Если из опоки поднимается пар, или если на формовочной смеси появилась пленка воды выньте опоку из печи и дайте ей ещё подсохнуть, прежде чем продолжить выжигание

Удаление воска с помощью пара

Относительно новое усовершенствование е литейном деле - использование пара для удаления большей части воска до выжигания. Это уменьшает объем выдавляющихся при выжигании газов, способствует получаемых отливок с чистой поверхностью и открытые участки опоки.

Такое равномерное увлажнение может предотвратить растрескивание литейной формы при последующем нагревании.

В продаже имеются аппараты для больших мастерских, а в маленьких можно обойтись простым устройством для удаления воска, как изображенное на рисунке. Установите заформован-ные опоки на решетке над поддоном, на / заполненным водой. Поставьте поддон на горячую плитку и поддерживайте слабое кипение Пар проникнет в форму и расплавит воск. Выждите около часа, после чего опоки могут отправляться прямо в слегка нагретую печь для окончательного выжигания Этот способ гораздо эффективнее при удалении мягких восков (для пепки), чем твердых (для резьбы).

ОБОРУДОВАНИЕ.

В промышленных условиях выжигание предпочитают проводить в газовых отражательных печах, так как они обеспечивают относительно небольшие затраты и позволяют уверенно контролировать процесс, но в большинстве ювелирных мастерских используют небольшие электрические муфельные печи. Их размер зависит от предполагаемого объема работы - даже для большой мастерской вполне достаточно печи средних размеров. Для маленьких мастерских обычны муфельные печи для эмальерных работ. Опоки можно составлять в стопки до тех пор, пока между ними и стенками печи остается свободное пространство не менее 2,5 см.

Хотя на первый взгляд муфельные печи могут показаться опасными, на самом деле они устроены очень просто, их нетрудно ремонтировать ипи изготавливать из подручных материалов. За информацией по этим вопросам обращайтесь к следующим страницам. ВСЕГДА ВЫКЛЮЧАЙТЕ МУФЕЛЬНУЮ ПЕЧЬ, ПРЕЖДЕ ЧЕМ ПРОВЕРЯТЬ ЕЁ. Пренебрежение этим правилом чревато скорым знакомством с «эффектом тостера». Вспомните, как ваша мама запрещала вам совать нож в тостер, чтобы вас не ударило током. Так вот, это правило действует и здесь, только последствия будут гораздо серьезнее.

Дополнительное оборудование для выжигания

• длинные щипцы.

• толстые защитные перчатки (не из асбеста, чтобы не вредить здоровью).

• жаростойкая сетка из нихромовой или подобной ей проволоки.

• система вентиляции (смотрите ниже).

• крючок для опоки (сделанный из сварочного электрода).

БОРЬБА С ДЫМОМ.

Во время выжигания выделяются токсичные газы. Их запах и вкус неприятен, и для вас они вредны. Ради собственного здоровья установите систему принудительной вентиляции, которая будет вытягивать газы на улицу с потоком воздуха.

Для того, чтобы уменьшить объем токсичных газов, воспользуйтесь поддоном с подходящей опорой, готовым или самодельным. Так как удаление воска происходит при невысокой температуре, поддон для сбора воска можно сделать из листа любого металла. Идея заключается в том, что опоки нагревают ровно настолько, чтобы расплавить воск (в противоположность выжиганию), то есть, в зависимости от типа воска, до температуры 100-150° С. Как только воск начнет плавиться и вытекать из формы, стабилизируйте температуру в печи. Когда воск перестанет вытекать, выньте поддон. Вылейте воск в жестяную банку и. когда он затвердеет, выбросите. Так как некоторые из его компонентов улетучились, не советую вам пытаться использовать его повторно. Удалив, таким образом, большую часть воска, нагрейте печь до более высокой температуры, чтобы удалить все остатки и очистить поры формовочной смеси.

Подготовка.

После того, как формовочная смесь высохла, резким вращающим движени ем отделите основание от опоки, освободив куполообразную литниковую чашу Осмотрите её и убедитесь, что входные отверстия литников не перекрыты. Если возникают сомнения, вырежьте формовочную смесь ножом. Смойте осколки гипса под струёй воды, удаляя зубной щеткой все мелкие частицы.

Сейчас это безопасно поскольку форма заполнена воском. Не стоит делать это после выжигания потому что осколки могут попасть в литейную полость и закупорить её. Работая над контейнером для мусора, с помощью ножа соскоблите с опоки потеки формовочной смеси. Если не счистить формовочную смесь, опока будет неравномерно прогреваться и её будет трудно установить в центробежной машине.

Если заливка металла будет производиться вакуумным методом, вырежьте небольшое углубление вдоль верхнего края опоки миллиметров на 5 или около того. Это углубление будет служить вакуумной камерой и будет расположено вдоль нижнего края опоки, когда вы её перевернете и установите для литья Всасывающее действие вакуума может быть дополнительно распространено на весь объем формы при помощи каналов, расположенных вертикально вдоль стенок опоки; их можно создать, налепив восковые стержни на стенки опоки перед формовкой либо навесить отрезки толстой проволоки (см рис.), либо просверлить формовочную смесь после того, как она затвердеет Если вы предпочитаете сверление, выделите для этой цели старое сверло, потому что оно скорее всего заржавеет.

При вакуумном литъе также важно, чтобы верхний край опоки обеспечивал герметичность. Убедитесь в этом прежде. чем приступить к выжиганию, пока работать с опокой легче всего С помощью грубой наждачной бумаги или старого напильника проверьте, нет ли углублений на кромке опоки.

БЫСТРЫЙ СПОСОБ

Поместите высохшую опоку в муфель при комнатной температуре и включите его. Если есть переключатель температуры, установите его на среднее значение. Если температура не регулируется, оставьте дверцу открытой. Когда появится ясно ощутимый запах плавящегося воска, или когда вы увидите вытекающий из опоки воск переключите печь на более высокую температуру (или закроите дверцу). Не вдыхайте дым. Если возможно, покиньте помещение.

Проверяйте печь примерно каждые полчаса, пока выжигание не закончится. Это будет заметно по исчезновению черного сажистого пятна вокруг входного отверстия литников. Если пятно полностью исчезло, значит остаток испарился и форма готова к отпивке Избегайте перегрева. При оптимальной температуре опока будет тускло-красной при неярком освещении. Никогда не следует нагревать её до яркого вишневого свечения.

Дайте опоке медленно остыть на 150-200°С ниже температуры плавления отливаемого металла. Это можно сделать, оставив опоку е муфеле, теперь уже выключенном, с открытой дверцей. Помните, что теперь форма хрупкая и обращаться с ней следует осторожно. При падении или ударе тонкие перегородки из формовочной смеси внутри опоки могут сломаться.

ПРАВИЛЬНЫЙ СПОСОБ.

Как уже говорилось, ценность постоянства в том, что оно позволяет легко повторить успех. Следуя научно подтвержденному режиму выжигания, можно каждый раз получать гарантированный результат.

ТРЕХЧАСОВОЙ ЦИКЛ.

для опок 5x5 см.

1час при 150° С 1/2 часа при 400 °С 1/2 часа при 680 °С.

ПЯТИЧАСОВОЙ ЦИКЛ.

д ля опок до 7,5x9 см.

2часа при 150° С 1 Уг часа при 400° С 1 час при 550 С /г часа при 680 °С.

Печи.

Основные составные части печи - огнеупорные кирпичи для стен, пола и потолка, корпус, удерживающий кирпичи вместе и нагревательный источник. Для обогрева электрической печи добавьте бухту проеолоки с высоким сопротивлением, выключатель и сетевой шнур. Для обогрева газовой печи воспользуйтесь горелкой (или форсункой) и источником горючего.

Мягкие огнеупорные кирпичи можно приобрести в организациях, поставляющих керамическое оборудование, по цене около двух долларов за штуку. Их можно пилить слесарной ножовкой и сверлить обычными сверлами. Скрепляют их с помощью огнеупорного раствора или гофрированных стяжек.

Нагревательные элементы электрической печи изготовляют из нихрома или подобного ему сплава; для достижения нужной температуры опираются на расчет отношения между диаметром витка, толщиной проволоки и её общей длиной. Если вы ремонтируете печь, напишите изготовителю и сообщите название модели и серийный номер, чтобы приобрести именно те запасные части, которые вам нужны. Если вы собираете печь из подручных материалов, определите длину нагревательной спирали, измерив траекторию, по которой она будет проложена (воспользуйтесь шнуром). Вышлите эту информацию, включая значения нужных вам температур, в компанию, занимающуюся оборудованием для производства керамики, и попросите о консультации.

Корпус печи может быть тщательно изготовленным или предельно простым, почти несуществующим. Прочный корпус увеличит срок службы печи на много лет, но если печь нужна вам немедленно, можно обойтись стальной проволокой, завязанной морскими узлами.

Для обогрева небольшой печи можно использовать воздушно-ацетиленовую горелку с большим соплом. Горелку для печи большего размера вы можете приобрести у поставщика оборудования до керамических мастерских. На рисуисе показано, как можно обеспечить раммерный нагрев, расположив пфгем таким образом, чтобы пламя отражалось от них, и не было направлено непосредственно на опоку.

Вентиляция.

Дым И ГАЗЫ ВЫДЕЛЯЮЩИЕСЯ ПРИ ГОРЕНИИ ВОСКА НЕПРИЯТНЫ И ВРЕДНЫ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ. Для ИХ УДАЛЕНИЯ НЕОБХОДИМА ВЕНТИЛЯЦИЯ. РАЗМЕРЫ И СЛОЖНОСТЬ ВАШЕЙ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ БУДУТ ЗАВИСЕТЬ ОТ ТОГО, КАК ЧАСТО ПРОИЗВОДИТСЯ ВЫЖИГАНИЕ. ОТ КОЛИЧЕСТВА ИСПАРЯЕМОГО ВОСКА И ОТ РАЗМЕРОВ РАБОЧЕГО ПОМЕЩЕНИЯ.

Лучшая вентиляционная система - та, которая приводится в действие мотором и вытягивает газы непосредственно на улицу. Можно подвести вентиляцию к печи таким образом, чтобы газы вообще не попадали в помещение. Эта система наиболее сложна в установке и потребует дополнительных затрат энергии на выжигание, поскольку из печи будет постоянно отводиться тепло.

Следующим по эффективности будет вытяжной колпак. Обычный кухонный коппак, установленный на окно непосредственно над печью, будет вытягивать почти весь дым.

Открытое окно может доставлять удовольствие, но не может считаться вентиляцией, если только нет принудительного движения воздуха, вытягивающего газы из помещения. В стеснённых условиях будет достаточно открытого окна в сочетании с комнатным вентилятором.

Вместо этих систем, или даже лучше одновременно с ними, оборудуйте для выжигания отдельное помещение с вентиляцией, которое к тому же будет закрываться во время выделения газов.

НАБЛЮДЕНИЕ ЗА ВЫЖИГАНИЕМ

Воск испаряется при 680 С: никогда нет причин превышать эту температуру при работе с восковыми моделями, а при работе с моделями из других материалов это редко помогает. При температуре выше 700° С гипсоеое связующее формовочной смеси, сульфат кальция, становится нестабильным и разлагается до более простых соединений. При этом выделяется сера, которая оседает в литейной полости и энергично взаимодействует с металлами, в особенности с серебром, вызывая появление пятен. В результате отливка не только потемнеет, но сульфидный спой может быть настолько глубоким и прочно связанным с металлом, что его невозможно будет удалить. Эта неприятность также может сопровождаться разъеданием стенок литейной полости.

Для того, чтобы определить, закончено пи выжигание, осмотрите литниковую чашу опоки Прежде всего, выключите печь, затем захватите опоку щипцами и выньте, перевернув таким образом, чтобы были видны входные отверстия литников. Еспи на формовочной смеси есть черные пятна, значит, в толще формы ещё есть остатки воска и она не готова к отливке. Верните опоку в печь и продолжайте выжигание.

Еспи вся формовочная смесь вокруг литниковых отверстий белого цвета, либо от пятен остались лишь незначительные следы, можете быть уверены, что воск улетучился и форма готова к отливке.

При плавлении любых металлов необходимо удалять ВРЕДНЫЕ для ЗДОРОВЬЯ ГАЗЫ С ПОМОЩЬЮ ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ.

Большинство металлов при комнатной температуре находится е твердом состоянии благодаря электромагнитным связям между кристаллами. Кристаллы в свою очередь состоят из молекул и атомов, которые удерживаются вместе электрическими и ядерными силами. При поглощении металлом достаточно количества энергии (в виде тепла) внутренние связи разрываются, и упорядоченное расположение заменяется случайным. Плоский лист металла плавится и стягивается в шаровидную каплю.

Когда кристаллы приходят в движение, металл особенно энергично взаимодействует с кислородом, образуя соединения, которые называются оксидами. Когда вы плавите металл для отпивки особенно важно это предотвратить, так как оксиды являются причиной появления раковин и пятен на отливке.

Один из способов понизить образование оксидов - ограничение объема кислорода в непосредственной близости от расплавленного металла. В некоторых горелках и печах имеется сопло для подачи инертного газа, такого как азот, который окружает металл и тем самым снижает кислородное загрязнение.

При другом подходе для защиты от кислорода используют химическое покрытие. Вещество, которое называется флюсом, образует на металле пленку, которая в большей степени поглощает кислород, чем пропускает его к металлу.

Ещё один способ свести к минимуму образование оксидов - одновременно с использованием флюса обеспечить нагрев восстанавливающим, то есть обогащенным топливом пламенем. Этот тип пламени содержит избыток топлива по отношению к кислороду, поэтому весь свободный кислород связывается в процессе сгорания топлива и кроме того, продукты сгорания в какой-то мере изолируют поверхность металла, предохраняя её от окисления.

Для питья можно использовать любую горелку, которая производит достаточно теппа для того, чтобы полностью расплавить металл. С увеличением закладки, или необходимого количества металла, должен увеличиваться и размер горепки. Температура плавления металла постоянна, но для завершения плавки потребуется больше энергии (т.е. бопее сильное пламя). Нагревание будет более эффективным, если большой слиток металла раздробить на более мелкие части Чем больше площадь поверхности (а это лучше всего достигается измельчением), тем быстрее происходит плавление.

Для плавления небольшого количества металла, менее ЗОг, пригодна воздушно-ацетиленовая горелка. Для больших закладок (а для платины -всегда) следует использовать кислородную горепку. Ацетилен может чадошитъ целостность молекулярных связей в кристаллической структуре.

Погьзуйтесь горелкой с большим соплом и отрегулируйте соотношение клаве/ кислород таким образом, чтобы получить восстановительное тамя Оно характеризуется большим кустистым факелом, ярко-синим цветом и низким рокотом. Его противоположность, окислительное пламя, узнается по бпедно-пиловому цвету, по узкому заостренному факелу и шипящему звуку.

Для эффективной работы все горепки нуждаются в доступе воздуха к соплу. Не вводите соппо горепки в закрытое пространство, например, внутрь тигля, иначе она потухнет. Вместо этого отрегулируйте пламя таким образом, чтобы оно могло делать свое дело с расстояния около 5 см.

Некоторые производители горелок выпускают специальные наконечники для плавления, с широким соплом и обычно около 60 см длиной, чтобы работающий мог находиться на безопасном расстоянии от горячего расплава. Проконсультируйтесь с продавцом горепок и комплектующего оборудования к ним о том, какой наконечник использовать. К наконечнику должны прилагаться данные о рекомендуемом давлении, и вы должны устанавливать регулятор в соответствии с этими цифрами, чтобы горелка работала в наиболее эффективном режиме.

Ппавпение металпа в печи ипи в муфеле является обычным делом, в особенности при вакуумном питье и при питье под действием сипы тяжести. При больших закладках металпа плавить металл в печи удобнее, чем держать горепку. так как в этом случае не требуется непосредственное присутствие мастера от начала до конца плавления.

Для выжигания и плааления можно использовать одну и ту же печь, но это редко дает желаемый эффект. Требования к этим двум типам печей различны, включая различные температурные интервалы, вентиляцию, способы доступа и размеры. Плавиль ная печь должна быть ровно настолько большой, чтобы в неё мог вместиться тигель, она должна быстро нагреваться до температур, близких к 1100° С, и должна достаточно плотно закрываться чтобы в неё не проникал воздух Всё это противоречит требованиям выжигания - хорошей вентиляции и медленному нагреванию.

Металл обычно ппавят в цилиндри ческом тигле, изготовленном из графита или карбида кремния. Когда металл расплавится, тигель захватывают щипцами и заливают металл в форму. Печь и форма должны располагаться бок о бок ипи, по крайней мере, не дальше, чем в двух шагах друг от друга.

Распространенный выбор - автономная плавильная печь, которая представляет собой цилиндрический кожух из огнеупорного кирпича ипи теплоизолирующего материала, внутри которого проложена нагревательная спираль. В печь вставляется плотно входящий тигель, и устройство включают в стенную розетку. Когда металл расплавится, печь с тиглем внутри поднимают, как пивную кружку с крышкой и заливают металл в форму. Регулятор нагрева у небопь ших моделей находится в отдельном корпусе, а у больших встроен в основание цилиндра. Модепи таких печей высшего качества снабжены пирометрами и термостатами

Две печи для плавления или выжигания.

Изображенную на рисунке плавильную печь можно сделать из огнеупорного кирпича и обогревать с помощью большой горепки для отжигания метал па. Такая печь очень эффективна при закладке менее 30 г серебра (ипи 20 г золота в 14 К). Для плавления больших количеств может потребоваться постройка большей печи, изображенной ниже.

Флюсы.

В первый раз металл посыпают флюсом сразу же, как только он нагреется, а во второй раз- когда он расплавится. Для большинства ювелирных отливок достаточно щепотки; слишком большое количество приведёт к появлению включений флюса в отливке и, кроме того, сократит срок службы тигля.

Большинство организаций, торгующих питейным оборудованием, продают флюс промышленного производства, основным компонентом которого является бура. Чистый порошок буры также можно использовать в качестве фпюса: его продают там же, где и ювелирное оборудование, в организациях, торгующих химическими реактивами, в аптеках и в некоторых универсальных магазинах.

Эффективным флюсом для золота является хлорид аммония. Он оставляет поверхность металпа чистой и улучшает его рабочие качества, поскольку обеспечивает лучшие условия кристаллизации при остывании металла. При работе с хлоридом аммония выделяются токсичные газы, поэтому его следует использовать только в небольших количествах и при наличии принудительной вентиляции.

Работайте в респираторе.

ПЕРЕГРЕВ МЕТАЛЛА.

Да, вполне возможно перегреть, или «вскипятить» металл. Эффект будет разным, в зависимости от металла, но он всегда будет плохим. Некоторые сплавы разделятся, некоторые приобретут нежелательные характеристики, например, хрупкость или пятнистость, некоторые изменят цвет. Почти все будут поглощать кислород. Это приведет к появлению раковин в отливке, грубой поверхности, хрупкости и появлению пятен.

Когда металл полностью переходит в жидкое состояние, он теряет свою первоначальную форму и приобретает форму тигля, в котором находится. Для большинства тиглей это означает, что металл имеет гладкую овальную форму. Покачайте тигель так, чтобы металл пришел во вращение, и обнаружились нерасплавленные куски.

Когда металл нагрет выше температуры плавления, его поверхность приходит в движение, начиная вращаться, что указывает на достижение оптимальной температуры для отпивки. В таком состоянии металл достаточно горяч, чтобы оставаться расплавленным в течение нескольких секунд после удаления нагревательного источника, но ещё не нагрет до опасной температуры.

Если продолжать нагревание, вращательное движение ускоряется, и металл начинает резко вздрагивать. Это называется «кипением» и должно быть предотвращено. Если вы случайно нагрели металл до такого состояния, но немедленно спохватились, то, возможно, никакого вреда не будет -ипи почти не будет. Прекратите нагревание и добавьте флюс. Не охлаждайте металл до затвердевания, но дайте ему остыть до оптимальной для питья температуры.