На главную


§ 37. Литье ювелирных изделий

Ювелирные изделия отливают из золотых, платиновых и серебряных сплавов. Сплавы, пригодные для изделий, называют литейными. К ним предъявляются особые требования — они должны обладать хорошими литейными свойствами, быть минимально насыщенными газами, что обусловливает их беспористость, и пластичными. К разряду литейных можно отнести большинство золотых сплавов 750-й пробы, золотые сплавы 583-й пробы с содержанием никеля и цинка, с серебряномедной лигатурой; платиновые сплавы 950-й пробы и серебряные сплавы 916 и 875-й проб.
Получение ювелирных изделий литьем по выплавляемым моделям самый прогрессивный метод, получивший распространение в ювелирной промышленности недавно. Он дал возможность повысить производительность труда, сократить потери драгоценных металлов, а также использовать ка изготовлении сложных ювелирных изделий ювелиров средней квалификации, а изделий средней сложности — малоквалифицированных ювелиров. Процесс собственно литья изделий и предшествующие ему процессы происходят в специально оборудованных цехах ювелирных предприятий соответственно литейном и формовочном. Схема ювелирнолитейного производства такова: изготовление резиновых пресс-форм, изготовление восковых моделей, изготовление литейных форм; выплавление восковых моделей, прокаливание опок с литейными формами и заливка металла в формы.
Изготовление резиновых пресс-форм. В качестве сырья для резиновых форм используют сырые резиновые смеси. Подготовка резиновой смеси заключается в распрессовывании в вулканизационном прессе при температуре не выше 100° С в течение 1 — 1,5 мин. Для этого кусок сырой резиновой смеси помещают между двумя стальными полированными плитами, смазанными кремнийорганической жидкостью во избежание прилипания смеси к металлу. Между плит устанавливают ограничители, позволяющие отрегулировать необходимый зазор. Выдержав 1 — 1,5 мин под давлением верхней плиты, смесь охлаждают под струей воды и отделяют от плит. Распрессовывать сырую резиновую смесь лучше непосредственно перед изготовлением пресс-форм. Для того чтобы фиксировать резиновые пластины относительно друг друга при сборке в пакет (несколько слоев резины), изготовляют резиновые замки — ребристые с одной стороны пластины. Для этого распрессованную сырую резину вырезают по размерам пресс-форм и очищают ватным тампоном, смоченным в бензине. Пресс-форму протирают кремнийорганической жидкостью. Собранный пакет помещают в вулканизационный пресс, прогревают 5 мин; затем в течение 40 мин вулканизируют под давлением при температуре 140°С. По окончании вулканизации пакет охлаждают под струей воды и из пресс-формы извлекают резиновую пластину.
Для изготовления разъемных пресс-форм из распрессованной резины вырезают пластины по форме и размерам металлической рамы. Пластины очищают бензином и укладывают в пачки. Количество пластин в пачке зависит от толщины модели. На нижнюю пачку кладут резиновые замки, обратная сторона которых зачищена напильником и смочена бензином. Между замками укладывают и модель (оригинал). Ее располагают таким образом, чтобы замки обеспечивали фиксацию одной половины формы относительно другой, но не мешали извлечению восковых моделей. Поверхности верхней и нижней резиновых пачек, обращенные к модели, натирают тальковой пудрой, а по краям будущего разъема смазывают силиконовым маслом. После наложения верхней пачки на нижнюю сверху помещают дополнительную плиту, на которую будет оказывать давление плита пресса. Собранный пакет помещают в металлическую раму, вставляют в вулканизационный пресс и прижимают верхней плитой пресса. После того как температура верхней плиты пресса достигает 140 — 150° С, ее опускают до предела, и под ее давлением проводится вулканизация в течение 30 — 45 мин. По истечении этого срока обогрев выключают, и раму с пресс-формой извлекают и охлаждают. Излишки резины обрезают и пресс-форму разъединяют по месту разъема и извлекают модель. На рабочей поверхности пресс-формы не должно быть неровностей и повреждений.
Для изготовления разрезных пресс-форм так же, как и для изготовления разъемных, пластины распрессованной сырой резины вырезают по форме металлической рамы, смачивают бензином и укладывают в пачки. Толщина пачек, как и для разъемных пресс-форм, зависит от высоты модели.
Модель ювелирного изделия укладывают между двумя пачками сырой резины, а полости изделия плотно заполняют кусочками сырой резины. Собранный таким образом пакет вкладывают в металлическую раму и помещают в вулканизационный пресс. Далее процесс прессования и вулканизации протекает аналогично описанному. После извлечения пресс-формы из рамы ее разрезают на две половинки, аккуратно подрезая линию разъема скальпелем. Линию разреза выбирают неровной (бугристой) для лучшей фиксации половинок пресс-форм. Для извлечения из них сложной восковой модели делают дополнительные прорези. Качество изготовления пресс-формы определяют по опытному отливу восковой модели.
Изготовление восковых моделей. Материалом для выплавляемых моделей служит специальный восковой модельный состав, который загружают в плавильный котел. Крышку котла закрывают и прижимают гайками. После чего включается обогрев котла, устанавливается температура (60 — 70°С) для модельного состава и регулируется давление сжатого воздуха в зависимости от величины и формы восковой модели. На рабочую часть пресс-формы наносят слой тальковой пудры или распыленной силиконовой жидкости. Затем пресс-форму устанавливают в специальное приспособление. Нагретый до определенной температуры модельный состав путем надавливания на сопло подается из котла в пресс-форму. Для моделей со сложной конфигурацией и крупных плоских моделей состав подается сильным или неоднократным нажатием.
Половинки резиновых пресс-форм должны быть прижаты друг к другу плотно, но не очень сильно и не очень слабо. Чрезмерное сжатие половинок пресс-формы препятствует выходу из нее воздуха и ведет к незаполнению модели, а слабое сжатие ведет к переполнению пресс-формы. Заполненную модельным составом пресс-форму выдерживают 1 — 2 мин до ее охлаждения, после чего из разъединенной пресс-формы осторожно извлекают восковую модель.
Для сборки моделей в блоки используют литники — восковые стояки с металлическим стержнем внутри. Их делают из отходов модельного состава от выплавки моделей. Восковые отходы расплавляют на песчаной или масляной бане и заливают в специальную форму, в которую заранее вложен взвешенный металлический стержень диаметром 1,5 мм. После охлаждения и извлечения из формы литник подвергается тщательному осмотру, зачистке (специальным шабером) швов, облоя и других дефектов.
Для сборки моделей в блок восковой стояк укрепляют в специальном приспособлении. Сплавляя соединительные части моделей и стояка тонким лезвием электропаяльника, припаивают модели к стояку (рис. 105). В результате образуется блок — «куст». Каждый блок может насчитывать до 60 моделей. Блок устанавливается на резиновую подставку (масса подставки, впрочем, как и других деталей, фиксируется), а затем промывается в 5%-ном растворе сульфанола или в моющих средствах для синтетических изделий. Сушат блоки потоком воздуха, используя для этой цели вентилятор, до полного исчезновения влаги с поверхности моделей.

Изготовление литейных форм. В резиновый цилиндр наливают дистиллированную воду и устанавливают на вибростоле вакуумной установки. При включенном вибраторе постепенно, при непрерывном перемешивании, в цилиндр засыпают формовочную массу из расчета 2,5 ч. на 1 ч. воды. Формовочная масса перемешивается с водой 1,5 — 3 мин, после чего цилиндр накрывают крышкой и включают вакуумный насос для отсоса из цилиндра воздуха. Вакуум доводится до 0,8 — 0,9 ат давления и смесь вакуумируется в течение 5 — 7 мин. Затем цилиндр с вакуумированной массой снимают с вибростола, а на вибростол, при умеренном вибрировании, помещают опоку с модельным блоком (опока устанавливается на резиновой подставке). Осторожно, чтобы не повредить блока моделей, формовочную массу заливают в опоку, закрывают крышкой и снова включают отсос воздуха. При вакууме 0,8 — 0,9 ат, как только смесь начнет разбрызгиваться, насос выключают. Вибрация продолжается 1 — 2,5 мин. Через 2 ч резиновую подставку снимают и сушат на воздухе не менее 6 ч.
Выплавление восковых моделей. Для выплавления восковых моделей из форм пользуются сушильным шкафом, оснащенным термометром и поддоном для сбора вытопленной восковой массы. Литейную форму устанавливают в камеру сушильного шкафа на решетку вниз литниковой чашей и выдерживают в ней в течение 6 ч при температуре 150°С, после чего подвергают прокаливанию.
Прокаливание опоки с литейной формой. Опоку с литейной формой устанавливают в нагретую до 100°С электрическую печь (рис. 106) на специальную решетку вертикально, литником вниз. Нагрев проводят ступенчато по заданной программе до 700°С с периодическими выдержками после 200 и 400 С. После этого печь выключают и опока охлаждается вместе с печью до определенной температуры, при которой опоку переносят в электроплавильную машину для центробежного литья. Температура опоки рассчитывается в зависимости от литейного сплава по формуле t° нагрева опоки = (t°плав. сппава + 50):2.

Заливка металла в формы производится на машине для центробежного литья. Чтобы убедиться в исправности машины и ее пригодности к работе, машину тщательно осматривают. Затем устанавливают температуру заливки данного сплава и машину зключают. В течение 15 мин печь прогревают при токе 4 — 5 А. После этого увеличивают силу тока до 12 А и повышают температуру нагрева тигля до температуры плавления сплава. Когда тигель достигает необходимой температуры, в него частями загружают металл. Масса загружаемого металла должна соответствовать массе отливки. Недостаточное количество металла ведет к незаполнению формы, а избыток — к разбрызгиванию металла. В качестве защитного покрова и флюса засыпают борную кислоту, слой которой должен полностью изолировать расплав от воздуха. При достижении расплавом температуры заливки, его выдерживают 2 — 3 мин, снимают излишки флюса и раскисляют. Затем устанавливают быстро форму, перенесенную из электропечи, литником по центру тигля машины, закрепляют специальным кожухом и включают машину. После 2 — 3 оборотов штанга тягового механизма оттягивается и после остановки машины форма снимается.
Работать на центробежной машине обязательно в защитных очках и при закрытом внешнем ограждении. Опоки с отлитыми металлическими блоками охлаждают при нормальной температуре на воздухе в зависимости от сплава до 12 ч. Отделяют блок от формовочной массы легким постукиванием деревянным молотком по стержню блока. Затем его промывают водой и счищают металлической щеткой. Остатки формовочной массы могут быть сняты травлением. Окисленные отливки отбеливают и подвергают электрополировке.


предыдущая страница оглавление следующая страница