Metalstøbning på bestilling. Støbning af sølv, guld, messing, bronze, nikkelsølv Smykkestøbning af det 19. århundrede

Kunststøbningskurser på det russiske kunsthåndværksakademi er interessante ikke kun for juvelerer. De undersøgte teknologier vil komplementere det professionelle arsenal af enhver håndværker, der arbejder med metal - en producent af souvenirs, kostumesmykker, originalt tilbehør til interiøret, tøj eller sybetræk. Juvelerer vil derimod være særligt opmærksomme på at støbe med sten, fordi der sjældent undervises i denne teknologi på kurser.

Praktiske klasser afholdes i et udstyret værksted, eleverne har tid til at forberede flere pædagogiske værker. Nogle af de undersøgte teknologier kan anvendes derhjemme, uden specielt udstyr, og bruges i fritiden, for eksempel til fremstilling af ridderudstyr eller udstyrsmodeller. Ved afslutningen af ​​deres studier afslutter de studerende et speciale og modtager på baggrund af resultaterne af forsvaret et kvalifikationsdokument.

Hvad er inkluderet i træningsprogrammet

Programmet med støbekurser for juvelerer giver viden om egenskaberne af metaller og legeringer, introducerer værktøjer og teknologier, der bruges til at støbe kunstprodukter. Eleverne lærer støbning i centrifugal- og vakuummaskine, støbning i sand-, grafit-, keramik- og metalforme, gummiforme, lavtemperaturstøbning derhjemme. Der lægges stor vægt på sikkerhedsspørgsmål ved støbning.

I praktiske klasser gennemgår eleverne trin for trin hele processen med at støbe et kunstnerisk produkt i flere tilstande.

Hvad vil du kunne efter kurset?

• Valg af de rigtige støbemetoder til forskellige materialer og løsning af specifikke kunstneriske problemer.
• Fremstilling af forme af gummi og silikone.
• Skab voskovki (voksmodeller) og saml "vokstræer" til investeringsstøbning og støbning.
• Arbejd med vakuum sprøjtestøbemaskine.
• Fremstilling af forme til støbning af lavtemperaturlegeringer.
• Udfør lavtemperaturstøbning derhjemme.
• Rengør støbegods og vurder deres kvalitet.

Uddannelsesbetingelser

Uddannelsesperiode: 72 akademiske timer.
I gruppen indtil 7 personer.
Undervisningsmateriale er inkluderet i kursusgebyret.
Udstedt dokument: Erhvervsbevis "Grundlægger af kunstprodukter" med tildeling af 2-3 kategorier.
For at tilmelde dig skal du have et pas og et 3x4 foto med dig. Ved tilmelding til kurset skal du betale 50% af studieafgiften. Det resterende beløb - i løbet af de første to uger af studiet.
Undervisningen afholdes på St. Kasatkin (m. VDNH)

Smykkestøbning (LUI) er en af ​​varianterne af investeringsstøbning (LPIM). Det har dog specifikke træk og er derfor en særlig retning i støbningen af ​​kunstprodukter. Støbningens nøjagtighed sikres ved brug af elastiske støbeforme, anvendelse af findelte gipsbaserede støbematerialer og forceret metalstøbning - i vakuum eller centrifugalinstallationer. Den LUI teknologiske proces består af følgende teknologiske overgange: modelfremstilling, samling af modelsæt, støbning, smeltning af modeller, kalcinering, afbinding og tvangsstøbning af forme, adskillelse af støbegods fra portsystemet, varmebehandling, kontrol, efterbehandling og samling af smykkestøbegods.

Lad os overveje hver teknologisk operation mere detaljeret. Først opnås en mastermodel af den fremtidige støbning. Hvis et smykke skal skaffes i et enkelt eksemplar, så laver kunstneren det mekanisk, dvs. udskæringer fra termoplastiske materialer med lav størkningstemperatur (fra 68 til 98 ° C). Disse materialer er paraffin, shellak voks, ethylen-vinylacetat copolymer, ceresin.

Til serieproduktion af smykker (JI) anvendes varmehærdende elastiske forme. De inkluderer rågummi, som vulkaniseres under formfremstillingsprocessen.

Master-modsl er lavet af metal ved bearbejdning efterfulgt af forkromning og sammen med en feeder. Vulkaniseringsoperationen udføres på en vulkaniseringspresse ved et tryk på 5 kN og en temperatur på 150-160°C i 30-45 minutter. Brug rågummimærket SKI-3 og SKN-40M. Materialet i form af en krumme placeres i en vulkaniseringsanordning, inden i hvilken der er en mastermodel. Ovenfra er enheden dækket med et stempel og placeret i en vulkanisator. Den resulterende elastiske form fyldes med en smeltbar masse ved hjælp af en injektor. Der anvendes husholdningsmasser bestående af shellakvoks med paraffin (i forhold 20:80, 40:60, 60:40, 80:20) eller copolymer-ethylen med paraffin i forhold 5:95, 10:90, 20:80, 30:70). Det optimale forhold er en blanding bestående af 65% paraffin, 20% shellakvoks og 15% ethylencopolymer. Produktionen af ​​modeller og modelblokke udføres på samme måde som LPVM ved hjælp af en injektor og en trådloddekolbe. Den rengjorte og færdige model er fastgjort til midten af ​​stigrørsmodellen og forbinder den smeltede føder til portsystemet ved hjælp af den opvarmede ende af loddekolben. Derefter, med det samme loddejern, udjævnes alle tilstrømninger og uregelmæssigheder i den resulterende samling.

Ved støbning af smykker fremstilles forme af enkelte ildfaste blandinger indeholdende electrodinas eller cristobalit (sidstnævnte i importerede blandinger), non-stick additiver og gips. Skallen, som i LPVM, mangler. Husets ildfaste masse "Jewellery - 2" består af 80-88% dinas-pulver, 12-20% gips og op til 5 ml orthophosphorsyre, som tilsættes for at øge støbemassens "hærdningstid" og dens flydighed. Det anvendte vand-masseforhold er 0,32-0,42/1, dvs. for 0,32-0,42 l vand gives 1 kg tørblanding. Ved brug af importerede blandinger anvendes blandinger af Sati hiccup, Supercast, K-90 og Inversright. I disse blandinger erstattes dynas med cristobalit og non-stick additiver tilsættes. Alle ingredienser er af høj renhed og konstant kemisk sammensætning. Importblandinger består af 70-75% /?-cristobalit, /?-kvarts, 20-25% a-gips CaS0 4 og 5% H 2 0. Partikelstørrelse

Fremstillingen af ​​en støbeform begynder med fremstillingen af ​​en ildfast opslæmning. For at gøre dette hældes pulveret af den ildfaste masse (1 kg) i 0,3 - 0,4 l vand og blandes med en blander. Derefter installeres den resulterende masse i vinduet til vibro-vakuum-installationen, og omrøringen fortsættes i 3-4 minutter. På dette tidspunkt fjernes luftbobler fra blandingen. Dernæst hældes denne smssyo i en kolbe med en modelblok, som installeres i en vibro-vakuum-installation på et specielt gummistativ, og vibro-vakuum-behandlingen fortsættes i 8-9 minutter ved et resttryk i installationen på 1400 Pa.

Støbemassens hærdetid afhænger af kolbens dimensioner: I en kolbe med en diameter på 75 mm og en højde på 140 mm hærder støbemassen inden for 40–60 minutter. I større kolber øges hærdningstiden til 3 timer. Efter 3 - 4 timer smeltes modelsammensætningen i et dampbad eller ovne i luft ved en temperatur på 150°C. Ved yderligere calcinering brænder den modellegering, der er tilbage i formen, ud. Denne operation udføres i kalcineringsovne i henhold til regimet angivet i tabellen. 7.

Den samlede calcineringstid bør således være ca. 10,5 timer.

Hvis formen hældes med kobberbaserede legeringer (messing, bronze, nikkelsølv, cupronickel), udføres dens afkøling efter kalcinering og hældning med metal ved en temperatur på 600 ° C.

Tabel 7

Varigheden af ​​calcineringen af ​​modelsammensætningen

YUI hældes med magt på centrifugalanlæg eller vakuumsugemaskiner. Der anvendes husholdningsinstallationer P51, D161 eller importerede - Modular 80vac, Laminat 600/150, S10 / GA1000 mv.

På disse maskiner udføres påfyldning ved et resttryk på (0,4-0,6)-10 Pa. Ekstraktion af den fyldte blok fra formen udføres ved at opløse modelmassen i vand, efterfulgt af hydrobehandling af YuI-blokken i P24 hydrobehandleren. Dette gør rengøringsprocessen lettere.

Alle andre operationer i fremstillingen af ​​JI, startende fra adskillelse af støbegods fra portsystemet til efterbehandling og kontrol af produkter, udføres i henhold til LPVM.

Smykker er støbt af guld, platin og sølvlegeringer. Legeringer egnet til produkter kaldes støberi. Der stilles særlige krav til dem - de skal have gode støbeegenskaber, være minimalt mættede med gasser, hvilket bestemmer deres ikke-porøsitet, og duktile. De fleste guldlegeringer af 750. test, guldlegeringer af 583. test med nikkel- og zinkindhold, med sølv-kobber-ligatur kan henføres til kategorien støberier; 950 platinlegeringer og 916 og 875 sølvlegeringer.

Fremstilling af smykker ved investeringsstøbning er den mest progressive metode, der for nylig er blevet udbredt i smykkeindustrien. Det gjorde det muligt at øge arbejdsproduktiviteten, reducere tabet af ædle metaller og også bruge semi-faglærte juvelerer til fremstilling af komplekse smykker og lavtuddannede juvelerer til fremstilling af produkter af middel kompleksitet. Selve processen med at støbe produkter og de forudgående processer foregår i særligt udstyrede værksteder hos henholdsvis smykkevirksomheder, støberi og støbning.

Moderne investeringsstøbeudstyr er et kompleks bestående af flere enheder (installationer). Et sådant kompleks inkluderer: en vulkaniseringspresse, en injektionsenhed, en kompressor, en vibrovakuumenhed, en smelte- og hældeenhed. Der er to typer smelte- og hældeanlæg med centrifugal forceret hældning af flydende metal i en form og vakuumsugning.

Den mest almindelige installation er centrifugalstøbning.

Essensen af ​​processen ligger i fremstillingen af ​​støbegods ved at hælde smeltet metal i tyndvæggede engangsstøbeforme i ét stykke fremstillet af en speciel ildfast blanding i henhold til engangsmodeller. Engangsinvesteringsmodeller laves i støbeforme fra modelsammensætninger. Inden udhældning fjernes modellen fra formen ved smeltning, afbrænding mv. For at eliminere rester af modelsammensætningen og hærdning opvarmes formen og kalcineres. Fyldning udføres i opvarmede forme for at forbedre fyldningen.

De vigtigste teknologiske operationer til fremstilling af forme og støbegods.

Ш Udarbejdelse af modelsammensætningen.

Ш Produktion af støbemodeller og elementer i portsystemet eller sektion af modeller.

Ш Samling af modeller eller sektioner af modeller til blokke.

Ш Fremstilling af en støbeform.

Ш Forberedelse af støbeforme til at hælde og hælde metal i en varm form.

Ш Størkning og afkøling af støbningen i formen.

Ш Fjernelse af formen fra støbningen.

Prøven til formen er lavet af uædle metaller (cupronickel, messing, bronze) med efterfølgende fornikling eller rhodiumbelægning. Ellers vil metaloverfladen klæbe til formen. Støbning i en form giver uundgåeligt støbekrympning, så prøven er lavet med en justering for krympning, dvs. metallets tykkelse er lavet i alle proportioner "fuld" end de sande dimensioner med 5-6%.

Fremstilling af gummiforme. Rågummiblandinger bruges som råmaterialer til gummiforme. Fremstillingen af ​​gummiblandingen består i at presse ud i en vulkaniseringspresse ved en temperatur på ikke over 100 ° C i 1-1,5 minutter. For at gøre dette placeres et stykke rå gummiblanding mellem to polerede stålplader, smurt med silikonevæske for at forhindre blandingen i at klæbe til metallet. Begrænsninger er installeret mellem pladerne, så du kan justere det nødvendige mellemrum. Efter 1-1,5 minutter under tryk fra den øverste plade afkøles blandingen under rindende vand og adskilles fra pladerne. Det er bedre at presse rågummiblandingen umiddelbart før du laver forme. For at fiksere gummipladerne i forhold til hinanden ved samling til en pakke (flere lag gummi), er der lavet gummilåse - ribbet på den ene side af pladen. For at gøre dette skæres det pressede rågummi til størrelsen af ​​formene og rengøres med en vatpind dyppet i benzin. Formen aftørres med organosiliciumvæske. Den samlede pakke anbringes i en vulkaniseringspresse, opvarmet i 5 minutter; derefter vulkaniseres de i 40 minutter under tryk ved en temperatur på 140 ° C. Efter vulkaniseringen er afsluttet, afkøles pakken under rindende vand, og gummipladen fjernes fra formen.

Til fremstilling af aftagelige forme af presset gummi skæres plader ud i henhold til formen og størrelsen af ​​metalrammen. Pladerne rengøres med benzin og stables i pakker. Antallet af plader i en pakke afhænger af modellens tykkelse. Gummilåse er placeret på den nederste pakke, hvis bagside rengøres med en fil og fugtes med benzin. Modellen (original) er også placeret mellem låsene. Den er placeret på en sådan måde, at låsene giver fiksering af den ene halvdel af formen i forhold til den anden, men ikke forstyrrer udvindingen af ​​voksmodeller. Overfladerne på de øvre og nedre gummipakker, der vender mod modellen, gnides med talkum, og kanterne på det fremtidige stik er smurt med silikoneolie. Efter påføring af toppakningen på bundpakningen lægges en ekstra plade ovenpå, hvorpå pressepladen vil udøve tryk. Den samlede pakke placeres i en metalramme, indsættes i en vulkaniseringspresse og presses mod pressens topplade. Efter at temperaturen på den øverste plade af pressen når 140--150°C, sænkes den til grænsen, og vulkanisering udføres under dens tryk i 30--45 minutter. Efter denne periode slukkes opvarmningen, og rammen med formen fjernes og afkøles. Overskydende gummi skæres af, og formen adskilles på stedet for stikket, og modellen fjernes. På formens arbejdsflade bør der ikke være stød og skader.

Til fremstilling af delte forme såvel som til fremstilling af delte forme skæres plader af presset rågummi ud i form af en metalramme, fugtet med benzin og anbragt i pakker. Tykkelsen af ​​pakkerne, som for delte forme, afhænger af modellens højde.

Smykkemodellen placeres mellem to pakker rågummi, og produktets hulrum er tæt fyldt med stykker rågummi. Den således sammensatte pakke anbringes i en metalramme og anbringes i en vulkaniseringspresse. Yderligere forløber processen med presning og vulkanisering på samme måde som den beskrevne. Efter at have fjernet formen fra rammen, skæres den i to halvdele, forsigtigt skære skillelinjen med en skalpel. Skærelinjen er valgt ujævn (kuperet) for bedre fiksering af formenes halvdele. For at udtrække en kompleks voksmodel fra dem laves yderligere snit. Formens fremstillingskvalitet bestemmes af den eksperimentelle støbning af voksmodellen.

Fremstilling af voksmodeller. Materialet til investeringsmodeller er en speciel voksmodelsammensætning, som fyldes i smeltediglen. Kedlens låg lukkes og presses med møtrikker. Derefter tændes opvarmningen af ​​kedlen, temperaturen indstilles (60--70 ° C) til modelsammensætningen, og trykket af trykluft reguleres afhængigt af voksmodellens størrelse og form. Et lag talkumpulver eller sprøjtet silikonevæske påføres den arbejdende del af formen. Derefter installeres formen i en speciel armatur. Modelsammensætningen opvarmet til en bestemt temperatur føres fra kedlen ind i formen ved at trykke på dysen. For modeller med en kompleks konfiguration og store flade modeller leveres sammensætningen ved stærk eller gentagen presning.

Halvdelene af gummiformene skal presses tæt mod hinanden, men ikke for hårdt og ikke for løst. Overdreven kompression af formhalvdelene forhindrer luft i at slippe ud af den og fører til en underfyldning af modellen, og svag kompression fører til overfyldning af formen. Formen fyldt med modelsammensætningen opbevares i 1-2 minutter, indtil den er afkølet, hvorefter voksmodellen forsigtigt fjernes fra den adskilte form.

For at samle modeller i blokke bruges sprues - voksstige med en metalstang indeni. De er lavet af modelsammensætningsaffald fra modelsmeltning. Voksaffald smeltes i et sand- eller oliebad og hældes i en speciel form, hvori der på forhånd er indsat en vægtet metalstang med en diameter på 1,5 mm. Efter afkøling og fjernelse fra formen udsættes indløbet for en grundig inspektion, rengøring (med en speciel skraber) af sømme, flash og andre defekter.

For at samle modeller til en blok, er voksstigerøret fastgjort i en speciel armatur. Ved at smelte de forbindende dele af modellerne og stigrøret sammen med et tyndt blad af et elektrisk loddekolbe, loddes modellerne til stigrøret. Som et resultat dannes en blok - en "busk". Hver blok kan indeholde op til 60 modeller. Blokken installeres på et gummistativ (massen af ​​stativet er dog fast, såvel som andre dele), og vaskes derefter i en 5% opløsning af sulfanol eller i rengøringsmidler til syntetiske produkter. Tør blokkene med en luftstrøm ved hjælp af en ventilator til dette formål, indtil fugten helt forsvinder fra overfladen af ​​modellerne.

Formfremstilling. Destilleret vand hældes i gummicylinderen og placeres på vakuumenhedens vibrerende bord. Med vibratoren tændt, gradvist, under kontinuerlig omrøring, hældes formmassen i cylinderen med en hastighed på 2,5 timer pr. 1 time vand. Formmassen blandes med vand i 1,5-3 minutter, hvorefter cylinderen dækkes med låg og der tændes for en vakuumpumpe for at suge luft fra cylinderen. Vakuumet bringes til 0,8-0,9 ved tryk, og blandingen evakueres i 5-7 minutter. Derefter fjernes cylinderen med den evakuerede masse fra det vibrerende bord, og på det vibrerende bord, med moderat vibration, placeres en kolbe med en modelblok (kolben er monteret på et gummistativ). Forsigtigt, for ikke at beskadige modelblokken, hældes støbemassen i kolben, lukkes med låg, og luftsugningen tændes igen. Ved et vakuum på 0,8 - - 0,9 atm, så snart blandingen begynder at sprøjte, slukkes pumpen. Vibration varer 1--2,5 minutter. Efter 2 timer fjernes gummiunderstøtningen og lufttørres i mindst 6 timer.

Nedsmeltning af voksmodeller. Til smeltning af voksmodeller fra forme bruges et tørreskab udstyret med et termometer og en bakke til opsamling af den smeltede voksmasse. Støbeformen monteres i tørreskabets kammer på risten ned med portbægeret og opbevares i den i 6 timer ved en temperatur på 150°C, hvorefter den udsættes for kalcinering.

Tænding af en kolbe med en form. Kolben med støbeformen installeres i en elektrisk ovn opvarmet til 100°C på en speciel rist lodret med indløbet nedad. Opvarmning udføres trinvist efter et givet program op til 700°C med periodiske eksponeringer efter 200 og 400°C. Derefter slukkes ovnen, og kolben afkøles sammen med ovnen til en bestemt temperatur, hvorved kolben overføres til en elektrisk smeltemaskine til centrifugalstøbning. Kolbens temperatur beregnes afhængigt af støbelegeringen i henhold til formlen t° opvarmning af kolben.

Metal hældes i forme i en speciel installation til centrifugalstøbning. Til støbning af smykker anvendes installationer med en kapacitet på omkring 13 kW, en digelkapacitet på 1,5 kg (til guld). Temperaturreguleringsintervallet er 700...1200 °C, og smelteenhedens rotationshastighed er 220 o/min. For at hælde metallet opvarmes installationens digel til 700 ° C, og dehydreret borsyre hældes på bunden af ​​digelen som et flusmiddel med en hastighed på 1,5 ... 2,0 vægtprocent af ladningen. Derefter opvarmes diglen til legeringens smeltetemperatur, og metallet fyldes i dele efter vægten af ​​støbegodset. Det smeltede metal deoxideres med zink for guld og phosphorkobber til sølv i en hastighed på 0,1 ... 0,2 vægtprocent af ladningen, under omrøring af smelten, overskydende flux fjernes fra overfladen. Støbeformen overføres fra ovnen og installeres i støbeenheden. Maskinen tændes i en indstillet rotationstid på 2 ... 3 minutter og hældning udføres. Formen fjernet fra hældeenheden afkøles i luft til 60...70 °C. Adskil blokken fra formmassen med lette slag med hammeren på metalkolben og blokkens kerne. Blokken rengøres derefter med en stiv børste. Støbegodset renses til sidst fra formsandet i en 20 ... 40 % flussyreopløsning. Efter ætsning vaskes støbegodset i rindende vand og om nødvendigt klares i kuldegysninger: guld i 10% nitrogen, sølv - 10% svovl. Efter vask og tørring er blokken klar til at adskille støbegodset fra portsystemet.

Separerede støbegods, selv når der er lavet modeller af hele produktet, er endnu ikke klar. De går til monteringen til overfladebehandling, justering af størrelsen på ringe, samling af låseknuder i øreringe og brocher, lodning af ører på vedhæng osv., og først efter den endelige montering er de klar til fastgørelse af sten og polering.

En af virksomhedens hovedaktiviteter er støbning af produkter fra ædle og ikke-jernholdige metaller på bestilling. Som et resultat af arbejdet modtager kunden et indsprøjtningshalvfabrikat fremstillet:

På forespørgsel fremstilles varme- og koldhærdningsforme.

I produktionsprocessen af ​​produkter anvendes følgende typer støbning: