石蠟鑄造工藝

1、石蠟鑄造工藝失蠟鑄造工藝是由古代鑄造工藝發(fā)展而來的。距今5000多年前的新石器時代晚期，我國古代工匠就在青銅器的制造中廣泛采用了失蠟鑄造工藝。當(dāng)時的工匠根據(jù)蜂蠟的可塑性和熱揮發(fā)性的特點，首先將蜂蠟雕刻成需要形狀的蠟?zāi)?，再在蠟?zāi)Ｍ獍ね敛㈩A(yù)留一個小洞，晾干后焙燒，使蠟?zāi)饣瘬]發(fā)，同時黏土則成為陶瓷 殼體，殼體內(nèi)壁留下了蠟?zāi)５年幠！＿@時再將熔化的金屬沿小孔注入殼體，冷卻后打破 殼體，即獲得所需的金屬鑄坯。現(xiàn)代失蠟鑄造技術(shù)的基本原理并無二致，只不過更加復(fù) 雜精密。這主要體現(xiàn)在對蠟?zāi)５男臀痪_的要求更加嚴格?，F(xiàn)代工藝中蠟?zāi)５墨@得不只 是對蠟的直接雕刻，還可以通過對金屬原模（版）的硅膠模壓得到陰模，再

2、由硅膠陰模 注蠟后得到蠟?zāi)?。澆鑄材料也不再是黏土，而代以鑄造石膏。這樣的產(chǎn)品比古代的鑄件 精細得多。失蠟澆鑄的工序流程是：壓制膠模一一開膠模一一注蠟（模）一一修整蠟?zāi)＃ê赶災(zāi)＃?種蠟樹（ 稱重） 灌石膏筒 石膏抽真空 石膏自然凝固烘焙石膏 一一熔金、澆鑄一一炸石膏一一沖洗、酸洗、清洗（一一稱重）一一剪毛坯（一一滾光）。 下面分別講述各個工序。一.壓制膠模制作膠模使用的膠是兩面帶沾膠的生橡膠片。一般使用進口膠片，以Castaldo牌為多。其中一種價格相對低一些，由于所含天然橡膠的成分較少，硫化后的硬度稍大，但壓模 時間較短，適合于經(jīng)驗比較豐富的開模師進行操作；另一種價格稍高，所含天然橡膠的 充分

3、較多，質(zhì)地柔軟，韌性十足，適合于花型較為復(fù)雜、輪廓尺寸細小、凸凹明顯的銀 版壓模，在取出蠟?zāi)r不易折斷蠟?zāi)?。生膠片的保存必須注意控制其存放溫度，在20 c以下一般可保存一年，在05 C保存時間可達到23年。另外，也有一種預(yù)先制成一系列大小和厚度的橡膠模，其內(nèi)壁有凸凹的連接腳，使用比 較方便。壓制膠模的設(shè)備是（硫化）壓模機，其主要部件由兩塊內(nèi)帶電阻絲和感溫器件的加熱板、 定溫器、定時器（有些型號沒有此裝置）等組成。壓模機上面還配有升降絲杠，用于壓 模及取出。配套使用的還有壓?？颍鶕?jù)其開孔的數(shù)量可以分為單板、雙板、四板等型號，制造壓 模框的材料通常是鋁合金。一般壓?？虻某叽鐬?8mm x 73m

4、m,有時使用加厚的壓模框壓制較大的原版，尺寸通常為64mm x 95mm。壓膠?？此坪唵?，其實其中也有許多細節(jié)必須講究。首先必須保證壓?？蚝蜕z片的清 潔，壓模之前應(yīng)該盡可能地將壓?？蚯逑锤蓛?，操作者清洗雙手和工作臺；其次要保證原版與橡膠之間不會粘連，要做到這一點,就應(yīng)該優(yōu)先使用銀版，如果是銅版則應(yīng)該將銅版鍍銀后再進 行壓模，因為銅版很容易與橡膠粘連在一起；再次就是要注意根據(jù)具體情況確定適當(dāng)?shù)牧蚧瘻囟群蜁r間一一這兩者不但基本符合某一個函數(shù)關(guān)系，而且還與膠模的厚度、長寬、原版的復(fù)雜程度有關(guān)，通常將壓模溫度定為150c左右，如果膠模厚度在3層（約10mm）, 一般硫化時間為2025分鐘，如果是4層

5、（約13mm）則硫化時間可為3035分鐘 依次類推，同時硫化溫度與原版的復(fù)雜程度也有關(guān)系：如果原版是復(fù)雜、細小的款式， 則應(yīng)該降低硫化溫度，延長硫化時間（如有的師傅采用降低溫度10C,延長時間一倍的方法），反之如果溫度過高，反而會影響壓模的效果。壓模質(zhì)量的好壞還取決于壓埋模版的質(zhì)量。總的來說，首先應(yīng)該使生膠片能夠牢固緊密 地粘接在一起，必須首先保證生膠片的清潔，不要用手直接接觸生膠片的表面，而應(yīng)該 將生膠片粘上后再撕去生膠片表面的保護膜。要保證生膠與原版之間沒有縫隙。在填埋生膠時就應(yīng)該仔細，尤其對某些細小的花型和副石鑲口底孔等細微孔隙，必須用碎小的 膠粒填滿，用尖銳物（如鑲子尖）壓牢。為了避免

6、壓出的膠模過于堅硬，填埋生膠時應(yīng) 該按照同一方向進行壓埋。為了保證膠模在相當(dāng)時期內(nèi)可以使用，應(yīng)該使膠模具有足夠的厚度，因此一個膠模最少也應(yīng)該使用3層生膠壓制。將生膠疊壓好原版后應(yīng)該使膠模整體略大于壓模框，即長寬略大（能夠用力壓入壓模框），膠模厚度在壓入壓模框后略高于框體平面約2mm。壓模還必須注意要首先預(yù)熱，再放入已裝壓好生膠的壓?？?，旋緊手柄使加熱板壓緊壓 ?？?，硫化初期可以檢查一下加熱板是否壓緊，硫化時間到了以后迅速取出膠模，最好 使其自然冷卻（當(dāng)然也可以用冷水沖涼）到不燙手時，就可以趁熱用鋒利的手術(shù)刀進行 開膠模的操作了。二.開膠模開膠模在首飾工廠中是一項要求很高的技術(shù)，因為開膠模的好壞

7、直接影響蠟?zāi)Ｒ约敖饘倜鞯馁|(zhì)量，而且還直接影響膠模的壽命。技術(shù)高超的開模師傅開出的膠模，在注蠟后 基本沒有變形、斷裂、披風(fēng)的現(xiàn)象，基本不需要修蠟、焊蠟，能夠節(jié)省大量修整工時， 得到較高的生產(chǎn)效率。開膠模使用的工具比較簡單，有手術(shù)刀及刀片、鑲子、剪刀、尖嘴鉗等。注意初學(xué)者使 用手術(shù)刀時必須使用新刀片， 這樣反而不容易劃傷手指。 切割過程中為保證刀片與生膠 片膠模之間的潤滑，可以在刀片上蘸水或洗滌劑（但是千萬不能蘸油，因為油會使膠模 變硬、變脆）。膠模通常采用四腳定位法，也就是說，開出的膠模有四個腳相互吻合固 定,四腳之間的部分有采用直線切割的，也有采用曲線切割的 一般的開模順序（以開戒指膠模為例

8、）如下：1）壓過的膠模冷卻至不燙手時，用剪刀剪去飛邊，用尖嘴鉗取下水口塊，拉去焦殼。2）將膠模水口朝上直立，從水口的一側(cè)下刀，沿膠模的四邊中心線切割， 深度為35mm （可根據(jù)膠模大小適當(dāng)調(diào)整），切開膠模四邊。3）從第一次下刀處切割第一個腳。首先割開兩個直邊，深度為35mm （可根據(jù)膠模大小適當(dāng)調(diào)整），再用力拉開已切開的直邊，沿 45切開一個斜邊，形成一個直角三角形 形狀的腳。這時切口的膠模兩半部分應(yīng)該有對應(yīng)的陰、陽三角形腳相互吻合。4）按照上一步的操作過程，依次切割出其余三個腳5）拉開第一次切開的腳，用刀片平穩(wěn)地沿中線向內(nèi)切割（如果是曲線切割法則應(yīng)按照一定的曲線擺動刀片，劃出魚鱗狀或波浪形的

9、切面），一邊切割一邊向外拉開膠模，快到達水口線時要小心，用刀尖輕輕挑開膠模，露出水口。再沿戒指外圈的一個端面切開 戒指圈，直至戒指花頭和鑲口處。6）花頭的切割，這是開膠模中比較困難和復(fù)雜的步驟。如果主石鑲口是爪鑲，切割花 頭就應(yīng)該沿花頭一側(cè)兩個爪的軸線切開，然后向花頭另一側(cè)的戒指外圈端面切割，直至切割到水口位置。這時膠模已經(jīng)被切成兩半了，但還不能將銀版取下。7）切割留有鑲口、花頭的膠模部分。在主石兩側(cè)與副石鑲口間隔處，沿主石鑲口外側(cè) 已切開的兩個爪軸線切割，直至對稱的另兩個爪；再沿主石鑲口外側(cè)的剩余一個方向切 割，與剛才切割的面相交，使主石鑲口呈直立狀。再在主石鑲口及副石鑲口的爪根部橫 切一刀

10、，使花頭成為兩部分。拉開已切開的部分，注意觀察有無被拉長的膠絲（通常是 副石鑲口的孔和花頭的鏤空部分形成的），若有則應(yīng)該切斷。8）取下銀版，注意觀察銀版與膠模之間有無膠絲粘連，若有，切斷9）開底。沿戒指內(nèi)圈深切整個圓周，使切口接近底面，不要切透。翻轉(zhuǎn)膠模，用手指 抓住膠模兩邊向切口方向折彎， 可以觀察到內(nèi)圈的圓周切口以及鑲口、花頭部分的切口的痕跡（因未切割透，剩余的橡膠拉伸形成略凹的淺痕）。沿這些痕跡切割至對應(yīng)水口的位置，再沿水口平行的方向切割 812mm寬度的長條，長度接近水口。 這時的底部形成一個類似蘑菇的形狀， 已經(jīng)能夠?qū)⒔渲傅膬?nèi)側(cè)部分從切開的底部拉出了。這樣的膠模才能順利地將蠟?zāi)Ｈ〕觥?/p>

11、壓制好的膠模應(yīng)該再進行仔細的檢查。注意膠模內(nèi)不能有任何缺陷，比如明顯的破花、缺角、粘連等。這些都有可能造成蠟?zāi)５娜毕?，因此?yīng)該對這些缺陷進行修補，如切開未切的位置、用焊蠟器焊補破花、缺腳 的地方等。另外，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的原版應(yīng)該按照具體情況進行切割面的調(diào)整，比如對于 多層的盤鑲式首飾應(yīng)該分層切割，有時還需要套切出套芯；對于多層的吊墜、大而復(fù)雜 的鏈牌可以不必開底，直接分層等等。膠模的保存環(huán)境應(yīng)該是低溫、陰暗的，還要避免 油類、酸性物質(zhì)的影響。如果使用的不是非常頻繁，膠?？梢允褂蒙鲜甑臅r間。但是 如果使用頻繁，一般使用兩年就不使用了，因為這時的膠模由于反復(fù)注蠟受熱已經(jīng)變硬， 使用效果大大降低。加

12、上對款式變化需要的考慮，一般膠模的使用壽命在23年之間 三.注蠟壓力以及膠模的壓緊等膠模開好后就可以進行注蠟操作了。注蠟操作應(yīng)該注意對蠟溫、 因素。制作蠟?zāi)Ｊ褂玫南炓话闶翘m色的模型石蠟，其融化溫度在60 c左右，注蠟溫度在 65 C左右。還有一些其他顏色的石蠟，性質(zhì)略有不同。蠟溫及注射壓力是由注蠟機決定的。注蠟機的類別通常有風(fēng)壓式和真空式兩種。這兩種注蠟機的注蠟原理基本相似，就是利 用氣壓將熔融狀態(tài)的蠟注入膠模。兩者的區(qū)別在于真空式注蠟機能夠先將膠模抽真空， 在向膠模注蠟；而風(fēng)壓式注蠟機只能直接向膠模注蠟。所以通常操作以真空式注蠟機比 較容易掌握，而風(fēng)壓式注蠟機則需要具有一定的經(jīng)驗。注蠟機中的

13、加熱器和感溫器能夠使蠟液達到并保持一定的溫度。通常注蠟機中蠟的溫度應(yīng)該保持在7075c之間，這樣的溫度能夠保證蠟液的流動性。如果溫度過低，蠟液不 易注滿蠟?zāi)?，造成蠟?zāi)５臍埲保环粗炓簻囟冗^高，又會導(dǎo)致蠟液從膠模縫隙處溢出或 從注蠟口溢出，容易形成飛邊或燙傷手指。注蠟機蠟筒內(nèi)的壓力是由外接氣泵提供的，一般應(yīng)該保持在0.50.7at（或kgf/cm2）即0.0510.071Bar之間，也可以根據(jù)蠟?zāi)５捏w積和復(fù)雜程度進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。注蠟之前，首先應(yīng)該打開膠模，檢查膠模的完好性和清潔性。如果是使用過的膠模，就應(yīng)該向膠模中尤其是形狀比較細小復(fù)雜的位置噴灑脫蠟劑（也可撒上少量滑石粉），以利于取出蠟?zāi)＃黄浯?/p>

14、應(yīng)該預(yù)熱注蠟機，打開氣泵，調(diào)整好壓力和溫度。注蠟時，應(yīng)該用雙手將夾板（可以是有機玻璃板或木板、鋁板等）中的膠模夾緊，注意 手指的分布應(yīng)該使膠模受壓均勻；將膠模水口對準(zhǔn)注蠟嘴平行推進，頂牢注蠟嘴后雙手不動，用腳輕輕踏合注蠟開關(guān)并隨即松開，雙手停留12秒后，將膠模放置片刻，即可打開膠模（如果膠模有底，應(yīng)該首先將模底拉出），取出蠟?zāi)?。蠟?zāi)Ｈ〕龊笞屑殭z查,如果出現(xiàn)比較嚴重的缺邊、斷腳等問題，這樣的蠟?zāi)＞蛯儆趶U品。如果是一些比較細小的缺陷，則應(yīng)該進行蠟?zāi)５?修整。四.修整蠟?zāi)Ｒ话愣?，注蠟后取出的蠟?zāi)６紩蚨嗷蛏俚卮嬖谝恍﹩栴}，如飛邊、多重邊、斷爪、 肉眼可見的砂眼、部分或整體結(jié)構(gòu)變形、小孔不通、花頭線

15、條不清晰、花頭搭邊等等。對于飛邊、多重邊、花頭不清晰、花頭搭邊等缺陷可以用手術(shù)刀片修光；對于砂眼、斷爪可以用焊蠟器進行焊補；小孔不通的可以用焊針穿透；對于蠟?zāi)５淖冃慰梢栽?4050c 的熱水中進行校正.另外，對于手寸不同的戒指，如果等到執(zhí)模時再改指圈，無疑既費工又費料。所以一般 的生產(chǎn)企業(yè)都是在修蠟?zāi)r直接改指圈。改指圈使用焊蠟器非常方便，焊好后用刀片修整一下焊縫即可。五.種蠟樹蠟?zāi)＝?jīng)過修整后，需要種蠟樹，才能進行進一步的操作種蠟樹就是將制作好的蠟?zāi)０凑找欢ǖ捻樞颍煤赶炂餮貓A周方向依次分層地焊接在一根蠟棒上，使最終得到一棵形狀酷似大樹的蠟樹，再將蠟樹進行灌石膏等工序。種蠟樹 的基本要求是，蠟

16、模要排列有序，關(guān)鍵是蠟?zāi)Ｖg不能接觸，既能夠保持一定的間隙， 又能夠盡量多地將蠟?zāi)：冈谙灅渖希簿褪钦f，一棵蠟樹上要盡量“種”上最多數(shù)量的 蠟?zāi)?，已滿足批量生產(chǎn)的需要。種蠟樹必須“種”在一個圓形橡膠底盤上。這個橡膠底盤的直徑是與不銹鋼筒的內(nèi)徑配 套的。一般橡膠底盤的直徑有3?肌？?及牒？?肌5著痰惱？行撓幸桓嬖黃盧鳥腦殘偉伎祝 ？伎椎鬧本隊形？韓睦？嫁本斷嗟?。“謹S？鰲鋼牡謫徊劍？褪墻？?枚凡空閡恍T庫？睦？海？ 萌煥迦氯著痰陌伎字校？估？粲瓶伎捉岷俠喂獺5詼？劍？鴆憬？：附釉談洲希？梢源永？ 臚撞靠？跡史上攣蛭希？幫梢源永？枚凡靠？跡也繕舷獅攏？H綣？爸質(zhì)鰲鋼募際醺冉鮮炮 罰？街址椒u僮膜鵠

17、吹牟畋鴆淮螟壞？且話閏褂么永？枚凡靠？跡u由舷獅攏口姆椒U冉隙瞰？ 蛭？庵址椒淖畬笥諾閏強梢苑樂谷庫 ？睦？旱溫沫膠負玫睦？ I希？花槐庖庖蛆？旱溫溫斐 傻牟槐匾？姆侄?BR種蠟樹的操作過程應(yīng)該注意以下一些問題。1）種蠟樹的蠟?zāi)Ｋ琅c蠟棒之間一般有 45。的夾角，也就是說，蠟?zāi)５姆较蚴莾A斜向 上的。只有這樣才能便于金水順利注入石膏模。這個夾角可以根據(jù)蠟?zāi)５拇笮『蛷?fù)雜程 度進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，小而復(fù)雜的蠟?zāi)？梢詼p小夾角；反之，比較大的蠟?zāi)？梢栽龃髪A角2）在種蠟樹之前，應(yīng)該首先對橡膠底盤進行稱重。種蠟樹完畢，再進行一次稱重。將 這兩次稱重的結(jié)果相減， 可以得出蠟樹的重量。將蠟樹的重量按石蠟與鑄造金屬的

18、密度 比例換算成金屬的重量，就可以估算出大概需要多少金屬進行澆鑄。3）種蠟樹完畢，必須檢查蠟?zāi)Ｊ欠穸家押咐?。如果沒有焊牢，在 灌石膏時就容易造成蠟?zāi)Ｃ撀洌绊憹茶T的進行。最后，應(yīng)該再檢查蠟?zāi)Ｖg是否有足 夠的間隙，蠟?zāi)Ｈ糍N在一起，應(yīng)該分開；如果蠟樹上有滴落的蠟滴，應(yīng)該用刀片修去。.灌石膏、抽真空,在鋼鈴?fù)饷嫔习鼏蚊婺z紙（膠紙最后應(yīng)該將蠟樹連底盤一起套上不銹鋼筒（鋼鈴） 高出鋼鈴上沿20cm左右）備用。1）拌石膏漿：按鋼鈴的具體容積備好相應(yīng)重量的石膏粉和水（若無蒸儲水，自來水也可），一般石膏粉和水的比例為 22.5: 1 （這時的石膏漿比重約為 2）,可以根據(jù)氣候的 干濕、冷暖，以及鑄模的大小、復(fù)雜程度進行調(diào)整，水溫在2025c之間比較適宜。先將水放入攪拌容器中，開動攪拌器，逐步放入石膏粉，攪拌 10分鐘左右，即可進行第 一次抽真空（12分鐘）。2）灌石膏：抽真空后的石膏漿馬上沿鋼鈴的內(nèi)壁緩緩注入，切忌將石膏漿直接倒在蠟樹上，直至石膏漿沒過蠟樹約 1cm,立即進行第二次抽真空。抽真空 2分鐘完畢，自然 放置612小時進行以保證石膏的凝固。.烘焙石膏石膏模的烘焙是保證澆鑄正常進行的重要工序。一般而言，18K金的鑄模烘焙時間為612小時，粕金的鑄模烘焙時間為1220小時。烘焙的作用主要