失蠟法鑄造工藝流程
?失蠟法(英文lost wax casting),又稱脫蠟法,是一種鑄造方法,中國(guó)古代在青銅器鑄造上已經(jīng)使用這種方法,現(xiàn)代的精密鑄造中稱為熔模精密鑄造。一般用于鑄造立體結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的、用常見(jiàn)合范法(模具組合法)所不能勝任的產(chǎn)品。
失蠟法首先用蜂蠟、松香和牛油混合的蠟料雕出要鑄的產(chǎn)品(蠟型),然后往蠟型上澆粘土澄洗出的泥漿,撒石英砂、碎植物纖維、鋸末(木屑渣子)等。待干后再澆粘土和黃泥混和澄洗出的泥漿,再撒砂子。反復(fù)多次在蠟型外制好型殼后,將型殼拿到火上加熱。蠟遇熱融化成液態(tài),從型殼中流失。此后將型殼燒結(jié)(不能陶化,故而燒結(jié)溫度一般不超過(guò)800℃),再向型殼內(nèi)倒入融化的金屬液體進(jìn)行鑄造。冷卻后敲掉型殼,就得到了和蠟型形狀一模一樣的鑄造產(chǎn)品。
失蠟法是一種青銅等金屬器物的精密鑄造方法,現(xiàn)代工業(yè)仍在使用。已知中國(guó)最早以失蠟法鑄造的器物屬春秋晚期,是河南淅川下寺楚墓中的銅禁等,而其工藝的精湛標(biāo)明并非初始的制作。而纖麗奇絕的制作,楚地貢獻(xiàn)**,曾侯乙墓的尊盤也最受稱道,其上密布的蟠虺紋玲瓏剔透,窮極繁縟富麗,即是失蠟法制成。然而,失蠟法的應(yīng)用并不夠普及,今見(jiàn)的作品始終不多,這與蜂蠟數(shù)量有限、制作過(guò)于復(fù)雜有關(guān),或許也是因?yàn)樾Чm然奇絕卻難引出普遍的審美愉悅聯(lián)系。
一般翻砂是用木?;蛟?,得將砂型做成兩半,再合在一起,模具必須可以從半個(gè)砂型中取出。而失蠟法不必取出模具,因此可以鑄造形狀非常復(fù)雜的物品?,F(xiàn)代精密鑄造使用非常細(xì)的鑄造砂,也是先做蠟?zāi)?,然后將砂噴到模具上,高溫?zé)粕澳#梢宰龀龇浅>?xì),形狀非常復(fù)雜的模具。直接鑄造出非常精密的零件,不必再進(jìn)行機(jī)械加工。
失蠟法鑄造的具體過(guò)程
失蠟法也稱“熔模法”,是一種青銅等金屬器物的精密鑄造方法。做法是,用蜂蠟做成鑄件的模型,再用別的耐火材料填充泥芯和敷成外范。加熱烘烤后,蠟?zāi)H咳刍魇?,使整個(gè)鑄件模型變成空殼。再往內(nèi)澆灌熔液,便鑄成器物。以失蠟法鑄造的器物可以玲瓏剔透,有鏤空的效果。
中國(guó)失蠟鑄造技術(shù)原理起源于焚失法,焚失法最早見(jiàn)于商代中晚期,這種技術(shù)在無(wú)范線失蠟法出現(xiàn)之后逐漸消亡。湖北隨縣曾侯乙墓,出土的青銅尊、盤,是中國(guó)所知最早的失蠟鑄件,時(shí)代是在公元前五世紀(jì)。
失蠟法鑄造工藝流程
1. 模型制作。藝術(shù)家或模具制造商用蠟、粘土或其他材料創(chuàng)建原始模型。蠟和油基粘土比較常用,因?yàn)檫@些材料比較柔軟。
2. 倒模。用原始模型進(jìn)行倒模。一般有剛性外模加上較軟的內(nèi)模,內(nèi)模就是原始模型的精確負(fù)形。內(nèi)模通常由乳膠、聚氨酯橡膠或硅樹(shù)脂制成,由外模支撐。外模可以由石膏制成,但也可以由玻璃纖維或其他材料制成。大多數(shù)模具由至少兩件制成,并且在施工期間,將一些墊片放置在零件之間,以使模具能夠準(zhǔn)確地放回到一起。如果有長(zhǎng)而薄的部分延伸出來(lái),它們往往會(huì)從原來(lái)的模型上切割出來(lái)并單獨(dú)模制。有時(shí)需要許多模具來(lái)重建原始模型,特別是對(duì)于大型模型。
3. 鑄蠟。一旦模具完成后,將熔融的蠟倒入其中并且晃動(dòng)使其在內(nèi)表面形成通常約1/8英寸(3mm)厚的均勻涂層。另一種方法是用熔融的蠟填充整個(gè)模具,并讓其冷卻直到在模具的表面上設(shè)置所需的厚度。之后將其余的蠟再次倒出,將模具倒置使蠟層冷卻并硬化。使用該方法更難控制蠟層的總體厚度。
4. 去除蠟。從模具中取出原始模型的中空蠟版本??梢灾貜?fù)使用模具制作多個(gè)副本,這僅受模具的耐久性限制。
5. 拋光。對(duì)每個(gè)空心蠟復(fù)制品進(jìn)行拋光,用加熱的金屬工具擦除分模線。蠟?zāi)1砻娌荒苡腥魏稳魏稳毕?,看起?lái)就像成品一樣。單獨(dú)模制的蠟?zāi),F(xiàn)在可以加熱并組合在一起。
6. 開(kāi)澆道。蠟復(fù)制品被做成樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的蠟樹(shù),其最終將為熔融鑄造材料提供流動(dòng)并使空氣逸出的路徑。通常從頂部開(kāi)始有一個(gè)蠟“杯”,蠟?zāi)Mㄟ^(guò)蠟柱連接在各個(gè)點(diǎn)上。
7. 上漿。將蠟樹(shù)浸入二氧化硅漿料中,然后浸入砂狀灰泥中,或一定晶粒尺寸的結(jié)晶二氧化硅。漿料和砂礫組合被稱為陶瓷模具。干燥并重復(fù)該過(guò)程,直到至少半英寸的涂層覆蓋整個(gè)部件。物體越大,殼體需要越厚。
8. 燒除。將陶瓷外殼涂層放置在窯中,熱量將二氧化硅涂層硬化成殼體,將蠟熔化并排出。熔化的蠟可以回收和重復(fù)使用,不過(guò)一般就簡(jiǎn)單地?zé)簟,F(xiàn)在,原始物品的形狀就是硬化的陶瓷外殼內(nèi)部,也就是以前由蠟所占據(jù)的負(fù)形。進(jìn)料管現(xiàn)在也是空心的。
9. 測(cè)試。讓陶瓷殼冷卻,然后進(jìn)行測(cè)試以查看水是否會(huì)自由流過(guò)進(jìn)料器和排氣管。裂縫或泄漏物可用厚耐火膏進(jìn)行修補(bǔ)。為了測(cè)試厚度,可以在外殼中打孔,然后打補(bǔ)丁。
10. 澆注。在窯爐中再加熱殼體,以便加固補(bǔ)片并除去所有水分,然后將口向上放入裝滿沙子的水桶中。金屬在爐中的坩堝中熔化,然后小心地倒入殼中。外殼必須很熱,否則溫度差會(huì)破壞它。然后將填充的殼冷卻。
11. 脫模。外殼被敲掉,去除粗糙的鑄件。金屬澆口也被切斷,回收用于下次澆筑。
12. 金屬拋光。最后對(duì)金屬鑄件進(jìn)行打磨和拋光