Процесс литья воска при изготовлении серебряных ювелирных изделий на заказ: этапы, рабочий процесс и основные моменты

Литье по выплавляемым восковым моделям (или литьё по выплавляемым восковым моделям) — высокоточная и незаменимая технология в производстве серебряных ювелирных изделий на заказ. Она позволяет создавать сложные конструкции и детализированные элементы, которые было бы сложно получить традиционными методами литья. Процесс литья по выплавляемым восковым моделям включает несколько ключевых этапов, включая создание восковой основы, процесс формования, плавку металла и очистку готового изделия. Цель данной статьи — рассмотреть технологический процесс литья по выплавляемым восковым моделям, уделив особое внимание решающему этапу — заливке формы («倒模»), а также важным аспектам каждого этапа.

I. Обзор процесса литья по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям на протяжении веков является основополагающим методом ювелирного дела благодаря возможности создания высокодетализированных и сложных изделий. Эта технология включает следующие этапы:

  1. Создание восковой модели– Модель изделия изготовлена из воска.
  2. Создание воскового дерева– Несколько восковых моделей соединены в «дерево».
  3. Подготовка формы– Оболочка-форма создается путем покрытия воскового дерева термостойким материалом, например гипсом.
  4. Удаление воска– Форма нагревается, чтобы расплавить воск и оставить полость в форме желаемого рисунка.
  5. Плавка металлов– Металл (например, серебро) расплавляется до жидкого состояния.
  6. Литье металла– Расплавленный металл заливается в форму для создания украшения.
  7. Удаление скорлупы– После того как металл остынет и затвердеет, оболочку снимают.
  8. Последние штрихи– Деталь очищается, полируется и удаляются все оставшиеся дефекты.

Каждый из этих этапов должен быть выполнен с точностью и тщательностью для обеспечения успеха процесса. Процесс заливки формы (倒模) играет важнейшую роль в формировании готового изделия и требует тщательного внимания к деталям, чтобы гарантировать соответствие готового литого изделия заданным характеристикам.

II. Подробный технологический процесс заливки формы

Процесс заливки формы при литье по выплавляемым моделям включает несколько этапов, включая подготовку восковой матрице, создание формы, её обжиг и заливку металла в форму. Ниже представлено подробное описание каждого этапа процесса:

1. Создание воскового дерева

Первым этапом литья по выплавляемым моделям является создание восковой модели. Это включает в себя формирование восковой модели ювелирного изделия, которая впоследствии будет использована для создания формы для литья из металла.

  • Процедура: Восковая модель желаемого ювелирного изделия создаётся вручную или методом литья под давлением. Затем несколько восковых моделей крепятся к центральному восковому «литнику», образуя «восковое дерево», которое позволяет расплавленному металлу равномерно заполнить каждую модель.
  • Соображения: Точность восковой модели имеет решающее значение, поскольку любые изъяны или пузырьки воздуха в воске могут привести к дефектам готового изделия. Необходимо следить за тем, чтобы восковые модели не имели трещин, щелей и несоответствий. Кроме того, размер литника и расположение каждой восковой модели на литьевой древесине должны быть тщательно продуманы, чтобы обеспечить равномерное распределение металла во время заливки.

1

2. Заливка гипсовой оболочки (формы)

После того, как восковое дерево готово, следующим шагом является создание формы, которая обычно делается из материала, похожего на гипс. Форма в конечном итоге придаст изделию форму, напоминающую обратную сторону.

  • Процедура: Восковое дерево аккуратно помещают в трубку или корпус из нержавеющей стали и заливают специальной гипсовой смесью. Этот гипс получают путём смешивания гипса с водой, в результате чего образуется жидкая масса, способная заполнить все сложные детали восковой модели. Затем гипсовую форму оставляют на несколько часов (обычно 6–12 часов) для затвердевания.
  • Соображения: Гипсовый раствор необходимо тщательно перемешать до нужной консистенции. Если раствор слишком густой, он может растекаться неравномерно и оставлять воздушные карманы, а если слишком жидкий, форма может получиться хрупкой и легко сломаться. Кроме того, форму необходимо оставить в покое на достаточное время для полного затвердевания. На этом этапе форму необходимо пропылесосить, чтобы удалить пузырьки воздуха.
  • 3

3. Очистка формы пылесосом

После заливки гипса важно убедиться, что в форме не осталось пузырьков воздуха и зазоров. Обычно это достигается вакуумированием формы.

  • Процедура: Форма помещается под вакуумную камеру, которая вытягивает воздух из гипса и помогает ему заполнить все щели восковой модели. Это гарантирует отсутствие воздушных карманов в форме, которые могли бы помешать окончательной отливке.
  • Соображения: Процесс вакуумирования должен проводиться осторожно, чтобы избежать повреждения формы и образования трещин. Необходимо контролировать давление в вакуумной камере и помещать форму в камеру на необходимое время, чтобы обеспечить полное удаление воздуха.
  • 2

4. Выпекание формы

После затвердевания гипсовой оболочки форму необходимо обжечь, чтобы удалить воск и полностью подготовить её к заливке металла. Этот шаг крайне важен для удаления остатков воска и влаги из формы.

  • Процедура: Форма нагревается в печи или духовке до температуры, как правило, от 800 до 1000 °C (от 1472 до 1832 °F). Под действием высокой температуры воск плавится и стекает с формы, оставляя после себя полость. Процесс обжига также служит для тщательной сушки формы, гарантируя, что она выдержит воздействие расплавленного металла во время заливки.
  • Соображения: Температура и время обжига должны тщательно контролироваться, чтобы обеспечить полное удаление всего воска. Если температура слишком низкая, остатки воска могут остаться в форме, что может привести к дефектам готового металлического изделия. Время обжига также следует оптимизировать, чтобы форма достигла желаемого уровня температуры без перегрева, который может привести к образованию трещин и другим проблемам.
  • 4

5. Плавка металла

После того как форма обожжена и очищена от воска, следующим шагом будет расплавление металла, обычно серебра, который будет залит в форму для создания ювелирного украшения.

  • Процедура: Металл плавится в тигле или печи до нужной температуры. Например, температура плавления серебра составляет около 962 °C (1764 °F), поэтому металл необходимо нагреть выше этой температуры, чтобы он находился в жидком состоянии при заливке в форму.
  • СоображенияЧистота металла критически важна для обеспечения высокого качества конечного изделия. Любые примеси или металлы низкого качества могут негативно повлиять на готовое изделие. Температура плавления также должна точно контролироваться, чтобы избежать перегрева или недогрева металла.

6. Заливка металла

После подготовки формы и расплавления металла следующим шагом станет заливка расплавленного металла в форму.

  • Процедура: Расплавленный металл аккуратно заливается в предварительно разогретую форму, заполняя полость, оставленную восковым стержнем. Заливка металла должна осуществляться при правильной температуре и скорости, чтобы обеспечить равномерное течение и заполнение всех сложных деталей формы.
  • Соображения: Во время заливки необходимо поддерживать температуру расплавленного металла, чтобы избежать слишком быстрого охлаждения и возникновения дефектов. Процесс заливки должен быть равномерным, чтобы предотвратить образование воздушных пузырей и неполное заполнение формы. Кроме того, форму следует предварительно нагреть, чтобы металл не охлаждался слишком быстро при контакте с поверхностью формы, что может привести к дефектам литья, таким как трещины или пустоты.
  • 5

7. Охлаждение и удаление оболочки

После заливки металла форму необходимо охладить, чтобы металл затвердел и принял форму ювелирного изделия.

  • Процедура: После того, как форма остынет примерно в течение 10–30 минут, её помещают в холодную воду для процесса, известного как «снятие оболочки» или «растрескивание оболочки». Это помогает разрушить гипсовую оболочку и обнажить металлическую отливку.
  • Соображения: Процесс охлаждения необходимо контролировать, чтобы обеспечить равномерное затвердевание металла и избежать термического шока, который может привести к образованию трещин и другим проблемам. После охлаждения форма аккуратно отделяется от металла, оставляя готовую отливку.

8. Уборка и последние штрихи

После того как металл остынет и форма будет извлечена, ювелирное изделие нуждается в очистке и финишной обработке.

  • Процедура: Изделие очищается в несколько этапов, включая промывку кислотой в ванне с 30% соляной кислотой для удаления остатков штукатурки, а затем очистку водой под высоким давлением для удаления остатков загрязнений. Затем изделие полируется, шлифуется и устраняются любые дефекты.
  • Соображения: Очистку необходимо проводить тщательно, чтобы на металле не осталось остатков штукатурки или воска, которые могут испортить его внешний вид. Полировку и отделку следует выполнять осторожно, чтобы сохранить детали дизайна.

9. Резка и сушка

Заключительный этап процесса литья включает в себя обрезку лишнего материала, сушку и взвешивание готового изделия.

  • Процедура: Металлическое дерево аккуратно срезается, а излишки металла обрезаются. Затем деталь высушивается и взвешивается для окончательного контроля качества.
  • Соображения: Этот шаг гарантирует удаление всего лишнего металла и получение готового изделия желаемой формы и веса.

III. Ключевые моменты процесса литья по выплавляемым моделям

Успешное литье по выплавляемым моделям требует точности на каждом этапе процесса. Несколько ключевых факторов могут повлиять на конечный результат:

  1. Качество восковой модели: Любые дефекты или пузырьки в восковой модели напрямую повлияют на качество конечного изделия. Воск должен быть без трещин, а модель должна быть точной.
  2. Качество вакуума и оболочки: Процесс вакуумирования и изготовления оболочек следует тщательно контролировать, чтобы избежать образования пузырьков воздуха и зазоров.
  3. Выпечка и контроль температуры: Температуру выпекания необходимо тщательно регулировать, чтобы обеспечить полное удаление воска и тщательное высыхание формы.
  4. Качество металла: Для получения прочного и эстетически приятного конечного изделия следует использовать только высококачественные металлы.
  5. Точность заливки: Процесс заливки должен быть равномерным и контролируемым, чтобы не допустить таких дефектов, как пузырьки воздуха или неполное заполнение.

IV. Заключение

Процесс литья по выплавляемым моделям серебряных ювелирных изделий на заказ включает несколько сложных этапов, каждый из которых требует пристального внимания к деталям. От создания восковой основы до окончательной огранки и полировки изделия – этот процесс требует точности и профессионализма на каждом этапе. Следуя описанному технологическому процессу и учитывая ключевые факторы, влияющие на каждый этап, ювелиры могут создавать высококачественные изделия на заказ, отвечающие как эстетическим, так и функциональным запросам. Правильная заливка формы критически важна для равномерного распределения металла и заполнения сложных деталей изделия, что приводит к созданию идеального готового изделия.

Время публикации: 12 марта 2025 г.