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金工

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金屬加工涉及金屬的鑄造、焊接、釬焊、鍛造、釬焊、製造和表面處理。 金屬加工正變得越來越普遍,因為發展中國家的藝術家也開始使用金屬作為基本的雕塑材料。 雖然許多藝術鑄造廠是商業經營的,但藝術鑄造廠也經常是大學藝術課程的一部分。

危害和注意事項

鑄造和鑄造

藝術家要么將作品送到商業鑄造廠,要么可以在自己的工作室鑄造金屬。 失蠟法常用於鑄造小件。 常用的金屬和合金有青銅、鋁、黃銅、錫、鐵和不銹鋼。 金、銀,有時還有鉑金用於鑄造小件,尤其是珠寶。

脫蠟過程包括幾個步驟:

  1. 製作正面形式
  2. 製作投資模型
  3. 蠟燒盡
  4. 熔化金屬
  5. 結渣
  6. 將熔融金屬倒入模具中
  7. 去除模具

 

陽模可以直接用蠟製作; 它也可以用石膏或其他材料製成,用橡膠製成陰模,然後用蠟鑄造最終的陽模。 加熱蠟會導致火災危險和蠟因過熱而分解。

模具通常是通過使用含有方石英形式的二氧化矽的包埋材料製成的,這會產生矽肺病的風險。 石膏和 50 目沙子的 50/30 混合物是更安全的替代品。 模具也可以用沙子和油、甲醛樹脂和其他樹脂作為粘合劑製成。 許多這些樹脂通過皮膚接觸和吸入有毒,需要皮膚保護和通風。

蠟形式在窯中燒盡。 這需要局部排氣通風以去除丙烯醛和其他刺激性的蠟分解產物。

熔化金屬通常在燃氣坩堝爐中進行。 需要一個向外排氣的頂篷,以去除一氧化碳和金屬煙霧,包括鋅、銅、鉛、鋁等。

然後將裝有熔融金屬的坩堝從熔爐中取出,去除表面的熔渣,將熔融金屬倒入模具中(圖 1)。 對於重量在 80 磅以下的金屬,手動提升是正常的; 對於更大的重量,需要起重設備。 排渣和澆注操作需要通風以去除金屬煙霧。 樹脂砂模也會因受熱而產生有害的分解產物。 防護紅外線輻射和熱量的面罩以及耐熱和熔融金屬飛濺的個人防護服是必不可少的。 必須通過一層沙子保護水泥地板免受熔融金屬飛濺的影響。

圖 1. 在藝術鑄造廠澆注熔融金屬。

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泰德·里卡德

拆開模具會導致接觸二氧化矽。 需要局部排氣通風或呼吸保護。 失蠟工藝的一種變體稱為泡沫蒸發工藝,涉及使用聚苯乙烯或聚氨酯泡沫代替蠟,並在澆注熔融金屬期間蒸發泡沫。 這會釋放出有害的分解產物,包括聚氨酯泡沫中的氰化氫。 藝術家經常使用各種來源的廢金屬。 由於可能存在含鉛和含汞油漆,以及金屬中可能存在鎘、鉻、鎳等金屬,這種做法可能很危險。

製造

可以使用鋸、鑽、剪和金屬銼刀對金屬進行切割、鑽孔和銼削。 金屬屑會刺激皮膚和眼睛。 電動工具會導致觸電。 這些工具使用不當可能會導致事故。 需要護目鏡來保護眼睛免受飛濺的切屑和銼屑的傷害。 所有電氣設備應正確接地。 應小心處理和存放所有工具。 待製造的金屬應牢固夾緊,以防止發生事故。

鍛造

冷鍛使用錘子、木槌、鐵砧和類似工具來改變金屬的形狀。 熱鍛包括額外加熱金屬。 鍛造會產生大量噪音,從而導致聽力受損。 如果不採取預防措施,小金屬碎片可能會損壞皮膚或眼睛。 燒傷也是熱鍛造的危險。 預防措施包括良好的工具、護目鏡、日常清潔、合適的工作服、隔離鍛造區域以及佩戴耳塞或耳罩。

熱鍛涉及燃燒煤氣、焦炭或其他燃料。 需要一個用於通風的頂篷罩來排出一氧化碳和可能的多環芳烴排放物,並減少熱量積聚。 應佩戴紅外線護目鏡以防止紅外線輻射。

表面處理

用錘子進行機械處理(雕刻、凹凸)、用鋒利的工具雕刻、用酸蝕刻、用酸和光化學物質進行光刻、電鍍(將金屬膜鍍到另一種金屬上)和電鑄(將金屬膜鍍到非金屬物體上) ) 與酸和氰化物溶液以及許多化學品的金屬著色。

電鍍和電鑄通常使用氰化物鹽,攝入這些鹽類可能會致命。 酸和氰化物溶液意外混合會產生氰化氫氣體。 這通過皮膚吸收和吸入都是危險的——幾分鐘內就會死亡。 廢氰化物溶液的處置和廢物管理在許多國家都受到嚴格監管。 氰化物電鍍應在商業工廠進行; 否則使用不含氰化物鹽或其他含氰化物材料的替代品。

酸具有腐蝕性,需要保護皮膚和眼睛。 建議使用耐酸管道系統進行局部排氣通風。

陽極氧化鈦和鉭等金屬涉及在電解槽的陽極氧化這些金屬以使其著色。 氫氟酸可用於預清洗。 避免使用氫氟酸或使用手套、護目鏡和防護圍裙。

用於給金屬上色的銅綠可以冷塗或熱塗。 鉛和砷化合物在任何形式下都是劇毒的,其他化合物在加熱時會釋放出有毒氣體。 鐵氰化鉀溶液受熱放出氰化氫氣體,砷酸溶液放出砷化氫氣體,硫化物溶液放出硫化氫氣體。 金屬著色需要非常好的通風(圖 2)。 應避免砷化合物和加熱亞鐵氰化鉀溶液。

圖 2. 在帶槽式排氣罩的金屬上塗上古銅色。

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肯·瓊斯

整理工序

清潔、打磨、銼削、噴砂和拋光是金屬的一些最終處理。 清潔涉及使用酸(酸洗)。 這涉及處理酸和酸洗過程中產生的氣體(例如硝酸中的二氧化氮)的危害。 研磨會導致產生細小的金屬粉塵(可被吸入)和飛揚的大顆粒(對眼睛有害)。

噴砂(噴砂)非常危險,尤其是使用真沙時。 吸入噴砂產生的細二氧化矽粉塵會在短時間內引起矽肺病。 沙子應該用玻璃珠、氧化鋁或碳化矽代替。 僅當化學分析表明不含二氧化矽或砷或鎳等危險金屬時,才應使用鑄造爐渣。 需要良好的通風或呼吸保護。

使用胭脂(氧化鐵)或 tripoli 等研磨劑進行拋光可能很危險,因為胭脂可能會被大量游離二氧化矽污染,而 tripoli 含有二氧化矽。 拋光輪需要良好的通風。

焊接

焊接中的物理危害包括火災危險、電弧焊設備電擊、熔融金屬火花引起的灼傷以及過度暴露於紅外線和紫外線輻射下造成的傷害。 焊接火花可以傳播 40 英尺。

紅外輻射會導致灼傷和眼睛損傷。 紫外線輻射會導致曬傷; 反復接觸可能導致皮膚癌。 電弧焊工特別容易患紅眼病(結膜炎),有些人的角膜會因紫外線照射而受損。 需要皮膚保護和帶有防紫外線和紅外線鏡片的焊接護目鏡。

氧乙炔火炬會產生一氧化碳、氮氧化物和未燃燒的乙炔,這是一種溫和的麻醉劑。 商業乙炔含有少量其他有毒氣體和雜質。

壓縮氣瓶可能具有爆炸和火災隱患。 必須仔細維護和檢查所有氣瓶、連接件和軟管。 所有氣瓶必須存放在乾燥、通風良好且遠離未經授權人員的地方。 燃料鋼瓶必須與氧氣鋼瓶分開存放。

電弧焊產生的能量足以將空氣中的氮氣和氧氣轉化為氮氧化物和臭氧,它們是肺部刺激物。 在氯化脫脂溶劑 20 英尺範圍內進行弧焊時,紫外線輻射會產生光氣。

金屬煙霧是由金屬、金屬合金和電弧焊中使用的電極蒸發產生的。 氟化物助熔劑會產生氟化物煙霧。

所有焊接過程都需要通風。 雖然稀釋通風可能足以用於低碳鋼焊接,但對於大多數焊接操作來說,局部排氣通風是必要的。 應使用可移動法蘭罩或側槽罩。 如果無法通風,則需要呼吸保護。

許多金屬粉塵和煙霧會引起皮膚刺激和過敏。 其中包括黃銅粉塵(銅、鋅、鉛和錫)、鎘、鎳、鈦和鉻。

此外,可能塗有各種物質(例如鉛或汞塗料)的焊接材料也存在問題。

 

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