Рабочая программа учебной дисциплины «Технология художественного литья»

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Согласовано Руководитель ООП по направлению 261400	Утверждаю
Декан МФ, проф. __________ «___» ___________ 2012 г.	Зав. кафедрой МиТХИ, проф. __________ «___» ___________ 2012 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Технология художественного литья»

Направление: 261400.62 «Технология художественной обработки материалов»

Профиль: Технология художественной обработки материалов

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

Составители:        доцент  ,  профессор 

Программа является приложением

к учебному плану в соответствии с ФГОС-2009

Санкт-Петербург

2012

1. Цель и задачи дисциплины.

Цель изучения дисциплины - приобретение студентами знаний технологических процессов изготовления художественных изделий методом литья.

Задачи дисциплины – ознакомление студентов с историей художественного литья,  основами литейных процессов, литейными сплавами, формовочными материалами, способами литья и необходимым для изготовления отливок оборудованием.

2. Место дисциплины в структуре ООП.

Дисциплина «Технология художественного литья» входит в базовую часть профессионального цикла подготовки бакалавров по направлению «Технология художественной обработки материалов». 

Изучается студентами 4 курса в 7 семестре. Для освоения курса обучающийся должен обладать знаниями по предшествующим дисциплинам; физика, химия, история искусств, кристаллография и строение материалов, механические свойства материалов, металловедение и термическая обработка, коррозия и за­щита материалов.

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

ОК-3, ОК-4, ОК-5, ОК-6, ОК-8, ОК-12, ОНК-4, ОНК-7, ОНК-8, ИК-1, ИК-6, ПК-1, ПК-2,  ПК-3, ПК-4, ПК-5, ПК-9, ПК-12.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать: особенности технологии изготовления художественных отливок в раз­личных цивилизациях древнего мира, средневековья, в индустриальном периоде и в наши дни; художественные особенности литых произведений различных эпох; основные свойства металлов и сплавов, в том числе технологические; характеристики формовочных материалов; основы литейной технологии; технологические особенности изготовления художественных отливок различными способами: в землю, по выплавляемым моделям, кусковой формовкой, вакуумно-пленочной формовкой, по технологии ювелирного производства; методы и средства отделки литых изделий; способы реставрации и консервации художественных отливок.

Уметь: обосновывать выбор технологического процесса литья в зависимости от предъявленных к нему требований (материал, качество поверхности, ус­ловия применения и т. п.); разрабатывать литейную технологию изготовления изделия (расположение отливки в форме, определение линий разъемов, выбор мест подвода ме­талла и определение сечений каналов литниковой системы, определение условий питания и др.); выбирать плавильное оборудование и назначить режимы выплавки ме­талла; обосновывать средства и способы отделки изделия (механические, хими­ческие, термические и др.); проводить реставрационные и консервационные работы.

Владеть: общими навыками в выборе рациональных технологических решений по изготовлению художественных изделий методом литья.

4. Объём дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоёмкость дисциплины составляет  3  зачётные единицы.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
7
Аудиторные занятия (всего)	36
В том числе:
Лекции	18
Практические занятия (ПЗ)	0
Семинары (С)	0
Лабораторные работы (ЛР)	18
Самостоятельная работа (всего)	36
В том числе:
Контрольная работа	0
Реферат	18
Другие виды самостоятельной работы:
Работа с литературой	18
Подготовка к экзамену
Вид промежуточной аттестации (зачёт, экзамен)	36	Экзамен
Общая трудоёмкость  час   зач. ед.	108
3

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
1	Введение	Место художественных изделий в жизни человека. Основные этапы соз­дания художественного произведения. Взаимосвязь технологических парамет­ров создания художественного изделия с его эстетическими характеристиками. Цели и задачи преподавания дисциплины.
2	Из истории художественного литья	Освоение бронзы - первого литейного материала. Литье чугуна и бронзы в Китае. Искусство скифских литейщиков. Развитие литейного производства в Африке. Искусство древних эллинов и этрусков. Технология изготовления пу­шек. Литье колоколов на Востоке, в Европе, на Руси. Развитие статуарного ли­тья в Индии, Китае, Европе. Сооружение памятников в России. Литье оград и решеток. Каслинское литье.
3	Литейные сплавы	Чистые металлы Металлы в периодической системе Менделеева. Условия производства металлов. Свойства металлов (физические, механические, химические). Взаи­модействие металлов с газами. Взаимодействие металлов с огнеупорными и формовочными материалами. Сплавы Физико-химический анализ. Литейные свойства (жидкотекучесть, заполняемость, характер затвердевания, формирование литой поверхности, объемная и линейная усадка, трещиноустойчивость, свариваемость). Эстетические характеристики (оптические характеристики, звукопроводность).
4	Формовочные материалы	Огнеупорная основа Квасцы. Классификация формовочных песков. Магнезит металлургиче­ский. Электрокорунд. Диоксид циркония. Хромомагнезит. Хромистый желез­няк. Циркон. Дистен-силлиманит. Графит. Связующие материалы Глины. Эти л силикатные связующие. Жидкое стекло. Синтетические смо­лы. Комплексные лигносульфаты. Фосфатные композиты. Цемент. Масло и его заменители. Гипс. Специальные добавки Требования, предъявляемые к формовочным смесям. Технологические свойства. Гидравлические свойства. Механические свойства. Теплофизические свойства.
5	Основы литейной технологии	Выплавка металла. Плавильные печи: - камерные, барабанные, тигельные, отапливаемые твердым, жидким и газообразным топливом - электрические дуговые с прямым и косвенным нагревом - электрические индукционные тигельные и канальные - вагранки гарнисажные вакуумные Технология плавки. Расчет шихты. Назначение шлака. Рафинирование расплава. Особенности выплавки стали, чугуна, меди, цинка, магния, титана. Заливка металла. Литниковая система. Назначение и расчет сечений отдельных элементов. Заполнение формы. Условия взаимодействия расплава с атмосферой и материалом формы. Движение металла открытой струей, по каналам литниковойсистемы, в полости формы. Затвердевание отливки. Формирование усадочных пустот. Ликвация. Виды ликвации. Связь с диаграм­мой состояния сплава. Избирательная кристаллизация. Скорости диффузии в жидкой и твердой фазах. Линейная усадка отливок. Свободная и затрудненная усадка. Развитие напряжений в металле. Воз­никновение трещин. Литейные дефекты. Поверхностные дефекты и способы их предотвращения. Пригар, прили­вы, специфические дефекты, несоответствие химического состава и структуры. Внутренние дефекты Усадочные раковины, пористость, ликвация.
6	Литьё в песчаные формы	Литьё в землю. Модели. Конструкции: цельные, раздельные, с отъемными частями. Материалы: дерево, гипс, металл. Опоки. Конструкции, назначение отдельных элементов. Стержни. Способы изготовления и крепления в форме. Технология формовки "по-сырому". Кусковая формовка. Вакуумно-пленочная формовка. Принцип вакуумно-пленочной формовки. Последовательность технологических операций. Параметры технологического процесса. Оборудование.
7	Литьё по выплавляемым моделям	Исходные модельные материалы: парафин, стеарин, буроугольный воск, церезин и др. Требования, предъявляемые к модельным составам. Изготовление пресс-форм. Изготовление моделей и модельных блоков. Изготовление керамических форм. Приготовление суспензии и гипсовой массы. Нанесение огнеупорного покрытия на модель. Сушка покрытия. Удале­ние модельного состава из керамических оболочек. Прокаливание формы.
8	Ювелирное литьё	Изготовление мастер-модели. Металлы для изготовления мастер-модели лепкой и механической обра­боткой. Эластичные пресс-формы. Требования к материалам. Оборудование и технология изготовления. Модельные сплавы. Выплавляемые, растворяемые и газифицируемые материалы. Составы и свойства выплавляемых материалов. Изготовление моделей и модельных блоков. Оборудование и технология изготовления моделей. Расчет литниково-питающих систем. Процесс изготовления модельных блоков. Изготовление литейных форм. Составы формовочных смесей. Природа вяжущих свойств гипса. Основ­ные этапы изготовления формы: приготовление суспензии, заполнение опоки, вытапливание модельного сплава, прокаливание опок. Технологическое обору­дование. Плавка и заливка металла. Плавильные печи и особенности их конструкции. Роль центробежного давления при заливке металла.
9	Специальные способы литья	Оболочковое литье. Оборудование и технологический процесс изготовления керамических оболочек. Механизм отвердевания смеси. Свойства оболочек. Область приме­нения. Литье под давлением. Оборудование с горячей и холодной камерой прессования. Технологиче­ский процесс. Центробежное литье. Оборудование с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Грави­тационный коэффициент. Литье в кокиль. Конструкция металлического кокиля. Литье в облицованном кокиле. Литье по газифицируемым моделям. Технологическая схема процесса. Модельные материалы. Изготовление литейных форм. Литье на замораживаемом связующем. Схема процесса. Механизм отвердевания смеси. Режим прокалки. Техно-экономические преимущества процесса.
10	Отделка литья	Назначение и эффективность отделки литых художественных изделий. Механические способы отделки. Кварцевание. Средства обработки поверхности изделий из материалов различной твердости. Шабровка. Инструмент и приемы шабровки. Шлифование. Приспособления, материалы и параметры обработки. Голтование. Оборудование, материалы и технологические параметры об­работки. Пескоструйная обработка. Оборудование. Создание различной фактуры литой поверхности. Химические способы отделки. Усиление художественной выразительности изделий с помощью химиче­ской обработки. Средства патинирования медных и алюминиевых сплавов. Де­коративная обработка стали и чугуна. Чеканка. Техника, инструмент и приспособления чеканки. Чеканка листа и чеканка отливок. Эмалирование. Природа, состав и нанесение эмалей. Прозрачные и глухие эмали. Техно­логия эмалирования. Выямчетые, перегородчатые, живописные и гладкие эма­ли. Окраска. Лакокрасочные покрытия: бесцветные лаки и краски. Основные наполни­тели и растворители. Технологические процессы окраски. Металлические покрытия. Плакирование, покрытия легкоплавкими металлами. Металлизация. Чернение. Химический состав, технология приготовления черни и технология нанесения на изделия. Покрытия с помощью катодно-ионной бомбардировки. Основной принцип нанесения покрытия. Оборудование и технологическая оснастка. Ка­чество покрытий. Легированное хромирование. Принцип нанесения покрытия. Оборудование и технологическая схема процесса.
11	Реставрация и консервация	Условия существования художественных изделий из черных и цветных метал­лов. Особенности реставрации литых изделий. Обезжиривание. Органические растворители и их обезжиривающая способность. Очистка ще­лочными растворами. Применение электрохимической обработки поверхно­стно-активных веществ, синтетических моющих средств. Очистка. Очистка медных сплавов, черных металлов. Средства восстановления корроди­рованного железа. Очистка изделий из олова, свинца, серебра. Реставрация и консервация. Ингибиторы коррозии медных сплавов. Фосфатирование изделий из черных металлов. Защитно-декоративные покрытия изделий из олова и свинца.

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

Знания по предмету могут быть использованы при написании выпускной квалификационной работы и в профессиональной деятельности.

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Лекции	Прак. зан.	Лаб. зан.	Семин.	СРС	Всего час.
1	Введение	1	1
2	Из истории художественного литья	2	3	5
3	Литейные сплавы	2	2	4	8
4	Формовочные материалы	2	2	4	8
5	Основы литейной технологии	2	4	6	12
6	Литьё в песчаные формы	2	2	4	8
7	Литьё по выплавляемым моделям	2	2	4	8
8	Ювелирное литьё	1	2	3	6
9	Специальные способы литья	2	2	4	8
10	Отделка литья	1	1	2	4
11	Реставрация и консервация	1	1	2	4
Итого:	18	18	36	72

6. Лабораторный практикум:

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ	Трудо-ёмкость (час.)
1	3	Технологические свойства литейных сплавов. Методы определения.	2
2	4	Формовочные материалы (огнеупорные, связующие). Назначение и свойства.	2
3	5	Литейные процессы (заполнение формы, затвердевание отливки, охлаждение, свободная и затруднённая усадка)	4
4	6	Литьё в песчаные формы. Основные операции, оборудование.	2
5	7	Литьё по выплавляемым моделям. Основные операции, оборудование.	2
6	8	Ювелирное литьё. Основные операции, оборудование.	2
7	9	Специальные способы литья. Технологические особенности, оборудование, область применения	2
8	10, 11	Отделка литья (финишные операции). Способы, оборудование.	2
Способы реставрации и консервации отливок, область применения

7. Практические занятия (семинары): не предусмотрены

8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

, Пирайнен литье //СПб., Политехника, 1996.-231с. , , Магницкий художественнй обработки материалов // СПб., Издательство Политехнического университета, 2009.-486с. и др. Технология художественного литья// СПб., Издательство Политехнического университета, 2006.-453с. , , Пирайнен художественного литья// СПб., Издательство СПбГПУ, 2003.-312с. , , Кузин процессы // Л., Машиностроение, 1987. , Ко­четков В. В.,   Ювелирное художественное литье // Челябинск, Металлургия, 1991

Вспомогательная:

, Озеров по выплавляемым моделям // М., Машиностроение, 1971, 431с.

10. , Мельникова в реставрации //Л., Химия, 1990.

11. , , Рыбкин литейного производства //  М., Машиностроение, 1983.

12. , , Чурсин производство цветных и  редких металлов //М., Металлургия, 1982.

1З.  Гутов по выплавляемым моделям сплавов золота и серебра//Л., Машиностроение, 1974.

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Кафедра МТХИ имеет следующие лаборатории для проведения занятий:

10.1. ауд. 6303 - мультимедийная лаборатория кафедры предназначена для проведения лекционных и практических занятий.

10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

Преподавание дисциплины основано на организации внутри дисциплины и междисциплинарных образовательных модулей, представляющих совокупность теоретических представлений и практических навыков по дидактическим единицам, изложенными в тексте программы во взаимосвязи с последующими и смежными дисциплинами.

Теоретические представления студент получает в результате изучения курса лекций и самостоятельного изучения литературных источников (учебников и учебных пособий). Теоретические представления закрепляются в процессе лабораторных занятий и самостоятельной работы.

Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация является совокупностью данных по успешности выполнения студентом требований ФГОС ВПО, учебного плана, примерной учебной программы и включает

= посещение лекционных и лабораторных занятий.

Разработчики:

  кафедра МиТХИ  доцент 

  (место работы)  (занимаемая должность)  (инициалы, фамилия)

кафедра МиТХИ  профессор 

Эксперты:

  кафедра МиТХИ  доцент 

  (место работы)  (занимаемая должность)  (инициалы, фамилия)