專利名稱：低熔點(diǎn)金屬空心工藝美術(shù)品的制造工藝的制作方法
目前鑄造金屬工藝美術(shù)品制造工藝可分三大類一、有起模斜度的工件可采用金屬模、木模，經(jīng)壓鑄、澆鑄或翻砂造型取得實(shí)心鑄件，配上金屬抽芯、砂型等型芯可取得空心鑄件。金屬模，翻砂模制造鑄件簡單，可批量生產(chǎn)，這種工藝廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域。而工藝美術(shù)品形狀上多數(shù)設(shè)計(jì)都沒有起模斜度，有些還向內(nèi)凹就不適合用金屬模、翻砂模工藝來生產(chǎn)。二、沒有起模斜度的工藝美術(shù)品現(xiàn)在一般是用失蠟澆鑄法制造，先用石蠟澆鑄成空心蠟?zāi)?，在空心蠟?zāi)Ｉ辖Y(jié)上多層石英砂成為型殼，型殼經(jīng)去蠟、焙燒、澆鑄而成。對于復(fù)雜形狀的工藝美術(shù)品幾何形狀不受鑄造工藝限制，只要蠟?zāi)Ｄ苤瞥鰜砭湍荑T造。此法廣泛用于工藝美術(shù)品領(lǐng)域，缺點(diǎn)是制造工藝復(fù)雜。三、隨著新型造型材料的出現(xiàn)，一些生產(chǎn)工藝也發(fā)生了變化。如耐熱硅橡膠，它能耐鉛錫合金、鋅合金的鑄造溫度，可將該合金直接澆鑄到耐熱硅橡膠制成的型腔上凝固成型。目前普便使用的是在離心澆注機(jī)上裝上耐熱硅橡膠制成的模具，直接在耐熱硅橡膠模具中澆注合金，這種澆鑄方法有象金屬模的方便，又有象熔模鑄造不受起模斜度限制的便利，因硅橡膠是軟的，可方便的將內(nèi)凹和沒有起模斜度的地方脫模出來，硅橡膠模有制造成本低、制造簡單、工件表面光潔度高的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)許多企業(yè)都利用耐熱硅橡膠模在離心澆注機(jī)上澆鑄低熔點(diǎn)金屬，鑄成實(shí)心工藝品和半空心工藝品。實(shí)心工藝品多用于首飾、領(lǐng)帶夾、胸花等產(chǎn)品，半空心是指分鑄的半成品，比如需鑄一個(gè)空心球體，就先要鑄成二個(gè)半球，然后焊接成一個(gè)球體。比如要鑄一個(gè)空心佛像，就要將佛像設(shè)計(jì)成小于離心硅橡膠模半徑的若干塊，分鑄成型后拼裝焊接成型，再打磨修整。雖然這種方法集金屬模、熔模鑄造之優(yōu)點(diǎn)，鑄件光潔度高，但受離心模半徑和鑄造工藝的限制，整體空心鑄造就不可能實(shí)現(xiàn)。硅橡膠模雖軟，能輕松將內(nèi)凹和沒有起模斜度的地方脫模，但許多工藝品是內(nèi)大外小，硅橡膠模型芯就不能從大處向小處拔出，工藝品尺寸大于離心模半徑就需分割才可鑄造。多塊焊接容易使工藝品變形，焊接處如是花紋，還需將焊疤修平，刻上花紋，制造費(fèi)工費(fèi)時(shí)，現(xiàn)工藝品廠家均采用該工藝生產(chǎn)低熔點(diǎn)合金工藝品。
本發(fā)明的目的是集以上三種鑄造的方法的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)施整體制造空心工藝美術(shù)品的工藝方法。該工藝不受工藝品尺寸的限制，可大部分一次鑄造成型，它有象金屬模鑄造的方便和快速，有象熔模鑄造不受凹面和起模斜度限制的特點(diǎn)，有耐熱橡膠制造簡單，成本低、表面光潔度高的總成，可廣泛用于低熔點(diǎn)金屬鉛錫合金、鋅合金的工藝美術(shù)品制造。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的用耐熱硅橡膠制造工藝品的型腔，在型腔中放入相應(yīng)的覆膜砂型、石膏型等型芯，利用各種方式如重力澆鑄、真空吸鑄使低熔點(diǎn)合金充盈型腔而達(dá)到空心工藝品。
下面結(jié)合附圖和分6個(gè)方面對本發(fā)明進(jìn)一步說明

圖1是工藝品馬的實(shí)施例縱剖面構(gòu)造圖。
圖2是工藝品佛像的實(shí)施例縱剖面構(gòu)造圖。
圖中1、型腔模鋁合金夾具，2、耐熱硅橡膠型腔模，3、型芯，4、型芯頭，5、型芯撐，6、硅橡膠定位銷，7、真空吸鑄直澆道，8、橫澆道，9、進(jìn)液通道，10、排氣口，11、直澆道，12、螺栓緊固位。
6個(gè)方面的工藝流程是1、工藝品原模的制造和設(shè)計(jì)，2、耐熱硅橡膠型腔模的制造，3、型芯模的制造，4、重力澆鑄的實(shí)施方案，5、真空吸鑄的實(shí)施方案，6、鑄件的后處理。
1、工藝品千姿百態(tài)，要好的產(chǎn)品就需要好的原模。先用木雕、樹脂、石膏等做成初原模，在初原模上用常溫固化硅橡膠涂抹，達(dá)到一定厚度再剝出成了陰模，在陰模中倒入液體石蠟，一定時(shí)間后將未凝固的液體傾出，形成中空蠟?zāi)?，也可直接用石蠟雕刻蠟?zāi)?，將蠟?zāi)び萌勰ｈT造法制成原模，可用銅、低熔點(diǎn)合金鑄成。原模經(jīng)修整、打磨、拋光、表面鍍鎳而成。原模的光潔度、紋理清晰直接反映在產(chǎn)品上。本實(shí)用新型雖能整體鑄造空心工藝品，但有些工藝品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重迭、影響脫模，制原模時(shí)就需局部分鑄，分鑄的連接處以榫鉚連接，成品再粘結(jié)或焊接?？招墓に嚻肥前卜判托?3)而達(dá)到空心的目的，在原模上就需設(shè)計(jì)型芯頭、芯撐的安放點(diǎn)，鑄成后型芯需清除的，應(yīng)視清理的難度，在工藝品的上部或相關(guān)部位設(shè)型芯頭或工藝孔。型芯頭(4)是安放在原模底部為單撐，型芯頭比原模底部寬出0-10mm，厚10-20mm，在分型面處制成內(nèi)小外大的形狀，有利型芯的安裝及合模。如原模細(xì)長又需清除型芯殘砂，就需用雙撐和工藝孔。在原模頭部或相應(yīng)部位設(shè)厚10-20mm，直徑10-30mm的園柱體，就成了型芯頭和工藝孔。型芯頭盡可能安在少花紋的地方，因鑄成品后型芯頭處是空的，需要焊補(bǔ)。如要求型芯頭處是實(shí)的，那就要用芯撐來實(shí)現(xiàn)，芯撐是用φ0.3-1.0的金屬絲，比原模高出5-10mm，澆鑄后芯撐與鑄件融為一體，露出的尾端經(jīng)打磨去除，如象直立的馬，就用二頭芯撐(5)讓合金液整個(gè)包住型芯，采用芯撐的不便清除型芯砂就將型芯留在鑄件中。
2、有了原模就可以制造耐熱硅橡膠型腔模(2)，之前還應(yīng)制造型腔模鋁合金夾具(1)。根據(jù)原模的形狀，用記號(hào)筆劃出分型面，一般是分成二塊，復(fù)雜形狀可分成數(shù)塊。硅橡膠模厚為8-12mm，根據(jù)工件尺寸大小增減所需厚度，用相應(yīng)厚度的橡皮泥貼在原模分型面上，貼滿一側(cè)的原模。在分型面上設(shè)二個(gè)或多個(gè)螺栓緊固位置，并設(shè)數(shù)個(gè)硅橡膠定位銷(6)位置。用石膏或樹脂倒在橡皮泥上達(dá)8-10mm厚，等固化后清理分型面，相應(yīng)位置設(shè)上螺栓堅(jiān)固位(12)，另一側(cè)原模上再壓貼上相應(yīng)厚度的橡皮泥，倒上石膏或樹脂，固化后將二側(cè)的模型打開，取出橡皮泥與原模，就成為型腔模鋁合金夾具造型模。將造型模修整，內(nèi)外二面都留有脫模斜度，用翻砂造型鑄造制成型腔模鋁合金夾具，夾具的堅(jiān)固部位可鉆孔用螺栓緊固，也可用柱銷環(huán)螺栓配蝶型螺母堅(jiān)固。根據(jù)鑄造方法的不同如重力澆鑄和真空吸鑄，還應(yīng)在夾具上分別設(shè)計(jì)上澆道和吸鑄直澆道和橫澆道，具體方法下章再述。制好了夾具就可將耐熱硅橡膠壓在原模的分型面一側(cè)，再扣上鋁合金夾具，使硅像膠充滿夾具內(nèi)腔，硅橡膠一定要壓緊壓滿并沿原模分型面壓實(shí)。在空檔處設(shè)定位銷(6)，定位銷用帶帽園頭螺母而成，將硅橡膠塞滿螺母孔內(nèi)，埋于硅橡膠分型面處露出圓球頭部。壓實(shí)一側(cè)的硅橡膠后，在硅橡膠分型面和定位銷上涂上分離劑，再用上述方法壓上另一側(cè)的硅橡膠和鋁合金夾具。兩邊夾具用螺栓堅(jiān)固，為防加熱硫化時(shí)螺栓脫落影響成型，再用C型夾具夾緊兩側(cè)，放入烘箱內(nèi)加熱硫化。硫化溫度為160℃，硫化時(shí)間為2～4小時(shí)，根據(jù)模具的大小增減硫化時(shí)間。經(jīng)硫化塑性的硅橡膠就定型了，將夾具松開從分型面處分離二側(cè)的硅橡膠，取出原模就成為中空的硅橡膠型腔，如將低熔點(diǎn)合金倒入型腔內(nèi)，就成為實(shí)心的工藝品，要制造空心工藝品，需在硅橡膠型腔內(nèi)加上型芯，鑄造出來才是空心的。
3、有了硅橡膠型腔模還需配有型芯模，型芯模制法是根據(jù)工藝品的壁厚尺寸把橡皮泥壓制成相應(yīng)的厚度，貼在硅橡膠型腔模內(nèi)腔上，沿分型面向內(nèi)壓，貼壓時(shí)注意留有脫模斜度、內(nèi)凹處貼厚點(diǎn)，外凸處壓薄一點(diǎn)，這樣能保證下一步的砂芯脫模。在型芯頭和芯撐的地方不要貼橡皮泥，貼好橡皮泥將硅橡膠型腔模合模，澆上石膏。澆道及真空吸鑄直、橫澆道不要澆入石膏。石膏凝固后修整型芯頭底部多出的石膏，使型芯頭與型腔模底持平。打開型腔模剝?nèi)ハ鹌つ嗑褪鞘嘈托緦?shí)型。放回一側(cè)的型腔模中觀察空隙看壁厚情況，背面看不到可用較軟橡皮泥分點(diǎn)狀放在石膏型芯實(shí)型上，再放回型腔處壓緊，看橡皮泥壓痕的厚薄了解壁厚，如太厚在石膏型芯實(shí)型上加上石膏，如太薄可刮掉一部分石膏，修整時(shí)要注意石膏型芯實(shí)型的脫模斜度和光潔度。型芯模是用鋁合金制成，考慮鑄件的收縮率，石膏型芯實(shí)型要加上收縮位制稍大一點(diǎn)，在石膏型芯實(shí)型上涂上石蠟等分離劑，沿原來的分型面貼上橡皮泥，高出10mm的合縫位和20-50mm的定位銷和鎖緊孔位，定位銷用2-4個(gè)，用園球壓在橡皮泥上呈凹球面。在石膏型芯實(shí)型和橡皮泥處倒上石膏或樹脂，固化后將橡皮泥取掉，修整分型面及凸出的球體，在分型面上涂上分離劑，在另一側(cè)的石膏型芯實(shí)型與分型面上倒上石膏或樹脂，固化后打開外模，取出型芯實(shí)型就成了型芯造型模。合模后看兩邊球面定位銷和分型面接縫是否密縫，修整合縫及外形，使內(nèi)腔光潔，型芯造型模壁厚8-10mm，要有脫模斜度，符合造型要求，造型模經(jīng)翻砂澆鑄鋁合金就成了型芯模。型芯模經(jīng)修整合縫、內(nèi)腔打磨拋光，安裝鐵棒把手和緊固螺栓，就可放在爐上加熱，有芯撐的型芯，在型芯模芯撐位置插上相應(yīng)金屬絲，如型芯細(xì)小易斷處也可加入鐵絲增強(qiáng)牢度。倒入覆膜砂，熱固化后刮去型芯頭處多出的砂，取出就成了型芯。將型芯放入型腔模中試鑄，看成品壁厚，太厚可將型芯模相應(yīng)部位內(nèi)腔修磨大些，太薄可補(bǔ)焊上點(diǎn)厚度，經(jīng)調(diào)試達(dá)到厚度要求。石膏型芯的制造工時(shí)較長，使用前還需烘干，一般情況少用。
4、工藝品體積較小壁較厚的就可用重力澆鑄法實(shí)施，硅橡膠型腔及型芯模的制造前面已說過，這里就不重說。重力澆鑄就要設(shè)立直澆道，直澆道(11)呈漏斗型，可直接放入在工藝品分型面頂部，也可設(shè)橫澆道，以增加產(chǎn)品成品率，根據(jù)工藝品形狀設(shè)不同的直、橫澆道，可用木頭制造，在設(shè)計(jì)型腔模鋁合金夾具時(shí)將直、橫澆道設(shè)計(jì)其中，制造硅橡膠型腔模時(shí)，將澆道木模與原模一同壓入硅橡膠中固化。重力鑄造工藝較簡單，將型芯放入型腔模中夾緊兩邊合縫就可澆鑄，缺點(diǎn)是成品率不夠高。
5、真空吸鑄是將放有型芯的硅橡膠型腔模放置于一密封室內(nèi)，然后將密封室內(nèi)的空氣抽出，使型腔內(nèi)造成一定的負(fù)壓，由于差壓作用，熔池中的金屬液通過升液管被吸入型腔，然后保壓，真空吸鑄中鑄件凝固時(shí)間需嚴(yán)格控制，當(dāng)橫澆道及鑄件已凝固而直澆道的金屬液尚未開始凝固，去除負(fù)壓放入空氣。直澆道管內(nèi)的金屬液就流回熔池中，這種澆注方法的優(yōu)點(diǎn)是提高合金的充型能力，達(dá)到較薄壁厚，同時(shí)減少氣孔、夾渣，增加表面光潔度。硅橡膠型腔模沒有透氣性，合縫處也不透氣，型腔內(nèi)達(dá)不到負(fù)壓就完不成真空吸鑄。要在原模上部合模處設(shè)排氣口(10)，排氣口高30mm，厚度與工件厚度相當(dāng)，寬度根據(jù)工件大小定、工件大，排氣口的孔徑就大，也可設(shè)計(jì)多個(gè)排氣口。排氣口的孔徑影響型腔內(nèi)空氣被抽出的快慢，從而影響金屬液充型速度及吸鑄工藝的穩(wěn)定。升液管直徑影響金屬液回流，直徑太小金屬液凝固過早影響回流。升液管采用φ30-φ50的鋼管制成，上端伸出50mm焊于密封室底內(nèi)部，下端伸到金屬溶池底部。在密封室頂端開一個(gè)觀察窗，用玻璃密封窗口，抽真空后看到排氣口流出金屬液就保壓，排氣口金屬凝固就打開氣閥進(jìn)入空氣解除真空，使直澆道合金回流，如不用觀察窗可嚴(yán)格控制時(shí)間完成操作。在原模分型面底部根據(jù)形狀的不同設(shè)計(jì)各異的橫澆道(8)木模，直澆道(7)用與升液管相同尺寸的鋼管做模，與橫澆道木模膠合成丁字型。橫澆道與原模處用稍厚于壁厚的木模相連成為進(jìn)液通道(9)進(jìn)液通道可設(shè)多個(gè)，孔徑大于排氣口孔徑。在硅橡膠型腔模夾具設(shè)計(jì)時(shí)就將直、橫澆道及進(jìn)液通道、排氣口設(shè)計(jì)其中，制造硅橡膠型腔模時(shí)將直、橫澆道、進(jìn)液通道、排氣口木模與原模一同壓入到硅橡膠中，熱固化而成。在型腔模中放入型芯，將直澆道處插入密封室內(nèi)端升液管中，鎖緊兩邊合縫就可進(jìn)行真空吸鑄。
6、鑄件經(jīng)去飛邊，清除型芯殘砂，鑄造缺陷處可用錫焊補(bǔ)。用吊磨機(jī)裝上大號(hào)鋼針，在針眼上插上剪成三角形的砂紙拋光，工藝品經(jīng)全面打磨拋光，就可進(jìn)行鍍24K黃金、仿古銅、鍍銀等工藝，裝配其它飾物及木質(zhì)底盤就成了一件漂亮的工藝品。
權(quán)利要求
一種以耐熱硅橡膠制造型腔，在型腔中放入相應(yīng)型芯，利用重力澆鑄或真空吸鑄方式使低熔點(diǎn)金屬充盈型腔而鑄成的空心金屬工藝美術(shù)品的制造工藝。
全文摘要
這種生產(chǎn)低溶點(diǎn)金屬空心工藝美術(shù)品的制造工藝是集三種制造工藝的優(yōu)點(diǎn)，能整體鑄造空心工藝美術(shù)品的制造工藝。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的在原?；A(chǔ)上設(shè)計(jì)型芯頭或芯撐，裹上耐熱硅橡膠，將直橫澆道、進(jìn)液通道和排氣口木模壓入硅橡膠中，外層用型腔模鋁合金夾具壓緊經(jīng)高溫硫化制成硅橡膠型腔模。再以硅橡膠型腔模為樣本制成相應(yīng)的型芯模，將覆膜砂倒入型芯模熱固化制成型芯。在型腔模中放入相應(yīng)的覆膜砂型芯或石膏型芯，利用各種方式如重力澆鑄、真空吸鑄使低熔點(diǎn)金屬充盈型腔而達(dá)到空心工藝品。該工藝具有生產(chǎn)率高，低熔點(diǎn)金屬直接在沒有脫模斜度和內(nèi)凹的模具中成型和脫模，產(chǎn)品光潔度高，可大部一次空心成型無須多塊焊接，大幅提高生產(chǎn)率。
文檔編號(hào)B44C1/00GK1721206SQ20041007170
公開日2006年1月18日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月16日
發(fā)明者朱勇勝 申請人:朱勇勝