Пропитка и изоляция гипсовых форм. Пропитка гипсовых форм для устранения гигроскопичности является одной из важнейших операций. Перед пропитыванием гипсовые формы хорошо высушивают при равномерном повышении температуры до 50–60 °C. Особенно медленно следует повышать температуру при сушке очень сырых только что снятых форм во избежание деформаций и трещин.
Формы, состоящие из нескольких кусков, сушат в собранном виде с плотно прижатыми один к другому кусками (для устранения их деформации). В сушильном шкафу формы размещают на перфорированном стеллаже (с отверстиями) открытой частью вверх, чтобы формы равномерно прогревались снизу, а влага имела выход кверху. Хорошо высушенная форма имеет совершенно белый цвет и издает при простукивании специфический звук сухого гипса. Такая форма быстро воспринимает пропитку и не дает трещин.
Гипсовые формы пропитывают расплавленными восковыми составами с температурой плавления от 50 до 125 °C; предпочтительны составы, имеющие низкую температуру плавления. Формы, погружаемые в пропиточный состав, подогревают, при этом воздух, находящийся в порах форм, вытесняется. Глубина пропитки зависит от времени выдержки гипсовых форм в составе, достаточная толщина ее 2–5 мм.
Чем выше температура пропитывающего состава (а она может быть значительно выше его точки плавления), тем меньше в нем выдерживаются формы. Чем толще стенки формы, тем больше времени требуется для подготовки и пропитывания. Массивные толстостенные формы следует пропитывать не слишком перегретыми составами, чтобы избежать разрушения гипса от повышенных температур; наиболее пригодны составы с температурой плавления 60–80 °C. Таковы, например, составы на петролатумной, церезиновой, озокеритовой и стеариновой основах с добавками канифоли. Пропитывание производят с выдержкой в соответствующем составе в течение 2–2,5 ч.
Обработка составом с более высокой температурой правления или перегретым составом применяется только для небольших тонкостенных форм при кратковременной выдержке (не более 10–20 мин).
Температуру плавления разных веществ, применяемых для пропитывания, можно отыскать в соответствующих справочниках.
Сорта церезина с высокой температурой плавления употребляют для пропитывания форм без смешивания с другими материалами. Однако наиболее целесообразно производить пропитку в озокеритовых композициях, составленных так, чтобы они обладали всеми качествами, необходимыми для пропитывающих составов.
К основным требованиям, предъявляемым к пропитывающим составам, относятся:
— невысокая температура плавления; хорошая проникаемость в поры форм; свойство не размягчаться при нормальном нагреве электролита;
— достаточно хорошее сцепление с электропроводящими составами, наносимыми на форму;
— способность не зажиривать электропроводящих составов (во избежание повышения омического сопротивления);
— хорошая смачиваемость электролитом;
— отсутствие взаимодействия с электролитом;
— высокая температура вспышки. Обычно для пропитки гипсовых форм применяют пропиточные составы из двух-трех компонентов. Составы некоторых из них приведены ниже, % (по массе):
1-й состав (Тплав 85 °C)
— Озокерит 70
— Восковая монтановая композиция* 30
* Восковая моитановая композиция (монтан воск) применяется в производстве граммпластинок.
2-й состав (Тплав 64,5 °C)
— Озокерит 70
— Восковая монтановая композиция 15
— Канифоль 15
3-й состав (Тплав 75 °C)
— Озокерит 85
— Канифоль 5
— Стеарин 10
4-й состав (Тплав 82 °C)
— Восковая монтановая композиция 80
— Петролатум 20
Пропитывать формы можно и чистым, но твердым озокеритом.
Рецепты восковых композиций. Восковые композиции удобны для непосредственной заливки на металлические модели, а также на гипсовые, смоченные водой во избежание прилипания, или иные модели, выдерживающие высокие температуры восковых композиций (70–80 °C).
Ввиду того что свойства веществ, входящих в эти рецепты, весьма нестабильны, следует рецепты не копировать слепо, а приспосабливать их к конкретным условиям, учитывая при этом особенности отдельных компонентов восковых композиций. Парафин снижает мягкость пчелиного воска, но увеличивает усадку; спермацет облегчает смешение компонентов; введение лишнего стеарина следует избегать, так как он реагирует с электролитом медной ванны; минеральное масло и говяжий жир смягчают композицию, но ведут к зажириванию проводящего слоя. Сильным смягчающим действием обладает скипидар, он не портит проводящего слоя, но при длительном хранении восковой композиции улетучивается из нее.
Графит в незначительной степени повышает электропроводность форм и облегчает последующий процесс графитирования. Оседая во время отливки восковых форм в расплавленной массе залитого воска, он сосредоточивается на рабочей поверхности формы, где улучшает связывание воска с графитом, наносимым на форму в процессе графитирования.
Для изготовления форм рекомендуются следующие составы, % (по массе):
1-й состав
— Канифоль 70
— Воск пчелиный 20
— Парафин 10
2-й состав
— Воск пчелиный 30
— Стеарин 70
3-й состав
— Воск пчелиный 60
— Озокерит 15
— Канифоль 15
Восковые композиции лучше всего плавить на паровой бане, хуже — на песочной, плохо — на огне (обязательно слабом), чтобы избежать вспышки воска и его пригорания ко дну сосуда. Плавление необходимо начинать с наиболее легкоплавких компонентов и постепенно вводить более высокоплавкие; с огнеопасными компонентами, такими, как скипидар, следует работать дальше от источника огня, притом вводить их в последнюю очередь. При загрязнении воск следует профильтровать через марлю, а очень тонкие восковые композиции, не содержащие графита, — через шелк.
Изготовление форм для барельефной и медальерной скульптуры. Восковые формы, применение которых обеспечивает высокую точность репродуцирования, применяются главным образом для медальерной и барельефной скульптур.
Сравнительная дешевизна восковых композиций, хорошая их связь с наносимым электропроводящим слоем, простота изготовления восковых форм, повышенная точность репродукций делают такие формы наиболее распространенными в технике гальванопластики. Недостатки — усадка восковых композиций, а также невозможность использования восковых форм для многократного репродуцирования.
Для получения форм восковую композицию расплавляют и заливают ею репродуцируемую металлическую или сырую гипсовую модель.
При заливке барельефов, медалей и другой подобной скульптуры понадобятся металлические обечайки в виде колец, прямоугольников и т. п. с высотой стенок, соответствующей высоте рельефа заливаемой скульптуры. Так, для репродуцирования медальерной скульптуры, обычно округлой и с низким рельефом, требуются кольцевые обечайки с высотой стенок в 10–15 мм.
Для создания достаточно прочной и не деформирующейся при окончательном остывании формы высота стенок обечайки должна быть тем выше высоты рельефа, чем больше площадь барельефа. На рис. 3 показан момент заливки восковой формы с применением обечайки.
Рис. 3. Заливка восковой формы