Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Волгоградский Государственный Технический Университет»

(Волг ГТУ)

Кафедра: «Машины и технология литейного производства»

Семестровая работа

Тема: Разработать технологический процесс изготовления 5пар сережек из двухслойного золота (1 слой белого, 1 слой желтого) с камнем аквамарин.

Выполнил: Волков Д. В.

Группа: ЛМХ-537

Проверил: Мухин Ю. А.

Волгоград 2012

Содержание

Введение

Описание изделия

Изготовление эластичных прес-форм для получения восковых моделей

Изготовление восковых моделей

Приготовление ювелирной формовочной массы и подготовка формы к заливке

Плавка и заливка форм

Расчет шихты

Изготовление серег

Заключение

Список использованных источников

Введение

Серьги - распространенное украшение, которое в основном носят женщины. Серьги выпускаются попарно, каждая серьга должна соответствовать по массе, размеру, цвету и форме. Так же, как и кольца, бывают простые и сложные. Сложность их определяется конструкцией и трудоемкостью выполнения. Основные части серьги – каст или верхушка и замок, а при наличии подвески еще и подвеска. Сложной может оказаться и каждая из основных частей. Помимо лицевой (передней) части серьги, большое внимание уделяется замку. Кроме того, сам замок может быть украшением изделия. Замок делают простым и надежным в эксплуатации, долговечным и соизмеримым с серьгой и мочкой уха. Он не должен беспокоить соприкасающиеся с ним участки тела. Крепления замков могут быть в виде резьбового штифта и пружинно откидные.

Описание изделия

Серьги из белого золота с натуральным аквамарином (Рисунок 1.). Размер аквамаринов 6х4 мм. Вес одной пары 2,7 грамма.

Рисунок 1. Серьги из белого золота с натуральным аквамарином.

Для изготовления сережек потребуется:

Серьги из белого золота 0,45 гр. шт.

Швенза из желтого золота 0, 5 гр. шт.

Камни аквамарин 4х6 10 штук по 0,4гр, тип огранки круг.

Мастер модель швензы 1шт.

Мастер модель сережек 1шт.

Мастер модели имеют увеличенный объём на 5.05% усадки золота.

Для получения серег используем белое золото марки ЗлМНЦ-750

Для получения швензы используем желтое золото марки ЗлМНЦ-750

Для получения восковых моделей используется воск марки CASTALDO Plast-O-Wax Blue в гранулах (2 кг)

Описание

Превосходные воски для всего спектра применений, новая уникальная форма выпуска, чрезвычайно удобны в ис­пользовании и легко идентифицируемы. Изготовлены на 100% из натуральных материалов и прошли тройную очистку, их применение лишено проблем. Не засоряют сопло инжектора.

- Исключительно гибкий, упругий и прочный с большой памятью. не ломается.

- Меньше сломанных моделей = больше производительности.

- Сочетает в себе отличную текучесть и заполняемость деталей, присущих воску и стабильности из пластика.

- Восковые модели не становятся ломкими в течение долгого времени. легко извлекается из любого типа прессформы

- Дает гладкую глянцевую поверхностиь, четкость и минимальную усадку.

- Температура впрыска 68-71 град.

Длина: 270

Ширина: 60

Высота: 390

Вес (Брутто): 2.015 кг

Плотность: 0,3 гр/см³

Изготовление эластичных прес-форм для получения восковых моделей

Оборудование, материалы, инструмент, приспособления

1. Вулканизатор

2. Формовочная резина

3. Рамки для резиновых пресс-форм

4. Лезвие для резки резиновых форм

5. Мастер-модели

6. Алюминиевые пластины

Порядок выполнения работы

1. Рассчитать требуемое количество слоев резины для формирования пресс-формы.

2. Разделить слои резины пополам, рассчитанное количество листов резины положить в нижнюю половину рамки пресс-формы.

3. Конический формирователь литника насадить на стержень литника и установить металлическую мастер-модель в рамку пресс-формы на резину так, чтобы формовочный элемент был доступен с одного конца пресс-формы.

4. Очень осторожно предварительно нарезанные резиновые полоски в количестве, достаточном для образования второй половины, поместить на верх мастер-модели, пока резина не будет заподлицо с верхней поверхностью рамки пресс-формы.

5. Разместить алюминиевые пластины с каждой стороны пресс- формы, а струбцины установить с каждой стороны и хорошо затянуть.

6. Рассчитать время вулканизации (слой резины толщиной 7 мм необходимо вулканизировать 15 минут).

7. Заполненную рамку поместить под зажим вулканизатора на рассчитанное время при температуре-172 °С.

8. Когда процесс вулканизации будет окончен, пресс-форму удалить из вулканизатора с помощью щипцов.

9. С помощью лезвия резиновую пресс-форму разрезать на две части, удалить металлическую мастер-модель и стержень стояка (Рисунок 2).

На две полученные половинки прecc-формы посыпать тальковую пудру, чтобы предотвратить слипание разрезанных поверхностей.

Рисунок 2. Разрезание резиновой формы пополам и извлечение мастер модели.

Изготовление восковых моделей

Оборудование, инструменты, материалы

1. Инжектор восковый DWI

2. Устройство для моделирования по воску ЭШ 2.2

3. Пресс-формы эластичные

4. Зажимы

5. Металлическая пластина

6. Весы

7. Воск инжекционный "5.

Порядок выполнения работы

1. Заполнить восковыми гранулами восковый инжектор.

2. Включить питание инжектора.

3. Разогреть инжектор до температуры 172 °С в течение 30 мин.

4. Подготовить эластичные пресс-формы.

5. Зажать пресс-форму между 2 зажимами.

6. Поднести пресс-форму к вспрыскивающему клапану инжектора и заполнить ее воском.

7. Выдержать пресс-форму 1-2 мин между зажимами, пока воск не остынет до комнатной температуры.

8. Извлечь восковую модель из пресс-формы, медленно разводя в противоположные стороны ее половины.

9. Подобным образом изготовить восковую модель литника.

10. Закрепить литник вертикально на металлическую пластину.

11. Припаять восковые модели к литнику при помощи устройства ЭШ 2.2.

Рисунок. 3. Сборка модельного блока («восковой елки»): 1 - модельный блок; 2--отверстие для установки стояка; 3--опока; 4-- металлическая пластина;

12. Полученные восковые модели припаивают к литнику и таким образом собирают «восковую елку» (рисунок 3).

13. Взвесить восковую «елку» для последующего расчета необходимого количества шихты.

Приготовление ювелирной формовочной массы и подготовка формы к заливке

Для изготовления формовочночной массы используем:

Kerr Cast 2000® - для золота, серебра и большинства основных металлов. Характеристика и особенности: позволяет получить блестящую отделку при отливке; возможна быстрая прокалка; позволяет легко вынуть заготовку из литейной форм.

Соотношение порошок/вода 100: 28

Рабочий цикл при 22 °С 6 мин

Время первичного схватывания 8 мин

Прочность через 90 мин после схватывания 0,68 Н/мм²

Термическое расширение при 750 °С 0,5 %

Расширение через 2 часа после схватывания 0,72 %

Объем массы из 1 кг порошка 510мл.

4. Оборудование, инструменты, материалы

1. Муфельная печь (с поддоном)

2. Вакуумный пост

3. Весы

4. Ювелирная опока

5.Полиэтиленовая пленка

6.Сухая формовочная масса

7.Вода

8.Пластилин

Порядок выполнения работы

1. Рассчитать и взвесить необходимое количество формовочной массы.

Взвесить воду, исходя из пропорции: 100 частей сухой формовочной массы к 38-40 частям воды. Температура воды должна находиться в пределах 24-29 °С.

2. Постепенно засыпатьсухую формовочную массу в емкость с водой, интенсивно перемешивая компоненты смеси

3. Провакуумировать формовочную смесь в течение 90 секунд; сначала смесь поднимется, начнут лопаться газовые пузыри, потом уровень смеси начнет падать.

4. Поместить восковую елку в цилиндрическую опоку так, чтоб и она не касалась стенок опоки и была ниже верха опоки как минимум на 1 см; заделать щель между опокой и металлической пластиной пластилином.

5. Обернуть опоку снаружи пленкой,

6. Залить формовочную массу в опоку,

7. Выдержать в естественных условная формовочную массу до затвердевания.

8. Поместить форму в муфельную печь.

9. Выплавить воск, последовательно изменяя температуру по заданному режиму.

Режим прокаливания формовочной массы:

6-часовой (для опок 6,35 х 6,35 см): 2 часа при 149 °С, 1 час при 371 °С, 2 часа при 732 °С, 1 час при температуре формы, требуемой для заливки металлом.

10. Извлечь опоку из печи.

Плавка и заливка форм

Процесс плавки сплава марки ЗлМНЦ-750 имеет некоторые особенности по сравнению с плавкой золотых сплавов марок ЗлСрМ583-80 и ЗлСрМ750-150. При плавке этого сплава нельзя применять графитовый тигель, раскислитель, оборотный металл, а в качестве шихты необходимо использовать только чистое золото и лигатуру медь — никель — цинк.

Для получения отливок прокаленные литьевые формы заливают расплавленным металлом на установках для центробежного литья или установках «Вакуум-металл». Температура заливки для сплавов СрМ875, СрМ916, ЗлСрМ585-80, ЗлСр750-150 — 400-580 °С, а для сплава ЗлМНЦ-750 — 500-600 °С. Литьевые формы, залитые сплавами золота и серебра, охлаждают в воде, а залитые сплавом ЗлМНЦ — в естественных условиях. Для получения блока отливок прокаленные формы заливают расплавленным металлом с применением вакуума или избыточного давления. После охлаждения блок отливок извлекают из форм в емкость с водой, очищают от формовочной смеси, а затем отбеливают.

Оборудование, инструменты, материалы

1.Вакуумная индукционная плавильная печь Indutherm VC-400

2. Индукционная печь Kerr

3. Щипцы

4. Зажимы

5. Подготовленная для заливки форма

6. Весы

7. Вакуумный насос

8. Шихтовые материалы, флюсы, раскислители

9. Емкость с водой

Порядок выполнения работы

1. Выбрать сплав для заливки и определить параметры плавки.

2. Произвести расчет шихтовых и вспомогательных материалов.

3. Подготовить индукционную печь к плавке.

4. Разогреть печь до требуемой температуры.

5. Произвести загрузку печи шихтовыми материалами.

6. После расплавления металла ввести в расплав флюс (буру).

7. В конце плавки добавить раскислитель (фосфористую медь).

8. Перед выпуском металла удалить шлак с зеркала расплава.

9. Включить вакуумный насос.

10. Залить металл в заранее подогретую форму, выключить вакуумный насос.

11. Дождаться остывания формы до температуры не менее 50°C.

12. Извлечь куст отливок из формы в емкость с водой.

Расчет шихты

1-й способ: Массу составляющих шихты при литье по выплавляемым моделям устанавливают в расчете на отдельный блок определенных отливок деталей: кастов, верхушек, накладок, шинок и т. д. Исходными данными для расчетов яв­ляются: масса М_б.п.с. модельного блока с резино­вым поддоном и стержнем, определяемая каж­дый раз путем взвешивания, масса М_п резиново­го поддона, масса М_с стержня, плотность П_с выб­ранного для плавки сплава, плотность П_м.с. мо­дельного состава, добавочная масса М_д на фор­мование литниковой чаши. Общую массу ших­ты, необходимую для получения блока отливок (таблица 1), подсчитывают (согласно соответ­ствующей инструкции) по формуле, где

М_ш=[М_б.п.с.-(М_п+М_с)/П_м.с.]·(П_с+М_д)

Со­держание же элементов в шихте Э_ш (г) опреде­ляется по формуле, согласно которой

Э_ш=[(М_г.с.-С_э)/(100-У_э]·100,

где М_г.с. — масса готового сплава (г); С_э — содержание эле­мента в готовом сплаве (%); У_э — угар элемен­та в процессе плавки и литья (%). Содержание составляющих шихты X (г) рассчитывается, со­ответственно, по формуле, определяющей, что

Х=[(М_г.с.·С)/(100-У_э)]·100-М₁b₁-...- М_nb_n,

где М₁,..., М_n — принятое или рассчи­танное количество составляющих шихты (г); b₁,..., b_n — содержание элемента в определен­ной составляющей шихты, (%). При этом угар элементов принимается равным: для золота — 0,1-0,2 %;

Примеры расчета шихты на блок отливок представлены в таблице 1.

Марка сплава

Состав, %

Исходные данные

Итоговые данные

Золо­то

Лига­тура

Мб.п.с., г

Мп, г

Мс, г

Пс г/см^3

Пм.с., г/см^3

Мд, г

Мш, г

Мз, г

Мл, г

ЗлМНЦ-750 ЗлСр750-150 ЗлСрМ585-80 ЗлСрПд585-257

58,5 -

41,5 -

139 135 140 135

14,72 15,35 13,24 14,75

1,29

21834 200.89 286.06 164,26

169,75 150,67 166,49 -

54,58 50,22 119,57 -

Таблица 1 – Примеры расчета шихты на блок отливок

2-й способ: Собранную «елку» взвешивают и ее вес В_е делим на плотность П_в воска, который использовался для изготовления восковых моделей.

В_е / П_в = V_е

Получив объём «елки» V_е умножим его на плотность металла П_м или сплава П_с из которого нужно выполнить отливку.

V_е* П_с=М_е

Далее вес М_е «елки» нужно умножить на угар элемента У_э или У_с сплава из которого нужно выполнить отливку. Конечная цифра является количеством шихты необходимое для получения изделия.

У_эз- золота - 0,1-0,2 %;

У_эм -меди - 0,5-1,5 %;

У_эн- никеля - 0,3-0,8 %,

3-й способ. Для получения серег необходим сплав, состоящий из 25% никеля и 75% золота. Соответственно содержание металла следует увеличить на процент угара элемента У_э.

Расчет шихты для модельного блока (елки). Модельный блок состоит из стояка к которому припаяны модели и литниковая воронка.

Расчет шихты для серег

Для расчета необходимого количества заполняемого металла нужно:

V_с= П R_с²H_с=3,14*0,5²*4=3,14 см³ объём стояка.

Где R_с- радиус стояка (см); Н_с- длинна стояка.

Р_с=(Р_з*0,75+Р_н*0,25)=(19,32*0,75+ 8,902*0,25)=

=14,49+2,2255=16,7155 г/ см³ плотность сплава.

М_ст= V_с*P_c= 3,14*16,7155=52,4866 гр. масса стояка.

V_в=1/3(П R_в² H_в)= 0,333*3,14*1,5*0,75=1,77 см³ объём воронки.

Где R_в -радиус воронки; H_в- высота воронки.

М_в= V_в * Р_с =1,77*16,7155=29,58 гр. масса воронки.

М_сер = 0,45*10=4,5 гр. масса 10 –ти сережек.

М_общ = М_сер+М_в+М_ст=4,5+16,71+52,5=73,71 гр. масса шихты.

У_эс=0,2*0,75+0,8*0,25=0,15+0,2=0,35 % Угар сплава.

М_общ * У_эс= 73,71* 1, 0035=73,97 гр. Масса шихты с учетом угара.

Расчет шихты для швензы

Для получения швензы необходим сплав, состоящий из 25% меди и 75% золота. Соответственно содержание металла следует увеличить на процент угара элемента У_э.

Различия в расчете швензы от расчета серьги только по весу, т.к. различия плотности меди от никеля 0,018 г/см то:

М_общ = М_шв+М_в+М_ст=5+16,71+52,5=74,2 гр. масса шихты.

У_эс=0,2*0,75+1,5*0,25=0,15+0,375=0,525 % Угар сплава.

М_общ * У_эс= 74,2* 1,00525=74,589 гр. Масса шихты с учетом угара.

Изготовление серег

При изготовлении серег используют такую традици­онную для многих ювелирных изделий часть, как касты, верхушки. Кроме того при изготовлении этого вида изде­лий делают серьговые устройства, или замки. Существу­ют два основных типа серьговых устройств: навесные крючки, свободные и с петлями, и пружинные замки с ювелирной швензой и пружинные зам­ки с галантерейной швензой.

Галантерейные швензы (рисунок 4) внешне похожи на ювелирные, но проще по конструкции, имеют более по­стоянные размеры и угол загиба клюва. Галантерейные швензы открываются целиком, а опорой ей служит стой­ка, одним концом впаянная в кастили рант, а другим — подвижно заштифтованная в прорези клюва швензы.

Рисунок 4. Галантерейная швенза.

Изготовление над серьгами с галантерейными швензами следует начинать с пружинного крючка, подгоняя его по высоте под замковое отверстие. Затем в прорезь, сде­ланную в касте или ранте против крючка, вставляют и припаивают стойку. По высоте стойку обрезают на глу­бину прорези швензы, припаивая их друг к другу без зазоров. Швензу фиксируют на серьге в закрытом состо­янии шеллаком, а клюв швензы просверливают вместе со стойкой для последующей их штифтовки. Подогнан­ным под нужный размер штифтом заштифтовывают швен­зу со стойкой и стойку опиливают заподлицо со швен­зой. Окончательная обработка серег заключается в их заправке и шабрении.

Заключение

Для изготовления 5пар сережек из двухслойного золота (1 слой белого, 1 слой желтого) с камнем аквамарин необходимо:

73,97 гр. белого золота

74,589 гр. желтого золота

Список использованных источников

1. Индукционная плавка художественных сплавов и заливка формы / сост. В. А. Гулевский, Ю. А. Мухин/ ВолгГТУ. – Волгоград, 2011. – 8 с.

2. Степанов, Ю.А. и др. Технология литейного производства. Специальные виды литья / Ю.А. Степанов, Г.Ф. Баландин, В.А. Рыбкин. – М.: Машиностроение, 1983. С. 218-250.

3. Зотов, Б.Н. Художественное литье: Учеб. пособие для учащихся средних профессионально-технических училищ. - М.: Машиностроение, 1988. - 304 с., ил.

Дата добавления: 2015-09-28