Вакуумное литьё латуни по выплавляемым моделям.⁠⁠

Доброго времени суток, пикабушники и пикабушницы. На сей раз я расскажу об одном из способов изготовления отливок из латуни. А именно - методом вакуумного литья по выплавляемым моделям.

Часть фотографий взята из интернета.

Суть процесса вкратце: берём модель, снимаем форму, делаем восковую модель, снимаем форму, нагреваем форму, воск вытекает, в получившуюся пустоту заливаем металл.

Для начала, нам необходима модель нашего будущего изделия. Материал не важен, главное - чтобы выдерживал +- 100 градусов. С неё мы снимем резиновую форму, из которой сделаем нужное количество моделей уже из ювелирного воска.

Кстати, если отливка нужна в единственном экземпляре, ювелиры модель изготавливают сразу из воска - кто-то вырезает, кто-то лепит.

На фотографии ниже форма из вулканизированной ювелирной резины и собссна восковая модель.

От пласта ювелирной резины отрезается два куска нужных нам размеров, между которыми укладывается модель. Я покрывала поверхность разъёма формы тальком, чтобы части формы не слиплись. Но есть вариант готовую форму просто аккуратно разрезать.

Для этого процесса есть вот такие красивые опалубки.

Вулканизация происходит в прессе, наподобие вот такого. Опалубка с резиной прессуется и выдерживается в сжатом состоянии на заданной температуре заданное же время.

Когда форма готова, в ней прорезаются литник (канал для расплавленного воска) и выпоры (каналы для выхода воздуха). Их видно на второй фотографии.

Теперь форма готова к использованию. Плавится воск, форма фиксируется в собранном состоянии (я зажимала между двумя пластинами акрилового стекла при помощи струбцин) и вперёд.

У нормальных людей есть для этого процесса такая классная штука, как восковой инжектор, у меня была установка для термопереноса (с возможностью поддержания заданной температуры, что важно) и шприц.

Отличие ювелирного воска от пчелиного и парафина заключается в меньшем коэффициенте термического расширения и том, что при прокаливании формы под литьё, остатки его выгорают, не оставляя нагара - важно для качества поверхности отливки.

Сама ювелирная ёлка - это центральный стержень, он же - литник, и прикреплённые к нему восковые модели нашего будущего изделия.

Сам стержень я отливала просто в бумагу, свёрнутую трубочкой нужного диаметра.

Литник этот вставляется вот в ту чёрную резиновую фигню, на фотографии ниже. Мы её называли "башмак". Выпуклость на нём - это будущая выемка в литейной форме, в которую будет заливаться металл.

Затем, на стержень-литник я с помощью паяльника крепила восковки. Максимально впихивающееся количество в строго заданные размеры объёма и высоты.

Вот так выглядел мой рабочий стол.

На готовую ёлку сверху ставится металлическая опока. Вот такая. Только у меня была ржавая.) Резиновый "башмак" натягивается на опоку как раз до вот той металлической "юбки". Именно размерами опоки ограничиваются размеры ювелирной ёлки.

После заливки формомассы форму желательно подержать в вакуумной камере для удаления лишнего воздуха. Это улучшает прочность формы и качество будущей отливки.

Вот так выглядит готовая к следующему этапу форма. Теперь надо вытопить воск и прокалить форму.

Этот процесс занимал у меня несколько часов, поскольку набирать температуру надо было по строгому графику с несколькими выдержками (выдерживание заданной температуры в течение заданного времени).

Сперва форма устанавливается в печь литниковой чашей вниз (на фотографии они стоят ими вверх), потом переворачивается и уже просто прокаливается - это надо для удаления остатков воды, упрочнения да и металл в нагретую форму затечёт лучше.

Итоговая рабочая температура формы около 600 градусов.

У меня для процесса выплавления и прокаливания была самодельная печь, от вида которой любого проверяющего по пожарной и электро безопасности хватил бы удар.

Она состояла из глиняного стакана высотой сантиметров 30 и диаметром около 15, на который внутри в желоб была уложена фехралевая спираль, толстого слоя каолиновой ваты и термопары с контроллером. А снаружи аккуратно обмотано алюминиевой проволочкой.

Что-то похожее на такую, только страшнее.

Латунь плавили в похожей печи, только размерами поменьше. В графитовом тигле и без возможности контролировать температуру (так как контроллер с термопарой был только в одном экземпляре).

Графитовый тигель хорош в том числе тем, что препятствует окислению, которое происходит при нагреве и плавлении меди и её сплавов (латунь - это сплав меди и цинка, если кто не помнит, с температурой плавления около 900 градусов). И вообще, он весь такой чёрный, готичный и охотно пачкает пальцы.

Тигель был вот такой.

Принцип вакуумного литья изображён на этой схеме.

У нас был просто металлический стакан, чуть большего диаметра, чем металлическая опока, снизу к которому подключен насос, в нужный момент откачивающий воздух.

На этом этапе надо действовать достаточно быстро, поскольку и форма, и металл очень быстро остывают (примерно 600 градусов - форма и 900 - металл).

Надеваем толстые перчатки, клещами или пассатижами переставляем форму из печи в вакуумную установку, другими клещами достаём тигель и льём, включив откачку воздуха за пару секунд до заливки.

А вот так выглядит фабричная, а не самодельная установка для вакуумного литья.

После контакта с горячим металлом формомасса становится хрупкой, поэтому относительно легко можно выколупать получившуюся отливку - ту самую ювелирную ёлку, но уже из металла.

У меня же, получилось вот это.

После отрезания литников, шлифовки, полировки и хромирования готовые изделия выглядели вот так.

Кроме этого, как-то заказали крепления для латунной ручки. Они после шлифовки патинировались серной мазью, чтобы получить тёмный оттенок нужного цвета.

Попытка сделать тираж "денежных" мышек. Их положено носить в отделе кошелька для мелочи. Говорят, там у них быстро хвосты отваливаются.

И ещё разная мелочёвка в качестве образцов.

А вообще, по моим впечатлениям, центробежное литьё проще реализовать в таком мелкотиражном производстве "на коленке". Но, что было, то было.)

С секретными для комментариев на Пикабу можно обращаться сюда: https://vk.com/id45234353