三天后,也就是弘光元年六月初十,這天楊磊正在軍械所考察,對通過空心鐵胚水冷卻鑄造出來的鐵芯銅體虎蹲炮進行試射。
由于忠義軍大量使用鳥銃,從前年剛剛建軍的時候,楊磊就招募工匠修理破損的鳥銃與兵器,忠義軍連戰(zhàn)連捷,繳獲槍械頗多,而國人對武器又不愛惜,如此需要修復(fù)的鳥銃、冷兵器甚多。
全年忠義軍打敗土暴子重新牢牢控制蓬州之后,有師傅聲言可以鑄造虎蹲炮,這可讓楊磊頗為興奮。
歷次多次戰(zhàn)場考驗的楊磊對古代戰(zhàn)場認識更加深刻,即便大家全部換成鳥銃也不能阻擋土暴子的人浪。
要知道土暴子很多人可沒有什么防護,在未來若是面對裝備精良的大西軍,面對蠻清,在廝殺過程中,對方可能在前面用盾牌掩護,火器再厲害,也難以射穿厚厚的盾牌。
要阻擊對方的人浪,非虎蹲炮、佛朗機炮等重炮不可,而恰在這時,聽說有兩個工匠參與鑄造虎蹲炮,如此就被楊磊請來鑄造虎蹲炮。
過去鑄炮主要采用泥模鑄炮方法,這次除了創(chuàng)造性發(fā)明鐵胚鑄炮技術(shù)之外,更是將早已經(jīng)用于紅衣大炮、佛郎機鑄炮的鐵芯銅體鑄炮技術(shù)應(yīng)用在鑄炮過程中。
本次鑄炮最大改變就是采用鐵胚鑄炮技術(shù),而在當時鑄炮主要采用泥模鑄造技術(shù),也就是先用濕泥制作成相應(yīng)的泥胚,通過自然風干之后做成泥模,向模具里面倒入融化后的銅水,再在自然風干之后打碎泥胚,如此就鑄造成所需要的火炮。
如此鑄造一門虎蹲炮,光是泥胚風干就需要一個月時間,鑄造需要七八天,自然冷卻需要七八天,如此足足需要一個半月方可制作一門虎蹲炮
即便這樣,也不能保證鑄造大炮可以戰(zhàn)場使用,鑄造的虎蹲炮內(nèi)腔外壁有很多細小的蜂窩,嚴重影響火炮的使用及其壽命。
為了檢驗鑄炮,工匠往往會在鑄造作坊發(fā)射一兩發(fā)以檢驗火炮,發(fā)射之后再進行檢查,若沒有肉眼可見的裂紋,沒有炸膛的就可投入軍中使用。
通過這種傳統(tǒng)鑄炮工藝鑄造出來的虎蹲炮,合格率不過三成,正如師傅所言,若是鑄造更大型的佛朗機炮,紅衣大炮,其合格率甚至不到一成左右。
看到這樣一個結(jié)果,楊磊最初以為鑄造師傅手藝問題,但看其說得斬釘截鐵的,再問其他的師傅,好像都是這樣一個結(jié)果,如此楊磊也相信了。
看到廢炮上面太多的馬蜂窩,再想想前世的鑄造工藝,結(jié)合注塑模具、五金模具的經(jīng)驗,思考了半天,楊磊開始與這些鑄造師傅工匠一起找原因。
鑄模過程中,事件最久的就是泥胚,如此足足需要一個月時間,怎么需要這樣長世間呢?
對這樣一個不專業(yè)的問題,老師傅們一個個不以為然,大家紛紛搖頭,紛紛辯解。
慢慢的原因基本搞出來了:
泥胚表面本身有縫隙,鑄造出來的火炮當然有縫隙
泥胚需要一個月,是因為泥胚需要烘干。
風干不徹底,泥胚里面若含有水分,鑄造的時候可能出現(xiàn)馬蜂窩
模胚形狀,結(jié)構(gòu)有問題,鑄造出來的火炮質(zhì)量有問題。
…….
楊磊仔細聽著,泥胚里面有水,泥胚表面粗糙,泥胚完全是一次性的,既然如此,為何不用鐵模?
在前世不論是塑膠廠,還是鋼鐵廠都是用鐵模,看來泥模是最原始的鑄造模具。
再說了,如果使用鐵模,鐵模表面可以通過摩擦方式打磨光滑。
表面上鑄造鐵模成本大,但相對泥模,鐵??梢远啻沃貜?fù)使用,如此成本反而降低不少。
可以通過打磨方式,使得鐵模表面光滑
鐵模里面水分含量非常少
鐵模氣密性非常好
最重要的,鐵模鑄造,可以通過冷水等方法快速冷卻,不但加快鑄造速度,而且更提高火炮的硬度。
…..
(西方最早采用鐵模鑄造方式開始于俄羅斯,在克里木戰(zhàn)爭時期,俄羅斯人發(fā)現(xiàn)火炮數(shù)量較少,也采用鐵模鑄造方式。但因為后來大型液壓機逐漸發(fā)明,如此最后才完全采用鍛造方法鑄炮
在鐵模鑄造之后,西方發(fā)現(xiàn)多次鍛打熟鐵可以大大提升鋼鐵性能,如此采用大噸位液壓機鍛打方式鑄造火炮。
而在鴉片戰(zhàn)爭期間,中國人龔振麟最早采用鐵模鑄造。(見《鑄炮鐵模圖說》)。
當時,滿清的火炮已經(jīng)多年沒制造新的火炮了,尤其是南方很多炮臺的炮都是幾十年前乃至更早康熙、明末時期的,龔振麟就想到了金屬模制造工具和農(nóng)具速度快的特點,于是乎經(jīng)過一系列改進措施用來鑄造大炮。
鐵模鑄造大炮不僅具有建設(shè)周期短的優(yōu)點,而且還具備重復(fù)利用的優(yōu)點——這樣不僅減少制造周期而且還能使得大炮尺寸一致,其工藝還可以減少出現(xiàn)蜂窩等缺陷的可能性。
可惜的是龔振麟的鑄炮新方法出來沒多久,滿清就投降了,沒鑄造幾門大炮。).
除了鐵胚鑄炮技術(shù)之外,本次虎蹲炮鑄造采用已經(jīng)成熟應(yīng)用的鐵心銅體技術(shù)。
前幾日觀看孫元化的《西洋神機》,楊磊了接到在明崇禎年間,國人已經(jīng)采用鐵心銅體鑄炮法。
過去只有佛朗機炮、紅衣大炮采用鐵心銅體方式,但純粹由筒鑄造的大炮,由于青銅比較軟,連續(xù)發(fā)射多次影響大炮射程。
為解決這個問題,這次虎蹲炮鑄造也采用鐵芯銅體鑄造模式。
在古代,青銅不但是一種貴金屬,更是僅次于黃金、白銀的貨幣,其價值遠非前世所可比擬的?
用銅鑄造銅炮,那那里是鑄炮啊,分明是用金錢堆砌起來的一件武器。
但鋼鐵不同,鋼鐵價格不及銅的十分之一,且順慶城附近有很多大的冶鐵作坊,如果用熟鐵鑄造火炮,費用至少可以減少到往日的5成左右。
有人說封建社會,就是青銅武器,青銅農(nóng)具改為鋼鐵打造出來的武器與農(nóng)具啊。
目前鳥銃、手銃、三眼銃等小型兵器都是采用鋼鐵鑄造而成,為何火炮一定需要采用青銅,而不是采用鋼鐵?
聽楊磊如此說,有的人則不以為然,有的則是較勁腦筋苦思冥想,果然功夫不負有心人,有人認為雖然完全鐵質(zhì)大炮沒有,但鐵芯銅體的火炮則見諸史冊,自己過去也曾聽老輩鑄造師傅說起過。
史載明嘉靖年間就有師傅探索是否可以用熟鐵代替青銅鑄造大炮,目前已經(jīng)鑄造出鐵芯銅體的佛郎機炮,非常耐用。
楊磊大驚,詢問軍中是否有這種佛郎機炮,眾人顯得一片茫然,當即令人出去調(diào)查,如此不到一刻時間軍中恰好有一門佛郎機炮為鐵芯銅體。
楊磊大喜,讓人將佛郎機炮推到衙門外面,親自帶領(lǐng)大家一邊觀看,一邊探討鑄炮方法。
表面看兩種火炮差異不大,但若細看的話,采用鐵芯銅體鑄造的火炮炮管較薄,同樣口徑的火炮,鐵芯銅體炮管的管壁與口徑之比0.5:1~0.75:1,而完全由青銅鑄造的佛郎機炮則在1:1.
除此之外,采用鐵芯銅體鑄造的火炮重量不到青銅鑄炮的7成,非常之輕,而且不易發(fā)熱,不易炸膛。
聽懂行的師傅們介紹,由于銅更不容易耐火,在較低溫度下就可以融化為銅水(銅之熔點(1083℃)遠低于鐵(1538℃)的物理性質(zhì)),采用兩次鑄模的方法制造鐵芯銅體火炮,先制作一個模胚鑄造鐵胎,待鐵胎冷卻之后,然后再鑄造銅體。
采用此種鑄造方法還可以先檢驗鐵胎鑄造效果,對鑄造出的鐵胎裝上少量火藥,發(fā)射幾次之后,如果不炸膛,然后再鑄造外面銅體。
而不需要純銅炮那樣,全部使用精銅鑄造而成。
聽到現(xiàn)在已經(jīng)采用鐵芯銅體鑄炮方法,對純鐵炮不由得再次燃起希望,純鐵炮不但造價不到純銅炮的百分之一,不到鐵芯銅體炮的1/30,而且鐵的密度遠低于鑄造青銅(7.87:9.54),用純鐵鑄造火炮更易于大軍隨軍攜帶。
但師傅們一再聲言如果全部采用熟鐵鑄造的話,由于炮管太厚冷卻不易,如此鑄造100件,良品還不到1件。
想到前世在工廠里面接觸到的的注塑成型,想到前世接觸到的淬火工藝,突然有一個大膽設(shè)想,采用空模方式,內(nèi)模掏空,在鑄造的時候在掏空的內(nèi)模里面放入冷水,如此達到快速冷卻的效果。
眾人一聽眼前一亮,大家多是鐵匠出身,打鐵的時候都是將鐵塊燒紅之后千錘百煉之后,為了達到效果,都將打好的鋼鐵放在冷水之中冷卻。
如果內(nèi)模掏空,倒入冷水之后,如此完全可以加速冷卻效果,如此解決冷卻效果。
再說了現(xiàn)在雖然是前裝滑膛炮,有一個炮眼,在鑄造到炮眼以后,可以將鑄造炮眼的模芯拉開,或者干脆炮眼也采用空模的方式鑄造而成,空模內(nèi)部的水可以通過炮眼不斷流出,如此達到水冷卻的效果。
采用這種方式鑄造火炮,內(nèi)壁最先冷由里到外逐步冷卻,因為熱脹冷縮的原理,炮管內(nèi)壁必然非常光滑。
除此之外,外壁逐漸冷卻,必然產(chǎn)生一種向心力,向里面擠壓,保證鑄炮高強度抗壓能力。
對這種內(nèi)空模的方式,眾人都顯得躍躍欲試,反正楊磊鼓勵大家嘗試,失敗乃成功之母,今日失敗可能是自己什么東西沒有把握好,只要不斷嘗試,可能明天就成功了。
鑄炮師傅最初以為只是按照傳統(tǒng)鑄炮技術(shù)鑄造,哪知道一下就用了鐵胚鑄炮技術(shù),鐵心銅體鑄造技術(shù),大家一時之間感到非常茫然。
大家認為這鑄造火炮,主要看神靈保佑,若當時虔誠一點,神靈既然會保護,如此合格率就多一點。
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