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在制作复杂造型的青铜器时,古人还采用了分铸法作为基本工艺原则,获得复杂的器形。或者先铸器身,再在上合范浇注附件(如兽头、柱等);或者先铸得附件(如鼎的耳、足等),再在浇注器身的时候铸界成一体。著名的四羊尊(湖南宁乡出土)就是使用了分铸法才铸成的。
这个方法的起源可以上溯到二里岗期(商代前期),到小屯期(商代后期),基本型式已经大体具备。
先铸附件后铸器身成为分铸法的主流,新郑彝器和战国时期的鼎、壶等类多半是这样铸成的。运用简单的工艺原则成功地解决复杂的工艺问题,执简御繁,平凡的劳动中显现出独具的匠心,这是中国古代劳动人民的卓越创造,也是了解商周青铜器铸造技术的一个关键。把像四羊尊这样复杂的器物误认为失蜡铸件,是不符合实际的,把商周青铜器说得神秘莫测,不可逾越,那更是错误的。
中国古代泥范铸造的又一个杰出成就,是叠铸法的早期出现和广泛应用。所谓叠铸是把许多个范块或成对范片叠合装配,由一个共用的浇道进行浇注,一次得到几十甚至上百个铸件。成本比较低至今仍在广泛使用。我国最早的叠铸件是战国时期的齐刀币,是用铜质范盒翻制出具有高度对称性和互换性的范片,每两片合成一层,多层叠浇而成。到了汉代,广泛用于钱币、车马器的生产。近年来,在陕西、河南、山东等省,这种铸范和烘窑多有出土。特别是河南温县西招贤村汉代冶铸遗址一个烘范 窑,就发掘出十六类、三十六种规格的五百多套叠铸范,为我们了解这一工艺提供了很可贵的实物资料。它们结构巧妙,制作精细,为便于清理铸件,内浇口厚度只有二到三·五毫米。用这些铸范浇出的铸件,表面光洁度达到五级(光洁度共分十四级)。金属收得率可以达到百分之九十,工艺水平和广东佛山近代所用同类方法已经札当接近。
铸造业在中国古代的金属加工工艺中占有突出的地位,并产生过巨大的社会影响。今天我们在生活中还经常使用的“模范”、“熔铸”、“泥范”等词汇,就来源于古代铸造业的术语。中国古代劳动人民在长期的生产实践中,创造了陶范法、失腊法两大传统铸造工艺。
用泥土按照器物原型雕刻成泥模;
将调合均匀的泥土拍打成平泥片,按在泥模的外面,用力拍压,使泥模上的纹饰反印在泥片上。等泥片半干后,按照器物的耳、足、鋬、底、边、角或器物的对称点,用刀划成若干块范,然后将相邻的两泥范做好相拼接的三角形榫卯,而后晾干,或用微火烘烤,修整剔补范内面的花纹,这就成了铸造所用的外范;
将制外范使用过的泥模,趁湿刮去一薄层,再用火烤干,制成内范。刮去的厚度就是所铸铜器的厚度;
将内范倒置于底座上,再将外范块置于内范周围。外范合拢后,上面有封闭的范盖,范盖上至少留下一个浇注孔;
将融化的青铜溶液沿浇注孔注入,等铜液冷却后,打碎外范,掏出内范,将所铸的铜器取出,经过打磨修整,一件精美的青铜器就制作完成了。
我国自新石器晚期,就进入铜石并用时代。河北唐山等地出土的早期铜器,有锻打成形的,也有熔铸成形的,说明范铸技术在我国源远流长,很早就发展起来。
古代文献中有不少关于昆吾(夏代的一个部落,居住在今河南渡阳市境北)制陶、铸铜的记载以及禹铸九鼎的传说。从近年考古发掘来看,夏代已经能熔铸青铜。最初的铸型是使用石范。由于石料不容易加工,又不耐高温,在制陶术发达的基础上,很快就改用泥范,并且在长达三千多年的时间里,在随着近代机器制造业的兴起采用砂型铸造以前,它一直是最主要的铸造方法。
商代早期以河南偃师二里头遗址作为标志,已经用泥范铸造铜锛、铜凿等小型生产工具和铜铃、铜爵等日用器具。稍后,以郑州二里岗作为标志,青铜冶铸业开始发达起来。郑州张寨出土的两件大方鼎,分别重六四·二五和八二·二五千克,表明商代中期铸铜技术已经具有相当水平,从单面范、双面范铸造,发展到能用多个型、芯组成复合铸范铸作重达百斤以上的大型铸件。
盘庚迁殷以后,以安阳小屯殷墟作为标志,青铜冶铸技术达到鼎盛时期。出土和传世的几万件商、周青铜器,既是重要的历史文物,又是冶铸奴隶智慧和才能的结晶,它们的学术、艺术价值和技术水平是世所公认的。
为了获得形状高度复杂、花纹精细奇丽的青铜铸件,古代冶铸工匠采取了一系列重要的工艺措施,例如:
在造型材料的制备上,就地取材,精选质地纯净、耐火度比较高的砂泥,予以练制,铸型表层所用的面泥,用水澄洗,得到极细极纯的澄泥(澄泥),这种泥料有很好的塑性和强度,翻制铸范的时候能得到很高的清晰度和准确度。背泥却采用比较粗的泥料或杂以砂子、植物质,以减少澄泥的耗用量,增加铸范的透气性。所有泥料都要经过长期阴干,反覆摔扫,使它高度匀熟,不致在造型、干燥的时候开裂。
对于范芯的干燥、焙烧、装配,均匀壁厚使它达到同时凝固,预热铸型使它能顺利浇注等方面,商周时期都已经摸索出了一整套成熟的工艺,不但为后代的泥范铸造,也为金属型和熔模铸造,奠定了技术基础。
但是,在剥削阶级占有生产资料、掌握国家机器的社会条件下,劳动人民的科学技术创造成果总是被统治者所攫取,用来镇压、欺骗人民,满足他们穷奢极欲的腐朽生活需要。商周青铜器中,礼、乐、兵、车四类占了绝大多数,生产工具为数很少,许多明器(陪葬器物)铸成后就埋置地下。这种情形极大地阻碍了社会生产力的发展。以致在长达一千多年的时间里,泥范铸造基本上停留在一次型的阶段,到春秋时期才用多次型(半永久性泥型)铸造铜工具(镢)。
用泥范铸造大型和特大型铸件,从唐宋时期起,有很大发展。沧州五代时期的铁狮,当阳北宋的铁塔,北京大钟寺明代的大钟,都是世界闻名的巨大铸件。宋应星《天工开物》卷八记述了两种浇注大件的方法:一是用多个行炉相继倾注(千斤以内的钟),一是用多个熔炉槽注(万钧钟)。这在古代手工业生产的技术条件下,应当说是一种巧妙而又需要熟练技巧和很好组织协同的工艺措施。就是在现代,要成功地浇注三四十吨的大铸件,也不是一件轻而易举的事。
我国在商代早期就有了泥范铸造,商代中期达到鼎盛时期。用这种方法,古代工匠们创造出了象司母戊鼎、四羊方尊这样的旷世珍品。2100433B
挖泥泵泵体类铸件铸造生产工艺
通过分析挖泥泵泵体类铸件结构、材质和使用特点,提出了其相应的铸造工艺及现场实施措施,成功地应用于该类铸件的铸造生产并取得了良好效果。
古代三大铸造技术:泥范铸造、铁范铸造、熔模铸造,劳动人民通过世代相传的长期生产实践,创造了具有我国民族特色的传统铸造工艺。
以下为大家详细介绍这三种铸造技术:
三、熔模铸造:
熔模铸造又称"失蜡铸造",通常是指在易熔材料制成模样,在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳,再将模样熔化排出型壳,从而获得无分型面的铸型,经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案.由于模样广泛采用蜡质材料来制造,故常将熔模铸造称为“失蜡铸造”.可用熔模铸造法生产的合金种类有碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等.熔模铸件的形状一般都比较复杂,铸件上可铸出孔的最小直径可达0.5mm,铸件的最小壁厚为0.3mm.在生产中可将一些原来由几个零件组合而成的部件,通过改变零件的结构,设计成为整体零件而直接由熔模铸造铸出,以节省加工工时和金属材料的消耗,使零件结构更为合理.熔模铸件的重量大多为零点几十牛(即几十克到几公斤),太重的铸件用熔模铸造法生产较为麻烦,但目前生产大的熔模铸件的重量已达800牛左右.熔模铸造工艺过程较复杂,且不易控制,使用和消耗的材料较贵,故它适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件,如涡轮发动机的叶片等.
二、铁范铸造:
铁范铸造是硬模铸造的一种.
由于铁范的温度较低,铁水浇入铁范后瞬间,铁范的温度不会上升太高,而之后由于铁水迅速冷却,结硬皮并收缩,在凝固的铁水和铁范之间形成一个“间隙”,铁水实际上是在“间隙”中冷却.同时,为了保护铁范,在铁范表面涂了一层烘干的耐热“涂料”,通常由耐火料和耐火粘结剂调和而成.所以不会熔在一起.
不仅用铁范可以铸造钢件,现在还有一种采用铝合金硬模铸造钢件的,它是将铝合金表面采用阳极氧化的方法生成一层很厚的耐高温的氧化铝膜.
工艺流程:
熔炼铁水---化验成分-----浇注
模具预热---补喷涂料---烘干--合范---浇注
----开模---落料---去浇口----后续加工处理
一、泥范铸造
古代文献中有不少关于昆吾(夏代的一个部落,居住在今河南濮阳市境北)制陶、铸铜的记载以及禹铸九鼎的传说。从近年考古发掘来看,夏代已经能熔铸青铜。最初的铸型是使用石范。由于石料不容易加工,又不耐高温,在制陶术发达的基础上,很快就改用泥范,并且在长达三千多年的时间里,在随着近代机器制造业的兴起采用砂型铸造以前,它一直是最主要的铸造方法。商代早期以河南偃师二里头遗址作为标志,已经用泥范铸造铜铸、铜凿等小型生产工具和铜铃、铜爵等日用器具。稍后,以郑州二里岗作为标志,青铜冶铸业开始发达起来。郑州张寨出土的两件大方鼎,分别重六四·二五和八二·二五千克,表明商代中期铸铜技术已经具有相当水平,从单面范、双面范铸造,发展到能用多个型、芯组成复合铸范铸作重达百斤以上的大型铸件。