第六十二章 砂型铸炮法(上)
除了月银的问题,还有一件大事让所有工匠们都激动、羡慕不已。
平时雷都打不出一个屁的吴老二,居然第一个向沈大人申请了那个专利。
本来大家还抱着看笑话的心态,却没想到,仅仅一天时间,沈大人就带着圣旨来了。
皇上批准了吴老二申请的砂型铸炮法专利成功,为大明第一号专利。
因该铸炮之法为大明的火炮工艺提升做出了巨大贡献,特此御封吴老二为皇匠。
废除吴老二的匠籍,改为民籍。
成立京师第一铸炮厂,沈浪沈大人担任厂长,吴老二担任技术工程师,可亲自挑选工匠专门用砂型铸炮法制造火炮。
每生产出一门火炮,吴老二可以获得相当于铸炮成本一成的专利收益,工钱再另算。
当然,圣旨中的人名不是吴老二。
毕竟吴老二的本名不叫老二,是因为在老吴家排行第二才被人如此称呼的,他真正的名字叫吴铁生。
要知道,大明现如今的红夷大炮,造价至少要一千多两银子一门,超过两千两的也有不少。
也就是说,每门用砂型铸炮法造出的火炮,吴老二就可以得到一两百两银子啊,光这就可以抵很多工匠好几年的收入了。
这要是做个几十上百门,这穷得叮当响的吴老二岂不是草鸡变凤凰,一下子成了大财主了。
这得多让人眼红啊,自己怎么就没搞出个什么专利呢?
其实他们不知道,用砂型铸炮法来铸炮,成本会下降不少,吴老二一门炮的专利费也没那么高。
当然,这是后话。
这圣旨自然是沈浪请示崇祯下的,他倒不是为了宣扬自己的改革政策而故意抬高这砂型铸炮法,而是这砂型铸炮法确实值得这般推崇。
其实最近沈浪就有准备要安排铸造火炮的事情,毕竟枪炮是一家,有枪没炮怎么行。
不过,他沈浪要的炮,自然不是大明现在用的那些火炮,他要的是利于野战的野战炮。
而大明眼下的火炮,轻便的火炮射程不够,有效杀伤距离还比不上自己造出来的燧发枪,这种火炮对他沈浪来说有些鸡肋了。
射程可以的,重量又太重,精度不够,还不利于机动,也不理想。
沈浪很推崇闪电战,让这些大家伙拖慢了行军速度,很不划算。
大明的火炮还有很大的改进空间,但是大明现在的铸炮工艺,显然达不到这样的要求。
如果用现代社会的工艺和机械,那更容易达成了。
可沈浪却不准备这么做,因为这很可能给自己惹来大麻烦,自己把牢底坐穿,大明也要亡,这不是他想要的。
毕竟枪炮在和谐社会还是非常敏感的,之前燧发枪可以拆分成零件分到多个工厂生产。
别人也不知道他沈浪真的要批量的制造具有杀伤力的火枪,所以没人会举报自己的客户。
可火炮就不一样了,光是一体型的炮管就无法隐瞒,稍微有点常识的就能认出来,到时候不管怎么解释都无法自圆其说了。
所以,沈浪很早就打消了自己制造炮管的念头,只是准备搜罗各种资料到大明去改善火炮工艺,让大明自己生产。
大明现在的铸炮技术还是用的泥模法,这种方法在华夏传承了几千年,工艺比较成熟。
但随着社会的发展,这种方法的局限性越来越大,特别在铸炮方面,缺陷很明显。
制炮之前先要制作好泥模,泥模包括一个圆柱形的形芯和一个外范,将形芯和外范合体后再浇铸。
然后经过齐口、打磨、钻火门等程序,一门炮才制作完成。
但是,制作可用的泥模就需要耗时相当长的时间。
因为泥模需要等其自然风干后才能浇铸,模越大等的时间越久。
短则一月以上,遇上天气不好,几个月都是很正常的。
所以,铸一门炮往往要几个月甚至是半年时间。
可即便铸出来了,次品率也非常高。
因为外范和形芯用粘土制作而成,透气性差,里面很难真正的干透,往往是外干内湿。
在浇铸时,这些湿气就会蒸发形成潮气,使火炮膛内出现大量的蜂窝状孔洞,导致火炮发射时炸膛的风险大增,这种就是残次品。
《西法神机》中甚至有些夸张的说:“铸百得一,即为国手。”
可见泥模法的合格率究竟有多低。
所以,沈浪一开始就排除了泥模铸炮法,也不打算进行改良了。
因为泥模铸造法比较成熟,没什么太大的改良空间,能改良前人早改良了。
排除了泥模法,沈浪找到了两种可以在大明现有的条件下使用的铸炮工艺,那就是砂型铸炮法和铁模铸炮法。
砂型铸炮法是英国人在18世纪末在泥型铸炮法的基础上创新的,也就是大概一百五十年后。
而铁模铸炮法则是晚清的技术。
经过简单的比较,沈浪便选择了砂型铸炮法。
因为铁模铸炮技术主要只是提高了生产效率,生产出的火炮炮身依旧粗糙,炮身各部分与口径偏差依然很大,所以对火炮的性能提升不大。
晚清政府经过对比之后,也放弃了铁模铸炮法,改用了砂型铸炮法。
而砂型铸炮法,生产工艺则相对简单,生产周期也大幅减少,成品率更高。
即便到了沈浪所在的现代社会,砂型铸造也未过时,还非常流行。
很多汽车零部件都会用到砂型铸造,其他产业中用到砂型铸造的也比较多。
所以在未来相当长的一段时间内,砂型铸造不但不会被淘汰,反而会应用得越来越广。
而泥型铸造虽然未被淘汰,但应用已经非常少了。
砂型铸炮有两种方式,一种是一体成型,另一种是先铸出实心的炮管,然后再钻膛。
第一种方法,先要制作出一个砂模,然后再浇铸成型,再把炮膛内的砂模敲碎,就可以得到炮管。
吴铁生向沈浪提供的,就是这种砂模铸炮法。
可这种方法看似比第二种快捷,但是成品率和火炮的整体质量,是不如第二种的。
因为实心炮管再钻膛,可以让内膛更平整光滑,壁厚更均匀。。
所以沈浪更倾向于选择第二种,而这种方式也是砂型铸炮的通用方式。
如果铸实心炮管的话,就不需要先铸一个砂模了,但是需要先准备一个炮管模型出来。
这个模型可以是木头制作的,是可以反复利用的。
另外,还需要一个炮管的剖面模具,将这个木制炮管放到模具上去,炮管下半部分就会嵌进这个模具中,上半部分则会显露出来。
拿一个同样大小的空心铁方框平整的放在剖面模具上,当然,这方框也可以是木制的,但一定要结实。
在木制炮管上抹一些石英粉防止其与沙粘连,然后将筛选好的细沙填进去,压结实,再将上面的沙刮平整。
将整套模具翻转过来,剖面模具就在上方了,小心的取下剖面模具,木制炮弹的另一半就显露了出来。
抹石英粉,再拿一个同样大小的空心方框罩上去,填沙并压结实。
在压结实的砂模上方打一个孔,这个孔是浇铸液体金属的入口。
小心的打开模具,将木制炮管取出来,这样就可以看到两部分砂模上各有一半的炮管样式了。
再小心的在炮管模型旁边开槽,与刚才打的孔连通起来,这样从孔中倒入的金属液体就可以顺着槽口流入炮管模型中了。
合上模具,倒入金属液体,冷却后打开模具,将沙扒开,就可以得到实心炮管了。
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平时雷都打不出一个屁的吴老二,居然第一个向沈大人申请了那个专利。
本来大家还抱着看笑话的心态,却没想到,仅仅一天时间,沈大人就带着圣旨来了。
皇上批准了吴老二申请的砂型铸炮法专利成功,为大明第一号专利。
因该铸炮之法为大明的火炮工艺提升做出了巨大贡献,特此御封吴老二为皇匠。
废除吴老二的匠籍,改为民籍。
成立京师第一铸炮厂,沈浪沈大人担任厂长,吴老二担任技术工程师,可亲自挑选工匠专门用砂型铸炮法制造火炮。
每生产出一门火炮,吴老二可以获得相当于铸炮成本一成的专利收益,工钱再另算。
当然,圣旨中的人名不是吴老二。
毕竟吴老二的本名不叫老二,是因为在老吴家排行第二才被人如此称呼的,他真正的名字叫吴铁生。
要知道,大明现如今的红夷大炮,造价至少要一千多两银子一门,超过两千两的也有不少。
也就是说,每门用砂型铸炮法造出的火炮,吴老二就可以得到一两百两银子啊,光这就可以抵很多工匠好几年的收入了。
这要是做个几十上百门,这穷得叮当响的吴老二岂不是草鸡变凤凰,一下子成了大财主了。
这得多让人眼红啊,自己怎么就没搞出个什么专利呢?
其实他们不知道,用砂型铸炮法来铸炮,成本会下降不少,吴老二一门炮的专利费也没那么高。
当然,这是后话。
这圣旨自然是沈浪请示崇祯下的,他倒不是为了宣扬自己的改革政策而故意抬高这砂型铸炮法,而是这砂型铸炮法确实值得这般推崇。
其实最近沈浪就有准备要安排铸造火炮的事情,毕竟枪炮是一家,有枪没炮怎么行。
不过,他沈浪要的炮,自然不是大明现在用的那些火炮,他要的是利于野战的野战炮。
而大明眼下的火炮,轻便的火炮射程不够,有效杀伤距离还比不上自己造出来的燧发枪,这种火炮对他沈浪来说有些鸡肋了。
射程可以的,重量又太重,精度不够,还不利于机动,也不理想。
沈浪很推崇闪电战,让这些大家伙拖慢了行军速度,很不划算。
大明的火炮还有很大的改进空间,但是大明现在的铸炮工艺,显然达不到这样的要求。
如果用现代社会的工艺和机械,那更容易达成了。
可沈浪却不准备这么做,因为这很可能给自己惹来大麻烦,自己把牢底坐穿,大明也要亡,这不是他想要的。
毕竟枪炮在和谐社会还是非常敏感的,之前燧发枪可以拆分成零件分到多个工厂生产。
别人也不知道他沈浪真的要批量的制造具有杀伤力的火枪,所以没人会举报自己的客户。
可火炮就不一样了,光是一体型的炮管就无法隐瞒,稍微有点常识的就能认出来,到时候不管怎么解释都无法自圆其说了。
所以,沈浪很早就打消了自己制造炮管的念头,只是准备搜罗各种资料到大明去改善火炮工艺,让大明自己生产。
大明现在的铸炮技术还是用的泥模法,这种方法在华夏传承了几千年,工艺比较成熟。
但随着社会的发展,这种方法的局限性越来越大,特别在铸炮方面,缺陷很明显。
制炮之前先要制作好泥模,泥模包括一个圆柱形的形芯和一个外范,将形芯和外范合体后再浇铸。
然后经过齐口、打磨、钻火门等程序,一门炮才制作完成。
但是,制作可用的泥模就需要耗时相当长的时间。
因为泥模需要等其自然风干后才能浇铸,模越大等的时间越久。
短则一月以上,遇上天气不好,几个月都是很正常的。
所以,铸一门炮往往要几个月甚至是半年时间。
可即便铸出来了,次品率也非常高。
因为外范和形芯用粘土制作而成,透气性差,里面很难真正的干透,往往是外干内湿。
在浇铸时,这些湿气就会蒸发形成潮气,使火炮膛内出现大量的蜂窝状孔洞,导致火炮发射时炸膛的风险大增,这种就是残次品。
《西法神机》中甚至有些夸张的说:“铸百得一,即为国手。”
可见泥模法的合格率究竟有多低。
所以,沈浪一开始就排除了泥模铸炮法,也不打算进行改良了。
因为泥模铸造法比较成熟,没什么太大的改良空间,能改良前人早改良了。
排除了泥模法,沈浪找到了两种可以在大明现有的条件下使用的铸炮工艺,那就是砂型铸炮法和铁模铸炮法。
砂型铸炮法是英国人在18世纪末在泥型铸炮法的基础上创新的,也就是大概一百五十年后。
而铁模铸炮法则是晚清的技术。
经过简单的比较,沈浪便选择了砂型铸炮法。
因为铁模铸炮技术主要只是提高了生产效率,生产出的火炮炮身依旧粗糙,炮身各部分与口径偏差依然很大,所以对火炮的性能提升不大。
晚清政府经过对比之后,也放弃了铁模铸炮法,改用了砂型铸炮法。
而砂型铸炮法,生产工艺则相对简单,生产周期也大幅减少,成品率更高。
即便到了沈浪所在的现代社会,砂型铸造也未过时,还非常流行。
很多汽车零部件都会用到砂型铸造,其他产业中用到砂型铸造的也比较多。
所以在未来相当长的一段时间内,砂型铸造不但不会被淘汰,反而会应用得越来越广。
而泥型铸造虽然未被淘汰,但应用已经非常少了。
砂型铸炮有两种方式,一种是一体成型,另一种是先铸出实心的炮管,然后再钻膛。
第一种方法,先要制作出一个砂模,然后再浇铸成型,再把炮膛内的砂模敲碎,就可以得到炮管。
吴铁生向沈浪提供的,就是这种砂模铸炮法。
可这种方法看似比第二种快捷,但是成品率和火炮的整体质量,是不如第二种的。
因为实心炮管再钻膛,可以让内膛更平整光滑,壁厚更均匀。。
所以沈浪更倾向于选择第二种,而这种方式也是砂型铸炮的通用方式。
如果铸实心炮管的话,就不需要先铸一个砂模了,但是需要先准备一个炮管模型出来。
这个模型可以是木头制作的,是可以反复利用的。
另外,还需要一个炮管的剖面模具,将这个木制炮管放到模具上去,炮管下半部分就会嵌进这个模具中,上半部分则会显露出来。
拿一个同样大小的空心铁方框平整的放在剖面模具上,当然,这方框也可以是木制的,但一定要结实。
在木制炮管上抹一些石英粉防止其与沙粘连,然后将筛选好的细沙填进去,压结实,再将上面的沙刮平整。
将整套模具翻转过来,剖面模具就在上方了,小心的取下剖面模具,木制炮弹的另一半就显露了出来。
抹石英粉,再拿一个同样大小的空心方框罩上去,填沙并压结实。
在压结实的砂模上方打一个孔,这个孔是浇铸液体金属的入口。
小心的打开模具,将木制炮管取出来,这样就可以看到两部分砂模上各有一半的炮管样式了。
再小心的在炮管模型旁边开槽,与刚才打的孔连通起来,这样从孔中倒入的金属液体就可以顺着槽口流入炮管模型中了。
合上模具,倒入金属液体,冷却后打开模具,将沙扒开,就可以得到实心炮管了。
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