Створення форм виробів
Форми виробів створюють шляхом штампування, складання деталей і пайки, литтям по виплавлюваних моделях.
Штампування (вирубка і видавлювання) на пресах деталей чи цілих виробів - це один з основних процесів їх масового виготовлення. Для штампування застосовують сталеві штампи, що складаються з двох робочих частин. Нижня частина штампа називається матрицею, а верхня - пуансоном.
Штампами вирубують плоскі вироби або заготовки для подальших операцій виробництва, а також отримують пустотілі вироби з пластин шляхом їх витяжки. Процес витяжки полягає в тому, що пластину оброблюваного металу кладуть на матрицю, а зверху тиснуть пуансоном, в результаті пластина прогинається і приймає форму матриці і пуансона. На штампах для витяжки вигравіровивают малюнок, який і випрессовивается на виробах в процесі пресування.
Вироби складних форм штампують в кілька прийомів на різних штампах з проміжними відпалу, для того щоб уникнути перенапруги металу і розриву заготовок.
Прогресивним методом масового випуску виробів із застосуванням обладнання і різних пристосувань є виготовлення обручок з заготовок-шайб. Шайби спочатку відпалюють в спеціальній термічній печі при температурі 680 ° С і шляхом декількох послідовних штампувальних операцій на пресах з різними за формою штампами отримують заготовку у вигляді циліндра. Потім цю заготовку піддають подальшій обробці на підрізної і розгортальні верстатах. Отримані кільця калібрують за розмірами внутрішнього діаметра, таврують їх именником підприємства, а в інспекції пробірного нагляду - пробою, після чого остаточно полірують і глянцуют на шліфувальному верстаті.
Для виготовлення виробів з срібла для сервірування столу (чарок, стопок, цукорниць і ін.) Застосовують метод видавлювання на обертальних (токарних) верстатах. Основними пристроями для видавлювання з металу полого вироби є патрон (з твердого дерева або із сталі, бронзи, алюмінію), що має форму заданого вироби, і сталевий давильником. Видавлювання виробляють вручну. Майстер наганяє давильником притиснуту до обертається патрону заготовку металу, яка поступово набуває (за рахунок зміни товщини) форму патрона. Складні форми виготовляють в кілька циклів з проміжними відпалу виробу.
Отримані в процесі вирубки або витяжки на пресах і обертальних верстатах готові заготовки окремих деталей (касти і планки для кілець, деталі брошок, ніжки до корпусів чарок, деталі підстаканників, цукорниць і ін.) Збирають вручну шляхом пайки. Всі деталі очищають від бруду, жирів і окислів.
Пайку виробляють спеціальними припоями, які складаються зі сплавів металів, що відповідають пробі виготовлених виробів, але менш термостійкими. Припій за кольором не повинен відрізнятися від кольору виробу.
Найбільш трудомістким є процес ручної пайки ланцюжків, ланки яких повинні бути міцно з'єднані між собою, ретельно пропаяни без зазорів і слідів припою. За останній час процес виготовлення ланцюжків на деяких підприємствах автоматизований. Пайка ланок ланцюжків здійснюється на паяльних автоматах із застосуванням порошкоподібного припою складного складу.
Плазма являє собою суміш електрично нейтральних молекул газу і електрично заряджених частинок - електронів і позитивних іонів, а іноді і важких негативних іонів. Плазма може бути отримана різними способами, найпростішим і найпоширенішим з яких є нагрів газу в дуговому розряді. Для запобігання взаємодії зварювальної ванни і зони термічного впливу з атмосферою соплом подається захисний газ. Застосовувані захисні гази (аргон, гелій, водень, азот і вуглекислий), крім захисту зварюваного шва від окислення, сприяють інтенсивному обтисненню дуги і отримання стабілізованого пристрою в просторі стовпа дуги малого діаметра. Для микроплазменной зварювання ювелірних виробів використовують малогабаритний апарат МПІ-3, розроблений Інститутом електрозварювання імені Є. О. Патона.
Після складання і пайки вироби піддають подальшій обробці - обпилюванню, очищенні, шліфуванні, при необхідності відпалу та ін.
Лиття по виплавлюваних моделях є найбільш прогресивним способом виготовлення тонкостінних і складних по конфігурації виробів зі сплавів золота і срібла *. Для виготовлення ювелірних виробів за виплавлюваними моделями застосовують сплави золота 583-ої і 750-й проб і сплави срібла 875-ї і 916-ї проб. При цьому способі висувають високі вимоги до чистоти поверхні виробів (не нижче 4-го класу).
* (Детально див. Гутов Л. А. Лиття по виплавлюваних моделях сплавів золота і срібла. Л. Машинобудування, 1974.)
Характерною особливістю лиття по виплавлюваних моделях є використання спеціальних прес-форм, допоміжних матеріалів і примусове заповнення ливарної порожнини форм рідким металом під дією відцентрових сил чи вакуумного всмоктування.
Метод лиття по виплавлюваних моделях дає можливість значно розширити асортимент і збільшити випуск виробів із сплавів золота і срібла, а також підвищити їх якість.
Процес лиття по виплавлюваних моделях складається з декількох операцій.
Спочатку виготовляють прес-форму. Для цього сиру гумову суміш (певних марок) пресують до певної товщини на вулканізаційному пресі з електричним підігрівом при підвищених тиску і температурі протягом заданого часу. Спресовану гумову суміш ріжуть на пластини і укладають їх в обойму (пакет), при цьому між верхньою і нижньою пачкою пластин кладуть модель, яка є еталоном вироби, відтвореного при подальших операціях. Обойму, підігріту до необхідної температури, закладають під прес, де при певному тиску відбувається вулканізація. Так створюють гумову прес-форму. Обойму витягують з-під преса, охолоджують її в воді, витягають гумову прес-форму, яку розрізають по найбільш доцільною лінії роз'єму, і виймають модель (еталон).
Потім в гумовій прес-формі виготовляють воскову модель. Для цього гумову прес-форму збирають, заповнюють її під певним тиском із спеціального плавильного котла модельним складом (з воску), підігрітим до 60-80 ° С, після чого гумову прес-форму розбирають і витягують воскову модель - точну копію моделі-еталона.
Воскові моделі спочатку збирають в модельний блок, а потім знежирюють в розчині прального порошку, сушать (під вентилятором) і вводять цей модельний блок всередину опоки (пристосування для виготовлення ливарної форми).
Опоку з восковими моделями поміщають в спеціальний пристрій для вакуумування, заповнюють необхідною кількістю гіпсокремнеземістой формувальної маси (гіпс і вогнетривкий матеріал, розмішати в воді), після чого виробляють вібровакуумірованіе. Виготовлену таким чином форму витягують з пристрою, витримують якийсь час (25-30 хв) до повного затвердіння маси, а потім воскової модельний склад випарюють, виплавляють його з форми за допомогою водяної пари протягом 40-60 хв при температурі 80-100 ° С . Звільнилася від модельного складу форму прокаливают в електропечі із заданою швидкістю розігрівання протягом 12 год з поступовим підвищенням температури до 750 ° С.
Після цього виробляють плавку при температурі 1100 ° С і лиття сплаву золота на відцентровій машині протягом запрограмованого часу. Форму з відливанням охолоджують, виливок витягають, очищають від формувальної маси, відбілюють в 10% -ному водному розчині азотної кислоти і просушують в сушильній шафі. Очищають виливки з допомогою ультразвуку, поміщаючи їх в ванну з розчином трилону і їдкого натру, а потім промиваючи в проточній холодній воді.
Окісна плівка з виливків знімається під дією 10% -ної азотної кислоти, після чого виливки промивають в проточній холодній воді.
Технологічний процес відцентрового точного лиття зі сплаву срібла (предметів для сервірування столу) дещо відрізняється від процесу лиття ювелірних виробів типу прикрас.
Для лиття цих виробів необхідні спеціальне оснащення, великогабаритні ливарні форми, а також інші режими виготовлення воскових моделей, виплавки воску і прожарювання ливарних форм, плавки і заливки ливарних форм сплавом срібла.
Технологія виробництва виливків по виплавлюваних моделях значно підвищує продуктивність праці і якість виготовлених виробів.