Илья Мельников - Художественная обработка металла. Закрепление камней в изделиях и художественное литье

Чтобы к модели смесь не прилипала, ее опыливают толченым древесным углем или графитом.

Чтобы металл не пригорал к форме, перед заливкой ее внутреннюю поверхность покрывают сажей – коптят, или окрашивают специальными формочными красками, которые состоят из угольной пыли или графита, размешанного в воде.

Процесс изготовления формы, или формовка, заключается в следующем: модель кладут в опоку, установленную на подмодельную доску, и припыливают ее угольным порошком. Затем через сито насевают облицовочную смесь слоем до 30 мм. После этого опоку до краев заполняют наполнительной смесью.

Смесь насыпают слоями и уплотняют трамбовкой. Излишек земли удаляют счищалкой и душником накалывают каналы для выхода газов.

Затем опоку переворачивают и на нее устанавливают другую, в которую укладывают модели литника и выпора, чтобы в форму образовались два канала – один для заливки ее металлом, а другой – для отвода газов – выпор, представляющий собой брусок небольшого сечения.

После этого модели припыливают и вторую опоку так же, как и первую, заполняют формовочной смесью и уплотняют.

Верхнюю опоку снимают и из формы осторожно извлекают модель. Одновременно при помощи пинцета прорезают питатель – узкий канал, соединяющий полость формы с литником. Для получения пустотелых отливок в форме устанавливается заранее изготовленный и высушенный стержень. После этого форма закрывается и заливается расплавленным металлом.

Сложным и трудоемким процессом литья является кусковая формовка скульптурного литья – бюстов, фигур и т.д. Сущность кусковой формовки заключается в том, что вся форма составляется из отдельных кусков, которые потом объединяются двумя раковинами, размещенными в верхней и нижней опоках, что позволяет вынуть модель из готовой формы, не повредив ее, так как при этом каждый кусок формы снимается с модели отдельно.

После извлечения модели из формы она вновь собирается, причем каждый кусок устанавливается на свое место. Все эти операции выполняются с большой осторожностью, так как куски, изготовленные из формовочной смеси, очень хрупки. Для образования полости в отливке изготовляют стержень.

При отливке уникальных изделий кусковой формовкой стержень изготавливается непосредственно в форме.

Для этого нижнюю опоку с готовой землей припыливают и наполняют формовочной землей, уплотняя ее руками. Делают это осторожно, чтобы не повредить кусков, образующих форму. Затем из железной перфорированной трубки изготавливают каркас стержня и, обмазав его белой глиной, укладывают на нижнюю опоку так, чтобы концы каркаса (знаки) опирались на стенки формы. Затем опять выше краев насыпают формовочную смесь и придают ей примерную форму полости верхней опоки. Верхнюю опоку припыливают и несколько раз покрывают и уплотняют ею формовочную смесь.

С полученного стержня ланцетом срезают слой земли, равный желаемой толщине будущей отливки.

Для того, чтобы слой был более равномерным, поверхность стержня предварительно накалывается на глубину среза специальной наколкой, после чего легко срезается слой земли на глубину накала.

Просушенный стержень укрепляется в полости формы таким образом, чтобы он не сместился, ибо перекос или смещение стержня приводит к браку.

При отливке небольших мелких скульптур большими сериями обычная кусковая формовка заменяется кусковой формовкой в стержнях, для чего куски формы изготовляются в специальных металлических стержневых ящиках, каждому куску соответствует свой стержневой ящик. Этот способ ускоряет и облегчает кусковую формовку.

В случае формовки по разборной модели, уже не форму, а модель делают составной из отдельных кусков, каждый из которых легко и беспрепятственно извлекается из формы. Разборные модели изготавливают из латуни и бронзы. Все части модели отделывают, подгоняют, особенно в местах соединений.

При формовке архитектурного литья (части фонтанов, постаменты памятников и т.п.) применяют шаблонную формовку. Шаблонная формовка производится без моделей, при помощи специальных шаблонов.

Для облегчения процессов формовки трудоемкие ручные операции заменяют различными приспособлениями и машинами.

Литье по выплавляемым моделям является очень древним способом, который применяли еще в Древнем Египте, Древней Греции и античном Риме, а также в эпоху Возрождения. Этим способом отливали свои статуи П.К. Клодт, Э.М. Фальконе,

В.П. Ефимов. В современных условиях он значительно изменен.

Смысл литья по выплавленным моделям заключается в том, что модель после ее заформовки удаляется из формы путем нагрева.

Состав, из которого модель изготовляется, плавится и вытекает из формы, поэтому форму после формовки нет необходимости разбирать. Это дает возможность формовать любые по сложности изделия целиком без применения кусков, стыки между которыми оставляют на поверхности отливки швы, однако в случае перекоса кусков всей отливке наносится непоправимый ущерб.

В настоящее время при отливке художественных изделий способ литья по выплавляемым моделям применяется в нескольких вариантах: для отливки крупных фигур, для обычного литья средних размеров и для ювелирного литья из драгоценных металлов.

В ювелирном деле восковое литье с успехом применяли древние римляне, изготовляя, к примеру, знаменитые браслеты в виде змей.

Применяя этот способ, сначала изготовляли по рисунку чертеж отливки, учитывая литейную усадку, равномерную толщину стенок, литейные радиусы и другие параметры. Затем по этому чертежу изготовляют металлическую модель – эталон изделия.

Модель снабжается специальным литником, который рассчитывается и отливается вместе с моделью.

При выпуске небольших серий с эталона снимают резиновую форму, а при сериях крупных изготавливают специальную разборную металлическую прессформу.

Пользуясь либо резиновой формой, либо металлической прессформой из специального модельного состава заготавливают выплавляемые модели. В качестве модельного состава для литья ювелирных изделий употребляют парафин (95 процентов) с добавлением полиэтилена (5 процентов).

Работая с резиновыми формами или, изготавливая тонкостенные ажурные модели, состав плавят и при температуре 80 градусов в жидком виде заполняют им формы.

Работая с прессформами, состав применяют в пастообразном состоянии.

Формы предварительно смазываются касторовым маслом, разведенным в спирте.

Аналогичным способом изготовляют модель массивного, конусообразного и несколько изогнутого литника. Этот литник служит основой для сборки модельного блока путем напаивания на него большого числа моделей изделий. Затем готовят огнеупорный состав из гидролизованного раствора этилсиликата и маршалит – тонко размолотый кварцевый песок.