商代 是如何做出达到1000多度的炉子的?

商代 是如何做出达到1000多度的炉子的?,第1张

范铸法和失蜡法,范铸法较早,应用的最普遍
范铸法
范铸法又称模铸法,先以泥制模,雕塑各种图案、铭文,阴干后再经烧制,使其成为母模,然后再以母模制泥范,同样阴干烧制成陶范,熔化合金,将合金浇注入陶范范腔里成器,脱范后再经清理、打磨加工后即为青铜成品。
根据从古代青铜作坊遗址发掘出的实物,再结合青铜器的外形分析,专家认为,中国古代青铜器绝大部分是采用范式铸造方法制作的。
青铜器
范铸法工艺流程共分为五步:
第一步为塑模,用泥土塑造出铜器的基本形状。在制好的泥模上画出铜器纹饰的轮廓,凹陷部分直接从泥模上刻出,凸起部分则另外制好后贴在泥模表面;
第二步为翻范,用事先调和均匀的细质泥土紧紧按贴在泥模表面,拍打后使泥模的外形和纹饰反印在泥片上;
第三步为合范,将翻好的泥片划成数块,取下后烧成陶质,这样的范坚硬不易变形,称为陶范。将陶范拼合形成器物外腔,称为外范。外范制成后,将翻范用的泥模均匀削去一薄层,制成器物的内表面,称为内范,铜器的铭文就刻在内范上。将内外范合成一体,内外范之间削出的空隙即为铜液留存的地方,两者的间距就是青铜器的厚度;
第四步为浇注,将铜液注入陶范。待铜液凝固后,将内外陶范打碎,取出所铸铜器。一套陶范只能铸造一件青铜器,因此不可能存在两件一模一样的青铜器;
第五步为打磨和整修。刚铸好的青铜器,表面粗糙,纹饰也不清晰,需要经过打磨整修,才能成为一件精致的铜器。[2]
失蜡法
失蜡法是一种青铜等金属器物的精密铸造方法。做法是,用蜂蜡做成铸件的模型,再用别的耐火材料填充泥芯和敷成外范。加热烘烤后,蜡模全部熔化流失,使整个铸件模型变成空壳。再往内浇灌溶液,便铸成器物。器物可以玲珑剔透,有镂空的效果。湖北随县曾侯乙墓,出土的青铜尊、盘,是我国目前所知最早的失蜡铸件。
春秋晚期,中国人可能就已发明了失蜡法铸造工艺。失蜡法的工艺流程分为三步,首先以易熔化的石蜡制成蜡模,用细泥浆多次浇淋蜡模,使之硬化后形成铸形。然后,将铸形烘烧陶化。这一过程中,石蜡熔化流出,于铸形中形成空腔。最后往空腔中浇注铜水,制成器物。失蜡法通常用于铸造那些外形非常复杂的青铜器,河南淅川出土的楚国铜禁以及湖北随州出土的曾侯尊盘被认为就是用失蜡法铸造的。
浑铸法
器物一次浇铸成形的铸造方式,称为浑铸法。器形过大或形状过于复杂,需要将整个器物分为数件分别翻范浇铸,最后拼接成一个整体,这种铸造方法称为分铸法。铸造多个较小物件时,还会将多个铸范层叠装在一起,由一个浇口浇注铜水,一次铸成多件器物,这种工艺称为叠铸法。叠铸法多用于铸造钱币等小型器物,出现于春秋时期,汉代时逐渐流行。

感应电炉熔炼工艺
1.打结坩埚
1.1材料
酸性炉衬:用于碳钢熔炼。石英砂(20/40)40%、石英砂(50/100)60%、硼酸1.5~2% (外加) 、水2% (外加)。石英砂应磁选,去除铁磁性物质。
碱性炉衬:用于合金钢熔炼。镁砂(过4×4 mm筛)96%、耐火粘土(过100号筛)2%、硼酸(过40号筛)2%、水3~4% (外加)。镁砂应磁选,去除铁磁性物质。
炉领材料粒度应较细些,并加入适量水玻璃作粘结剂。
1.2搪制和烧结
准备:检查感应圈不漏水后,在各圈缝隙内填满由石英砂(50/100)50%、石棉粉30%、耐火粘土(过100号筛)20%配制的绝缘材料,自然干燥或低温烘烤。
搪制:在感应圈内壁和底部放置石棉板,将混合好的炉衬材料分批(每批30~40 mm)填入捣实炉底;放置好坩埚胎模,分批填入炉衬材料捣实炉壁,壁厚应一致,紧实度应一致,应无分层现象。最后制作炉领。
干燥:自然干燥一昼夜后,在200~400℃下烘烤8~10小时。
烧结:在坩埚内装入石墨电极,分级送电加热,高温烘烤3~4小时。检验如无裂纹,装入金属料,逐渐加大功率,使金属熔化,金属液必须装满坩埚,否则坩埚将因上下温度不均而开裂。烧结好的坩埚,内层为整体呈釉状的坚硬烧结层;外层没有烧结成实体的缓冲层。
2.炉料
2.1金属炉料
元素烧损率%
C Si Mn Cr Ti Al W V Mo Ni
酸性炉衬 5~
10 0~10 30~50 5~
10 40~
60 30~
50 3~
5 ~
50 5~
20 0
碱性炉衬 30~40 20~30
2.2熔剂
酸性炉衬用酸性熔剂:碎玻璃、石英砂。
碱性炉衬用碱性熔剂:石灰、镁砂、荧石、三氧化二铝。
常用熔剂配比%
镍基高温合金 不锈钢、热强钢 碳钢、低合金钢
1 2 3 4 5 6 7 8 9
石灰 50 50 45.5 85 65 80 70 25  
镁砂 22.5 18 16.5 12 10 10 10    
石英砂             10 65 80
三氧化二铝 25 25 13.5            
荧石 2.5 7 6.5 1.5 25 10   10  
铝粉     18            
碎玻璃                 20
碎烧土             10    
硅铁粉       1.5          
2.3装料
装料前,清除坩埚内残渣残钢,检查炉衬,修补严重侵蚀部分。
在炉底装入占炉料重1%的熔剂;
难熔的、大块的料装在靠近炉壁处和下部;
大块料的间隙中要填入小块料;小块料装在上部;
长棒形料要竖直装入,下紧上松,装料不能超过感应圈上沿,以免架桥;
易氧化成分最后加入。
镍:装料时加入;
铬:装在炉底,以减少烧损;
钨、钼:块度要小,烤热,钢水熔化后加入;
硅、锰:钢水脱氧前加入;
钒、铝、钛、硼:在钢水脱氧后,脱氧良好的情况下按次序加入,当钒加入量极少时在铝、钛之后加入,加入铝、钛之前要停电降温。
3.熔化、脱氧
开始送电用较低功率,电流波动较小后,用最大功率熔清。随炉料熔化,逐渐装入未装完的炉料。熔化过程中应及时捅料,防止架桥。炉料开始熔化后,应及时撒上熔剂覆盖钢水。
钢水熔清后,倾侧炉体,扒净炉渣,并随即加新熔剂覆盖,进行脱氧。
一般采用沉淀法,常用脱氧剂为锰铁、硅铁、硅锰、硅钙合金。
杂质要求严的采用扩散法,脱氧剂为碳粉和硅铁粉,分批均匀地撒在渣面上。
出钢前插铝终脱氧。


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