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明末:從保衛(wèi)村莊開(kāi)始

第二十八章:材料與工具

  很快,兩座爐子就修建好了,經(jīng)過(guò)檢測(cè)都符合要求。

  首先要制作的是焦炭,焦炭的制作很簡(jiǎn)單,由煙煤在約1000℃的高溫條件下經(jīng)干餾而獲得。

  干餾就是固體或有機(jī)物在隔絕空氣條件下加熱分解的反應(yīng)過(guò)程。

  焦炭用于冶煉很早就出現(xiàn)了,在十三世紀(jì)南宋末年就能制造焦炭了,對(duì)于如何制造焦炭已經(jīng)有相對(duì)較為成熟的方案了。

  使用的煤炭是有煙煤,煉焦的煤炭不能有雜質(zhì),所以買回的煤先要進(jìn)行處理。先手工挑選出煤中的雜質(zhì),然后進(jìn)行水洗,得到雜質(zhì)相對(duì)很少的煙煤。

  然后放入爐中進(jìn)行燒制。

  很快焦炭就制作出來(lái)了,有了焦炭就能使用灌鋼法生產(chǎn)鋼材了。

  按記載在東漢末年就出現(xiàn)灌鋼法的初始形態(tài),然后一代代的發(fā)展,到如今已經(jīng)是比較成熟的工藝了。

  以熟鐵為料鐵,置于爐中,而將生鐵板放在爐口,當(dāng)爐溫升高到1300度左右,生鐵板開(kāi)始熔化時(shí),立即用火鉗夾住生鐵板左右移動(dòng),并不斷翻動(dòng)料鐵,使料鐵均勻地淋到生鐵液。

  這樣,既可產(chǎn)生很好的滲碳作用,又可產(chǎn)生劇烈的氧化作用,使鐵和渣分離,生產(chǎn)出含渣少而成份均勻的鋼材。

  而1300度的高溫只能焦炭能達(dá)到。

  灌鋼法很多的優(yōu)點(diǎn)。

  生鐵作為一種滲碳劑,因熔化后溫度高,加速向熟鐵中滲碳的速度,縮短冶煉時(shí)間,提高生產(chǎn)率。

  熟鐵因?yàn)樘嫉臐B入而成為鋼,生鐵由于脫碳也可以變成鋼,增加了鋼的產(chǎn)量。

  在高溫下,液態(tài)生鐵中的碳、硅、錳等與熟鐵中的氧化物夾雜發(fā)生反應(yīng),去除雜質(zhì),純化金屬組織,提高金屬品質(zhì)。

  灌鋼法操作簡(jiǎn)便,容易掌握。要想得到不同含碳量的鋼,只要把生鐵和熟鐵按一定比例配合好,加以熔煉,就可獲得。

  經(jīng)過(guò)數(shù)次的冶煉,很快就得到了一批鋼材,王澤把里面的高碳鋼挑選了出來(lái)。

  現(xiàn)在材料有了,工具的制作就可以開(kāi)始了。

  這次制作的工具中最重要的還是鉆頭,現(xiàn)在生產(chǎn)火銃的效率很低,就是因?yàn)殂@頭的效率太低,在生產(chǎn)過(guò)程中,大多數(shù)時(shí)間都耗費(fèi)在了使用鉆頭把銃管鉆透的工序上。

  現(xiàn)在常用的鉆頭樣式很簡(jiǎn)單,鉆頭的前端大多數(shù)是菱形的,用一根圓柱形的鋼條敲打而成,還有部分鉆頭前端干脆是扁平的。

  采用所謂的墮子鋼制作,墮子鋼也是采用灌鋼法制造的,《天工開(kāi)物》下篇-五金中就有記載:

  凡鋼鐵煉法,用熟鐵打成薄片如指頭闊,長(zhǎng)寸半許。以鐵片束包夾緊,生鐵安置其上(廣南鐵名墮子生鐵者,妙甚。)又用破草履粘帶泥土者,故不速化蓋其上,泥涂其底下。洪爐鼓鞴,火力到時(shí)生鐵先化,滲淋熟鐵之中,兩情投合。取出加錘,再煉再錘,不一而足。俗名團(tuán)鋼,亦曰灌鋼者是也。

  這樣就能得到所謂的墮子鐵,采用的冶煉方法也是灌鋼法的一種,但是工藝相對(duì)落后,現(xiàn)在灌鋼法已經(jīng)改進(jìn)了很多次了。

  與新工藝最大的區(qū)別就是,生產(chǎn)墮子鋼生鐵與熟鐵是放在一起的,生鐵在上化成鐵水,滲淋到熟鐵之中。

  得到的材料再進(jìn)行加工。

  但由于對(duì)鋼材沒(méi)有微觀上的認(rèn)識(shí),不同批次生產(chǎn)出來(lái)的墮子鋼性能有一定的差別,大多靠的是經(jīng)驗(yàn)。

  還有就是鉆頭工藝也相對(duì)古老,所以這個(gè)時(shí)代生產(chǎn)銃管的效率極低。

  而王澤明白鋼中碳含量的多少對(duì)鋼材的意義,能通過(guò)生鐵與熟鐵不同的配比得到自己想要的材料。

  當(dāng)然合金鋼暫時(shí)不考慮。

  王澤還打算對(duì)鉆頭進(jìn)行改良。

  鉆頭這東西或許大多數(shù)人沒(méi)有概念,一想到鉆頭,腦海中麻花鉆就自動(dòng)浮現(xiàn)出來(lái)了,樣式結(jié)構(gòu)都很簡(jiǎn)單,看著沒(méi)什么難度。

  那是大家對(duì)鉆頭的歷史不了解,就算是后世,麻花鉆頭也才出現(xiàn)不是很久。

  現(xiàn)在還是明朝,麻花鉆頭還沒(méi)有出現(xiàn),據(jù)記載普通的麻花鉆都在十九世紀(jì)才出現(xiàn)。

  而王澤要制作的三尖七刃麻花鉆出現(xiàn)的更晚,在二十世紀(jì)下半葉才出現(xiàn)。

  三尖七刃麻花鉆相對(duì)與普通麻花鉆頭,性能得到了進(jìn)一步的提升。

  這兩種鉆頭王澤都要制作,這兩種鉆頭的生產(chǎn)原理都是一樣的:一根圓柱形鋼條,把一部分長(zhǎng)度敲成扁平或者其他形狀,在把這部分燒紅,扭成麻花狀,最后校直,熱處理,一根麻花鉆就制作出來(lái)了。

  普通麻花鉆直接敲成扁平形狀就可以了,三尖七刃麻花鉆就需要制成特定的形狀了。

  三尖七刃麻花鉆是專門用來(lái)鉆銃管的。

  當(dāng)然鉆頭都是采用高碳鋼制作。

  ......

  還有其他一些列工具也需要制作,不同長(zhǎng)度的鋼條,帶有圓弧凹槽的模具,還有各種形狀的錘子了。

  還有需要使用的簡(jiǎn)易鉆床、車床等。

  銃管尾部封閉需要使用到螺紋,也要制作絲錐、板牙。

  在《紀(jì)效新書(shū)》的記載中就發(fā)現(xiàn)了有螺紋應(yīng)用的存在了,書(shū)中記載:“絲轉(zhuǎn),左轉(zhuǎn)則入,右轉(zhuǎn)則出。銃腹既長(zhǎng),如鉛子在內(nèi)或剋火門等項(xiàng),取開(kāi)后門絲轉(zhuǎn),以便修整?!?p>  不知道他們是怎么搞定螺紋的,靠手工制作絲錐、板牙難度還是很大的。

  王澤使用木材制作了一架只能旋轉(zhuǎn)切削的簡(jiǎn)易機(jī)床,有了高碳鋼,機(jī)床刀具也能制作了,先手工制作出一把絲錐出來(lái)。

  經(jīng)過(guò)熱處理的高碳鋼制作的刀具硬度還是可以的,可以車削出絲錐,只是絲錐的材料要進(jìn)行一定的挑選。

  但到時(shí)候用來(lái)加工低碳鋼材料是沒(méi)問(wèn)題的。

  絲錐與板牙制作會(huì)比較困難,沒(méi)有絲桿傳動(dòng),車削螺紋的進(jìn)給全靠手感,難度很大。

  但慢慢制作是沒(méi)問(wèn)題的。

  還要用木頭制作一架簡(jiǎn)易的鉆床。

  ......

  有了材料,有了圖紙,工具還制造不出來(lái)嗎?

  鐵匠石師傅看到這些材料,看到這些圖紙,整個(gè)人都亢奮了,雖然自己是一名鐵匠,但受限于知識(shí)的傳播途徑。

  很多東西都不了解的,知識(shí)的傳承很多時(shí)候都是口口相傳,而且很多傳授的知識(shí)都是經(jīng)驗(yàn)的積累,人們是不知道其中原理的。

  石師傅做學(xué)徒的時(shí)候就問(wèn)過(guò)他的師傅,但他師傅也不懂,告訴他他的師傅也就是這樣教他的。

  石師傅現(xiàn)在雖然已經(jīng)成了一名鐵匠師傅,許多東西他知道該這樣做,但不知道為什么這樣做,也這樣教他的徒弟。

  而且這次出現(xiàn)的許多材料與技術(shù)他自己聽(tīng)都沒(méi)聽(tīng)到過(guò)。

  在這次與王澤一起冶煉鋼材,生產(chǎn)工具的時(shí)候,王澤給他講了許多知識(shí),讓他恍然大悟,許多之前明白的地方,現(xiàn)在知道是為什么了。

  讓石師傅學(xué)到了許多新的技術(shù)。

  現(xiàn)在石師傅可以說(shuō)是把王澤當(dāng)作師長(zhǎng)對(duì)待了,畢恭畢敬,一臉的欽佩。

  經(jīng)常跑到王澤的身邊進(jìn)行請(qǐng)教,對(duì)此王澤也好不保留,傾囊相授,王澤也有自己的小心思:自己一個(gè)人的精力是有限的,不可能事事親為,是需要大家一起共同努力。

  自己也掌握著無(wú)數(shù)先進(jìn)的知識(shí),知識(shí)的力量也是強(qiáng)大的,但首先是要用出來(lái),能產(chǎn)生價(jià)值,還是那句話,一個(gè)人精力有限。

  現(xiàn)在有人來(lái)請(qǐng)教,這求之不得呢!

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