工艺品铜奔马的整体铸造《陕西王立雕塑公司》
工艺品铜奔马又名马踏飞燕，高350 mm，长390 mm,马的头部和脖子部位结构复杂。要想获得形象生动逼真，表面光洁的铸造效果比较困难。以前有的厂家曾采用砂型分体铸造的办法，将马体分成两半分别铸出后再用氧-乙炔气焊而成。这种方法不仅得不到整体效果，而且很难保证表面光洁，还需大量耗费清理及修整时间。还有的厂家采用蜡模铸造，但依然将马体分成两半，结果还是因修整困难而无不遗憾。我们经过2个多月的精心设计和大胆尝试，克服了整体铸造由于马内腔封闭而带来的重重困难，一次性成功地将铜奔马整体铸出，如图1所示，得到了有关专家及同仁的高度评价。
{图1 工艺品铜奔马}
1 石膏模的制作
1.1 石膏模样及配比
为了保证蜡模光洁，同时又不失石膏模的强度，
把石膏浆料调成2部分。一部分用于制作型腔表面层，另一部分用于加固层。石膏采用大连产一级模型石膏，附加物采用500#硅酸盐水泥，配比如下： 表面层：石膏粉65%，水35%，分外加1%硼砂。
加固层：石膏粉40%，水泥20%，水40%。
1.2 石膏浆料的浇注
事先做好一对活砂箱，尺寸360 mm×330 mm×100 mm，用于浇注马体部分蜡模(左、右各一半)。浇注前，采用树脂砂制出左、右母模相应的假箱，浇注时，将活砂箱置于假箱上，先用表面层浆料覆盖母模至一定高度，再用加固层浆料把活砂箱填满。浆料凝固完毕后翻转并打开活砂箱，取出母模。
1.3 石膏模的分块及定位
为了方便取模，必须将石膏模分块，以左半部分马模为例，如图2分成6块后，拼起来重新套上活砂箱，将母模放上去重新修好，并在各块分界线上划上标记，同时涂上分型剂。接下来便可以装上相应的活砂箱制上箱了。浆料按前面的加料顺序依次加入，待凝固后上、下活砂箱同时翻转180°，并去掉活砂箱，拣出上部分石膏块，取出母模。为了注蜡及取出蜡模方便，将这次制得的上半部分石膏块又分成2块，同样放上母模修好后并标上记号。这样，左半部分马体的石膏模就制好了。用同样方法制出右半部分马体的石膏模，至于马尾及燕子部分的石膏的制作则要简单得多(略)。
2 蜡模的制作
2.1 原料的选取及配比
采用大连产石蜡，熔点60 ℃，收缩率0.5%～0.8%；硬脂酸采用山东产一级硬脂酸；添加剂为聚乙烯，配比如下：石蜡50%，硬脂酸49%，聚乙烯1%。
2.2 蜡模的制作及修整
采用手工注蜡，注蜡温度48～50 ℃。为避免蜡模表面皂化发白，蜡模取出后立即放入冷水中(加0.1%的盐酸)。取出后的蜡模由于石膏分块的原因会有一些飞边毛剌，需进行修整，但此时不必精修。
2.3 内腔骨架的制作
这是比较关键的一步，内腔骨架是马内腔模壳的支架，它不仅起定位、固定的作用，而且还要起到排气的作用。考虑到铸件在浇注以后，部分骨架会留在铸件中，选取与铸件相同的材质来制作。骨架用5铜棒焊接而成，结构见图2。
(图2 马体的分块(左)和内腔支架)
2.4 蜡模的焊接
将制好的蜡模进行焊接，其中关键之处在于左、右两半马体的焊接。将事先制好的内腔骨架按图2所示位置放在左、右两半蜡模之间，蜡模焊好后铜棒1，2，3三端均超出蜡模50 mm，4、5两端均超出蜡模80 mm，这样做是便于制壳、搬运等操作。
2.5 浇注系统的安放及修整
考虑到流量、撇渣等方面因素，开设半开放式浇注系统。
根据比厚度公式求出内浇口的截面积为2.4 cm2，按F直∶F横∶F内=1∶(1.5)∶(1.4)，可以求出F直=1.7 cm2，F横=2.6 cm2。由此确定各阻元截面尺寸和数量。
直浇道15 mm (1.5)/(2)2×3.14≈1.7 cm2
横浇道32 mm (3.2)/(2)2×3.14≈2.6 cm2
内浇道采用矩形，由截面比厚度得到长a=15 mm，宽b=8 mm。
把制好后的浇注系统焊在蜡模上，尾巴部分蜡模这时也一道焊上。铸件的浇注位置，如图3所示。浇注系统等焊好以后即开始对蜡模进行整体修整，直至铸件达到所要求的工艺效果为止。
(图3 浇注位置示意图)
3 型壳的制作
为了避免型壳产生裂纹，变形等缺陷，增强型壳，采用高强度模壳。
3.1 涂料的配制
配制工艺见表1。
3.2 模壳制造工艺
与常见的熔模铸造基本一致，只是由于高强度模壳涂层厚，故硬化剂浓度较一般强度模壳高。模壳制好后在易憋气的马嘴及马腿等处开设通气孔。
3.3 焙烧、浇注
尽管采用高强度模壳，但是考虑到浇注位置方面的因素，还是采用填砂焙烧，砂粒可以较大些。焙烧温度650 ℃，保温2 h；模壳出炉后立即热型(不低于200 ℃)浇注。
马体铸出后与燕子焊在一起，只需稍加修整，一尊精致的工艺品便呈现在面前。
4 经济效益分析
马体采用整体铸出与采用分体铸造后再焊接相比较修整时间大大缩短。以前一名熟练工人修一匹马至少需要3～4 d，而现在几乎不需要花时间去修整了。另外，现在不需要焊接，成本又会进一步下降，若与砂型铸造相比，生产率又可以大大地提高。因此，批量生产，经济效益是非常可观的。
铜奔马整体铸出经仿古着色以后，形象逼真，整体效果良好。更为重要的是，本工艺成功地应用，为蜡模铸造大、中型具有封闭内腔的铸件开避了一条新的思路。
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