第316章 开造红夷大炮(2/2)
“张师傅,咱们分段做怎么样?炮口、炮身、炮尾分开雕,做好了再粘起来。”
张木匠一拍大腿:“对啊!俺咋没想到呢!这样不仅好做,还能分别调整精度!”
最终制成的陶范光滑致密,张木匠捧着陶范边缘,兴奋地说:“公子,您看这内壁,比铜镜还亮,肯定能铸出好炮!”
熔炉刚落成,第二个难题便接踵而至:模具精度控制。
红夷大炮的炮管呈前细后粗的圆锥形,内壁需光滑如镜,直径误差不得超过半寸,炮耳位置偏差更是不能超一寸,否则炮架安装不稳,射击角度便会失准。
张木匠起初打算用传统“木模翻砂法”,将雕好的木模埋入砂中压实取出,可试做后发现,木模一取出便带散砂型,内壁坑洼不平,根本达不到精度要求。
林墨蹲在砂堆旁,手指捻着细砂沉思良久,忽然想起维基百科记载的“失蜡法精密铸造”,当即让人采购蜂蜡、松香与油脂。
他带着工匠们反复试验蜡料配比:蜂蜡占七成保塑形,松香两成增硬度,油脂一成提柔韧,加热混合后制成的蜡料软硬适中。
制作蜡模时,先雕出炮管粗坯,再用细竹片一寸寸刮削修整,每刮一下便用黄铜卡尺测量直径,确保锥度均匀。
可一丈二尺的炮管太长,蜡模加热软化后中间部位下垂变形,前三次制作的蜡模均在修整时断裂。
林墨盯着断裂的蜡模碎片,突然眼前一亮:“这个应该完全可以分段制作,然后再拼接成型啊!”
然后他将蜡模拆分为炮口段、炮身段、炮尾段三部分,每段雕好后用热蜡将接口融化粘连,再整体打磨修整,总算解决了变形难题。
蜡模制成后,外层反复涂抹六层细黏土与石英砂的混合浆料,每层均需自然风干,待最外层完全硬化,将蜡模浸入热水中加热,蜡料融化后从预留孔流出,最终形成一具光滑致密的中空陶范,内壁亮得能映出人影。
第三个难关落在合金配比与铁水纯净度上。
纯铁铸炮极易脆裂炸膛,必须按比例加入铜、锡增强韧性与强度。
维基百科记载红夷大炮最优配比为“铁83%、铜15%、锡2%”,可工匠们此前造炮全凭经验加料,从未如此精确。
林墨让人打造一套从一两到百斤的铜制砝码,又做了带刻度的铁勺,每次配料都要三人交叉称量三次。
首次配料时,李铁匠按比例将铁块、铜块、锡块投入熔炉,可熔化后的铁水呈暗红色,表面漂浮着一层灰渣,流动性差得惊人。
林墨用长柄铁勺舀起一勺铁水,对着晨光仔细观察,沉声道:“是铁矿石里的硅酸盐杂质,加些石灰石进去,能和杂质反应生成炉渣。”
随着石灰石投入,炉渣果然浮起,被一一撇去。
可新问题又生:锡的溶解度随温度升高而降低,一千六百度的炉温导致部分锡析出,林墨当即让人加大鼓风,将炉温提至一千七百度,铁水瞬间变得清亮,杂质也少了大半。
怎料温度过高,铜的挥发量又随之增加,合金比例失衡。
林墨让人守在炉边,用简易测温装置紧盯数值,反复调试三日,最终将温度稳定在一千六百五十度,既保证了铁水流动性,又控制了铜的挥发,历经五次试熔,终于得到一炉澄澈如金的合格合金铁水。