Поры и раковины в ювелирном литье: причины и как их избежать

Поры и раковины — самый частый и самый обидный дефект ювелирного литья. Изделие выходит из формы с виду целым, но при шлифовке или закрепке вскрываются пустоты: мелкие точки, рыхлые участки, каверны. Причин у пористости несколько, и для каждой — свои меры. Разберём, откуда берутся раковины при литье золота и серебра и как мы сводим их к минимуму.

Три типа пористости

Внешне дефект выглядит похоже — пустоты в металле, — но по природе раковины делятся на три группы. Различать их важно, потому что борются с ними по-разному:

• Газовая пористость — пустоты от газов, растворённых в расплаве или попавших в форму. Обычно это округлые поры и каверны.
• Усадочные раковины — следствие того, что металл при затвердевании уменьшается в объёме. Возникают там, где металл застывает последним и его «не докормили»: чаще в утолщениях и рядом с массивными элементами. Форма рыхлая, неправильная.
• Ситовидная (точечная) пористость — россыпь мелких пор от перегрева расплава и поглощения газов. В цеху её называют «мармит».

Откуда берётся газовая пористость

Газовые раковины — самая распространённая проблема, и источников газа сразу несколько:

• Газы, растворённые в металле. Расплав, как губка, поглощает кислород и водород — особенно при перегреве и контакте с влажным воздухом. При затвердевании газ выходит и запирается в металле в виде пор.
• Газы из формы. Гипсовая формомасса должна «дышать» — выпускать воздух и газы, которые вытесняет заливаемый металл. Если газопроницаемость формы недостаточна, газу некуда деться, и он отжимает металл — поры у поверхности.
• Остаток от выжигания. Если воск или полимер выгорели не полностью, на стенках формы остаётся углеродистый налёт. При заливке он газит — прямой путь к порам и грязной поверхности. Поэтому режим прокаливания так важен.
• Влага. Недосушенная или неправильно прокалённая форма даёт пар при контакте с металлом — снова газ.

Откуда берутся усадочные раковины

Любой металл при переходе из жидкого состояния в твёрдое уменьшается в объёме. Если в зону, которая застывает последней, вовремя не поступает жидкий металл, на её месте образуется пустота — усадочная раковина. Чаще всего это утолщения изделия и стыки с массивными элементами.

Борются с этим продуманной литниковой системой: литник и питатели должны застывать позже изделия, чтобы «подкармливать» его жидким металлом до конца затвердевания. Здесь же играет роль правильная сборка восковок в «ёлку» и расположение деталей.

Как мы предотвращаем пористость

Убрать риск пор «одной кнопкой» нельзя — это результат контроля на каждом этапе. Вот что мы держим под контролем:

• Вакуумное литьё на установке Schultheiss. Заливка идёт под вакуумом: воздух и газы откачиваются из формы, а металл втягивается в полость плотно и без турбулентности. Это один из самых сильных факторов против газовой пористости — газу неоткуда взяться и негде задержаться.
• Правильный режим выжигания. Форму прокаливаем по графику, который обеспечивает полное выгорание воска и полимера без остатка и нужную газопроницаемость. Чистая форма — чистая отливка.
• Контроль температуры расплава и формы. Перегрев усиливает поглощение газов и усадку, поэтому температуру металла и опоки подбираем под конкретный сплав и изделие, а не «на глаз».
• Качество и подготовка металла. Используем кондиционный металл, контролируем долю возврата (литники, припуски), при необходимости применяем раскисление расплава — небольшие добавки, которые связывают кислород и улучшают текучесть. Здесь важна мера: избыток присадок меняет свойства сплава.
• Литниковая система под изделие. Сечение и расположение литников рассчитываем так, чтобы металл шёл ровно и питал массивные зоны, — это против усадочных раковин.

Чистая отливка — это не везение, а сумма правильных решений: вакуум, режим выжигания, температура и подготовка металла. Ошибка на любом этапе вылезает порами.

Что это значит для вас

Если вы отдаёте литьё нам, разбираться в типах пор и режимах выжигания не нужно — это наша зона ответственности. От вас — модель или файл; формовку, прокаливание, заливку под вакуумом и контроль температуры мы берём на себя и отвечаем за результат.

Что помогает получить чистую отливку с первого раза: присылайте корректную модель без слишком тонких стенок и резких перепадов толщины, указывайте металл и пробу. Если льёте свою восковку или полимер — следите за аккуратностью модели. Остальное за нами.