Создание форм изделий.

Формы изделий создают путем штамповки, сборки деталей и пайки, литьем по выплавляемым моделям.

Штамповка (вырубка или выдавливание) на прессах деталей или целых изделий – это один из основных процессов их массового изготовления. Для штамповки применяют стальные штампы, состоящие из двух рабочих частей. Нижняя часть называется матрицей, а верхняя – пуансоном.

Штампами вырубаются плоские изделия или заготовки для дальнейших операций производства, а также получают пустотелые изделия из пластин путем их вытяжки. Процесс вытяжки состоит в том, что пластину обрабатываемого металла кладут на матрицу, а сверху давят пуансоном, в результате пластина прогибается и принимает форму матрицы и пуансона. На штампах для вытяжки выгравировывается рисунок, который и выпрессовывается на изделиях в процессе прессования.

Изделия сложных форм штампуют в несколько приемов на разных штампах с промежуточными отжимами, для того, чтобы избежать перенапряжения металла и разрыва заготовок.

В соответствии с особенностями проведения технологических операций штамповки для получаемых изделий характерно наличие заусенцев, т.е. слегка приподнятых частей или нахлеста металла на внутренней стороне изделия, что позволяет безошибочно диагностировать метод изготовления.

В последние годы штамповкой создают легковесные объемные украшения. Штамповка используется практически на всех крупных и средних предприятиях. Но из-за высокой стоимости штампов она рентабельна только при большой тиражности, что ведет к однообразию ассортимента. Многотиражность штампованных изделий не удовлетворяет покупателей, которые стремятся приобрести недорогие, но оригинальные изделия.

Полученные в процессе вырубки или вытяжки на прессах и вращательных станках готовые заготовки отдельных деталей (касты и планки для колец, детали брошей и др.) собирают вручную путем пайки. Все детали очищают от грязи, жиров и окислов.

Пайку производят специальными припоями, которые состоят из сплавов металлов, соответствующих пробе изготовляемых изделий, но менее термостойкими. Припой по цвету не должен отличаться от цвета изделия.

Наиболее трудоемким является процесс ручной пайки цепочек, звенья которых должны быть прочно соединены между собой, тщательно пропаяны без зазоров и следов припоя. За последнее время процесс изготовления цепочек на большинстве предприятий автоматизирован. Пайка звеньев цепочек осуществляется на паяльных автоматах, с применением порошкообразного припоя сложного состава.

После сборки и пайки изделия подвергаются дальнейшей обработке – опиловке, очистке, шлифовке, полировке при необходимости отжигу и др.

Литье по выплавляемым моделям является наиболее прогрессивным способом изготовления тонкостенных и сложных по конфигурации изделий из сплавов золота и серебра. При этом способе предъявляются высокие требования к чистоте поверхности изделий (не ниже 4-го класса). Характерной особенностью является использование специальных пресс-форм, вспомогательных материалов и принудительное заполнение литейной полости форм жидким металлом под действием центробежных сил или вакуумного всасывания.

Процесс литья по выплавляемым моделям состоит из нескольких операций.

Модель снабжают специальным литником, который рассчитывают и создают вместе с моделью. Затем изготовляют резиновую пресс-форму. Для этого сырую резиновую смесь (определенных марок) прессуют до определенной толщины на вулканизационном прессе с электрическим подогревом при повышенном давлении и в течение заданного времени. Спрессованную резиновую смесь режут на пластины и укладывают их в обойму (пакет), при этом между верхней и нижней пачкой пластин кладут модель, которая является эталоном изделия, воспроизводимого при последующих операциях. Обойму, подогретую до определенной температуры, закладывают под пресс, где при определенном давлении происходит вулканизация. Обойму извлекают из-под пресса, охлаждают в воде, извлекают резиновую пресс-форму, которую разрезают скальпелем по наиболее целесообразной линии разъема, и вынимают модель.

Затем в резиновой пресс-форме изготавливают восковую модель. Модельный воск представляет собой однородную смесь из двух-трех воскообразных компонентов, отвечающую требованиям достаточной пластичности и прочности. Состав загружают в инжекционный бачок. После этого включают нагреватель и регулируют давление сжатого воздуха в зависимости от величины и формы модели. На рабочую часть резиновой пресс-формы наносят тонкий слой тальковой пудры. Нагретый до определенной температуры модельный состав путем надавливания подается из бачка в пресс-форму. Заполненную модельным составом пресс-форму охлаждают и осторожно извлекают восковую модель.

Для сборки моделей в блоки используются литники – восковые стояки с металлическим стержнем внутри. На литник тонким лезвием электропаяльника припаивают модели, которые образуют блок – куст. Блок моделей заливают формовочной массой (гипс и огнеупорный материал, размешанные в воде) и помещают на вибростол, где производится вибровакуумирование.

Изготовленную таким образом форму извлекают из устройства, выдерживают некоторое время до полного затвердения массы, а затем восковой модельный состав выпаривают, выплавляя его из формы в специальных печах с помощью водяного пара в течение 40 – 60 минут при температуре 80 – 100°С. Металл заливают в формы в специальной установке для центробежного литья; частота вращения плавильного узла 11 – 220 об./мин. Отделяют блок от формовочной массы легкими ударами молотка по стержню блока. Окончательно очищают отливки от формовочной смеси в 30%-ном растворе плавиковой кислоты. После промывки и сушки можно отделять отливки от литниковой системы.

Отдельные отливки еще не являются готовыми даже в том случае, если они сделаны по модели целого изделия. Они поступают в монтировочный цех для обработки поверхности, подгонки размеров колец, сборки замковых узлов в серьгах и брошах, припайки ушек кулонов и т.д., и только после окончательной монтировки можно приступать к закреплению камней и полировке. Монтировка – процесс соединения отдельных деталей изделий путем пайки, сварки, клепки.

Микролитье, или точное литье по выплавляемым моделям, - это наиболее эффективный способ тиражирования ювелирных изделий. Литьем получаются как отдельные детали для последующей их монтировки, как и целые изделия. Применение литья позволяет получить любое количество копий сложнейших изделий, изготовленных вручную, которые требуют только незначительной ручной доработки. Кроме того, мелкосерийное производство украшений способом литья предпочтительнее штамповки. Технология производства отливок по выплавляемым моделям значительно повышает производительность труда и качество изготовляемых изделий.