(首饰贵金属材料及工艺学)第五章首饰贵金属材料的加工工艺

“负压铸造”以真空吸铸为典型，在铸造过程中，熔融金 属进入铸模时，铸模内部的压力小于铸模外部压力，两者 的差值小于0，故而称为“负压铸造”——当然铸模内的 负压必须通过与铸模连通的真空泵来完成，液态金属在大 气压的作用下自然进入铸模。
正压与负压铸造
从实际的生产效果上看，正压铸造与负压铸造本没有明显 的差异，只是在一般情况下，正压铸造适用于产量较高的 场合，而负压铸造适用于中等或产量较小的场合。
第五章 首饰贵金属材料 的加工工艺及性能
铸造工艺史
现代首饰制造行业常用的失蜡铸造工艺是由古代铸造工艺 发展而来的。
距今5000多年前的新石器时代晚期，我国古代工匠就在青 铜器的制造中广泛采用了失蜡铸造工艺。
当时的工匠根据蜂蜡的可塑性和热挥发性的特点，首先将 蜂蜡雕刻成需要形状的蜡模，再在蜡模外包裹黏土并预留 一个小洞，晾干后焙烧，使蜡模气化挥发，同时黏土则成 为陶瓷壳体，壳体内壁留下了蜡模的阴模。这时再将熔化 的金属沿小孔注入壳体，冷却后打破壳体，即获得所需的 金属铸坯。
2。割胶模：用锋利的刀片按一定顺序割开胶模后，取出 银版，得到中空的胶模；
3。注蜡：向中空的胶模注腊，待液态的蜡凝固后打开胶 模取出蜡模；
4。修蜡模，种蜡树：对蜡模进行修整后将蜡模按一定排 列方式种蜡树，放入钢制套筒中灌注高温石膏浆；
石膏经抽真空、自然硬化、按一定升温时段烘干后，融化 金属进行浇铸（可利用正压或负压的原理进行铸造）；
失蜡浇铸的工序流程是：压制胶模——开胶模——注蜡 （模）——修整蜡模（焊蜡模）——种蜡树（——称 重）——灌石膏筒——石膏抽真空——石膏自然凝固—— 烘焙石膏——熔金、浇铸——炸石膏——冲洗、酸洗、清 洗（——称重）——剪毛坯（——滚光）。
过程简述
1。 压胶模：将原模（一般是银版）用生硅胶包围，经加 温加压产生硫化，压制成硅胶模；
真空离心铸造是结合了正压铸造和负压铸造的优点的一种 铸造方法，就其本质而言，真空离心铸造是属于负压铸造。 虽然这里的“真空”不只是指铸模内部，熔融金属及其容 器——坩埚也是处于真空状态，但按照我们上面对“负压 铸造”的定义，在铸造过程中，铸模内部的压力小于大气 压，因此将“真空离心铸造”归于“负压铸造”一类是合 理的。
真空加压铸造也是结合了正压和负压铸造优点的铸造方法。 这种铸造方法的“真空”位置在石膏模一侧，而“加压” 在盛放融化金属的坩埚一侧。按照我们上面定义的分类方 法，由于这种铸造方法的铸模（石膏模）内部压力在铸造 过程中是小于大气压的因此也应该归于“负压铸造”一类。
熔金、浇铸
熔解方式 根据贵金属的熔解方法及熔解气氛来决定铸造机。熔解
方式有喷枪熔解、金属釜熔解和高频熔解。铂用喷枪和高 频式，需测温时用高频熔解。金、银在需测温时用釜和高 频方式。 高频加热方式：可在真空中和气体中熔解，可测温，且铂 的熔解很容易，故是最佳的方式，不过造价较高。 釜式：该方式通过加热器的发热来熔解，对金银的熔解 效果较好，但不适于铂的熔解。 喷枪式：对所有贵金属都有效，但气氛熔解困难，也不 能测温，故特别需要经验。操作者个性差异较大，金属的 损耗也较其他方式大。
现代的失蜡铸造
现代的失蜡铸造是目前首饰生产的主要手段。
失蜡浇铸实质是机械加工方法中的精密铸造。将 精密铸造应用于首饰的批量制造是现代首饰制造 业的突出特点。
首饰制造的失蜡浇铸能够满足批量生产的需求， 也能够兼顾款式或品种的变化，因此在首饰制造 业的生产方式中占据重要的地位。
失蜡铸造的铸造方法有真空吸铸、离心铸造、真 空加压铸造和真空离心铸造等，是目前首饰制造 业中批量生产的主要手段。
夏、商、周三代创造了灿烂辉煌的青铜文化，大 量造型复杂、纹饰繁缛、工艺高超的青铜铸件流 传至今。
春秋时期创造出失蜡法、叠铸法等先进技术， 铸 成后的加工采用了镶嵌宝石、红铜以及错金技术。 到战国时又出现了鎏金工艺。
在春秋晚期，中国进入早期的铁器时代，及至战 国，冶铁已非常盛行。 西汉时冶铁成为最大手工 业部门，当时采用炒铁技术。到了南北朝时又发 明了灌钢法炼钢新技术，炼炉的鼓风设施亦有创 造发明，汉代使用水力皮橐，宋代发明木风扇， 明代改进为木风箱。
失蜡铸造的过程
典型的失蜡浇铸（失蜡铸造）过程如上图所示。由图示可 以看出，失蜡浇铸是经过了阳模——阴模——阳模——阴 模——阳模的转换而完成的，也就是说，阳模经过了银 版——蜡模——成品毛坯的三次转换。在这三次转换中， 产生一定的误差和变形是难免的。但是合理的失蜡浇铸流 程可以使这些误差和变形降低到最低限度。
金属冷却后将石膏模放入冷水炸洗，取出铸件后浸酸、清 洗，剪下毛坯进行滚光；
再进行执模和镶嵌、表面处理后即成为成品。
关于铸造
上面提到的正压、负压铸造是指铸模内部在铸造过程中的 压力状态而言。
正压铸造以离心铸造为代表，在铸造过程中，熔融金属进 入铸模时，铸模内的压力为大气压，这样要使液态金属进 入铸模就必须使金属克服大气压的作用——离心铸造就是 将液态金属坩埚与铸模安装在高速旋转的圆盘上，依靠离 心力的作用使液态金属在圆盘的法向（径向）高速流动， 产生注射作用进入铸模——也就是说，“正压铸造”过程 中熔融金属进入铸模空腔的瞬间，铸模内部压力大于铸模 外部压力，两者的差值大于0，故而称为“正压铸造”；
金银合金的融点在1100℃以下时，使用石墨坩锅，铂合金 融点在1700℃以上，需使用陶瓷坩锅，因此大型设备有2 种机型。
真空吸铸机浇铸：石膏模烘焙接近尾声时，开始熔化已配 好的金并保持熔融状态。石膏模待保温完毕，在吸铸机口 部垫好石棉垫圈，将钢铃迅速从电炉中取出，水口向上放 入待铸的真空吸铸机口部，注入金水的同时轻踏吸铸板， 即可完成浇铸。浇铸完成后，注意打开放气开关进行放气。 真空感应离心浇铸机浇铸：首先打开机盖，在熔金坩埚中 加入已配好的金块，盖上机盖，设定预加热温度，开始熔 金。待达到接近熔融状态，放入已保温完全的石膏模，盖 好机盖，首先抽真空，再加热到设定温度，并设定好离心 加速度和稳定转速；达到设定温度后机器自动进入离心浇 铸状态，约1~2分钟完成。浇铸完成后，注意打开放气开 关进行放气。
现代失蜡铸造技术的基本原理并无二致，只不过更加复杂 精密。这主要体现在对蜡模的型位精确的要求更加严格。
现代工硅胶模压得到阴模，再由硅胶阴模 注蜡后得到蜡模。
浇铸材料也不再是黏土，而代以铸造石膏。这样的产品比 古代的铸件精细得多。