精鑄:張立鋼
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發布時間 : 2018-09-27 16:55:00 訪問量 : 3130次
在距今5000多年前的新石器時代晚期,我國古代工匠就在青銅器的制造中廣泛采用了失蠟鑄造工藝。當時的工匠根據蜂蠟的可塑性和熱揮發性的特點,首先將蜂蠟雕刻成需要形狀的蠟模,再在蠟模外包裹黏土并預留一個小洞,晾干后焙燒,使蠟模氣化揮發,同時黏土則成為陶瓷殼體,殼體內壁留下了蠟模的陰模。這時再將熔化的金屬沿小孔注入殼體,冷卻后打破殼體,即獲得所需的金屬鑄坯?,F代失蠟鑄造技術的基本原理并無二致,只不過更加復雜精密。這主要體現在對蠟模的型位精確的要求更加嚴格?,F代工藝中蠟模的獲得不只是對蠟的直接雕刻,還可以通過對金屬原模(版)的硅膠模壓得到陰模,再由硅膠陰模注蠟后得到蠟模。澆鑄材料也不再是黏土,而代以鑄造石膏。這樣的產品比古代的鑄件精細得多。
石蠟澆鑄的工序流程是:壓制膠?!_膠?!⑾?模)→修整蠟?!N蠟樹→灌石膏筒→石膏抽真空→石膏自然凝固→烘焙石膏→熔金、澆鑄→炸石膏→沖洗、酸洗、清洗→剪毛坯。下面分別講述各個工序。
一、壓制膠模
制作膠模使用的膠是兩面帶沾膠的生橡膠片。一般使用進口膠片,以Castaldo牌為多。其中一種價格相對低一些,由于所含天然橡膠的成分較少,硫化后的硬度稍大,但壓模時間較短,適合于經驗比較豐富的開模師進行操作;另一種價格稍高,所含天然橡膠的充分較多,質地柔軟,韌性十足,適合于花型較為復雜、輪廓尺寸細小、凸凹明顯的銀版壓模,在取出蠟模時不易折斷蠟模。生膠片的保存必須注意控制其存放溫度,在20℃以下一般可保存一年,在0~5℃保存時間可達到2~3年。另外,也有一種預先制成一系列大小和厚度的橡膠模,其內壁有凸凹的連接腳,使用比較方便。壓制膠模的設備是(硫化)壓模機,其主要部件由兩塊內帶電阻絲和感溫器件的加熱板、定溫器、定時器(有些型號沒有此裝置)等組成。壓模機上面還配有升降絲杠,用于壓模及取出。配套使用的還有壓???,根據其開孔的數量可以分為單板、雙板、四板等型號,制造壓??虻牟牧贤ǔJ卿X合金。一般壓??虻某叽鐬?8mm×73mm,有時使用加厚的壓??驂褐戚^大的原版,尺寸通常為64mm×95mm。
石蠟澆鑄看似簡單,其實其中也有許多細節必須講究。首先必須保證壓??蚝蜕z片的清潔,壓模之前應該盡可能地將壓??蚯逑锤蓛?,操作者清洗雙手和工作臺;其次要保證原版與橡膠之間不會粘連,要做到這一點,就應該優先使用銀版,如果是銅版則應該將銅版鍍銀后再進行壓模,因為銅版很容易與橡膠粘連在一起;再次就是要注意根據具體情況確定適當的硫化溫度和時間——這兩者不但基本符合某一個函數關系,而且還與膠模的厚度、長寬、原版的復雜程度有關,通常將壓模溫度定為150℃左右,如果膠模厚度在3層(約10mm),一般硫化時間為20~25分鐘,如果是4層(約13mm)則硫化時間可為30~35分鐘……依次類推,同時硫化溫度與原版的復雜程度也有關系:如果原版是復雜、細小的款式,則應該降低硫化溫度,延長硫化時間(如有的師傅采用降低溫度10℃,延長時間一倍的方法),反之如果溫度過高,反而會影響壓模的效果。壓模質量的好壞還取決于壓埋模版的質量??偟膩碚f,首先應該使生膠片能夠牢固緊密地粘接在一起,必須首先保證生膠片的清潔,不要用手直接接觸生膠片的表面,而應該將生膠片粘上后再撕去生膠片表面的保護膜。要保證生膠與原版之間沒有縫隙。在填埋生膠時就應該仔細,尤其對某些細小的花型和副石鑲口底孔等細微孔隙,必須用碎小的膠粒填滿,用尖銳物(如鑷子尖)壓牢。為了避免壓出的膠模過于堅硬,填埋生膠時應該按照同一方向進行壓埋。
為了保證膠模在相當時期內可以使用,應該使膠模具有足夠的厚度,因此一個膠模最少也應該使用3層生膠壓制。將生膠疊壓好原版后應該使膠模整體略大于壓???,即長寬略大(能夠用力壓入壓???,膠模厚度在壓入壓??蚝舐愿哂诳蝮w平面約2mm。壓模還必須注意要首先預熱,再放入已裝壓好生膠的壓???,旋緊手柄使加熱板壓緊壓???,硫化初期可以檢查一下加熱板是否壓緊,硫化時間到了以后迅速取出膠模,最好使其自然冷卻(當然也可以用冷水沖涼)到不燙手時,就可以趁熱用鋒利的手術刀進行開膠模的操作了。
二、開膠模
開膠模在首飾工廠中是一項要求很高的技術,因為開膠模的好壞直接影響蠟模以及金屬毛坯的質量,而且還直接影響膠模的壽命。技術高超的開模師傅開出的膠模,在注蠟后基本沒有變形、斷裂、披風的現象,基本不需要修蠟、焊蠟,能夠節省大量修整工時,得到較高的生產效率。開膠模使用的工具比較簡單,有手術刀及刀片、鑷子、剪刀、尖嘴鉗等。注意初學者使用手術刀時必須使用新刀片,這樣反而不容易劃傷手指。切割過程中為保證刀片與生膠片膠模之間的潤滑,可以在刀片上蘸水或洗滌劑(但是千萬不能蘸油,因為油會使膠模變硬、變脆)。膠模通常采用四腳定位法,也就是說,開出的膠模有四個腳相互吻合固定,四腳之間的部分有采用直線切割的,也有采用曲線切割的。一般的開模順序(以開戒指膠模為例)如下:
1、壓過的膠模冷卻至不燙手時,用剪刀剪去飛邊,用尖嘴鉗取下水口塊,拉去焦殼。
2、將膠模水口朝上直立,從水口的一側下刀,沿膠模的四邊中心線切割,深度為3~5mm(可根據膠模大小適當調整),切開膠模四邊。
3、從第一次下刀處切割第一個腳。首先割開兩個直邊,深度為3~5mm(可根據膠模大小適當調整),再用力拉開已切開的直邊,沿45°切開一個斜邊,形成一個直角三角形形狀的腳。這時切口的膠模兩半部分應該有對應的陰、陽三角形腳相互吻合。
4、按照上一步的操作過程,依次切割出其余三個腳。
5、拉開第一次切開的腳,用刀片平穩地沿中線向內切割(如果是曲線切割法則應按照一定的曲線擺動刀片,劃出魚鱗狀或波浪形的切面),一邊切割一邊向外拉開膠模,快到達水口線時要小心,用刀尖輕輕挑開膠模,露出水口。再沿戒指外圈的一個端面切開戒指圈,直至戒指花頭和鑲口處。
6、花頭的切割,這是開膠模中比較困難和復雜的步驟。如果主石鑲口是爪鑲,切割花頭就應該沿花頭一側兩個爪的軸線切開,然后向花頭另一側的戒指外圈端面切割,直至切割到水口位置。這時膠模已經被切成兩半了,但還不能將銀版取下。
7、切割留有鑲口、花頭的膠模部分。在主石兩側與副石鑲口間隔處,沿主石鑲口外側已切開的兩個爪軸線切割,直至對稱的另兩個爪;再沿主石鑲口外側的剩余一個方向切割,與剛才切割的面相交,使主石鑲口呈直立狀。再在主石鑲口及副石鑲口的爪根部橫切一刀,使花頭成為兩部分。拉開已切開的部分,注意觀察有無被拉長的膠絲(通常是副石鑲口的孔和花頭的鏤空部分形成的),若有則應該切斷。
8、取下銀版,注意觀察銀版與膠模之間有無膠絲粘連,若有,切斷。
9、開底。沿戒指內圈深切整個圓周,使切口接近底面,不要切透。翻轉膠模,用手指抓住膠模兩邊向切口方向折彎,可以觀察到內圈的圓周切口以及鑲口、花頭部分的切口的痕跡(因未切割透,剩余的橡膠拉伸形成略凹的淺痕)。沿這些痕跡切割至對應水口的位置,再沿水口平行的方向切割8~12mm寬度的長條,長度接近水口。這時的底部形成一個類似蘑菇的形狀,已經能夠將戒指的內側部分從切開的底部拉出了。這樣的膠模才能順利地將石蠟澆鑄取出。