Odlewanie metali. – Wirówka czy vacu cast?

Odlewanie metali. – Wirówka czy vacu cast?

Odlewanie metali. – Wirówka czy vacu cast?
Dwie podstawowe powszechnie stosowane metody do odlewania metali szlachetnych w branży
jubilerskiej i złotniczej, różnią się w zasadzie na sposobie wlewania roztopionego metalu do formy.
Pierwsza metoda opiera się na wypełnieniu formy pod ciśnieniem, druga na wlewani w formę, w
której tuż przed odlewam wytwarza się większe lub mniejsze podciśnienie powodujące wciąganie
/zasysanie/ płynnego metal.
Metoda pierwsza, znana od najdawniejszych czasów, odbywała się i odbywa nadal z
wykorzystaniem siły odśrodkowej powstającej w czasie obrotu na tak zwanych wirówkach,
zwanych czasami centryfugami.
Jeszcze za moich czasów, pierwszy odlew, jaki widziałem zasadzał się na tak zwanej procy czyli
kawałka rury jako formy i dwóch linek przymocowanych do jej górnej części.
W praktyce wyglądało to w ten sposób, że jeden pracownik trzymał na lince wspomnianą formę, a
drugi wlewał w nią roztopiony metal. Zaraz po tym należało procę wprowadzić w ruch obrokowy,
tak by wlany metal wpłynął do jej wnętrza.
W odlewaniu musiało brać udział dwóch ludzi. Zdarzył się i taki przypadek, kiedy złotnik, będąc po
małym kieliszku koniaku, tak zakręcił procą, że linki procy wysunęły mu się z ręki i forma
poszybowała przez całą pracownię w stronę okna, wybiła szyby i wylądowała na podwórzu w
piaskownicy. Szczęściem w nieszczęściu było to, że w piaskownicy nie było dzieci, że część złota
dało się odnaleźć na parapecie okna, część w piasku, a pozostała musiała być uzupełniona z
krugerra, którymi to krugerrandami handlował miejscowy król Cyganów. Z monety tej dawało się
zrobić 51 g. złota czternasto karatowego, czyli ówczesnej próby 0.583 co w zasadzie starczało na
przeprowadzanie operacji zwanej ,,odlewamy sygnet”.
Zwykła prosta wirówka taka, jaką pokazuję na fot. 1 z napędem sprężynowym była w tamtych
latach nieosiągalna i mogła jawić się jedynie w marzeniach.
Dopiero około 1988r. kiedy już miałem swój pierwszy workshop w mieście Derby w stanie
Connecticut pojawiła się możliwość wyboru między zakupem odlewarki wirowej bądź bardziej
skomplikowanej podciśnieniowej. Nie mając doświadczenia i nikogo, kto by mi doradził w
dokonaniu właściwego wyboru, wybrałem tą drugą zwaną vacu cast, mimo iż była znacznie droższa
od wirówki. Liczyłem na to, że rozpocznę dzięki niej produkcję biżuterii, która pozwoli mi
wypełnić puste lady sklepu. Kilka miesięcy później mając finansowe wsparcie mojej żony
zdecydowałem się na zakup zwykłej wirówki w opcji bez fabrycznej osłony. Zakup ten był
wynikiem frustracji jakiej doznawałem każdorazowo po odlewaniu złota na moim Master cast
machine.
Jakie są zalety i wady obu odlewarek?
Wirówka jako taka bez wątpienia zyskuje w mojej ocenie znacznie więcej punktów dodatnich.
Po pierwsze nie ma w niej nic, co by trzeba było konserwować. Jej prostota i masywna konstrukcja
zapewnia jej trwałość. Sprężyna napędzająca ramiona w ruch wydaje się być silna i nigdy nie
miałem obawy o jej zerwanie. Odlewanie może odbywać się bez pośpiechu, nerwów, palenia
gumowych podkładek używanych w wacu cas. I najważniejsze, żaden odlew w kilkuletniej
praktyce nie okazał się zmarnowanym.
Korzystając z wirówki, trzeba jednak uświadomić sobie pewną prostą zależność, jaka zachodzi
między wagą, a zatem i objętością złota, które znajdzie się w tyglu pod palnikiem, a wagą
woskowych modeli zalewanych w formie gipsem. Wiemy, że forma ta po ogrzaniu i wytopieniu z
niej wosku pomieści tylko pewną ściśle określoną ilość złota i ani grama więcej. Jaka jest ta
zależność w cyfrach?
JCK Magazin, pismo dla branży jubilerskiej w Stanach Zjednoczonych w jednej ze swych
publikacji podało, iż proporcje złota do wosku określa stosunek liczb jak 1 do 13,5 biorąc pod
uwagę oczywiście wagę a nie objętość.
Ponieważ każdy robi błędy i ja także, sprawę ilości i podanych proporcji podczas odlewania srebra,
surowca stosunkowo taniego, potraktowałem dosyć lekkomyślnie. Wynik był taki, że wirówka
rozchlapała nadmiar stopionego srebra po całej pracowni. Zbierałem później rozlane srebro w
różnych formach, blaszek zeskrobywanych ze ścian, granulatu i bryłek wtopionych w wykładzinę
podłogową, srebrnych wtopień w blatach stołów i półek.
Dopiero po tym doświadczeniu każdorazowo skrupulatnie wyliczałem ile złota mogę umieścić w
tyglu by go nie stracić, a jednocześnie by forma była wypełniona w całości.
Wirówka do odlewania metali szlachetnych. Fot.1
1 – cylinder formy.
2 – tygiel do topienia.
3 – bolec blokujący ramiona.
4 – śruba, której poluzowanie pozwala na wyważenie obu ramion.
5 –ciężarki balastu pozwalające wyważyć oba ramiona odlewarki.
6 – Ślady na ściance osłony powstałe na skutek wylania się płynnego metalu.
Na fot. 1 pokazano, pod jakim kontem winny być ustawione oba raniona odlewarki.
Wracając do podanej wyżej proporcji wagowej 1do 13,5 proszę pamiętać, że odnosi się ona do złota
14 karatowego i będzie zupełnie inna dla pozostałych metali szlachetnych, srebra i platyny, których
ciężar właściwy jest znacząco różny.
Podczas odlewania z użyciem odlewarki podciśnieniowej, rozlanie płynnego metalu o ile nie
wykażemy się wyjątkową nieuwagą raczej nie powinno się zdarzyć. Tu lejemy roztopione złoto
bądź srebro z tygla do formy i w momencie jej wypełnienia po prostu czynność tą przerywamy.
Wystarczy w tym momencie mieć wzrok skierowany na formę, a nie na wskaźniki i manometry
odlewarki. Co więcej ważne byśmy wlewali roztopiony metal ruchem zdecydowanym i
niezwłocznie po wypełnieniu formy, wyłączyli pracę odlewarki, gdyż wibracja, jaka towarzyszy
podczas pracy wyjątkowo źle wpływa na strukturę krzepnącego metalu.
Opóźnienie, bądź zwlekanie z wyłączeniem maszyny, może dać nam produkt końcowy bardziej
przypominający zastygłą kaszkę manną niźli odlany pierścionek.
Zauważmy jednocześnie, że jeśli na roztopionym w tyglu złocie pływać będzie roztopiony boraks,
to po wlaniu metalu do formy może on dostać się do formy razem ze złotem. Nie ma takiej obawy
na wirówce, gdzie ciężar metalu wpłynie do formy zawsze pierwszy.
Tu możemy nawiązać do innych wad odlewarki podciśnieniowej.
Wielokrotnie zdarzało mi się, że odlewane na vacu cast pierścionki nie miały odlanych szyn
/obrączek/ lub szyny te były odlewane fragmentarycznie, co każdorazowo zmuszało mnie do ich
wycinania i dorabiania nowych ze złota walcowanego.
Kolejną wadą była nieco inna struktura samego złota. Złoto odlane przy użyciu wirówki było
bardziej zbite i dawało się kuć, na przykład podczas rozklepywanie szyny, gdy tymczasem odlane w
vacu cast było zawsze kruche i słabo wewnętrznie spojone.
Używając vacu cast dawałem pod formą odlewniczą podkładkę z gumy silikonowej w celu
uszczelnienia miejsca styku kołnierza formy z komorą ciśnieniową i oczywiście mocno rozgrzana
forma nadpalała podkładkę, co zmuszało mnie do kupowania, bądź wyrobu nowych podkładek.
Natomiast zaletą vacu cas jest, że można ją wykorzystać do odsysania pęcherzyków powietrza z
płynnej masy gipsowej podczas zalewania masą formy. W takim przypadku wkładamy formę
dopiero co zalaną gipsem pod klosz maszyny i włączamy ja na kilka minut.
Vacu cast wymaga okresowego sprawdzania poziomu oleju i jego wymiany.
Przykład typowej odlewarki podciśnieniowej pokazuje fot.2. Jej części składowe to silnik
elektryczny, pompa tłokowa próżniowa, manometr i dwa przełączniki, jeden do włączania i
wyłączania silnika i drugi do sterowania podciśnienia na komorę do odlewania, lub pod kopułą
wykonaną z przezroczystego pleksiglasu. Do odlewarki dołączone są trzy metalowe niklowane
pierścienie redukcyjne o różnych średnicach otworów dla różnych typów form odlewniczych.
W końcowej ocenie obu typów odlewarek, można stwierdzić. Wirówka jest znacznie tańsza,
łatwiejsza w eksploatacji i dająca odlew lepszej jakości. Moja ocena może być oceną subiektywną
opartą jednak o doświadczenie z pracą na obu odlewarkach. Sądzę, iż może być ona przydatna dla
osób, które zastanawiają się nad wyborem urządzenia do odlewania metali.
Jak oceniano obie odlewarki w JCK Magazin? Otóż magazyn ten ograniczył się jedynie do
stwierdzenia, że odlewarka wirowa lepsza jest do odlewów większych, np. sygnety, obrączki,
masywne pierścionki, natomiast odlewarka ciśnieniowa pokazuje swoje zalety podczas odlewania
biżuterii delikatniejszej i filigranu.
Tej opinii jednak bym nie potwierdził.
Złota 22 karatowa moneta Krugerrland o wadze jednej uncji, co równa się 33.93 g (31.1035 g
czystego złota)