Вступление

Цель этой статьи — обсудить процесс ювелирного литья золота в выплавляемые восковые модели и, в частности, проиллюстрировать критические этапы, которые имеют основное влияние на литье. Относительно просто отлить расплавленное золото в форму, однако очень сложно получить литье хорошего качества без дефектов и с красивой поверхностью.

Литье в выплавляемые восковые модели — сложный процесс, состоящий из нескольких этапов. Не нужно думать, что правильная организация процесса ограничивается только операцией плавления и литья. Успех литья вплотную зависит от тщательного соблюдения всех стандартных рабочих процедур и от внимания, уделенного каждому этапу производства. Для выполнения ювелирного литья с постоянно хорошим качеством и для обеспечения большого выхода продукции и высокой производительности необходимо внимательно относиться ко всем производственным этапам и следовать «оптимальной производственной практике».

Усадка при затвердевании

Рис. 1 Усадка литья.

Во время затвердевания металлы и сплавы значительно уменьшаются в объемах, так как при образовании кристаллической решетки затвердевшего сплава атомы располагаются с большей плотностью.

Во время затвердевания объем ювелирного золотого сплава уменьшается примерно на 5%. Практические последствия этого явления легко различимы в виде воронки, известной как усадочный конус, которая образуется на верхней части слитков при затвердевании жидкого металла, начиная от стенок изложницы к центру (рис. 1).

При производстве ювелирных изделий литьем в выплавляемые восковые модели необходимо предусмотреть резерв жидкого металла, который подпитывает литье по

Рис. 2Усадочная пористость на кольце

мере его затвердевания, компенсируя эффект усадки. При литье в выплавляемые восковые модели центральный литниковый канал сохраняет запас металла. Во время роста дендритов кристаллов (или зерен) твердого металла, жидкий металл остается захваченным ветвями растущих дендритов и, если мы не подпитаем жидким металлом пустоты между ветвями растущих дендритов (1, 2), при затвердевании образует соответствующую усадочную пористость (или междендритную пористость). Это может вызвать определенные сложности при работе со сплавами, которые затвердевают в широком интервале температур и даже при литье определенной формы.

На рис. 2 заметна междендритная пористость (или усадка) в поперечном сечении кольца из золота 18 карат, с подачей снизу, в котором более тонкая часть затвердела первой, блокируя питание жидким металлом более толстой части кольца, находящейся сверху. Учтя положение и размеры литника (литник или центральный литьевой канал — соединение расплава и отливки), обычно можно обеспечить достаточно хорошее питание металлом.

Процесс литья в выплавляемые восковые модели

Процесс литья в выплавляемые восковые модели состоит из 13 основных производственных этапов, каждый из которых имеет свое значение для получения отливок хорошего качества.

1. Проектирование.
2. Изготовление моделей.
3. Подготовка резиновой формы.
4. Изготовление восковых моделей.
5. Монтаж восковых моделей на елочке.
6. Наполнение опоки формировочной массой для подготовки оттиска.
7. Выплавление воска из опоки.
8. Прокалка опоки.
9. Плавление сплава.
10. Литье в горячую опоку.
11. Удаление формовочной массы.
12. Отделение отливок от елочки.
13. Финишная обработка (сборка, полировка и т.д.).

После литья некоторое время уходит на затвердевание, затем опока охлаждается в воде и формировочная масса удаляется. Отливки отделяются от елочки при помощи кусачек, соединяются, образуя ювелирные изделия, и полируются. На последних двух этапах переменные конкретного металлургического процесса имеют меньшее значение, маловероятно, что на этих стадиях образуются металлургические дефекты, однако полировка может выявить дефекты, спрятанные под поверхностью.