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第177章 铁模铸造技术

    中国传统的铸炮工艺,都用泥模,即用水和泥,制成模具,然后范金倾铸,层层笋合。

    泥模必须烘得干透才行,否则外表虽干,里面湿润,一遇金属熔液,潮气自生,铸成的火炮就有蜂窝,施放时炮筒容易炸裂伤人。

    而烘干泥模往往要一个月之久,如果碰上雨雪阴寒天气,则须两三个月。

    况且一具泥模只能铸造一尊火炮,随即随弃,不能再用。

    如此一来,不仅效率低下,且废弃率较高。

    直到鸦片战争时,浙江嘉兴县县丞龚振麟,被上司调到宁波军营,受命赶制火炮。

    因其事甚急,因此龚振麟发明出铁模铸炮法,以其快速生产火炮用以对抗英军。

    具体方法为,首先以腊制造火炮,再几次翻砂作成铁模。

    铸炮时,先将铁模的每瓣内侧刷上两层浆液,

    第一层浆液是用细稻壳灰和细沙泥制成的;

    第二层浆液是用上等极细窑煤调水制成的。然后,两瓣相合,用铁箍箍紧、烘热,节节相续,最后浇铸金属熔液。

    待浇足熔液,冷却成型以后,即刻按模瓣次序剥去铁模,如剥掉笋壳一样,逐渐露出炮身。

    最后,龚振麟的铁模法用的还是泥心内模,但是郑锦则是让工匠采用铁芯内模,同样在金属液冷却后,抽出膛内铁芯,则膛内自然就有一定光滑程度(自然仍需再用镗床修整过)。

    与泥模铸炮相比,铁模铸炮的优越性在于:

    工艺简便易行,节省模具原料,不受气候条件限制,缩短制造周期,降低生产成本,不受湿气影响,

    尤其是这还解决了如何才能不出蜂窝(气泡)的难题,提高了火炮铸造质量,大幅降低铸炮废品率。

    龚振麟的同仁们称赞说:其法至简,其用最便,一工收数百工之利,一炮省数十倍之资

    这种铁模铸炮,或者按照严格的定义,应叫做金属模铸法,

    这项技术要求的起点异常的低,然而却很晚才被发明。

    龚振麟发明铁模铸造法时,是在鸦片战争时。

    那时清朝闭关锁国,整体技术甚至比起明末都不如。

    然而他仅仅是为了因应鸦片战争的压力,在很短的半年内就发展出这套技术,并将之投入使用。

    而欧洲则要到30年后的1873,才开始使用这种技术。也就是说,这在历史上是19世纪才出现的技术。

    铁模铸造的方法说来也很简单,先用腊作目标物模型,包以黏土作成泥范,用失腊法脱去其中的腊获得泥范,再由泥范翻铸铁模,最后由铁模铸造出目标物。

    用这个方法,可以铸造所有熔点低于铁的金属,经过处理后甚至可以直接铸造生铁器。

    这个方法的唯一的技术要求是,要能够炼出液态生铁来。

    失腊法早在春秋时期,中国先民就以及掌握了,后世出土有国宝云纹铜禁,便是最有力的证据。

    但即使没有失腊法,也可以雕刻木模型制造泥范来制作,只是麻烦一点而已。失腊法只是把模具制造速度加快而已。

    也就是说,从理论上来说,中国在春秋以后,铁模铸造就具备了全部所需的技术基础了。

    战国时代,最初炼出的生铁含碳高,杂质多,质脆,不适合作兵器,所以被称为恶金。

    但若只是拿来作成铁模,则没有强烈敲击碰撞的需求,因此毫无问题。

    而只要做出铁模,就可以大规模量产铸造熔点低于铁的金属,例如青铜器、铅等等。

    当然也可以铸造铁器,但是铸造出来的生铁器,其质量就受到冶铁技术的限制。

    而在明末,冶铁技术经过两千年的发展,已经相当优秀,甚至是世界第一了。

    欧洲要到60年后的1740年,才发明坩埚炼钢,从而超越中国。

    以现在东宁的技术制造的铁模,以及其翻铸出来的铁器,性能相当优秀。

    特别是铁模可以重复使用成百上千次,产量极高,制造速度极快,泥模根本无法相比。

    更重要的是,同一个铁模翻铸出来的铁制器具,产品性能非常稳定,是完全标准化的,初始误差极低,在1公厘以下,

    只要稍微打磨处理一下,有时甚至不需处理,便已经足以作为复杂机械的零件了。

    而用传统方式的熟手工匠手工锻造标准化零件自然也可以,但这就需要大量的工匠,消耗极多的工时,人工成本将会相当高。

    因此在当初木制齿轮不堪使用的时候,郑锦就用这个方法,

    先用木头刻制各种精密机械零件,翻成砂模,再翻成铁模,然后让工匠在短时间内大量制造了生铁的齿轮、齿盘、滑轮、螺杆、螺丝螺母等零件,从而保证了机械的顺利生产。

    所以铁模铸造法的发明,对东宁等地的建设影响极其深远。

    在能生产出精良的各种零部件后,水力冲压机与锤锻机,以及各种车床与机床才实现了性能上的提升,制造出来的火炮性能自然也有了大幅改善。

    所谓牵一发而动全身,这在军械领域也是一样的。

    最近郑锦待在东宁铸炮厂,却是专门与工匠师傅一起解决了火炮身管的强化问题,

    基本原理就是在炮管制造的时候,用各种手段给予炮管一个由外向内的预应力,

    这就可以抵消部份炮弹发射时爆压产生的向外压力,减低炸膛的风险,也有利于大幅延长炮管寿命,

    此外,这样一来炮管壁就不用做的那么厚,可以用较薄的炮管获得同样的膛压耐力,因此便可以大幅降低火炮重量,一般来说,降幅可达到20~50%之多。

    靠着前述的多铸后装线膛炮、身管加强、火炮加固降价技术,以及焦煤炼铁等技术的结合,使东宁火炮获得一个独特的,不可模仿的战略优势:

    他的重量比欧洲同级火炮大幅降低,铸造成本也比大多数火炮低,威力上却没怎么削弱,

    这就无形中让东宁铸炮获得了一个极大的战略优势,与敌争霸,优势不就是这样一点点积累起来的吗?

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