第六十二章 砂型鑄炮法(上)

除了月銀的問題,還有一件大事讓所有工匠們都激動、羨慕不已。

平時雷都打不出一個屁的吳老二,居然第一個向沈大人申請了那個專利。

本來大家還抱著看笑話的心態,卻沒想到,僅僅一天時間,沈大人就帶著聖旨來了。

皇上批准了吳老二申請的砂型鑄炮法專利成功,為大明第一號專利。

因該鑄炮之法為大明的火炮工藝提升做出了巨大貢獻,特此御封吳老二為皇匠。

廢除吳老二的匠籍,改為民籍。

成立京師第一鑄炮廠,沈浪沈大人擔任廠長,吳老二擔任技術工程師,可親自挑選工匠專門用砂型鑄炮法製造火炮。

每生產出一門火炮,吳老二可以獲得相當於鑄炮成本一成的專利收益,工錢再另算。

當然,聖旨中的人名不是吳老二。

畢竟吳老二的本名不叫老二,是因為在老吳家排行第二才被人如此稱呼的,他真正的名字叫吳鐵生。

要知道,大明現如今的紅夷大炮,造價至少要一千多兩銀子一門,超過兩千兩的也有不少。

也就是說,每門用砂型鑄炮法造出的火炮,吳老二就可以得到一兩百兩銀子啊,光這就可以抵很多工匠好幾年的收入了。

這要是做個幾十上百門,這窮得叮噹響的吳老二豈不是草雞變鳳凰,一下子成了大財主了。

這得多讓人眼紅啊,自己怎麼就沒搞出個什麼專利呢?

其實他們不知道,用砂型鑄炮法來鑄炮,成本會下降不少,吳老二一門炮的專利費也沒那麼高。

當然,這是後話。

這聖旨自然是沈浪請示崇禎下的,他倒不是為了宣揚自己的改革政策而故意抬高這砂型鑄炮法,而是這砂型鑄炮法確實值得這般推崇。

其實最近沈浪就有準備要安排鑄造火炮的事情,畢竟槍炮是一家,有槍沒炮怎麼行。

不過,他沈浪要的炮,自然不是大明現在用的那些火炮,他要的是利於野戰的野戰炮。

而大明眼下的火炮,輕便的火炮射程不夠,有效殺傷距離還比不上自己造出來的燧發槍,這種火炮對他沈浪來說有些雞肋了。

射程可以的,重量又太重,精度不夠,還不利於機動,也不理想。

沈浪很推崇閃電戰,讓這些大傢伙拖慢了行軍速度,很不划算。

大明的火炮還有很大的改進空間,但是大明現在的鑄炮工藝,顯然達不到這樣的要求。

如果用現代社會的工藝和機械,那更容易達成了。

可沈浪卻不準備這麼做,因為這很可能給自己惹來大麻煩,自己把牢底坐穿,大明也要亡,這不是他想要的。

畢竟槍炮在和諧社會還是非常敏感的,之前燧發槍可以拆分成零件分到多個工廠生產。

別人也不知道他沈浪真的要批量的製造具有殺傷力的火槍,所以沒人會舉報自己的客戶。

可火炮就不一樣了,光是一體型的炮管就無法隱瞞,稍微有點常識的就能認出來,到時候不管怎麼解釋都無法自圓其說了。

所以,沈浪很早就打消了自己製造炮管的念頭,只是準備搜羅各種資料到大明去改善火炮工藝,讓大明自己生產。

大明現在的鑄炮技術還是用的泥模法,這種方法在華夏傳承了幾千年,工藝比較成熟。

但隨著社會的發展,這種方法的局限性越來越大,特別在鑄炮方面,缺陷很明顯。

制炮之前先要製作好泥模,泥模包括一個圓柱形的形芯和一個外范,將形芯和外范合體後再澆鑄。

然後經過齊口、打磨、鑽火門等程序,一門炮才製作完成。

但是,製作可用的泥模就需要耗時相當長的時間。

因為泥模需要等其自然風乾後才能澆鑄,模越大等的時間越久。

短則一月以上,遇上天氣不好,幾個月都是很正常的。

所以,鑄一門炮往往要幾個月甚至是半年時間。

可即便鑄出來了,次品率也非常高。

因為外范和形芯用粘土製作而成,透氣性差,裡面很難真正的干透,往往是外干內濕。

在澆鑄時,這些濕氣就會蒸發形成潮氣,使火炮膛內出現大量的蜂窩狀孔洞,導致火炮發射時炸膛的風險大增,這種就是殘次品。

《西法神機》中甚至有些誇張的說:「鑄百得一,即為國手。」

可見泥模法的合格率究竟有多低。

所以,沈浪一開始就排除了泥模鑄炮法,也不打算進行改良了。

因為泥模鑄造法比較成熟,沒什麼太大的改良空間,能改良前人早改良了。

排除了泥模法,沈浪找到了兩種可以在大明現有的條件下使用的鑄炮工藝,那就是砂型鑄炮法和鐵模鑄炮法。

砂型鑄炮法是英國人在18世紀末在泥型鑄炮法的基礎上創新的,也就是大概一百五十年後。

而鐵模鑄炮法則是晚清的技術。

經過簡單的比較,沈浪便選擇了砂型鑄炮法。

因為鐵模鑄炮技術主要只是提高了生產效率,生產出的火炮炮身依舊粗糙,炮身各部分與口徑偏差依然很大,所以對火炮的性能提升不大。

晚清政府經過對比之後,也放棄了鐵模鑄炮法,改用了砂型鑄炮法。

而砂型鑄炮法,生產工藝則相對簡單,生產周期也大幅減少,成品率更高。

即便到了沈浪所在的現代社會,砂型鑄造也未過時,還非常流行。

很多汽車零部件都會用到砂型鑄造,其他產業中用到砂型鑄造的也比較多。

所以在未來相當長的一段時間內,砂型鑄造不但不會被淘汰,反而會應用得越來越廣。

而泥型鑄造雖然未被淘汰,但應用已經非常少了。

砂型鑄炮有兩種方式,一種是一體成型,另一種是先鑄出實心的炮管,然後再鑽膛。

第一種方法,先要製作出一個砂模,然後再澆鑄成型,再把炮膛內的砂模敲碎,就可以得到炮管。

吳鐵生向沈浪提供的,就是這種砂模鑄炮法。

可這種方法看似比第二種快捷,但是成品率和火炮的整體質量,是不如第二種的。

因為實心炮管再鑽膛,可以讓內膛更平整光滑,壁厚更均勻。

所以沈浪更傾向於選擇第二種,而這種方式也是砂型鑄炮的通用方式。

如果鑄實心炮管的話,就不需要先鑄一個砂模了,但是需要先準備一個炮管模型出來。

這個模型可以是木頭製作的,是可以反覆利用的。

另外,還需要一個炮管的剖面模具,將這個木製炮管放到模具上去,炮管下半部分就會嵌進這個模具中,上半部分則會顯露出來。

拿一個同樣大小的空心鐵方框平整的放在剖面模具上,當然,這方框也可以是木製的,但一定要結實。

在木製炮管上抹一些石英粉防止其與沙粘連,然後將篩選好的細沙填進去,壓結實,再將上面的沙刮平整。

將整套模具翻轉過來,剖面模具就在上方了,小心的取下剖面模具,木製炮彈的另一半就顯露了出來。

抹石英粉,再拿一個同樣大小的空心方框罩上去,填沙並壓結實。

在壓結實的砂模上方打一個孔,這個孔是澆鑄液體金屬的入口。

小心的打開模具,將木製炮管取出來,這樣就可以看到兩部分砂模上各有一半的炮管樣式了。

再小心的在炮管模型旁邊開槽,與剛才打的孔連通起來,這樣從孔中倒入的金屬液體就可以順著槽口流入炮管模型中了。

合上模具,倒入金屬液體,冷卻後打開模具,將沙扒開,就可以得到實心炮管了。

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