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
Перед снятием форм с металлической барельефной скульптуры ее предварительно хорошо протирают для удаления пыли и подогревают до 50–60 °C, после чего модели кладут в обечайку и заливают расплавленным воском. Формы отливают на гладкой мраморной, керамической или металлической подложке (листе), на которую кладут газету.
Размеры обечайки делают несколько больше размеров модели, чтобы готовые формы имели достаточно прочные и широкие края (борта). Так, при диаметре барельефа 50—100 мм толщина формы составляет 10–20 мм. Это необходимо для укладки проводников на стенки форм и удобства расположения отверстий для груза и контактирующей подвески, а также для того, чтобы при обрезке облоя по периметру наращенной скульптуры можно было бы без затруднений пользоваться ножницами.
Делать борта у форм значительно больших размеров, чем необходимо для «зарядки» формы и обрезки облоя, у готового изделия, не следует, так как при излишней площади бортов повышаются отходы металла. (О «зарядке» см. в разделе «Электролитическое наращивание».)
Расплавленный воск заливают в обечайку равномерной струей без брызг; воск следует лить между обечайкой и моделью, постепенно наполняя обечайку воском. Равномерная и достаточно медленная заливка воска, притом не на модель, а сбоку, дает возможность получить формы без раковин, которые в случае быстрой и неравномерной заливки образуются из-за включений воздуха.
Формы снимают с формовочного стола после полного затвердевания, когда температура воска, например на монтановой основе, понижается примерно до 30–40 °C.
Заформованные модели извлекают из восковых форм над столом, чтобы из бежать повреждения их в случае выпадения из форм Для удаления моделей легко разжимают края формы и встряхивают ее. До полного отвердевания воска в стенках форм прокалывают одно против другого отверстия для груза и контактирующей подвески.
Восковыми композициями удобно также пользоваться с целью получения оттисков с плоских филигранных изделий, офортов и граверных моделей.
При гальвано-пластических работах возникают самые разнообразные вопросы, связанные с приемами формования и изготовления форм. В зависимости от характера скульптуры или художественного изделия эти вопросы решаются в каждом отдельном случае индивидуально.
От правильности формования скульптуры с учетом условий гальвано-пластической техники (например, без глубоких впадин в сложных профилях, без поднутрений) зависит успех репродуцирования в металле.
Описываемыми способами можно изготовлять металлические доски с надписями и мемориальные доски. На таких досках обычно имеется текст, рама, часто барельефное изображение.
Мемориальную доску или доску с надписью делают следующим образом. На ровный деревянный планшет натягивают ватманскую бумагу, размер которой несколько больше размера изготовляемой доски, приклеивают края ее к планшету; затем увлажняют бумагу водой, при этом после сушки она сильно натягивается. На бумаге размечают расположения текста, рамы, барельефа и других деталей композиции доски.
Все детали, входящие в состав композиции доски, изготовляются отдельно в соответствии с ее размерами.
Барельеф и раму выполняют гальванопластически и обрезают по контуру. Буквы для текста выпиливают из пластмассы, не деформирующейся при 60–70 °C (температура заливки воска). По разметке на ватманской бумаге буквы наклеиваются на нее нитролаком.