41.失蜡法和石膏铸模
“姜兄今天怎么有空来找妾身?”见姜明进到屋来,孙欣甜问道。
姜明道:“无事不登三宝殿,我是来找你要点蜂蜡的。”
“哦,这蜂蜡可是药材,我这也不多,你要多少?”
“半斤就够了,用过了再还你。”唐代的半斤相当于后世320克,260立方厘米。
“哦,不是拿去配药?”孙欣甜顿感兴趣,问道:“你这人总是不断给人惊喜,不止创出新药,还炼铁、炼铜的。我倒是很感兴趣,你这次又要用蜂蜡做什么呢?”
这哪说的清,我可是开金手指的,姜明暗道。他之所以懂的冶炼,也是因为他实地调研过很多A股钢铁公司,像宝钢股份、方大特钢,积累了很多关于炉钢技术的知识,反射式炒钢炉就是在某钢铁公司技术博物馆看到的。
姜明微笑道:“想不想一起去看看?这是做给小皓他们玩的。”
听说姜明要送礼物给弟弟,于是孙欣甜决定一起过去看看。
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看到姜明和孙欣甜一起过来,蒋七过来打招呼道:“见过督军、孙神医。”
姜明道:“不用客户,材料都准备好了吗?”
蒋七道:“石膏粉都备好了,现在炼铜厂每天能几百斤铜,随时可以用铜来浇铸。”
除了钢铁厂,姜明还办了一座炼铜厂,炼出的铜还没想好用途,都炼成铜块,放在炼铜厂。石碌山的铜矿石以孔雀石为主,化学名为碱式碳酸铜,用过人教版化学教材的肯定都会印象深刻,初三化学的几个典型启蒙知识点之一。
冶炼铜的高炉比炼铁的小一些,毕竟铜矿石少很多,高炉的结构和材料是一样的。炉的高度约2米,底部直径1米,只有一个木质风箱鼓风,也采用空气预热的方式。高炉的有效容积0.6立方米,利用系数0.5,每天可以炼出铜300公斤。
姜明将固态的蜂蜡放到桌上,拿出瑞干军刀,开始拿蜂蜡刻模,一会儿时间,滚动轴承的内、外两个钢圈模具就做好,五个球形模具也做好了。
孙欣甜注意到姜明的刀具很有意思,即可以做刀,又能做剪刀和夹子,便问道:“姜兄的小刀很有意思啊,可以变换形状,用途也各不相同。”
这是姜明在巴西买的多功能瑞士军刀,主要功能就是刀、剪刀和钳子,不锈材质,非常锋利,质量非常好。
“这是瑞士军刀,用处很广,方便野外生存。”说着,姜明将小刀伸到孙欣甜面前,道:“送给你,里面的小刀、剪刀都很锋利,而且不会生锈,将来你给人治病会用得到它。”
孙欣甜摇头道:“这刀如此贵重,我怎么能收呢?”
姜明拉过美女的手,将刀放在她手上,道:“认识这么久,我都没送你什么礼物,你为我付出良多,不但救了很多革命军将士,还制出了新药。不止军刀,我卧室里还有一个户外急救包,适合你用,到时候一并送给你。”
怕孙欣甜依然拒绝,姜明加码道:“婧柔是送的一块手表,你们每个人都有。”
想起李婧柔有块神奇的手表,可以随时随地看时间,孙欣甜好胜心起,便收下军刀,问:“那你以后用什么呢?”
姜明道:“我让工匠给我打一把就行了,这你就不用担心了。”
送完刀后,姜明把模具分别架放到小木盆中,然后将石膏粉和水,按照三比一的重量比例,混合放到水盆里,搅拌均匀,然后倒进小木盆中。
石膏粉化学名为硫酸钙,革命军开采石灰石的时候找到了不少石膏矿,姜明还用熟石膏和石灰石做了一批粉笔。硫酸钙具有很强的吸水性,吸了少量水的半水硫酸钙是熟石膏,生石膏则是二水硫酸钙。
石膏和水的混合液倒进木盆后,硫酸钙剧烈吸水,同时放出大量的热,混合液开始变成胶状体,同时慢慢固化。大约五六分钟后,石膏吸水硬化,变成稳定的固体。
蒋七惊讶道:“这石膏还真是神奇啊,和水混在一起后,现在居然变成了石块。”
古人虽然已经知道了石膏的吸水性,汉朝就利用石膏生产豆腐,但匠人出身的蒋七却不懂这些。
孙欣甜也道:“石膏可以入药,生用可以清热泻火、除烦止渴,外用可以敛疮生肌、收湿止血。石膏久放会吸湿变潮,没想到还有这等妙用。”
毕竟是中医大家,对石膏的药用效果了如指掌,李欣甜把石膏的化学性质都点了出来。姜明点点头,解释道:“这其实就是利用了石膏的吸水性,无水石膏吸水后会变成稳态的二水石膏,可以用来铸模。”
半个小时后,石膏已经完全固化,姜明拿着石膏靠近火盆慢慢烘烤,里面的蜂蜡逐渐融化,从小孔里面流了出来。流出的蜂蜡也用木盆一一回收,重新利用。
看完姜明的表演后,孙欣甜道:“不就是失蜡法铸模嘛!咱们老祖宗老早就会了,不过石膏确实用的巧妙。”
这就是在中国有着几千年历史的失蜡法铸模,只不过用来做外范的材料从黏土换成了石膏,石膏的优点是固化快,而黏土需要长时间阴干才行。
失蜡法可以做很多精巧的器物,有玲珑剔透,有镂空的效果。经汉唐到明清,失蜡法被一代又一代的匠人传承和发扬,历久不衰,直到如今,仍是常用的青铜铸造技法。
姜明嘿嘿一笑,说道:“今天主要是看看石膏铸造的效果,失蜡法铸模只是做零件,成品还在后面呢,你看着吧!”
石膏容易吸水,模具做好后,不能放太久,一般会很快用来铸造。姜明让蒋七用坩锅取来融化的铜水,沿着小孔倒入模具中。又过了半个小时,融在石膏中已经完全凝固,姜明把石膏敲碎,取出里面的轴承零件,像外圈、内圈、滚珠等。
轴承的保持架就比较麻烦了,它铸造的保持架的样子是圆环上立有八只脚,与滚珠不是完全贴合。唉,穿越后才知道,后世司空见惯的东西,也很难做出来。
很多人不知道滚珠是怎么装进轴承的,但对机械出身的姜明来说,太简单了。先将8个滚珠放到外圈的槽里,滚珠聚在下面,再将内圈放进去了,然后将滚珠分布均匀。放入保持架,滚珠就掉不出来了,翻过来,将另一半带孔的圆环对上保持架的八只脚,将两者铆合好就行了。
做出滚动轴承后,姜明顺势又制造出两个滑轮,这样就能组合成滑轮组。
等了一上午,快不耐烦的孙欣甜问道:“快说,你到底葫芦里卖的什么药?”
姜明笑道:“抱歉,抱歉!让孙大美女久等了!咱们这就去学堂,马上你就知道了!”
说完,就拉着孙欣甜的手向学校方向走去。
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