大型青銅鼎的鑄造方法與流程
2023-10-05 07:58:29 2
本發明涉及一種青銅鼎的鑄造方法具體涉及一種。可用於重量90噸及以上的大型青銅鼎的鑄造方法。
背景技術：
青銅鼎作為藝術品出現在歷史上已經有很長時間了，其形狀常見的多為圓形或方形鼎身，下有鼎足、上立鼎耳，成型方法一般為鑄造和焊接。
對於重量在10噸以下的小型青銅鼎，由於尺寸較小，適用於整體鑄造一次成型的方法，能夠簡化生產工序。
對於重量在50噸以下的中型青銅鼎，其尺寸和結構均有一定的規模，採用整體鑄造時，造型方法複雜，砂型形位尺寸難控制。國內某廠家在製造50噸青銅方鼎時，將鼎足、鼎身、鼎耳單獨鑄造，鼎身造型時，口部在下、底部朝上，外層砂型分層製作，中間泥芯整體製作，將鑄造好的鼎足安置在鼎身底部與其鑄焊，得到鼎身與鼎足的整體，再將單鑄好的鼎耳與鼎身焊接組拼的方式成功生產。
對於重量為90噸的大型青銅鼎，此前沒有製作先例，採用原來的製作方法，存在以下問題：
1)單個鼎耳重量和尺寸均較大，採用單鑄再與鼎身焊接，無法保證焊接後的強度和穩定性；
2)青銅鼎鼎身為圓球型，鼎口內斂，在造型時需考慮外層砂型與中間泥芯之間在拼箱時的幹涉；
3)鼎身一次澆注成型時，大量銅合金液的充型溫度和時間的控制。
技術實現要素：
本發明的目的是針對上述現狀，旨在提供一種整體強度高、表面質量優良的大型青銅鼎的鑄造方法。
本發明目的的實現方式為，大型青銅鼎的鑄造方法，鼎身底部三立足，鼎口雙立耳，口沿微斂；採用鼎足、鼎身、鼎耳單獨鑄造，鼎身造型時，口部在下、底部朝上，外層砂型分層製作，具體步驟如下：
1)鑄造鼎身，
(1)先製作外層砂型，先根據模型製作外層砂型，根據鼎身表面的紋飾區域，依次將砂型分層製作外層砂型一、二、三，並逐層硬化，在外層預埋鑄造好的鼎足一、二、三；
(2)在製作砂型三砂型中依次擺放成型的澆注系統磚製作內澆口、橫澆道圈、直澆道一、二；在鼎身弧頂相應部位確定3個鼎足的位置，與四周砂箱焊接定位，鼎足高出部分超出鼎身水路的厚度；
(3)根據鼎身製作中間泥芯一、二、三、四，並在中間泥芯中間依次放內置砂箱一、二、三、四、五、六、七；便於開箱和拼箱；
2)拼箱，
(1)先拼外層砂型一，再依次拼中間泥芯一、二、三，在內置砂箱一—七中間填焦炭，再拼中間泥芯四；每層分型面處填砂並舂緊實；
(2)再依次拼外層砂型二、三，構成鼎身型腔；
(3)從直澆道一、二、經橫澆道圈、內澆道澆注，注入型腔，鼎足與鼎身鑄焊成一體；
3)在鼎身口部法蘭相應位置預留鼎耳鑄焊凹槽，鼎耳單獨鑄造後，在凹槽內澆入銅合金液使鼎耳、鼎足與鼎身鑄焊成大型青銅鼎。
本發明鑄造時採用鼎足、鼎耳單獨鑄造，再分別與鼎身鑄焊，既減少了拼接時的焊接量也增加了整體的結構強度。在鼎身鑄造時，由於口部直徑小，採用外層砂型和中間泥芯分層製作再組拼成整體後澆注的方式，避免了拼箱時的幹涉。同時採用兩個中間包同時向兩個直澆道中澆注的方式，得到的青銅鼎表面質量優良。
附圖說明
圖1為本發明澆注形式圖，
圖2為本發明鼎身、鼎耳型腔形式圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施實例對本發明作進一步的說明。
本發明鑄造的大型青銅鼎，鼎身底部三立足，鼎口雙立耳，口沿微斂。採用鼎足、鼎身、鼎耳單獨鑄造，鼎身造型時，口部在下、底部朝上，外層砂型分層製作，具體步驟如下(見圖1)：
1)鑄造鼎身，
(1)先製作外層砂型，先根據模型製作外層砂型，根據鼎身表面的紋飾區域，依次將砂型分層製作外層砂型一1、外層砂型二2、外層砂型三3，並逐層硬化，在外層預埋鑄造好的鼎足一19、鼎足二20、鼎足三21；
(2)在製作砂型三3砂型中依次擺放成型的澆注系統磚製作內澆口18、橫澆道圈17、直澆道一15、直澆道二16；在鼎身弧頂相應部位確定3個鼎足的位置，與四周砂箱焊接定位，鼎足高出部分超出鼎身水路的厚度，
(3)根據鼎身製作中間泥芯一4、中間泥芯二5、中間泥芯三6、中間泥芯四7，並在中間泥芯中間依次放內置砂箱一8、內置砂箱二9、內置砂箱三10、內置砂箱四11、內置砂箱五12、內置砂箱六13、內置砂箱七14；便於開箱和拼箱；
2)拼箱，
(1)先拼外層砂型一1，再依次拼中間泥芯一4、中間泥芯二5、中間泥芯三6，在內置砂箱一—七中間填焦炭，再拼中間泥芯四7；每層分型面處填砂並舂緊實；
(2)再依次拼外層砂型二2、外層砂型三3，構成鼎身型腔；
(3)從直澆道一15、直澆道二16、經橫澆道圈17、內澆道18澆注，注入型腔，鼎足與鼎身鑄焊成一體；
在澆注鼎足與鼎身時，採用兩個中間包合澆的方式。銅合金液依次從電爐中出爐至兩個澆包；通過控制包中充氮氣時間的長短來控制兩個澆包中銅合金的溫度差。
鼎身澆注系統為頂注雨淋式，並全部採用成型的澆注系統磚，銅合金通過雙直澆道一、二流入橫澆道圈17中，再從內澆道18注入型腔。
所述銅合金的出爐溫度控制在1260℃～1280℃，澆注溫度控制在1110℃～1130℃。
3)在鼎身口部法蘭相應位置預留鼎耳鑄焊凹槽26，鼎耳一23、鼎耳二24單獨鑄造後，在凹槽25內澆入銅合金液使鼎耳、鼎身26(見圖2)與鼎足鑄焊成大型青銅鼎。
本發明鑄造時採用鼎足、鼎耳單獨鑄造，再分別與鼎身鑄焊，既減少了拼接時的焊接量也增加了整體的結構強度。在鼎身鑄造時，由於口部直徑小，採用外層砂型和中間泥芯分層製作再組拼成整體後澆注的方式，避免了拼箱時的幹涉。同時採用兩個中間包同時向兩個直澆道中澆注的方式，得到的青銅鼎表面質量優良。