材料成型基础(中国冶铸工业的发展)课件

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1、中国冶铸工业的发展太原理工大学张金山2010.4.12世界冶金技术的三次大发展人类冶金技术大约有６000年的历史，经历了三次大发展，前两次发生在中国，后一次发生在欧美，发展的规模和速度一次比一次大。这三次大发展是：中国商周青铜冶铸技术，战国秦汉铸铁和生铁炼钢技术，欧洲近代冶金技术的发明。人类冶金技术的第一次大发展是：从青铜冶铸开始，发明和使用了各种铸造方法以及采用鼓风炉熔炼等。这次大发展的技术原因是中国充分运用了制陶和烧陶的技术优势以及丰富的资源优势。人类冶金技术的第二次大发展是：发明了生铁铸造、生铁柔化和生铁炼钢技术。这次大

2、发展的技术原因是中国充分运用鼓风炉炼铜和热处理的技术优势。人类冶金技术的第三次大发展是：发明液态炼钢、机械化冶炼和加工技术。这次大发展的技术原因是欧美等国家充分利用蒸汽机、电动机和机械装置的技术优势和金属理论优势。中国冶铸工业发展史☆中国古代冶铸工业的发展☆中国近代冶铸工业的发展中国古代冶铸工业的发展一、考古发现1.1铜录山古铜矿遗址铜录山古铜矿遗址位于中国湖北省黄石市西南20余公里处的大冶湖畔，发掘出自西周（公元前11世纪至8世纪）至西汉（公元前5世纪至2世纪）的采矿井、巷360多条（个），古代冶铜炉7座。被发现于1973年

3、，是迄今为止中国保存最好、最完整、采掘时间最早、冶炼水平最高、规模最大、保存最完整的一处古铜矿遗址，国内外许多专家学者观后赞叹不已，并誉之为这是中国“继秦始皇兵马俑后的又一个奇迹”，可与中国的长城、埃及的金字塔相媲美。1.2商代时期的青铜冶铸场景冶铜从公元前五千年前开始二、古代三大铸造技术的应用我国的金属铸造生产，历史悠久、成就辉煌。古代劳动人民通过世代相传的长期生产实践，创造了具有我国民族特色的传统铸造工艺，其中以泥范、铁范和熔模铸造最重要，称为古代三大铸造技术。2.1泥范铸造我国在夏代已能用石范（范，模子）铸造青铜器，但石

4、料不易加工，也不耐高温，在制陶术发达的基础上，很快就改用泥范。用泥范铸造器物，是我国古代最主要、应用最普遍的铸造方法。商代早期的泥范，有两合范、三面范和内范，用以铸造凿、锛、爵等小型生产工具和日用器具。商代中期发展到能够用多个型、芯组成的复合范，铸造百斤以上的大型铜器。商代晚期的泥范结构更加复杂化，有的体积很大，比如在铸造司母戊大鼎时,由8块外范构成鼎身,用4块外范拼成了鼎底，每条鼎足又由3块外范组合成，反映了当时泥范铸造的高超水平。晚商的青铜铸造，不仅规模大而且质量也高。一些青铜器上面的花纹和铭文非常清晰，很难看出是用泥范铸

5、的。西周晚期，一副泥范可以连铸数器，改变了过去一范只铸一器的状况。春秋战国时期铸造工艺又有了新发展，已普遍采用器身和附件分铸法，铸造出不少体型大、形状复杂、纹饰精细的器物。商代的“司母戊”大方鼎在汉代，铸造技术进一步提高。从唐宋时期起，我国在用泥范铸造大型和特大型铸件方面，取得了令人瞩目的成就。如沧州的五代铁狮，当阳的北宋铁塔，北京大钟寺明代的大钟等，它们的重量都有几十吨，即使在现代条件下铸造，也不是容易的事情。我国古代在泥范铸造方面还有一项重大的发明枣叠铸法。所谓叠铸，是把许多个范块或成对范片叠合装配，由一个共同的浇道进行浇

6、注，一次得到几十甚至上百个铸件。这种铸造方法效率高，铸件质量好，节约造型材料和金属液，适合于小型铸件的成批大量生产。叠铸技术产生于战国时期，我国最早的叠铸件是战国的齐刀币。到了汉代，叠铸工艺已相当精细，广泛应用于钱币、小型器具的生产。在国外，叠铸法是近代才发展起来的,目前仍在广泛应用。齐刀币六刀币三刀币2.2铁范(金属型)铸造战国时期，我国已用铁范铸造。1953年在河北兴隆出土了一批铁范，包括锄、镰、斧、凿、车具等类共87件，大部分完整配套。范的结构也十分紧凑，形状和铸件相吻合,范壁较薄（5mm左右），且壁厚均匀。在保证铸件质

7、量的前提下，范壁薄可以减轻铁范重量，便于操作；范壁厚度均匀，有利于浇铸件各个部分冷却速度的均匀。范壁均铸有把手，以便握持。此外，还用了铁的内芯插入锄范，形成了锄孔。可见当时已经很熟练地掌握了铁范铸造技术。除了河北兴隆发现过大批战国铁范以外，石家庄、磁县等地也发现过战国铁范，说明战国时期铁范铸造技术已得到普遍应用。从泥范铸造改进为铁范铸造，在铸造发展史上具有重要意义。铁范能够重复使用，而且铸件规整，减少加工余量，降低成本。采用铁范可以使铸件较快地冷却，利于得到白口组织。白口铁经过柔化（热）处理后变成可锻铸铁，是当时制造农具、手工

8、工具的理想材料。所以我国古代的铁范，被看作是生产可锻铸铁工艺流程中一个必备的手段。当时，世界其它地区还不能生产铸铁，而我国的铁范铸造却超越了几个技术发展的阶段脱颖而出，这是我国古代一项重大的技术成就。直到现代，铁范铸造仍在广泛使用。2.3熔模铸造熔模铸造在古代又称为失蜡法或拨