1 注蠟設備的進展
蠟模制作是一個較早的工序,它的質量對首飾品有重要影響,早期普遍使用的是簡易氣壓式注蠟機,蠟模的質量相對難保證,特別精細的蠟模難成型。上世紀80 年代后出現(xiàn)了真空注蠟機,注蠟前對橡膠模抽真空,提高了蠟液充型能力。90 年代以后開發(fā)了自動化程度很高的真空注蠟機,例如日本Yasui 公司生產(chǎn)的數(shù)碼式真空注蠟系統(tǒng)。它采用二次注蠟系統(tǒng)使蠟模的收縮降低到最低程度,一次射出加壓,二次射出加壓,二次射出加壓開始時間,夾模壓力,保持時間,壓迫壓力等注蠟參數(shù)可以任意組合設定儲存,達到最適合的注蠟設定參數(shù)組合。橡膠模放入夾模機械手內,輸入程序號,按下開始鈕即可;然后夾模、前進、自動對準注蠟口、抽真空、一次注蠟、二次注蠟、蠟模凝固保持、夾模開放等動作全自動完成。溫度控制準確,注蠟效果完美。另外,以往注蠟用的模具都是橡膠模,一般蠟模都必須有一定的厚度,近幾年開始在部分結構上采用金屬模,用它制作出來的蠟模非常薄,近乎透明,而且蠟模的重量、尺寸的穩(wěn)定性很好,對結構簡單的批量件很有意義。
2 開粉設備的進展
普遍使用的簡易攪粉機在攪粉過程中容易使?jié){料卷入氣體,對石膏鑄型性能產(chǎn)生影響。上世紀90 年代后出現(xiàn)了真空自動攪粉機,其中由意大利生產(chǎn)的一種攪粉機性能較好,它集攪拌器和真空密封裝置于一身,可以實現(xiàn)從攪拌鑄粉開始直到灌漿成型的整個過程都處于真空狀態(tài)下進行,有效減少了氣泡的出現(xiàn),使產(chǎn)品的粗糙度更好。真空攪粉機一般配備了定量加水、設定攪拌時間、設定攪拌速度等功能,提高了開粉的自動化程度。與簡易攪粉機相比,省去了攪粉、抽真空、灌漿、抽真空等復雜化操作,使操作簡單省時。
3 焙燒爐的進展
首飾行業(yè)用的石膏焙燒爐大都采用電阻爐,一般采用三面加熱,爐內溫度分布不夠均勻,焙燒時也不易調整爐內氣氛。圍繞使爐內溫度分布均勻、消除蠟的殘留物、自動化控制等目標,近年來不斷出現(xiàn)了一些先進的焙燒爐,例如意大利的Schultheiss 公司研制了一種新爐型,它在加熱元件和石膏型間加設耐熱鋼罩,爐頂裝風扇,強制空氣流過加熱元件,并從爐底返回爐膛內,從而強制了爐內空氣流動,此外該爐子也改進了爐殼的絕熱性能。再如德國研制了一種更先進的爐子,它采用爐床回轉方式,使石膏型能均勻受熱,石膏內壁光潔精細,特別適合先進的蠟鑲鑄造工藝,目前許多國家都在生產(chǎn)
這種爐子。
4 鑄造機的進展
由于首飾件都是比較精細的產(chǎn)品,澆注過程中很快發(fā)生凝固而喪失流動性,因此常規(guī)的重力澆注難于保證成型,必須引入一定的外力,促使金屬液迅速充填型腔,獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件。因此,鑄造機是失蠟鑄造首飾中非常重要的設備,是保證產(chǎn)品質量的一個重要基礎。根據(jù)所采用的外力形式,常用的首飾鑄造機主要有離心鑄造機和靜壓鑄造機兩類。
(1)離心鑄造機
它利用高速旋轉產(chǎn)生的離心力將金屬液引入型腔,充填速度較快,對于細小復雜工件的成型比較有利,適合金、銀等合金的鑄造;對鉑金來說,由于處于液態(tài)的時間非常短,用離心鑄造也是比較適合的。目前一些小型加工廠還在使用一種簡單的機械傳動式離心機,它沒有附帶感應加熱裝置,利用氧氣-乙炔來熔化金屬,冶金質量沒有保證?,F(xiàn)代離心鑄造機取得了很大進展,集感應加熱和離心澆注于一體,并適合鑄造金、銀、銅等合金。與靜力鑄造相比,離心鑄造具有澆注時金屬液紊流嚴重、容易出現(xiàn)氣孔、金屬液對型壁沖刷厲害、可鑄造的最大金屬量相對較少等缺點。針對這些問題,現(xiàn)代離心鑄造機在驅動技術和編程方面取得了很大的進步,其發(fā)展目標是改進編程能力和過程自動化。比如,鑄型中心軸和轉臂的角度設計成可變的,它作為轉速的一個函數(shù),能夠從90o變化到0o,這樣就綜合考慮了離心力和切向慣性力在驅使金屬液流出坩堝和流入鑄型的作用,這種裝置有助于改善金屬流的均衡,防止金屬液優(yōu)先沿著逆旋轉方向的澆道壁流入。在鑄型底部加設抽氣裝置,方便型腔內的氣體順利排出,改善充型能力。并配備測溫裝置,減少人為判斷誤差。
(2)靜力鑄造機
它利用真空吸鑄、真空加壓等方式,促使金屬液充填型腔,與離心鑄造相比,靜力鑄造機的充型過程相對平緩,金屬液對型壁的沖刷作用較小,由于抽真空的作用,型腔內氣體反壓力較小。一次鑄造的最大金屬量也較多,因此靜力鑄造機得到了越來越廣泛的應用。靜力鑄造機的種類有很多種,其中最簡單的靜力鑄造機當屬吸索機,這種機器的主要構件是真空系統(tǒng),不帶加熱熔煉裝置,因此需要與焊槍或熔金爐配合使用。由于是在大氣下澆注,金屬液存在二次氧化吸氣的問題,整個澆注過程是由操作者控制的,包括澆注溫度,澆注速度,壓頭高度、液面熔渣的處理等,因此人為影響質量的因素較多?,F(xiàn)代靜力鑄造機則集感應加熱、真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等于一體,在結構上一般采用直立式,上部為感應熔煉室,下部為真空鑄造室。采用底注式澆注方式,坩堝底部有孔,熔煉時用耐火柱塞桿塞住,澆注時提起塞桿,金屬液就澆入型腔。一般在柱塞桿內安設了測溫熱電偶,它可以比較準確地反映金屬液的溫度,也有將熱電偶安放在坩堝壁測量溫度的,但測量的溫度不能直接反映金屬液的溫度,只能作為參考。