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第119章 從泥模到鐵模鑄造的鐵芯銅體大炮

    軍械所的弟兄一個個感恩戴德的,過去大家雖然有鐵匠作坊,一年下來起早摸黑的c心這c心那,還要時不時做買賣講價錢,一年到頭也不過二十多兩銀子。

    現在軍械所一個幫工就能夠拿到這樣多收入,若家里老婆再做點針線,織布紡織什么的,那收入不但衣食無憂,而且還算小康了。(明末中等家庭一年也不過20兩銀子。

    改革開放前,很多老師工資也就6元人民幣,換算成銀兩,也不過4.5兩銀子(銀本位時代,1元銀子約為0.75錢))。

    除了關心鳥銃、刀槍、防具等常規兵器打造之外,楊軒更關心虎蹲炮鑄造。

    全年忠義軍打敗土暴子重新牢牢控制蓬州之后,有師傅聲言可以鑄造虎蹲炮,這可讓楊軒頗為興奮。

    歷次多次戰場考驗的楊軒對古代戰場認識更加深刻,即便大家全部換成鳥銃也不能阻擋土暴子的人浪。

    要知道土暴子很多人可沒有什么防具,在未來若是面對裝備精良的大西軍,面對蠻清,在廝殺過程中,對方可能在前面用盾牌掩護,火器再厲害,也難以s穿厚厚的盾牌。

    近處雖然可以使用改良的震天雷,但在遠處要擊退人浪,非虎蹲炮、佛朗機炮等火炮不可。

    而恰在這時,聽說有兩個工匠參與鑄造虎蹲炮,如此就被楊軒請來鑄造虎蹲炮。

    過去鑄炮主要采用泥模鑄炮方法,本次鑄炮最大改變就是采用鐵胚鑄炮技術。

    泥模鑄造也就是先用濕泥制作成相應的泥胚,通過自然風干之后做成泥模,向模具里面倒入融化后的銅水,再在自然風干之后打碎泥胚,如此就鑄造成所需要的火炮。

    鑄造一門虎蹲炮,光是泥胚風干就需要一個月時間,鑄造需要七八天,自然冷卻需要七八天,如此足足需要一個半月方可制作一門虎蹲炮

    即便這樣,也不能保證鑄造大炮可以戰場使用,鑄造的虎蹲炮內腔外壁有很多細小的蜂窩,嚴重影響火炮的使用及其壽命。(東方曾到虎門炮臺觀看,中國人造的火炮蜂窩甚多,而購買的西洋人的兩萬斤海防炮經過鍛造,百余年之后再觀看,炮身光滑如新。

    而火炮最致命威脅就是蜂窩,不但影響氣密性,而且非常容易炸膛。)

    為了檢驗鑄炮,工匠往往會在鑄造作坊發s一兩發以檢驗火炮,發s之后再進行檢查,若沒有r眼可見的裂紋,沒有炸膛的就可投入軍中使用。

    通過這種傳統鑄炮工藝鑄造出來的虎蹲炮,合格率不過三成,正如師傅所言,若是鑄造更大型的佛朗機炮,紅衣大炮,其合格率甚至不到一成左右。

    看到這樣一個結果,楊軒最初以為鑄造師傅手藝問題,但看其說得斬釘截鐵的,再問其他的師傅,好像都是這樣一個結果,如此楊軒也相信了。

    看到廢炮上面太多的馬蜂窩,再想想前世的鑄造工藝,結合注塑模具、五金模具的經驗,思考了半天,楊軒開始與這些鑄造師傅工匠一起找原因。

    鑄模過程中,時間最久的就是泥胚,如此足足需要一個月時間,怎么需要這樣長世間呢?

    對這樣一個不專業的問題,老師傅們一個個不以為然,大家紛紛搖頭,紛紛辯解。

    慢慢的原因基本搞出來了:

    泥胚表面本身有縫隙,泥胚吸氣性不好,如此鑄造出來的火炮當然有縫隙。

    泥胚需要一個月,是因為泥胚需要烘干。

    風干不徹底,泥胚里面若含有水分,鑄造的時候可能出現馬蜂窩

    模胚形狀,結構有問題,鑄造出來的火炮質量有問題。

    …….

    楊軒仔細聽著,泥胚里面有水,泥胚表面粗糙,泥胚完全是一次性的,既然如此,為何不用鐵模?

    在前世不論是塑膠廠,還是鋼鐵廠都是用鐵模,看來泥模是最原始的鑄造模具。

    再說了,如果使用鐵模,鐵模表面可以通過摩擦方式打磨光滑。

    表面上鑄造鐵模成本大,但相對泥模,鐵模可以多次重復使用,如此成本反而降低不少。

    可以通過打磨方式,使得鐵模表面光滑

    鐵模里面水分含量非常少

    鐵模氣密性非常好

    最重要的,鐵模鑄造,可以通過冷水等方法快速冷卻,不但加快鑄造速度,而且更提高火炮的硬度。

    鑄造過程中,不斷煅燒、捶打剛剛凝固的熟鐵,增加火炮的鋼鐵含量,增加其硬度與氣密性。

    …..

    (西方最早采用鐵模鑄造方式開始于俄羅斯,在克里木戰爭時期,俄羅斯人發現火炮數量較少,也采用鐵模鑄造方式。

    但因為后來大型y壓機逐漸發明,如此最后才完全采用鍛造方法鑄炮

    在鐵模鑄造之后,西方發現多次鍛打熟鐵可以大大提升鋼鐵性能,如此采用大噸位y壓機鍛打方式鑄造火炮。

    而在鴉片戰爭期間,中國人龔振麟最早采用鐵模鑄造。(見《鑄炮鐵模圖說》)。

    當時,滿清的火炮已經多年沒制造新的火炮了,尤其是南方很多炮臺的炮都是幾十年前乃至更早康熙、明末時期的,龔振麟就想到了金屬模制造工具和農具速度快的特點,于是乎經過一系列改進措施用來鑄造大炮。

    鐵模鑄造大炮不僅具有建設周期短的優點,而且還具備重復利用的優點——這樣不僅減少制造周期而且還能使得大炮尺寸一致,其工藝還可以減少出現蜂窩等缺陷的可能性。

    可惜的是龔振麟的鑄炮新方法出來沒多久,滿清就投降了,沒鑄造幾門大炮。).

    除了鐵胚鑄炮技術之外,本次虎蹲炮鑄造采用已經成熟應用的鐵心銅體技術。

    前幾日觀看孫元化的《西洋神機》,楊軒了知道在明崇禎年間,國人已經采用鐵心銅體鑄炮法。

    過去只有佛朗機炮、紅衣大炮采用鐵心銅體方式,但純粹由筒鑄造的大炮,由于青銅比較軟,連續發s多次影響大炮s程。

    在古代,青銅不但是一種貴金屬,更是僅次于黃金、白銀的貨幣,其價值遠非前世所可比擬的?

    用銅鑄造銅炮,那那里是鑄炮啊,分明是用金錢堆砌起來的一件武器。

    但鋼鐵不同,鋼鐵價格不及銅的十分之一,且順慶城附近有很多大的冶鐵作坊,如果用熟鐵鑄造火炮,費用至少可以減少到往日的5成左右。

    有人說封建社會,就是青銅武器,青銅農具改為鋼鐵打造出來的武器與農具啊。

    目前鳥銃、手銃、三眼銃等小型兵器都是采用鋼鐵鑄造而成,為何火炮一定需要采用青銅,而不是采用鋼鐵?

    聽楊軒如此說,有的人則不以為然,有的則是較勁腦筋苦思冥想,果然功夫不負有心人,有人認為雖然完全鐵質大炮沒有,但鐵芯銅體的火炮則見諸史冊,自己過去也曾聽老輩鑄造師傅說起過。

    史載明嘉靖年間就有師傅探索是否可以用熟鐵代替青銅鑄造大炮,目前已經鑄造出鐵芯銅體的佛郎機炮,非常耐用。

    楊軒大驚,詢問軍中是否有這種佛郎機炮,眾人顯得一片茫然,當即令人出去調查,如此不到一刻時間軍中恰好有一門佛郎機炮為鐵芯銅體。

    楊軒大喜,讓人將佛郎機炮推到衙門外面,親自帶領大家一邊觀看,一邊探討鑄炮方法。

    表面看兩種火炮差異不大,但若細看的話,采用鐵芯銅體鑄造的火炮炮管較薄,同樣口徑的火炮,鐵芯銅體炮管的管壁與口徑之比0.5:1~0.75:1,而完全由青銅鑄造的佛郎機炮則在1:1.

    除此之外,采用鐵芯銅體鑄造的火炮重量不到青銅鑄炮的7成,非常之輕,而且不易發熱,不易炸膛。

    聽懂行的師傅們介紹,由于銅更不容易耐火,在較低溫度下就可以融化為銅水(銅之熔點(1083c)遠低于鐵(1538c)的物理性質),采用兩次鑄模的方法制造鐵芯銅體火炮,先制作一個模胚鑄造鐵胎,待鐵胎冷卻之后,然后再鑄造銅體。

    采用此種鑄造方法還可以先檢驗鐵胎鑄造效果,對鑄造出的鐵胎裝上少量火藥,發s幾次之后,如果不炸膛,再通過一陣鍛打,提高鋼鐵的鋼化性能,最后則鑄造外面銅體。

    而不需要純銅炮那樣,全部使用精銅鑄造而成。

    聽到現在已經采用鐵芯銅體鑄炮方法,對純鐵炮不由得再次燃起希望,純鐵炮不但造價不到純銅炮的百分之一,不到鐵芯銅體炮的1/30,而且鐵的密度遠低于鑄造青銅(7.87:9.54),用純鐵鑄造火炮更易于大軍隨軍攜帶。

    但師傅們一再聲言如果全部采用熟鐵鑄造的話,由于炮管太厚冷卻不易,如此鑄造100件,良品還不到1件。

    想到前世在工廠里面接觸到的的注塑成型,想到前世接觸到的淬火工藝,突然有一個大膽設想,采用空模方式,內模掏空,在鑄造的時候在掏空的內模里面放入冷水,如此達到快速冷卻的效果。

    眾人一聽眼前一亮,大家多是鐵匠出身,打鐵的時候都是將鐵塊燒紅之后千錘百煉之后,為了達到效果,都將打好的鋼鐵放在冷水之中冷卻。

    如果內模掏空,倒入冷水之后,如此完全可以加速冷卻效果,如此解決冷卻效果。

    再說了現在雖然是前裝滑膛炮,有一個炮眼,在鑄造到炮眼以后,可以將鑄造炮眼的模芯拉開,或者干脆炮眼也采用空模的方式鑄造而成,空模內部的水可以通過炮眼不斷流出,如此達到水冷卻的效果。

    采用這種方式鑄造火炮,內壁最先冷由里到外逐步冷卻,因為熱脹冷縮的原理,炮管內壁必然非常光滑。

    除此之外,外壁逐漸冷卻,必然產生一種向心力,向里面擠壓,保證鑄炮高強度抗壓能力。

    對這種內空模的方式,眾人都顯得躍躍欲試,反正楊軒鼓勵大家嘗試,失敗乃成功之母,今日失敗可能是自己什么東西沒有把握好,只要不斷嘗試,可能明天就成功了。

    鑄炮師傅最初以為只是按照傳統鑄炮技術鑄造,哪知道一下就用了鐵胚鑄炮技術,鐵心銅體鑄造技術,大家一時之間感到非常茫然。

    大家認為這鑄造火炮,主要看神靈保佑,若當時虔誠一點,神靈既然會保護,如此合格率就多一點。

    看到大家顯得非常徘徊迷茫,為了保證鑄造成功,楊軒隔三差五的跑到工地上指導,并不斷鼓勵大家,不斷創新嘗試。

    到最后更是加官許愿,若是鐵模鑄造成功,官府不但給八品文官官職,而且待遇也是正八品。

    八品,那就是縣丞,獎勵不可謂不豐厚,再說了大家平時都有用鐵模鑄造農具什么的,現在聽楊軒這樣說,眾人躍躍欲試。

    如此足足用了半年功夫,在不斷失敗過程中忠義軍鑄炮工藝得到突飛猛進的提高,用空心鐵模鑄炮方法代替過去的實心鑄炮方法,用冷水冷卻代替過去的自然冷卻,用鐵芯銅體代替過去的純銅鑄造。

    大家看著鑄造出來的虎蹲炮,不但不再像泥模那樣出現大量的馬蜂窩,大炮外觀有了大量改觀,而且重量由36斤降為32斤,比過去足足輕了4斤。

    更為重要的,鐵胚鑄造出來得鐵芯銅體大炮不易炸膛,擺在校場試驗,如此連發四十余炮居然沒有炸膛,要知道過去鑄造的虎蹲炮,連發二十炮的話就可能炸膛了。

    楊軒有意檢驗這種空心鐵胚冷水鑄造火炮的質量,讓人在火炮上面澆上水,然后再發s十余炮,方才罷休。

    大家看到這種新式鑄炮工藝的顯著效果,一個個面露喜色。

    保守估計,這種新式鑄跑工藝的合格率大概從過去的一成提高到九成,鑄造時間由一個半月提高到三天(三天鑄造一門),成本降低四成(沒有考慮合格率,但考慮單門火炮所用采用成本)。

    楊軒大賞參與鑄炮工藝的所有工匠,每人獎勵10兩白銀(相當于普通家庭半年的收入),授予胡本初為正八品的總辦,并讓大家記錄每次鑄炮關鍵控制環節,以為未來工藝改進提供依據。

    除此之外,楊軒采用多種安保措施,防止鑄炮工藝外泄。

    眾人也頗為興奮,剛剛提拔為總辦的胡本初保證每月需鑄造二十門虎蹲炮,更保證在三個月內開始鑄造佛朗機炮,