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大型青铜鼎的铸造方法与流程

发布时间:2019-7-3

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。

 技术实现要素:

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。


技术特征:

1.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,其特征在于: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。

2.根据权利要求1所述的大型青铜鼎的铸造方法,其特征在于:在步骤2)(3)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。

3.根据权利要求1所述的大型青铜鼎的铸造方法,其特征在于:步骤2)(3) 的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。

4.根据权利要求1所述的大型青铜鼎的铸造方法,其特征在于:在步骤2)(3)中,铜合金通过双直浇道一、二流入横浇道圈中,再从内浇道注入型腔。

5.根据权利要求2所述的大型青铜鼎铸造方法,其特征在于:在步骤2)(3)中,铜合金的出炉温度控制在1260℃~1280℃,浇注温度控制在1110℃~1130℃。

技术总结
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。

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