4.3 Приготовление формовочной смеси и формовка

Для приготовления формовочной смеси используют формовочную массу  KerrCast 2000 ( рисунок 5) , представляющую собой кристобалитогипсовую смесь. В отличие от обычных формовочных смесей KerrCast 2000 считается во всем мире самой надежной формомассой для работы с золотом и серебром. Также как и формомасса SatinCast 20, KerrCast 2000 изготовлена в соответствии с самыми строгими стандартами на основе эксклюзивной системы воздушного перемешивания компании Kerr и сопровождается сертификатом ISO 9001.

Рисунок 5. Формовочная смесь

Состав EasyQuench позволяет легко отделять литейную форму в холодной воде. Отливки без заусенцев и заливов. Отсутствие водяных пятен. Минимальная тепловая нагрузка. Образует блестящую финишную отделку поверхности. Кремообобразная и однородная консистенция. Получение высокопрочных и одновременно проницаемых литейных форм. Быстрое прокаливание. Обеспечивает получение ровных и плотных отливок. Содержит увлажнители для устранения шаровидных выделений и поверхностной активности [7].

Для массивных отливок, соотношение 38/100, мужские кольца, изделия более консервативного дизайна.

Порядок использования и особенности

1.Взвесьте формомассу

2. Отмерьте необходимое количество воды. Вода должна иметь температуру от 21 до 24°C. Меньшая температура увеличивает рабочее время, большая - уменьшает ее. Рабочее время должно находиться в пределах 9-10 мин.

3. Перемешайте смесь вручную (30 сек.) и далее механическим способом (3.5 минут).

4. Вакуумируйте формомассу в резервуаре мешалки (не более 2 мин., оптимально - 1.5 мин.).

5. Разлейте формомассу в опоку.

6. Вакуумируйте формомассу в опоке (1.5 мин.).

7. Оставьте формомассу в опоке на 2 часа.

8. Прокалка в печи.

Рабочее время - определяется как время, в течение которого материал может обрабатываться перед утратой его рабочих свойств [7]. 

Время высыхания (исчезание глянца), соответствует времени, когда влажная глянцевая поверхность исчезает с поверхности опоки, это происходит в течение 0,5 - 2 минут после рабочего времени. Вначале необходимо смешивать вручную около 30 секунд, используя лопатку для смешивания или резиновый шпатель. Время смешивания должно быть минимум 2,5 минуты и может быть увеличено до 4-5 минут, если существует неиспользуемое рабочее время формомассы. После смешивания, смесь необходимо вакуумировать в течение 1 минуты. При вакуумировании происходит увеличение объема смеси. После вакуумирования опоку оставляют в покое на 1-2 часа для полного затвердевания.

4.4 Выплавка воска

Эту операцию осуществляют в муфельной печи при поддержании температуры 120 - 140°С в течение 1 ч, после чего температуру повышают до 200°С и опоку выдерживают при этой температуре в течение 1 ч, а затем температуру плавно повышают до 700 - 750°С и прокаливают литейную форму в течение 3 ч. После этого можно считать, что литейная форма подготовлена для заливки [4].

4.5 Заливка литейной формы

В прокаленные литейные формы заливают расплавленным металлом на машину для центробежного литья KERR Centrifico.

Температура опоки для заливки для сплавов СрМ 925 примерно 400...580 °С. Температура жидкого металла должна быть выше температуры плавления на 50-200 градусов в зависимости от сплава и формы изделий. Невысокая температура не даст металлу хорошо пролиться, большой перегрев и наличие кислорода дает поры. 

Так для сплава серебра 925 пробы температура жидкого металла примерно от 1012 - 1162°С.

Сплав доводят до температуры плавления и состояния текучести на открытом пламени горелки, которое должно быть сильным и шумящим. При достижении состояния текучести запускают центрифугу. Под действием центробежной силы сплав заполняет литейную форму. Затем после остановки центрифуги заполненную литейную форму с помощью специальных щипцов снимают с тарелки и охлаждают, опуская ее в воду. После охлаждения литейной формы выбивают отливки. После охлаждения отливки выбивают из литниковых форм, очищают от формовочной смеси, а затем отбеливают.

4.6 Очистка отливок от формовочной массы

Очистка отливок от формовочной массы происходит в 20-40%-ном растворе плавиковой кислоты после выбивки блока отливок из опоки. Затем отливку промывают в проточной воде и отбеливают в составе, соответствующем сплаву металла (для сплавов золота - в 10%-ном водном растворе азотной кислоты, для сплавов серебра - в 10%-ном водном растворе серной кислоты). Температура раствора должна быть не ниже 60-70°С. Время отбеливания длится не более 5 мин [5].

После отбеливания отливки просушивают в муфельной печи при температуре 100-120°С или в естественных условиях.

4.7 Окончательная обработка и отделочные операции

Шлифование и полирование относятся к отдельной группе методов обработки металлов резанием. Цель этой обработки состоит не в придании металлу какой-то определенной формы, а в том, чтобы придать готовым изделиям определенную чистоту поверхности и точные размеры [13].

4.7.1 Шлифование

Шлифование – механическая или ручная операция по обработке твёрдого материала. Разновидность абразивной обработки, которая, в свою очередь, является разновидностью резания. Механическое шлифование обычно используется для обработки твёрдых и хрупких материалов в заданный размер с точностью до микрона. А также для достижения наименьшей  шероховатости поверхности изделия допустимых ГОСТом. В качестве  охлаждения обычно используют смазочно-охлаждающие жидкости  (СОЖ) [13].

В ювелирном производстве различают несколько типов приводных станков для произведения шлифования и полирования ювелирных изделий: полировальные станки и электрические бормашинки с гибким валом.

У промышленных полировальных станков войлочные круги и щетки укрепляют на цилиндрических или конических шпинделях, которые быстро приводятся в движение электродвигателем. Для тонкой работы требуется более мелкий шлифовальный инструмент, который укрепляется в зажимном патроне на гибком вале.

В основном, формы носителей шлифовальных веществ у обоих видов станков одинаковы, они могут отличаться друг от друга только лишь по величине и разнообразию способов крепления.

Что касается шлифовального волока, то его необходимо брать немного жестче и крепче, чем полировальный волок. В ювелирном деле очень часто используют и шерстяной войлок, который изготовлен из чистой шерсти, волосяной войлок, который изготовлен из волос разных животных, а также смешанный войлок – волосяной и шерстяной в соединении. Форму войлочных дисков можно очень легко изменить самостоятельно рашпилем или же напильником с крупной насечкой.

Войлочный диск укрепляют на конических шипах полировального мотора. На движущийся войлочный круг наносится шлифовальное вещество в требуемом количестве.

Для шлифовки ювелирных изделий применяется более жесткий войлок и твердая круглая щетка, чем при полировании.

4.7.2 Чернение

Так как Тула издавна была важным центром чернения, этот процесс называют также «тулированием». Суть чернения, которое имеет много общего с эмалированием, заключается в том, что черная смесь серебра-меди- свинца-серы, называемая чернью, при прокаливании вплавляется в углубления, выгравированные в основном металле изделия, и образует плоский цветовой контраст.

Чернению подвергаются преимущественно сплавы серебра, так как на серебре получается сильный цветовой контраст и, кроме того, на нем легче всего плавится чернь.

Чернь на данное мужское кольцо наносится в углубления по внешнему периметру глубиной до 0,25 мм. Перед нанесением поверхность должна быть отшлифована, обезжирена и только потом на нее наносится состав для чернения.

Есть два способа чернения:

• наложение на изделие смеси, приготовленной из серебра, меди, свинца, буры и серы (основной элемент) с последующим обжигом. После этого изделие сушат и обжигают при температуре 300- 400 °С. В результате обжига смесь оплавляется, заполняя все штрихи рисунка. После охлаждения изделие направляют на чистовые операции (шлифовка, полировка).

• нанесение готового раствора для чернения серебра КААС 232 (жидкость красно-коричневого цвета).

Разбавить раствор КААС-232 водой в соотношении 1:2 - 2:3. Обезжиренные влажные изделия погрузить в приготовленный раствор на 30 сек-1мин. Промыть, высушить. Не смешивать использованный и свежий растворы. На небольшие поверхности можно наносить раствор при помощи кисточки. После нанесения чернения внутренняя поверхность кольца зачищается.

Из этих двух способов более прост второй, поэтому именного его будем применять к данному технологическому процессу.

Так же необходим контроль качества покрытия.