失蠟法(英文lost wax casting),又稱脫蠟法,是一種鑄造方法,中國古代在青銅器鑄造上已經使用這種方法,現代的精密鑄造中稱為熔模精密鑄造。一般用於鑄造立體結構非常複雜的、用常見合範法(模具組合法)所不能勝任的產品。
失蠟法首先用蜂蠟、松香和牛油混合的蠟料雕出要鑄的產品(蠟型),然後往蠟型上澆粘土澄洗出的泥漿,撒石英砂、碎植物纖維、鋸末(木屑渣子)等。待幹後再澆粘土和黃泥混和澄洗出的泥漿,再撒砂子。反覆多次在蠟型外製好型殼後,將型殼拿到火上加熱。蠟遇熱融化成液態,從型殼中流失。此後將型殼燒結(不能陶化,故而燒結溫度一般不超過800℃),再向型殼內倒入融化的金屬液體進行鑄造。冷卻後敲掉型殼,就得到了和蠟型形狀一模一樣的鑄造產品。
失蠟法是一種青銅等金屬器物的精密鑄造方法,現代工業仍在使用。已知中國最早以失蠟法鑄造的器物屬春秋晚期,是河南淅川下寺楚墓中的銅禁等,而其工藝的精湛標明並非初始的製作。而纖麗奇絕的製作,楚地貢獻最大,曾侯乙墓的尊盤也最受稱道,其上密佈的蟠虺紋玲瓏剔透,窮極繁縟富麗,即是失蠟法制成。然而,失蠟法的應用並不夠普及,今見的作品始終不多,這與蜂蠟數量有限、製作過於複雜有關,或許也是因為效果雖然奇絕卻難引出普遍的審美愉悅聯絡。
一般翻砂是用木模或原型,得將砂型做成兩半,再合在一起,模具必須可以從半個砂型中取出。而失蠟法不必取出模具,因此可以鑄造形狀非常複雜的物品。現代精密鑄造使用非常細的鑄造砂,也是先做蠟模,然後將砂噴到模具上,高溫燒製砂模,可以做出非常精細,形狀非常複雜的模具。直接鑄造出非常精密的零件,不必再進行機械加工。
失蠟法鑄造的具體過程
失蠟法也稱“熔模法”,是一種青銅等金屬器物的精密鑄造方法。做法是,用蜂蠟做成鑄件的模型,再用別的耐火材料填充泥芯和敷成外範。加熱烘烤後,蠟模全部熔化流失,使整個鑄件模型變成空殼。再往內澆灌熔液,便鑄成器物。以失蠟法鑄造的器物可以玲瓏剔透,有鏤空的效果。
中國失蠟鑄造技術原理起源於焚失法,焚失法最早見於商代中晚期,這種技術在無範線失蠟法出現之後逐漸消亡。湖北隨縣曾侯乙墓,出土的青銅尊、盤,是中國所知最早的失蠟鑄件,時代是在公元前五世紀。
失蠟法鑄造工藝流程
1. 模型製作。藝術家或模具製造商用蠟、粘土或其他材料建立原始模型。蠟和油基粘土比較常用,因為這些材料比較柔軟。
2. 倒模。用原始模型進行倒模。一般有剛性外模加上較軟的內模,內模就是原始模型的精確負形。內模通常由乳膠、聚氨酯橡膠或矽樹脂製成,由外模支撐。外模可以由石膏製成,但也可以由玻璃纖維或其他材料製成。大多數模具由至少兩件製成,並且在施工期間,將一些墊片放置在零件之間,以使模具能夠準確地放回到一起。如果有長而薄的部分延伸出來,它們往往會從原來的模型上切割出來並單獨模製。有時需要許多模具來重建原始模型,特別是對於大型模型。
3. 鑄蠟。一旦模具完成後,將熔融的蠟倒入其中並且晃動使其在內表面形成通常約1/8英寸(3mm)厚的均勻塗層。另一種方法是用熔融的蠟填充整個模具,並讓其冷卻直到在模具的表面上設定所需的厚度。之後將其餘的蠟再次倒出,將模具倒置使蠟層冷卻並硬化。使用該方法更難控制蠟層的總體厚度。
4. 去除蠟。從模具中取出原始模型的中空蠟版本。可以重複使用模具製作多個副本,這僅受模具的耐久性限制。
5. 拋光。對每個空心蠟複製品進行拋光,用加熱的金屬工具擦除分模線。蠟模表面不能有任何任何缺陷,看起來就像成品一樣。單獨模製的蠟模現在可以加熱並組合在一起。
6. 開澆道。蠟複製品被做成樹狀結構的蠟樹,其最終將為熔融鑄造材料提供流動並使空氣逸出的路徑。通常從頂部開始有一個蠟“杯”,蠟模透過蠟柱連線在各個點上。
7. 上漿。將蠟樹浸入二氧化矽漿料中,然後浸入砂狀灰泥中,或一定晶粒尺寸的結晶二氧化矽。漿料和砂礫組合被稱為陶瓷模具。乾燥並重復該過程,直到至少半英寸的塗層覆蓋整個部件。物體越大,殼體需要越厚。
8. 燒除。將陶瓷外殼塗層放置在窯中,熱量將二氧化矽塗層硬化成殼體,將蠟熔化並排出。熔化的蠟可以回收和重複使用,不過一般就簡單地燒掉。現在,原始物品的形狀就是硬化的陶瓷外殼內部,也就是以前由蠟所佔據的負形。進料管現在也是空心的。
9. 測試。讓陶瓷殼冷卻,然後進行測試以檢視水是否會自由流過進料器和排氣管。裂縫或洩漏物可用厚耐火膏進行修補。為了測試厚度,可以在外殼中打孔,然後打補丁。
10. 澆注。在窯爐中再加熱殼體,以便加固補片併除去所有水分,然後將口向上放入裝滿沙子的水桶中。金屬在爐中的坩堝中熔化,然後小心地倒入殼中。外殼必須很熱,否則溫度差會破壞它。然後將填充的殼冷卻。
11. 脫模。外殼被敲掉,去除粗糙的鑄件。金屬澆口也被切斷,回收用於下次澆築。
12. 金屬拋光。最後對金屬鑄件進行打磨和拋光。
失蠟法(英文lost wax casting),又稱脫蠟法,是一種鑄造方法,中國古代在青銅器鑄造上已經使用這種方法,現代的精密鑄造中稱為熔模精密鑄造。一般用於鑄造立體結構非常複雜的、用常見合範法(模具組合法)所不能勝任的產品。
失蠟法首先用蜂蠟、松香和牛油混合的蠟料雕出要鑄的產品(蠟型),然後往蠟型上澆粘土澄洗出的泥漿,撒石英砂、碎植物纖維、鋸末(木屑渣子)等。待幹後再澆粘土和黃泥混和澄洗出的泥漿,再撒砂子。反覆多次在蠟型外製好型殼後,將型殼拿到火上加熱。蠟遇熱融化成液態,從型殼中流失。此後將型殼燒結(不能陶化,故而燒結溫度一般不超過800℃),再向型殼內倒入融化的金屬液體進行鑄造。冷卻後敲掉型殼,就得到了和蠟型形狀一模一樣的鑄造產品。
失蠟法是一種青銅等金屬器物的精密鑄造方法,現代工業仍在使用。已知中國最早以失蠟法鑄造的器物屬春秋晚期,是河南淅川下寺楚墓中的銅禁等,而其工藝的精湛標明並非初始的製作。而纖麗奇絕的製作,楚地貢獻最大,曾侯乙墓的尊盤也最受稱道,其上密佈的蟠虺紋玲瓏剔透,窮極繁縟富麗,即是失蠟法制成。然而,失蠟法的應用並不夠普及,今見的作品始終不多,這與蜂蠟數量有限、製作過於複雜有關,或許也是因為效果雖然奇絕卻難引出普遍的審美愉悅聯絡。
一般翻砂是用木模或原型,得將砂型做成兩半,再合在一起,模具必須可以從半個砂型中取出。而失蠟法不必取出模具,因此可以鑄造形狀非常複雜的物品。現代精密鑄造使用非常細的鑄造砂,也是先做蠟模,然後將砂噴到模具上,高溫燒製砂模,可以做出非常精細,形狀非常複雜的模具。直接鑄造出非常精密的零件,不必再進行機械加工。
失蠟法鑄造的具體過程
失蠟法也稱“熔模法”,是一種青銅等金屬器物的精密鑄造方法。做法是,用蜂蠟做成鑄件的模型,再用別的耐火材料填充泥芯和敷成外範。加熱烘烤後,蠟模全部熔化流失,使整個鑄件模型變成空殼。再往內澆灌熔液,便鑄成器物。以失蠟法鑄造的器物可以玲瓏剔透,有鏤空的效果。
中國失蠟鑄造技術原理起源於焚失法,焚失法最早見於商代中晚期,這種技術在無範線失蠟法出現之後逐漸消亡。湖北隨縣曾侯乙墓,出土的青銅尊、盤,是中國所知最早的失蠟鑄件,時代是在公元前五世紀。
失蠟法鑄造工藝流程
1. 模型製作。藝術家或模具製造商用蠟、粘土或其他材料建立原始模型。蠟和油基粘土比較常用,因為這些材料比較柔軟。
2. 倒模。用原始模型進行倒模。一般有剛性外模加上較軟的內模,內模就是原始模型的精確負形。內模通常由乳膠、聚氨酯橡膠或矽樹脂製成,由外模支撐。外模可以由石膏製成,但也可以由玻璃纖維或其他材料製成。大多數模具由至少兩件製成,並且在施工期間,將一些墊片放置在零件之間,以使模具能夠準確地放回到一起。如果有長而薄的部分延伸出來,它們往往會從原來的模型上切割出來並單獨模製。有時需要許多模具來重建原始模型,特別是對於大型模型。
3. 鑄蠟。一旦模具完成後,將熔融的蠟倒入其中並且晃動使其在內表面形成通常約1/8英寸(3mm)厚的均勻塗層。另一種方法是用熔融的蠟填充整個模具,並讓其冷卻直到在模具的表面上設定所需的厚度。之後將其餘的蠟再次倒出,將模具倒置使蠟層冷卻並硬化。使用該方法更難控制蠟層的總體厚度。
4. 去除蠟。從模具中取出原始模型的中空蠟版本。可以重複使用模具製作多個副本,這僅受模具的耐久性限制。
5. 拋光。對每個空心蠟複製品進行拋光,用加熱的金屬工具擦除分模線。蠟模表面不能有任何任何缺陷,看起來就像成品一樣。單獨模製的蠟模現在可以加熱並組合在一起。
6. 開澆道。蠟複製品被做成樹狀結構的蠟樹,其最終將為熔融鑄造材料提供流動並使空氣逸出的路徑。通常從頂部開始有一個蠟“杯”,蠟模透過蠟柱連線在各個點上。
7. 上漿。將蠟樹浸入二氧化矽漿料中,然後浸入砂狀灰泥中,或一定晶粒尺寸的結晶二氧化矽。漿料和砂礫組合被稱為陶瓷模具。乾燥並重復該過程,直到至少半英寸的塗層覆蓋整個部件。物體越大,殼體需要越厚。
8. 燒除。將陶瓷外殼塗層放置在窯中,熱量將二氧化矽塗層硬化成殼體,將蠟熔化並排出。熔化的蠟可以回收和重複使用,不過一般就簡單地燒掉。現在,原始物品的形狀就是硬化的陶瓷外殼內部,也就是以前由蠟所佔據的負形。進料管現在也是空心的。
9. 測試。讓陶瓷殼冷卻,然後進行測試以檢視水是否會自由流過進料器和排氣管。裂縫或洩漏物可用厚耐火膏進行修補。為了測試厚度,可以在外殼中打孔,然後打補丁。
10. 澆注。在窯爐中再加熱殼體,以便加固補片併除去所有水分,然後將口向上放入裝滿沙子的水桶中。金屬在爐中的坩堝中熔化,然後小心地倒入殼中。外殼必須很熱,否則溫度差會破壞它。然後將填充的殼冷卻。
11. 脫模。外殼被敲掉,去除粗糙的鑄件。金屬澆口也被切斷,回收用於下次澆築。
12. 金屬拋光。最後對金屬鑄件進行打磨和拋光。