Ювелірне лиття у домашніх умовах для новачків. Лиття ювелірних виробів Лиття ювелірних виробів на замовлення

Лиття за виплавлюваними моделями ювелірного виробництва

Вступ

Глава 1. Матеріали та інструменти

1 Робоче місце ювеліра

2 Інструменти та обладнання для виготовлення ювелірних виробів

3 Техніка безпеки при ручному виготовленні ювелірних прикрас

Глава 2. Лиття за виплавлюваними моделями в ювелірному виробництві

1 Лиття за моделями, що виплавляються.

2 3D моделювання ювелірних виробів

3 Формомаси, ялинки

4 Види лиття

5 Відцентрове лиття

6 Вакуумне лиття

Висновок

Список використаної літератури

Програми

ювелірний лиття відцентровий вакуумний

Вступ

Ювелірна справа відома з часів давнини. Людина, зустрівши на своєму шляху золото, була зачарована його красою, вражена здатністю в будь-яких умовах зберігати сонячний колір і блиск, легко піддаватися обробці; використавши ці дивовижні якості металу у поєднанні з гармонією ліній та форм, людина створила один із неповторних видів народної художньої творчості.

Спочатку для виготовлення ювелірних виробів людина використовувала тільки золото, потім поступово стала застосовувати срібло, дорогоцінне і напівдорогоцінне каміння, перли, бурштин, а в наші дні і вирощені в спеціальних установках камені, які за зовнішніми характеристиками та фізико-хімічними властивостями не поступаються природним: , гранату, бірюзі, опалу, малахіту та ін.

Ювелірні вироби, створені майстрами, покликані служити не лише як прикраси та предмети побуту; вони здатні нести у собі виховний початок: задовольняти естетичні потреби людини, формувати її художній смак і культуру, пробуджувати інтерес до творчості. Ювелірна справа біля Росії виникла з незапам'ятних часів. Найважливішими в історії його розвитку є такі етапи: ювелірне мистецтво Київської Русі, ювелірна справа на Русі у XVI, XVII ст., ювелірні прикраси XVIII, XIX ст., ювелірна справа радянський період. Центрами російської ювелірної творчості в різні часи були Київська Русь, Володимиро-Суздальське князівство, Новгород, Псков, Ярославль, Нижній Новгород, Кострома, Казань, Калуга, Вологда, Великий Устюг, Москва, Петербург, ряд міст Уралу. Ювеліри Київської Русі славилися виробами із золота з емаллю виїмчастою та перегородчастою. Для цього часу характерні такі прикраси, як котли, які підвішувалися з двох боків до жіночого головного убору, барми - дорогоцінні оплічки, розписані зображеннями релігійного характеру, порожні сережки у вигляді півмісяця, гривні - прикраси у вигляді обруча, підвіски зі скручених золотих ниток, намисто різних видів. У декорі успішно застосовувалися чернь, зерна, емаль, скань (філігрань), карбування, різьблення, позолота. Основний мотив орнаментації виробів – явно стилізовані рослинні форми.

Подібний стиль орнаментації, але вже більш точно відображає живу природу, зберігся в ювелірних виробах Русі XVI, XVII ст. раніше, відображали характерні риси свого часу (значно менше химерності в малюнку, лаконічніше і ясніше його задум і зміст).

Початок другої половини XVIII ст. для майстрів-ювелірів Росії ознаменувалося відкриттям, розробкою та освоєнням вітчизняних родовищ камнесамокольорової сировини. У 1688 р. шукач руд Михайло Тумашев знайшов на Уралі в районі колишнього Чурзинського острогу самоцвітні камені: агат, топаз та ін. Причому XV-XVII ст. наймоднішими самоцвітами були надзвичайно яскравий і ошатний своєю зеленню смарагд, а також вишнево-червоні альмандини та червоні як зоря рубіни та шпинелі. У ті часи ювеліри любили прикрашати свої вироби емалями яскравих, насичених палітр, що повторюють гами кольорів дорогоцінного каміння.

Глава 1. Матеріали та інструменти

1 Робоче місце ювеліра

Робоче місце ювеліра - верстак у комплекті зі стільцем-кріслом для сидіння (Додаток 1).Зовні верстак схожий на звичайний однотумбовий стіл із сегментним вирізом (робочим осередком) у верхній плиті-кришці. Верстат складається з каркасу, верхньої плити або кришки (стільниці), піддону, висувних дерев'яних скриньок, ряду допоміжних пристроїв. Розміри верстата (висота Х довжина Х ширина) 900X1 ЮОХ Х700 мм. Кожне робоче місце оснащене стільцем-кріслом для сидіння, що повертається, регулюється по висоті, переносне, обов'язково з жорстко закріпленою спинкою.

Стільниця. Призначена для розміщення на ній постійно деяких допоміжних пристроїв і тимчасово, на необхідний процес роботи, інструменту і пристосувань. Щоб уникнути зайвих втрат дорогоцінних металів стільниця неодмінно повинна мати абсолютно гладку, рівну поверхню, для чого верх її обробляється термостійким суцільним покроєм пластиком. Сегментноподібний виріз (радіус 300-350 мм та глибиною до 300 мм) у стільниці необхідний для безперешкодного влучення тирси на піддон; до того ж він начебто окреслює, визначає безпосередню робочу зону, у межах якої ювелір виконує майже весь обсяг роботи. До торця стільниці (в центрі, прямо перед сидячим на стільці робітником) закріплений финагель - клиноподібний виступ, виготовлений з твердих порід дерева і вкрай необхідний (як упор) при виконанні операцій обпилювання, випилювання лобзиком, шабріння. У процесі збору відходів дорогоцінних металів ювеліру доводиться часто знімати і знову встановлювати фінагель, тому гніздотримач повинен бути виконаний таким чином, щоб знімання та встановлення фінагеля можна було проводити легко, швидко і надійно. По всьому контуру, виключаючи безпосередню робочу зону - сегментоподібний виріз, стільниця обшита (з невеликим припуском для борту) смугою з корозійностійкої сталі. Бортик необхідний для затримання відходів, а відсутність його в робочій зоні дозволяє виконавцю легко і швидко змітати тирсу в піддон. З метою попередження можливого падіння оброблюваних деталей або виробів на підлогу, особливо при шабренні, по краях стільниці (лівої та задньої сторін) має бути встановлена ​​огорожа з пластику.

Піддон. Надає можливість ювеліру знизити до мінімуму, запобігти втратам дорогоцінних металів. На час роботи на піддоні ювелір має у своєму розпорядженні вироби або деталі (ліворуч - необроблені, праворуч - оброблені), а також щітки для змітання (збирання) відходів. Виготовляється піддон із листової корозійностійкої сталі; встановлюється безпосередньо під робочою зоною; має вигляд великого совка з незагостреною увігнутою передньою частиною; краю його з метою безпеки працюючого покриті пластиком-.

Користування піддоном як висувною скринькою забезпечується наявністю напрямних. Спеціальне поглиблення (виріз) в лицьовій його стороні зроблено для забезпечення максимально щільного зіткнення, зіткнення між піддоном та спецодягом працюючого, що створює умови для найбільш повного потрапляння відходів у піддон. Висувні ящики. Їх лише чотири. Він розташований у першій частині верстата-в тумбі під стільницею. Скриньки призначені для зберігання інструменту. Щоб уникнути випадків механічного пошкодження інструменту, ящики виготовлені з деревини. У першому зверху ящику ювеліри зберігають напильники, надфілі, у другому – кусачки, плоскогубці, пінцети, ножиці. У третьому, найглибшому – молотки, рентригелі, фінагель (парний інструмент). У самому нижньому - спецодяг (халат, капці). Допоміжні пристрої. До них відносяться освітлювальна лампа-світильник, бормашина, гнучкі магістралі паралельного газоповітряного відведення з утримувачем для пальника. Освітлювальна лампа-світильник необхідна для створення таких умов освітленості робочого місця, які повною мірою сприяли б продуктивній та якісній праці ювеліра. Лампа-світильник встановлена ​​на протилежному від робочого краю стільниці. Положення лампи-світильника у вертикальній та горизонтальній площинах можна вільно регулювати за рахунок рухомої стійки. Світло від лампи світильника має бути м'яким і рівним, по можливості як денний, і падати на робочу пляму (район фіналелю), а не на робоче місце взагалі. Не допускається світло мерехтливе або направлене в очі робітника. Бормашина – спеціальний механічний інструмент для обробки трудомістких та важкодоступних ділянок Виробів. Бормашина складається з електродвигуна, гнучкого приводного шланга, ножного реостата та набору фрез. Принцип дії «ювелірної» бормашини практично такий самий, як і медичної бормашини, що застосовується в зуболікарських кабінетах. Один кінець гнучкого шланга з'єднаний з валом двигуна, а на інший насаджений наконечник з цанговим затискачем для кріплення фрез. Частота обертання борів регулюється за допомогою реостата ножа. Гнучкий шланг забезпечує робочому необхідний оперативний простір - встановлення інструменту будь-яке положення. Бормашина підвішується на штангу, яка, у свою чергу, жорстко встановлюється на фланці, закріпленому до бокової (правої) сторони стільниці. Гнучкі магістралі паралельного газоповітряного відведення з утримувачем для пальника - це газоповітряна арматура в комплекті з пальником. Такими пристроями верстат обладнується лише там, де на ньому передбачена можливість виконання паяльних робіт. У такому верстаті є спеціальна панель, розташована праворуч від ювеліра над шухлядами. На панелі – дві рукоятки. Над кожною з рукояток відповідний напис «Газ», «Повітря». Обертаючи рукоятку в напрямку стрілки-покажчика і змінюючи таким чином тиск газу та повітря, підтримують постійно необхідну температуру та розміри полум'я пальника. Для подачі газу та повітря є крани. Вони з тильного боку верстата. Виконується паяння на азбестовому листі, щільно укладеному на металеву основу з відбортуванням. Зберігається пристрій для паяння під стільницею на напрямних. Запалювання пальника здійснюється або за допомогою спиртування або від полум'я спеціального газового ріжка, що постійно горить. Каркас верстата. Виконують зварним металевим, нестаціонарним. Нестаціонарність каркаса верстата досягається за рахунок того, що ніжки його знизу мають гумові підкладки-подушечки. Такі подушечки підвищують стійкість верстата, виключають псування підлоги, а головне, вони значно знижують, гасять вібрації, що дуже важливо для якісного виконання операцій, що монтують. З бічних та задніх сторін каркас обшитий сталевими листами. Призначений каркас для встановлення закріплення на ньому всіх складників верстата. Частини верстата, складаючи одне ціле - робоче місце ювеліра, помітно помітні по конструкції та призначені, кожна окремо, для виконання однозначних завдань у загальному процесі виготовлення ювелірних прикрас. У ході цього процесу передбачається проведення ряду схожих на слюсарні, але дуже специфічних монтувальних операцій (розмітки, згинання та правки, паяння, відбілювання, обпилювання, випилювання лобзиком, свердління, шабріння, штифтування) та застосування найрізноманітнішого інструменту та пристроїв. Під час виконання роботи на верстаті ювеліра має бути лише те, що необхідно в даний момент. Ювелір повинен стежити за тим, щоб інструмент завжди був придатний до роботи (не псувався і не виходив з ладу), а також за терміном служби, його своєчасним заточуванням і правкою. Ювелір повинен постійно стежити за збиранням відходів дорогоцінних металів. Практика праці ювелірів показує, що є чотири основні умови забезпечення найбільш повного збирання відходів дорогоцінних металів, чотири головні складові зменшення їх втрат: це чистота на робочому місці, акуратність у роботі виконавця, сумлінність самого виконавця і, нарешті, скрупульозний облік. Збір відходів проводиться ювеліром у міру необхідності після виконання кожної окремої операції та обов'язково перед відходом з робочого місця (обід, інша необхідність), а також після завершення всіх робіт наприкінці робочого дня. Порядок збору такий: зробивши обмітання виробів або деталей, що монтуються, і прибравши їх у спеціальну металеву скриньку, звану частіше гофтом, робочий обмітає застосований у роботі інструмент, особливо ж ретельно напилки і надфілі; потім змітаються в піддон тирсу зі стільниці, обмітаються руки та одяг. Обмітання інструменту, рук та одягу повинно проводитися жорсткою щіткою; змітання тирси зі стільниці та обмітання піддону - м'якою щіткою або пензлем. За допомогою цієї щітки-кисті і Ювелірного совочка відходи з піддону збирають потім у спеціальну з кришкою, що щільно закривається, баночку, іменовану в побуті біксою. Щітки та совочки завжди знаходяться під руками ювеліра: щітки – біля правої бічної стінки піддону, совочки – у протилежній від робочої частини. Баночки-бікси з відходами зберігаються в ящику-гофті. Накопичені протягом місяця відходи дорогоцінних металів піддаються переплаву. Отриманий злиток зважується, реєструється в журналі обліку та здається до комори дорогоцінних металів цеху. У комору дорогоцінних металів після закінчення кожного робочого дня здається опечатаний особистою печаткою ювеліра ящик-гофт.

2 Інструменти та обладнання для виробництва ювелірних виробів

Лінійка. (Додаток 2(а)) Звичайна, тільки неодмінно металева довжиною 100-150 мм. Ділильна шкала лінійки має бути чіткою, добре проглядатися. Не допускаються зазубрини робочого ребра. Використовується лінійка під час проведення необхідних вимірів, і навіть при нанесенні кресленням прямих рисок.

Штангенциркуль, мікрометр стандартні. Штангенциркулем (Додаток 2(б))виробляють виміри зовнішніх та внутрішніх розмірів, глибини отворів та виступів. Точність вимірювання штангенциркулем вище, ніж лінійкою, тому що, по-перше, ціна поділу його шкали точніше (0,1 мм), а по-друге, штангенциркуль щільніше і надійніше стикається з предметом, що вимірювається. Мікрометр (Додаток 2(в))необхідний ювеліру в тих випадках, коли потрібна особлива точність розміру, в першу чергу при вимірюванні товщин заготовок виробів або деталей. Ціна розподілу шкали мікрометра 0.01 мм.

Розмічальний циркуль. Являє собою (Додаток 2(г))два металеві стрижні, з'єднані пружинним кільцем і стопорним гвинтом. Пружинне кільце забезпечує робочим кінцям циркуля можливість розсуватися, розходитися у різні боки, а стопорний гвинт необхідний фіксації відстані між стрижнями. Робочі кінці стрижнів циркуля роблять загостреними. Застосовується розмічальний циркуль при розподілі ліній на відрізки, побудові кутів, розподілі кола, позначенні кіл і дуг, а також при перенесенні лінійних розмірів з малюнка на матеріал.

Нутромір та кронциркуль стандартні. Нутроміром (Додаток 2(д))заміряють внутрішній діаметр виробу та деталей, а кронциркулем (Додаток 2(е))-Зовнішній.

Напильник. Застосовуються у ювелірній справі. Напилки розрізняються за розмірами, профілем і насічкою. За профілем напилки бувають тригранні, напівкруглі, круглі, плоскі, ромбічні, різнопуклі (Додаток 3(а)).Ювелірні напилки на відміну від слюсарних, як правило, - гостроносі. Насікання напилків позначається номерами: 0, 1, 2, 3, 4, 5. Чим вище номер насічки, тим дрібніший зуб напилка. Напилки з великою насічкою (номерів 0, 1,2) призначені для попереднього (чорнового) обпилювання, напилки з дрібнішою насічкою (номерів 3, 4, 5) - для остаточного (чистового). Напилки виготовляють із інструментальних сталей. Для забезпечення можливості безпечної та зручної роботи на хвостовик напилка насаджують дерев'яну ручку. Надфіль. Відрізняється від напилка меншою площиною перерізу і тим, що хвостовик надфілю є рукояткою одночасно. Як і напилки, надфілі (Додаток 3(б))розрізняються за розмірами, профілем і насічками. Профіль надфілів - найрізноманітніший. Надфілі бувають тригранні, клиноподібні (ножеві), ромбічні, плоскі, квадратні, круглі, напівкруглі, різно- опуклі, пазові, овальні, голчасті. Насікання надфілів позначається номерами 1-6. Надфілі з насічкою номерів 1, 2, 3 застосовуються при чорновому опилюванні рельєфу, контуру, паяних з'єднань. Надфілі з насічкою номерів 4-6 служать для чистового оздоблення: виведення дрібних рисок, обробки кропанів. Кріпляться надфілі в ручках із цанговим або гвинтовим затискачем.

Рифель. На відміну від більшості надфілів рифелі мають укорочену, вигнуту робочу частину двоопуклого, круглого і напівкруглого профілів з вигинами різної конфігурації: кільцевими, дворадіусними, лижноподібними. Як правило, у рифелів (Додаток 3(в))одностороння насічка. Застосовуються рифелі для обробки увігнутих поверхонь, доведення внутрішніх поверхонь порожнистих виробів. Фрези. Спосіб обпилювання із застосуванням бормашинки та набору борів-фрез (Додаток 3(г))дозволяє працювати швидше та продуктивніше. Найчастіше застосовуються наступні видифрези: конічна, циліндрична, торцева, комбінована, кульова, порожнинна, фасонна.

Лобзик чи лобзикштейн. За конструкцією та принципом дії схожий на звичайну ножівку (Додаток 3 (д)).Закріплення різальної пилки та стабілізація її в робочому положенні, а також знімання здійснюються обертанням у той чи інший бік гвинта-баранця та затискних щічок, що утримує поверхні яких нанесені ризики-зубчики. Розмір лобзика по довжині вільно регулюється та фіксується за допомогою напрямних та гвинта-баранчика, що дозволяє використовувати в роботі пилки як стандартної довжини, так і укорочені (зламані). Пилки для лобзика є певною довжиною загартований дріт прямокутного перерізу з похило-зубчастою насічкою на одній грані. Кріпиться пилка напрямом ріжучих зубів вниз, так як робоче положення лобзика зазвичай вертикальне. Свердло. Складається з робочої частини та хвостовика (Додаток 4(е)).Ділянка робочої частини у вигляді конуса, утвореного різальними кромками, називається ріжучою, а кут цього конуса - кутом заточення свердла. Оптимальне значення цього кута при свердлінні золотих та срібних сплавів коливається від 125 до 140 °. Гвинтові канавки, що є в робочій частині свердла, необхідні для проходження, відведення тирси. Хвостовик служить для кріплення свердла у патроні шпинделя.

Шабер. Складається зі стрижня з робочою частиною та ручки (Додаток 4(ж)).Робоча частина шабера (з метою безпеки дуже коротка - 20 мм) має три леза - три ребра, утворених тригранним конічним заточенням, кут при вершині яких називається кутом заточування шабера. Виготовляються шабери з інструментальних сталей, відрізняються один від одного розмірами перерізу та кутом заточування. Робоча частина намету загартовується.

Чекан. Це сталевий (з легованої сталі) стрижень завдовжки від 9 до 12 см круглого квадратного прямокутного восьмигранного перерізів. Робочий кінець карбування має бути загартований, середня частина не загартовується і має потовщення підвищення стійкості у роботі (при ударах) і зниження вібрації. Хвостовик карбування робиться відносно м'яким і в'язким, щоб уберегти його від розплющування. На робочій поверхні чекана не повинно бути гострих кутів і граней, з метою виключення пробивання наскрізь. Чекани розрізняють формою робочої частини, яка може мати найрізноманітніший малюнок-насічку. Сортамент чеканів відповідно до виконання нових конкретних карбованих робіт постійно змінюється та зростає. Основні види чеканів (Додаток 4(з))мають такі назви.

Витратник. Цей карбований (Додаток 4(з-2))використовують для відтворення, прокарбування загального контуру малюнка або шрифту; форма робочої частини (бойка)., ​​як правило, лінійна у вигляді злегка закругленого клина і нагадує лезо викрутки; буває також із вигнутою формою бойка.

Пурошник та бобошник. Робоча частина цих чеканів (Додаток 4 (з-3))- напівкульова та овальна; застосовуються вони для отримання різноманітних опуклостей, забезпечують глибоку витяжку рельєфу.

Лощатник. Чекан цього різновиду (Додаток 4 (з-4)має бойок плоских форм; застосовується для вирівнювання та згладжування плоских ділянок зображення. Розрізняють поліровані лощатники для отримання блискучого зображення і лощатники з різним ступенем матової шорсткості.

Січка. Застосовують для вибивання тонкого лінійного малюнка та для одностороннього ступінчастого зміщення металу; має форму односторонньо заточеного плоского зубила (Додаток 4 (з-5)).

Штихель. Це своєрідний сталевий різець довжиною 100-120 мм, закріплений у дерев'яній довжині 30-70 мм ручці спеціальної форми. Штихелі розрізняють за формою їх поперечного перерізу і формою ріжучої частини (Додаток 4(і)). Штихелі певного профілю діляться також залежно від товщини номерів.

Гравірувальна зубилка. Дуже схожа на штихель, проте застосовується лише для виконання чорнової роботи, тобто при необхідності виїмки значної кількості металу. Шматочки, ножиці. Застосовують для різання (відкушування, вирізування) матеріалу в процесі виконання багатьох операцій виготовлення ювелірних прикрас (Додаток 4(л)). Основний інструмент для згинання - згинальні щипці (Додаток 5(а)). Виготовляють їх, як правило, із інструментальної сталі; форма їх незмінна не одне століття. Розмір щипців (довжина) коливається від 13 до 16 см. Бувають ще так звані малі щипці. Довжина цих щипців – близько 12 см. Застосовуються вони рідко – при виконанні «тонких» робіт, де звичайними щипцями важко досягти необхідної точності формоутворення. Усі щипці різняться формою робочих поверхонь губок. До допоміжних засобів для згинання відносяться різні оправки та ригелі, ручні лещата, спеціальні пристосування, а для згинання листів та смуг - металеві та дерев'яні опорні плити з формоутворюючим жолобком (Додаток 5(б)). Процеси виправлення здійснюються за допомогою наступних засобів: металевих, дерев'яних, текстолітових молотків, сталевих правкових (рихтувальних) плит-флакейзенів, ковалених шпераків, плоскогубців, ригелів, оправок, волочильних дощок, спеціальних пуансонів. (Додаток 5(в)). Основний інструмент для паяння - полум'яний пальник, використовуються також пінцет та ножиці (Додаток 6). Як паливо для пальників використовується газ від мережі та балонний. Пальники, що працюють на газовому паливі, складаються з двох трубок (сталевих або латунних): одна для подачі газу, інша повітря. Кожна трубка має вентиль, що грає одночасно роль запірного і регулювального. Для змішування повітря з газом кінець повітряної трубки впаюється в газову трубку або дві провідні трубки впаюються в третю. Трубка змішування закінчується насадкою, в якій відбувається остаточне змішування повітря з газом і надає факелу певну форму. Конструкції насадок можуть бути різними. Як шліфувальний інструмент при ручному виготовленні ювелірних прикрас застосовують абразивні бруски (точильні камені), шліфувальні напилки стрижнеподібні довжиною близько 150 мм напівкруглої, круглої, квадратної, прямокутної, трикутної форм перерізу, різної зернистості карбідокремнієві вигляді брусків квадратного перерізу), наждачний папір (шкірку), вовняні, повстяні, фетрові кола, різні волосяні щітки, бормашинки зі змінними гумовими та керамічними колами. Штихелі є сталеві загартовані клинки розміром від 100 до 120 мм. Верхня частина штихелю називається спинкою, нижня – лезом (Додаток 7(а)). Неробочий кінець штихелю насаджується на сферичні форми дерев'яну ручку. Шпіцштихелі (вирізні штихелі). Найпоширеніший і найбільш уживаний у роботі ріжучий інструмент закріплювача. Шпіцштихелі можуть мати як пряме, так і бічне (праве та ліве) заточування (Додаток 7(б)); при лівому заточенні ріжуча кромка знаходиться на лівій стороні штихелю, при правій - на правій. Кут леза шпіц-штихелю коливається від 30 до 45 °, а кут заточування дорівнює 45 °. Флахштихелі (плоскі штихелі). Мають плоске лезо завширшки від 0,2 до 0,4 мм. Штихелі з шириною леза від 0,2 до 0,3 мм застосовуються для чистового підрізування при корнеровому закріпленні, обрізанні корнерів, висіканні кропанів; Штихелі з більш широким лезом використовуються для чистової обробки кастів і оброблення при всіх видах закріплення, крім клейової, для глянсової підрізки (надання глянцю, блиску). Фрези для бормашини, надфілі, кусачки, свердла при закріпленні застосовуються ті ж, що і при виконанні операцій з монтажу. Заточування штихелів проводиться за допомогою дрібнозернистих брусків. Для поліпшення процесу заточування точильні бруски змащують олією. При заточуванні необхідно прагнути до того, щоб площа заточування утворювалася за прийом. Полірування леза відбувається із застосуванням паст ГОІ, шкіри, брусків на каучуковій основі, а також мармурових брусків. Ювелір-закріплювач у процесі закочування та обтискання металу користується такими інструментами: давчиками, обтискачами - обдавками металевими (обтискними пуансонами), корнер-вертками, корнезерами, накатками (меліграфами), закріпними молоточками (Додаток 7(в)). Опорна прокладка-ковадло. Використовується як пристрій у процесі карбування. Простою опорною підкладкою є сталева плита з рівною поверхнею, без гострих кутів та ребер. Існують також спеціальні підкладки, наприклад, анка (Додаток 8(а))(Сталева плита кубічної форми), що має півкульові поглиблення різних діаметрів, призначені для вибивання сферичних заготовок порожнистих виробів. У ряді випадків застосовуються м'які підкладки, що послаблюють силу ударів при карбуванні. Такі підкладки виконують із дерева, гуми, картону, свинцю, смоляної суміші, спеціальної мастики. Ручні дерев'яні тисочки. Складаються з двох рівних напівкруглої форми загальним діаметром 30-35 мм дерев'яних дощечок-губок, з'єднаних між собою гвинтом закріплення (Додаток 8(б)), Яким регулюється сила стиснення виробу і відповідно рух (розбіжність) губок, що не перевищує, як правило, 15 мм. Ручні дерев'яні тисочки використовують для операцій обпилювання, випилювання, свердління, шабріння, гравірування, закріплення. Дриль. Складається з суцільного металевого стрижня, цангового затиску, маховика, ручки, ременя. Стрижень необхідний для закріплення цангового затиску та маховика, у верхній частині якого є отвір для заправлення ременя (Додаток 8(в)). Дриль використовують для виконання операцій свердління та розсвердлювання. Спеціальний затискний пристрій. При гравіювання утримати виріб в руці вдається лише в окремих випадках, зазвичай воно має бути закріплене. Це досягається за допомогою ряду пристроїв: дерев'яних ручних лещат, граверних колодок, кріпильних дощечок, кульових лещат, граверної подушки. Граверні колодки. Є дві невеликі (20Х 100 мм) прямокутного вигляду металеві пластини. (Додаток 8(г)), рухомо з'єднані затискними гвинтами. Закріплення в них виробів здійснюється одночасно із застосуванням м'яких прокладочних матеріалів (дерева, шкіри). Кульові лещата-шрабкугель. Виконуються у вигляді чавунної кулі (Додаток 8(д))діаметром трохи більше 130 мм. Верхня частина кулі зрізана. У сегментоподібному зрізі вирізано паз, в якому за допомогою болтів закріплюється дощечка з виробом. Для забезпечення вільного маневрування (переміщення виробу) під шрабкугель підкладають кільце зі шкіри; як шрабкугель можна використовувати затискний патрон шпинделя токарного верстата, що відслужив, додавши до нього деталь у вигляді півкулі. Граверні подушки. Найпростіше граверне пристосування. Являє собою круглу подушечку (Додаток 8(е)), набиту піском. Матеріалом для подушечки є шкіра або парусину. Використовується подушка як підкладка для кріпильної дощечки. Виготовити таку подушку складнощі не представляє. Літав. Використовуються як вогнетривкі пристосування в процесі паяння ювелірних прикрас. Зазвичай ювеліри застосовують азбестовий льоткал на дерев'яній основі. Для паяння виробів, які необхідно паяти у вертикальному положенні, на льоткалі зміцнюють пружинні затискачі: вироби або деталі затискаються між парними дротяними виступами. Для поопераційного паяння застосовують льоткал-вертушку, що є металевим цоколем, на якому на ніжці укріплений обертовий стіл. (Додаток 8(ж)). Наполегливий косинець простий і регульований. Необхідний для перевірки перпендикулярності стійки, виступу, елемента виробу для визначення відхилення поверхні від прямолінійності та площинності. (Додаток 8(з)). Чортилка. Металевий стрижень, що формою і розмірами нагадує звичайний олівець, тільки з більш загостреним, ніж у олівця, грифелем (голкою). Чортилка необхідна для нанесення рисок на поверхні, що розмічується як від руки, так і по лінійці, косинці, шаблону. Розмічувальна плита. Під час виконання розмітки як розмічувальну плиту ювеліри використовують металевий незагартований прямокутний або круглий переріз брусок розмірами приблизно 150Х100 мм. До нижньої його площини зменшення вібрації наклеюється пропорційний лист щільної, пружної гуми. Верхня площина бруска рівна, гладка. Багато ювелірів застосовують правочну плиту (флакейзен). Ручні вальці. Необхідні для обробки металу тиском при безперервній зміні його форми по всій довжині або в заданій ділянці заготовки. Вальці (додаток 8) бувають з валками у формі гладких циліндрів з вирізами різних профілів. Гладкі валки забезпечують прокат листів, смуг, стрічок, пластин, а профільні служать для отримання круглої, квадратної та інших форм прокату. Дошка для волочіння. Застосовується для здійснення процесу волочіння вручну - протягування заготовки через конічний отвір інструмента, що називається матрицею або фільєром. Буває з отворами, просвердленими у самій (додаток 8(к)), але може бути забезпечена вставленим у ній комплектом матриць-фильеров. Шляхом волочіння отримують із дротів більшого діаметра дріт необхідного діаметра, а зі стрічки - трубчасті заготовки, що йдуть на виготовлення шарнірних з'єднань і оправ для дрібних каменів. на додатку 9показані види профілів заготовок, що одержуються волочінням, а на додатку 10малюнки поверхні стрічок і смуг, одержуваних прокаткою.

3 Техніка безпеки при ручному виготовленні ювелірних прикрас

У процесі виготовлення ювелірних прикрас виконавець має пам'ятати про такі вимоги. Одяг працюючого повинен бути чистим і акуратно заправленим; робоче місце має утримуватися у чистоті. Працювати слід лише справним інструментом. Усі інструменти із загостреними кінцями повинні мати ручки. При розмітці, згинанні, правці, обпилюванні, шабренні, штифтуванні, карбуванні, гравіруванні, закріпленні необхідно виявляти особливу акуратність і обережність у поводженні з кресленням, циркулем, напилками, надфілями, шаберами, кусачками, фрезами, чеканами; не допускати знаходження вказаних інструментів на краю або близько до краю столу; не застосовувати їх як пристрої для відкривання ящиків і паличок для розмішування; не торкатися руками гострих та ріжучих частин інструменту; після закінчення відповідних робіт прибрати інструменти в ящики верстата. Під час випилювання лобзиком необхідно бути дуже уважним; не докладати зайвих зусиль на пилку з метою прискорення процесу випилювання, не намагатися вивільняти силою пилку, що заклинилася, не направляти її пальцями на лінію пропилу. Виконуючи операцію свердління, не можна виправляти свердло на ходу. При поліруванні виробу тримати його гострими гранями під час обертання кола. Поліровані поверхні виробу розташовувати щодо кола так, щоб виріб не підхоплювався навколо. Не допускати сильного нагрівання виробу, щоб уникнути опіку рук. Під час заточування інструменту користуватися захисним екраном або окулярами. Не заточувати інструмент бічною поверхнею кола.

Не мити руки в маслі, емульсії, гасі і не витирати їх обрізками, забрудненими стружкою. При проведенні паяльних робіт особливу увагу необхідно звернути на те, щоб унеможливити вибух газів, виникнення пожеж та отримання опіків; при витоку газу забороняється: запалювати пальник, включати та вимикати електроприлади; на верстаті не повинні бути легкозаймисті предмети; вироби повинні остигати на підставках з вогнетривких матеріалів; переносити їх слід пінцетом. При відбілюванні не можна допускати забруднення відбілів та потрапляння в них сторонніх металів; не допускати попадання відбілюючих розчинів на руки та одяг; не опускати в відбіль деталі та вироби, що повністю не охолонули, щоб уникнути появи бризок; при зануренні виробів у відбіль та витягу їх з нього користуватися спеціальним кислотостійким сітчастим ківшем або мідними пінцетами. У разі необхідності роботу виконувати у спецодязі (халаті, рукавицях) та із застосуванням засобів індивідуального захисту (окулярів, лінз). Тару з кислотами тримати закритою; при попаданні (під час користування) кислот на тіло змити водою та звернутися до лікаря.

Після закінчення робіт (особливо перед їдою) необхідно ретельно вимити руки; приймати їжу та палити під час роботи не можна.

Глава 2. Лиття за виплавлюваними моделями в ювелірному виробництві

1 Лиття за моделями, що виплавляються.

Метод лиття за моделями, що виплавляються, широко застосовується в ювелірному виробництві. Цей метод дозволяє серійно виготовляти вироби складної конфігурації, забезпечуючи необхідну точність, а також отримувати тонкостінні виливки з відхиленням від заданого розміру не більше 0,5% і чистотою поверхні 5-6 кл. Це дозволяє використовувати їх як готові елементи ювелірних виробів без додаткової механічної обробки. Найчастіше лиття за моделями, що виплавляються, проводиться на відцентрових установках, звідки і сам метод лиття отримав назву - відцентрове лиття. Лиття може проводитися і на вакуумних установках методом вакуумного всмоктування. При цьому схеми обох технологічних процесів лиття за моделями, що виплавляються, ідентичні, розрізняються лише процеси заповнення (заливання) ливарної форми та обладнання, на якому ця операція проводиться. Метод лиття за моделями, що виплавляються, набув широкого застосування навіть в умовах невеликих ювелірних майстерень. Обладнання, що застосовується нескладно по конструкції, невелике за розмірами і може бути змонтоване у виробничому приміщенні площею 20-25 м 2 . При цьому навіть майстерні, які не мають у своєму складі висококваліфікованих ювелірів-модельєрів, методом запозичення досвіду та використання готових гумових форм можуть виготовляти високохудожні вироби та таким чином задовольняти попит населення. Основними етапами виготовлення елементів ювелірних виробів за моделями, що виплавляються, є виготовлення зразка-еталона, виготовлення прес-форми, виготовлення воскової моделі, підготовка ливарної форми, виливок елементів ювелірних виробів, очищення виливків. Устаткування. Для виконання технологічного процесу лиття ювелірних виробів за виплавлюваними моделями необхідно наступне обладнання: вулканізаційний прес, інжекторна установка, установка для вібровакуумування, муфельна піч, ливарна установка (плавильно-заливальна установка або найпростіша настільна центрифуга, установка " установка для електрохімічного полірування, технічні ваги 1 кл., обладнання для плавки, баки для вибивання виливків та розмивання опок, опоки з жароміцної сталі, електропаяльник, а також різноманітний інструмент та тара. Вулканізаційний прес (Додаток 11)призначений для отримання гумових прес-форм на зразок-еталон виробу шляхом вулканізації гуми. За конструкцією преси можуть бути різними, але всі вони мають підігрів у верхній та нижній плиті. Інжекторні установки (Додаток 12)призначені для отримання виплавлених моделей шляхом розплавлення воску та заповнення ним гумових прес-форм. Установка складається з резервуару для воску, електронагрівача та терморегулюючого пристрою. Конструктивно вона може бути виконана у різних варіантах. Прес є переносною конструкцією. На жорсткій (литій) станині встановлено нижню плиту, в яку вмонтовано електричний нагрівач. Спеціальними напрямними, вертикально стоять і жорстко прикріпленим до станини за допомогою черв'ячної передачі, переміщається верхня плита, в яку також вмонтований електричний нагрівач. Встановлена ​​між плитами та підібрана опока з сирою гумою нагрівається до певної температури. Під дією тиску та температури пластини сирої гуми зварюються між собою. Для регулювання та підтримки температури прес має автоматичну чи ручну систему регулювання. Найбільш вдалою конструкцієюінжекторної установки є вертикально розташований циліндричний кожух. Усередині кожуха змонтований резервуар для воску, з якого віск під тиском стисненого повітря, що подається від компресора через редуктор, надходить в інжекторне сопло. Тиск стисненого повітря контролюється манометром, який встановлений на верхній кришці кожуха інжекторної установки. Надлишковий тиск перед редуктором має бути не вище 19,62*10 4 -29,43*10 4 Па (2-3 кгс/см 2), а при виприскуванні - 1,96*10 4 -7,85*10 4 Па (0,2-0,8 кгс/см2). Інжекторне сопло обладнане системою індивідуального обігріву. Під соплом встановлений жолоб для направлення воску, що стікає, в спеціальний піддон. На передній частині кожуха інжекторної установки змонтовано ручки управління. Швидкість нагрівання воску регулюють рукояткою регулятора потужності (ручка зі шкалою 0-10). Температуру нагрівання контролюють дистанційним контактним термометром. Заповнення гумової прес-форми воском відбувається через інжекторне сопло, температуру індивідуального обігріву якого можна змінити від 0 до 50°З допомогою спеціально передбаченого регулятора обігріву. Муфельна піч. Залежно від обсягів виробництва використовуються печі різних видів. При дрібносерійному виробництві найбільше застосування мають сушильний електричний лабораторний шафа СНОЛ-2,5-2,5-2,5/2М та електропечі опору СНОЛ-1,6*2,5*1/9-М2У4*2; СНОЛ-1,6*2,5*1/11-М1У4*2. У цих печах передбачено автоматичне регулювання заданого режиму нагрівання внутрішньої шахти печі. Нагрівач виконаний із дроту високого омічного опору, Контроль та регулювання температури здійснюються мілівольтметром. Нагрівач вмикається за допомогою магнітного пускача. Простір між камерою та корпусом шафи заповнюється теплоізоляційним матеріалом.

Розглядаючи вітрини дорогих ювелірних магазинів, ми захоплюємося красою виробів і майстерністю ювелірів. Мистецтво перетворювати дорогоцінний метал на предмет розкоші в уяві багатьох людей є такою собі таїнством, особливим умінням, яким може опанувати далеко не кожен. Як же народжуються на світ кільця, що манять своєю красою? Який шлях проходить дорогоцінний метал від ескізу до втілення у дорогу прикрасу? Що таке опока у ювелірній справі і для чого вона використовується?

Особливості професії ювеліра

Професія ювеліра потребує не лише творчого підходу. Ювелір має бути акуратним і терплячим. У цій справі безліч нюансів, дотримання яких потребує граничної точності. Ювелір працює з високими температурами та розпеченим металом, небезпека цієї професії потребує витримки та фізичної сили. Майстер ювелірної справи - це не лише дизайнер, що вигадує ескізи та працює напильником під яскравим світлом лампи. Це ще й працівник ливарного цеху, що керується розпеченими печами і розплавленим металом, що піднімає важкі гіпсові форми і стежить за дотриманням технології. В арсеналі майстра ювелірної справи повно незвичайних пристосувань, про які звичайний обиватель навіть не чув. Наприклад, опока. Що таке опока і для чого використовується цей пристрій? Про це розповість наша стаття.

Опока у ювелірній справі

Незважаючи на всі нововведення та високий рівень технології виготовлення прикрас, багато методів роботи ювеліра залишаються незмінними з давніх часів. Процес лиття кілець, наприклад, мало чим змінився. Щоб відповісти на питання про те, що таке опока, слід дізнатися, як відбувається процес лиття ювелірних виробів.

Щоб зробити кільце з дорогоцінного металу, ювелір використовує спеціальний вогнетривкий циліндр, в який заливається розжарений метал, формувальна маса та поміщаються воскові заготовки. Це і є опока.

Цей пристрій служить для того, щоб утримувати формувальну суміш при її ущільненні в процесі отримання ливарної форми, в яку заливається дорогоцінний метал. Виготовити опоку можна самостійно, головне - щоб вона була з вогнетривкого матеріалу. Деякі умільці роблять опоку з обрізання труби або згортають її з листа заліза. На фото представлена ​​сучасна опока з металу.

У цю опоку вже залито формувальну масу, всередині якої знаходяться воскові заготовки. Наступний крок - прокалювання опоки в печі, ця процедура відбувається в ливарному цеху.

Застосування опоки у ливарному цеху

Хоч би якими витонченими були в результаті прикраси, вони проходять дуже суворий шлях через розпечені печі ливарного цеху. Ось як виглядає процес лиття:

1. Вироби надходять до ливарного цеху у вигляді воскових заготовок, які проходять процес формування.
2. Воскова заготовка міститься у спеціальний вогнетривкий металевий циліндр - опоку для лиття.
3. Потім опока ставиться в розпечену піч для прокалювання. Температура у такій печі може досягати 1000 градусів. Віск із опоки виплавляється, і в цій формі з'являється місце для дорогоцінного металу.
4. Після прокалювання опоки та утворення форми до неї заливається метал. Процес виливки прикрас відбувається у вакуумі, запобігає утворенню порожнин і попадання стороннього сміття у форму.
5. На фінальному етапі з опоки для лиття ювелірних виробів ливарник дістає прикрасу і починає її фінальну обробку та шліфування.

Гіпсові опоки для виготовлення прикрас

Що таке опока з гіпсу? За формою вона не відрізняється від більш поширеної металевої. Єдина відмінність - це матеріал і необхідність ступінчастого нагріву. Гіпсові опоки найчастіше використовуються для дрібного ювелірного лиття, а не для промислового. Для того щоб процес лиття з використанням гіпсової опоки був успішним, слід дотримуватись температурного режиму, інакше форма трісне і стане непридатною для роботи. Найзручніше це робити у спеціальній електричній печі для відпалу, тому що там можна регулювати температуру. Відпал гіпсового опоки проводиться у кілька етапів:

1. Нагрівання при температурі менше 100 °С. Витримувати опоку за такої температури потрібно щонайменше години.
2. Потім форма повинна бути в печі при температурі 250 °С від двох до двох з половиною годин.
3. Після цього часу температуру слід підняти до 450 ° С і відпалювати опоку ще півтори години.
4. Тільки після цього можна піднімати температуру до максимальних 750 ° С та відпалювати форму ще близько трьох годин.

Час відпалу залежить від розмірів опокич: чим вона більша, тим довше потрібно її відпалювати.

Одноразові опоки

Дізнавшись, що таке опока та як вона використовується, простіше вникнути у тонкощі процесу. Він уже не здається таким складним, швидше, цікавим і простим. Сучасні технологіїдозволяють спробувати самостійно виготовити ювелірну прикрасу практично в домашніх умовах. Китайський ринок пропонує широкий асортимент одноразових опок із вже готовими формами. Все, що потрібно для роботи з такою формою, - це необхідна кількість дорогоцінного металу і можливість його розплавити. Ними користуються як ювеліри, які не мають власного ливарного цеху, так і вільні майстри, які виготовляють прикраси на замовлення.

Метод лиття за моделями, що виплавляються, широко застосовується в ювелірному виробництві. Цей метод дозволяє серійно виготовляти вироби складної конфігурації, забезпечуючи необхідну точність, а також отримувати тонкостінні виливки з відхиленням від заданого розміру не більше 0,5% і чистотою поверхні 5-6 кл. Це дозволяє використовувати їх як готові елементи ювелірних виробів без додаткової механічної обробки.

Найчастіше лиття за моделями, що виплавляються, проводиться на відцентрових установках, звідки і сам метод лиття отримав назву - відцентрове лиття. Лиття може проводитися і на вакуумних установках методом вакуумного всмоктування. При цьому схеми обох технологічних процесів лиття за моделями, що виплавляються (рис. 28) ідентичні, розрізняються лише процеси заповнення (заливання) ливарної форми та обладнання, на якому ця операція проводиться.

Метод лиття за моделями, що виплавляються, набув широкого застосування навіть в умовах невеликих ювелірних майстерень. Обладнання, що застосовується нескладно по конструкції, невелике за розмірами і може бути змонтоване у виробничому приміщенні площею 20-25 м 2 . При цьому навіть майстерні, які не мають у своєму складі висококваліфікованих ювелірів-модельєрів, методом запозичення досвіду та використання готових гумових форм можуть виготовляти високохудожні вироби та таким чином задовольняти попит населення.

Етапи виготовлення.Основними етапами виготовлення елементів ювелірних виробів за моделями, що виплавляються, є виготовлення зразка-еталона, виготовлення прес-форми, виготовлення воскової моделі, підготовка ливарної форми, виливок елементів ювелірних виробів, очищення виливків.

Приступаючи до розробки конструкції виробу, необхідно визначити можливість її виготовлення методом відцентрового лиття з тим, щоб надалі забезпечити виконання монтувальних та оздоблювальних операцій.

Зразок-еталонмає бути виготовлений з тугоплавкого металу 1 (див. рис. 28). Доцільно виготовляти його з того ж металу, з якого надалі серійно відливатимуться вироби. Розробляють моделі та виготовляють зразки-еталони, як правило, висококваліфіковані ювеліри. На спеціалізованих ювелірних підприємствах моделі розробляють художники-модельєри.

Мал. 28. Схема технологічного процесу лиття за моделями, що виплавляються.

Зразок-еталон виробу або його окремий елемент повинен бути виконаний якісно, ​​з урахуванням художніх вимог, а чистота поверхні повинна відповідати 8-9 кл. При виготовленні зразка-еталона необхідно враховувати, що при подальшому виливку по моделі, що виплавляється, метал даватиме усадку. Тому необхідно передбачити припуски, які визначаються дослідним шляхом, але не більше ніж 5-6% заданої розмірної величини.

Приступаючи до виготовлення гумової прес-форминеобхідно визначити її технологічність, тобто зручність вилучення з неї воскової моделі. Гумова прес-форма має повторювати контур та всі художні лінії майбутнього ювелірного виробу. Гумова прес-форма виготовляється методом вулканізації сирої гуми, в яку закладають зразок-еталон виробу. Технологія виготовлення гумової пресс-форми залежить від складності конструкції виробу.

Процес виготовлення гумової прес-форми для подальшого виливку воскових моделей виробів складних форм наступний. Спеціальне опоку з направляючими штифтами укладають на гладку поверхню столу або опорну плиту основою вниз. Потім опоку заповнюють пластиліном, який вдавлюють до половини зразок-еталон виробу 2 (див. рис. 28). На цю опоку встановлюють другу та заливають її рідким розчином гіпсу. Після затвердіння гіпсу опоки перевертають та видаляють пластилін, а зразок-еталон при цьому залишається у гіпсовій формі. У гіпсі роблять кілька поглиблень, які будуть напрямними виступами гумової форми. Сиру гуму нарізають дрібними шматочками, якими наповнюють верхню половину форми 3.

Опоки встановлюють на вулканізаційний прес 4 і вулканізують шматочки гуми протягом 45-60 хв при температурі 150-160°С. Після цього гіпс розбивають, виймають і ретельно очищають зразок-еталон виробу та гумову напівформу. Потім опоку, в якій знаходиться напівформа, укладають основою вниз і після посипання тальком напівформу 5 укладають зразок-еталон. Другу верхню половину опоки заповнюють шматочками сирої гуми 6. Далі вулканізують другу половину форми та отримують обидві частини гумової прес-форми. Потім з гумової прес-форми витягують зразок-еталон виробу і прорізають литниковий в ній канал 7.

При виготовленні прес-форми для відливання воскових моделей виробів простих форм достатньо помістити зразок-еталон між двома пластинами сирої гуми відповідної товщини так, щоб при вдавлюванні зразок був повністю втоплений гуму, і вулканізувати їх під пресом. Режим вулканізації такий самий, як і в першому варіанті виготовлення прес форми. В результаті вулканізації пластини зварюються між собою. Після остигання гумової прес-форми (у воді) її розрізають по найбільш сприятливих лініях роз'єму і виймають зразок-еталон. У процесі різання необхідно передбачити, як звільнятиметься прес-форма.

Для виготовлення воскових моделейвикористовують інжекторну установку 8 (див. мал. 28). При цьому може бути використана як стандартизована установка типу АМЛ потужністю 0,5 кВт, так і нестандартизована, в якій нагрівається віск до 70-85°С і постійно підтримується на рівні цієї температури.

Перед заповненням воском прес-форма має бути очищена та змащена розчином гліцерину (суміш води та гліцерину в рівних частинах) для легшого відставання воску від гуми. Заповнюють прес-форму воском під тиском 1,96-104...7,85Х10 4 Па (0,2-0,8 кгс/см 2), що створюється в бачку інжекторної установки стисненим повітрям. Рідкий віск через штуцер надходить у литниковий канал прес-форми та заповнює її. При цьому прес-форма має бути щільно закрита. Для цієї мети рекомендується в період заповнення прес-форму з двох сторін по площинах притискати металевими термостійкими пластинками (алюміній, латунь) за розмірами, відповідними розмірами прес-форми, щоб вони не заважали доступ литника прес-форми до штуцера.

Після заповнення воском прес-форму необхідно охолодити або в природних умовах при кімнатній температурі, або у холодильних камерах. Охолоджену прес-форму розкривають і вручну витягують воскову модель виробу. У разі прилипання моделі до прес-форми може бути використаний тонкий шпатель із полірованим тупим лезом.

Воскові моделі мають бути ретельно оглянуті. Моделі, що мають недоливи, відбраковують, а мають незначні переливи у вигляді облої - очищають, після чого всі придатні для подальшого використання моделі укладають у спеціальну тару, щоб уникнути їхньої поломки.

Підготовка ливарної формиздійснюється в такий спосіб. Готові воскові моделі відповідно до місткості склянки (опоки) набирають за формою ялинки, припаюючи литники моделей до єдиного стрижня, також виготовленого з воску методом лиття та встановленого гумовий черевик (основа). Припаювання здійснюють за допомогою побутового електропаяльника. При збиранні ялинкою моделі не можна розташовувати близько одна до одної, так як при вакуумуванні вони можуть з'єднатися, тоді виливки будуть бракованими.

Набрану воскову ялинку знежирюють, занурюючи в спирт або чотирихлористий вуглець, і сушать у природних умовах. Після сушіння на воскову ялинку надягають склянку (опоку) так, що він входить у циліндричний паз гумової основи, і заливають в опоку попередньо приготовлену, провакуумовану формувальну суміш.

Для приготування формувальної суміші використовують формувальну масу, що представляє собою кристобалітогіпсову суміш. В даний час в ювелірному виробництві в основному застосовуються імпортні формувальні маси К-90, "Суперкаст" та "Сатинкаст". Готують формувальну суміш, додаючи у формувальну масу дистильовану воду і ретельно перемішуючи її. Розрахункова кількість формувальної маси та дистильованої води становить 0,32-0,42 л води на 1 кг суміші.

Потім заповнену опоку 9 (див. рис. 28) вакуумують і ущільнюють на вібровакуумній установці до залишкового тиску 0,98*10 4 ...1,96*10 4 Па (0,1-0,2 кгс/см 2) протягом 2-3 хв, після чого формувальна суміш твердне. Після закінчення вакуумування опоки ставлять на відстій (приблизно 1 год), а потім знімають з них гумові основи і підрізують формувальну суміш нижньому торці опоки.

Наступною операцією підготовки ливарної форми є виплавлення воску. Цю операцію здійснюють у муфельній печі при підтримці температури 120-140°С протягом 1 години, після чого температуру підвищують до 200°С і опоки витримують при цій температурі протягом 1 год, а потім температуру плавно підвищують до 700-750°С прожарюють ливарну форму протягом 3 год. Після цього вважатимуться, що ливарна форма 10 підготовлена ​​для заливання.

Відлиття елементів ювелірних виробівпроводиться на відцентрових установках або установках вакуумного всмоктування. Залежно від типу відцентрової установки (найпростіша настільна центрифуга або відцентрова плавильно-заливальна машина) вибирається метод підготовки сплаву для заливання в ливарну форму, яку необхідно нагріти до певної температури.

Якщо є відцентрова плавильно-заливальна машина, то в неї за допомогою спеціальних щипців встановлюють підігріту ливарну форму, а метал металу поміщають у спеціальний плавильний стакан, і при досягненні температури плавлення запускають центрифугу. Під дією відцентрової сили сплав заповнює литникову форму 11. Цикл обертання центрифуги задається. Після закінчення циклу центрифуга зупиняється і заповнена ливарна форма за допомогою тих же спеціальних щипців витягується і охолоджується в природних умовах.

Для заливки ливарної форми на настільній центрифузі сплав металу у вигляді злитка напівсферичної форми, попередньо відлитий у спеціальну виливницю, підігрівають у печі муфельної до необхідної температури (сплав золота до 700°С, сплав срібла до 600°С). Потім підігріту ливарну форму за допомогою спеціальних щипців встановлюють у тарілку литником нагору, а на верхню частину опоки накладають підігрітий сплав. На іншу тарілку встановлюють відповідну противагу. За цей час температура металу знижується в середньому на 200°С. Сплав доводять до температури плавлення та стану плинності на відкритому полум'ю пальника, яке має бути сильним та шумним. При досягненні стану плинності запускають центрифугу. Під впливом відцентрової сили метал заповнює ливарну форму. Потім після зупинки центрифуги заповнену ливарну форму за допомогою тих же спеціальних щипців знімають з тарілки та охолоджують у природних умовах або опускають її у воду. Після охолодження ливарної форми вибивають виливки.

Очищення виливківвід формувальної маси відбувається в 20-40%-ному розчині плавикової кислоти після вибивання блоку виливків з опоки 12. Потім виливок промивають у проточній воді і відбілюють у складі, відповідному сплаву металу (для сплавів золота - в 10%-ному водному розчині азотної кислоти для сплавів срібла - в 10%-ному водному розчині сірчаної кислоти). Температура розчину має бути не нижче 60-70°С. Час відбілювання триває трохи більше 5 хв.

Після відбілювання виливки просушують у сушильній шафі при температурі 100-120°С або в природних умовах та відкушують окремі вироби від стрижня. Потім вироби розбраковують. Браковані вироби та литники відкладають для повторної переробки відповідно до встановленої на підприємстві технології.

Для зменшення чи ліквідації шлюбу слід насамперед усунути причину виникнення. При існуючому технологічному процесі лиття за моделями, що виконуються, шлюб не повинен перевищувати 10-12%.

Якісно відлиті вироби проходять електрохімічне полірування у спеціальній ванні, склад розчину якої для різних сплавів має бути різним. Оброблені вироби або їх елементи піддають монтуванню та оздобленню ювелірами-монтувальниками відповідно до передбачених технологічних процесів.

Устаткування. Для виконання технологічного процесу лиття ювелірних виробів за виплавлюваними моделями необхідно наступне обладнання: вулканізаційний прес, інжекторна установка, установка для вібровакуумування, муфельна піч, ливарна установка (плавильно-заливальна установка або найпростіша настільна центрифуга, установка " установка для електрохімічного полірування, технічні ваги 1 кл., Устаткування для плавки, баки для вибивання виливків та розмивання опок, опоки з жароміцної сталі, електропаяльник, а також різний інструмент та тара, зазначені в гол. 3.

Вулканізаційний прес(Мал. 29) призначений для отримання гумових прес-форм за зразком-еталоном виробу шляхом вулканізації гуми. За конструкцією преси можуть бути різними, але всі вони мають підігрів у верхній та нижній плиті.

Мал. 29. Вулканізаційний прес: 1 – безступінчастий регулятор потужності, 2 – термодатчики, 3 – тарілчасті пружини, 4 – нагрівальні елементи

Прес є переносною конструкцією. На жорсткій (литій) станині встановлено нижню плиту, в яку вмонтовано електричний нагрівач. Спеціальними напрямними, вертикально стоять і жорстко прикріпленим до станини за допомогою черв'ячної передачі, переміщається верхня плита, в яку також вмонтований електричний нагрівач. Встановлена ​​між плитами та підібгана опока з сирою гумою нагрівається до певної температури. Під дією тиску та температури пластини сирої гуми зварюються між собою. Для регулювання та підтримки температури прес має автоматичну чи ручну систему регулювання.

Інжекторні установки(Мал. 30) призначені для отримання виплавлених моделей шляхом розплавлення воску та заповнення ним гумових прес-форм. Установка складається з резервуару для воску, електронагрівача та терморегулюючого пристрою. Конструктивно вона може бути виконана у різних варіантах.

Мал. 30. Інжекторні установки: а – 1-го типу: 1 – рукоятка регулятора потужності, 2 – інжекторне сопло, 3 – редуктор, 4 – манометр, 5 – запобіжний клапан (або клапан для випуску повітря), 6 – перекидний вимикач, 7 – рукоятка регулювання обігріву сопла; 8 - циферблат автомата регулювання температури нагрівання повітря; б - 2-го типу: 1 - інжекторне сопло; 2 - гвинт кріплення манометра; 3 - манометр; 4 - запобіжний клапан; 5 - штуцер для стисненого повітря; 6 - внутрішній резервуар; 7 - зовнішній резервуар; - олія між резервуарами, 10 - електронагрівач

Найбільш вдалою конструкцією інжекторної установки є вертикально розташований циліндричний кожух. Усередині кожуха змонтований резервуар для воску, з якого віск під тиском стисненого повітря, що подається від компресора через редуктор, надходить в інжекторне сопло. Тиск стисненого повітря контролюється манометром, який встановлений на верхній кришці кожуха інжекторної установки. Надлишковий тиск перед редуктором має бути не вищим 19,62*10 4 ...29,43*10 4 Па (2-3 кгс/см 2), а при виприскуванні - 1,96*10 4 ...7,85 *10 4 Па (0,2-0,8 кгс/см 2). Інжекторне сопло обладнане системою індивідуального обігріву. Під соплом встановлений жолоб для направлення воску, що стікає, в спеціальний піддон. На передній частині кожуха інжекторної установки змонтовано ручки управління. Швидкість нагрівання воску регулюють рукояткою регулятора потужності (ручка зі шкалою 0-10). Температуру нагрівання контролюють дистанційним контактним термометром. Заповнення гумової прес-форми воском відбувається через інжекторне сопло, температуру індивідуального обігріву якого можна змінити від 0 до 50°З допомогою спеціально передбаченого регулятора обігріву.

Для підготовки воскових моделей, зокрема за умови вакуумного лиття, може бути використана також інжекторна установка іншої конструкції, в якій підігрів модельного воску здійснюється непрямим шляхом - за допомогою трансформаторного масла. Установка складається з внутрішнього та зовнішнього резервуарів, поміщених, один до одного. Простір між резервуарами заповнено олією, що підігрівається електронагрівачем. Регулювання температури нагрівання воску здійснюється терморегулюючим пристроєм, а контроль термометром. Заповнення гумової прес-форми воском відбувається через інжекторне сопло під впливом стиснутого повітря. Тиск стисненого повітря контролюється манометром, що знаходиться на верхній кришці установки, на якій закріплені також штудер для підведення стисненого повітря (або азоту, аргону) та запобіжний клапан.

Установка для вібровакуумування(рис. 31) призначена для ущільнення вогнетривкої формувальної маси та видалення бульбашок повітря при формуванні.

Мал. 31. Установка для вібровакуумування: 1 - стійка, 2 - дисковий стіл камери з вібратором, 3 - скляний ковпак, 4 - вакуумні опоки, 5 - манометр, 6 - робочий стіл, 7 - вакуумний насос

Установка складається з вакуумного насоса, вібратора та вакуумної камери. Вакуумна камера є скляним ковпаком діаметром 300 мм і висотою 350 мм, з'єднаним з вібратором і встановленим на спеціальний диск. По всьому периметру металевого диска є паз, відповідний з невеликими припусками діаметру ковпака, який щільно посаджено гумове кільце. На це кільце, що виступає по висоті вище за площину диска, встановлюють ковпак, який при вакуумуванні притягується до гуми. Для видалення повітря з формувальної маси, тобто вакуумування її, в диску є спеціальний отвір у вигляді штуцера, через який повітря відсмоктується.

На диск встановлюють і накривають ковпаком опоки, в яких "ялинки" із восковими моделями залиті формувальною масою. При включенні вакуумного насоса та вібратора відбувається одночасне вакуумування та ущільнення формувальної маси. Кількість опок, що одночасно встановлюються у вакуумну камеру, визначається залежно від габаритів опок, щоб у період вібрації не було їх ударів об стінки ковпака, та продуктивності вакуумного насоса та вібратора.

При підготовці набору воскових моделей ("ялинка") для створення в опоку ливарної форми з подальшим виконанням лиття методом вакуумного всмоктування необхідно на вібровакумній установці збільшити об'єм вакуумної камери застосуванням або більш високого ковпака, або ковпака більшого діаметру, що в свою чергу вимагатиме заміни диска відповідно до діаметру ковпака. Крім збільшення обсягу вакуумної камери в установці бажана також заміна електромагнітного вібратора на механічний пристрій, що забезпечує струшування формувальної маси.

Муфельна піч. Залежно від обсягів виробництва використовуються печі різних видів. При дрібносерійному виробництві найбільше застосування мають сушильний електричний лабораторний шафа СНОЛ-2,5-2,5-2,5/2М та електропечі опору СНОЛ-1,6*2,5*1/9-М2У4*2; СНОЛ-1,6*2,5*1/11-М1У4*2. У цих печах передбачено автоматичне регулювання заданого режиму нагрівання внутрішньої шахти печі. Нагрівач виконаний із дроту високого омічного опору, Контроль та регулювання температури здійснюються мілівольтметром. Нагрівач вмикається за допомогою магнітного пускача.

Простір між камерою та корпусом шафи заповнюється теплоізоляційним матеріалом.

Плавильно-заливальна установкапризначена для плавлення металу та заливання його відцентровим способом. Установка складається з плавильної печі, опору, механізму перекидання печі з противагою та відцентрового пристрою, що приводить у піч у обертання. У нижній частині корпусу установки розміщено трансформатор струму, приводний агрегат, а також розподільний пристрій. На панелі корпусу розташовані ступінчастий перемикач для регулювання сили струму печі, амперметр, сигнальна лампа, а також дві кнопки увімкнення та вимкнення плавильного пристрою (включено – зелений колір, вимкнено – червоний). На кришці корпусу встановлено механізм для перекидання плавильного пристрою за відповідної частоти його обертання. Складається він з пристрою, що розчіплюється, і гідравлічних гальм, що перешкоджають різкому перекиданню тигля і можливому витіканню рідкого металу.

Для невеликих цехів та майстерень, що виконують лиття виробів дрібними партіями, найбільш прийнятним обладнанням для лиття є найпростіша настільна центрифуга (рис. 32). На кінці вертикально розташованої стійки, вісь якої знаходиться у спеціальних рухомих опорах, кріпиться коромисло, на кінці якого підвішуються спеціальні підвіски (тарілки). Плечі коромисла мають бути рівними. На одну тарілку встановлюється ливарна форма, а на іншу - відповідну противагу. Центрифуга огороджується спеціальним циліндричним кожухом для забезпечення безпеки під час падіння ливарної форми або противаги, а також розливу металу в період запуску та обертання. Центрифугу можна запускати відразу після розплавлення металу та заливання його у форму за допомогою натягнутого шнура або електропроводу.

Мал. 32. Настільна центрифуга: 1 - стійка, 2 - коромисло, 3 - підвіска, 4 - опора, 5 - вісь, 6 - шнур для запуску центрифуги

Встановлення "вакуум-метал"для лиття методом вакуумного всмоктування (рис. 33) викачує повітря з ливарної форми під час заливки опоки. Вона складається з робочої камери, камери попереднього розрідження, форвакуумного насоса та пульта управління, на якому розташовані манометр, сигнальна лампочка та вимикач насоса. робочої камери з камерою попереднього розрідження передбачений вакуумний затвор з рукояткою.У верхній частині робочої камери є фланець з кільцевою насадкою ущільнювача.

Мал. 33. Установка "вакуум-метал": 1 - опока, 2 - робоча камера, 3 - камера попереднього розрідження, 4 - рукоятка вакуумного затвора, 5 - манометр. 6 - вакуумний затвор; 7 - форвакуумний насос

Принцип роботи установки є наступним. У камері попереднього розрідження за допомогою насоса створюється вакуум. Прожарену опоку встановлюють на фланець тигля, і ливарну форму заливають рідким металом. Далі поворотом рукоятки вакуумного затвора робочу камеру з'єднують із камерою попереднього розрідження. При цьому тиск на стінки газопроникної опоки зменшується (стає значно нижчим за атмосферний), і атмосферний тиск, діючи на поверхню рідкого металу, змушує його заповнювати ливарну підлість форми.

Установка для електрохімічного поліруванняпризначена для полірування відлитих заготовок. Ванна для електрохімічного процесу має бути герметичною, щоб не було течії електролітів, що містять частинки дорогоцінного металу. Як катоди використовується листовий титан марок ВТ-1, ВТ-1-1 товщиною 0,8-1,2 мм. Катоди кріплять титановим дротом і поміщають у чохли із хлоринової тканини. Як аноди використовують спеціальні підвіски, на які підвішують вироби. Підвіски виготовляються із дроту тих же титанових сплавів, що й катод. Рекомендується використовувати підвіски, які мають жорсткий контакт із виробом (заготівлею). Для запобігання розчиненню осаду, що утворився на катоді катоди після закінчення роботи необхідно вийняти з ванни, ретельно промити і висушити, а катодний осад зібрати для подальшої регенерації дорогоцінних металів.

Лиття ювелірних виробів формально є одним з різновидів лиття за моделями, що виплавляються. Разом з тим ювелірне лиття має цілу низку специфічних особливостей і представляє один із провідних напрямків художнього лиття. Тому автори підручника вважали за можливе присвятити йому окремий розділ.

Висока якість поверхні і точність відтворення ажурного малюнка забезпечується використанням еластичних гумових прес-форм, тонкодисперсних формувальних матеріалів на сполучному гіпсовому, примусовим заповненням форм металом.

У країнах СНД провідним розробником та виробником спеціалізованого обладнання для виробництва ювелірних виробів є конструкторське бюро СКТБ-6 АТ «Російські самоцвіти» (Санкт-Петербург).

8.1 МАЙСТЕР-МОДІЛІ

Першою стадією серійного виготовлення ювелірного виробу є здобуття майстер-моделі. Художник ліпить або вирізує її із термопластичних матеріалів (табл. 8.1).

До складу матеріалів, що піддаються механічній обробці, входять парафін, шовковий віск, сополімер етилену з вінілацетатом, церезин.

Матеріали для ліплення включають вощину, каніфоль, парафін, окислений поліетиленовий віск.

Виготовлена ​​художником воскова модель проходить весь цикл технологічних операцій, необхідні отримання майстер-моделі (див. гл. 7). Майстер-моделі ювелірних виливків зазвичай виготовляються.

ють із сплавів на основі міді (бронзи, латуні, нейзильберу). Іноді майстер-модель покривають гальванічним способом корозійностійким сплавом «олово-нікель».

8.2 Еластичні прес-форми

При виготовленні ювелірних виробів складної конфігурації з особливо тонкими елементами використовують еластичні преси зі спеціальної вулканізованої гуми. Для цього заготовки із сирої модельної гуми укладають у металеву обойму. Майстер-модель, внутрішні порожнини якої заповнені шматками сирої гуми,

поміщають на підготовлений шар. Інші гумові заготовки укладають поверх моделі. Потім обойму вставляють пуансон. Обойму поміщають у вулканізаційний прес.

Вулканізація відбувається при температурі 150-160 ° С протягом 30-45 хв. Температура підтримується у встановлених межах автоматично.

Настільний малогабаритний вулканізаційний прес Д159 (рис. 8.1) складається з двох нагрівальних плит, траверси, закріпленої на двох колонках, гвинтової пари з маховиком, системи терморегулювання.

Технічні характеристики преса Д159

Номінальне зусилля притискання кришок прес-форм, кН

(Не менше) ............................ 5

Розмір нагрівальних плит, мм............... 110x140

Максимальна відстань між плитами, мм....... 70

Максимальна температура нагріву плит, °С........ 175

Похибка регулювання температури, °С....... ±5

Напруга мережі живлення, В................ 220

Потужність, кВт (не більше) ........... 0,8

Час вулканізації, мін 30-45

Маса преса, кг (не більше) .................. 22

Окрім преса Д159 СКТБ-6 розроблений вулканізаційний прес ПВ-1 з розмірами нагрівальних плит 142x172 мм.

Після охолодження у воді гумову прес-форму із запечатаною в ній майстер-моделлю розрізають, формуючи складний рельєф роз'єму, щоб при отриманні воскових моделей виключити зміщення половин відносно один одного. У деяких випадках вирізують додаткові вкладки, які полегшують вилучення восковок. Для покращення заповнення тонких перерізів у порожнині прес-форм роблять надрізи-випори.

Гума, що використовується для виготовлення прес-форм, повинна не викликати корозію майстер-моделі, не прилипати до модельного складу і мати високі фізико-механічні властивості (еластичність, пружність та ін.).

Цим вимогам відповідають матеріали на основі полярних каучуків і суміші каучуку СКІ-3, що має високу еластичність, з полярним бутадієн-нітрильним каучуком.

Гуми для виготовлення прес-форм крім каучуків включають наповнювач (діоксид кремнію, титанові білила, сажа та ін), пластифікатор (парафінові та нафтові олії), вулканізуючий агент.

Як вулканізуючий агент можуть використовуватися перок-сиди органічних сполук (табл. 8.2).

Гуми на основі каучуку СКН-40М мають досить високу еластичність та пружність, але відрізняються високою твердістю. Вони забезпечують високу якість поверхні виробів, майже прилипають до модельного складу і можуть застосовуватися під час виготовлення масивних виробів. Гуми на основі суміші каучуку СКІ-3 та бутаді-ен-нітрильного каучуку не поступаються за фізико-механічними властивостями імпортної гуми «Gold label».

Для виготовлення дрібної пластики та сувенірно-подарункових виробів можна використовувати гумову невулканізовану суміш ЛПО «Червоний трикутник», яка має такі властивості:

Умовна міцність при розриві, МПа, не менше......... 12

Відносне подовження при розриві, %, не менше 750

Залишкова деформація після розриву, %, не більше....... 20

Твердість ТМ-2, ум. од., не більше.................. 42

Ці властивості забезпечуються за наступного режиму вулканізації: температура 150± 5°С,час 45±5 хв, тиск 10 МПа.

При виготовленні ювелірних виробів порівняно простої конфігурації та сувенірно-подарункових виробів також широко використовуються прес-форми з віксинту – гумового герметика. При цьому найкращих показників досягнуто у разі застосування силок-санового герметика віксинт У-1-18, який виявляє наступні властивості:

Живучість, год............................ 0,5-6,0

Умовна міцність при розриві, МПа, не менше....... 2,1

Відносне подовження при розриві, %, не менше 160

Твердість по Шору, ум. од. .................... 50-60

Для виготовлення віксинтових прес-форм використовують пасту У-1 і каталізатор № 18. Пасту ретельно перемішують з каталізатором і наносять пензлем на металеву майстер-модель. На 100 масових частин пасти У-1 необхідно взяти 0,4 масових частини каталізатора № 18. Тривалість вулканізації становить 72 години при температурі 25° С.

Після вулканізації першого шару накривають марлевою прокладкою для зміцнення стінок прес-форми і наносять наступний шар. Число шарів залежить від конфігурації майстер-моделі та підбирається досвідченим шляхом.