Литьё ювелирных украшений. Что такое опока в ювелирном деле

Литьё ювелирных украшений. Что такое опока в ювелирном деле

Среди технологий изготовления ювелирных изделий самой применяемой является литье. Помимо этого используют штамповку, прокатку, волочение, но всё же большая часть украшений из золота изготовлена в литейном цехе – по крайней мере, если речь идёт о кольцах, серьгах и подвесках. В ювелирном деле литье обеспечивает наилучший результат – качественные украшения не изготавливают методом штамповки.

Этапы создания золотых украшений методом литья

Какие этапы проходят кольца, серьги, браслеты и подвески Дива, прежде чем стать вашими?

1. Дизайнер создает эскиз будущего украшения. Оно может состоять из 1 монолитного элемента, как в этом обручальном кольце с бриллиантами, или нескольких, которые монтировщик потом объединит в одно целое – как в подвеске из двух колечек с бриллиантами.
2. Каждый элемент отливается в воске – получаются т.н. восковки.
3. Восковки собирают в «ёлочку» – у каждого воскового элемента есть ножка, за неё их припаивают к стержню.
4. Начинается формовка. Собранную «ёлку» помещают в опоку – металлический цилиндр, после чего заливают специальным составом, напоминающим глину, чтобы сделать форму для литья.
5. Опоку ставят на виброплатформу – встряска нужна, чтобы из состава вышли пузырьки воздуха, иначе в литейных формах будут пустоты, что приведет к браку.
6. Опоку отправляют в печь. При высоких температурах (до 1000 о С) состав спекается, а восковки плавятся и вытекают – через ножку. Получается литейная форма, которую также нередко называют опокой.
7. После охлаждения формы можно приступать непосредственно к литью ювелирных изделий.
8. Финалом работы являются сборка, обработка, закрепка вставок.

Опока для литья ювелирных изделий – это и приспособление для формовки литейной формы, и результат этого процесса: нередко именно так называют форму для литья ювелирных изделий.

Этап отливки ювелирных изделий

Драгоценный металл загружают в установку для центробежного литья. Опока помещается в установку, из которой откачивают воздух. В образованный вакуум закачивают гелий (он полезен не только для шариков). Расплавленное золото заливают в опоку.

После заливки форму достают из установки и охлаждают – сначала вентиляторами, потом холодной водой. «Глина» вымывается, остаётся лишь драгоценная «ёлочка» – почти готовые кольца, элементы серег и подвесок.

Иногда на этапе литья добавляют и камни. Для драгоценных камней такую технику не применяют: она опасна для природных минералов. Для сапфиров, бриллиантов, рубинов и изумрудов используют ручную закрепку камней. Но недорогие вставки (в основном искусственного происхождения) могут заливать металлом. Во-первых, это удешевляет процесс изготовления украшений, во-вторых, сегодня эта технология нередко позиционируется как модный приём для создания авторских украшений, популярный у начинающих ювелиров.

Финишная обработка ювелирных изделий

После отливки и промывки готовые элементы отправляются на дальнейшую обработку – их зачищают от огрехов литья, шлифуют и полируют, кольца – доводят до нужного размера, серьги и подвесы скрепляют в единое украшение (например, как серьги с жемчужинами на подвесе), добавляют драгоценные вставки и отправляют в Пробирную палату. Там драгоценности проходят проверку и получают знак качества – пробирное клеймо.

Нужно отметить, что финальная обработка качественных украшений и массового продукта отличается. Так, для недорогих ювелирных изделий вместо ручных процессов шлифовки и полировки применяется галтовка. Украшения помещают в центрифугу с абразивным материалом, например, дроблёной скорлупой ореха или пластиковыми гранулами. Качество такой обработки ниже, но она позволяет предложить рынку дешёвые золотые и серебряные украшения.

Высший пилотаж мастеров ювелирного дела – закрепка. Даже самые прочные из драгоценных камней, бриллианты, сломаются при неаккуратном обращении. Закрепить вставку необходимо надёжно и при этом деликатно. Это кропотливая ручная работа, требующая выдержки и потрясающей точности исполнения. Представьте, сколько времени ушло на это кольцо на 2 пальца в виде змейки с изумрудными глазками и чешуей из белых и черных бриллиантов! С драгоценными камнями работают только мастера высшего класса. Ручная закрепка не идёт в сравнение с машинной. Последняя не может обеспечить надёжного результата, но даёт большую экономию.

Как упрощают технологию ювелирного литья

Как вы уже поняли, полный цикл литья золотых украшений – процесс трудоёмкий, требующий высокого уровня владения технологией и дорогостоящего оборудования. Однако сделать кольцо или серьги на заказ предлагают не только крупные ювелирные компании, но и частные ювелиры. Неужели мастерская каждого из них оснащена так же хорошо?

Конечно, нет. Ювелирное литье – технология популярная, а потому ювелиры, которые не хотят или не могут проводить полный цикл производства, пользуются готовыми «полуфабрикатами». Одноразовая опока для литья ювелирных изделий – это товар, который можно недорого купить в Китае. Также предлагаются готовые восковки. Если вы зайдёте на форум или в группу ВК, где общаются ювелиры-частники, то увидите множество объявлений вроде «Ищу такую опоку» или «Есть у кого-нибудь восковка с гербом СССР?».

Нужно понимать, что литье на заказ украшений в готовых опоках или по готовым восковкам нельзя назвать авторской работой по индивидуальному эскизу, ведь изделие создается по шаблону. Если ваша цель – сэкономить, возможно, изготовить под заказ кольцо с использованием готовой опоки будет дешевле, чем купить такое же готовое в магазине. Однако нужно трезво смотреть на вещи и понимать, что эксклюзивным такое украшение назвать нельзя. А вот качество литья с помощью китайской одноразовой опоки оставляет желать лучшего.

Петербургский завод Дива – это полный цикл производства золотых украшений. Наши коллекции изготавливаются по авторским эскизам художников Дива небольшими тиражами. Наш принцип – соединение новых технологий и актуальных тенденций в дизайне с традициями старой ювелирной школы. Вот почему мы не применяем автоматизацию там, где ручной труд обеспечивает лучший результат. Мы также изготавливаем эксклюзивные золотые украшения на заказ.

Вакуумное литьё по выплавляемым восковым моделям.

Дорогие друзья, сегодняшние и будущие клиенты нашей компании и просто случайные посетители нашего сайта! Мы продолжаем публикацию серии статей о литье – одной из основных, важнейших и интереснейших технологий, применяющихся для создания самых разнообразных изделий уже много веков и по сей день.

ВАКУУМНОЕ ЛИТЬЁ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ ВОСКОВЫМ МОДЕЛЯМ.

Существует большое количество способов литья, применяемых в современной ювелирной промышленности:

— литьё в землю (в т.ч. при помощи различной оснастки)

— литьё в одноразовые опоки

— центробежные виды литья

— и, наконец, вакуумные виды литья.

Именно его мы и будем рассматривать подробно, так как на сегодняшний день, как мы уже выяснили, это и есть самый широко применяемый способ литья для изготовления ювелирной и сувенирной продукции.

Итак, вакуумное литьё по выплавляемым восковым моделям.

И начинается в нём всё с качественной восковой модели или, как принято её называть среди ювелиров, — восковки. Конечно, качественную восковку невозможно получить без качественно изготовленной пресс-формы, которая, в свою очередь, должна быть снята с качественно разработанной и обработанной мастер-модели. Однако, мастер-модели и пресс-формы – это тема отдельная, которая в рамках этой статьи рассматриваться не будет, в силу того, что тема литья и так очень обширная и мы, не перегружая эту статью, прибережём её для отдельной публикации.

Как же изготавливаются «восковки»?

— при помощи пресс-формы и инжекторного бачка

— вырезаются вручную или на фрезерных ЧПУ-станках из скульптурного воска

— при помощи иных способов (обливные, инжектированные в металлические формы, изготовленные вручную нестандартными технологиями)

— печатаются из выжигаемых полимеров на 3D-принтерах

При первом способе (а это основной способ для серийного производства), воск в пресс-форму попадает при помощи инжекции (впрыска, подачи под давлением) из заливного клапана инжекторного бачка. Эти бачки, в свою очередь, возможно разделить на несколько типов:

— с ручным насосом

— с подключением к компрессору

— вакуумные (с подключением к воздушному и вакуумному компрессорам)

Принципиальная разница существует между вакуумными и не вакуумными бачками, так как первые, непосредственно перед инжекцией воска в пресс-форму, откачивают из неё воздух. В то время, как из вторых воздух выдавливается как раз в процессе впрыска воска через специальные технологические резы – выпоры. Отсюда же вытекает и разница в употреблении различным образом изготовленных пресс-форм – для вакуумного бачка пресс-форма изготавливается отличным образом от пресс-форм, предназначенных для работы с обычными, не вакуумными инжекторными бачками.

Как бы то ни было, любая пресс-форма делается разъёмной, чтобы после того, как инжектированный в неё воск застыл, была возможность извлечь его для последующего использования, а саму пресс-форму приготовить к дальнейшим повторяющимся операциям.

Какие требования предъявляют к изготавливаемым при помощи пресс-форм восковкам?

1. Не должно присутствовать непоправимых деформаций

2. Не допускается наличия заметных швов и смещений

3. Не допускается наличие пузырьков воздуха или любых других включений, в том числе внутри восковой модели(контроль на просвет)

4. Вся геометрия очертаний восковой модели должна полностью повторять мастер-модель, с которой снята пресс-форма

5. Качество поверхностей восковки должно в разумной степени повторять качество поверхностей мастер-модели, с которой снята пресс-форма

После того, как восковая модель готова и её качество проверено, она размещается (путём припаивания) в специальном восковом блоке, часто называемом, в силу внешней похожести, «восковым деревом» или «ёлкой». Существует несколько техник сборки ёлок, однако имеются несколько основных принципов, применяемых в этом процессе:

— сверху ёлки припаиваются более мелкие и лёгкие детали, а внизу – более крупные

— детали на ёлке помещаются под углом менее 90 градусов по отношению к основному литнику(называется иногда стояком)

— восковки, размещаемые на ёлке не должны касаться друг друга и основного литника

— восковки припаиваются на ёлку таким образом, чтобы места их присоединения к литнику были максимально гладкими и не имели непропаев или любых зазоров.

После сборки ёлки попадают на участок формовки, где их размещают на специальных резиновых подставках – «башмаках» или «подошвах» и помещают в опоки – специальные металлические цилиндры, что позволяет в дальнейшем залить их формовочной массой.

Устройства, при помощи которых происходит процесс смешивания формовочной смеси и розлив её в подготовленные опоки, называют вакуумными миксерами, так как в современных условиях весь этот процесс происходит полностью в вакууме. После заливки формовочной массой, опоки с ёлками внутри оставляют в покое на несколько часов для качественного застывания гипса и предварительного высыхания.

Если на производстве применяется паровая вытопка воска, то после формовки и отстаивания, опоки помещают в неё. В ней из опок выплавляется большая часть содержащегося воска. После прохождения этой обработки опокам снова необходимо отстояться. И , после всех описанных процедур, опоки могут наконец оказаться в муфельной печи.

Для ювелирного и сувенирного производства используется довольно большая номенклатура формовочных смесей, основой которых в любом случае является кристобалит – довольно редко встречающийся в природе минерал, высокотемпературная полиморфная модификация кварца, при нагреве меняющий свою структуру. Кроме него в формовочных смесях присутствует гипс, а также большое количество различных присадок выполняющих адаптивные функции. Выбор подходящей формомассы для литья – один из важнейших элементов процесса получения качественных отливок.

Ювелирные муфельные печи устроены таким образом, чтобы обеспечить совокупность осуществления необходимых процессов при прохождении прокалочного цикла опок. Нагревательные элементы(обыкновенно спирального типа) в них расположены как в стенках, так и в дверце (существуют редкие конструкции с нагревателями в полу или потолке печи), обязательно наличие программатора, в паре с термопарой, позволяющего управлять нагревом, а также шиберного отверстия, необходимого для отвода образующихся при выжиге воска испарений. Существуют очень разные конструкции печей, например, позволяющие штатно размещать внутри себя опоки в несколько этажей, цилиндрической формы и оборудованные ротационным механизмом, с различными системами слива воска или принудительного оттока воздуха и т.д. Все эти усовершенствования позволяют, как правило, положительно повлиять на результат прокалки, однако в минимальной комплектации, наличие многостороннего нагрева, термопары с контроллером и шиберного отверстия является нормой, а остальное относится к разряду желаемого.

Прокалочный цикл в печах программируется таким образом, чтобы добиться наилучшим образом сочетания двух факторов – удаления из опоки всех остатков воска и хорошей полимеризации формовочной смеси. График прокалки опок в печи напоминает по виду лестницу: набор температуры, выдержка на заданной «полке», снова набор, снова выдержка формовочной смеси, то есть удаления из неё излишков влаги. Дальнейшие «полки» ступенчатым образом выводят печь на максимальную температуру программы – чаще всего 740 градусов Цельсия, в процессе чего формомасса полимеризуется и приобретает необходимые для заливки в неё в вакууме металла свойства.. Затем, после прохождения всего прокалочного цикла, температура опускается до заданной для заливки металла. Весь стандартный прокалочный цикл продолжается обычно не менее 12 часов, с момента постановки опок в печь, а часто значительно дольше.

После прохождения прокалочного цикла, опоки готовы к розливу в них металла. В современных литьевых цехах и мастерских этот процесс, как правило, происходит при помощи литьевых машин. Конструкции этих машин весьма разнообразны, условно могут быть разделены по способу плавки металла и по способу залива, по наличию/отсутствию и составу инертной среды, степени автоматизации процесса.

По способу плавки различают машины со спиральными нагревателями и индукционным нагревательным элементом; по способу розлива: донный розлив, «перевёртыши», розлив через край; по инертной среде — одно и двухгазовые машины и машины без инертной среды; по автоматизации процесса — ручного розлива, полуавтоматические и автоматические.

Розлив металла производится под воздействием глубокого вакуума на опоку, при температуре немного превышающей его температуру плавления, по возможности, или в вакууме, или в инертной среде, для предотвращения контакта расплава с кислородом воздуха.

После розлива металла в опоки, они охлаждаются в естественных условиях, затем помещаются в размывочные ванны, после чего, извлечённые описанным образом из опок литьевые полуфабрикаты в виде «ёлок», обрабатываются в водоструйной кабине с целью удаления с них остатков формовочной массы. При необходимости отбеливаются в водных растворах кислот. Очищенные отлитые ёлки могут быть подвергнуты, кроме того, очистке в УЗВ, обработке паром при помощи парогенератора и, иногда, галтованию в магнитной галтовочной машине. После очистки «ёлки» сушат (чаще всего или в специальной камере, или при помощи промышленного фена). Затем производят процесс «раскусывания», т.е. срезают отлитые детали с «ёлки», состригают с деталей избыточной длины литники и получившуюся продукцию сдают на склад, где она сортируется, приходуется и производится отбраковка деталей, не прошедших ОТК. Полученные таким образом литьевые полуфабрикаты могут быть переданы в ювелирный цех для дальнейшей обработки.

Автор статьи: Иван Геннадьевич Скворцов.

Основатель и генеральный директор производственной компании 3D Avtozavod.

Отливка в металле

Теперь литейщику остается только заполнить расплавленным металлом полости в формомас-се, которые когда-то занимал воск. Для этого существуют две технологии: центробежное и ва-куумное литье. В обоих случаях расплав под воздействием давления затекает в отверстие в опоке и через систему литников попадает в полость модели, полностью ее заполняя. Доведись вам понаблюдать за теми окольными путями, которыми металл, совершая поворот за поворотом, петлю за петлей, заполняет самые тонкие, филигранные детали изделия, вы смогли бы представить себе, какая сила необходима для отливки вашего изделия.

Центробежное литье

Центробежная сила — та, под воздействием ко-торой предметы движутся от центра вращения к его краям — уже очень давно используется в литье ювелирных изделий. И сам процесс, и оборудование для него очень просты. Механизм основной установки для центробежного литья основан на действии пружины. Два металлических плеча соединяются в центре мощной пружиной, закрепленной на основе; на конце одного плеча имеется зажим для опоки и арматура для тигля с расплавом; на конце другого — противовес (Рис. 1.3Ь). Чтобы запустить установку, литейщик просто закручивает пружину и отпускает: рас-кручиваясь назад, в исходное положение, пру-жина создает центробежную силу, достаточную для того, чтобы заполнить опоку любого объема. У большинства профессионалов установки, конечно, посложнее, с электромоторами, которые могут регулировать скорость вращения в зависимости от габаритов опоки, сложности модели и используемого металла.

Как бы ни сложна была установка, базовый процесс все тот же. Все еще горячую опоку щип-цами вынимают из печи и надежно закрепляют в зажиме, расположенном на одном из рычагов литейной установки. При этом опока устанавли-вается литниковым отверстием внутрь, в сторону центра. Напротив отверстия литниковой воронки закрепляется тигель из карбида кремния особой формы с одним отверстием в верху и другим, наподобие сопла, сбоку. Рычаг установки закручивается на несколько оборотов и закрепляется. Теперь остается только налить в тигель расплав и активизировать вращение.

Плавление металла

Как правило, металл плавится в отдельном ти-гле. Твердый металл взвешивается, кладется в тигель и ставится в печь. Рассчитать количество сырья для каждого изделия несложно. Взвесьте восковую модель с литниками и умножьте это значение на удельный вес металла, который бу-дете плавить.
Например, если это — стерлинговое серебро, вес воска нужно умножить на 11, если желтое золото 583 пробы (14К) — на 13, если 750 про-бы (18К) — на 16. Если же нужно подсчитать точнее, возьмите вес воска в гранах (1 гран = 0,0648 г) и, вместо приблизительного, умножьте на точное значение удельного веса (например, удельный вес серебра — не 11, а 10,40), а затем разделите на 24, чтобы получить нужный вес в пеннивейтах (1 пеннивейт = 1,5552 г), стандарт-ных единицах веса в ювелирной промышленности США. Полный перечень мер и весов находится в Приложении.

Установив вес металла, литейщик накидывает еще четверть величины для литниковой воронки и начинает нагревать плавильную печь. Серебро и желтое золото 583 пробы (14К) плавятся при 899- °C(1650°F); золото 750 пробы (18К) начинает плавиться при температуре на 38°C(100°F) выше, а вот для литья платины, плавящейся при 1773°С (322- 4°F), нужна специальная технология. Впрочем, для большинства металлов процедура одна и та же.
После того, как температура поднимется до точки текучести, тигель с расплавом вынимают из печи щипцами и переливают металл из пла-вильного тигля в литейный. Пружину с рычагом отпускают, и под воздействием центробежной силы металл заливается в еще горячую опоку. Всего за несколько секунд расплав сквозь отвер-стие проходит через литниковую систему и, если все идет по плану, заполняет форму оргинальной восковой модели.

Остывает расплавленный металл постепенно, от стенок формы внутрь. Естественно, время остывания зависит от объема заполненной по-лости. Остывая, металл слегка уменьшается в объеме.Чем меньше удельный вес металла, тем большую усадку он дает. Поэтому, хоть расплав и заполняет все внутренние пустоты, между за-твердевшей отливкой и стенками формы оста-ется доля миллиметра, отделяющая металл от стенок формы. Короче говоря, готовая отливка всегда меньше исходного объема формы при-мерно на 0,5-1%.Усадкой такой вполне можно пренебречь и не учитывать ее, даже если вы де-лаете, к примеру, кольцо по индивидуальному размеру заказчика. Вот когда изделие предпола-гается тиражировать, усадка становится весьма важным для модельщика фактором, который необходимо брать в расчет.

Теперь отливку следует вынуть из опоки — еще одна несложная операция.Для этого, когда опока немного остынет, литейщик погружает ее в холодную воду и ждет, пока формомасса не станет рыхлой и не начнет отваливаться от ме-талла. Потом либо сжатым воздухом, либо жест-кой щеткой удаляет остатки формомассы, при-липшие к модели. И вот тут-то отливка впервые предстает перед нашими глазами, ее можно увидеть и оценить (Рис. 1.3с). Литники обреза-ются на 1/8 дюйма (3 мм) от поверхности (их, как и литниковую воронку, конечно же, потом пускают в переплавку для другой опоки). На данном этапе работа литейщика завершена.

Центробежное литье металлов

Центробежное литье. Этот метод, заимствованный из зубоврачебной техники, уже много десятилетий используется и в ювелирном деле. Каждое ювелирное предприятие должно использовать этот метод литья. Производство оригинальных восковых моделей и сам процесс получения по ним металлических образцов при этом виде литья открывают широкие возможности для получения высокохудожественных ювелирных изделий любой сложности. Так, например, новые центробежные литейные машины отливают 50 колец за одну заливку.

Метод центробежного литья имеет следующие преимущества:

1) возможность получения отливок по моделям любой сложной формы сравнительно простым способом;

2) значительное снижение возможности образования усадочных раковин;

3) уменьшение расхода металла из-за отсутствия прибылей, потребность в которых отпадает.

Ручное центробежное литье по выплавляемой восковой модели . Рассмотрим пример отливки массивного слона высотой 30 мм (рис. 1).

Рис. 1. Элементы формы для центробежного литья:
а — опока с отверстиями; б — восковая модель; в — проволочный каркас

Изготовление модели. Сначала делают проволочный каркас восковой модели из того же материала, который используется для литья. Вокруг этого каркаса лепят из воска модель. Для моделирования можно применять красный или голубой воск, используемый в зубоврачебной технике. Воск нагревают, и с помощью подогретого металлического шпателя производят лепку модели. Готовую модель выглаживают шабером. Для выглаживания можно очень быстро пронести модель через пламя. При этом она слегка оплавляется, и выглаживание производится легко и быстро.
Для уменьшения усадки при изготовлении таких больших изделий, как данная модель, рекомендуется использовать литейные штифты из латунной или медной проволоки диаметром от 1 до 1,5 мм и длиной от 10 до 20 мм и небольшие шаровые прибыли. Штифты нагревают и вводят в восковую модель на несколько миллиметров. На расстоянии 3-4 мм от модели на штифты насаживают восковые шарики (отделяемые прибыли). Сечение литниковых каналов, образуемых штифтами, можно увеличить, покрыв штифты воском. После выплавления воска из формы литейные штифты удаляют, а полости, образованные шариками, выполняют роль прибылей при усадке металла. Кроме того, по каналам, образованным литейными штифтами, удаляются газы и тем самым уменьшается возможность образования пор.

Четыре ноги слона удлиняются восковыми штифтами, сходящимися в восковом шаре. Эти штифты и шар выполняют ту же роль, что и литейные штифты.

Формовка. Готовую модель обезжиривают погружением в спирт для того, чтобы формовочная масса плотно прилегала к модели. Из воска изготавливается и сферическая стойка, в которую вдавливаются литьевые штифты, как это показано на рис. 1, б.
Расстояние между моделью и стойкой должно быть по возможности коротким, чтобы расплаву не было необходимости проделывать столь долгий путь. Модель, кроме того, должна быть так размещена, чтобы все части ее располагались в направлении литья.
В качестве формовочной массы применяют препараты, используемые в зубоврачебной технике. Формовочную массу разводят в дистиллированной воде, тщательно размешивают и вакуумированием удаляют из нее воздух. Формовочная масса должна быть жидкотекучей, сметанообразной, без комочков. Мягкой кисточкой наносят ее на модель. При этом на ней не должно появляться пузырьков воздуха. Этот первый слой припудривается, что препятствует обезвоживанию и предотвращает образование трещин при высыхании формы. По истечении 2-3 мин наносят еще слой формовочной массы и это продолжают до тех пор, пока восковую модель не покроет слой толщиной около 5 мм. Подготовленную таким образом модель помещают в опоку и заливают формовочной массой. Поверхность опоки имеет множество отверстий, благодаря которым быстрее происходит высыхание массы. При заполнении ее следует обернуть бумагой, чтобы формовочная масса не вытекала. Расстояние менаду моделью и стенкой опоки должно быть около 10 мм; до основания формы — 15 мм.

Сушка и прокаливание. Готовую форму не следует оставлять надолго бездействующей. Когда формовочная масса схватилась, восковую полусферу и литьевые штифты удаляют. При сушке и вытапливании восковой модели форму устанавливают в нормальной печи или в печи для эмалирования при низкой температуре так, чтобы отверстие было направлено вниз и воск мог вытекать. После медленной просушки формы производят ее прокаливание. Нагрев при прокаливании должен осуществляться медленно, в противном случае форма может разрушиться. Температуру нагрева при этом повышают до тех пор, пока литниковые каналы не будут накалены до вишнево-красного цвета.

Заливка. Нагретую форму помещают на тарелке центрифуги, и производят заливку металла, который должен быть расплавлен с небольшим количеством буры. Для ювелиров, редко имеющих дело с центробежным литьем, наиболее доступной является настольная центрифуга (рис. 2). Конструкция ее настолько проста, что ее легко можно изготовить самостоятельно. При литье изделий большого размера, к которым относится и приведенный пример, на другую тарелку ставят соответствующий противовес. Сразу же после заливки формы натягивают шнур, и труба, на которой крепится коромысло с тарелкой, начинает вращаться с большой скоростью вокруг неподвижной оси. Преимущество этого способа заключается в простоте обслуживания, большой скорости вращения и безопасности. После нескольких тренировок того же успеха можно достичь и с ручной центрифугой (рис. 3), хотя в этом случае результат зачастую зависит от субъективных причин, а опасность получения дефектов литья возрастает.

Рис. 2. Простейшая настольная центрифуга

Рис. 3. Ручная центрифуга

Литье на центробежных машинах. Рассмотрим процесс получения на центробежной машине литых медалей с двусторонним рельефом (рис. 4). Для получения восковой модели потребуется изготовить резиновую пресс-форму.

Изготовление эталона модели. Так как вулканизация резины происходит при повышенной температуре, то эталон (образец) модели нельзя изготавливать из дерева, пластмассы или легкоплавких металлов. Кроме того, при вулканизации резины выделяется небольшое количество азотной кислоты, поэтому эталон не следует изготовлять из серебра и его сплавов, а также из сплавов золота 333 пробы. Для изготовления эталона модели очень хорошо подходит сплав золота 585 пробы, особенно если поверхность его покрыта родием. Поверхность эталона необходимо тщательно обработать и отполировать. Лучше затратить несколько лишних минут на обработку этого образца, чем потом терять часы при последующей чистовой обработке партии отливок. В заключение следует обратить внимание на то, что отливка из-за усадки металла получается несколько меньшей и еще дополнительно уменьшается в размерах при обязательной чистовой обработке. Поэтому эталон должен иметь несколько большие размеры, чем готовая модель.

Рис. 4. Схема процесса получения изделий центробежным литьем

Изготовление эластичной пресс-формы. Для этой цели необходима опока, подобная литейной при литье в песчаные формы, с направляющими штифтами. Литьевое отверстие необязательно. Опока с направляющими штифтами укладывается на гладкую опорную плиту основанием вниз, например стеклянную, и заполняется пластилином, в который вдавливают до половины эталон модели (рис. 4, 1, 2). Устанавливают вторую опоку и заполняют ее раствором гипса. После затвердевания гипса форму переворачивают, пластилин удаляют, а эталон остается в гипсовой форме. В гипсе делают несколько углублений, которые позднее должны стать направляющими выступами резиновой формы. Сырую резину разрезают на мелкие кусочки, которыми наполняют верхнюю половину формы (рис. 4, 3). Опоки зажимают между двумя стальными пластинами, перекрывающими стенки опок. Резину вулканизируют в течение 30 мин при температуре 150° С в газовой печи или лучше на специальном прессе с двумя подогреваемыми электрическим током плитами (рис. 4, 4, 5). Гипс разбивают, извлекают и хорошо очищают модель и резиновую полуформу. Теперь готовую резиновую полуформу изолируют тальком, и заполняют кусочками сырой резины вторую половину формы, после чего опока укладывается так, что готовая резиновая полуформа находится внизу. Производят вулканизацию резины второй полуформы и получают обе части резиновой пресс-формы (рис. 4, 6). Остается только разъединить части формы друг от друга, отделить их от опок и извлечь модель (рис. 4, 7). После этого прорезают литниковый канал.

Преимущество эластичных резиновых пресс-форм заключается в простоте их изготовления, в легком извлечении из них восковых моделей и в их долговечности.
К недостаткам следует отнести невозможность изготовления спиралевидных полостей и получения очень тонких сечений. Толщина стенки отливки не должна быть меньше 0,4 мм, так как при запрессовке воска форма должна быть зажата и поэтому стенки полуформ могут соединиться вплотную.

Другие методы изготовления эластичных пресс-форм. При изготовлении пресс-форм для простой модели достаточно поместить ее эталон между двумя резиновыми пластинами соответствующей толщины и вулканизировать их под прессом. Эталон вдавливается в размягченную резиновую массу. Недостаток этого метода заключается в том, что обе резиновые пластины <свариваются> и пресс-форму необходимо разрезать, чтобы извлечь эталон и отлить затем восковую модель
В ФРГ изготавливается специальная резиновая формовочная паста, в которую можно легко заформовать металлическую модель. Эта паста затвердевает в холодном состоянии без вулканизации.

Получение восковых моделей. Для заливки воском резиновых пресс-форм применяется восковой инжектор (рис. 4, 8). В бачке находится расплавленный воск, постоянная температура которого поддерживается с помощью электронагрева. Необходимое давление в бачке создается сжатым воздухом, последний выпрессовывает воск через штуцер в литниковый канал пресс-формы. Жидкий воск можно ввести в форму центробежным методом, используя для этого металлическую центрифугу. При этом стенки резиновой пресс-формы перед каждым заполнением воском должны изолироваться эвкалиптовым маслом или смесью, состоящей из одной части воды и одной части глицерина.

Подготовка формы и заливка. Как схематично изображено на рис. 4, 9, готовые восковые модели размещаются вокруг воскового стояка, с которым они соединяются с помощью восковых штифтов. <Восковую елку> напаивают на восковой цоколь и устанавливают на резиновом основании, поперечное сечение которого видно на этом же рисунке. Далее блок восковых моделей обрабатывают так же, как это было описано выше: обезжиривают, покрывают кисточкой формовочной массой, помещают в цилиндрическую опоку и заливают ее провакуумированной формовочной массой. После затвердевания формовочной массы опоку помещают в муфельную печь (рис. 4, 10) и в течение часа при 200° С выплавляют воск. Затем температуру повышают до 1000° С и выдерживают форму при этой температуре еще 15 мин. После этого ее вынимают из печи, помещают в центробежную машину (рис. 4, 11) и производят заливку. Готовый блок отлитых медалей с литниками, полученный после выбивки опоки, показан на рис. 4, 12.