, csakhogy tele lesz léglyukakkal. (Nem tudom, hogy mért, nem vagyok metallurgiszt.)

  • A legjobb eredményt - adalékanyag nélkül - eddig a 97-es cinnel értem el, -Sn97Cu3 - azaz 97% cin és 3% vörösréz ötvözet.


 

7_abra_sm.jpg

7.ábra: Forrasztóón

A 97-es cin olvadáspontja 183 Celsius, azaz ha az ömlenyt a megolvadása után még megfelelő ideig hőn tartjuk ( kb. 5 perc ) akkor elég hőmennyiség tartaléka lesz a forma kitöltésére, mielőtt megmerevedik. (Ugyanakkor sajnos több ideje marad oxid és salak képzésére) Ez a 97-es cin tkp. a modern bádogos cin, ill. vízvezetékek forrasztására csak ólom nélküli cin használható. 3 mm átmérőjű s 250 grammos kiszerelésben 8 €, s jól lehet önteni. - 

(Ha én cint vagy Zinn-t írok, az ónt jelent, s nem pedig cinket, ami egész más fém!) Un. gyantás cin egyáltalán nem használható öntésre! Ettől függetlenül meg kell mondanom, hogy kezdetben csak kb. minden 2.-3. darab lesz használható. De a gyakorlattal az eredmény egyre jobb lesz.


 

 

 

 

 

Eddig az elmélet, s most nézzük a gyakorlatot.

Mire van szükségünk a kész öntöformán és a cinen kívül?

  • Egy hordozható villanyrezsó. Egyrészt, mert az asszony valószínűleg hülyét kap, ha a paprikás krumpli mellet a gáz vagy a villanytűzhelyen mindent telefröcskölünk forró cinnel! (Nem beszélve az így kapott égési sebekről.) A műhelyecskénkben meg azt főzünk, amit akarunk. Másrészt a villanyrezsó jobb mint a gáz.

  • Egy öntő kütyü, ill. Tégely. Én pl. egy használt cucc boltban vettem egy hat darabos “ elegáns “réz kávécsészekészletet, darabját 10 Centért. Mivel a fülek lágyforrasszal voltak felerősítve, természetesen a platnin való felmelegítés után leváltak. Ezek után csak a megfelelő csőrt kellet egy lapos fogóval kialakítani, valamint egy fa nyelet felerősíteni.


8_abra_sm.jpg

8.ábra: Kütyü



  •  

  • Lehetőséghez képest egy készülék centrifugál öntéshez. Itt lehet kapni egy centrifugál készüléket kb. 300 €-ért, amivel egyszerre több darabot sugárirányban formázni s önteni, de eltekintve az árától nekünk nemigen felel meg, mert a tányér átmérője 18 cm, s így több egyforma ősformára van szükség valamint sok kaucsukpazarlással jár. Ez adta az ötletet, egy saját kütyüt barkácsolni. Egy mini barkácsgép csiszolótárcsájáról levettem a csiszolópapírt, s felerősítettem rá az öntődobozt. Ezidáig OK.

 

 

 

 

 

9_abra_sm.jpg

9.ábra: Centrifuga

Az első hibák:

 Miután úgy képzeltem, hogy a csövet maggal öntöm, azaz, hogy a lyuk is ki legyen öntve. a dobozt, s ezzel együtt a csövet, vízszintesen erősítettem a tárcsára s a kúpos beöntőnyílást az egyik pajzscsapnál alakítottam ki. Ez aztán kapásból két problémát okozott. 1.- Nagyobb fordulatszámnál a forró cin egyszerűen felmászott a tölcsér falán, s így szépen körbefröcskölt mindent cinnel, beleértve a göncömet, meg a szabad bőrfelületeimet. (Jujujj) Egál, fordulatszámot kisebbre venni ( 250 - 300 fordulat/perc ) s gyorsan egy fedelet a tölcsérre tenni. 2. - Nagyobb gond volt, hogy a cső a torkolatnál, azaz a leendő furat (mag) valamint a külső fal között mindig valahol oldalt is kilyukadt. Így aztán kénytelen voltam az öntött furatról lemondani. Szerencsére a furat öntés utáni központos kifúrása nem okoz gondot, csak arra kell ügyelni, hogy még 2 mm-es furatot sem szabad telibe fúrni, s lassú fordulattal, mert különben a fúró beragad s betörik. Ajánlatos 1 mm-el kezdeni s 2-3 tizedes lépcsőkkel fúrni. Ennek ellenére - ha már egyszer így megvolt a formadoboz - kiöntöttem 18 db. Culverint. Lásd 3.ábra

 

 

 De miután ezzel a megoldással egyáltalán nem voltam megelégedve, végiggondoltam, hogyan is öntötték a valóságban a régi ágyukat ? Gombbal lefelé, s torkolattal felfelé függőlegesen. (Ámbár a valódi ágyukat mindig maggal öntötték, de ez nem változtat a lényegen.) Az így beállított öntöformába folyatott ömleny a cső hátulján (ill. ebben a helyzetben az alján) - ott ahol a cső a legnagyobb gáznyomásnak volt kitéve az elsütés alatt - a lehető legtömörebben keményedett ki, mert 2-3 M fémömleny súlya terhelte. Hogy a fémömledék a torkolatnál se legyen túl híg, a csőgyűrű felett még egy jó méter Anguss-t (Felöntés?) képeztek ki, amit aztán a kész öntés után lefűrészelték, s a furatot un. ágyúfúróval méretre fúrták. Na, gondoltam, ha ez a régieknek jó volt, akkor jó lesz nekem is. (Eltekintve attól, hogy akkoriban még nem volt centrifugálöntés!) Így aztán a következő csöveknél a beöntőnyílást a torkolatnál alakítottam ki, mégpedig úgy, hogy a kúpos tölcsér felett még egy 1 cm magas hengeres rész következett, hogy a cin ne tudjon felmászni, s a dobozt függőlegesen erősítettem a tárcsára. Lásd 4.-5-6.ábra

 S lássatok csodát. Csodálatosan működött. S mi ebből a tanulság ? Először is az, hogy lusta voltam gondolkodni - mint ahogy ez a történelem folyamán már sok un. nagy személyiséggel is megesett. Másodszor pedig, hogy a hibákból is lehet tanulni, feltéve ha képesek vagyunk rá, egy hamis elképzelést szívfájdalom nélkül feladni. A vízszintes öntésnél a cinolvadéknak mindkét oldalra kb. 3-3 cm-re kellett kimásznia, mialatt a függőlegesnél ez csak 3-3 mm ! S mivel a szilikonkaucsuk formák 2 - 300 vagy még több öntést is könnyedén elviselnek, minden egyes formát még számtalanszor tudok használni. (A " közönséges "szilikonkaucsuk kb. 350 fokig használható) Még valamit: a közönséges tégelyben - tehát szabad levegőn - való olvasztásnál teljesen elkerülhetetlen, hogy képződjön cin-oxid a felületen. Ez egy ronda sötétszürke ráncos bőrszerű valami. Szerencsére a fajsúlya kisebb a tiszta fémnél, ezért a felszínen úszik, s így kis ügyességgel elérhető, hogy a formába csak tiszta cin kerül. Ezért egyrészt arról kell gondoskodni, hogy a tégelyben mindig több olvasztott cin legyen, mint amennyire szükségünk van. Másrészt alkalmazhatunk egy trükköt, ha már tele van a fütyülőnk a felületen úszkáló szürke masszától. A tégely tartalmát (ha az ömleny magassága 3-4 mm alá csökken) szépen hosszában - vagy pötyögtetve - kiöntjük egy közömbös felületre. (Ez itt azt jelenti, hogy nem fára, papírra, műanyagra stb. Én pl. a két platni közötti zománcos felületet használom erre a célra.) Ha ügyesen kiöntögetjük a tégely tartalmát, akkor az oxid ill. salak a végére marad, s a tiszta cin pöttyöket újra be tudjuk olvasztani. Tkp. függőleges öntésnél nincs szükségünk (legalábbis az ágyúcsöveknél) centrifugára. De ha használunk, akkor csak azután kapcsoljuk be, miután már a cint a formába öntöttük.

 A horgonyok öntése ugyanígy történik, csak nyilvánvalóan az öntőformát máshogy képezzük ki. Ezt a módszert természetesen felhasználhatjuk sok más tárgy öntésére is, pl. lapos relief faragások sokszorosítására, sőt szobrokéra is, ahol azonban a szobrok bonyolultsága miatt nagy valószínűséggel többrészes öntőformákra lesz szükségünk, ill. a szobor részeit külön kell önteni (pl. test, karok, lábak stb.) Ha valakinek ezzel kapcsolatos problémája lenne, nyugodtan keressen meg.


Még egy kis elmélet - szilikonkaucsuk

 Nem tudom, hogy otthon milyen fajta kaucsukot lehet kapni. Itt háromféle változatuk van, amiket 1/4 ,1/2 és 1 kg-os kiszerelésben lehet kapni. A legolcsóbb változatból, ami nekünk bőven megfelel a fél kiló itt 25 €. Ez kb. 250–300 C0 meleget visel el, s kb. 3 fok alámetszést.


10_abra_sm.jpg

10.ábra: Kaucsuk

Az egyik drágább változat 450 fok hőt, a másik 6 -8 fok alámetszést enged meg.

A szükséges mennyiség kiszámítása:

 Ha a dobozunk egyszerű téglatest alakú (mint az ágyúcsöveknél), akkor ez a számítás nagyon egyszerű: V = H x Sz x M (Hosszúság x Szélesség x Magasság). Pl. 6 x 3 x 1,2 cm = 21,6 cm³, ill. 0,6 x 0,3 x 0,12 = 0,0216 dm3

 Ennyi kaucsukot kell bekeverni a tégelyben. Ha a tégelyünk hengeres, pl. egy májkrémes konzervdoboz, akkor ez is egyszerű. A henger térfogata V = r2 x Pi x m ebből m = V / r2 x Pi Ha pl. a tégelyünk átmérője 3 cm, akkor m = 21,6 / 2,25 x 3,14 = 3,05 cm, tehát ilyen magasságig kell a tégelybe kaucsukot önteni. (Csonkakúp vagy félgömb alakú tégely esetén a számítás persze bonyolultabb, ezért itt ebbe nem akarok belemélyedni.) Persze a kiszámított mennyiségnél mindíg egy kicsit többet veszünk.

 

 

 Problémásabb kiszámítani a szükséges edző (vagy más néven hálósító) mennyiségét. (Ugyan mérhetjük grammra patikamérlegen vagy milliliteres beosztású adagolóedénykében is, ill. Az üvegecskéből számolhatjuk a cseppeket.)

A használati utasításban a következő áll:

  • Edzőhozzáadás: 2–4 % (40 csepp = 1 g = 1 cm³)

  • Feldolgozási idő kb. 30 perc

  • Vulkanizálási idő kb. 3 óra (20 foknál , de ajánlatos legalább egy napot pihentetni)

 Számítási példa 100 g kaucsukhoz 2 % edző esetén 2 g azaz 2 cm³ = 80 csepp, de miután csak a szükséges térfogatot ismertem (s nem a kaucsuk fajsúlyát) legalább nagyjából ki kellet számítani a fajsúlyt (sűrűséget). A félkilós doboz méretei: átmérő 8,4 cm, magasság 7,5 cm, tehát V = 4,2² x 3,14 x 7,5 = 415 cm³ azaz 0,415 dm³ .Mivel ebbe a térfogatba 500 g fér bele, ez azt jelent, hogy a kaucsuk nehezebb a víznél, tehát 500 : 415 =1,2 kg/dm3 a kaucsuk fajsúlya (sűrűsége). Akkor a 0,0216 dm³ térfogatú kaucsuk súlya 0,0216 x 1,2 = 0,026 kg azaz 26 g. Ennek a 2 %-a 26/100 x 2 = 0,52 g azaz 20 csepp. Világos ?

Kb. hány darab tárgyat - esetünkben pl. ágyúcsövet önthetünk adott mennyiségű cinből?

 Vegyünk példának egy csövet, aminek a legnagyobb átmérője 9 mm a legkisebb 7mm s a hossza 70 mm. Az egyszerűség kedvéért azonban helyette egy 8mm átmérőjű hengerrel számolunk. Mivel az anyagok fajsúly ill. sűrűsége dm³-ben van megadva így ezzel számolunk. 0,04²x3,14x0,7=0,0035 dm³ Az ón fajsúly ill. sűrűsége 7,3 kg/dm³ Tehát: 0,0035x7,3=0,0256 kg azaz 25,6 g súlyú 1 cső. 1000g/25,6g=39. Ebből leszámolunk 5%-ot a korróziós és egyéb veszteségre - 1,95 db. Marad tehát jó esetben 37 db. Ha viszont sokszor kell az elrontott darabokat újra beolvasztanunk, akkor persze a veszteség nagyobb lesz, úgyhogy gyakorlattól függően 30-35 darab ekkora méretű ágyúra számíthatunk 1 kg ónból.



Flamenco



Last Updated ( 2009. August 17. Monday 09:16 )
 

www.hajomakett.hu
Hajomakett.hu - Vitorlás, hajó, makett