[发明专利]一种巨型铸铁狮子的铸造方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种铸铁制品的加工方法，具体涉及一种巨型铸铁狮子的铸造方法。

背景技术

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，也是我国铸造工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，在铸造过程中涉及工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、材料等多方面工艺技术的专业课题。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、长度以及浇冒口系统的范围所需要的空间 ；2) 如此大的宠然大物需要整体铸造加工而成，怎样解决造型问题，该采用什么造型工艺；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强度，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强大的泥芯膨胀力而使物体开裂，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强度、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。

纵观近代工业史，除了机械产品外，还没有过一个一次性整体铸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。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种巨型铸铁狮子的铸造方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：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

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；