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大型青銅鼎的鑄造方法與流程

發布時間:2019-7-3

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。

彩神‖下载 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。

彩神‖下载 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:

彩神‖下载 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。

彩神‖下载 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:

彩神‖下载 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;

彩神‖下载 (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;

彩神‖下载 (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,

彩神‖下载 (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;

彩神‖下载 (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。

彩神‖下载 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,

彩神‖下载 圖2為本發明鼎身、鼎耳型腔形式圖。

彩神‖下载 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;

彩神‖下载 (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,

彩神‖下载 (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;

彩神‖下载 (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;

彩神‖下载 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℃。

彩神‖下载 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。


技術特征:

1.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,其特征在于:具體步驟如下:

彩神‖下载 1)鑄造鼎身,

彩神‖下载 (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。

2.根據權利要求1所述的大型青銅鼎的鑄造方法,其特征在于:在步驟2)(3)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。

3.根據權利要求1所述的大型青銅鼎的鑄造方法,其特征在于:步驟2)(3) 的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。

4.根據權利要求1所述的大型青銅鼎的鑄造方法,其特征在于:在步驟2)(3)中,銅合金通過雙直澆道一、二流入橫澆道圈中,再從內澆道注入型腔。

5.根據權利要求2所述的大型青銅鼎鑄造方法,其特征在于:在步驟2)(3)中,銅合金的出爐溫度控制在1260℃~1280℃,澆注溫度控制在1110℃~1130℃。

技術總結
彩神‖下载 本發明涉及一種大型青銅鼎的鑄造方法,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,鑄造鼎身,先根據模型制作外層砂型,逐層硬化,在外層預埋鑄造好的鼎足,擺放成型的澆注系統磚制作內澆口、橫澆道圈、直澆道;確定三鼎足位置,與四周砂箱焊接定位,制作中間泥芯,在中間泥芯中間放內置砂箱,拼箱,構成鼎身型腔;澆注,鼎足與鼎身鑄焊成一體;在預留鼎耳鑄焊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;外層砂型和中間泥芯分層制作再組拼成整體后,用兩個中間包同時澆注,表面質量優良。

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