Гальванопластика
27-10-2016 20:16
к комментариям - к полной версии
- понравилось!
Рис.1. Схема гальванопластической установки: 1 - ванна; 2 - анод; 3 - катоды-формы для наращивания меди; 4 - источник постоянного тока; 5 - вольтметр; 6 - амперметр; 7 - реостат
Наиболее доступны домашнему гальванику выпрямители для зарядки автомобильных аккумуляторов (они дают ток до 7 А при напряжении 6 В) или сухие элементы (для небольших работ). Регулирование силы тока, плотность которого при работе составляет 1-2 А на 1 дм², обычно производится с помощью ползунковых или водяных реостатов. Для измерения силы тока устанавливают амперметр постоянного тока, а для наблюдения за напряжением - вольтметр (смотри схему гальванопластической установки, приведенную на рис. 1). Форму (катод) и медный электрод (анод) укрепляют в ванне на подвесках, медный электрод - на медном или латунном проволочном крючке так, чтобы отверстие в электроде и крючок не касались электролита во избежание разъедания крючка. Форма подвешивается на медной или латунной проволоке на расстоянии 15-20 см от электрода. Анодом для медной гальванопластической ванны служит медная пластина толщиной от 3-4 мм и больше. Форму из воска или гипса предварительно делают электропроводной, покрывая слоем материала, проводящего электрический ток, этот слой и присоединяют к отрицательному полюсу.
Состав электролита и его приготовление
Медный электролит для гальванопластических работ приготовляют на основе медного купороса с добавкой серной кислоты, повышающей электропроводность электролита. Для медного электролита понадобится сульфат меди (медный купорос) - на 1 л воды 150 - 180 г. Растворение сульфата меди лучше всего вести в горячей или теплой воде. После полного охлаждения раствора и доведения его до комнатной температуры электролит фильтруют через ткань и затем в него осторожно вливают серную кислоту. Серную кислоту следует вливать медленно, тонкой струей во избежание быстрого разогревания электролита и его разбрызгивания, что может вызвать тяжелые ожоги. В медных сульфатных ваннах содержание серной кислоты поддерживают в пределах 35-40 г/л (плотность кислоты 1,84 г/см³). Растворимость сульфата меди значительно снижается с увеличением количества кислоты. При повышенном содержании сульфата меди он выкристаллизовывается на стенках ванны и, что хуже, на аноде, затрудняя процесс электролиза. Избыток серной кислоты в ванне вызывает хрупкие и недоброкачественные отложения меди из-за водорода, интенсивно выделяющегося на катоде, особенно при работе с повышенными плотностями тока. При недостаточной концентрации серной кислоты в электролите образуется рыхлый и пористый осадок меди, непригодный для практических целей. Для повышения качества меди иногда применяют добавки, например спирт в количестве 8-10 г/л. Наличие спирта значительно улучшает качество меди, делая ее мелкокристаллической и более плотной. Добавку спирта вводят не более нормы, так как его избыток делает медь хрупкой. Иногда в электролит попадают примеси в виде органических веществ, вредно влияющих на работу электролита. К таким веществам относятся клей, некоторые сорта резины и пр. Для устранения подобных примесей подогретый электролит окисляют перманганатом калия (2-3 г на 1 л электролита) или удаляют их с помощью мелко истолченного активированного угля (2-3 г/л), после чего электролит фильтруют. В обычных гальванопластических электролитах поддерживают температуру на уровне 18-20°С. Она может повышаться до 25-28°С в результате выделения теплоты при прохождении электрического тока через электролит. Фильтрование электролита должно осуществляться возможно чаще, чтобы удалять из ванн осадок - шлам, накапливающийся в виде порошкообразной меди, графита и пыли. Чем выше плотность тока и чем интенсивнее растворяются аноды, тем больше шлама собирается в ванне (особенно это наблюдается при использовании низкосортной анодной меди). Как правило, шлам оседает на дно ванны, но более легкие его частицы, находясь во взвешенном состоянии, благодаря конвекции перемещаются к катоду, что вызывает засорение гальванопластической меди. Шлам, соприкасаясь с отлагающейся на катоде медью, включается в металл, приводя к образованию шероховатостей и шишек, которые мешают дальнейшему равномерному отложению металла. Кроме того, графит, применяемый как электропроводящий слой для форм, также загрязняет электролит, вкрапливается в металл и способствует получению шероховатостей поверхности. Поэтому фильтрование электролита имеет важное значение для создания доброкачественных отложений меди. Обычно фильтрование производится сифонным переливанием электролита через фильтр из сукна, стеклянного или асбестового волокна.
Получение медной скульптуры техникой гальванопластики
Одно из первых применений гальванопластики - создание декоративной скульптуры. Техникой гальванопластики в 30-40-х гг. XIX в. в России было изготовлено значительное число скульптуры, сохранившейся до нашего времени (например, часть скульптуры на фасаде Исаакиевского собора в Ленинграде, скульптура в Екатерининском парке города Пушкина и др.). Свое произведение скульптор обычно создает в глине или пластилине. Однако работа никогда не остается в этих материалах - она передается в руки мастеров, переводящих скульптуру в более прочные материалы, не разрушающиеся со временем: медь, бронзу или чугун. Воспроизведение скульптур в бронзе или чугуне возможно только литейным способом, к сожалению, не дающим возможности получить скульптурное произведение с абсолютной точностью: при отливке ухудшается передача мельчайших штрихов, а вместе с ними меняется манера, в которой воспроизведена лепка. Для того чтобы воссоздать скульптуру в металле с сохранением всех деталей работы скульптора, прибегают к технике гальванопластики, область которой, занимающаяся репродуцированием скульптур, называется художественной гальванопластикой. Под репродуцированием понимают изготовление копий со скульптур, исполняемых с полным сохранением объемных размеров и фактуры (характером обработки поверхности).
Рис.2. Получение медной скульптуры методом гальванопластики
Раковина гипсовой черновой формы
Следует отметить, что скульптурой называют как оригинал, изваянный скульптором, так и полученную с него в каком-либо материале копию. Исходную скульптуру называют моделью в отличие от окончательной копии, являющейся репродукцией. Последняя, изготовленная в металле при помощи гальванопластики, называется гальванорепродукцией. Термин "скульптура" применяют не только к крупным монументальным произведениям (например, статуям), но и к меньшим по размерам предметам (например, медалям).
Рис.3. Раковина гипсовой формы
С точки зрения техники репродуцирования важнейшее значение имеет пространственный (объемный) характер очертаний скульптуры. По этому признаку скульптуру обычно подразделяют на одностороннюю и многостороннюю. Односторонняя скульптура предназначена для рассмотрения с мест, расположенных на центральной оси, перпендикулярной к плоскости фона. К односторонней скульптуре относят барельефы (низкий рельеф) и горельефы, имеющие высокий рельеф (в горельефах выпуклое изображение сильно выступает над плоскостью фона). Многосторонняя скульптура статуи может рассматриваться с любого места и со всех сторон, хотя всегда имеет главную, фасадную сторону. Промежуточной между односторонней и многосторонней является медальерная скульптура. Она обычно сочетается из двух односторонних скульптур, одна из которых представляет лицо (аверс), вторая - оборотную сторону (реверс). Реверс медали очень часто снабжается только текстом. Со скульптуры, выполненной в глине или пластилине, обычно снимают из гипса черновые формы, из которых затем удаляют глиняные модели, разрушая последние. Черновая форма, как правило, состоит из двух (реже трех) частей - раковин (рис. 4).
Рис.4.Черновая форма состоящая из 2-х частей раковин
С отдельных раковин снимают гальванические копии, которые затем спаивают между собой так, что получается объемная металлическая репродукция. Со скульптуры, которую следует сохранить, предварительно снимают кусковые формы, состоящие из значительного числа отдельных кусков, плотно укладываемых в гипсовые кожухи в требуемом порядке. Для получения обратного отпечатка - формы в практике художественной гальванопластики, как уже говорилось, применяют воск, озокерит, пластилин, восковой сплав, а также герметик "Виксинт". Для форм, имеющих низкий рельеф, пригодны также и другие материалы, например листовое "органическое стекло" - пластмасса, которую перед прессованием размягчают в горячей воде. Из всех форм самыми совершенными, отличающимися абсолютной точностью, являются медные формы, получаемые непосредственно техникой гальванопластики. Восковые и пластмассовые формы обычно служат для воспроизведения плоских скульптур (барельефов, орнаментированных блюд, медалей) и других художественных изделий, не имеющих "замков" (поднутрений), то есть изделий, снимаемых с форм "на выход". Медные формы, получаемые гальванопластикой, удовлетворяют самым высоким требованиям: они дают точное воспроизведение, обладают высокой электропроводностью, не имеют усадки (особенно свойственной восковым составам) и многократно могут быть использованы для репродуцирования.
Способ изготовления медных форм заключается в том, что металл наращивают непосредственно на гипсовую или восковую модель. Предварительно, как и при наращивании металла в гипсовую или восковую форму, рельеф модели натирают графитом для придания ей электропроводности. Нарастив металл на модель, получают ее обратное изображение (контррельеф), то есть форму. Обычно такие формы изготавливают толщиной 2-3 мм. Подготовка таких форм перед наращиванием в них металла отличается от подготовки восковых, гипсовых или иных неметаллических форм. Такие формы не нуждаются в электропроводящем слое, но зато нуждаются в нанесении на их рабочую поверхность так называемого разделительного слоя, препятствующего сращиванию металла формы с металлом, откладывающимся в процессе электролиза. В качестве разделительного слоя подойдет, например, слой серебра. Для получения такого слоя готовят специальный состав, для чего 10 г нитрата серебра растворяют в 0,5 л воды и смешивают с раствором хлорида натрия (любой концентрации). Выпавшие хлопья хлористого серебра отделяют деконтированием, растворяют в 5-10%-ном растворе гипосульфита и опускают в этот состав медную форму. Серебрение поверхности формы производят без применения источника электрического тока - за счет химической реакции: серебро, восстанавливаясь до металлического, покрывает медную форму равномерным тончайшим слоем (толщиной в десятки мкм).
Дальнейшее осаждение серебра из раствора прекратится, как только образовавшаяся пленка серебра прекратит непосредственное соприкосновение меди с раствором серебра. Этот способ вытеснения одного металла другим в результате разности их электрохимических потенциалов называется контактным. Нанесенный тончайший слой серебра разделяет медь формы от меди, осаждающейся на нее в процессе электролиза, не давая образующимся кристаллам меди срастись с кристаллами медной формы. Чтобы еще в большей мере воспрепятствовать сращиванию, посеребренную форму дополнительно оксидируют в 2%-ном растворе дихромата калия (хромпиком) или в водном растворе йода, погружая ее в один из этих растворов на несколько секунд, вследствие чего на слое серебра образуется темная пленка хромата или йодида серебра. По получении репродукции требуемой толщины ее отделяют от формы с помощью лезвия ножа, вводимого между формой и полученной репродукцией.
Металлизация кружев
Кружева, являясь тонко орнаментированными художественными изделиями, в металлизированном состоянии напоминают филигрань. Кружева, металлизированные техникой гальванопластики, служат для украшения разнообразных художественных изделий или же основным элементом для изготовления всего изделия. Тюлевые кружева, особенно тонкие по рисунку, наиболее красивы в сочетании с просвечивающим через них фоном изделия и поэтому наиболее желательны для отделки в виде декорирующих накладок. Пудреница, орнаментированная металлизированным тюлевым кружевом в виде накладки на крышку Гипюровые кружева с более крупной, чем у тюлевых, сеткой ажура пригодны для непосредственного изготовления различных художественных изделий (рис.). Гальванопластическая металлизация состоит в предварительной обработке кружев, наращивании металла и последующей гальваностегической отделке кружев после монтирования на изделии.
Рис.5. Конфетница, стенки которой изготовлены из металлизированного кружева
Сперва кружева растягивают на рамке и пропитывают парафином. Затем их проглаживают утюгом между листами бумаги для удаления избытка парафина. Далее наносят электропроводящий слой мелкого графита, излишек которого тщательно сдувают. Проложив проводники по краю кружева, их крепят на пластмассовой рамке (или рамке из толстого провода с хлорвиниловой изоляцией), вместе с которой загружают в электролит (рис.). Кружева, покрытые медью, обрабатывают латунной щеткой. Из металлизированных кружев вырезают требуемую заготовку и монтируют на изделии или изготовляют само изделие, придавая заготовке кружева соответствующую форму.
Натягивание проводником кружева
Металлизированные кружева паяют обычным способом с применением оловянно-свинцового припоя. Гальваностегическая отделка заключается в нанесении на кружева декорирующего слоя серебра, золота или оксидирования их в соответствующий тон.
Изготовление металлических гербариев
Для создания металлических гербариев (рис. 6) берут свежие листья и снимают с них отпечатки на восковой композиции. Для этого в формочку из плотной бумаги или в обечайку заливают подготовленную композицию и дают ей остыть почти до полного отвердевания с таким расчетом, чтобы поверхность восковой композиции была еще эластичной.
[показать]
Рис.6. Снятие отпечатков листьев на восковой композиции
Металлический гербарий Листья накладывают на поверхность воска и прижимают их стеклом. После этого снимают стекло и лист, и на восковой композиции остается четкий отпечаток листа. Таким же образом делают отпечаток с обратной стороны листа. Когда воск полностью затвердеет и станет холодным, форму с отпечатком осторожно графитируют мягкой кистью так, чтобы не повредить отпечатка. Установив проводники, на форме укрепляют груз, чтобы они не всплывали, и форму завешивают в гальванопластическую ванну (рис.7).
Рис.7. Пример зарядки форм: правильная (слева); неправильная (справа)
Покрытие металлом растений и фруктов
Для покрытия металлом растений, фруктов и т.п. их предварительно высушивают, а затем обрабатывают в спирте или в растворах хлорида натрия, бария или кальция, уксусной или салициловой кислоты в течение нескольких минут. После этого на поверхность предметов, покрываемых металлом, наносят несколько тонких слоев шеллачного лака. Для металлизации растений готовят четыре раствора (применяя при этом дистиллированную воду):
• 1-й раствор - 4 г гидроксида натрия на 100 мл воды;
• 2-й раствор - 4 г нитрата серебра на 100 мл воды;
• 3-й раствор - 7 г аммиака (25%-ный раствор) на 100 мл воды;
• 4-й раствор - 2,5 г сахара на 85 мл воды.
Все четыре раствора сливают в один сосуд и в полученную жидкость опускают растение, которое хотят металлизировать. После того как поверхность растения покроется серебром, его вынимают из раствора, промывают водой и загружают в гальванопластическую медную ванну. Для устранения плавучести в электролите фрукты, растения и т.п. прикрепляются на парафине к стеклу или кусочку пластмассы.
Покрытие металлом изделий из дерева, перьев птиц
Мелкие изделия из дерева, например рельефы, могут быть покрыты тонким слоем металла. Такие металлизированные деревянные изделия будут выглядеть как металлические литые предметы. Предварительно изделия из дерева проваривают в воске или парафине, церезине, озокерите или других восковых смесях для устранения гигроскопичности, так как дерево впитывает электролит. Затем изделия графитируются, на них устанавливаются проводники, подвешивается груз и форма загружается в ванну. Таким же способом могут быть покрыты металлом перья птиц, но их не проваривают в воске или парафине, а только погружают в Изготовление пресс-форм для прессования изделий из акрилата
С помощью гальванопластики можно изготовлять пресс-формы для прессования в них предварительно размягченного акрилата (органического стекла). Для этого с рельефной модели снимают металлический контррельеф, наращивая металл в гальванопластической ванне непосредственно на модель. Готовят рельефную модель из гипса или пластилина. Покрыв модель графитом и приложив проводники из проволоки, модель загружают в гальванопластическую ванну и выдерживают ее до отложения на ней меди толщиной не менее 1,5-2 мм. Полученный медный контррельеф облуживают с обратной стороны оловянно-свинцовым припоем и устанавливают на столе вниз контррельефом, подложив лист асбеста.
Рис.8. Пресс-форма (а) и модель (б)
Заключив контррельеф в стальное кольцо (рис.8), в него заливают свинец или баббит, который припаивается к облуженной стороне контррельефа. Кольцо легко отрезать от трубы соответствующего диаметра. Во избежание растекания свинца контррельеф вдавливают в песок, предварительно насыпанный на асбест. Песком следует засыпать и внешние края кольца. В полученной таким образом пресс-форме можно прессовать изделия из пластической массы - органического стекла, предварительно размягчив его над электрической плиткой или в кипятке до состояния резины. Для прессования размягченное органическое стекло укладывают на полученную пресс-форму, поверх которой кладут толстую губчатую резину, а затем стальную плитку толщиной 4-5 мм.
Подготовленную пресс-форму ставят на пресс и сдавливают массу органического стекла в течение 3-5 мин почти до полного отвердевания. После прессования форму вместе с моделью погружают в воду для окончательного охлаждения и извлекают модель из готовой формы легким постукиванием. Для выдавливания моделей небольших размеров (5-6 см) достаточно канцелярского винтового пресса или гидравлического пресса, расплавленный состав, после чего графитируют, прикрепляют проводник и груз.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРЕС ФОРМ
Требования, предъявляемые к формам:
Материалы, идущие на изготовление форм для гальванопластического репродуцирования скульптуры, должны удовлетворять следующим основным требованиям:
- легко отделяться от заформованных предметов, давать точные их отпечатки;
- иметь минимальную усадку при схватывании и затвердевании, не деформироваться при остывании или сушке;
- не обладать гигроскопичностью, быть безвредными для электролита, не загрязнять его и не разрушаться от длительного пребывания в электролите;
- легко связываться с наносимым электропроводящим слоем.
Гипсовые формы
Изготовление гипсовых форм с круглой скульптуры. Получение объемных форм из гипса для целей гальванопластики при воспроизведении художественной скульптуры не отличается особыми приемами от обычного формования. Правда, ввиду того, что гипсовые формы гигроскопичны, их приходится подвергать дополнительной пропитке в озокерите, воске или парафине. Как было уже отмечено выше, черновые формы обычно состоят из двух, иногда трех кусков-раковин. Черновая форма из двух раковин наиболее проста для гальванопластики; при такой форме удобно как наносить электропроводящий слой на внутреннюю поверхность (полость) формы, так и проводить процесс электролиза. Металл наращивается в каждую раковину отдельно. Для монтирования скульптуры подготавливают соединительные швы раковины, затем спаивают их. Для получения репродукции, не требующей подгонки и спаивания двух частей, прибегают к следующему приему. Предварительно подготовленные раковины-формы, пропитанные восковым составом и покрытые электропроводящим слоем, точно соединяют одну с другой, стягивают проводом, имеющим изоляцию. Затем пластилином, не содержащим наполнителя и пигмента, изнутри заделывают шов в месте соединения раковин. Наиболее пригоден для заделки швов желтый озокерит: он обладает высокой пластичностью и вязкостью.
Такой же прием можно применять и при работе с кусковыми формами, но там он менее удобен вследствие громоздкости кусковых форм, наличия кожуха и большого количества швов, образуемых отдельными кусками формы, тем более что швы все же остаются заметными на металлической репродукции. Применение обычных черновых форм с наращиванием металла в каждую раковину отдельно наиболее просто и технически удобно, но требует подгонки раковины. Использование соединенных заранее раковин черновой формы с проработкой шва не требует монтировочных работ для соединения частей готовой металлической репродукции, но такой способ осложняет ведение процесса электролиза: затрудняется равномерное наращивание металла в наиболее углубленных местах формы. Применение обычных черновых форм целесообразно главным образом при изготовлении крупной скульптуры. Отдельные детали можно изготовлять в кусковых формах, а затем готовые детали спаять между собой.
Изготовление гипсовых форм с барельефов. При снятии форм с барельефов, медалей и других художественных изделий, имеющих рельеф без поднутрений ("замков"), формы делают заливкой моделей гипсом. Для этого гипс засыпают в воду и размешивают его, получая сметанообразную массу. Предварительно рекомендуется гипс на рельеф нанести кисточкой, с тем чтобы в полученной форме не было не залитых гипсом мест и следов воздушных пузырьков. Нанеся тонкий слой гипса на поверхность копируемой модели, заливают ее разведенным гипсом. При этом работу следует выполнять "в темпе", так как разведенный гипс быстро затвердевает. Для снятия гипсовых форм с гипсовых моделей последние предварительно смазывают раствором парафина в керосине, что предотвращает сращивание гипсовой модели с изготовляемой гипсовой формой. Подобные формы несложно снимать не только с металлических, деревянных и пластмассовых моделей, но и с пластилиновых и глиняных. В этом случае, правда, модели обычно разрушаются при снятии формы. Во избежание растекания заливаемого гипса вокруг модели устанавливают обечайку (обод) из картона, ватманской бумаги или фольги. Когда гипс остынет и окончательно затвердеет, снимают обечайку, подправляют ножом края формы и делают отверстие в крае формы для электропровода, необходимого для подвески и контактирования с отрицательным полюсом источника тока.
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°С. 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°С; 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 выдерживают 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 он повышенных температур; наиболее при годны составы с температурой плавления 60-80°С. 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 плавления 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 (Т плав 85°С)
- Озокерит 70
- Восковая монтановая композиция 30
• 2-й состав (Т плав 64,5°С)
- Озокерит 70
- Восковая монтановая композиция 15
- Канифоль 15
• 3-й состав (Т плав 75°С)
- Озокерит 85
- Канифоль 5
- Стеарин 10
• 4-й состав (Т плав 82°С)
- Восковая монтановая композиция 80
- Петролатум 20
Пропитывать формы можно и чистым, но твердым озокеритом
Восковые формы
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°С). 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.
Заливка восковой формы
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. 9 показан момент заливки восковой формы с применением обечайки.
вверх^
к полной версии
понравилось!
в evernote
Электролитический способ копирования барельефов, медалей, старинных монет, ювелирных декоративных украшений и мн.др. Способы изготовления мемориальных досок. Способы металлизации растений, насекомых и других не металлических предметов. Как смастерить простейшую гальваническую ванну для электрохимического окрашивания металлических изделий в любой цвет. Простейшая миниатюрная установка для гальванического покрытия металлических поверхностей и рецепты электролитов для омеднения, никелирования, хромирования, оцинкования, серебрения, золочения. Графитирование, формовка, оксидирование, патинирование, наращивание цветных и драг. металлов и многое другое..
Более 100 лет прошло с тех пор, как русский ученый Борис Семенович Якоби открыл способ электролитического получения копий в металле. Новый способ назвали гальванопластикой, так как осаждаемая в процессе электролиза медь пластически точно воспроизводила изделие, отпечаток которого был в форме. Гальванопластическим способом можно изготовить самую разнообразную скульптуру или металлические украшения. Формы для отложения металла готовят из гипса, воска, парафина, пластических масс, пластилина, но особенно удобен для форм герметик "Виксинт", обладающий хорошей пластичностью.
Для придания электропроводности формам применяют графит или бронзовый порошок. Смонтировав гальванопластическую установку, каждый сумеет не только снимать копии с художественных металлических, гипсовых, пластмассовых и других изделий, но и, вылепив в пластилине или глине модель, сможет свою работу затем перевести в металл техникой гальванопластики. Гальванопластическим способом выполняют множество работ, например, превращают обычные кружева в металлические и ими украшают рамы для картин или шкатулки, изготавливают филигранные ажурные изделия - броши, серьги, браслеты. Кроме этого, гальванопластикой получают в металле различные рельефы, снимают копии с памятных медалей и, наконец, создают круглую (объемную) скульптуру.
Гальваническая установка и режим работы
Гальванопластические работы проводят в сосудах-ваннах, имеющих обычно прямоугольную форму. Но годятся сосуды и другой формы. Емкость сосудов-ванн определяется объемом тех предметов, которые репродуцируют. Для снятия копии с медалей подойдут стеклянные цилиндрические банки емкостью 4-5 л, а при репродуцировании небольших барельефных работ - 10-20 л. В качестве ванн используют не только стеклянные сосуды, но и керамические (глазурованные), пластмассовые, в частности, коробки от аккумуляторов или же сварные емкости из листового винипласта, а также деревянные ящики, покрытые битумом. Для осуществления электролиза понадобится источник постоянного тока низкого напряжения (3-6 В), для чего подойдут достаточно мощные селеновые или другие выпрямители.
Для придания электропроводности формам применяют графит или бронзовый порошок. Смонтировав гальванопластическую установку, каждый сумеет не только снимать копии с художественных металлических, гипсовых, пластмассовых и других изделий, но и, вылепив в пластилине или глине модель, сможет свою работу затем перевести в металл техникой гальванопластики. Гальванопластическим способом выполняют множество работ, например, превращают обычные кружева в металлические и ими украшают рамы для картин или шкатулки, изготавливают филигранные ажурные изделия - броши, серьги, браслеты. Кроме этого, гальванопластикой получают в металле различные рельефы, снимают копии с памятных медалей и, наконец, создают круглую (объемную) скульптуру.
Гальваническая установка и режим работы
Гальванопластические работы проводят в сосудах-ваннах, имеющих обычно прямоугольную форму. Но годятся сосуды и другой формы. Емкость сосудов-ванн определяется объемом тех предметов, которые репродуцируют. Для снятия копии с медалей подойдут стеклянные цилиндрические банки емкостью 4-5 л, а при репродуцировании небольших барельефных работ - 10-20 л. В качестве ванн используют не только стеклянные сосуды, но и керамические (глазурованные), пластмассовые, в частности, коробки от аккумуляторов или же сварные емкости из листового винипласта, а также деревянные ящики, покрытые битумом. Для осуществления электролиза понадобится источник постоянного тока низкого напряжения (3-6 В), для чего подойдут достаточно мощные селеновые или другие выпрямители.
Рис.1. Схема гальванопластической установки: 1 - ванна; 2 - анод; 3 - катоды-формы для наращивания меди; 4 - источник постоянного тока; 5 - вольтметр; 6 - амперметр; 7 - реостат
Наиболее доступны домашнему гальванику выпрямители для зарядки автомобильных аккумуляторов (они дают ток до 7 А при напряжении 6 В) или сухие элементы (для небольших работ). Регулирование силы тока, плотность которого при работе составляет 1-2 А на 1 дм², обычно производится с помощью ползунковых или водяных реостатов. Для измерения силы тока устанавливают амперметр постоянного тока, а для наблюдения за напряжением - вольтметр (смотри схему гальванопластической установки, приведенную на рис. 1). Форму (катод) и медный электрод (анод) укрепляют в ванне на подвесках, медный электрод - на медном или латунном проволочном крючке так, чтобы отверстие в электроде и крючок не касались электролита во избежание разъедания крючка. Форма подвешивается на медной или латунной проволоке на расстоянии 15-20 см от электрода. Анодом для медной гальванопластической ванны служит медная пластина толщиной от 3-4 мм и больше. Форму из воска или гипса предварительно делают электропроводной, покрывая слоем материала, проводящего электрический ток, этот слой и присоединяют к отрицательному полюсу.
Состав электролита и его приготовление
Медный электролит для гальванопластических работ приготовляют на основе медного купороса с добавкой серной кислоты, повышающей электропроводность электролита. Для медного электролита понадобится сульфат меди (медный купорос) - на 1 л воды 150 - 180 г. Растворение сульфата меди лучше всего вести в горячей или теплой воде. После полного охлаждения раствора и доведения его до комнатной температуры электролит фильтруют через ткань и затем в него осторожно вливают серную кислоту. Серную кислоту следует вливать медленно, тонкой струей во избежание быстрого разогревания электролита и его разбрызгивания, что может вызвать тяжелые ожоги. В медных сульфатных ваннах содержание серной кислоты поддерживают в пределах 35-40 г/л (плотность кислоты 1,84 г/см³). Растворимость сульфата меди значительно снижается с увеличением количества кислоты. При повышенном содержании сульфата меди он выкристаллизовывается на стенках ванны и, что хуже, на аноде, затрудняя процесс электролиза. Избыток серной кислоты в ванне вызывает хрупкие и недоброкачественные отложения меди из-за водорода, интенсивно выделяющегося на катоде, особенно при работе с повышенными плотностями тока. При недостаточной концентрации серной кислоты в электролите образуется рыхлый и пористый осадок меди, непригодный для практических целей. Для повышения качества меди иногда применяют добавки, например спирт в количестве 8-10 г/л. Наличие спирта значительно улучшает качество меди, делая ее мелкокристаллической и более плотной. Добавку спирта вводят не более нормы, так как его избыток делает медь хрупкой. Иногда в электролит попадают примеси в виде органических веществ, вредно влияющих на работу электролита. К таким веществам относятся клей, некоторые сорта резины и пр. Для устранения подобных примесей подогретый электролит окисляют перманганатом калия (2-3 г на 1 л электролита) или удаляют их с помощью мелко истолченного активированного угля (2-3 г/л), после чего электролит фильтруют. В обычных гальванопластических электролитах поддерживают температуру на уровне 18-20°С. Она может повышаться до 25-28°С в результате выделения теплоты при прохождении электрического тока через электролит. Фильтрование электролита должно осуществляться возможно чаще, чтобы удалять из ванн осадок - шлам, накапливающийся в виде порошкообразной меди, графита и пыли. Чем выше плотность тока и чем интенсивнее растворяются аноды, тем больше шлама собирается в ванне (особенно это наблюдается при использовании низкосортной анодной меди). Как правило, шлам оседает на дно ванны, но более легкие его частицы, находясь во взвешенном состоянии, благодаря конвекции перемещаются к катоду, что вызывает засорение гальванопластической меди. Шлам, соприкасаясь с отлагающейся на катоде медью, включается в металл, приводя к образованию шероховатостей и шишек, которые мешают дальнейшему равномерному отложению металла. Кроме того, графит, применяемый как электропроводящий слой для форм, также загрязняет электролит, вкрапливается в металл и способствует получению шероховатостей поверхности. Поэтому фильтрование электролита имеет важное значение для создания доброкачественных отложений меди. Обычно фильтрование производится сифонным переливанием электролита через фильтр из сукна, стеклянного или асбестового волокна.
Получение медной скульптуры техникой гальванопластики
Одно из первых применений гальванопластики - создание декоративной скульптуры. Техникой гальванопластики в 30-40-х гг. XIX в. в России было изготовлено значительное число скульптуры, сохранившейся до нашего времени (например, часть скульптуры на фасаде Исаакиевского собора в Ленинграде, скульптура в Екатерининском парке города Пушкина и др.). Свое произведение скульптор обычно создает в глине или пластилине. Однако работа никогда не остается в этих материалах - она передается в руки мастеров, переводящих скульптуру в более прочные материалы, не разрушающиеся со временем: медь, бронзу или чугун. Воспроизведение скульптур в бронзе или чугуне возможно только литейным способом, к сожалению, не дающим возможности получить скульптурное произведение с абсолютной точностью: при отливке ухудшается передача мельчайших штрихов, а вместе с ними меняется манера, в которой воспроизведена лепка. Для того чтобы воссоздать скульптуру в металле с сохранением всех деталей работы скульптора, прибегают к технике гальванопластики, область которой, занимающаяся репродуцированием скульптур, называется художественной гальванопластикой. Под репродуцированием понимают изготовление копий со скульптур, исполняемых с полным сохранением объемных размеров и фактуры (характером обработки поверхности).
Рис.2. Получение медной скульптуры методом гальванопластики
Раковина гипсовой черновой формы
Следует отметить, что скульптурой называют как оригинал, изваянный скульптором, так и полученную с него в каком-либо материале копию. Исходную скульптуру называют моделью в отличие от окончательной копии, являющейся репродукцией. Последняя, изготовленная в металле при помощи гальванопластики, называется гальванорепродукцией. Термин "скульптура" применяют не только к крупным монументальным произведениям (например, статуям), но и к меньшим по размерам предметам (например, медалям).
Рис.3. Раковина гипсовой формы
С точки зрения техники репродуцирования важнейшее значение имеет пространственный (объемный) характер очертаний скульптуры. По этому признаку скульптуру обычно подразделяют на одностороннюю и многостороннюю. Односторонняя скульптура предназначена для рассмотрения с мест, расположенных на центральной оси, перпендикулярной к плоскости фона. К односторонней скульптуре относят барельефы (низкий рельеф) и горельефы, имеющие высокий рельеф (в горельефах выпуклое изображение сильно выступает над плоскостью фона). Многосторонняя скульптура статуи может рассматриваться с любого места и со всех сторон, хотя всегда имеет главную, фасадную сторону. Промежуточной между односторонней и многосторонней является медальерная скульптура. Она обычно сочетается из двух односторонних скульптур, одна из которых представляет лицо (аверс), вторая - оборотную сторону (реверс). Реверс медали очень часто снабжается только текстом. Со скульптуры, выполненной в глине или пластилине, обычно снимают из гипса черновые формы, из которых затем удаляют глиняные модели, разрушая последние. Черновая форма, как правило, состоит из двух (реже трех) частей - раковин (рис. 4).
Рис.4.Черновая форма состоящая из 2-х частей раковин
С отдельных раковин снимают гальванические копии, которые затем спаивают между собой так, что получается объемная металлическая репродукция. Со скульптуры, которую следует сохранить, предварительно снимают кусковые формы, состоящие из значительного числа отдельных кусков, плотно укладываемых в гипсовые кожухи в требуемом порядке. Для получения обратного отпечатка - формы в практике художественной гальванопластики, как уже говорилось, применяют воск, озокерит, пластилин, восковой сплав, а также герметик "Виксинт". Для форм, имеющих низкий рельеф, пригодны также и другие материалы, например листовое "органическое стекло" - пластмасса, которую перед прессованием размягчают в горячей воде. Из всех форм самыми совершенными, отличающимися абсолютной точностью, являются медные формы, получаемые непосредственно техникой гальванопластики. Восковые и пластмассовые формы обычно служат для воспроизведения плоских скульптур (барельефов, орнаментированных блюд, медалей) и других художественных изделий, не имеющих "замков" (поднутрений), то есть изделий, снимаемых с форм "на выход". Медные формы, получаемые гальванопластикой, удовлетворяют самым высоким требованиям: они дают точное воспроизведение, обладают высокой электропроводностью, не имеют усадки (особенно свойственной восковым составам) и многократно могут быть использованы для репродуцирования.
Способ изготовления медных форм заключается в том, что металл наращивают непосредственно на гипсовую или восковую модель. Предварительно, как и при наращивании металла в гипсовую или восковую форму, рельеф модели натирают графитом для придания ей электропроводности. Нарастив металл на модель, получают ее обратное изображение (контррельеф), то есть форму. Обычно такие формы изготавливают толщиной 2-3 мм. Подготовка таких форм перед наращиванием в них металла отличается от подготовки восковых, гипсовых или иных неметаллических форм. Такие формы не нуждаются в электропроводящем слое, но зато нуждаются в нанесении на их рабочую поверхность так называемого разделительного слоя, препятствующего сращиванию металла формы с металлом, откладывающимся в процессе электролиза. В качестве разделительного слоя подойдет, например, слой серебра. Для получения такого слоя готовят специальный состав, для чего 10 г нитрата серебра растворяют в 0,5 л воды и смешивают с раствором хлорида натрия (любой концентрации). Выпавшие хлопья хлористого серебра отделяют деконтированием, растворяют в 5-10%-ном растворе гипосульфита и опускают в этот состав медную форму. Серебрение поверхности формы производят без применения источника электрического тока - за счет химической реакции: серебро, восстанавливаясь до металлического, покрывает медную форму равномерным тончайшим слоем (толщиной в десятки мкм).
Дальнейшее осаждение серебра из раствора прекратится, как только образовавшаяся пленка серебра прекратит непосредственное соприкосновение меди с раствором серебра. Этот способ вытеснения одного металла другим в результате разности их электрохимических потенциалов называется контактным. Нанесенный тончайший слой серебра разделяет медь формы от меди, осаждающейся на нее в процессе электролиза, не давая образующимся кристаллам меди срастись с кристаллами медной формы. Чтобы еще в большей мере воспрепятствовать сращиванию, посеребренную форму дополнительно оксидируют в 2%-ном растворе дихромата калия (хромпиком) или в водном растворе йода, погружая ее в один из этих растворов на несколько секунд, вследствие чего на слое серебра образуется темная пленка хромата или йодида серебра. По получении репродукции требуемой толщины ее отделяют от формы с помощью лезвия ножа, вводимого между формой и полученной репродукцией.
Металлизация кружев
Кружева, являясь тонко орнаментированными художественными изделиями, в металлизированном состоянии напоминают филигрань. Кружева, металлизированные техникой гальванопластики, служат для украшения разнообразных художественных изделий или же основным элементом для изготовления всего изделия. Тюлевые кружева, особенно тонкие по рисунку, наиболее красивы в сочетании с просвечивающим через них фоном изделия и поэтому наиболее желательны для отделки в виде декорирующих накладок. Пудреница, орнаментированная металлизированным тюлевым кружевом в виде накладки на крышку Гипюровые кружева с более крупной, чем у тюлевых, сеткой ажура пригодны для непосредственного изготовления различных художественных изделий (рис.). Гальванопластическая металлизация состоит в предварительной обработке кружев, наращивании металла и последующей гальваностегической отделке кружев после монтирования на изделии.
Рис.5. Конфетница, стенки которой изготовлены из металлизированного кружева
Сперва кружева растягивают на рамке и пропитывают парафином. Затем их проглаживают утюгом между листами бумаги для удаления избытка парафина. Далее наносят электропроводящий слой мелкого графита, излишек которого тщательно сдувают. Проложив проводники по краю кружева, их крепят на пластмассовой рамке (или рамке из толстого провода с хлорвиниловой изоляцией), вместе с которой загружают в электролит (рис.). Кружева, покрытые медью, обрабатывают латунной щеткой. Из металлизированных кружев вырезают требуемую заготовку и монтируют на изделии или изготовляют само изделие, придавая заготовке кружева соответствующую форму.
Натягивание проводником кружева
Металлизированные кружева паяют обычным способом с применением оловянно-свинцового припоя. Гальваностегическая отделка заключается в нанесении на кружева декорирующего слоя серебра, золота или оксидирования их в соответствующий тон.
Изготовление металлических гербариев
Для создания металлических гербариев (рис. 6) берут свежие листья и снимают с них отпечатки на восковой композиции. Для этого в формочку из плотной бумаги или в обечайку заливают подготовленную композицию и дают ей остыть почти до полного отвердевания с таким расчетом, чтобы поверхность восковой композиции была еще эластичной.
[показать]Рис.6. Снятие отпечатков листьев на восковой композиции
Металлический гербарий Листья накладывают на поверхность воска и прижимают их стеклом. После этого снимают стекло и лист, и на восковой композиции остается четкий отпечаток листа. Таким же образом делают отпечаток с обратной стороны листа. Когда воск полностью затвердеет и станет холодным, форму с отпечатком осторожно графитируют мягкой кистью так, чтобы не повредить отпечатка. Установив проводники, на форме укрепляют груз, чтобы они не всплывали, и форму завешивают в гальванопластическую ванну (рис.7).
Рис.7. Пример зарядки форм: правильная (слева); неправильная (справа)
Покрытие металлом растений и фруктов
Для покрытия металлом растений, фруктов и т.п. их предварительно высушивают, а затем обрабатывают в спирте или в растворах хлорида натрия, бария или кальция, уксусной или салициловой кислоты в течение нескольких минут. После этого на поверхность предметов, покрываемых металлом, наносят несколько тонких слоев шеллачного лака. Для металлизации растений готовят четыре раствора (применяя при этом дистиллированную воду):
• 1-й раствор - 4 г гидроксида натрия на 100 мл воды;
• 2-й раствор - 4 г нитрата серебра на 100 мл воды;
• 3-й раствор - 7 г аммиака (25%-ный раствор) на 100 мл воды;
• 4-й раствор - 2,5 г сахара на 85 мл воды.
Все четыре раствора сливают в один сосуд и в полученную жидкость опускают растение, которое хотят металлизировать. После того как поверхность растения покроется серебром, его вынимают из раствора, промывают водой и загружают в гальванопластическую медную ванну. Для устранения плавучести в электролите фрукты, растения и т.п. прикрепляются на парафине к стеклу или кусочку пластмассы.
Покрытие металлом изделий из дерева, перьев птиц
Мелкие изделия из дерева, например рельефы, могут быть покрыты тонким слоем металла. Такие металлизированные деревянные изделия будут выглядеть как металлические литые предметы. Предварительно изделия из дерева проваривают в воске или парафине, церезине, озокерите или других восковых смесях для устранения гигроскопичности, так как дерево впитывает электролит. Затем изделия графитируются, на них устанавливаются проводники, подвешивается груз и форма загружается в ванну. Таким же способом могут быть покрыты металлом перья птиц, но их не проваривают в воске или парафине, а только погружают в Изготовление пресс-форм для прессования изделий из акрилата
С помощью гальванопластики можно изготовлять пресс-формы для прессования в них предварительно размягченного акрилата (органического стекла). Для этого с рельефной модели снимают металлический контррельеф, наращивая металл в гальванопластической ванне непосредственно на модель. Готовят рельефную модель из гипса или пластилина. Покрыв модель графитом и приложив проводники из проволоки, модель загружают в гальванопластическую ванну и выдерживают ее до отложения на ней меди толщиной не менее 1,5-2 мм. Полученный медный контррельеф облуживают с обратной стороны оловянно-свинцовым припоем и устанавливают на столе вниз контррельефом, подложив лист асбеста.
Рис.8. Пресс-форма (а) и модель (б)
Заключив контррельеф в стальное кольцо (рис.8), в него заливают свинец или баббит, который припаивается к облуженной стороне контррельефа. Кольцо легко отрезать от трубы соответствующего диаметра. Во избежание растекания свинца контррельеф вдавливают в песок, предварительно насыпанный на асбест. Песком следует засыпать и внешние края кольца. В полученной таким образом пресс-форме можно прессовать изделия из пластической массы - органического стекла, предварительно размягчив его над электрической плиткой или в кипятке до состояния резины. Для прессования размягченное органическое стекло укладывают на полученную пресс-форму, поверх которой кладут толстую губчатую резину, а затем стальную плитку толщиной 4-5 мм.
Подготовленную пресс-форму ставят на пресс и сдавливают массу органического стекла в течение 3-5 мин почти до полного отвердевания. После прессования форму вместе с моделью погружают в воду для окончательного охлаждения и извлекают модель из готовой формы легким постукиванием. Для выдавливания моделей небольших размеров (5-6 см) достаточно канцелярского винтового пресса или гидравлического пресса, расплавленный состав, после чего графитируют, прикрепляют проводник и груз.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРЕС ФОРМ
Требования, предъявляемые к формам:
Материалы, идущие на изготовление форм для гальванопластического репродуцирования скульптуры, должны удовлетворять следующим основным требованиям:
- легко отделяться от заформованных предметов, давать точные их отпечатки;
- иметь минимальную усадку при схватывании и затвердевании, не деформироваться при остывании или сушке;
- не обладать гигроскопичностью, быть безвредными для электролита, не загрязнять его и не разрушаться от длительного пребывания в электролите;
- легко связываться с наносимым электропроводящим слоем.
Гипсовые формы
Изготовление гипсовых форм с круглой скульптуры. Получение объемных форм из гипса для целей гальванопластики при воспроизведении художественной скульптуры не отличается особыми приемами от обычного формования. Правда, ввиду того, что гипсовые формы гигроскопичны, их приходится подвергать дополнительной пропитке в озокерите, воске или парафине. Как было уже отмечено выше, черновые формы обычно состоят из двух, иногда трех кусков-раковин. Черновая форма из двух раковин наиболее проста для гальванопластики; при такой форме удобно как наносить электропроводящий слой на внутреннюю поверхность (полость) формы, так и проводить процесс электролиза. Металл наращивается в каждую раковину отдельно. Для монтирования скульптуры подготавливают соединительные швы раковины, затем спаивают их. Для получения репродукции, не требующей подгонки и спаивания двух частей, прибегают к следующему приему. Предварительно подготовленные раковины-формы, пропитанные восковым составом и покрытые электропроводящим слоем, точно соединяют одну с другой, стягивают проводом, имеющим изоляцию. Затем пластилином, не содержащим наполнителя и пигмента, изнутри заделывают шов в месте соединения раковин. Наиболее пригоден для заделки швов желтый озокерит: он обладает высокой пластичностью и вязкостью.
Такой же прием можно применять и при работе с кусковыми формами, но там он менее удобен вследствие громоздкости кусковых форм, наличия кожуха и большого количества швов, образуемых отдельными кусками формы, тем более что швы все же остаются заметными на металлической репродукции. Применение обычных черновых форм с наращиванием металла в каждую раковину отдельно наиболее просто и технически удобно, но требует подгонки раковины. Использование соединенных заранее раковин черновой формы с проработкой шва не требует монтировочных работ для соединения частей готовой металлической репродукции, но такой способ осложняет ведение процесса электролиза: затрудняется равномерное наращивание металла в наиболее углубленных местах формы. Применение обычных черновых форм целесообразно главным образом при изготовлении крупной скульптуры. Отдельные детали можно изготовлять в кусковых формах, а затем готовые детали спаять между собой.
Изготовление гипсовых форм с барельефов. При снятии форм с барельефов, медалей и других художественных изделий, имеющих рельеф без поднутрений ("замков"), формы делают заливкой моделей гипсом. Для этого гипс засыпают в воду и размешивают его, получая сметанообразную массу. Предварительно рекомендуется гипс на рельеф нанести кисточкой, с тем чтобы в полученной форме не было не залитых гипсом мест и следов воздушных пузырьков. Нанеся тонкий слой гипса на поверхность копируемой модели, заливают ее разведенным гипсом. При этом работу следует выполнять "в темпе", так как разведенный гипс быстро затвердевает. Для снятия гипсовых форм с гипсовых моделей последние предварительно смазывают раствором парафина в керосине, что предотвращает сращивание гипсовой модели с изготовляемой гипсовой формой. Подобные формы несложно снимать не только с металлических, деревянных и пластмассовых моделей, но и с пластилиновых и глиняных. В этом случае, правда, модели обычно разрушаются при снятии формы. Во избежание растекания заливаемого гипса вокруг модели устанавливают обечайку (обод) из картона, ватманской бумаги или фольги. Когда гипс остынет и окончательно затвердеет, снимают обечайку, подправляют ножом края формы и делают отверстие в крае формы для электропровода, необходимого для подвески и контактирования с отрицательным полюсом источника тока.
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°С. 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°С; 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 выдерживают 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 он повышенных температур; наиболее при годны составы с температурой плавления 60-80°С. 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 плавления 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 (Т плав 85°С)
- Озокерит 70
- Восковая монтановая композиция 30
• 2-й состав (Т плав 64,5°С)
- Озокерит 70
- Восковая монтановая композиция 15
- Канифоль 15
• 3-й состав (Т плав 75°С)
- Озокерит 85
- Канифоль 5
- Стеарин 10
• 4-й состав (Т плав 82°С)
- Восковая монтановая композиция 80
- Петролатум 20
Пропитывать формы можно и чистым, но твердым озокеритом
Восковые формы
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°С). 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.
Заливка восковой формы
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. 9 показан момент заливки восковой формы с применением обечайки.
Вы сейчас не можете прокомментировать это сообщение.
Дневник Гальванопластика | Светлана-Тари - Дамская шкатулка |
Лента друзей Светлана-Тари
/ Полная версия
Добавить в друзья
Страницы:
раньше»