O que é a fundição por cera e como transforma a fabricação de jóias?

Mergulhe no processo de fundição de cera, um divisor de águas para os fabricantes de jóias. Este processo incorpora pedras preciosas em modelos de cera antes da fundição, poupando tempo e dinheiro. Perfeito para joalheiros, designers e vendedores online que pretendem peças únicas e de alta qualidade. Ideal para criações personalizadas para celebridades e encomendas especiais.

O que é a fundição com cera e como ela transforma a fabricação de jóias?

O processo, os requisitos, os problemas comuns e as soluções da fundição com cera

A tecnologia de fundição em cera é uma nova tecnologia que surgiu em meados da década de 1990. Assim que esta tecnologia apareceu, atraiu uma atenção generalizada e uma rápida promoção na indústria de processamento de jóias, especialmente na produção de peças de jóias com numerosas pedras preciosas incorporadas. O processo de fixação de cera tornou-se uma forma importante de reduzir os custos de produção, melhorar a eficiência da produção e aumentar a competitividade do produto. A chamada fixação em cera significa que as pedras preciosas são pré-embutidas num modelo de cera antes da fundição. Depois de preparar o molde de gesso, desparafinar e queimar, as pedras preciosas são fixadas na parede de gesso da cavidade. Quando o metal fundido é vertido na cavidade, envolve as pedras preciosas e, depois de arrefecer e encolher, as pedras preciosas são firmemente fixadas na configuração metálica. A tecnologia de engaste de cera baseia-se no processo tradicional de fundição por cera perdida. Ainda assim, existem particularidades e dificuldades em cada etapa de produção, trazendo certos riscos para as empresas de processamento de jóias. Só com uma compreensão e um conhecimento profundos do processo de fixação da cera, e seguindo rigorosamente os requisitos durante a operação, é que se pode garantir a estabilidade da qualidade do processo de fixação da cera, percebendo verdadeiramente as vantagens do processo de fixação da cera.
Figura 5-34 Colocação de cera para pedras preciosas de corte princesa

Cravação de cera para pedras preciosas de lapidação princesa

Índice

Secção I Vantagens do processo de fundição por presa de cera

(1) Poupar tempo e melhorar a eficiência da produção. Por exemplo, ao cravar pedras preciosas quadradas, um cravador experiente só pode cravar 100 peças por dia, enquanto que utilizando a tecnologia de cravação de cera, um funcionário com formação de curta duração pode cravar 200 a 300 peças.

(2) Reduzir os custos de mão de obra. As operações tradicionais de cravação de metal requerem um nível considerável de competência do trabalhador de cravação, o que significa que as fábricas de jóias têm de investir fortemente em mão de obra qualificada para o departamento de cravação, aumentando significativamente os custos de mão de obra. Isto é especialmente verdadeiro para artigos de joalharia de baixo valor, em que os custos de mão de obra representam uma elevada proporção do custo total. A utilização da tecnologia de engaste de cera pode reduzir significativamente os custos de mão de obra.

(3) Redução da perda de metal. Nas técnicas tradicionais de cimentação de metal, é frequentemente necessário ajustar a posição de cimentação, resultando numa perda de metal relativamente elevada. Na fixação de cera, os ajustes são efectuados no modelo de cera, reduzindo assim consideravelmente a perda de metal.

(4) As operações de fixação da cera requerem apenas ferramentas simples, o que pode reduzir significativamente os custos de investimento e de perda de ferramentas de retificação, tais como agulhas e rectificadoras de veios flexíveis.

(5) como novo método de fixação, o processo de fundição por cera proporciona as condições técnicas para a inovação no design de jóias. Alguns produtos de design de jóias só podem ser fabricados através da fundição por cera.

Secção II As principais ferramentas utilizadas no processo de fundição em cera e as suas funções

As principais ferramentas utilizadas no processo de fundição por cera e as suas funções são apresentadas na Tabela 5-2.

Tabela 5-2 Principais ferramentas utilizadas no processo de fundição por cera perdida e suas funções

Nome da ferramenta Função
Chuck Fasten steel needle & chisel
Ferro de soldar elétrico (1) Arredondar a ponta do pino, preencher as cavidades; () Reparar a área danificada do modelo de cera
Escova Limpar o pó de cera
Faca cirúrgica (1) Aparar a superfície da cera; (2) Remover o pó de cera
Pinças Pinça de pedra, colocar a pedra
Cinzel plano (1) Utilizado para o cinzelamento de buracos e arestas; (2) Aparar a superfície da cera; (3) Limpar o pó de cera; (4) colocar a pedra
Disco voador Segurar os pinos durante o ajuste da garra e do pino invertido
Broca de bola (1) Criar a base para a fixação da garra; (2) Criar cavidades para a fixação da luneta
Medidor de anel Depois de terminada a colocação da cera, colocar o anel no medidor para verificar a redondeza do anel.
Pedra de óleo Utilizado para alisar a pá
Agulha de costura Retirar a ponta e triturá-la numa pá plana.
Agulha de aço Limpar a base de fixação da cera

Secção III Fluxo do processo de fundição por presa de cera

O processo de fundição por cera envolve muitos procedimentos, cada um dos quais pode afetar o resultado da técnica de cera. O estudo dos seus padrões de influência é essencial para a formulação de parâmetros de processo adequados e requisitos especiais para os procedimentos. O processo de fundição em cera inclui geralmente a produção do molde mestre, a retificação da linha de jito, o fabrico do molde de borracha, a produção do modelo em cera, a preparação da pedra preciosa, a preparação do engaste, o engaste da pedra preciosa, a reparação do modelo em cera, a plantação da árvore em cera, o fabrico do molde em gesso, a remoção da cera e a queima, a fundição, o arrefecimento e a remoção do molde de vazamento e o polimento.

1. Produção de moldes principais

Uma vez que as pedras preciosas têm de ser deixadas no molde de gesso durante a colocação da cera, têm de ser fixas para evitar que se desloquem ou se soltem durante o revestimento, a queima e a fundição. Por conseguinte, o molde deve suportar as pedras preciosas em pelo menos duas posições. Geralmente, é feito um furo na parte inferior da fixação, e o furo deve ser tão grande quanto possível, idealmente mais de metade do diâmetro da pedra preciosa, para evitar que o metal cubra a superfície na parte inferior da pedra preciosa ou que a pedra preciosa fique instável após a fundição.

Devido ao encolhimento que ocorre durante os processos de moldagem de borracha, fabrico de moldes de cera e fundição de metal, que pode afetar significativamente as pedras preciosas incorporadas, é essencial considerar todos os factores de encolhimento ao conceber e fabricar a versão original, nomeadamente o encolhimento do molde de borracha, o encolhimento do molde de cera e o encolhimento do metal. Deve ser dada especial atenção às pedras preciosas dispostas de perto, assegurando um espaço adequado entre elas para acomodar a fundição de cera. Se o espaço for demasiado pequeno, as pedras preciosas podem ser pressionadas umas contra as outras e partir-se durante o encolhimento da fundição; se o espaço for demasiado grande, o metal pode ficar preso entre as pedras preciosas ou afetar a estética. A dimensão do intervalo reservado pode ser calculada com base na taxa de contração da fundição. O tamanho específico deve ser ajustado de acordo com o número e o tamanho das pedras preciosas, e podem ser utilizados vários medidores de espessura para ajudar o operador na avaliação.

Para reduzir o risco de fratura ou descoloração das pedras preciosas devido ao choque térmico do metal fundido, a espessura da área de engaste do molde mestre tem requisitos especiais. Suponhamos que existe metal em excesso ou demasiado espesso nesta área. Nesse caso, a capacidade térmica durante o vazamento será grande e o efeito térmico sobre as pedras preciosas será mais forte, aumentando o risco de fratura e descoloração. Por conseguinte, do ponto de vista da segurança das pedras preciosas, a área de contacto direto entre a área de engaste e as pedras preciosas deve ser minimizada, e a espessura do metal na área de engaste deve ser reduzida tanto quanto possível. No entanto, isto traz outra questão relativa à segurança do engaste; se o metal na área do engaste for demasiado fraco, reduzirá a força da estrutura do engaste, aumentando as hipóteses de as pedras preciosas se soltarem ou caírem.

2. Fazer a linha do jito

Numa configuração de cera, para proteger as pedras preciosas, a fundição é geralmente efectuada a uma temperatura mais baixa do que a temperatura de fundição convencional e, durante o processo de fundição, as pedras preciosas terão um efeito de arrefecimento no metal fundido. Por conseguinte, ao conceber o sistema de vazamento, é essencial ter em conta a velocidade do metal fundido que enche a cavidade e a compensação da contração. Normalmente, são utilizados copos de jito ou risers maiores do que os dos métodos convencionais, o que ajuda a encher e a compensar o metal fundido, evitando defeitos de enchimento insuficiente ou de contração na área de colocação das pedras preciosas.

Ao fazer a linha de jito, considere colocá-la na borda do modelo de cera perto da área da pedra preciosa. Para algumas peças com várias pedras preciosas, podem ser necessárias várias linhas de sprue para garantir que o metal fundido fornece calor à área das pedras preciosas. Tenha cuidado para não deixar que o metal fundido atinja diretamente as pedras preciosas para evitar deslocá-las.

3. Fazer o molde de borracha

Diferentes borrachas têm diferentes taxas de retração, elasticidade e capacidades de replicação. Antes de fazer o molde mestre, é importante compreender a taxa de encolhimento do molde de borracha que está a ser utilizado, e é aconselhável utilizar borracha orgânica de alta qualidade. Ao cortar o molde de borracha para remover o molde mestre, tente esconder a linha de separação tanto quanto possível para evitar a passagem direta ou o contacto com a superfície da pedra preciosa. A linha de separação pode transformar-se num clarão, e o contacto direto com a pedra preciosa pode provocar fissuras após a fundição. Geralmente, a linha de separação interna pode ser colocada na ponta da configuração, evitando a pedra preciosa. Em contraste, a linha de separação externa pode ser colocada nas bordas do molde mestre, reduzindo a carga de trabalho de limpeza e melhorando a estética. Além disso, ao cortar o molde de borracha, certifique-se de que o modelo de cera é facilmente removido sem deformação. Ao fazer o molde de borracha, certifique-se de que o modelo de cera tem ventilação adequada para reduzir os defeitos durante a injeção de cera e adicione algumas ranhuras de ventilação, se necessário. Verificar regularmente se existem deformações ou danos durante a utilização do molde de borracha.

4. Fabrico de moldes de cera

A cera utilizada para a fundição de engaste em cera deve ter uma boa memória de forma e a capacidade de manter a pedra preciosa no sítio. Muitos tipos de cera disponíveis no mercado podem ser utilizados para a fundição de engaste em cera, sendo crucial controlar a temperatura na oficina de produção. Quando se injecta cera, é importante seguir os requisitos do processo para evitar defeitos como bolhas, flash, fechos a frio e deformação. Depois de injetar o molde de cera, deixe-o repousar durante algum tempo; a incorporação direta da pedra preciosa no molde de cera quente recentemente injetado pode causar a deformação do molde e uma má fixação da pedra preciosa. Antes de colocar a pedra preciosa, verifique o molde de cera para ver se há alguma deformação, defeitos ou outros problemas, e remova todas as linhas de separação e flash. Se a pedra preciosa for colocada no flash ou tiver outros defeitos no molde de cera, pode fazer com que rache ou seja danificada durante o vazamento final do metal. Deve ser dada especial atenção à verificação da área de fixação do molde de cera, uma vez que estas áreas são difíceis de limpar após a fundição. Ao usar uma caneta de cera quente para ajustar o molde de cera, tenha cuidado para não criar uma película de cera na parte de trás da pedra preciosa. Geralmente, todos os moldes de cera devem ser usados no mesmo dia; se deixados de um dia para o outro, o molde de cera tornar-se-á quebradiço, o que pode fazer com que se parta ao embutir a pedra preciosa.

5. Preparação de pedras preciosas

Os métodos e passos para a preparação de pedras preciosas são os mesmos que para a fixação de metais.

6. Preparação da configuração

Antes de colocar a pedra preciosa, deve ser efectuada uma preparação cuidadosa e minuciosa, incluindo a observação da pedra preciosa, a sua disposição, a escavação da base de colocação e o teste da base de colocação.


(1) Observação da pedra preciosa e do molde de cera. Em primeiro lugar, com base nos requisitos técnicos da encomenda, observar a forma e as especificações da pedra preciosa. De seguida, verificar se o molde de cera corresponde à encomenda e à pedra preciosa a engastar e se a qualidade e a quantidade das pedras preciosas são adequadas.


(2) Disposição da pedra preciosa. Colocar a pedra preciosa na posição de engaste, verificando se a pedra preciosa corresponde às especificações da posição de engaste, se o comprimento dos dentes é adequado e se a profundidade da base de engaste corresponde.

   

(3) Esculpir a base de fixação. Instalar o cinzel plano e a agulha de aço na pinça de duas cabeças, segurar o modelo de cera com a mão esquerda e utilizar a agulha de aço com a mão direita para esculpir a base de fixação da esquerda para a direita, de acordo com a forma da fixação (a espessura da base de fixação na superfície da cera é de 0,5 mm)

   

(4) Testar a base de regulação. A base de ajuste de teste utiliza a pedra preciosa para medir a posição de ajuste depois de escavar a base de ajuste. Sem defeitos, pode entrar na fixação da pedra preciosa.

7. Colocação de pedras preciosas

A cravação de pedras preciosas tem várias formas de expressão e métodos de funcionamento. Com base na experiência prática de produção, são introduzidos vários métodos.


(1) Fixação do pino. Segure o molde de cera com a mão esquerda e, com a mão direita, use uma pinça para pegar na pedra preciosa, colocando-a na posição de ajuste (Figura 5-32).

Coloque a pedra preciosa na base de fixação e verifique a altura da pedra preciosa na fixação. Se a superfície da pedra preciosa estiver demasiado alta, utilize uma broca esférica para baixar ligeiramente a base de engaste ou utilize um cinzel plano para a esmerilar; se a superfície da pedra preciosa estiver demasiado baixa, utilize um ferro de soldar elétrico com cera para aumentar o engaste. Limpe o pó de cera do molde com um cinzel plano e uma escova. Se os pinos forem demasiado compridos, apare-os com uma tesoura para que fiquem ligeiramente mais altos do que a superfície da pedra preciosa; se os pinos forem demasiado curtos, utilize um ferro de soldar elétrico para adicionar cera para levantar as pontas (Figura 5-33).

Figura 5-32 Posição de regulação da cera

Figura 5-32 Posição de regulação da cera

Figura 5-33 Pontas pontiagudas

Figura 5-33 Pontas pontiagudas


Num engaste de pino, quer os pinos sejam longos ou curtos, utilize um ferro de soldar elétrico para arredondar as pontas e garantir que fixam a pedra preciosa. Os pinos devem ser rectos, não tortos, e de tamanho uniforme. O fundo do engaste deve ser perfurado; caso contrário, o produto acabado pode tornar a pedra preciosa opaca (escura). Ao engastar a pedra preciosa, tente separar as pedras preciosas por espessura e utilize uma broca esférica ou um ferro de soldar elétrico para ajustar a altura do engaste, assegurando-se de que, após o engaste, a superfície da pedra preciosa fica plana e à altura adequada.


(2) Ajuste da luneta e ajuste do copo. Segure o molde de cera com a mão esquerda e, com a mão direita, use um cinzel plano para pegar na pedra preciosa, colocando-a na posição de engaste. Se a pedra preciosa for maior do que o engaste, utilize uma broca esférica adequada para ajustar a base do engaste ao tamanho da pedra preciosa; a espessura da pedra preciosa deve determinar a profundidade do engaste. Geralmente, após o ajuste, a superfície da pedra preciosa deve ser 0,4 mm mais baixa do que a superfície da cera. Depois de ajustar a configuração, limpe o pó de cera da configuração com uma escova, em seguida, use um cinzel plano para colocar a pedra preciosa na configuração, garantindo que a pedra preciosa é estável, e use um ferro de solda elétrico para selar as bordas com cera, certificando-se de que a cera se prende à pedra preciosa e arredondando a borda interna suavemente.


(3) Canal de engaste (pedras redondas, pedras quadradas, corte princesa) . De acordo com a forma e o tamanho das pedras preciosas, é utilizado um cinzel plano para criar bases de engaste na posição de engaste no modelo de cera, sendo a altura da base de engaste a partir da superfície da cera de cerca de 0,5 mm. Note-se que a largura das bordas do pavé em ambos os lados deve ser consistente; um lado não pode ser largo e o outro estreito; caso contrário, um lado pode não cobrir a borda da pedra preciosa enquanto o outro lado obscurece a face da pedra preciosa. É importante assegurar que as alturas das bases de engaste de ambos os lados são consistentes para evitar inclinações depois de a pedra preciosa ser engastada. Quando se engastam várias pedras preciosas na mesma fila, devem ser acrescentados suportes de barras transversais adicionais para reforçar o engaste, e deve ter-se o cuidado de não partir o suporte do modelo de cera durante a retificação; caso contrário, perder-se-á o tamanho fixo do engaste. Se as bases de engaste forem demasiado grandes de uma só vez, utilizar um ferro de soldar para aplicar cera e voltar ao seu estado original, e depois voltar a engastar as bases de engaste.

Depois de as bases de engaste estarem polidas, utilizar uma pinça para pegar na pedra preciosa, colocar um lado da pedra preciosa na base de engaste e, em seguida, pressionar o outro lado com o cinzel plano para estabilizar a pedra preciosa. Ao engastar várias pedras preciosas, deve ser dada especial atenção ao controlo dos espaços entre as pedras preciosas, com dimensões específicas determinadas pelo tamanho das pedras preciosas, tipo de liga, condições do processo de fundição, etc. Se as folgas forem demasiado grandes, as pedras preciosas na joia também deixarão folgas maiores; se as folgas forem demasiado pequenas, podem fazer com que as pedras preciosas rachem após a fundição (vazamento). (Figura 5-34) .

Figura 5-34 Colocação de cera para pedras preciosas de corte princesa
Figura 5-34 Colocação de cera para pedras preciosas de corte princesa

Vídeo sobre a colocação da cera

8. Reparação e retificação de modelos em cera

Após a colocação da pedra preciosa, se houver defeitos no modelo de cera, utilizar um ferro de soldar elétrico mergulhado em cera para os reparar. Se for necessário perfurar zonas do modelo de cera, aquecer a agulha de aço num candeeiro a álcool e perfurar o orifício no modelo de cera. Utilizar ferramentas como uma faca cirúrgica, um cinzel plano, uma faca de raspar cera e uma agulha de aço para alisar a superfície do modelo de cera, assegurando que as linhas e os bordos são lisos, e remover restos de cera e rebarbas do fundo do embutimento e da camada intermédia. Limpar o modelo de cera com uma escova embebida em gasolina para tornar a superfície do modelo de cera lisa.

9. Plantação de árvores de cera

Ao plantar árvores de cera, o tamanho da árvore de fundição deve ser determinado com base no tamanho do frasco de fundição de aço e no tipo de equipamento de fundição. Ao conectar o molde de cera ao canal de vazamento principal central, garanta um ângulo suficiente; geralmente, o molde de cera deve ser inclinado para fora a 45 graus, o que ajuda o metal fundido a fluir suavemente para a cavidade do molde. Ao usar ferramentas de reparação de cera quente, tenha cuidado para não tocar nos modelos de cera ou deixar o líquido de cera pingar na pedra preciosa, o que fará com que a pedra preciosa na fundição seja coberta com metal.

Note-se que, na fundição centrífuga, quando a altura da árvore de cera excede os 150 mm, a pressão do metal fundido na zona superior pode, por vezes, causar algum flash de metal à volta da pedra preciosa. Por conseguinte, é necessário controlar adequadamente a altura da árvore de cera ou não plantar modelos de cera nas duas camadas superiores e só começar a plantar modelos de cera a partir da terceira fila. Por outro lado, não colocar o modelo de cera demasiado perto da base da árvore ou do copo de vazamento, uma vez que a pressão de enchimento do metal fundido é baixa nesta área, o que pode levar a um enchimento incompleto.

Depois de plantar a árvore de cera, esta pode ser embebida num agente molhante ou num líquido anti-estático e seca antes de verter a pasta. Isto pode evitar que as bolhas adiram à cera e reduzir a tensão superficial na árvore de cera.

10. Investimentos

Para evitar que as pedras preciosas descolorem durante a queima e a fundição, é necessário um tratamento especial do pó de fundição, normalmente através da adição de ácido bórico ao pó de fundição, o que ajuda a evitar a queima e a descoloração das pedras preciosas durante a queima e a fundição. Geralmente, para 100 g de pó de fundição, adicionar 2,5-4 g de ácido bórico em pó e 40-42 mL de água. Uma vez que a velocidade de presa do gesso aumenta após a adição de ácido bórico, normalmente demora apenas 6-7 minutos; é importante controlar a velocidade de todo o processo de operação para garantir que a pasta tem tempo de vácuo suficiente para remover as bolhas presas ao modelo de cera. Quaisquer bolhas no fundo do molde ou em áreas próximas formarão contas de metal difíceis de remover na peça fundida. Pode ser adicionada uma pequena quantidade de detergente líquido à pasta para melhorar as suas propriedades de humidade e evitar o aprisionamento de bolhas. Além disso, deve ter-se o cuidado de não deslocar a pedra preciosa durante o vazamento.

Existem atualmente no mercado pós de fundição específicos para a fundição em cera. Quando utilizar estes pós de fundição, siga as recomendações de utilização do fabricante do pó, tais como a proporção de água para o pó, o tempo de mistura, o tempo de vácuo e o tempo de presa. Depois de verter, deixe o molde repousar durante 1-2 horas antes de proceder à desparafinação e à cozedura.

11. Desparafinagem e burnout

Tanto a desparafinação a vapor como a desparafinação a seco podem ser utilizadas na fundição de cera. No entanto, a chave é remover completamente todos os resíduos de cera antes da fundição, uma vez que os resíduos de carbono podem causar defeitos na fundição de metal e afetar a qualidade das peças fundidas. O tempo de desparafinação a vapor deve ser limitado a 1 hora; se demorar demasiado tempo, pode facilmente causar manchas de água ou danos no molde das peças fundidas. Após a desparafinação a vapor, transferir imediatamente para o forno de queima para queima.

Devido ao risco de queimadura, descoloração ou fissuração quando as pedras preciosas são sujeitas a altas temperaturas, choque térmico e stress térmico, é geralmente utilizada uma temperatura de queima mais baixa na fundição em cera em comparação com a fundição convencional para proteger as pedras preciosas. Por conseguinte, estabelecer um sistema de queima razoável para os moldes é fundamental para a fundição em cera. Algumas fábricas utilizam a desparafinagem a vapor, que é útil para a remoção da cera. Para garantir a eficácia da queima, os seguintes pontos devem ser observados para moldes de fundição de cera de queima.

(1) O forno de queima deve controlar a temperatura com precisão para evitar o sobreaquecimento, que pode causar a queima ou a descoloração das pedras preciosas.

(2) Os moldes devem ser aquecidos uniformemente para reduzir o risco de fissuração das pedras preciosas devido ao choque térmico e ao stress térmico.

(3) Deve haver suficiente circulação de ar no forno de incineração para garantir que o carbono residual da cera seja completamente queimado.


Durante a queima, a configuração de uma plataforma de preservação de calor em determinados intervalos de temperatura ajuda a evitar que as pedras preciosas rachem. A temperatura de queima pode variar com base no tipo e na qualidade da pedra preciosa, e a temperatura do molde durante o vazamento também deve ser determinada de acordo com o material, a estrutura de fundição e outros factores.

12. Derrame

A fundição de jóias em cera pode utilizar os métodos de fundição a vácuo ou de fundição centrífuga. No entanto, a fundição a vácuo é geralmente mais comum na fundição com cera porque reduz o risco de deslocação das pedras preciosas devido à turbulência durante o processo de fundição. No entanto, também é possível obter bons resultados com a fundição centrífuga, especialmente para jóias mais pequenas, sendo a chave o método de controlo. Quando se utiliza a fundição centrífuga, deve ter-se em atenção a altura da árvore e a seleção da velocidade de rotação, uma vez que a pressão excessiva do metal fundido pode fazer com que o metal se espalhe à volta da pedra preciosa, provocando fissuras ou uma maior dificuldade de limpeza.

Uma vez que o metal fundido entra em contacto direto com a pedra preciosa, esta sofre instantaneamente um choque térmico significativo; quanto mais elevada for a temperatura de vazamento, maior será o choque térmico. Por conseguinte, é importante controlar o número de jóias na árvore, assegurando ao mesmo tempo uma moldagem adequada para baixar o mais possível a temperatura do metal fundido. As ligas utilizadas para a fundição em cera devem ter um ponto de fusão mais baixo, melhor fluidez e resistência à oxidação. O equipamento de fundição utilizado para a fundição em cera deve, idealmente, permitir um controlo preciso da temperatura, garantindo uma qualidade consistente e estável das peças fundidas.

13. Arrefecimento e remoção do molde

Quando a temperatura do molde de fundição em cera ainda é muito elevada, o arrefecimento em água pode causar choques térmicos nas pedras preciosas, representando um risco de fissuração. Por conseguinte, deve ser efectuado um arrefecimento adequado antes de retirar o molde. Dependendo do tamanho do molde, geralmente requer 3 horas ou mais. Por vezes, uma ventoinha pode soprar nas paredes do molde de gesso para acelerar o processo de arrefecimento. Após a diminuição da temperatura, o molde de gesso pode ser empurrado para fora do frasco de aço utilizando uma prensa hidráulica. A resistência do molde após o arrefecimento é maior, especialmente após a adição de ácido bórico em pó, o que dificulta a sua remoção. Um pequeno martelo pode bater na base e nos bordos do molde, permitindo que a peça de gesso saia naturalmente. Depois, deixe o molde arrefecer até uma temperatura que possa ser segurada com a mão. Bata ligeiramente no topo da árvore para incentivar a maior parte do pó de fundição a cair e, em seguida, utilize água a alta pressão para limpar a fundição. Inspeccione cuidadosamente a árvore de fundição para verificar se existem pedras preciosas ou pedras soltas.

14. Polimento

Antes de polir, verificar cuidadosamente se as pedras preciosas da peça fundida apresentam defeitos. As peças fundidas em cera utilizam normalmente métodos de polimento manual, mas este método é menos eficiente e não é rentável, especialmente porque o polimento manual dificulta o acesso ao fundo da peça fundida. Por conseguinte, os métodos de polimento mecânico devem ser utilizados, tanto quanto possível, para a produção em grande escala de peças fundidas em cera, especialmente as máquinas de polimento magnético, que são muito eficazes em áreas de difícil acesso manual, como a parte inferior da configuração e à volta da configuração. Ao utilizar o polimento mecânico, escolha meios de polimento adequados que não risquem ou danifiquem as pedras preciosas ou causem erosão na superfície da pedra preciosa. Se a peça fundida tiver de ser colocada em cianeto para remover cores ou para utilizar métodos de polimento eletrolítico, tenha em atenção que estes processos podem corroer o metal, podendo fazer com que as pedras preciosas se soltem dos frágeis pinos.

Secção IV Requisitos para a moldagem por injeção de cera

1. Requisitos para as pedras preciosas na fundição por cera

Um indicador importante para medir a eficácia do processo de fundição com cera é a estabilidade das pedras preciosas. Após a fundição com cera, as pedras preciosas não devem apresentar problemas de descoloração, fissuração ou quebra. Durante o processo de fundição com cera, as pedras preciosas têm de suportar a queima a alta temperatura e o choque térmico do metal fundido a alta temperatura durante o vazamento. Por conseguinte, as pedras preciosas devem suportar temperaturas relativamente elevadas e ter uma certa capacidade para resistir a um aquecimento e arrefecimento irregulares. Este facto impõe requisitos específicos ao tipo e qualidade das pedras preciosas utilizadas. A utilização de pedras preciosas com fissuras ou sensíveis à temperatura e ao choque térmico pode provocar fissuras após a fundição em cera; do mesmo modo, as pedras preciosas que tenham sido submetidas a um tratamento térmico para mudar de cor podem afetar negativamente o seu aspeto e cor após a fundição em cera. Além disso, neste processo complexo, há muitos factores que influenciam e o impacto de qualquer fator individual pode fazer com que as pedras preciosas se partam ou alterem o seu aspeto. Assim, o processo de fundição por cera comporta sempre alguns riscos.

Ao categorizar a aplicabilidade de várias pedras preciosas comummente utilizadas no processo de engaste de cera, as pedras preciosas podem geralmente ser divididas em duas categorias principais: as que são adequadas para o engaste de cera e as que não são adequadas para o engaste de cera.


(1) Pedras preciosas adequadas para fundição em cera.

Se a qualidade da pedra preciosa for boa e os parâmetros do processo de fundição forem corretamente controlados, estas pedras preciosas podem obter bons resultados após a colocação em cera. Estas pedras preciosas incluem pedras preciosas, rubis, safiras, granadas, peridotos, zircónias cúbicas, etc.


(2) Pedras preciosas não adequadas para fundição em cera.

Este tipo de produto inclui principalmente os três tipos seguintes: 

① As pedras preciosas com fissuras internas, clivagem ou um grande número de inclusões são susceptíveis de rachar ou partir depois de suportar altas temperaturas e choque térmico ou podem mudar de cor durante o processo de fundição devido a inclusões (aspeto leitoso ou fosco). Por conseguinte, as pedras preciosas desta qualidade não são adequadas para a fundição em cera, como as opalas, que têm muitas fissuras internas, e outras pedras preciosas de baixa qualidade têm frequentemente estes problemas.

② Pedras preciosas que não suportam altas temperaturas ou que mudam de cor a altas temperaturas, incluindo ametista, turmalina bicolor, citrino, etc. Algumas pedras preciosas que foram tratadas artificialmente para melhorar a cor podem mudar ou desbotar após o aquecimento. As esmeraldas têm uma fraca resistência ao calor, especialmente ao aquecimento irregular, o que também não é adequado para o processo de fundição por cera. 

③ As pedras preciosas que ardem a altas temperaturas, como as pérolas, o âmbar, o coral e a turquesa, ardem a altas temperaturas, fazendo com que a superfície da pedra preciosa se torne áspera e o interior apresente uma ligeira turvação. Por conseguinte, não podem ser utilizadas no processo de fundição com cera.

2. Requisitos para ligas de joalharia na fundição em cera

Em comparação com os processos convencionais de fundição por cera perdida, a fundição com cera geralmente reduz a temperatura de queima e, para minimizar o choque térmico do metal fundido com as pedras preciosas, uma temperatura de vazamento mais baixa deve ser usada sempre que possível. Por conseguinte, as ligas utilizadas para a fundição em cera devem ter um ponto de fusão mais baixo, melhor fluidez e resistência à oxidação. As ligas de joalharia normalmente utilizadas para a fundição em cera são as seguintes


(1) Liga metálica de cor amarela K.

De um modo geral, as ligas de metal amarelo K têm um ponto de fusão mais baixo e um melhor desempenho de fundição, conseguindo normalmente um bom efeito de fixação da cera, como as ligas 8KY, 9KY, 10KY e 14KY,18KY, amplamente utilizadas (Figura 5¬-35). Quanto maior for o grau de pureza, mais elevado é o ponto de fusão da liga, o que tem requisitos correspondentes para o processo de fixação da ceraequipamento, etc. O método de fundição centrífuga é mais adequado para ligas metálicas de alta pureza do que a fundição a vácuo. Isto porque a temperatura do molde utilizado na fundição a vácuo é mais elevada, e o sistema de temperatura formado com o metal fundido é demasiado elevado para as pedras preciosas. A fundição centrífuga pode baixar a temperatura do molde e reduzir o risco de danificar as pedras preciosas. As experiências mostraram que as ligas metálicas 20KY e 22 KY também podem ser utilizadas para a colocação de cera.

Figura 5-35 Anel de liga metálica 18 KY para engaste de pedras preciosas em cera,
Figura 5-35 Anel de liga metálica 18 KY para engaste de pedras preciosas em cera,


(2) Liga de metal branco K.

A demanda do mercado por platina K é muito alta, como 10KW 、 14KW 、 18KW. Grande parte do metal branco K é usado em jóias de conjunto, tornando o processo de fundição de cera adequado para produzir este tipo de liga de importância prática significativa. No entanto, os elementos de branqueamento atualmente utilizados para as ligas de metal branco K são principalmente Ni e Pd. Devido aos seus elevados pontos de fusão, a temperatura de fundição das ligas de metal branco K é mais elevada e a velocidade de solidificação é mais rápida. Por conseguinte, quando se realiza a fundição em cera com ligas de metal branco K, as pedras preciosas são mais susceptíveis a choques térmicos, o que conduz a potenciais problemas, e o metal de fundição pode também encontrar problemas. O processo de fundição em cera reduz a temperatura máxima de queima, o que pode deixar resíduos de cera no molde. A reação entre a liga e estes resíduos pode causar buracos de gás na fundição.
Além disso, na área de pedras preciosas de fixação de cera, o efeito de resfriamento rápido das pedras preciosas pode facilmente bloquear os canais de alimentação, levando a cavidades de encolhimento na fundição. Além disso, após a fundição de cera, o molde requer um tempo maior para o resfriamento natural, o que estende o tempo de permanência entre 260-430 ℃, causando efeitos de endurecimento por envelhecimento em ligas contendo Ni, resultando em maior dureza. Muitos tipos de alimentação são usados para ligas de metal branco K, cada um com suas vantagens e desvantagens.
O ponto de fusão do metal é relativamente baixo, tem boa fluidez, e o seu desempenho de fundição e reciclabilidade são bastante bons, tornando-o vantajoso para a fundição em cera. As experiências mostram que podem ser obtidos excelentes resultados de fundição em cera selecionando ligas de fundição adequadas e cumprindo rigorosamente os requisitos do processo durante a operação (Figura 5-36).


(3) Liga metálica vermelha K.

Geralmente, é aconselhável evitar a utilização de ligas de metal K cor-de-rosa ou vermelho para a fundição em cera, especialmente rosa 18K ou vermelho 18K. Isto deve-se ao facto de, após o vazamento, o tempo de arrefecimento do molde ser longo, o que pode causar uma transformação de fase ordenada na peça fundida, levando a fissuras e fragilidade na superfície da peça fundida.


(4) Liga de prata. 

As ligas de prata têm um ponto de fusão mais baixo e um melhor desempenho de fundição, tornando os resultados da fundição em cera mais fáceis de garantir. A zircónia cúbica (CZ) e várias pedras preciosas sintéticas baratas são normalmente utilizadas (Figura 5-37). Para obter bons resultados na fundição em cera de jóias de liga de prata, é aconselhável selecionar um material de enchimento com boa resistência à oxidação, o que pode reduzir significativamente a porosidade da peça fundida e minimizar a formação de padrões de óxido.

Figura 5-36 Anel de liga metálica 18KW com diamante fundido em cera

Figura 5-36 Anel de liga metálica 18KW com diamante fundido em cera

Figura 5-37 Anel de liga de prata CZ 925 fundido em cera

Figura 5-37 Anel de liga de prata CZ 925 fundido em cera

Devido à reduzida temperatura de queima do molde durante a fundição em cera, pode haver resíduos não queimados no molde, que podem facilmente contaminar a liga. Por conseguinte, os materiais reciclados da fundição em cera devem ser armazenados separadamente dos da fundição convencional por cera perdida durante a gestão da produção. Além disso, uma vez que os contaminantes podem acumular-se na liga, os resíduos da fundição em cera devem ser purificados mais rapidamente do que os da fundição convencional por cera perdida.

Secção V Problemas e soluções comuns na fundição em cera

A tecnologia de fundição por engaste de cera é uma técnica abrangente que integra conhecimentos de várias disciplinas, incluindo a tecnologia de fundição, a ologia de pedras preciosas, a metalurgia, a tecnologia de fabrico de jóias e a estética. Envolve um vasto leque de conhecimentos e numerosos factores de influência, em que qualquer alteração destes factores pode afetar os resultados da fundição por presa em cera, conduzindo a problemas de qualidade no produto final ou mesmo ao seu desmantelamento. Por conseguinte, se este processo não for controlado de forma eficaz, o custo da fundição por engaste de cera pode ser mais elevado do que o da fundição convencional de jóias.

Tabela 5-3 Análise de problemas comuns, causas e contramedidas na fundição em cera

Problemas comuns Imagens de amostra Causas Métodos melhorados
A gema fissuras A gema racha-se (1) A qualidade da gema é problemática ou não é adequada para a fundição de incrustação de cera; (2) A taxa de contração do modelo mestre é incorrecta; (3) Os espaços entre as gemas são demasiado pequenas ou estão em contacto umas com as outras durante a incrustação; (4) A taxa de aquecimento durante a torrefação é demasiado rápida; (5) A temperatura de vazamento temperatura de vazamento é demasiado elevada; (6) A taxa de contração da liga é demasiado elevada (1) Utilizar gemas de qualidade superior adequadas para a (2) Considerar o encolhimento total dos moldes de borracha moldes de borracha, moldes de cera e metal; (3) Distribuir as distribuir as gemas de forma razoável para garantir lacunas uniformes e suficientes (4) Controlar a taxa de aquecimento durante a torrefação; (5) Baixar adequadamente a temperatura do metal; (6) Escolher ligas adequadas
A gema muda cor A gema muda de cor (1) A gema não é adequada para a fundição em cera cera; (2) A gema foi tratada artificialmente tratada artificialmente; (3) A temperatura de fundição é demasiado alta; (4) A temperatura de fundição do metal é demasiado elevada (1) Não utilizar pedras preciosas como a ametista, o citrino ou topázio azul; (2) utilizar pedras preciosas não optimizadas e não tratadas não optimizadas e não tratadas; (3) baixar a temperatura de torrefação e a temperatura de vazamento do molde, adicionar agentes protectores agentes protectores ao pó de fundição; (4) baixar a temperatura de fundição
Metal entre as pedras preciosas Metal entre as pedras preciosas (1) O encolhimento deixado pelo molde mestre é demasiado grande, resultando em lacunas excessivas entre as pedras preciosas; (2) as dimensões das pedras preciosas não são (2) as dimensões das pedras preciosas não são adequadas; (3) a distribuição das distribuição das pedras preciosas é desigual; (4) a temperatura do metal temperatura do metal é demasiado elevada (1) Selecionar corretamente a quantidade de encolhimento do molde mestre; (2) escolher pedras preciosas de tamanho adequado tamanho apropriado; (3) distribuir uniformemente as pedras preciosas para garantir (3) distribuir uniformemente as pedras preciosas para garantir lacunas adequadas; (4) baixar a temperatura de vazamento
Pedras preciosas caído Pedras preciosas caídas (1) Os orifícios de pré-ajuste na parte inferior do modelo mestre não são adequados; (2) A não é suficientemente grande ou está posicionado (3) O molde de cera não foi não foi verificado antes de colocar a pedra; (4) A pedra A pedra preciosa não está bem colocada no molde de cera (5) O tamanho da pedra preciosa não é adequado; (6) A temperatura de fundição do metal é demasiado baixa. (1) Corrigir os furos de pré-ajuste do modelo mestre; (2) Aumentar o tamanho do portão ou abrir outro portão para melhorar a capacidade de enchimento do metal; (3) Verificar cuidadosamente verificar cuidadosamente o molde de cera, especialmente a área do furo de pré-ajuste (4) Colocar firmemente a pedra preciosa no molde de cera, prestando atenção à firmeza da pedra preciosa; (5) Utilizar pedras preciosas de tamanho adequado; (6) Se necessário, aumentar adequadamente a temperatura do metal fundido do metal fundido para obter uma fundição completa.
A pedra preciosa é irregular. A pedra preciosa é irregular. (1) A qualidade do modelo mestre é pobre, e a posição de ajuste é desigual; (2) A pedra preciosa não foi colocada uniformemente quando colocada no molde de cera; (3) O molde de cera (3) O molde de cera está deformado; (4) O tamanho da (4) O tamanho da pedra preciosa é irregular; (5) O molde de cera foi sujeito a vibrações externas durante o transporte e operação. (1) Assegurar que a posição de ajuste é uniforme ao fazer o modelo mestre; (2) A pedra preciosa deve ser colocada uniformemente quando colocada no molde de cera; (3) Preste atenção para verificar o molde de cera e corrigir quaisquer deformações; (4) O tamanho da pedra preciosa deve ser regular; (5) Tenha cuidado para não vibrar o molde de cera durante a operação
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