Πώς να καθαρίζετε και να επιθεωρείτε τα χυτό κόσμημα: Κοσμήματα: Τεχνικές για διαφορετικούς τύπους καλουπιών
Οι βασικές αρχές και επιχειρησιακές δεξιότητες για 4 τυπικές εργασίες
Μετά τη στερεοποίηση του μεταλλικού υγρού στο καλούπι, η διαδικασία καθαρισμού για τη χύτευση πρέπει να καθοριστεί με βάση παράγοντες όπως η χρήση κεριού, οι ιδιότητες του κράματος, η δομή του προϊόντος και η φύση του καλουπιού. Η χρήση της υπολειπόμενης θερμότητας του καλουπιού για τον καθαρισμό με έκρηξη νερού είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για την αποχύτευση χυτών. Παρόλα αυτά, είναι κατάλληλη μόνο για χύτευση κοσμημάτων από χρυσό, ασήμι και πλατίνα που δεν είναι πολύ ευαίσθητα στο θερμικό σοκ. Για χύτευση κοσμημάτων με κερί, για να αποφευχθεί ο κίνδυνος θραύσης πολύτιμων λίθων λόγω θερμικού σοκ, η μηχανική απομάκρυνση μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο αφού το καλούπι έχει κρυώσει σε μια ορισμένη θερμοκρασία. Μετά την αποδιαμόρφωση, το μεταλλικό δέντρο χύτευσης παραμένει κάπως τυλιγμένο στο υπολειπόμενο καλούπι, απαιτώντας πίδακες νερού υψηλής πίεσης για να το ξεπλύνουν, καθαρίζοντας αποτελεσματικά το υπολειπόμενο καλούπι. Τα χυτά κοσμήματα, μετά το πλύσιμο, εξακολουθούν αναπόφευκτα να διατηρούν μια μικρή ποσότητα καλουπιού σε ορισμένες περιοχές και η επιφάνεια συχνά σχηματίζει οξείδια, αυξάνοντας τη δυσκολία της επακόλουθης στίλβωσης και προκαλώντας μόλυνση για την επαναχρησιμοποίηση των υλικών φόρτισης. Ως εκ τούτου, διαλύματα όπως το υδροφθορικό οξύ πρέπει να χρησιμοποιούνται για εμβάπτιση μέχρι να επιτευχθεί ένα καθαρό δέντρο χύτευσης. Εργαλεία όπως κοπτήρες μπουλονιών και πριόνια χρησιμοποιούνται για την αφαίρεση των χυτών ένα προς ένα από το μεταλλικό δέντρο και ταξινομούνται ανάλογα με τις τάξεις και τα υλικά. Ένας διαμαντένιος τροχός λείανσης χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση των υπολειπόμενων ερεισμάτων και ένας μαγνητικός τροχός χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό των κενών χύτευσης κοσμημάτων.
Αυτό το πρόγραμμα δίνει τη δυνατότητα στους μαθητές να κατακτήσουν τις αντίστοιχες μεθόδους καθαρισμού και τις λειτουργικές δεξιότητες για χυτό κόσμημα από διαφορετικά υλικά και τύπους προϊόντων μέσω τεσσάρων τυπικών εργασιών και ασκήσεων επέκτασης μετά την τάξη.
Αυτόματος καθαριστής επενδύσεων γύψου
Πίνακας περιεχομένων
Τμήμα Ι Καθαρισμός χύτευσης κοσμημάτων με χρήση συνηθισμένων καλουπιών από γύψο
1. Γνώσεις υποβάθρου
1.1 Τάση χύτευσης
Η τάση χύτευσης είναι η ελαστική τάση που δημιουργείται μετά την πλήρη είσοδο της χύτευσης στην ελαστική κατάσταση λόγω περιορισμένης συρρίκνωσης ή ασύγχρονης συρρίκνωσης. Η τάση χύτευσης μπορεί να αποδυναμώσει τη δομική αντοχή του χυτού, οδηγώντας σε παραμόρφωση ή ακόμη και σε ρηγμάτωση. Η τάση χύτευσης περιλαμβάνει τρεις τύπους: αλλαγή φάσης, θερμική και μηχανική τάση.
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψύξης του χύτευσης, συμβαίνουν αλλαγές φάσεων στερεάς κατάστασης, με αποτέλεσμα αλλαγές στον όγκο. Λόγω της ανομοιόμορφης σύνθεσης και κατανομής της θερμοκρασίας του χύτευσης, διαφορετικά μέρη του χύτευσης υφίστανται αλλαγές φάσης σε διαφορετικούς χρόνους, οδηγώντας σε ανομοιόμορφες μεταβολές του όγκου. Αυτός ο αμοιβαίος περιορισμός μεταξύ των μερών δημιουργεί υπολειμματική τάση, γνωστή ως τάση αλλαγής φάσης. Για παράδειγμα, τα χυτά από ροζ χρυσό 18Κ είναι επιρρεπή σε μεταβάσεις διάταξης κατά την ψύξη, σχηματίζοντας διατεταγμένες φάσεις όπως Au3Cu, AuCu και AuCu3, οι οποίες έχουν ασυνεπείς όγκους με τη μήτρα, και ο χρόνος των αλλαγών φάσης στις διάφορες περιοχές ποικίλλει επίσης, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται τάσεις αλλαγής φάσης εντός του χυτού.
Η θερμική καταπόνηση εμφανίζεται κατά το τελικό στάδιο στερεοποίησης της χύτευσης (κοντά στη γραμμή στερεοποίησης, οπότε η στερεοποιημένη δομή έχει σχηματίσει ένα δενδριτικό πλαίσιο δικτύου) και κατά τη διάρκεια της επακόλουθης διαδικασίας ψύξης. Λόγω των θερμοκρασιακών διαφορών, οι τάσεις χύτευσης προκύπτουν σε διαφορετικές περιοχές της διατομής του χυτού, τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό, και σε περιοχές διαφορετικού πάχους. Οι ρυθμοί ψύξης διαφέρουν στα διάφορα μέρη του χύτευσης, οδηγώντας σε ασυνεχείς ρυθμούς συρρίκνωσης στερεάς κατάστασης. Ωστόσο, τα διάφορα μέρη του χυτού συνδέονται μεταξύ τους ως σύνολο, περιορίζοντας αμοιβαία το ένα το άλλο, δημιουργώντας έτσι θερμικές τάσεις. Το μέγεθος της θερμικής τάσης είναι ανάλογο της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ των τμημάτων παχιών και λεπτών τοιχωμάτων, όταν το τμήμα με τα παχιά τοιχώματα μεταβαίνει από την πλαστική κατάσταση στην ελαστική κατάσταση- όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά πάχους τοιχωμάτων στο χυτό, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμική τάση.
Η μηχανική καταπόνηση προκαλείται από την παρεμπόδιση της χύτευσης από το καλούπι χύτευσης ή άλλα εμπόδια κατά τη συρρίκνωση ψύξης. Αυτή η τάση μπορεί να είναι εφελκυστική ή διατμητική τάση. Η μηχανική τάση εξαφανίζεται μόλις το χυτό αποχυμωθεί και απομακρυνθούν τα εμπόδια στη συρρίκνωσή του.
1.2 Χρόνος απομάκρυνσης
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψύξης μετά τη στερεοποίηση του χυτού, οι ρυθμοί ψύξης στις διάφορες θέσεις ποικίλλουν. Ο ρυθμός ψύξης στις περιοχές με λεπτά τοιχώματα είναι γρήγορος και αργός στις περιοχές με παχιά τοιχώματα. Η διαφορά στο πάχος των τοιχωμάτων είναι ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την τάση του χυτού. Δεδομένου ότι τα γύψινα καλούπια είναι κακοί θερμικοί αγωγοί, ο ρυθμός ψύξης του χυτού μέσα στο γύψινο καλούπι είναι πολύ αργός, γεγονός που συμβάλλει στη μείωση της διαφοράς στους ρυθμούς ψύξης μεταξύ των διαφόρων τμημάτων. Όταν το χυτό αποχύτευση γίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες, ο ρυθμός ψύξης του αυξάνεται σημαντικά. Εάν ο χρόνος αποχύτευσης είναι πολύ σύντομος, το χυτό υψηλής θερμοκρασίας εκτίθεται απευθείας στον αέρα ή έρχεται σε επαφή με νερό, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε παραμόρφωση, ρωγμές και υψηλές εσωτερικές τάσεις στο χυτό. Επομένως, η κατάλληλη παράταση του χρόνου αποδιαμόρφωσης ώστε να επιτραπεί η αποδιαμόρφωση του χύτευσης σε χαμηλότερη θερμοκρασία είναι επωφελής για τη μείωση της θερμικής καταπόνησης στο χύτευση. Ωστόσο, εάν ο χρόνος αποδιαμόρφωσης είναι πολύ μεγάλος, θα αυξηθεί η δυσκολία της αποδιαμόρφωσης, θα επηρεαστεί η αποδοτικότητα της παραγωγής και θα αυξηθεί το κόστος παραγωγής.
Ο χρόνος αποδιαμόρφωσης του χύτευσης έχει σημαντικό αντίκτυπο στην αποδοτικότητα της παραγωγής και στην ποιότητα του προϊόντος. Είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη παράγοντες όπως οι ιδιότητες του υλικού του χύτευσης, ο χρόνος στερεοποίησης και οι αλλαγές στη μικροδομή κατά τη διαδικασία στερεοποίησης και ψύξης, καθώς και η δομή του χύτευσης, ώστε να καθοριστεί ένας λογικός χρόνος αποχύλισης. Για κοσμήματα από πολύτιμα μέταλλα υψηλής καθαρότητας, όπως ο καθαρός χρυσός και ο καθαρός άργυρος, λόγω του ότι τα υλικά έχουν πολύ καλή πλαστικότητα και υφίστανται δομικές αλλαγές κατά την ψύξη, δεν υπάρχει σχεδόν κανένας κίνδυνος ρηγμάτωσης κατά την αποδιαμόρφωση σε υψηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, για υλικά όπως ο χρυσός 18Κ, ο χρυσός 14Κ και ο άργυρος 925, η πλαστικότητα τους σε υψηλές θερμοκρασίες είναι σημαντικά κατώτερη από εκείνη του καθαρού χρυσού και του καθαρού αργύρου και ενδέχεται να προκύψουν αλλαγές φάσης στερεάς κατάστασης κατά την ψύξη. Εάν η απομόχλευση και ο καθαρισμός γίνουν πολύ νωρίς, η πιθανότητα παραμόρφωσης και ρωγμών στο χυτό θα αυξηθεί σημαντικά.
1.3 Μέθοδοι καθαρισμού απομάκρυνσης
Στην παραγωγή χύτευσης κοσμημάτων, οι μέθοδοι απομάκρυνσης των χυτών προϊόντων περιλαμβάνουν κυρίως τον μηχανικό καθαρισμό, τον καθαρισμό με έκρηξη νερού και τον υδραυλικό καθαρισμό.
(1) Μηχανικός καθαρισμός
Για χυτό υλικό, όπως κοσμήματα με κερί και κοσμήματα από γυαλί, που είναι πολύ ευαίσθητα στα θερμικά σοκ, ο μηχανικός καθαρισμός πραγματοποιείται γενικά σε χαμηλές θερμοκρασίες για να αποφευχθεί η αποδιαμόρφωση σε υψηλές θερμοκρασίες που μπορεί να προκαλέσει ρωγμές στα χυτό υλικό. Η παραδοσιακή μέθοδος μηχανικού καθαρισμού περιλαμβάνει χειροκίνητη λειτουργία, χρησιμοποιώντας εργαλεία όπως σφυριά και σιδερένιες ράβδους για τον καθαρισμό των καλουπιών, τα οποία έχουν υψηλή ένταση εργασίας, χαμηλή απόδοση εργασίας και κακές συνθήκες εργασίας και χρησιμοποιούνται σπάνια στην παραγωγή.
Για τέτοια προϊόντα χρησιμοποιείται κυρίως η μέθοδος μηχανικής εξώθησης με αποδιαμόρφωση, με τον εξοπλισμό που φαίνεται στο σχήμα 8-1. Χρησιμοποιεί έναν υδραυλικό μηχανισμό και η κεφαλή της ράβδου πίεσης μπορεί να πιέσει προς τα κάτω κατά μήκος του εσωτερικού τοιχώματος της χαλύβδινης φιάλης, εξάγοντας το μεταλλικό δέντρο μαζί με το εγκιβωτισμένο καλούπι γύψου, καθιστώντας την απομάκρυνση απλή και γρήγορη, ιδιαίτερα κατάλληλη για την επεξεργασία απομάκρυνσης των προϊόντων χύτευσης με κερί σε χαμηλές θερμοκρασίες. Δεδομένου ότι παράγεται σκόνη κατά τη διαδικασία καθαρισμού κατά την εκχύλιση με εξώθηση, απαιτούνται γενικά εξειδικευμένες εγκαταστάσεις εξαερισμού στο χώρο εργασίας για τη βελτίωση των συνθηκών εργασίας.
(2) Καθαρισμός έκρηξης νερού
Ο καθαρισμός με έκρηξη νερού περιλαμβάνει την τοποθέτηση των χυτών, τα οποία έχουν χυθεί και ψυχθεί σε μια ορισμένη θερμοκρασία, μαζί με τα καλούπια σε μια λίμνη νερού, επιτρέποντας στο νερό να εισέλθει γρήγορα στα καλούπια, προκαλώντας ταχεία εξάτμιση και αύξηση της πίεσης, με αποτέλεσμα την έκρηξη που εκτοξεύει τα καλούπια από τα χυτά. Αποτελείται από τρία στάδια: είσοδος νερού, εξάτμιση και έκρηξη πίεσης.
① Είσοδος νερού. Το νερό εισέρχεται στο υλικό του καλουπιού υπό το δυναμικό κεφάλι πίεσης και το στατικό κεφάλι πίεσης και η "τριχοειδής" δράση των κενών μεταξύ των υλικών του καλουπιού διεισδύει επίσης στα εσωτερικά στρώματα μέσω των κενών μεταξύ των σωματιδίων σκόνης χύτευσης και εξατμίζεται λόγω της θερμότητας. Επομένως, η λήψη όλων των μέτρων για την ταχεία προώθηση μεγάλης ποσότητας εισόδου νερού είναι η πρώτη βασική προϋπόθεση για τον σχηματισμό έκρηξης νερού.
② Εξάτμιση. Αφού το νερό εισέλθει στο καυτό καλούπι, εξατμίζεται λόγω της θερμότητας και ο ατμός διαστέλλεται συνεχώς. Όταν η πίεση του ατμού είναι μικρότερη από την πίεση διείσδυσης του νερού, το νερό εξακολουθεί να διεισδύει βαθιά στο καλούπι και η ποσότητα του ατμού συνεχίζει να αυξάνεται, αυξάνοντας την πίεση του ατμού. Όταν η πίεση του ατμού ισούται ή υπερβαίνει την πίεση διείσδυσης του νερού, θα υπάρξει ένα φαινόμενο όπου η πίεση του ατμού εμποδίζει το νερό να συνεχίσει να διεισδύει ή μειώνει τον ρυθμό εισροής του νερού, επηρεάζοντας την αποτελεσματικότητα του καθαρισμού με έκρηξη νερού. Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας έκρηξης νερού, η ταλάντωση του καλουπιού στο νερό μπορεί να προκαλέσει ρωγμές στο καλούπι, να αυξήσει το δυναμικό ύψος πίεσης του νερού και να επιταχύνει την ταχύτητα εισροής και εξάτμισης. Επομένως, η επαρκής εισροή νερού και η επιταχυνόμενη εξάτμιση είναι οι δεύτερες βασικές προϋποθέσεις για τον σχηματισμό έκρηξης νερού.
③ Έκρηξη υπό πίεση. Η έκρηξη υπό πίεση είναι το τελικό στάδιο της διαδικασίας καθαρισμού με έκρηξη νερού. Η πίεσή της προέρχεται κυρίως από δύο πλευρές: αφενός, η συνεχής εξάτμιση του νερού αυξάνει την πίεση- αφετέρου, ο ήδη εξατμισμένος ατμός διαστέλλεται και αυξάνει την πίεση υπό συνθήκες συνεχούς θέρμανσης. Επιπλέον, ο ατμός πρέπει να περιβάλλεται σε μια ορισμένη σφραγισμένη περιοχή- διαφορετικά, εάν ο ατμός διαρρεύσει και η πίεση δεν πληροί τις απαιτήσεις, θα αποδυναμωθεί το αποτέλεσμα της έκρηξης νερού. Επομένως, η δημιουργία ορισμένων κλειστών συνθηκών και η προώθηση της ταχείας αύξησης της πίεσης του ατμού είναι οι τρίτες βασικές προϋποθέσεις για τον σχηματισμό έκρηξης νερού.
Δεδομένου ότι τα καλούπια χύτευσης κοσμημάτων είναι γενικά μικρά, οι συσκευές καθαρισμού με έκρηξη νερού είναι συνήθως μικρές. Ορισμένες επιχειρήσεις χρησιμοποιούν ακόμη και βαρέλια νερού για να ολοκληρώσουν τον καθαρισμό με έκρηξη νερού με μεγάλη ροή νερού. Κατά την παραγωγή μεγαλύτερων παρτίδων ή τη χύτευση μεγαλύτερων διακοσμητικών ειδών χειροτεχνίας και άλλων χυτών αντικειμένων, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν δεξαμενές καθαρισμού με έκρηξη νερού, συνήθως κατασκευασμένες εξ ολοκλήρου από ανοξείδωτο χάλυβα ή πλαίσια από ανοξείδωτο χάλυβα επενδεδυμένα με PVC. Αυτές οι δεξαμενές καθαρισμού με νερό-έκρηξη έχουν καλές ιδιότητες αντοχής στην πίεση και στη διάβρωση, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-2.
(3) Υδραυλικός καθαρισμός
Ο υδραυλικός καθαρισμός είναι η διαδικασία χρήσης της δύναμης κρούσης του νερού για τον καθαρισμό των υλικών καλουπιού που είναι τυλιγμένα στην επιφάνεια ή στο εσωτερικό των χυτών. Σε σύγκριση με τον ξηρό μηχανικό καθαρισμό, η μέθοδος αυτή αποφεύγει τη δημιουργία μεγάλων ποσοτήτων σκόνης κατά τη διαδικασία καθαρισμού και χρησιμοποιείται ευρέως. Ο υδραυλικός εξοπλισμός που σχετίζεται με τον καθαρισμό μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες με βάση τον βαθμό αυτοματοποίησης: καθαριστές καλουπιών γύψου χύτευσης υψηλής πίεσης και αυτόματοι καθαριστές επενδύσεων γύψου.
Ο καθαριστής καλουπιών από γύψο χύτευσης υψηλής πίεσης είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη συσκευή καθαρισμού για καλούπια κοσμημάτων, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-3. Η αρχή του είναι η μετατροπή του νερού της βρύσης σε νερό υψηλής πίεσης μέσω μιας αντλίας υψηλής πίεσης και η διοχέτευσή του μέσω σωλήνων στο ακροφύσιο του πιστολιού νερού υψηλής πίεσης. Το νερό υψηλής πίεσης, χαμηλής ταχύτητας μετατρέπεται στη συνέχεια σε πίδακες νερού χαμηλής πίεσης, υψηλής ταχύτητας, οι οποίοι δρουν συνεχώς στην επιφάνεια του μεταλλικού δέντρου με κινητική ενέργεια υψηλής κρούσης, προκαλώντας την πτώση της σκόνης χύτευσης και επιτυγχάνοντας τον σκοπό του καθαρισμού. Γάντια τοποθετούνται και στις δύο πλευρές στο μπροστινό μέρος του καθαριστή για να αποτρέπουν το νερό να εκτοξεύεται- ένα γυάλινο κάλυμμα τοποθετείται στην κορυφή για την εύκολη παρατήρηση των εσωτερικών συνθηκών του θαλάμου πλύσης.
1.4 Επεξεργασία υγρών αποβλήτων γύψου
Είτε χρησιμοποιείτε μεθόδους καθαρισμού με έκρηξη νερού είτε υδραυλικές μεθόδους καθαρισμού, θα παραχθεί ένα γαλακτώδες λευκό υγρό αποβλήτων που θα περιέχει μεγάλη ποσότητα απορριπτόμενου υλικού χύτευσης γύψου. Εάν αυτό το υγρό απόβλητο απορριφθεί άμεσα, θα βλάψει το περιβάλλον. Επομένως, πρέπει να ληφθούν μέτρα για την επεξεργασία των υγρών αποβλήτων.
Επί του παρόντος, η κύρια μέθοδος επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων γύψου είναι η καθίζηση, η οποία βασίζεται στην αρχή ότι τα αιωρούμενα στερεά σωματίδια στη ροή του νερού πρέπει να καθιζάνουν σε χρόνο μικρότερο από το χρόνο που χρειάζεται το νερό για να εξέλθει από τη δεξαμενή καθίζησης, διαχωρίζοντας έτσι τα αιωρούμενα στερεά από τη ροή του νερού και επιτυγχάνοντας τον καθαρισμό του νερού. Για το σκοπό αυτό, στις θέσεις καθαρισμού με έκρηξη νερού και υδραυλικό καθαρισμό εγκαθίστανται δεξαμενές συλλογής υγρών αποβλήτων, οι οποίες περιλαμβάνουν εξαρτήματα όπως είσοδο, δεξαμενή καθίζησης και έξοδο, όπως φαίνεται στο Σχήμα 8-5. Πολλαπλά διαφράγματα τοποθετούνται κατά μήκος της κατεύθυνσης ροής του υγρού αποβλήτων στη δεξαμενή καθίζησης για την επιβράδυνση του ρυθμού ροής του υγρού αποβλήτων, επιτρέποντας επαρκή χρόνο για την καθίζηση των στερεών στο υγρό αποβλήτων. Για τον περαιτέρω καθαρισμό του υγρού ουράς, ορισμένες εταιρείες κοσμημάτων έχουν επίσης δημιουργήσει ειδικά μεγάλες δεξαμενές καθίζησης σε εξωτερικούς χώρους για τον περαιτέρω καθαρισμό του υγρού αποβλήτων που έχει υποστεί πρωτογενή καθίζηση, όπως φαίνεται στο σχήμα 8-6.
1.5 Εμβάπτιση χυτών προϊόντων σε οξύ
Μετά το ξέπλυμα, το μεταλλικό δέντρο κοσμήματος διατηρεί αναπόφευκτα υλικά χύτευσης σε ορισμένα κενά, εσοχές και τυφλές οπές. Επιπλέον, η μεταλλική επιφάνεια συχνά διατηρεί ένα καφέ φιλμ ή μαύρο οξείδιο του μετάλλου. Πριν προχωρήσετε στην επόμενη εργασία στο μεταλλικό δέντρο, είναι απαραίτητος ο καθαρισμός της μεταλλικής επιφάνειας με τη χρήση χημικής μεθόδου εμβάπτισης.
Τα υλικά χύτευσης γύψου αποτελούνται κυρίως από πυρίμαχα αδρανή και συνδετικά υλικά γύψου. Τα πυρίμαχα αδρανή υλικά κατασκευάζονται γενικά από πυριτικά υλικά. Μετά από ψησίματα σε υψηλή θερμοκρασία και ψύξη της χύτευσης, το διοξείδιο του πυριτίου υφίσταται πολλαπλούς κρυσταλλικούς μετασχηματισμούς και το μέρος του γύψου μετατρέπεται σε άνυδρο θειικό ασβέστιο μειώνοντας την αντοχή του δεσμού. Η εμβάπτιση σε χημικό διάλυμα έχει ως στόχο να αντιδράσει με τα περισσότερα συστατικά στο υπολειπόμενο καλούπι και να σχηματίσει διαλυτές ουσίες, επιτρέποντας τον περαιτέρω καθαρισμό της επιφάνειας χύτευσης. Διάφορα ανόργανα οξέα μπορούν να διαλύσουν το φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια του μετάλλου. Παρόλα αυτά, μόνο το υδροφθορικό οξύ επηρεάζει σημαντικά το διοξείδιο του πυριτίου, με τον τύπο της αντίδρασης να έχει ως εξής: SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O. Το προϊόν τετραφθοροσιλάνιο (SiF4) είναι ένα άχρωμο, τοξικό αέριο με έντονη οσμή σε θερμοκρασία δωματίου.
Ως εκ τούτου, το υδροφθορικό οξύ χρησιμοποιείται ευρέως για την εμβάπτιση των μεταλλικών δέντρων κοσμημάτων στην πραγματική παραγωγή. Η συγκέντρωση του διαλύματος υδροφθορικού οξέος και ο χρόνος εμβάπτισης θα πρέπει να επιλέγονται με βάση την αντίσταση στη διάβρωση του μεταλλικού υλικού. Ο χρόνος εμβάπτισης για χυτό χρυσάφι Κ, καθαρό χρυσό και ασημένιο κόσμημα είναι 20 λεπτά, με συγκέντρωση υδροφθορικού οξέος 20%~30%. Ο χρόνος εμβάπτισης για χυτό κόσμημα μοβ χαλκού και ορείχαλκου είναι 20 λεπτά, με συγκέντρωση υδροφθορικού οξέος 5%~10%. Ο χρόνος εμβάπτισης για χυτό κόσμημα πλατίνας είναι 60 λεπτά και η συγκέντρωση του υδροφθορικού οξέος είναι 50%~60%. Λόγω της ισχυρής διαβρωτικότητας του υδροφθορικού οξέος, πρέπει να αποθηκεύεται σε ειδικά πλαστικά δοχεία και όχι σε γυάλινα δοχεία- πρέπει να λαμβάνονται προφυλάξεις ασφαλείας κατά τη λειτουργία, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης πλαστικών γαντιών και γυαλιών.
1.6 Στίλβωση υπολειμματικών εκμαγείων
1.7 Μαγνητικός καθαρισμός στίλβωσης
Η επιφάνεια των χυτών μετά την εμβάπτιση σε οξύ μπορεί να εξακολουθεί να έχει προβλήματα όπως βρωμιά, μεμβράνη οξειδίου, γρέζια και υπολείμματα σκόνης χύτευσης, αυξάνοντας τον φόρτο εργασίας του φινιρίσματος. Ως εκ τούτου, οι περισσότεροι κατασκευαστές εκτελούν μαγνητικό καθαρισμό στίλβωσης στα χυτά.
Η αρχή του καθαρισμού με μαγνητική στίλβωση παρουσιάζεται στο Σχήμα 8-8. Χρησιμοποιεί μια μαγνητική κίνηση υψηλής συχνότητας για τη δημιουργία ισχυρών και σταθερών μαγνητικών επιδράσεων, προκαλώντας τα κοπτικά λείανσης από ανοξείδωτο χάλυβα να εκτελούν ενέργειες άλματος, ροής και στροφής υψηλής ταχύτητας, δημιουργώντας ολοκληρωμένη και πολυγωνική τριβή στα διάκενα, τις εσοχές, τις νεκρές γωνίες και τις επιφάνειες των χυτών, επιτυγχάνοντας ταχεία απομάκρυνση ρύπων, γρεζιών και οξειδίων, ενώ δεν καταστρέφει την επιφάνεια του τεμαχίου ούτε επηρεάζει την ακρίβεια του τεμαχίου και μπορεί επίσης να αυξήσει τη σκληρότητα της επιφάνειάς του.
2. Υλοποίηση εργασιών
Αυτή η εργασία είναι η μέθοδος καθαρισμού για χυτό κόσμημα από πλατίνα 18Κ που έχει κατασκευαστεί από καλούπια γύψου.
(1) Προσδιορισμός του χρόνου καθαρισμού έκρηξης νερού
Η εμπορική πλατίνα 18Κ χρησιμοποιεί ως επί το πλείστον νικέλιο ως στοιχείο λεύκανσης και είναι ένα κράμα υλικού που αποτελείται κυρίως από χρυσό, νικέλιο, χαλκό κ.λπ. Αυτός ο τύπος υλικού είναι ένα συνεχές στερεό διάλυμα με καλή πλαστικότητα σε υψηλές θερμοκρασίες. Παρόλα αυτά, υφίσταται διαχωρισμό φάσεων σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, αυξάνοντας την αντοχή και τη σκληρότητα, ενώ μειώνει την ανθεκτικότητα και την πλαστικότητα. Κατά τον προσδιορισμό του χρόνου καθαρισμού με έκρηξη νερού, είναι απαραίτητο να εξετάζονται συνολικά παράγοντες όπως το μέγεθος της χαλύβδινης φιάλης και η δομή του προϊόντος, επιδιώκοντας να επιτευχθεί η βέλτιστη ισορροπία μεταξύ της μείωσης της τάσης χύτευσης και της αποτελεσματικότητας του καθαρισμού με έκρηξη νερού. Εάν ο καθαρισμός με έκρηξη νερού γίνει πολύ νωρίς, η υπερβολική πίεση του χυτού μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση ή ρωγμές- εάν γίνει πολύ αργά, το αποτέλεσμα του καθαρισμού θα είναι ανεπαρκές. Για χαλύβδινες φιάλες με εξωτερική διάμετρο μικρότερη από 4 ίντσες, ο χρόνος παραμονής του καλουπιού στον αέρα μετά την έκχυση είναι γενικά περίπου 10~15 λεπτά- για χαλύβδινες φιάλες με εξωτερική διάμετρο 4~6 ίντσες, ο χρόνος παραμονής είναι γενικά περίπου 15~20 λεπτά- για μεγαλύτερες χαλύβδινες φιάλες, ο χρόνος παραμονής πρέπει να παρατείνεται κατάλληλα και να προσαρμόζεται ανάλογα με τη δομή του προϊόντος.
(2) Καθαρισμός έκρηξης νερού
Χρησιμοποιήστε πένσες για να στερεώσετε το καλούπι και βυθίστε το στη δεξαμενή καθαρισμού εκρηκτικών υδάτων, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-9. Όταν το καλούπι υψηλής θερμοκρασίας έρθει σε επαφή με το κρύο νερό, εμφανίζεται αμέσως ένα φαινόμενο έκρηξης νερού και ακούγεται ένας χαμηλός ήχος έκρηξης που γουργουρίζει. Μετακινήστε απαλά το κρατούμενο καλούπι για να εξασφαλίσετε επαρκή επαφή με το νερό ώστε να επιτευχθεί καλό αποτέλεσμα έκρηξης νερού. Κατά τη διάρκεια της παραγωγής, είναι απαραίτητο να καθαρίζετε αμέσως τα ιζηματοποιημένα απόβλητα υλικού καλουπιού στον πυθμένα της δεξαμενής έκρηξης νερού, ώστε να διατηρείται επαρκές βάθος νερού στη δεξαμενή καθαρισμού.
(3) Πλύσιμο με υψηλή πίεση
Αφαιρέστε το μεταλλικό δέντρο από τη χαλύβδινη φιάλη, τοποθετήστε το στον καθαριστή καλουπιών γύψου χύτευσης υψηλής πίεσης και κλείστε το παράθυρο παρατήρησης. Εισάγετε τα χέρια σας μέσα στο θάλαμο πλύσης μέσω των λαστιχένιων γαντιών, σταθεροποιήστε το μεταλλικό δέντρο και στοχεύστε το στο ακροφύσιο. Πατήστε τον ποδοδιακόπτη για να ενεργοποιήσετε τον καθαριστή και να πλύνετε το μεταλλικό δέντρο με πίδακα νερού υψηλής πίεσης. Μετακινήστε και αναποδογυρίστε το μεταλλικό δέντρο και με τα δύο χέρια για να πλύνετε σχολαστικά όλα τα μέρη, όπως φαίνεται στην εικόνα 8-10.
(4) Βύθιση σε οξύ
Χρησιμοποιήστε υδροφθορικό οξύ με συγκέντρωση 25%, φορέστε προστατευτικό εξοπλισμό, ασφαλίστε το μεταλλικό δέντρο με πένσα και τοποθετήστε το προσεκτικά στο διάλυμα του οξέος, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-11. Καλύψτε το και αφήστε το να παραμείνει σε κατάσταση αναμονής. Μετά την εμβάπτιση για 20 λεπτά, αφαιρέστε το μεταλλικό δέντρο, ξεπλύνετέ το σε ειδικό κάδο ανάκτησης και πλύνετέ το σχολαστικά κάτω από τρεχούμενο νερό. Ελέγξτε για τυχόν υπολείμματα σκόνης χύτευσης στο μεταλλικό δέντρο- αν υπάρχουν, πρέπει να το εμποτίσετε ξανά. Μετά από μια περίοδο χρήσης, η αποτελεσματικότητα του διαλύματος υδροφθορικού οξέος μειώνεται, απαιτώντας παράταση του χρόνου εμβάπτισης ή προσθήκη νέου οξέος.
(5) Καθαρισμός και στέγνωμα
Καθαρίστε καλά το μεταλλικό δέντρο, στεγνώστε το με σεσουάρ ή φούρνο θερμού αέρα, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-12, ζυγίστε το και υπολογίστε τις απώλειες τήξης και χύτευσης για αυτή την παρτίδα.
Εικόνα 8-11 Μεταλλικό δέντρο που έχει εμποτιστεί σε οξύ
Εικόνα 8-12 Στέγνωμα
(6) Κοπή κενών
Τα καθαρισμένα χυτά κοσμήματα εξακολουθούν να έχουν σχήμα δέντρου και πρέπει να αποκοπούν από το εκμαγείο, να ταξινομηθούν ανά κατηγορία και τύπο, για να προετοιμαστούν για την επόμενη διαδικασία παραγωγής.
Δεδομένου ότι τα ελατήρια των χυτών είναι όλα συνδεδεμένα με τον πυρήνα του δέντρου και βρίσκονται σχετικά κοντά το ένα στο άλλο, και τα ελατήρια βρίσκονται υπό ορισμένη γωνία προς τον πυρήνα του δέντρου, δεν είναι εύκολο να κοπούν τα ελατήρια προς τα κάτω. Ως εκ τούτου, τα χυτά θα πρέπει να αποκόπτονται από τον πυρήνα του δέντρου με τη σειρά από το γειτονικό κύπελλο χύτευσης προς την κορυφή του δέντρου. Για να αποφευχθεί η καταστροφή των χύτευσης, χρησιμοποιείται γενικά μια μέθοδος κοπής δύο βημάτων: κόβετε το καλούπι σε ορισμένη απόσταση από το χυτό και στη συνέχεια κόβετε το πλεονάζον καλούπι. Για να βελτιωθεί η αποδοτικότητα της παραγωγής και να μειωθεί η ένταση της εργασίας, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια πνευματική μηχανή πρεσαρίσματος για την κοπή με τη μία, όπως φαίνεται στο σχήμα 8-13. Για τη λειτουργία κατά την κοπή κάθε χύτευσης ξεχωριστά χρησιμοποιούνται κοπτικά χειρός, όπως φαίνεται στο Σχήμα 8-14, γεγονός που διευκολύνει τον έλεγχο της κατεύθυνσης κοπής και του υπολειπόμενου εκμαγείου. Γενικά είναι καλύτερο σε απόσταση 1,5 mm από το ακατέργαστο τεμάχιο. Όταν το υπολειπόμενο εκμαγείο είναι πολύ κοντό, μπορεί εύκολα να παραμορφωθεί ή να καταστραφεί το κενό- όταν είναι πολύ μακρύ, αυξάνει τον φόρτο εργασίας για τη μετέπειτα επεξεργασία.
Εικόνα 8-13 Κοπή του απολήμματος με πνευματική μηχανή πρεσαρίσματος
Εικόνα 8-14 Χρησιμοποιεί κόφτες για να κόψει το υπολειπόμενο καλούπι
(7) Στίλβωση του υπολειπόμενου εκμαγείου
Για να βελτιωθεί η αποδοτικότητα της εργασίας, δίνεται προτεραιότητα στη χρήση μηχανών στίλβωσης των εκτοξευτήρων για τη μετατροπή της υπολειπόμενης γραμμής νερού κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Μετά την εκκίνηση, ρυθμίστε το εκτοξευτήρα ψύξης, με βέλτιστη γενική ταχύτητα σταγονιδίων 2~3 σταγόνες ανά δευτερόλεπτο. Παρατηρήστε τη θέση της γραμμής νερού του τεμαχίου για να προσδιορίσετε τη γωνία λείανσης του τεμαχίου. Μετά την εκκίνηση, χρησιμοποιήστε μια ασυνεχή μέθοδο κοντά στον χαλύβδινο τροχό, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-15, παρατηρώντας και προσπαθώντας να διατηρήσετε το εκμαγείο λείο, προσέχοντας να μην καταστρέψετε το τεμάχιο, δίνοντας ιδιαίτερη προσοχή στις θέσεις των ακίδων, των νυχιών και των αυλακώσεων. Κατά την περιστροφή του τεμαχίου, ταξινομήστε τη μεταλλική σκόνη σε δοχεία ανάλογα με το υλικό. Μετά τη στίλβωση κάθε τεμαχίου εργασίας, καθαρίστε αμέσως τη μεταλλική σκόνη και πλύνετε τα χέρια σας στον καθορισμένο κάδο ανακύκλωσης για να ελαχιστοποιήσετε την απώλεια πολύτιμων μετάλλων.
(8) Μαγνητικός καθαρισμός στίλβωσης
Πρώτον, παρασκευάστε το υγρό στίλβωσης αναμειγνύοντας τη σκόνη στίλβωσης με νερό σε αναλογία μάζας 3,5%. Στη συνέχεια, τοποθετήστε τα χαλύβδινα κοπτικά (διάμετρος 0,5 mm και 0,3 mm, σε αναλογία 4:1 ) στο δοχείο, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-16. Η μάζα του τεμαχίου καθορίζεται από το μοντέλο του τροχιστή, το οποίο γενικά δεν υπερβαίνει τα 500 g. Η ταχύτητα περιστροφής θα πρέπει να επιλέγεται με βάση το υλικό του κοσμήματος- για την πλατίνα K μπορεί γενικά να επιλέξει 1800~2000 r/min. Ρυθμίστε το χρόνο περιστροφής δεξιόστροφα και αριστερόστροφα, συνήθως αλλάζοντας κατεύθυνση κάθε 5 λεπτά, με συνολικό χρόνο 15~30 λεπτά. Σημείωση: Εάν το τεμάχιο στο δοχείο είναι πολύ μεγάλο, τοποθετούνται πάρα πολλά ή η ρυθμισμένη κατεύθυνση αλλάζει πολύ συχνά, μπορεί να προκαλέσει επείγουσα διακοπή της λειτουργίας του μηχανήματος. Μετά την ολοκλήρωση της καθημερινής εργασίας, ο εξοπλισμός θα πρέπει να καθαρίζεται για να διατηρείται στεγνός και τακτοποιημένος. Όταν το χρώμα των χαλύβδινων κοπτήρων σκουραίνει, θα πρέπει να καθαρίζονται με ουδέτερο απορρυπαντικό. Δεν πρέπει να αναμειγνύονται νέα και παλιά χαλύβδινα κοπτικά και το υγρό στίλβωσης πρέπει να αντικαθίσταται όταν γίνεται καφέ.
Copywrite @ Sobling.Jewelry - Κατασκευαστής προσαρμοσμένων κοσμημάτων, εργοστάσιο κοσμημάτων OEM και ODM
Ενότητα II Καθαρισμός χύτευσης κοσμημάτων με χρήση καλουπιών γύψου με κερί
1. Γνώσεις υποβάθρου
(1) Η χαλάρωση και το σπάσιμο των πολύτιμων λίθων με κερί
Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές τεχνικές χύτευσης χρυσού, η διαδικασία χύτευσης με κερί μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αποδοτικότητα της παραγωγής και να μειώσει το κόστος παραγωγής, καθιστώντας την έτσι ευρέως διαδεδομένη στην κατασκευή κοσμημάτων. Ένας σημαντικός δείκτης της ποιότητας της χύτευσης με κερί είναι η σταθερότητα των πολύτιμων λίθων- μετά τη χύτευση με κερί, οι πολύτιμοι λίθοι δεν πρέπει να παρουσιάζουν χαλάρωση, αποχρωματισμό ή σπάσιμο. Ωστόσο, η χύτευση με κερί είναι μια πολύπλοκη διαδικασία, καθώς οι πολύτιμοι λίθοι πρέπει να υποστούν μια σειρά από αλλαγές θερμοκρασίας, θερμικές καταπονήσεις που προκαλούνται από θερμικά σοκ και συρρίκνωση της χύτευσης. Η μηχανική καταπόνηση που δημιουργείται κατά τη διαδικασία συρρίκνωσης εγκυμονεί κινδύνους όπως χαλάρωση, ρωγμές και αποχρωματισμό, ειδικά όταν τοποθετούνται πολλοί πολύτιμοι λίθοι, οι οποίοι μπορούν εύκολα να οδηγήσουν σε προβλήματα θραύσης, προκαλώντας σημαντικές οικονομικές απώλειες για τις επιχειρήσεις. Επιπλέον, όταν ένας πολύτιμος λίθος σπάσει, είναι δύσκολο να τον χειριστεί κανείς- ο σπασμένος πολύτιμος λίθος πρέπει να αφαιρεθεί και στη συνέχεια να επιδιορθωθεί στη θέση του χρησιμοποιώντας μεθόδους τοποθέτησης χρυσού, γεγονός που επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό το κόστος παραγωγής και την αποδοτικότητα.
Οι πολύτιμοι λίθοι έχουν φτωχή αντίσταση στο θερμικό σοκ. Ας υποθέσουμε ότι η χύτευση με κερί απομορφώνεται σε υψηλές θερμοκρασίες. Σε αυτή την περίπτωση, οι πολύτιμοι λίθοι μπορεί να δημιουργήσουν σημαντική θερμική καταπόνηση κατά την ταχεία ψύξη, οδηγώντας σε υψηλό κίνδυνο θραύσης, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται πολύτιμοι λίθοι με εσωτερικές ρωγμές για χύτευση με κερί, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-17. Ως εκ τούτου, τα χυτά κοσμήματα που κατασκευάζονται με κέρινη τοποθέτηση είναι ακατάλληλα για καθαρισμό με έκρηξη νερού- το καλούπι πρέπει να ψύχεται αργά σε χαμηλή θερμοκρασία πριν από την απομάκρυνση από το καλούπι. Μια καταλληλότερη μέθοδος καθαρισμού από το καλούπι είναι η μηχανική εκχύλιση από το καλούπι.
Για να επιτευχθεί μια καλή εμφάνιση των πολύτιμων λίθων, δεν συνιστάται γενικά η χρήση μεγάλων δαγκάνων (νυχιές) ή πλατιών, παχιών άκρων για την ασφάλισή τους κατά τη διάρκεια της τοποθέτησης. Αντ' αυτού, πρέπει να χρησιμοποιούνται λεπτότερα κέρινα πινέζια (νύχια) ή λεπτότοιχες, στενές ακμές από κερί για το δέσιμο, το οποίο αντικαθίσταται από μέταλλο μετά τη χύτευση για τη στερέωση των πολύτιμων λίθων στη θέση τους. Αυτή η δομή παρέχει σχετικά αδύναμη στήριξη για τους πολύτιμους λίθους- όταν υποβάλλονται σε εξωτερικές δυνάμεις, εάν η δύναμη υπερβαίνει την αντοχή του μετάλλου, μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση στο σημείο τοποθέτησης του μετάλλου, οδηγώντας σε μετατόπιση ή χαλάρωση των πολύτιμων λίθων, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-18.
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καθαρισμού των χυτών, όταν χρησιμοποιείται μηχανική εκχύλιση με εξώθηση, εάν η δύναμη εξώθησης δρα απευθείας στο μεταλλικό δέντρο, ορισμένα μέρη της χύτευσης στο μεταλλικό δέντρο μπορεί να παραμορφωθούν υπό την παρεμπόδιση του καλουπιού, προκαλώντας τη χαλάρωση των πολύτιμων λίθων. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα όταν η ράβδος εξώθησης είναι ένας συμπαγής κύλινδρος, καθώς μεταδίδει εύκολα τη δύναμη εξώθησης στο χύτευμα, προκαλώντας παραμόρφωση και θραύση, με αποτέλεσμα την πτώση πολύτιμων λίθων. Ως εκ τούτου, η ράβδος εξώθησης πρέπει να σχεδιάζεται ως πλάκα διασποράς, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-19, έτσι ώστε το μεγαλύτερο μέρος της δύναμης εξώθησης να δρα μόνο στην περιοχή επαφής, προκαλώντας την κατάρρευση του καλουπιού σε εκείνη την περιοχή, χωρίς να επηρεάζει το χυτό που βρίσκεται πιο μακριά. Εάν η κεφαλή εξώθησης οριστεί ως κυλινδρικό σχήμα με λεπτό τοίχωμα, με εξωτερική διάμετρο ελαφρώς μικρότερη από την εσωτερική διάμετρο της χαλύβδινης φιάλης, τότε κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εξώθησης, μόνο το τοίχωμα του κυλίνδρου σφηνώνεται στο καλούπι, προκαλώντας την κατάρρευση του λεπτού στρώματος του καλουπιού που βρίσκεται δίπλα στο τοίχωμα του κυλίνδρου, ενώ δεν έχει σχεδόν καμία επίδραση στο γύρω καλούπι, μειώνοντας σημαντικά τις επιπτώσεις της εξώθησης στο χυτό.
Εικόνα 8-18 Πολύτιμοι λίθοι που πέφτουν από κοσμήματα χύτευσης με κερί
Εικόνα 8-19 Δομή της κεφαλής που χρησιμοποιείται στη μηχανική αποδιαμόρφωση με εξώθηση
(2) Επεξεργασία με βύθιση σε οξύ των χυτών με κερί
Μετά το πλύσιμο, το δέντρο χύτευσης κοσμήματος πρέπει γενικά να εμποτιστεί σε υδροφθορικό οξύ για να απομακρυνθούν τα υπολείμματα σκόνης χύτευσης, οξειδικής μεμβράνης, εγκλείσματα κ.λπ. από την επιφάνεια του χύτευσης. Ωστόσο, για τα χυτά με κερί, οι πολύτιμοι λίθοι τοποθετούνται επίσης στο χυτό εκτός από το μεταλλικό σώμα. Επομένως, είναι απαραίτητο να καθοριστεί εάν η εμβάπτιση σε οξύ είναι κατάλληλη με βάση τις ιδιότητες των πολύτιμων λίθων. Μεταξύ των κοινών πολύτιμων λίθων, ο χαλαζίας, ο οψιδιανός και άλλοι πολύτιμοι λίθοι με βάση το διοξείδιο του πυριτίου, καθώς και ο ακουαμαρίνος, το σμαράγδι και το τοπάζι, τα οποία έχουν βάση το διοξείδιο του πυριτίου, μπορούν να διαβρωθούν από το υδροφθορικό οξύ, επομένως δεν είναι κατάλληλα για εμβάπτιση σε υδροφθορικό οξύ.
2. Υλοποίηση εργασιών
Αυτή η εργασία χρησιμοποιεί έναν εξωθητή χύτευσης και ένα αυτόματο καθαριστικό χύτευσης γύψου για τον καθαρισμό του δέντρου χύτευσης μετάλλων από κοσμήματα με πολύτιμους λίθους που έχουν τοποθετηθεί με κερί.
(1) Στατική χύτευση
Μετά τη χύτευση, το καλούπι αναρτάται σε μια σχάρα, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-20, για να επιτραπεί σε ολόκληρο το καλούπι να κρυώσει ομοιόμορφα έως ότου η θερμοκρασία του καλουπιού πέσει σε περίπου 100 ℃.
(2) Μηχανική εξώθηση εκχύλισης
Αναποδογυρίστε το καλούπι με την άκρη της φλάντζας του χαλύβδινου μπολ να είναι στερεωμένη στο στόμιο του θαλάμου εξώθησης, κρατώντας το καλούπι όρθιο. Εκκινήστε τον εξωθητή, αφήνοντας τη ράβδο εξώθησης να κατέβει αργά, εξάγοντας το μεταλλικό δέντρο, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-21.
Εικόνα 8-20 Ψύξη του καλουπιού στη θέση του
Σχήμα 8-21 Αποδιαμόρφωση με εξώθηση της χαλύβδινης φιάλης
(3) Καθαρισμός υψηλής πίεσης
Όταν η θερμοκρασία του καλουπιού χύτευσης, μαζί με το τυλιγμένο μεταλλικό δέντρο, πέσει κάτω από 50 ℃, τοποθετήστε το στον αυτόματο καθαριστή χύτευσης γύψου και βάλτε τη φιάλη χάλυβα μέσα. Ρυθμίστε την ονομαστική πίεση του νερού στα 11MPa, ξεκινήστε τον καθαριστή και πλύνετε το μεταλλικό δέντρο και τη φιάλη χάλυβα. Η χαλύβδινη φιάλη και το μεταλλικό δέντρο θα πρέπει να περιστρέφονται συνεχώς κατά τη διάρκεια της διαδικασίας πλύσης για να διασφαλιστεί ότι όλα τα μέρη καθαρίζονται επαρκώς, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-22. Επιπλέον, θα πρέπει να τοποθετηθεί μια σήτα φίλτρου στη θύρα επιστροφής του καθαριστή για να αποτραπεί η έκπλυση πολύτιμων λίθων και η ροή τους στη δεξαμενή καθίζησης, αυξάνοντας τη δυσκολία ανάκτησης.
(4) Κοπή του υποστρώματος
Αφού καθαριστεί το μεταλλικό δέντρο, στεγνώστε το, ζυγίστε το και υπολογίστε τις απώλειες τήξης και χύτευσης. Στη συνέχεια, εκτελούνται οι εργασίες κοπής και στίλβωσης του υπολειπόμενου ελάσματος. Η μέθοδος λειτουργίας είναι η ίδια με το κεφάλαιο 2 στο τμήμα I περίπτωση αναφοράς.
(5) Μαγνητικός καθαρισμός στίλβωσης
Η μαγνητική στίλβωση και ο καθαρισμός των πυρήνων των κομμένων μεταλλικών δέντρων και των χυτών με κερί πραγματοποιούνται χωριστά. Το πρώτο διευκολύνει την επαναχρησιμοποίηση του μετάλλου, ενώ το δεύτερο επιτρέπει τον περαιτέρω καθαρισμό των περιοχών που δεν έχουν πλυθεί επαρκώς υπό υψηλή πίεση, όπως η βάση τοποθέτησης και γύρω από τη στεφάνη. Για να αποφευχθεί η σύγκρουση και το ράγισμα των χυτών με κερί κατά τη διαδικασία μαγνητικού καθαρισμού, μπορεί να κατασκευαστεί ένα ειδικό εξάρτημα, όπως φαίνεται στο σχήμα, για να δένονται τα χυτά ξεχωριστά στο εξάρτημα, αποτρέποντας τις αμοιβαίες συγκρούσεις. Ωστόσο, κάθε χύτευση μπορεί να περιστρέφεται ευέλικτα και να αλλάζει κατεύθυνση, γεγονός που δεν επηρεάζει σημαντικά το αποτέλεσμα καθαρισμού.
Ενότητα III Καθαρισμός χύτευσης κοσμημάτων με χρήση κεραμικών καλουπιών συνδεδεμένων με οξύ
1. Γνώσεις υποβάθρου
(1) Καθαρισμός των κεραμικών καλουπιών που έχουν συνδεθεί με οξύ με καθαρισμό έκρηξης νερού
Για τη χύτευση κοσμημάτων από υλικά υψηλού σημείου τήξης, όπως η πλατίνα, το παλλάδιο, ο ανοξείδωτος χάλυβας και τα κράματα κοβαλτίου, τα κεραμικά καλούπια με οξέα αποτελούν σήμερα την κύρια μέθοδο διαμόρφωσης. Μετά από φρύξη σε υψηλή θερμοκρασία του πολτού σκόνης χύτευσης με όξινη σύνδεση, τα αρχικά μοντέλα καίγονται και εξατμίζονται, η υγρασία απομακρύνεται πλήρως και τα πυρίμαχα υλικά του καλουπιού ενοποιούνται και κεραμοποιούνται υπό τη δράση του συνδετικού υλικού. Σε σύγκριση με τα καλούπια από γύψο, τα κεραμικά καλούπια με όξινη σύνδεση έχουν πολύ υψηλή αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και διατηρούν σχετικά υψηλή υπολειμματική αντοχή μετά την έκχυση του μεταλλικού υγρού. Παρόλα αυτά, η απόδοση του καλουπιού είναι φτωχή, εμποδίζοντας τη συρρίκνωση στερεοποίησης και τη συρρίκνωση ψύξης του χυτού, οδηγώντας σε αυξημένες εσωτερικές τάσεις του χυτού και προκαλώντας κινδύνους θερμικής ρηγμάτωσης, παραμόρφωσης και ψυχρής ρηγμάτωσης στο χυτό.
Η υπολειμματική αντοχή των κεραμικών καλουπιών είναι υψηλή και η κατακρημνισιμότητά τους είναι πολύ χειρότερη από εκείνη των καλουπιών γύψου. Ως εκ τούτου, η δυσκολία της απομάκρυνσης και του καθαρισμού των μεταλλικών χυτών προϊόντων αυξάνεται σημαντικά. Είναι απαραίτητο να κατανοηθούν πλήρως οι φυσικές, χημικές και μηχανικές ιδιότητες των μεταλλικών υλικών και να αναπτυχθούν αντίστοιχα σχέδια καθαρισμού για τα χυτά. Ας υποθέσουμε ότι χρησιμοποιούνται μόνο μέθοδοι μηχανικής συμπίεσης ή δόνησης για την απομάκρυνση λόγω της υψηλής σκληρότητας των κεραμικών καλουπιών. Στην περίπτωση αυτή, δεν είναι εύκολο να σπάσουν, καθιστώντας τον καθαρισμό πιο δύσκολο, γεγονός που μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε παραμόρφωση και επιφανειακές γρατζουνιές των χυτών, καθώς και σε παραμόρφωση της χαλύβδινης φιάλης. Υπό την προϋπόθεση ότι τα μεταλλικά χυτά μπορούν να αντέξουν το θερμικό σοκ, θα πρέπει να δοθεί προτεραιότητα στον συνδυασμό της διαδικασίας καθαρισμού με έκρηξη νερού, χρησιμοποιώντας την εκρηκτική δύναμη του ατμού σε υψηλές θερμοκρασίες για να διαρρήξει το καλούπι και να διευκολύνει τον καθαρισμό με νερό υψηλής πίεσης. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του νερού κατά τον καθαρισμό με έκρηξη νερού, τόσο ισχυρότερη είναι η εκρηκτική επίδραση, αλλά και η επίδραση του θερμικού σοκ στα χυτά θα είναι επίσης μεγαλύτερη. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να συνδυαστούν στενά οι ιδιότητες των μεταλλικών υλικών κοσμήματος και τα δομικά χαρακτηριστικά των προϊόντων για τον καθορισμό του σχεδίου διαδικασίας καθαρισμού με έκρηξη νερού.
Τα υλικά κοσμήματος από λευκόχρυσο με υψηλή ολκιμότητα και πλαστικότητα, όπως τα Pt950Ir50 και Pt950Pd50, δεν είναι ευαίσθητα στο θερμικό σοκ. Μια μέθοδος καθαρισμού με έκρηξη νερού σε υψηλή θερμοκρασία μπορεί να υιοθετηθεί για καλούπια κατασκευασμένα από τέτοια υλικά. Ακόμη και αν το καλούπι αποσβένεται σε νερό μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα μετά την έκχυση, τα χυτά γενικά δεν θα αντιμετωπίσουν προβλήματα ρωγμών. Ωστόσο, για τα κράματα λευκόχρυσου Pt900 και Pt850 χαμηλότερης λεπτότητας και ορισμένα κράματα Pt950 που είναι ευαίσθητα στο θερμικό σοκ, είναι απαραίτητο να μειωθεί κατάλληλα η θερμοκρασία του νερού απόσβεσης του καλουπιού.
Τα μη πολύτιμα υλικά κοσμημάτων, όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας και τα κράματα κοβαλτίου, έχουν συνήθως χειρότερη θερμική αγωγιμότητα από τα πολύτιμα μέταλλα. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψύξης των χυτών, συμβαίνουν αλλαγές φάσεων και η ολκιμότητα και η πλαστικότητα μειώνονται. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να εξεταστούν διεξοδικά οι θερμικές καταπονήσεις, οι αλλαγές φάσης και οι μηχανικές καταπονήσεις αντίστασης για τον προσδιορισμό της κατάλληλης θερμοκρασίας για την απόσβεση του καλουπιού.
(2) Κοπή του υποστρώματος
Λόγω του υψηλού ιξώδους του λιωμένου μετάλλου κατά τη διαδικασία χύτευσης των κοσμημάτων από λευκόχρυσο, το οποίο διατηρεί την υγρή του κατάσταση για μικρό χρονικό διάστημα και έχει χαμηλή ρευστότητα, το καλούπι για κοσμήματα από λευκόχρυσο είναι γενικά παχύτερο από αυτό για κοσμήματα από χρυσό και ασήμι για να βελτιωθεί η απόδοση πλήρωσης και συρρίκνωσης του λιωμένου μετάλλου. Ως εκ τούτου, η δυσκολία κοπής του εκμαγείου για χυτό κόσμημα από λευκόχρυσο αυξάνεται, καθιστώντας ευκολότερη την πρόκληση παραμόρφωσης των χυτών. Κατά τη διάτμηση του εκμαγείου, είναι απαραίτητο να επιλέγεται η κατάλληλη μέθοδος διάτμησης με βάση τη διάμετρο του εκμαγείου για να αποφευχθεί η παραμόρφωση των χυτών. Η κοπή πρέπει να συνδυάζεται με πριόνι ή μικρές φέτες, εάν είναι απαραίτητο.
(3) Μαγνητικός καθαρισμός στίλβωσης
Η μαγνητική στίλβωση είναι ένα αποτελεσματικό μέσο καθαρισμού χυτών υλικών, αλλά οι διάφοροι τύποι μεταλλικών υλικών έχουν διαφορετική αντοχή και σκληρότητα, γεγονός που οδηγεί σε διαφορετικές απαιτήσεις για τη διαδικασία μαγνητικής στίλβωσης. Η κοινή πλατίνα υψηλής ποιότητας, όπως η Pt990 και η Pt950, έχει χαμηλή σκληρότητα- εάν καθαριστεί σε υπερβολικά υψηλές ταχύτητες, μπορεί εύκολα να προκαλέσει επιφανειακές γρατζουνιές και αυξημένη τραχύτητα. Όταν τα κοσμήματα από πλατίνα αναμειγνύονται με κοσμήματα από χρυσό Κ για μαγνητικό καθαρισμό στίλβωσης, η επιφάνεια είναι επιρρεπής σε σημάδια και γρατσουνιές.
2. Υλοποίηση εργασιών
Η εργασία αυτή περιλαμβάνει τον καθαρισμό κεραμικών καλουπιών με όξινη σύνδεση και τη φυγοκεντρική χύτευση υπό κενό των χυτών κοσμημάτων Pt950.
(1) Καθαρισμός έκρηξης νερού
Χρησιμοποιώντας φυγοκεντρική χύτευση κενού για κοσμήματα Pt950, η χαλύβδινη φιάλη είναι κυλινδρική χωρίς οπές στο τοίχωμα. Η θερμοκρασία χύτευσης του καλουπιού είναι 900 ℃ και η θερμοκρασία του λιωμένου μετάλλου είναι 1880 ℃. Μετά τη χύτευση, περιμένετε να σταματήσει η λειτουργία του εξοπλισμού, χρησιμοποιήστε πένσα για να αφαιρέσετε το καλούπι και σβήστε σε νερό για πισίνα καθαρισμού έκρηξης νερού, με αποτέλεσμα ένα μεταλλικό δέντρο τυλιγμένο σε υλικό καλουπιού, με το υπόλοιπο υλικό καλουπιού να σχηματίζει διασυνδεδεμένα δίκτυα ρωγμών, όπως φαίνεται στο Σχήμα 8-24.
(2) Καθαρισμός υψηλής πίεσης
Χρησιμοποιήστε ένα καθαριστικό καλουπιού υψηλής πίεσης για να καθαρίσετε το καλούπι που είναι τυλιγμένο γύρω από το μεταλλικό δέντρο και τα καλούπια που είναι ενσωματωμένα στις εσοχές, τις ραφές και άλλες περιοχές του χύτευσης. Δεδομένου ότι το υπολειμματικό κεραμικό καλούπι δεν διασκορπίζεται εύκολα, η στήριξη αποκλειστικά στο πλύσιμο με πίδακα δεν μπορεί να καθαρίσει διεξοδικά ορισμένα κρυμμένα καλούπια. Ως εκ τούτου, είναι μερικές φορές απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν μικρά εργαλεία, όπως χαλύβδινες ράβδοι και μηχανουργήματα για βοηθητικό καθαρισμό, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-25, και να συνεχιστεί το πλύσιμο.
(3) Βύθιση σε οξύ
Λόγω της υψηλής υπολειμματικής αντοχής του κεραμικού καλουπιού που συνδέεται με οξύ και της πυκνής δομής του και επειδή το κράμα Pt950 έχει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί υδροφθορικό οξύ υψηλής συγκέντρωσης, ρυθμίζοντας συνήθως τη συγκέντρωσή του σε 55% με χρόνο εμβάπτισης περίπου 1 ώρα, το οποίο μπορεί να επιτύχει καλά αποτελέσματα καθαρισμού εμβάπτισης.
(4) Κοπή της γραμμής νερού
Οι πένσες κοπής μπορούν γενικά να χρησιμοποιηθούν για χυτά με διάμετρο εκμαγείου μικρότερη από 3,5 mm. Ωστόσο, όταν η διάμετρος του εκμαγείου φτάνει τα 4 mm ή περισσότερο, υπάρχει κίνδυνος παραμόρφωσης κατά την κοπτική πένσα. Συνιστάται να χρησιμοποιείτε πρώτα πνευματική πένσα πρεσαρίσματος για να κόψετε κοντά στον πυρήνα του δέντρου και στη συνέχεια να χρησιμοποιείτε πριόνι για να κόψετε κοντά στην επιφάνεια του χυτού, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-26.
(5) Στίλβωση του υπολειπόμενου εκμαγείου
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, θα χρησιμοποιηθεί μια μηχανή στίλβωσης των εκμαγείων για την απομάκρυνση των υπολειπόμενων εκμαγείων.
(6) Μαγνητικός καθαρισμός στίλβωσης
Τοποθετήστε τη χύτευση στο μαγνητικό σφυρί, ρυθμίστε την ταχύτητα σε και ρυθμίστε την κατεύθυνση σε 800~900 r/min, αλλάξτε κάθε 5 λεπτά, με συνολικό χρόνο στίλβωσης 20~30 λεπτά.
Τμήμα IV Επιθεώρηση ποιότητας χύτευσης κοσμήματος
1. Γνώσεις υποβάθρου
Η χύτευση κοσμημάτων είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει πολλαπλές διαδικασίες, με πολλούς παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα της χύτευσης, καθιστώντας την επιρρεπή σε διάφορα προβλήματα.
(1) Εργαλεία και εξοπλισμός επιθεώρησης εμφάνισης
Κατά τη διάρκεια της ποιοτικής επιθεώρησης της εμφάνισης των κοσμημάτων, είναι απαραίτητο να επιθεωρηθεί η ποιότητα των λεπτομερών τμημάτων και το ανθρώπινο μάτι έχει περιορισμένη ικανότητα να διακρίνει τις λεπτομέρειες των αντικειμενικών αντικειμένων, γενικά είναι σε θέση να διακρίνει το μικρότερο μήκος μεταξύ 0,15 ~ 0,30 mm. Επομένως, πρέπει να χρησιμοποιούνται μεγεθυντικοί φακοί, μικροσκόπια και άλλα εργαλεία παρατήρησης.
Ο μεγεθυντικός φακός είναι μια απλή οπτική συσκευή που χρησιμοποιείται για την παρατήρηση των λεπτομερειών των αντικειμένων και αποτελείται από έναν συγκλίνοντα φακό με εστιακή απόσταση πολύ μικρότερη από το κοντινό σημείο του ματιού. Η αρχή της μεγέθυνσης είναι ότι το μέγεθος της εικόνας που σχηματίζεται στον αμφιβληστροειδή χιτώνα του ανθρώπινου ματιού είναι ανάλογο της γωνίας που σχηματίζει το αντικείμενο στο μάτι (οπτική γωνία). Όσο μεγαλύτερη είναι η οπτική γωνία, τόσο μεγαλύτερη είναι η εικόνα και τόσο περισσότερες λεπτομέρειες του αντικειμένου μπορούν να διακριθούν. Όταν χρησιμοποιείτε μεγεθυντικό φακό, το ένα χέρι κρατάει τον μεγεθυντικό φακό κοντά στο μάτι. Αντίθετα, το άλλο χέρι χρησιμοποιεί τον δείκτη και τον αντίχειρα για να κρατήσει το κόσμημα και να το φέρει κοντά στον μεγεθυντικό φακό μέχρι να παρατηρηθεί το επιθυμητό μέρος του κοσμήματος. Φέρνοντας το αντικείμενο πιο κοντά μπορεί να αυξηθεί η οπτική γωνία, αλλά η ικανότητα εστίασης του ματιού το περιορίζει. Ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος μεγεθυντικός φακός στη βιομηχανία κοσμημάτων έχει μεγέθυνση 10 φορές, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-27, και αποτελείται από 3 φακούς. Ένας κατάλληλος μεγεθυντικός φακός πρέπει να έχει υψηλή διαύγεια και να εξαλείφει τη σφαιρική και χρωματική εκτροπή που επηρεάζει την παρατήρηση των πολύτιμων λίθων.
Το στερεομικροσκόπιο έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: ① μεγάλη διάμετρος πεδίου και μεγάλο βάθος εστίασης, γεγονός που διευκολύνει την παρατήρηση όλων των στρωμάτων του αντικειμένου που επιθεωρείται- ② αν και η μεγέθυνση δεν είναι τόσο υψηλή όσο αυτή των συμβατικών μικροσκοπίων, η απόσταση εργασίας του είναι πολύ μεγάλη- ③ λόγω του πρίσματος κάτω από τον προσοφθάλμιο φακό που αναστρέφει την εικόνα, η εικόνα εμφανίζεται όρθια, καθιστώντας ευκολότερο τον χειρισμό του.
Οι τυπικές τεχνικές παράμετροι του στερεομικροσκοπίου για την επιθεώρηση κοσμημάτων έχουν ως εξής: η μεγέθυνση του προσοφθάλμιου είναι 10 φορές, η διάμετρος του πεδίου είναι 20 mm- ο αντικειμενικός φακός χρησιμοποιεί ένα περιστρεφόμενο τύμπανο για συνεχές ζουμ, με εύρος 0,7 ~ 4,5 φορές- η συνολική μεγέθυνση είναι 7 ~ 45 φορές- ο λόγος ζουμ είναι 6,5:1.
(2) Ελαττώματα πορώδους
Τα ελαττώματα πορώδους είναι οπές που σχηματίζονται από ξένα αέρια ή αέρια που καθιζάνουν από το λιωμένο μέταλλο και παγιδεύονται μέσα στο μέταλλο. Τα χαρακτηριστικά τους περιλαμβάνουν στρογγυλές ή ακανόνιστες οπές με γενικά λεία εσωτερικά τοιχώματα, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-29. Το χρώμα τους είναι μεταλλικό ή οξειδωμένο και είναι δύσκολο να διακριθούν όταν συνυπάρχουν με οπές σκωρίας ή οπές συρρίκνωσης. Το πορώδες μπορεί να επηρεάσει την ποιότητα της επιφάνειας των χυτών, καθιστώντας δύσκολη την απόκτηση λείας και γυαλιστερής γυαλιστερής επιφάνειας των κοσμημάτων. Η παρουσία πόρων μειώνει την πραγματική διατομή του τεμαχίου, γεγονός που μπορεί να έχει ορισμένες επιπτώσεις στις μηχανικές ιδιότητες του τεμαχίου- η έκταση των επιπτώσεων εξαρτάται από το μέγεθος και το σχήμα των πόρων. Σύμφωνα με τους διαφορετικούς μηχανισμούς σχηματισμού, οι πόροι μπορούν να ταξινομηθούν σε αντιδραστικούς, κατακρημνιστικούς και εγκλωβισμένους πόρους.
Οι αντιδραστικοί πόροι σχηματίζονται από τη χημική αντίδραση μεταξύ του λιωμένου μετάλλου και εσωτερικών ή εξωτερικών παραγόντων, δημιουργώντας αέριο. Μπορούν να χωριστούν σε ενδογενείς και εξωγενείς τύπους. Οι ενδογενείς αντιδραστικοί πόροι σχηματίζονται κατά τη στερεοποίηση του λιωμένου μετάλλου, όπου τα χημικά στοιχεία του ίδιου του μετάλλου αντιδρούν με ενώσεις διαλυμένες στο λιωμένο μέταλλο ή μεταξύ ενώσεων, δημιουργώντας αέριο. Οι εξωγενείς αντιδραστικοί πόροι σχηματίζονται από τη χημική αντίδραση μεταξύ του λιωμένου μετάλλου και εξωτερικών παραγόντων, όπως καλούπια, σκωρία και μεμβράνες οξειδίων, με αποτέλεσμα τη δημιουργία αερίου. Με βάση τα χαρακτηριστικά τους, οι εξωγενείς αντιδραστικοί πόροι μπορούν να ταξινομηθούν σε υποδόριους, επιφανειακούς και εσωτερικούς πόρους.
Οι κατακρημνιστικοί πόροι αναφέρονται στους πόρους που σχηματίζονται από την κατακρήμνιση αερίου διαλυμένου στο λιωμένο μέταλλο. Η διαλυτότητα του αερίου είναι υψηλή όταν βρίσκεται σε υγρή κατάσταση υψηλής θερμοκρασίας και καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, η διαλυτότητα επίσης μειώνεται. Όταν το μέταλλο μεταβαίνει από την υγρή στη στερεή κατάσταση, η διαλυτότητα του αερίου μειώνεται απότομα και το αέριο που δεν μπορεί να διαλυθεί θα κατακρημνιστεί. Εάν το κατακρημνισμένο αέριο δεν μπορεί να διαφύγει εγκαίρως και παγιδευτεί από τους δενδρίτες που στερεοποιούνται, θα σχηματίσει κατακρημνιστικούς πόρους.
Οι εγκλωβισμένοι πόροι σχηματίζονται από το αέριο που εγκλωβίζεται κατά τη διαδικασία χύτευσης, όπου το αέριο δεν μπορεί να διαφύγει εγκαίρως κατά τη διαδικασία στερεοποίησης και παραμένει εντός του χυτού. Το χαρακτηριστικό τους είναι ότι είναι ακανόνιστα κατανεμημένοι, συχνά εμφανίζονται σε μεμονωμένες κατανομές, και ορισμένοι πόροι μπορεί να είναι σχετικά μεγάλοι.
(3) Ελαττώματα συρρίκνωσης
Το φαινόμενο της μείωσης του όγκου λόγω της μείωσης της θερμοκρασίας κατά τη διαδικασία ψύξης των κραμάτων χύτευσης σε υγρή, στερεή και στερεή κατάσταση ονομάζεται συρρίκνωση των κραμάτων χύτευσης. Η συρρίκνωση αποτελεί βασική αιτία πολλών ελαττωμάτων στα χυτά, όπως οι κοιλότητες συρρίκνωσης, το πορώδες συρρίκνωσης, οι τάσεις, οι παραμορφώσεις και οι ρωγμές. Είναι μία από τις σημαντικές ιδιότητες χύτευσης των κραμάτων χύτευσης. Επηρεάζει σημαντικά τα χυτά (όπως η επίτευξη του απαιτούμενου γεωμετρικού σχήματος και των απαιτούμενων διαστάσεων και η παραγωγή πυκνών, υψηλής ποιότητας χυτών).
Η μεταβολή του όγκου κατά τη μετάβαση του κράματος χύτευσης από τη θερμοκρασία υγρού στη θερμοκρασία δωματίου ονομάζεται συρρίκνωση όγκου. Η συρρίκνωση του κράματος στη στερεά κατάσταση μπορεί να εκφραστεί όχι μόνο ως μεταβολή όγκου αλλά και ως μεταβολή μήκους, γνωστή ως γραμμική συρρίκνωση. Το κράμα υφίσταται τρία στάδια κατά τη συρρίκνωση: στάδιο συρρίκνωσης σε υγρή κατάσταση, στάδιο συρρίκνωσης στερεοποίησης και στάδιο συρρίκνωσης σε στερεά κατάσταση.
Υγρή συρρίκνωση: Αναφέρεται στη συρρίκνωση που εμφανίζεται όταν το υγρό κράμα ψύχεται από τη θερμοκρασία έκχυσης στη θερμοκρασία liquidus στην οποία αρχίζει η στερεοποίηση, και εκδηλώνεται ως μείωση της στάθμης του υγρού μέσα στην κοιλότητα του καλουπιού.
Συρρίκνωση στερεοποίησης: Για κράματα με συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασιών, η συρρίκνωση που εμφανίζεται κατά τη μετάβαση από την υγρή στη στερεή κατάσταση ονομάζεται συρρίκνωση στερεοποίησης λόγω της κατάστασης στερεοποίησης του κράματος. Η συρρίκνωση στερεοποίησης τέτοιων κραμάτων περιλαμβάνει κυρίως μείωση της θερμοκρασίας (που σχετίζεται με το εύρος θερμοκρασιών κρυστάλλωσης του κράματος) και αλλαγή κατάστασης (αλλαγή όγκου κατά την αλλαγή κατάστασης).
Συρρίκνωση στερεάς κατάστασης: Αναφέρεται στη συρρίκνωση που εμφανίζεται όταν τα κράματα χύτευσης ψύχονται από τη θερμοκρασία στερεού στη θερμοκρασία δωματίου. Στην πραγματική παραγωγή, η συρρίκνωση στερεοποίησης συχνά εκδηλώνεται ως μείωση των διαστάσεων του χυτού, οπότε χρησιμοποιείται γενικά ένας γραμμικός ρυθμός συρρίκνωσης για την αναπαράστασή της. Η γραμμική συρρίκνωση των κραμάτων χύτευσης όχι μόνο επηρεάζει άμεσα την ακρίβεια των διαστάσεων των χυτών αλλά αποτελεί επίσης βασική αιτία εμφάνισης τάσεων, ρωγμών και παραμορφώσεων στα χυτά.
Ο ρυθμός συρρίκνωσης της χύτευσης δεν σχετίζεται μόνο με τους παράγοντες του χρησιμοποιούμενου κράματος, αλλά και με τα χαρακτηριστικά της διαδικασίας χύτευσης, το δομικό σχήμα της χύτευσης και την ποσότητα των διαλυμένων αερίων κατά τη διαδικασία τήξης του κράματος. Η συρρίκνωση υγρού και η συρρίκνωση στερεοποίησης είναι οι θεμελιώδεις αιτίες των κοιλοτήτων συρρίκνωσης και του πορώδους στα χυτά.
Κατά τη διαδικασία ψύξης και στερεοποίησης του χυτού, λόγω της συρρίκνωσης του υγρού κράματος και της συρρίκνωσης στερεοποίησης, εμφανίζονται συχνά οπές στις περιοχές όπου το χυτό στερεοποιείται τελευταίο. Οι μεγάλες και συγκεντρωμένες οπές ονομάζονται κοιλότητες συρρίκνωσης, ενώ οι μικρές και διάσπαρτες οπές αναφέρονται ως πορώδες συρρίκνωσης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 8-30. Τα σχήματα των κοιλοτήτων συρρίκνωσης και του πορώδους είναι ακανόνιστα, με τραχιές επιφάνειες και διακρίνονται αναπτυγμένες δενδριτικές κορυφές. Έτσι, μπορούν να διακριθούν σαφώς από τις οπές αερίου. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν κοιλότητες συρρίκνωσης ή πορώδες στο χυτό υλικό. Σε αυτή την περίπτωση, θα μειωθεί η αποτελεσματική επιφάνεια έδρασης του χυτού, θα προκληθεί συγκέντρωση τάσεων, θα μειωθούν σημαντικά οι μηχανικές ιδιότητες του χυτού και θα μειωθούν επίσης οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του χυτού, βλάπτοντας την επιφανειακή πυκνότητα και την απόδοση στίλβωσης.
(4) Ελαττώματα ρευστότητας
Όταν η απόδοση πλήρωσης του λιωμένου μετάλλου είναι ανεπαρκής, είναι πιθανό να εμφανιστούν ελαττώματα όπως ατελής πλήρωση και ψυχρές αποφράξεις. Η ατελής πλήρωση είναι όταν το λιωμένο μέταλλο αποτυγχάνει να γεμίσει πλήρως την κοιλότητα του καλουπιού, με αποτέλεσμα ένα ατελές χύτευμα, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8-31. Χαρακτηριστικό της είναι οι λείες, στρογγυλεμένες οπές στα τοιχώματα του χυτού ή ένα ή περισσότερα άκρα του χυτού δεν γεμίζουν με λιωμένο μέταλλο. Το ψυχρό κλείσιμο αναφέρεται σε ένα σημαντικό ελάττωμα ασυνέχειας στο χύτευμα που οφείλεται στην αποτυχία δύο περιοχών μετάλλου να συγχωνευθούν πλήρως. Η εμφάνισή του συχνά εκδηλώνεται ως ραβδώσεις παρόμοιες με τις ρωγμές, αλλά σε σύγκριση με τις ρωγμές, οι άκρες τους είναι πιο ομαλές και η επιφάνεια γύρω από τις ραβδώσεις είναι ελαφρώς ρυτιδωμένη.
(5) Ελαττώματα επιφανειακής τραχύτητας
Η επιφανειακή τραχύτητα αναφέρεται στην ανώμαλη και μη ομαλή επιφάνεια των τεμαχίων χύτευσης, η οποία μπορεί να έχει ελαττώματα όπως γρέζια και οπές άμμου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 8-32. Το γρέζι αναφέρεται σε ένα ακανόνιστο λεπτό στρώμα υλικού που προσκολλάται στην άκρη του χυτού, γνωστό και ως "flash". Τα ελαττώματα επιφανειακής τραχύτητας που εμφανίζονται στα χυτό κόσμημα σχετίζονται στενά με την ποιότητα του αρχικού μοντέλου, την ποιότητα του κεριού του καλουπιού, την ποιότητα του καλουπιού χύτευσης και τη διαδικασία χύτευσης. Όταν η αντοχή του καλουπιού είναι χαμηλή και τα σωματίδια της σκόνης χύτευσης απολεπίζονται, σχηματίζεται μια τραχιά επιφάνεια- όταν το καλούπι ραγίσει, αυτό θα οδηγήσει σε γρέζια στο χυτό- όταν τα απολεπισμένα σωματίδια σκόνης χύτευσης ή τα ξένα εγκλείσματα δεν απομακρύνονται αμέσως από την κοιλότητα, παγιδεύονται σε ορισμένες περιοχές της κοιλότητας, οδηγώντας σε ελαττώματα οπών άμμου. Δεδομένου ότι αυτές οι ουσίες είναι ελαφρύτερες από το λιωμένο μέταλλο, εάν ο χρόνος και οι συνθήκες το επιτρέπουν, θα επιπλεύσουν στην επιφάνεια του χυτού, οπότε συχνά εμφανίζονται οπές άμμου στην επιφάνεια ή κοντά στην επιφάνεια του χυτού.
2. Υλοποίηση εργασιών
Πίνακας 8-8 Ελαττώματα και πιθανές αιτίες δειγμάτων χύτευσης κοσμημάτων
| Ελάττωμα χύτευσης | Υπόμνημα ελαττώματος | Πιθανές αιτίες |
|---|---|---|
| Εμφάνιση λάμψης, γρέζας |
|
① ακατάλληλη αναλογία σκόνης χύτευσης και νερού, το νερό είναι πάρα πολύ ② ανοιχτή χύτευση σκόνης στο στατικό καλούπι αναμιγνύεται ③Ο κλίβανος καύσης είναι πολύ γρήγορος για να αυξήσει τη θερμοκρασία ④ χύτευση στον κλίβανο πριν από την τοποθέτηση πολύ καιρό, η κοιλότητα μέσα στις ξηρές ρωγμές |
| Ανυψωμένες χρυσές χάντρες στην επιφάνεια |
|
① ακατάλληλη αναλογία νερού-σκόνης, το νερό είναι πολύ λίγο ② ο χρόνος εργασίας της λειτουργίας ανάμιξης σκόνης είναι πολύ μεγάλος ③ Η λειτουργία του απορροφητήρα κενού δεν είναι κανονική |
| Τραχύτητα επιφάνειας |
|
① τραχιά επιφάνεια χυτών προϊόντων ②Κακή ποιότητα ή αστοχία της σκόνης χύτευσης ③Η θερμοκρασία καύσης είναι πολύ γρήγορη |
| Ελαττωματική χύτευση |
|
①Irrational sprue setting ή φύτευση δέντρων μοντέλου κεριού ② χαμηλή θερμοκρασία του μετάλλου χύτευσης ③Χαμηλή θερμοκρασία χύτευσης κατά τη χύτευση ④ανεπαρκής ποσότητα μετάλλου χύτευσης |
| Εμφάνιση του πορώδους |
|
① η θερμοκρασία του μετάλλου χύτευσης είναι υψηλή ② το καλούπι χύτευσης δεν έχει καεί εντελώς ③Το ποσοστό του επαναχρησιμοποιημένου υλικού στη χύτευση είναι πολύ υψηλό ④Σοβαρή απορρόφηση αερίου κατά τη διάρκεια της τήξης |
| Εμφάνιση κοιλότητας συρρίκνωσης |
|
① η θερμοκρασία έκχυσης υγρού μετάλλου είναι πολύ υψηλή ② η θερμοκρασία του καλουπιού χύτευσης είναι πολύ υψηλή ③ ακατάλληλη θέση ή μέγεθος του εκμαγείου ④ανεπαρκής πίεση έκχυσης |