大型青铜鼎的铸造方法

摘要

本发明涉及一种大型青铜鼎的铸造方法，鼎口双立耳，口沿微敛；采用鼎足、鼎身、鼎耳单独铸造，鼎身造型时，口部在下、底部朝上，铸造鼎身，先根据模型制作外层砂型，逐层硬化，在外层预埋铸造好的鼎足，摆放成型的浇注系统砖制作内浇口、横浇道圈、直浇道；确定三鼎足位置，与四周砂箱焊接定位，制作中间泥芯，在中间泥芯中间放内置砂箱，拼箱，构成鼎身型腔；浇注，鼎足与鼎身铸焊成一体；在预留鼎耳铸焊凹槽内浇入铜合金液使鼎耳、鼎足与鼎身铸焊成大型青铜鼎。本发明鼎足、鼎耳单独铸造，再分别与鼎身铸焊，既减少了拼接时的焊接量也增加了整体的结构强度；外层砂型和中间泥芯分层制作再组拼成整体后，用两个中间包同时浇注，表面质量优良。

说明书

技术领域

本发明涉及一种青铜鼎的铸造方法具体涉及一种。可用于重量90吨及以上的大型青铜鼎的铸造方法。

背景技术

青铜鼎作为艺术品出现在历史上已经有很长时间了，其形状常见的多为圆形或方形鼎身，下有鼎足、上立鼎耳，成型方法一般为铸造和焊接。

对于重量在10吨以下的小型青铜鼎，由于尺寸较小，适用于整体铸造一次成型的方法，能够简化生产工序。

对于重量在50吨以下的中型青铜鼎，其尺寸和结构均有一定的规模，采用整体铸造时，造型方法复杂，砂型形位尺寸难控制。国内某厂家在制造50吨青铜方鼎时，将鼎足、鼎身、鼎耳单独铸造，鼎身造型时，口部在下、底部朝上，外层砂型分层制作，中间泥芯整体制作，将铸造好的鼎足安置在鼎身底部与其铸焊，得到鼎身与鼎足的整体，再将单铸好的鼎耳与鼎身焊接组拼的方式成功生产。

对于重量为90吨的大型青铜鼎，此前没有制作先例，采用原来的制作方法，存在以下问题：

1)单个鼎耳重量和尺寸均较大，采用单铸再与鼎身焊接，无法保证焊接后的强度和稳定性；

2)青铜鼎鼎身为圆球型，鼎口内敛，在造型时需考虑外层砂型与中间泥芯之间在拼箱时的干涉；

3)鼎身一次浇注成型时，大量铜合金液的充型温度和时间的控制。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种整体强度高、表面质量优良的大型青铜鼎的铸造方法。

本发明目的的实现方式为，大型青铜鼎的铸造方法，鼎身底部三立足，鼎口双立耳，口沿微敛；采用鼎足、鼎身、鼎耳单独铸造，鼎身造型时，口部在下、底部朝上，外层砂型分层制作，具体步骤如下：

1)铸造鼎身，

(1)先制作外层砂型，先根据模型制作外层砂型，根据鼎身表面的纹饰区域，依次将砂型分层制作外层砂型一、二、三，并逐层硬化，在外层预埋铸造好的鼎足一、二、三；

(2)在制作砂型三砂型中依次摆放成型的浇注系统砖制作内浇口、横浇道圈、直浇道一、二；在鼎身弧顶相应部位确定3个鼎足的位置，与四周砂箱焊接定位，鼎足高出部分超出鼎身水路的厚度；

(3)根据鼎身制作中间泥芯一、二、三、四，并在中间泥芯中间依次放内置砂箱一、二、三、四、五、六、七；便于开箱和拼箱；

2)拼箱，

(1)先拼外层砂型一，再依次拼中间泥芯一、二、三，在内置砂箱一—七中间填焦炭，再拼中间泥芯四；每层分型面处填砂并舂紧实；

(2)再依次拼外层砂型二、三，构成鼎身型腔；

(3)从直浇道一、二、经横浇道圈、内浇道浇注，注入型腔，鼎足与鼎身铸焊成一体；

3)在鼎身口部法兰相应位置预留鼎耳铸焊凹槽，鼎耳单独铸造后，在凹槽内浇入铜合金液使鼎耳、鼎足与鼎身铸焊成大型青铜鼎。

本发明铸造时采用鼎足、鼎耳单独铸造，再分别与鼎身铸焊，既减少了拼接时的焊接量也增加了整体的结构强度。在鼎身铸造时，由于口部直径小，采用外层砂型和中间泥芯分层制作再组拼成整体后浇注的方式，避免了拼箱时的干涉。同时采用两个中间包同时向两个直浇道中浇注的方式，得到的青铜鼎表面质量优良。

附图说明

图1为本发明浇注形式图，

图2为本发明鼎身、鼎耳型腔形式图。

具体实施方式

下面结合附图和实施实例对本发明作进一步的说明。

本发明铸造的大型青铜鼎，鼎身底部三立足，鼎口双立耳，口沿微敛。采用鼎足、鼎身、鼎耳单独铸造，鼎身造型时，口部在下、底部朝上，外层砂型分层制作，具体步骤如下(见图1)：

1)铸造鼎身，

(1)先制作外层砂型，先根据模型制作外层砂型，根据鼎身表面的纹饰区域，依次将砂型分层制作外层砂型一1、外层砂型二2、外层砂型三3，并逐层硬化，在外层预埋铸造好的鼎足一19、鼎足二20、鼎足三21；

(2)在制作砂型三3砂型中依次摆放成型的浇注系统砖制作内浇口18、横浇道圈17、直浇道一15、直浇道二16；在鼎身弧顶相应部位确定3个鼎足的位置，与四周砂箱焊接定位，鼎足高出部分超出鼎身水路的厚度，

(3)根据鼎身制作中间泥芯一4、中间泥芯二5、中间泥芯三6、中间泥芯四7，并在中间泥芯中间依次放内置砂箱一8、内置砂箱二9、内置砂箱三10、内置砂箱四11、内置砂箱五12、内置砂箱六13、内置砂箱七14；便于开箱和拼箱；

2)拼箱，

(1)先拼外层砂型一1，再依次拼中间泥芯一4、中间泥芯二5、中间泥芯三6，在内置砂箱一—七中间填焦炭，再拼中间泥芯四7；每层分型面处填砂并舂紧实；

(2)再依次拼外层砂型二2、外层砂型三3，构成鼎身型腔；

(3)从直浇道一15、直浇道二16、经横浇道圈17、内浇道18浇注，注入型腔，鼎足与鼎身铸焊成一体；

在浇注鼎足与鼎身时，采用两个中间包合浇的方式。铜合金液依次从电炉中出炉至两个浇包；通过控制包中充氮气时间的长短来控制两个浇包中铜合金的温度差。

鼎身浇注系统为顶注雨淋式，并全部采用成型的浇注系统砖，铜合金通过双直浇道一、二流入横浇道圈17中，再从内浇道18注入型腔。

所述铜合金的出炉温度控制在1260℃～1280℃，浇注温度控制在1110℃～1130℃。

3)在鼎身口部法兰相应位置预留鼎耳铸焊凹槽26，鼎耳一23、鼎耳二24单独铸造后，在凹槽25内浇入铜合金液使鼎耳、鼎身26(见图2)与鼎足铸焊成大型青铜鼎。

本发明铸造时采用鼎足、鼎耳单独铸造，再分别与鼎身铸焊，既减少了拼接时的焊接量也增加了整体的结构强度。在鼎身铸造时，由于口部直径小，采用外层砂型和中间泥芯分层制作再组拼成整体后浇注的方式，避免了拼箱时的干涉。同时采用两个中间包同时向两个直浇道中浇注的方式，得到的青铜鼎表面质量优良。