很多年前,带孩子去北京游玩,预约了国家博物馆,前往参观。孩子看着馆内的传世国宝“四羊方尊”竟陷入了疑惑和深思:“这是怎么被造出来的呢?”这一问,让我道出了整个熔模铸造发展史和制作流程。孩子听完后恍然大悟,直呼:“学到了!”接下来将手把手教您如何制造。收藏下来,为您的孩子增加知识吧。
商超晚期的四羊方尊不亏为艺术之瑰宝,高58.3厘米,尊周的四个羊头更是极为精致。
而它的主要制造工艺就是熔模铸造了,这也是生产各种中小型青铜,不锈钢等艺术品的主要工艺方法。
说起熔模铸造,故名思义,即是融解掉模壳内的石蜡,石蜡消失,形成完整的型壳,所以又被称之为失蜡工艺。这一工艺方法可谓历史悠久,最早可追溯至4000年前,印度,中国和埃及是最早的起源国家,最早常用于青铜工艺品的制造,后来延伸至珠宝首饰中。
而现在的航空航天,电子化工,医疗,机械,兵器等都少不了这一方法的制造。现今,熔模铸造几乎已应用于所有的工业领域。
那么它是如何生产出来的呢?老吴接下来将通俗为您科普。
首先,生产一件产品,就需要产品的大概模板。通过一系列设计和制造,我们需要先获得一副产品模具(关于产品的模具制作,我们下期详谈),模具在我们领域称之为压型。为了通俗理解,以后都称为模具。有了这个,我们就踏出了成功的第一步。毕竟产品不可能凭空产生。
那什么是模具呢?
模具很好理解,就如下图的小孩沙滩玩具一样,把沙放进去、取走玩具,那么一座城堡耸立而出,只不过熔模铸造中的模具结构更复杂,常有很多零件组合而成,材质更坚固(铝合金)而已,当然也更贵了。正所谓大道至简,万变却不离其宗。
小朋友用的是沙子,我们当然不能用沙子,而是这种石蜡了。我们称之为蜡基材料。有了石蜡,现在算是正式进入了生产的第一步。
然而下一秒,我们却陷入了沉思,甚至开始抱怨国骂,这石蜡块怎么放进模具,老吴你在玩我么?
不要着急,先把蜡块取出来,被老板看到了不好。这时候,别忘了还需要对石蜡做一番处理才行。这时候,我们先把石蜡片拿到车间,然后需要先把蜡片一片片放进前面的搅蜡桶里。
什么是搅蜡桶?您可以把它理解为一台自动搅拌机,和您在家做蛋糕搅拌奶油或鸡蛋一个意思。放进蜡片后,浇上旁边恒温的蜡液,使其充分搅拌。
然后静静等待它搅拌完成,蜡片随着搅拌就会慢慢变成蜡渣,继续一边放蜡液一边搅拌,随着时间的推移,又会慢慢变成了糊状。
这过程像极了调芝麻糊。
直到蜡浆变成膏状,没有了颗粒感,一切就大功告成了。这时候把蜡料放进保温桶,我们的原材料就制作完成了。这时候你迫不及待想要直接上手把蜡膏涂进模具内?老吴劝你不要这么做。可能会被当下开除。因为蜡料需要另一种方式进入模具。
那就是注蜡。
首先,每个模具上都有一个小孔,我们称之为注蜡口。
所谓注蜡就是把保温桶里的蜡料通过管道进入蜡枪由压力由注蜡口注射进模具内。
然后等待蜡料充盈整个模具。静置合适的时间,冷却成型后,方可取出。那么一座城堡,不对,一件产品就这样产生了。这就称之为蜡模,所谓的熔模,其实就是融化让蜡模消失而已,你说神不神奇,至于怎么熔,为什么要让它消失,且听我慢慢道来。
取出后的蜡模还是略有瑕疵,不够完美,就需要一些能工巧匠的修补。使其在符合尺寸下外观精致细腻。
随即,修补好的蜡模就需要进行与浇冒口的组合工作。
那什么是浇冒口?其实相当于建立了未来步骤钢水流入的一个通道,相当于一个倒水的杯口,以后的钢水将从这个浇口倒入。充盈整件产品。而浇冒口中有根木棒叫做浇口棒,是为了便于拿取整个蜡模组。有人会问,钢水直接倒入蜡模么,当然不是,现在的蜡模只是为未来做铺垫而已。它是活不过两个车间的。听我慢慢道来。
现在的蜡模组算是完成了,等待转入下道车间。
下一步,我们就要为蜡模穿上外衣了。首先需要穿件紧紧包裹的内衣。把整个蜡模组沉浸在涂料桶内,犹如涂上一层胶水一样。这一层胶水各个同行用的都不一样,我们使用的是学名为硅溶胶的涂料。为什么要涂上这所谓的胶水,这可大为重要。
先涂一层涂料,等于穿了件内衣,然后为其撒上一层沙,然后再涂一层涂料,再撒一层沙,各种沙与涂料紧密结合,粘附在一起。有点做巧克力的感觉了。反正老吴是觉得太像费列罗烈士那巧克力了。
所谓的硅溶胶涂料也是起着黏结砂层的作用,干燥后,再次循环,直至“衣服越穿越多”。有一种冷叫妈妈觉得你冷,蜡模组就这样裹上了一层厚衣服。
最终,为了防止这件厚衣服脱落,还得用铁丝紧固。可谓变得坚硬无比,实在操碎了心。
涂料就这样完成了,穿上“厚衣”的蜡模就成了这样子。
这时候,蜡模的大限也到了。完成的蜡模即将推入蒸汽炉。通过蒸汽的温度,内里的蜡模竟彻底融化。只留下了不会被融化的外壳,成了一件没有灵魂的空壳,我们业内称之为型壳。因为蜡模的消失,这样的外衣被保留了下来与蜡模的构造相当。
一大片型壳怎么也没有想到会被夺去了内在,可它们要经历的却远不止如此。
随即,我们需要把这些型壳推入焙烧炉,通过1000多度的高温锤炼,不仅增加了它们的强度。更能蒸发掉内里的水分和杂质。犹如人生,需经历困苦锤炼,除尽内心波澜与杂乱。
经过焙烧后,红彤彤的模壳被取了出来,即将经历最高的挑战。
1600多度的钢水从浇口顺势倒入,充满整个型壳。
型壳的大限也即将结束,充满型壳的钢水与型壳内部充分贴合,随着时间慢慢冷却凝固。
外面的型壳显然没有了存在的必要,因为已经拥有了坚固的内心。
这时,就需要清除掉对于外在的执着。各种沙砾外壳经过震壳机悉数脱落。只留下纯净的本心。
一件毛坯铸件就这样被生产出来。就如蜡模一样,刚出产的毛坯与浇口系统仍旧相连着。下一步就需要切割掉这最后的羁绊。
只剩下本体的产品还需要不断的修整,对表面不断的打磨。方可合格为钢。
这就是熔模铸造的生产流程,你学会了么?老吴将为您定期通俗讲述关于熔模铸造的知识。