一种巨型铸铁狮子的铸造方法技术

本发明专利技术公开了一种巨型铸铁狮子的铸造方法，包括以下内容：1）造地坑，在地坑内制作地箱；2）内部泥芯及骨架的造型；3）外模的构造及制作；4）围箱的设计与制作；5）浇道系统的设计；6）浇铸程序控制；7）铁水熔炼与温度控制。本发明专利技术综合考虑到铸造巨型铸铁狮子可能遇到的各种问题，并采取相应的解决方法，有效提高了铸造巨型铸铁狮子的成功率，将巨型铸铁狮子一次浇铸成型，铸造出质量上乘的巨型铸铁狮子艺术品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铸铁制品的加工方法，具体涉及ー种巨型铸铁狮子的鋳造方法。
技术介绍
河北沧州有一尊巨型铸铁狮子，称为狮子王，人们又称其为“镇海吼”，它高近五米，重量达四十余吨，于后周时期整体铸造而成，距今已有1054年，是目前我国尚存最早、最大的铸铁文物，也是我国鋳造エ艺史上的一大奇迹和创举。如今，历经了千余年风霜雨雪的铁狮子已遍体鳞伤，全身锈蚀严重，四肢和周身均有不同程度的裂缝，依靠铁架支撑才能勉强站立。2009年沧州市政府决定再铸沧州铁狮。铁狮周身布满了纹饰和肌理效果，特别是那一道道过去铸造时留下的范纹和它那带有狮子王字体充满灵气的头部，还有狮子腹中的满遍经刚经文以及它那细长尾巴和爪子等，在铸造过程中涉及エ业铸造方面的技术和经验，还有艺术铸造方面的许多特殊复杂技术手法，同时还包括力学、结构、材料等多方面エ艺技术的专业课题。在铸造过程中有以下问题需要解决:1)造地坑，首先要计算铁狮高度、宽度、长度以及浇冒ロ系统的范围所需要的空间；2)如此大的宠然大物需要整体鋳造加工而成，怎样解决造型问题，该采用什么造型エ艺；3)怎样才能保证铸造好的铁狮子能达到表面纹饰和肌理效果的要求；4)铁狮腹内的泥芯怎么做，该采用什么类型的造型沙，怎么才既能保证泥芯強度，在高温铁水溶液及强大压力下不会裂开，不被压碎，能在铁水熔液达到凝固条件时及时地变得松散，留出退让空间，使铸件冷缺后不会因強大的泥芯膨胀カ而使物体开裂，还要使泥芯经得起在铁水熔液高温常态下产生的千吨漂浮力；5)造型面积大，极易产生冷隔，二次氧化等杂质会影响铸件的強度、表面质量及艺术效果；6)浇注高度大，上下垂直落差大，百吨铁水熔液下落瞬间会产巨大的膨胀力，对铁狮的足部具有巨大的破坏力，对铁狮的整个腿部及狮身部分的考验也相当严峻；7由于铁水量巨大，需多个大型冲天炉一起溶炼，故控制铁水熔液的温度、铁水熔液保温方式及铁水的合并过程都较为关键，特别是对最后浇注过程中的温度的平均误差量的控制是相当重要的。纵观近代エ业史，除了机械产品外，还没有过ー个一次性整体鋳造的大型艺术物体从体积、重量、高度和表面复杂程度超过本次的，一次性浇铸成型近一百二十吨，并且要求不能开裂，不能焊接，如此大的面积，而且又是灰铸铁的，所有难度是可想而知的，目前没有技术资料和成功的经验可以借鉴。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术存在的不足，提供一种巨型铸铁狮子的鋳造方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种巨型铸铁狮子的鋳造方法，包括以下内容: I)造地坑，在地坑内制作地箱 地箱由钢板现场焊接而成，焊接完成后，用地坑四周打出的多ロ水井抽出的水做渗水试验，渗水试验通过后，在地箱的底部的内侧焊接加强筋，在地箱的底板上铺设ー层生石灰，在生石灰上铺设ー层粗石子，在地箱的四角竖立4根鉄管，这4根鉄管延伸至地箱的底部，在浇注前，将干布或棉纱直接放到鉄管的底部检测箱底石灰的受潮情况； 2)内部泥芯及骨架的造型 将铁狮子的玻璃钢模型内部进行多点加固，外部涂上脱模剂后放入地坑中设定的位置进行制作造型； ①内部泥芯及骨架制作 采用酚醛碱性树脂砂制作内部泥芯，泥芯的核心主骨架采用C型钢焊接制作，将泥芯的中间位置钢架与四腿部位置的钢架焊接成ー个整体，并且四腿部位置的钢架与地箱底部的加强筋进行牢固焊接，采用螺纹钢制作泥芯的退让功能骨架； ②泥芯的排气 头部开天窗，设置排气道，在腹部中间使用钢管进行主排气，该钢管打上小孔或用切割机破上长条型排气孔，然后四周再包上草绳，腿部及尾部的排气钢管与该主排气全部钢管连通后，气体直接从背部莲花座位置自然排出，堆放的焦碳按设计要求放在离型腔壁二十公分以外处，且不能靠到骨架，也不能与排气钢管连接； ③足部排气 腿部排气管不与地箱通道连接，切断与下部地箱的沟通，将腿部排气通道设置在足部位置，在距足底部十公分以内的型沙内设置针孔型排气通道，用铁丝每隔五公分即打孔贯穿至地箱底部，与排气系统连接； ④铁狮嘴部骨架制作 取消用型沙活块做法，使型砂形成ー个整体，并且在易形成涡流的位置的内部泥芯处増加骨架的強度，用圆形罗纹钢制小骨架且预留焊接点，在气流大的鼻子部位设置排气，减少浇铸时的冲击压カ； ⑤腹部及腿部造型 采用消失模铸造エ艺，用泡沫材料作为模型，在完成这个部位的壁厚制作后，用明火先将泡沫烧了后，再涮上耐高温涂料来完成这个部位的整体制作； ⑥尾部骨架制作 将尾部锥形复杂处用蜡型来代替，尾部的泥芯骨架采用罗纹钢，尾部的泥芯骨架成三角型，中间再用螺纹钢焊制，将尾部的泥芯骨架与泥芯主体骨架焊牢，尾巴的多个部位点要求安放定位装置，以便可有效地控制壁厚； 4)外模活块的构造与制作 将分解后的獅子模型各部件分别采用酚醛碱性树脂砂进行移砂活块造型，在制作外模移沙活块的过程中，采用C型钢成井状上下焊接制作沙型中的骨架，将移动吊装骨架设置牢固，放置用作浇ロ、铁水跑道的陶瓷管，在每次开箱之前，在活块与活块之间标上明确的对缝标记，在开箱时有局部小的损坏部位或纹饰脱落时，要及时用修补剂粘接，稍大的损坏部位还需打上长钉以防被铁水冲走，表面的钢性涂料必须涂刷均匀，在铭文和纹饰较密的部位需用毛刷清理表面多余的杂物以保文字和文饰的清晰，合箱时在型沙移块之间首先要涂刷粘接剂，并且检查陶瓷浇口内是否留有杂物，用气泵清理以免杂物随铁水熔液进入型腔，影响表面质量；4)围箱的设计与制作 整个造型体多是由ー块块大的型沙做成的活块，靠外围的围沙紧紧包住，用C型钢ニ层错层焊接在地箱的四周进行加固，采用多根生鉄柱在铁狮模型两侧分别由竖立、横放成井字状态，再用树脂沙将空隙全部填实，目的是要将整个面形成一个整体； 5)浇道系统的设计 用灰铸铁进行浇铸，浇冒ロ系统全部采用耐高温陶瓷管，在制作沙型活块时首先要做好坚固的沙型内部骨架，在开箱或合箱时，使内部骨架的组合部位能进行加强连接，使所有沙型活块形成整体，有效抵制高温铁水的向外推力，将浇ロ设计成阶梯式，铁水熔液经过缓冲逐渐而下，能有效地防 止铁水从上部进ロ提前流入型腔造成排气不畅、形成铁豆氧化杂质以及会损坏表面纹饰； 6)浇铸程序控制 采用四台二十吨的座包和七台十吨手动浇包，先后由十一个进ロ注入型腔，共分为五个浇注阶段，并且在每个两个相邻阶段的接点处设置铁水液面指示灯报警装置，使铁水到达设定液面时道电的溶液迅速使正极负极导通，相应的指示灯亮起； 7)铁水熔炼与温度控制 浇铸时的温度控制在1260-1280摄氏度之间，i^一个浇注包内的铁水平均温差仅为12度，i^一个浇注口先后共注铁水熔液约130余吨，浇注过程用时十二分钟。本专利技术的有益效果是:本专利技术综合考虑到鋳造巨型铸铁狮子可能遇到的各种问题，并采取相应的解决方法，有效提高了鋳造巨型铸铁狮子的成功率，将巨型铸铁狮子一次浇铸成型，鋳造出质量上乘的巨型铸铁狮子艺术品。具体实施例方式在雕塑仿制模型后，本专利技术还包括以下步骤。一、设计制作地箱 这部分所设置的一些功能及操作方式，一是为保证实际的制作要求所采取的方法，ニ是根据平时所结累的ー些实际经验所采取的ー些必要的保障措施。I)建造箱体:本次铁狮为直立式造型，根据它的高度、宽度、长度、浇冒ロ系统以及围沙冲型高度的要求设计出的地箱高度为九米、宽度九米、长度为十二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种巨型铸铁狮子的铸造方法，其特征在于包括以下内容：1）造地坑，在地坑内制作地箱地箱由钢板现场焊接而成，焊接完成后，用地坑四周打出的多口水井抽出的水做渗水试验，渗水试验通过后，在地箱的底部的内侧焊接加强筋，在地箱的底板上铺设一层生石灰，在生石灰上铺设一层粗石子，在地箱的四角竖立4根铁管，这4根铁管延伸至地箱的底部，在浇注前,将干布或棉纱直接放到铁管的底部检测箱底石灰的受潮情况；2）内部泥芯及骨架的造型将铁狮子的玻璃钢模型内部进行多点加固,外部涂上脱模剂后放入地坑中设定的位置进行制作造型；①内部泥芯及骨架制作采用酚醛碱性树脂砂制作内部泥芯，泥芯的核心主骨架采用C型钢焊接制作，将泥芯的中间位置钢架与四腿部位置的钢架焊接成一个整体，并且四腿部位置的钢架与地箱底部的加强筋进行牢固焊接，采用螺纹钢制作泥芯的退让功能骨架；②泥芯的排气头部开天窗,设置排气道，在腹部中间使用钢管进行主排气，该钢管打上小孔或用切割机破上长条型排气孔,然后四周再包上草绳，腿部及尾部的排气钢管与该主排气全部钢管连通后,气体直接从背部莲花座位置自然排出，堆放的焦碳按设计要求放在离型腔壁二十公分以外处，且不能靠到骨架,也不能与排气钢管连接；③足部排气腿部排气管不与地箱通道连接，切断与下部地箱的沟通，将腿部排气通道设置在足部位置，在距足底部十公分以内的型沙内设置针孔型排气通道，用铁丝每隔五公分即打孔贯穿至地箱底部，与排气系统连接；④铁狮嘴部骨架制作取消用型沙活块做法，使型砂形成一个整体，并且在易形成涡流的位置的内部泥芯处增加骨架的强度，用圆形罗纹钢制小骨架且预留焊接点，在气流大的鼻子部位设置排气，减少浇铸时的冲击压力；⑤腹部及腿部造型采用消失模铸造工艺，用泡沫材料作为模型，在完成这个部位的壁厚制作后，用明火先将泡沫烧了后，再涮上耐高温涂料来完成这个部位的整体制作；⑥尾部骨架制作将尾部锥形复杂处用蜡型来代替，尾部的泥芯骨架采用罗纹钢，尾部的泥芯骨架成三角型，中间再用螺纹钢焊制，将尾部的泥芯骨架与泥芯主体骨架焊牢，尾巴的多个部位点要求安放定位装置,以便可有效地控制壁厚；4）外模活块的构造与制作将分解后的狮子模型各部件分别采用酚醛碱性树脂砂进行移砂活块造型，在制作外模移沙活块的过程中，采用C型钢成井状上下焊接制作沙型中的骨架，将移动吊装骨架设置牢固，放置用作浇口、铁水跑道的陶瓷管，在每次开箱之前，在活块与活块之间标上明确的对缝标记，在开箱时有局部小的损坏部位或纹饰脱落时，要及时用修补剂粘接，稍大的损坏部位还需打上长钉以防被铁水冲走，表面的钢性涂料必须涂刷均匀，在铭文和纹饰较密的部位需用毛刷清理表面多余的杂物以保文字和文饰的清晰，合箱时在型沙移块之间首先要涂刷粘接剂，并且检查陶瓷浇口内是否留有杂物，用气泵清理以免杂物随铁水熔液进入型腔，影响表面质量；4）围箱的设计与制作整个造型体多是由一块块大的型沙做成的活块，靠外围的围沙紧紧包住，用C型钢二层错层焊接在地箱的四周进行加固，采用多根生铁柱在铁狮模型两侧分别由竖立、横放成井字状态，再用树脂沙将空隙全部填实，目的是要将整个面形成一个整体；5）浇道系统的设计用灰铸铁进行浇铸，浇冒口系统全部采用耐高温陶瓷管，在制作沙型活块时首先要做好坚固的沙型内部骨架,在开箱或合箱时，使内部骨架的组合部位能进行加强连接，使所有沙型活块形成整体，有效抵制高温铁水的向外推力，将浇口设计成阶梯式，铁水熔液经过缓冲逐渐而下，能有效地防止铁水从上部进口提前流入型腔造成排气不畅、形成铁豆氧化杂质以及会损坏表面纹饰；6）浇铸程序控制采用四台二十吨的座包和七台十吨手动浇包，先后由十一个进口注入型腔，共分为五个浇注阶段，并且在每个两个相邻阶段的接点处设置铁水液面指示灯报警装置，使铁水到达设定液面时道电的溶液迅速使正极负极导通，相应的指示灯亮起；7）铁水熔炼与温度控制浇铸时的温度控制在1260‑1280摄氏度之间，十一个浇注包内的铁水平均温差仅为12度，十一个浇注口先后共注铁水熔液约130余吨，浇注过程用时十二分钟。...

【技术特征摘要】
1.一种巨型铸铁狮子的鋳造方法，其特征在于包括以下内容: 1)造地坑，在地坑内制作地箱 地箱由钢板现场焊接而成，焊接完成后，用地坑四周打出的多ロ水井抽出的水做渗水试验，渗水试验通过后，在地箱的底部的内侧焊接加强筋，在地箱的底板上铺设ー层生石灰，在生石灰上铺设ー层粗石子，在地箱的四角竖立4根鉄管，这4根鉄管延伸至地箱的底部，在浇注前，将干布或棉纱直接放到鉄管的底部检测箱底石灰的受潮情况； 2)内部泥芯及骨架的造型 将铁狮子的玻璃钢模型内部进行多点加固，外部涂上脱模剂后放入地坑中设定的位置进行制作造型； ①内部泥芯及骨架制作 采用酚醛碱性树脂砂制作内部泥芯，泥芯的核心主骨架采用C型钢焊接制作，将泥芯的中间位置钢架与四腿部位置的钢架焊接成ー个整体，并且四腿部位置的钢架与地箱底部的加强筋进行牢固焊接，采用螺纹钢制作泥芯的退让功能骨架； ②泥芯的排气 头部开天窗，设置排气道，在腹部中间使用钢管进行主排气，该钢管打上小孔或用切割机破上长条型排气孔，然后四周再包上草绳，腿部及尾部的排气钢管与该主排气全部钢管连通后，气体直接从背部莲花座位置自然排出，堆放的焦碳按设计要求放在离型腔壁二十公分以外处，且不能靠到骨架，也不能与排气钢管连接； ③足部排气 腿部排气管不与地箱通道连接，切断与下部地箱的沟通，将腿部排气通道设置在足部位置，在距足底部十公 分以内的型沙内设置针孔型排气通道，用铁丝每隔五公分即打孔贯穿至地箱底部，与排气系统连接； ④铁狮嘴部骨架制作 取消用型沙活块做法，使型砂形成ー个整体，并且在易形成涡流的位置的内部泥芯处増加骨架的強度，用圆形罗纹钢制小骨架且预留焊接点，在气流大的鼻子部位设置排气，减少浇铸时的冲击压カ； ⑤腹部及腿部造型 采用消失模铸造エ艺，用泡沫材料作为模型，在完成这个部位的壁厚制作后，用明火先将泡沫烧了后，再涮上耐高温涂料来完成这个部位的整体制作； ⑥尾部骨架制作 将尾部锥形复杂处用蜡型来代替，尾部的泥芯骨架采用罗纹钢，尾部的泥芯骨架成三角型，中间再用螺纹钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：李西岳，
申请(专利权)人：上海浦宇铜艺装饰制品有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31