大型青銅鼎的鑄造方法與流程

本發明涉及一種青銅鼎的鑄造方法具體涉及一種。可用于重量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。

對于重量在10噸以下的小型青銅鼎，由于尺寸較小，適用于整體鑄造一次成型的方法，能夠簡化生產工序。

對于重量在50噸以下的中型青銅鼎，其尺寸和結構均有一定的規模，采用整體鑄造時，造型方法復雜，砂型形位尺寸難控制。國內某廠家在制造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，外層砂型分層制作，中間泥芯整體制作，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。

對于重量為90噸的大型青銅鼎，此前沒有制作先例，采用原來的制作方法，存在以下問題：

1)單個鼎耳重量和尺寸均較大，采用單鑄再與鼎身焊接，無法保證焊接后的強度和穩定性；

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干涉；

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；采用鼎足、鼎身、鼎耳單獨鑄造，鼎身造型時，口部在下、底部朝上，外層砂型分層制作，具體步驟如下：

1)鑄造鼎身，

(1)先制作外層砂型，先根據模型制作外層砂型，根據鼎身表面的紋飾區域，依次將砂型分層制作外層砂型一、二、三，并逐層硬化，在外層預埋鑄造好的鼎足一、二、三；

(2)在制作砂型三砂型中依次擺放成型的澆注系統磚制作內澆口、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)根據鼎身制作中間泥芯一、二、三、四，并在中間泥芯中間依次放內置砂箱一、二、三、四、五、六、七；便于開箱和拼箱；

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；每層分型面處填砂并舂緊實；

(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，鼎耳單獨鑄造后，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。

本發明鑄造時采用鼎足、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，由于口部直徑小，采用外層砂型和中間泥芯分層制作再組拼成整體后澆注的方式，避免了拼箱時的干涉。同時采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。采用鼎足、鼎身、鼎耳單獨鑄造，鼎身造型時，口部在下、底部朝上，外層砂型分層制作，具體步驟如下(見圖1)：

1)鑄造鼎身，

(1)先制作外層砂型，先根據模型制作外層砂型，根據鼎身表面的紋飾區域，依次將砂型分層制作外層砂型一1、外層砂型二2、外層砂型三3，并逐層硬化，在外層預埋鑄造好的鼎足一19、鼎足二20、鼎足三21；

(2)在制作砂型三3砂型中依次擺放成型的澆注系統磚制作內澆口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)根據鼎身制作中間泥芯一4、中間泥芯二5、中間泥芯三6、中間泥芯四7，并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；便于開箱和拼箱；

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；每層分型面處填砂并舂緊實；

(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，采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，并全部采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單獨鑄造后，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。

本發明鑄造時采用鼎足、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，由于口部直徑小，采用外層砂型和中間泥芯分層制作再組拼成整體后澆注的方式，避免了拼箱時的干涉。同時采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。