金工筆記 – 2

液體澆鑄造形法

鑄造(casting):應用金屬熔融的特性,將液態金屬倒入模具中冷凝固化的鑄造成形。主要有三大項:翻砂鑄造、永久模鑄造、脱蠟鑄造。其中翻砂鑄造與永久模鑄造偏工業用,而金工多用脱蠟鑄造。

翻砂鑄造

又稱鋁合金砂模鑄造,是常見的鋁合金鑄造方法。用矽砂製造砂模,再將液態金屬倒入成形。

因為是用砂做模,砂顆粒小具有良好可塑性可以填在細節處,因此適合用在複雜形狀。

成本降低(砂與鋁合金成本低且可重複使用)、適應性強(適用各種鋁合金材料)、生產效率高、表面質感好。

永久模鑄造

模具為鋼模,模具可重複使用。最常見的為重力鑄造。

瀝鑄法

在液態金屬只有外殼凝固內部還沒成型時就把液態金屬倒出來,因而形成中空鑄件,跟實心鑄件比起來更輕更便宜。常用低熔點材料,如鉛(熔點327°C)、錫(熔點231°C)。

脱蠟鑄造

脱蠟鑄造的物質必須有可「熔失(可高溫燒掉,如乾燥植物、紙類)或溶失(可高溫融化,如蠟脂類物質)」的特性。

蠟比較軟、有多種軟硬度可選擇(有硬蠟、軟蠟、液態蠟)、好處理,可以使用加(用蠟針融化蠟塊再黏在蠟模上補蠟)減(用雕刻刀削掉)法來製作蠟模。市面上看到較立體的飾品通常都是用蠟雕製作。

硬蠟可用工具來雕刻、削切;軟蠟則可以用捏塑、擠推、搓揉、滾壓等方式塑形;液態蠟(常用蜜蠟)可吸附在物體表面產生形體。

用軟蠟時若蠟件沾到指紋,可以用火槍或打火機稍微燒過表面讓蠟融化填平,或是等鑄造後再打磨。

用軟蠟做的編織戒指蠟模

脫蠟鑄造有簡易複製性,因為複製容易所以可能造成同質性太高因而缺少獨特風格。

脫蠟鑄造流程如下:先做蠟模 -> 鑄造 -> 再拿處理過後的鑄造成品去開橡膠膜 -> 之後就可用橡膠模大量產生蠟模再拿去鑄造。

3D列印的成品若要複製可以直接拿來開橡膠模,不需先做蠟模;若不需複製則可以直接拿去鑄造。

不同顏色的蠟有不同性質,綠色蠟較硬適合機械雕刻,藍色蠟偏軟適合手工雕刻與有彎曲的作品,紫色介於中間但藍綠較常用。紅色較黏。

蠟有各種不同形式:蠟片、蠟塊、蠟管、蠟線。

做戒指可以直接買蠟管,蠟管有實心的與有洞的,若有洞的蠟管戒圍太大就需要買實心的蠟管自己鑽洞,因為洞可以擴大但是不能縮小。蠟管根據形狀分為圓形與馬鞍形,馬鞍形適用有寶石面以及戒台較大的戒指。

蠟片
蠟塊
蠟線(左)、圓形蠟塊(中)、馬鞍形蠟塊(右)

實物鑄造

實物脱蠟鑄造的原理,是利用各式各樣實際形體為基模。

乾燥植物(如枯葉)、塑料等都可以拿去做實物鑄造,將實物燒掉就得到石膏模,不過因為鈣燒不掉,若物件含有鈣(如牙齒、骨頭)就不行用。

使用玩具人偶做黃銅實物鑄造

珠寶鑄造流程

珠寶首飾貴金屬工藝通常使用脫模鑄造法。

接蠟樹 -> 將蠟樹套鋼模後倒入石膏,等石膏凝結 -> 水蒸氣脫蠟-> 燒結 (加熱石膏,這樣做的用意是石膏如果沒有先加熱,之後將液態金屬倒入時,溫差太大石膏可能會炸開) -> 灌入金屬 -> 炸石膏 (將石膏模放到水裡,高溫的石膏碰到水直接降溫會炸開)後得到金屬樹 -> 把物件剪下來

珠寶脫蠟鑄造工序,圖片右邊藍色與桃紅色的就是蠟樹,下面的金屬樹就是炸石膏後得到的成品

做好蠟件後如何估計要用多少金屬

因為蠟與水的比重差不多,所以可以直接用蠟的重量 * 金屬比重,比如說銀的比重為15,蠟件重量20g,則要鑄造會需要300g的銀 (= 20g * 15)

金屬成色比重
鉑 Platinum20
鈀 Palladium13
黃金 Gold24K/999.919
22K/91718
18K/75016
14K/58414
12K/50013
10K/41712
純銀 Pure silver99915
英鎊級銀 Sterling silver92513
青銅 Bronze9
黃銅 Brass9
乾燥有機模型 Dried Organic Model
鑄造925銀 Cast in sterling
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蠟與貴金屬比重換算

單位換算

  • 黃金重量單位為「兩、錢、分、厘」,十進位 -> 1兩 = 10錢,依此類推
  • 1錢 = 3.75g, 1g = 0.2667錢
  • 「錢」是一單位基準點,比如說 2兩5錢8分會說25.8錢,9分6厘會說0.96錢

應用題:假設銀價1兩$1,170,若蠟模為5g,請預估所需銀料價格為多少?

5g的蠟模約需要75g銀 ( = 5g * 純銀比重15),75g 等於20.0025錢 / 2.00025兩,所以銀料價格為 $2,340 (= 2.00025兩 * 1170元/兩)

鑄造加工加工費

鑄造加工加工費,提供蠟模的狀況下一個戒指大概是$150,若是提供已經開模的矽膠模一個戒指為$100,如果是提供蠟模要做矽膠膜則一個矽膠膜$400。


K金配方

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