Typ kov - Type metal
V tisku , typ kovu (někdy označovaný jako horký kov ) se týká kovových slitin, používaných v tradičních typefounding a horký kov sazby . Historicky, typ kovu byla slitina z olova , cínu a antimonu v různých poměrech v závislosti na aplikaci, ať už je to individuální charakter mechanické lití pro nastavení ruční, odlévání mechanické vedení nebo individuální povaze mechanické sazby a stereo odlévání desek. Použité podíly jsou v rozmezí: olovo 50–86%, antimon 11–30% a cín 3–20%. Antimon a cín se přidávají, aby se dosáhlo trvanlivosti a zároveň se snížil rozdíl mezi koeficienty roztažnosti matrice a slitiny. Kromě trvanlivosti jsou obecnými požadavky na typový kov také to, že by měl produkovat skutečný a ostrý odlitek a po ochlazení si zachovat správné rozměry a tvar. Rovněž by mělo být snadné lití, při přiměřeně nízké teplotě tání by se železo nemělo v roztaveném kovu rozpouštět a forma a trysky by měly zůstat čisté a snadno udržovatelné. Dnes mohou stroje Monotype využívat širokou škálu různých slitin. Zařízení pro mechanické liniové lití používá slitiny, které jsou téměř eutektické .
Dějiny
Přestože znalosti o odlévání měkkých kovů do forem byly dobře zavedeny před časem Johannesa Gutenberga , jeho objev slitiny, která byla tvrdá, odolná a měla by z formy jasný dojem (protože se nezmenšila natolik jako samotné olovo po ochlazení) představuje základní aspekt jeho řešení problému tisku na pohyblivý typ . (Mezi jeho další příspěvky patřilo vytvoření inkoustů, které by přilnuly ke kovovému typu, a metoda změkčení papíru pro ruční tisk tak, aby to dobře působilo.)
Požadované vlastnosti
Levné, hojně dostupné jako galenitové a snadno zpracovatelné olovo má mnoho ideálních vlastností, ale samo o sobě postrádá potřebnou tvrdost a nedělá odlitky s ostrými detaily, protože roztavené olovo se při ochlazení na pevnou látku smršťuje a klesá.
Po mnoha experimentů bylo zjištěno, že přidání pewterer je cín , získaný z cassiterite , zlepšila schopnost typu litého odolat opotřebení tiskového procesu, takže je tvrdší, ale ne více křehký.
Navzdory trpělivému pokusu o různé poměry obou kovů se řešení druhé části problému s typem kovu ukázalo jako velmi obtížné bez přidání ještě třetího kovu, antimonu .
Alchymisté prokázali, že když se stibnit , antimon sulfidová ruda , zahřívá železným šrotem, vyrábí se kovový antimon. Zakladatel typicky zavedl do svého kelímku práškové stibnitové a podkovové hřebíky, aby roztavil olovo, cín a antimon do kovového typu. Železo i sulfidy by byly v procesu odmítnuty.
Přidání antimonu poskytlo tolik potřebná vylepšení vlastností tvrdosti, odolnosti proti opotřebení a zejména ostrosti reprodukce typového vzoru , protože má zvláštní vlastnost snižovat smršťování slitiny po tuhnutí.
Složení kovového typu
Typový kov je slitina olova, cínu a antimonu v různých poměrech v závislosti na aplikaci, ať už se jedná o mechanické odlévání jednotlivých znaků pro ruční nastavení, mechanické odlévání čar nebo mechanické sazování jednotlivých znaků a stereofonní odlévání.
Použité podíly jsou v rozmezí: olovo 50–86%, antimon 11–30% a cín 3–20%. Základní vlastnosti těchto kovů jsou následující:
Vést
Typ kovu je slitina olova. Čisté olovo je relativně levný kov, je měkký, takže se s ním snadno pracuje a je snadno litý, protože taje při 327 ° C (621 ° F). Zmenšuje se však, když tuhne a vytváří písmena, která nejsou dostatečně ostrá pro tisk. Navíc se čistá písmena olova během používání rychle deformují; přímý výsledek snadné zpracovatelnosti olova.
Olovo je výjimečně měkké, tvárné a tvárné, ale s malou pevností v tahu.
Olovo je jed , který primárně poškozuje mozkové funkce.
Cín
Cín (Sn) Podporuje tekutost roztavené slitiny a činí typ houževnatým, což dává slitině odolnost proti opotřebení. Je to tvrdší, tužší a tvrdší než olovo.
Antimon
Antimon (Sb) je metaloidní prvek, který se taví při 630 ° C (1166 ° F). Antimon má krystalický vzhled, přičemž je křehký a tavitelný.
Když je antimon legován olovem, aby vytvořil kovový typ, dává mu tvrdost, kterou potřebuje, aby odolával deformaci během tisku, a dává mu ostřejší odlitky z formy, aby vytvořil jasný a snadno čitelný tištěný text na stránce.
Typické kovové proporce
Skutečné složení se časem lišilo, různé stroje byly přizpůsobeny různým slitinám v závislosti na zamýšleném použití daného typu. Tiskaři měli někdy své vlastní preference ohledně kvality konkrétních slitin. Společnost Lanston Monotype Corporation ve Velké Británii měla ve svých příručkách uvedena celá řada slitin.
| Typ slitiny | Cín (%) |
Antimon (%) |
Olovo (%) |
Komentáře |
|---|---|---|---|---|
| Slitinová slitina | 3 | 11 | 86 | Ludlow / Intertype / Linotype složení pro omezené použití a pro vytváření stereos |
| Eutektická slitina | 4 | 12 | 84 | Často se používá na kladkových kladkách a pro distanční materiál Monotype / Elrod |
| Stereotypová slitina | 7 | 15 | 78 | Odolnější určené pro dlouhé tiskové úlohy a zakřivené tiskové desky |
| Monotypová slitina | 10 | 16 | 74 | Nejodolnější strojová sada určená k přetavení, někdy i ruční |
| Slévárenská slitina | 18 | 28 | 54 | Tradiční typ volné ruky, může obsahovat trochu mědi |
Slitiny pro mechanické složení
Většina mechanické sazby je rozdělena v zásadě do dvou různých konkurenčních technologií: line casting ( Linotype a Intertype ) a single character casting ( Monotype ).
V příručkách pro monotypické slévárenské kolečko (vydání z roku 1952 a novější) je uvedeno nejméně pět různých slitin, které mají být použity pro odlévání, v závislosti na účelu typu a práci, která s ním bude provedena.
Ačkoli obecně lze znaky monotypového odlitku vizuálně identifikovat jako znaky se čtvercovým zářezem (na rozdíl od kulatých zářezů používaných u slévárenského typu), neexistuje snadný způsob, jak identifikovat slitinu kromě nákladného chemického testu v laboratoři.
Kromě toho dvě společnosti Monotype ve Spojených státech a Velké Británii vyráběly také formy s „kulatými“ zářezy. Zakladatelé a tiskaři si mohli a objednali speciálně navržené formy podle svých vlastních specifikací: výška, velikost, druh zářezu, dokonce i počet zářezů bylo možné změnit.
Typ vyrobený těmito speciálními formami lze identifikovat, pouze pokud je známa slévárna nebo tiskárna.
| Sn / Sb (%) |
Kapalina při (° C) |
Tuhá látka při (° C) |
Tvrdost ( Brinell ) |
Účel | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 6/15 | 261 | 240 | 23.0 | Rutina |
| 2 | 10/16 | 273 | 240 | 27.0 | Dual (složení stroje a ruky) |
| 3 | 19. 9. | 286 | 240 | 28.5 | Rutinní složení stroje |
| 4 | 13/17 | 283 | 240 | 29.5 | Katalogy |
| 5 | 12/24 | 330 | 240 | 33 | Typ displeje, těžké práce |
Ve Švýcarsku měla společnost „Metallum Pratteln AG“ v Basileji ještě další seznam slitin kovových typů. V případě potřeby lze vyrobit jakoukoli slitinu podle specifikací zákazníka.
| Používání | Sn / Sb (%) |
Kapalina při (° C) |
Odlévání při (° C) |
Přetavování při (° C) |
Tvrdost |
|---|---|---|---|---|---|
| Typograf | 3/12 | 250 | 280 ... 290 | 310 ... 330 | 19 |
| Ludlow | 5/12 | 245 | 270 ... 285 | 300 ... 320 | 21 |
| Lino / Intertype a | 5/12 | 245 | 270 ... 285 | 300 ... 320 | 21 |
| Lino / Intertyp b | 6/12 | 243 | 270 ... 285 | 300 ... 320 | 21.5 |
| Lino / Intertyp c | 7/12 | 241 | 270 ... 285 | 300 ... 320 | 22 |
| Stereotypování | 5/15 | 265 | 320 | 320 ... 340 | 23 |
| Stereotypování | 7/14 | 258 | 315 | 320 ... 340 | 23 |
| Monotyp a | 5/15 | 265 | 350 | 330 ... 350 | 23 |
| Monotyp b | 8/15 | 260 | 360 | 350 ... 370 | 25 |
| Monotyp c | 7/17 | 280 | 370 | 360 ... 380 | 26 |
| Monotyp d | 19. 9. | 285 | 390 | 380 ... 400 | 28.5 |
| Monotyp e | 9,5 / 15 | 270 | 360 | 350 ... 370 | 26 |
| Monotyp f | 9,5 / 17 | 280 | 380 | 370 ... 390 | 27.5 |
| Monotyp g | 10/16 | 275 | 370 | 360 ... 380 | 27 |
| Regenerace a | 9/11 | - | - | - | - |
| Regenerace b | 9/12 | - | - | - | - |
| Regenerace c | 9/16 | - | - | - | - |
| Nosný kov a | 1/2 | 310 | - | 360 ... 380 | 6 |
| Nosný kov b | 3/5 | 295 | - | 340 ... 360 | 14 |
| Nosný kov c | 5/5 | 280 | - | 340 ... 360 | 16 |
| Typové zjišťování | 5,5 / 28,5 | 360 | - | 420 ... 430 | 29.5 |
Struska
Regenerační kov se roztavil do kelímku, aby nahradil ztracený cín a antimon skrz strusku .
Při každém přetavení kovu oxiduje cín a antimon . Tyto oxidy se tvoří na povrchu kelímku a musí být odstraněny. Po promíchání roztaveného kovu se na povrchu vytvoří šedý prášek, struska, kterou je třeba odstředit. Dross obsahuje využitelné množství cínu a antimonu.
Struska musí být zpracována ve specializovaných společnostech, aby bylo možné těžit čisté kovy za podmínek, které by zabránily znečištění životního prostředí a zůstaly ekonomicky proveditelné.
Obecné požadavky na typ kov
- Typový kov by měl produkovat věrné a ostré obsazení a reprodukovat matici do všech detailů. Po vychladnutí by rozměry a tvar měly být správné.
- Typový kov by měl být pevný a odolný, aby vydržel opotřebení a tlak při tisku.
- Typ kovu by měl být snadno litý, to znamená: přiměřená nízká teplota tání , železo by se nemělo v roztaveném kovu rozpouštět, forma a trysky by měly zůstat čisté a snadno udržovatelné.
- Roztavený kov by měl být čistý, zatímco roztavený by měl dávat co nejméně strusky, aby se zabránilo ztrátě cínu a antimonu.
- Rovněž je třeba vzít v úvahu ekonomiku: udržení nízkých nákladů by znamenalo: udržení co nejnižšího obsahu cínu a antimonu a zachování vysoké kvality vyráběného typu.
- Typový kov by neměl ulpívat na mědi matrice.
Chování bipolárních slitin
Čistý kov se jednoduchým způsobem taví a tuhne při určité teplotě. U slitin tomu tak není. Zde najdeme rozsah teplot se všemi druhy různých událostí. Teplota tání všech směsí je podstatně nižší než u čistých složek.
příklady směsi antimon / olovo
Přidání malého množství antimonu (5% až 6%) k olovu významně změní chování slitiny ve srovnání s čistým olovem: ačkoli teplota tání čistého antimonu je 630 ° C, bude tato směs zcela roztavená a homogenní tekutina dokonce i při teplotách až 371 ° C. Necháme-li tuto směs ochladit, slitina zůstane kapalná i při teplotě 355 ° C, což je bod tání čistého olova. Jakmile teplota dosáhne 291 ° C, začnou se tvořit olovnaté krystaly , což zvyšuje soudržnost kapalné slitiny. Při 252 ° C začne směs plně tuhnout, během níž teplota zůstane konstantní. Teprve po úplném ztuhnutí směsi se teplota začne opět snižovat.
Při použití 10% antimonu zpožďuje 90% směs olova tvorbu olovnatých krystalů přibližně na 260 ° C.
Použitím 12% antimonu, 88% směsi olova zcela zabrání tvorbě krystalů a stane se eutektikem . Tato slitina má jasnou teplotu tání při 252 ° C.
Zvýšení obsahu antimonu nad 12% povede k převážně krystalizaci antimonu.
Tri-polární směsi
Přidání cínu do tohoto bipolárního systému chování ještě více komplikuje. Nějaký cín vstupuje do eutektika. Směs 4% cínu, 12% antimonu a 84% olova tuhne při 240 ° C.
V závislosti na přebytku kovů se ve srovnání s eutektikem tvoří krystaly, které vyčerpávají kapalinu, dokud se znovu nevytvoří eutektická směs 4/12.
Slitina 12/20 obsahuje mnoho smíšených krystalů cínu a antimonu, tyto krystaly tvoří tvrdost slitiny a odolnost proti opotřebení.
Zvýšení obsahu antimonu nelze provést bez přidání nějakého cínu. Protože tekutost směsi dramaticky poklesne, když teplota klesne někde v kanálech stroje. Trysky mohou být blokovány krystaly antimonu.
Kovy používané na strojích na lití
Eutektické slitiny se používají na strojích Linotype a Ludlow-casters, aby se zabránilo zablokování formy a zajistilo se nepřetržité bezproblémové lití.
Slitiny používané na strojích Monotype mají tendenci obsahovat vyšší obsah cínu, aby získaly tvrdší charakter. Všechny znaky by měly být schopné odolat tlaku během tisku. To znamenalo další investici, ale Monotype byl po celou dobu drahý systém.
Současné použití kovového typu
Tvrdá konkurence mezi různými mechanickými systémy odlévání typu Linotype a Monotype vedla k několika trvalým pohádkám o typemetalu. Uživatelé linotypu se dívali dolů na Monotype a naopak.
Monotypové stroje však mohou využívat širokou škálu různých slitin; udržování stálé a vysoké produkce znamenalo přísnou standardizaci typového modelu ve společnosti, aby se všemi prostředky snížilo jakékoli přerušení výroby. Opakované testy byly prováděny v pravidelných intervalech, aby se sledovala použitá slitina, protože pokaždé, když se kov recykluje, oxidací se ztrácí zhruba polovina obsahu cínu . Tyto oxidy se odstraňují struskou při čištění povrchu roztaveného kovu.
V dnešní době ztratila tato „bitva“ svůj význam, alespoň pro Monotype. Kvalita vyráběného typu je mnohem důležitější. Slitiny s vysokým obsahem antimonu a následně s vysokým obsahem cínu mohou být odlévány při vyšší teplotě a při nižší rychlosti a s větším chlazením při složení monotypu nebo supercasteru.
Přestože bylo dbáno na to, aby se v obchodech nemíchaly různé typy kovových typů s odlévacími systémy různých typů, ve skutečnosti k tomu často docházelo. Vzhledem k tomu, že se monotypické slévárenské kolo dokáže vyrovnat s řadou různých kovových slitin, osvědčilo se občasné smíchání slitiny Linotype s vyřazenou slitinou zakladatelů.
Zařízení pro mechanické liniové lití používají slitiny, které jsou téměř eutektické .
Kontaminace kovových typů
Měď
Měď byla použita pro kalení typu kovu; tento kov snadno vytvoří smíšené krystaly s cínem, když slitina vychladne. Tyto krystaly porostou těsně pod výstupním otvorem trysky u strojů Monotype, což po nějaké době povede k úplnému zablokování. Tyto trysky se čistí velmi obtížně, protože tvrdé krystaly odolávají vrtání.
Zinek
Mosazné prostory obsahují zinek , který je u kovového typu extrémně kontraproduktivní. I malé množství - méně než 1% - vytvoří na povrchu roztaveného kovu prašný povrch, který je obtížné odstranit. Znaky odlévané z kontaminovaného kovu, jako je tento, mají horší kvalitu, řešení spočívá ve vyřazení a nahrazení čerstvou slitinou.
Mosaz a zinek by proto měly být před přetavením odstraněny. Totéž platí pro hliník , i když tento kov bude plavat na povrchu taveniny a bude snadno objeven a odstraněn, než se rozpustí v olovu.
Hořčík
Hořčíkové desky jsou v roztaveném olovu velmi nebezpečné, protože tento kov může snadno hořet a v roztaveném olovu se vznítí.
Žehlička
Železo se těžko rozpustí v kovovém typu, i když je roztavený kov vždy v kontaktu s litinovým povrchem tavicí nádoby.
Historické odkazy na kovové kovy
Joseph Moxon ve svých Mechanických cvičeních zmiňuje směs stejného množství „antimonu“ a železných hřebíků .
Odstavec 2. Výroba Mettal.
Zakladatelé kovů vyrábějí tiskařské dopisy , je olovo kalené železem : Tudíž pírkují hřebíky za nejlepší železo k roztavení, protože jsou také označovány jako pahýly hřebíky jsou vyrobeny z dobrého měkkého a houževnatého železa , protože v malých kouscích železa ) se dříve roztaví. Aby Železný běh proběhl, smíchají stejnou váhu Antimonů (rozdrcených v železné formě na malé kousky) a spojí hřebíky dohromady. A připravuje tolik hliněné čtyřicet nebo padesát liber tavící nádoby (vyrobeno pro tento účel snášet oheň ), jak hodlají použít: Oni Nabijte tyto hrnce s mingeld železné a antimonu jako plné, protože budou držet.
Pokaždé, když roztavili Mettal , postavili novou pec, která ji roztavila: Tato pec se nazývá otevřená pec ; protože vzduch fouká skrz všechny jeho strany, aby rozdmýchal oheň . Dělají to z cihel na otevřeném prostranství, jakož i proto, že vzduch může mít volný přístup do všech jeho stran, jako jsou výpary z Antimony (které jsou nepříjemný), může tím méně urazit ty, které úřadovat v Making na Mettal : A také proto, že prudký oheň v peci by neměl ohrozit střelbu ze sousedních domů.
„Antimon“ zde byl ve skutečnosti stibnit , antimon-sulfid (Sb 2 S 3 ). Železo bylo v tomto procesu spáleno, čímž se snížil obsah antimonu a současně se odstranila nežádoucí síra . Tímto způsobem vznikl ferosulfid, který by se odpařil se všemi výpary.
Směs stibnitu a hřebíků se zahřívala v horké peci do červena , dokud se vše neroztavilo a nedokončilo. Výsledný kov může obsahovat až 9% železa. Další čištění lze provést smícháním horké taveniny s kuchyňskou solí, NaCl. Poté se přidá toto červené horké olovo z jiné tavicí nádoby a důkladně se míchá.
Do slitiny byl přidán trochu cínu pro odlévání malých znaků a úzkých mezer, aby se lépe vyplnily úzké oblasti formy. Dobré vlastnosti cínu byly dobře známy. Použití cínu bylo někdy minimalizováno, aby se ušetřily výdaje.
Většinu této toxické práce odvedla dětská práce , pracovní síla zahrnující děti .
Až dosud mohl muž (ne, chlapec) vykonávat celou tuto práci.
Jako údajné protijed na vdechované toxické výpary kovů dostali pracovníci směs červeného vína a salátového oleje:
Nyní (podle zvyku) je Půllitr Pytle smíchaný se Sallad Oylem, který je k dispozici pro každého Dělníka k pití; zamýšleným nebo Protijedem proti jedovatým výparům antimonu , a obnovit duchy, které tak násilný oheň a těžká práce mohly vyčerpat.