第126章 在实心铸件上钻炮膛

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刚出炉的铁水流速很快，一眨眼就到了铁渣分离区。 进入铁渣分离区后，流速有所减缓，大约在13米/秒。 李国助可以清楚地看到，表面漂浮着炉渣的铁水流过撇渣器， 然后从其另一边流出的，便是是表面纯净了一些的红热铁水。 每经过一个撇渣器，铁水就会纯净些许。 三五秒后，当铁水在分岔部位脱离铁渣分离区，流进三条导流槽后，表面看起来已是十分纯净了。 这个时候的铁水流速大约是一两米每秒，不到三秒就流出了两米多长的导流槽。 在倒流槽出口，红热而纯净的铁水均匀地流入模具的浇口。 浇铸过程看到这里，其实已经没什么意思了。 李国助更感兴趣的，是翁翊皇是如何用砂箱造型铸造出炮膛的。 在他前世看过的那个砂型铸造的视频里，拍摄者采用的是整体铸造， 型腔构造非常简单，只能铸造出没有炮膛的实心火炮形铸件。 至于炮膛，是用镗床在实心火炮形铸件上钻出来的。 但是在这个连纽科门蒸汽机都没有的时代，想要在实心铸件上钻出炮膛是不可能的。 即便他现在能发明出水力炮筒镗床也还是做不到。 1774年，英国人威尔金森发明了较精密的水力炮筒镗床。 1776 年，他又制造了水力汽缸镗床。 瓦特在改进蒸汽机时，就因为这种机床的出现，而取得了突破性的进展。 李国助曾经以为这种水力镗床出现以后，英国人就开始用它从实心铸件上钻炮膛了。 后来，他才知道从实心铸件上直接钻出炮膛的工艺，还得30多年才能出现。 1807年，法国炮兵专家前往波斯，并在伊斯法罕建立了一个大炮铸造厂。 在这里，所有火炮开始采用砂模铸造实心炮体，再钻出炮膛。 当时，瓦特蒸汽机已经成熟，这个铸炮厂很可能是采用蒸汽动力驱动炮筒镗床的。 其实是否能直接在实心铸件上钻出炮膛，并不只是取决于动力，还有一些其它因素。 威尔金森的炮筒镗床是利用水轮使炮筒旋转，并使其对准中心固定的刀具推进， 刀具与炮筒之间有相对运动，从而镗出光滑度和精确度很高的炮膛。 这种加工方式更适合对已经铸造成型的炮膛进行进一步的镗削加工， 以提高炮膛的精度和光洁度，而不是从无到有地钻出炮膛。 当时的技术水平有限，直接在没有炮膛的铸件上钻出炮膛面临诸多困难。 在实心铸件上开始钻孔时，难以保证钻头的初始定位精度，容易导致钻孔偏移。 没有炮膛的铸件整体结构完整，钻孔过程中刀具需要切削大量金属。 这对刀具的硬度和动力要求颇高。 以当时水力镗床的动力和刀具材料等条件，很难实现高效、精确的钻孔。 所以在当时的火炮制造中，通常是先通过铸造工艺铸出带有初步炮膛形状的铸件。 铸造可以形成大致的炮膛轮廓，但表面粗糙度和尺寸精度较差， 需要水力镗床进行后续的精加工，以达到火炮使用要求的精度和光滑度。 在威尔金森发明水力炮筒镗床以前，镗削炮膛主要还是靠人力和畜力。 所以在这种情况下，对铸造炮膛的工艺要求，就要比水力镗床出现以后更加严格。 铸造形成的炮膛表面越光滑，尺寸精度越高，后续的加工难度就越低，火炮性能就越有保障。 所以李国助前世还专门了解过用砂型铸造炮膛的方法。 首先要制作炮膛型芯，一般是用特殊的芯砂制成。 芯砂要有较高的强度和透气性，以承受金属液的冲击和填充，并且让气体能够顺利排出。 常采用油砂作为芯砂，因为油砂经过烘烤后有较好的强度。 在制作型芯时，要根据炮膛的设计尺寸制作相应的芯盒，将芯砂填充到芯盒中，经过紧实、脱模等工序，制成炮膛型芯。 在砂型铸炮的铸型制作过程中，将制作好的炮膛型芯准确地放置在砂型的相应位置。 型芯的固定非常关键，要保证其在浇注金属液时不会移位。 通常会采用一些定位装置，如芯头和芯座的配合，让型芯能够稳定地处于砂型内部，以确保炮膛的位置精度。 当型芯放置好后，就可以进行浇注。 铁水在重力作用下流入砂型与型芯之间的空隙，围绕型芯填充， 冷却凝固后，去除砂型和型芯，就能得到带有炮膛的火炮铸件。 在古代铸造火炮时，会将熔化的青铜或铁水倒入已经装配好型芯的砂型中， 待其凝固后，敲碎外层砂型，取出型芯，得到炮身， 炮膛就是由型芯预留出来的空间形成的。 在这种方法中，型芯是可以重复利用的。 但这也只是文字描述，李国助并没有亲眼见过，包括相关的视频也没看到过。 所以李国助很想翁翊皇能给他演示一下砂型型芯的制造和固定过程。 这其实也怪他自己，要是他足够关注翁翊皇的实验进程的话，就不会错过这几个铸炮模具的制作过程。 现在再想让翁翊皇专门给他演示，可就没那么好开口了。 除了砂型型芯的制作和固定工艺，李国助对铁模的制造技术也很感兴趣，尽管他知道这种技术用于铸炮并不ok。 不过铁模是可以重复使用的，等里面的铸件冷却以后，他可以来参观一下脱模过程， 至少可以了解到铁模是如何组装和固定型芯的。 总之，对于砂型铸炮的疑问，他现在还不便开口询问翁翊皇。 毕竟火炮的浇铸现在还没有完成，翁翊皇需要聚精会神地关注冒口的铁水状态。 冒口是铸型中用于储存多余铁水的部分，其作用是在铸件凝固过程中提供补缩。 当冒口被铁水完全充满，并且有铁水开始从冒口顶部溢出时，说明型腔已经填满， 并且有足够的铁水用于补偿铸件凝固时的收缩，此时应立即停止浇铸。 如果在这个时候走神，铁水就会大量溢出，造成不必要的浪费，甚至出现安全事故。