(1)失蠟鑄造(熔模鑄造)。
失蠟鑄造法是先制作壹個與鑄件形狀相同的蠟模,將其變成鑄造模具,然後將蠟模加熱熔化形成型腔,將熔化的金屬註入型腔中,得到鑄件。用這種鑄造方法可以鑄造許多形狀復雜的鑄件。對於薄壁鑄件,可以先用粘土型芯,在型芯外面包上蠟,在蠟模表面刻蠟成型(因此“失蠟法”也叫“排蠟法”、“脫蠟法”),然後制作蠟模,再翻面。蠟的熔點很低(約100℃)。粘土模具烤好後,蠟就會流出來。由於不需要像泥模鑄造那樣將模具從泥模中取出,所以失蠟鑄造可以制作出形狀復雜、造型細致細膩甚至無法翻身的鑄件。
戰國以後,瓷器、漆器興起,青銅禮器逐漸衰落。在這些青銅器中,著名的錯金博山爐是壹種具有代表性的失蠟青銅鑄件。它的爐蓋是多層的,有起伏的山脈和雕刻的孔洞。山上有獵人和各種動物,形狀很復雜,確定是失蠟法鑄造。魏晉南北朝時期,隨著佛教的興起,很多佛像都是用失蠟法鑄造的。研究表明,直到隋代,失蠟鑄造仍在壹些領域使用,並擴展到壹些新的領域。
(2)堆疊鑄造。
圖2-12拓片疊鑄又稱“疊鑄”或“疊鑄”。古代的疊鑄法是將多個泥模疊在壹起,組裝成壹套完整的。將熔融金屬壹次註入澆口杯和澆口中,獲得多個鑄件。這種方法適用於小鑄件的批量生產。水平疊加鑄造模具比較原始,可以減少模具數量,可以采用標準化模具提高生產率,但仍然存在多個澆口。戰國時期有豎疊鑄紋,用於鑄造大量刀幣。圖2-12為戰國時期齊國都城臨淄出土的齊國刀幣銅盒拓片。
圖2-13所示為六角承重模板和鑄件,圖2-14所示為層疊式鑄造模板的組裝方法,采用精確定位的方法保證鑄件的精度。圖2-15為皮扣雙面鑄造的分型方式。這種鑄造方法的關鍵是上下型芯完全相同,這樣才能大量生產鑄件。鑄件要求在模型箱內均勻對稱排列,上下模位置錯開180。這是中國傳統疊鑄技術的壹大特色。
圖2-16顯示了堆疊模具的制造過程。通過這種方法,可以制造大量具有相同形狀和尺寸的對稱型箱。通過組裝堆疊的鑄模、焙燒鑄模和鑄造金屬,可以獲得大量鑄件。
圖2-13六角軸承和鑄件
圖2-14堆垛法現代批量生產鑄件時,小型鑄件的成本比砂型鑄造可降低30%左右,並可減少生產面積,提高成品率。對比古今疊鑄工藝可以發現,現代的許多疊鑄工藝,如豎鑄、橫鑄、多堆雙面鑄造模式,可能在春秋戰國或漢代就已經采用,或者至少已經有了雛形。古代的泥型可以做得很薄,它的許多工藝措施和參數對現代的疊鑄和型殼精密鑄造有借鑒作用。
(3)金屬鑄造和焊接連接工藝。
在古代中國,許多大型復雜的物體是通過鑄造和焊接制成的。其工藝流程是將壹個形狀復雜的產品分成幾個部分,在連接處的壹個部分上制作壹個凸榫,在連接部分的相應部位制作壹個凹槽,在凹槽的空腔內放入低熔點焊料,將兩個部分組裝起來,加熱,待焊料熔化凝固後將兩個部分焊接成壹個整體;也可以在兩個零件的相對位置固定後,用鑄造材料包圍接頭,中間留壹些空腔,將銅液註入空腔內,這就是釬焊。
圖2-15雙面鑄造皮革搭扣
圖2-16皮革扣盒制造流程