Применение обычных черновых форм с наращиванием металла в каждую раковину в отдельности наиболее просто и технически удобно, но требует подгонки раковин.
На рисунке 8 показана скульптура, изготовленная в черновой форме. В ее затылочной части облой, который удаляют, после чего в это место впаивают затылочную деталь, изготовленную во второй раковине черновой формы. В данной скульптуре боковины и спина отсутствуют, так как они плоские; их изготовляют из листовой меди и при монтаже впаивают.
Рис. 8. Скульптура, изготовленная в черновой форме.
Использование соединенных заранее раковин черновой формы с проработкой шва не требует монтировочных работ для соединения частей готовой металлической репродукции, но такой способ осложняет ведение процесса электролиза: затрудняется равномерное наращивание металла в наиболее углубленных местах формы.
Применение обычных черновых форм целесообразно главным образом при изготовлении крупной скульптуры.
Отдельные детали можно изготовлять в кусковых формах, а затем готовые детали спаять между собой.
Изготовление гипсовых форм с барельефов
При изготовлении форм с барельефов, медалей и других художественных изделий, имеющих рельеф без «поднутрений» («замков»), формы снимают путем заливки моделей гипсом. Для этого гипс засыпают в воду и размешивают его, получая сметанообразную массу.
Предварительно рекомендуется гипс на рельеф нанести кисточкой, с тем чтобы в полученной форме не было не залитых гипсом мест и следов воздушных пузырьков.
Нанеся тонкий слой гипса на поверхность копируемой модели, заливают ее разведенным гипсом. При этом работу следует выполнять достаточно быстро, так как разведенный гипс затвердевает. При снятии гипсовых форм с гипсовых моделей последние предварительно должны быть смазаны раствором парафина в керосине.
Смазка этим раствором предотвращает сращивание гипсовой модели с изготовляемой гипсовой формой. Гипсовые формы можно снимать не только с металлических, деревянных, пластмассовых моделей, но и с пластилиновых и глиняных. Но в этом случае обычно модели разрушаются из-за пластичности этих материалов.
Во избежание растекания заливаемого гипса вокруг модели устанавливают обичайку (обод) из картона, ватманской бумаги или металлической фольги. Когда гипс остынет и окончательно затвердеет, снимают обичайку, подправляют ножом края и делают отверстие в крае формы для электропровода, для подвески и контактирования с отрицательным полюсом источника тока.
Пропитка и изоляция гипсовых форм
Пропитка гипсовых форм для устранения гигроскопичности является одной из важнейших операций. Перед пропитыванием гипсовые формы должны быть хорошо высушены при равномерном повышении температуры до 50–60 °C. Особенно медленно следует повышать температуру при сушке очень сырых, только что снятых форм во избежание деформаций и трещин.
Формы, состоящие из нескольких кусков, надо сушить в собранном виде, с плотно прижатыми один к другому кусками (для устранения их деформации). В сушильном шкафу формы размещают на перфорированном стеллаже (с отверстиями) открытой частью вверх так, чтобы теплота равномерно омывала их снизу, а влага имела выход кверху. Хорошо высушенная форма должна иметь совершенно белый цвет и издавать при простукивании специфический звук сухого гипса. Сухая форма быстро воспринимает пропитку и не дает трещин.
Гипсовые формы пропитывают расплавленными восковыми составами с температурой плавления от 50 до 125 °C в зависимости от состава пропиточной композиции; предпочтительны составы, имеющие низкую температуру плавления (см. табл. 5). Формы, погружаемые в пропиточный состав, подогревают, при этом воздух, находящийся в форме, вытесняется. В зависимости от времени выдержки гипсовых форм в составе глубина пропитки может быть различной и считается достаточной при толщине примерно от 2 до 5 мм.
Необходимая длительность выдержки гипсовой формы в пропитывающем составе зависит от его компонентов, температуры и от степени просушенности формы.
Чем выше температура пропитывающего состава (а она может быть значительно выше его точки плавления), тем меньше времени можно в нем выдерживать формы. Чем толще стенки формы, тем больше времени требуется для подогрева и пропитывания. Массивные толстостенные формы следует пропитывать не слишком перегретыми составами, чтобы избежать разрушения гипса от перегрева; наиболее пригодны составы с температурой плавления 60–80 °C. Таковы, например, составы на петролатумной, церезиновой, озокеритовой и стеариновой основах с добавками канифоли. Пропитывание производят с выдержкой в пропитывающем составе в течение 2–2,5 ч. Тонкие же формы можно пропитывать 20–30 мин.
Пропитывание составом с более высокой температурой плавления или перегретым составом можно применять только для небольших тонкостенных форм при кратковременной выдержке (не более 10–20 мин).
Температура плавления разных веществ, применяемых для пропитывания, приведена в таблице 5.
Сорта церезина с высокой температурой плавления можно употреблять для пропитывания форм без смешивания с другими материалами. Однако наиболее целесообразно производить пропитку в озокеритовой композиции, т. е. сплавах отдельных компонентов, составленных так, чтобы они имели все качества, требуемые от пропитывающих составов. Они должны:
1) иметь невысокую температуру плавления;
2) хорошо проникать в поры форм;
3) не размягчаться при нормальном нагреве электролита;
4) обладать хорошим сцеплением с электропроводящими составами, наносимыми на форму;
5) не зажиривать электропроводящих составов (во избежание повышения омического сопротивления);
6) хорошо смачиваться электролитом;
7) не реагировать с электролитом;
8) иметь высокую температуру вспышки.
Обычно для пропитки гипсовых форм применяют пропиточные составы из двух-трех компонентов. Некоторые из них приведены ниже в процентах:
1. Озокерит… 70
Восковая монтановая композиция (темп. пл. 85 °C)… 30
2. Озокерит… 70
Восковая монтановая композиция… 15
Канифоль (темп. пл. 64,5 °C)… 15
3. Озокерит… 85
Канифоль… 5
Стеарин (темп. пл. 75 °C)… 10
4. Восковая монтановая композиция… 80
Петролатум (темп. пл. 82 °C)… 20
ВОСКОВЫЕ ФОРМЫ
Рецепты восковых композиций
Восковые композиции удобны для непосредственной заливки на металлические модели, а также гипсовые, смоченные водой во избежание прилипания или иные модели, выдерживающие высокие температуры восковых композиций (70–80 °C).
Составы восковых композиций приведены в таблице 6.
Ввиду того что свойства веществ, входящих в эти рецепты, очень сильно меняются от образца к образцу, следует рецепты не копировать слепо, а смело приспосабливать их к конкретным условиям, учитывая при этом особенности отдельных компонентов восковых композиций. Парафин снижает мягкость пчелиного воска, но увеличивает усадку; спермацет облегчает смешение компонентов; введение лишнего стеарина следует избегать, так как он реагирует с электролитом медной ванны; минеральное масло и говяжий жир смягчают композицию, но могут зажиривать проводящий слой. Еще более сильным смягчающим действием обладает скипидар: он не портит проводящего слоя, но при длительном хранении восковой композиции может улетучиться из нее.
Графит в очень незначительной степени повышает электропроводность форм и лишь облегчает последующий процесс графитирования. Оседая во время отливки восковых форм в расплавленной массе залитого воска, он сосредоточивается на рабочей поверхности формы, где облегчает связывание его с графитом, наносимым на форму в процессе графитирования.
Очень хорошими свойствами обладает восковая композиция, применяемая для механической записи звука при изготовлении граммофонных пластинок. Такая композиция имеет следующий примерный состав (в % по массе):
Воск-монтан пластифицированный… 41
Стеарат натрия… 33
Стеарат свинца… 15
Стеариновая кислота… 7
Стеарат алюминия… 4
Монтановая восковая композиция для звукозаписи наиболее удовлетворяет требованиям, предъявляемым к восковым формам для художественных изделий: она передает самые тонкие детали рельефа. При затвердевании масса отличается большой твердостью и хорошо поддается механическому и химическому нанесению электропроводящего слоя. Температура плавления композиции 80–90 °C.
Из числа композиций, дающих минимальную усадку, рекомендуют следующие (состав в процентах по массе):