明末崛起,从边军开始
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第141章 铸炮工艺

将清水河堡的事情安排完毕后,王初仁就没有事情可干了,正在书房里面发呆,这几个月天天忙来忙去,一直就没有好好休息过,现在终于有时间闲下来了,于是就开始发呆了,趁机捋捋最近发生的事情和堡内的一些事宜。

好吧!王初仁不解释了,他其实想尤氏了,自从上次在榆林镇城与尤氏分开已经两三个月没有见到过尤氏了,很想念,心里一直按捺不住那股强烈的躁动,自己尤氏十八九岁精力旺盛的岁数,难熬啊!

难道要用五姑娘?就在王初仁正在天人交战时,关小宝进来打破了王初仁的进一步行动,被突然打断,王初仁的脸色不是很好:“你要是没有好的理由,看我怎么收拾你!”

关小宝也看出来王初仁的脸色收起了往日的嬉皮笑脸小声道:“大人,不是我有意来打扰你的,是几个铸炮的工匠找你,说是你再不安排他们做事他们就走了!”

王初仁一拍大腿,怎么把他们给忘了,堡内的武备强盛,但是唯一不足的就是大炮,整个黄甫川堡就五门老旧的虎蹲炮和城墙上的两门固定老旧大炮,看着那大炮锈迹斑斑的样子,王初仁很害怕开炮时炸膛,所以趁机利用大舅的关系挖了三个铸炮师,这些铸炮师在后世可是保密人才啊!自己居然将别人凉了几个月,气得他们主动找上门来!

其实现在这个时代铸炮方法无非就是泥模铸炮和失蜡法,而在明朝的主流铸炮就是泥模铸炮法。

失蜡法简单来说就是用蜡雕刻成大炮的形状,然后用泥将蜡包裹包括其空心部分,待泥阴干之后,用火烘烤将蜡烤化流出就得到了一个泥模,将铁水浇入就能得到大炮,但是失蜡法有时间限制,不适合夏天进行铸造,石蜡在夏天容易融化。

而泥膜铸炮就是用粘土做一个泥模范,让其阴干,阴干之后浇铸铁水,待其冷却后就得到了铸造的大炮,但是,泥模铸造大炮有很多缺点,包括由于黏土透气性差,在炭火烘烤的时候,经常外干内湿,导致火炮有很多蜂窝状孔穴,容易炸膛,不能连续射击。另外就是每一门大炮铸造,都需要一套全新的模具,没有一门炮的尺寸是完全精准相同的。另外就是生铁铁液浇铸,会激动炮芯,导致中心线不够直,导致大炮的射程和精度受到影响。而且一个泥模从开始制到完工,光是阴干都需要一个月余,不光是耗时耗力,中间还不能出一点差错,不然就是前功尽弃。

后来清朝的龚振麟发明了铁模铸炮法,顾名思义,铁模铸炮就是将泥模换成铁模,就让一次性的泥模变成可重复使用的铁模,能让铸造的大炮保持一个标准,便于生产炮弹,也减少了重复制作泥模的漫长时间,大大提高了铸炮的效率。

首先按铁炮大小,分4—7节,作出泥炮,按泥炮节数分制铁模泥型,每节泥型分成两瓣,用车板旋制内面,使表面光洁,形状规整,然后烘干备用。泥型内放入预制的把手,浇注时和铁模铸成一体。用泥型翻铸铁模时,先将炮口那一节倒置在泥制平板上,用泥充填其中一瓣,烘干后,盖上泥制平板,将型箍紧,浇注后便得到第一节铁模的一瓣。然后除去填泥,又可如法铸得另一瓣铁模。这样逐节浇注,就可铸成层层榫合的整套铁模。用铁模铸造铁炮时,先在模的内表面刷上用细稻壳灰与细砂泥加水和成的涂料,再涂刷极细煤粉调制的第二层涂料,然后箍紧铁模,烘热、装配泥芯,浇入铁水。待凝固后,立即脱去铁模,趁炮身还是红热时,清除毛刺,除净泥芯,得到成品。

但是铁模铸炮有一个巨大的缺点,由于铁模具的散热效率高导致金属液冷却速度快,外壁面积比内壁面积大,导致外面冷却快,里面冷却慢,也容易导致炮壁开裂,冷却块渗碳组织来不及析出,从而大炮的材料由灰口铁变成了极硬而脆的白口铁,就导致了大炮质量严重下降,很容易炸膛,而清朝为了避免这一缺点,就不得不加大炮壁,又导致了大炮重量增加,所以在近代,清朝的大炮看似比西方大、长,但是却没有西方大炮打的远。

而作为穿越者,王初仁肯定不能犯这种错误,既要保证铁模铸炮的效率又要避免质量的下降,那么脑海中的空心铸造法就应运而生了,其实很简单就是在浇铸后为了避免快速冷却。

而空心铸造流水法需要几个前提技术条件,一是较高的铁水温度,现在黄甫川堡由于使用了大通量的热风,炉温很高,就能得到完全液化的铁水,已经满足了这个前提条件,上面说了,铁水冷却太快导致渗碳体来不及析出,其实就是石墨化,而影响石墨化的重要因素就是硅,我们知道生铁液在冷却速度快的时候容易白口化,但是这是相对硅含量不太高的时候的金相反应。如果硅含量再高的话生铁液还有一个现象就是生铁液不受冷却速度影响始终灰口化。温度越高,硅的含量就会变高。

还有就是完全液化的铁水杂质更少,进一步提高了大炮的质量。

还有就是在浇铸时需要加热铁模,减少温度差,在浇铸后还需要继续加热外壳,而内模需要用流水进行冷却,这样内径冷却速度大于外径,这样就能让外壁给内壁施加一个向内的力,大炮在开炮的产生的膛压就会被抵消一部分,从而使大炮更加牢靠。

但是这技术原理说起来简单,但是具体实施的时候却不容易,比如首先水流速度和温度变化的关系是怎么样的,现在又没有温度计,所以王初仁只知道理论,实际操作就需要这些铸炮师去慢慢实践了。

于是王初仁急忙道:“快把他们请到操守府官厅,我亲自去见他们!”

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