Отливка в металле
Теперь литейщику остается только заполнить расплавленным металлом полости в формомас-се, которые когда-то занимал воск. Для этого существуют две технологии: центробежное и ва-куумное литье. В обоих случаях расплав под воздействием давления затекает в отверстие в опоке и через систему литников попадает в полость модели, полностью ее заполняя. Доведись вам понаблюдать за теми окольными путями, которыми металл, совершая поворот за поворотом, петлю за петлей, заполняет самые тонкие, филигранные детали изделия, вы смогли бы представить себе, какая сила необходима для отливки вашего изделия.
Центробежная сила - та, под воздействием ко-торой предметы движутся от центра вращения к его краям - уже очень давно используется в литье ювелирных изделий. И сам процесс, и оборудование для него очень просты. Механизм основной установки для центробежного литья основан на действии пружины. Два металлических плеча соединяются в центре мощной пружиной, закрепленной на основе; на конце одного плеча имеется зажим для опоки и арматура для тигля с расплавом; на конце другого - противовес (Рис. 1.3Ь). Чтобы запустить установку, литейщик просто закручивает пружину и отпускает: рас-кручиваясь назад, в исходное положение, пру-жина создает центробежную силу, достаточную для того, чтобы заполнить опоку любого объема. У большинства профессионалов установки, конечно, посложнее, с электромоторами, которые могут регулировать скорость вращения в зависимости от габаритов опоки, сложности модели и используемого металла.
Как бы ни сложна была установка, базовый процесс все тот же. Все еще горячую опоку щип-цами вынимают из печи и надежно закрепляют в зажиме, расположенном на одном из рычагов литейной установки. При этом опока устанавли-вается литниковым отверстием внутрь, в сторону центра. Напротив отверстия литниковой воронки закрепляется тигель из карбида кремния особой формы с одним отверстием в верху и другим, наподобие сопла, сбоку. Рычаг установки закручивается на несколько оборотов и закрепляется. Теперь остается только налить в тигель расплав и активизировать вращение.
Как правило, металл плавится в отдельном ти-гле. Твердый металл взвешивается, кладется в тигель и ставится в печь. Рассчитать количество сырья для каждого изделия несложно. Взвесьте восковую модель с литниками и умножьте это значение на удельный вес металла, который бу-дете плавить.
Например, если это — стерлинговое серебро, вес воска нужно умножить на 11, если желтое золото 583 пробы (14К) — на 13, если 750 про-бы (18К) — на 16. Если же нужно подсчитать точнее, возьмите вес воска в гранах (1 гран = 0,0648 г) и, вместо приблизительного, умножьте на точное значение удельного веса (например, удельный вес серебра — не 11, а 10,40), а затем разделите на 24, чтобы получить нужный вес в пеннивейтах (1 пеннивейт = 1,5552 г), стандарт-ных единицах веса в ювелирной промышленности США. Полный перечень мер и весов находится в Приложении.
Установив вес металла, литейщик накидывает еще четверть величины для литниковой воронки и начинает нагревать плавильную печь. Серебро и желтое золото 583 пробы (14К) плавятся при 899- °C(1650°F); золото 750 пробы (18К) начинает плавиться при температуре на 38°C(100°F) выше, а вот для литья платины, плавящейся при 1773°С (322- 4°F), нужна специальная технология. Впрочем, для большинства металлов процедура одна и та же.
После того, как температура поднимется до точки текучести, тигель с расплавом вынимают из печи щипцами и переливают металл из пла-вильного тигля в литейный. Пружину с рычагом отпускают, и под воздействием центробежной силы металл заливается в еще горячую опоку. Всего за несколько секунд расплав сквозь отвер-стие проходит через литниковую систему и, если все идет по плану, заполняет форму оргинальной восковой модели.
Остывает расплавленный металл постепенно, от стенок формы внутрь. Естественно, время остывания зависит от объема заполненной по-лости. Остывая, металл слегка уменьшается в объеме.Чем меньше удельный вес металла, тем большую усадку он дает. Поэтому, хоть расплав и заполняет все внутренние пустоты, между за-твердевшей отливкой и стенками формы оста-ется доля миллиметра, отделяющая металл от стенок формы. Короче говоря, готовая отливка всегда меньше исходного объема формы при-мерно на 0,5-1%.Усадкой такой вполне можно пренебречь и не учитывать ее, даже если вы де-лаете, к примеру, кольцо по индивидуальному размеру заказчика. Вот когда изделие предпола-гается тиражировать, усадка становится весьма важным для модельщика фактором, который необходимо брать в расчет.
Теперь отливку следует вынуть из опоки — еще одна несложная операция.Для этого, когда опока немного остынет, литейщик погружает ее в холодную воду и ждет, пока формомасса не станет рыхлой и не начнет отваливаться от ме-талла. Потом либо сжатым воздухом, либо жест-кой щеткой удаляет остатки формомассы, при-липшие к модели. И вот тут-то отливка впервые предстает перед нашими глазами, ее можно увидеть и оценить (Рис. 1.3с). Литники обреза-ются на 1/8 дюйма (3 мм) от поверхности (их, как и литниковую воронку, конечно же, потом пускают в переплавку для другой опоки). На данном этапе работа литейщика завершена.
Центробежное литье, хоть и наиболее рас-пространенный, однако, не единственный метод литья. С недавнего времени все шире стало применяться вакуумное литье, особенно для габаритных опок, слишком громоздких для центробежных установок. В этой технологии для создания вакуума используется воздушный насос. Опоку, воронкой вверх, ставят на плоский поддон прямо над всасывающим отверстием. В отличие от метода, который мы описывали для центробежного литья, здесь расплав заливается прямо в опоку. До этого момента, процедура в точности повторяет древнейший метод литья, когда металл заливали в форму и пускали «самотеком» под действием закона гравитации. Теперь, когда вакуумная установка включена, под опокой создается вакуум, который «втягивает» за собой расплавленный металл через литниковую систему в полость формы. Возникающая при этом сила не так велика, как центробежная, поэтому расплаву требуется больше времени, чтобы пройти весь необходимый путь до самых дальних участков формы, и за это время он в какой-то мере успевает остыть. При центробежном литье, когда расплав в более горячем и более жидком со-стоянии попадает в форму, он лучше заполняет все мельчайшие детали. Но и в том, и в другом методе все процедуры, в общем-то, стандартны, и в обоих вариантах, в конечном счете, восковая модель превращается в прочную вещь из драго-ценного металла.
Центробежное литье
Центробежная сила - та, под воздействием ко-торой предметы движутся от центра вращения к его краям - уже очень давно используется в литье ювелирных изделий. И сам процесс, и оборудование для него очень просты. Механизм основной установки для центробежного литья основан на действии пружины. Два металлических плеча соединяются в центре мощной пружиной, закрепленной на основе; на конце одного плеча имеется зажим для опоки и арматура для тигля с расплавом; на конце другого - противовес (Рис. 1.3Ь). Чтобы запустить установку, литейщик просто закручивает пружину и отпускает: рас-кручиваясь назад, в исходное положение, пру-жина создает центробежную силу, достаточную для того, чтобы заполнить опоку любого объема. У большинства профессионалов установки, конечно, посложнее, с электромоторами, которые могут регулировать скорость вращения в зависимости от габаритов опоки, сложности модели и используемого металла.
Как бы ни сложна была установка, базовый процесс все тот же. Все еще горячую опоку щип-цами вынимают из печи и надежно закрепляют в зажиме, расположенном на одном из рычагов литейной установки. При этом опока устанавли-вается литниковым отверстием внутрь, в сторону центра. Напротив отверстия литниковой воронки закрепляется тигель из карбида кремния особой формы с одним отверстием в верху и другим, наподобие сопла, сбоку. Рычаг установки закручивается на несколько оборотов и закрепляется. Теперь остается только налить в тигель расплав и активизировать вращение.
Плавление металла
Как правило, металл плавится в отдельном ти-гле. Твердый металл взвешивается, кладется в тигель и ставится в печь. Рассчитать количество сырья для каждого изделия несложно. Взвесьте восковую модель с литниками и умножьте это значение на удельный вес металла, который бу-дете плавить.
Например, если это — стерлинговое серебро, вес воска нужно умножить на 11, если желтое золото 583 пробы (14К) — на 13, если 750 про-бы (18К) — на 16. Если же нужно подсчитать точнее, возьмите вес воска в гранах (1 гран = 0,0648 г) и, вместо приблизительного, умножьте на точное значение удельного веса (например, удельный вес серебра — не 11, а 10,40), а затем разделите на 24, чтобы получить нужный вес в пеннивейтах (1 пеннивейт = 1,5552 г), стандарт-ных единицах веса в ювелирной промышленности США. Полный перечень мер и весов находится в Приложении.
Установив вес металла, литейщик накидывает еще четверть величины для литниковой воронки и начинает нагревать плавильную печь. Серебро и желтое золото 583 пробы (14К) плавятся при 899- °C(1650°F); золото 750 пробы (18К) начинает плавиться при температуре на 38°C(100°F) выше, а вот для литья платины, плавящейся при 1773°С (322- 4°F), нужна специальная технология. Впрочем, для большинства металлов процедура одна и та же.
После того, как температура поднимется до точки текучести, тигель с расплавом вынимают из печи щипцами и переливают металл из пла-вильного тигля в литейный. Пружину с рычагом отпускают, и под воздействием центробежной силы металл заливается в еще горячую опоку. Всего за несколько секунд расплав сквозь отвер-стие проходит через литниковую систему и, если все идет по плану, заполняет форму оргинальной восковой модели.
Остывает расплавленный металл постепенно, от стенок формы внутрь. Естественно, время остывания зависит от объема заполненной по-лости. Остывая, металл слегка уменьшается в объеме.Чем меньше удельный вес металла, тем большую усадку он дает. Поэтому, хоть расплав и заполняет все внутренние пустоты, между за-твердевшей отливкой и стенками формы оста-ется доля миллиметра, отделяющая металл от стенок формы. Короче говоря, готовая отливка всегда меньше исходного объема формы при-мерно на 0,5-1%.Усадкой такой вполне можно пренебречь и не учитывать ее, даже если вы де-лаете, к примеру, кольцо по индивидуальному размеру заказчика. Вот когда изделие предпола-гается тиражировать, усадка становится весьма важным для модельщика фактором, который необходимо брать в расчет.
Теперь отливку следует вынуть из опоки — еще одна несложная операция.Для этого, когда опока немного остынет, литейщик погружает ее в холодную воду и ждет, пока формомасса не станет рыхлой и не начнет отваливаться от ме-талла. Потом либо сжатым воздухом, либо жест-кой щеткой удаляет остатки формомассы, при-липшие к модели. И вот тут-то отливка впервые предстает перед нашими глазами, ее можно увидеть и оценить (Рис. 1.3с). Литники обреза-ются на 1/8 дюйма (3 мм) от поверхности (их, как и литниковую воронку, конечно же, потом пускают в переплавку для другой опоки). На данном этапе работа литейщика завершена.
Вакуумное литье
Центробежное литье, хоть и наиболее рас-пространенный, однако, не единственный метод литья. С недавнего времени все шире стало применяться вакуумное литье, особенно для габаритных опок, слишком громоздких для центробежных установок. В этой технологии для создания вакуума используется воздушный насос. Опоку, воронкой вверх, ставят на плоский поддон прямо над всасывающим отверстием. В отличие от метода, который мы описывали для центробежного литья, здесь расплав заливается прямо в опоку. До этого момента, процедура в точности повторяет древнейший метод литья, когда металл заливали в форму и пускали «самотеком» под действием закона гравитации. Теперь, когда вакуумная установка включена, под опокой создается вакуум, который «втягивает» за собой расплавленный металл через литниковую систему в полость формы. Возникающая при этом сила не так велика, как центробежная, поэтому расплаву требуется больше времени, чтобы пройти весь необходимый путь до самых дальних участков формы, и за это время он в какой-то мере успевает остыть. При центробежном литье, когда расплав в более горячем и более жидком со-стоянии попадает в форму, он лучше заполняет все мельчайшие детали. Но и в том, и в другом методе все процедуры, в общем-то, стандартны, и в обоих вариантах, в конечном счете, восковая модель превращается в прочную вещь из драго-ценного металла.