听到方以智的话,五个铸炮匠都陷入了沉默,仔细思考着他的话。
天朝是世界最早使用金属型铸造的国家,早在战国时代就用铁范成批铸造生铁农具和工具。使用铁模铸造采用双层涂料等,也是传统铸造的常规技艺,五个炮匠之前也听说过。此时方以智一点拨,他们立即就想通了。
想了半分钟,曹宇想明白了,说道:“大人高明!这铸造方法实在是高!”
方以智笑着接受了炮匠的恭维,又给炮匠们详细解释道:
“首先按铜炮大小,分五节作出泥炮。然后按泥炮节数分制铁模泥型,每节泥型分成两瓣,用车板旋制内面,使表面光洁形状规整,然后烘干备用。泥型内放入预制的把手,浇注时和铁模铸成一体。”
“用泥型翻铸铁模时,先将炮口那一节倒置在泥制平板,用泥充填其中一瓣,烘干后,盖泥制平板,将型箍紧,浇注后便得到第一节铁模的一瓣。然后除去填泥,又可如法铸得另一瓣铁模。这样逐节浇注,就可铸成层层榫合的整套铁模。”
听了方以智的这段解释,便是其他铁匠也想明白了。他们对方以智的办法惊为天人,看向方以智的目光除了敬畏,又带了一丝崇拜。
火炮作坊失败了几次,最后在方以智、宋应星的指导下,用了二十天时间摸索出了技术,成功使用铁坯造出了铜炮。这种新方法造出的铜炮炮身没有蜂窝气孔,质量要远远好于泥坯铸造的铜炮,不但提高了铸炮的成功率,而且降低了成品炮的炸镗概率。
而且用铁坯铸炮铁坯可以重复使用,省却了铸模时间,铸炮速度大大加快了,三天就能铸造一门铜炮。
不过朱厚炜不满足于此,朱厚炜又让匠人们铸造铁芯铜体大炮。所谓铁芯铜体大炮就是先用熟铁铸造炮芯,待炮芯冷却后用铸模包裹炮芯,在铸模中炮芯外面浇铸一层青铜。
这种造炮方法是明末天朝的一项发明,可惜在原先的历史没有得到广泛推广。明末天朝的铸造技术并不落后于西方。明廷和后金长期的战争中产生了对先进武器的需求,铁芯铜体大炮便应运而生。这种新式火炮能以较少的材料承受较高的膛压,降低了火炮的重量。同时熟铁熔点较高耐磨性较好,因此这种技术提高了火炮的寿命。不仅如此,因为青铜较为昂贵,铁芯铜体炮节约了用铜,还降低了铸炮成本。
朱厚炜让炮匠们按这种方法摸索、制造火炮。
朱厚炜选择的第一种野战火炮是这个年代的米宁轻型长炮,这是一种84毫米口径,使用六磅炮弹,炮身长两米的前膛炮。这种火炮的直射距离是400米,最大抛射射程3200米,标准炮重900斤。不过朱厚炜使用铁芯铜体技术铸炮,炮重可能可以下降不少。
选择这种火炮的原因是火炮的重量和口径都比较适合。以后面对敌战斗大多数都是和步兵骑兵混合的敌人进行野战。无论是东北的后金还是西北的小王子都擅长野战,较少在坚城中死守。朱厚炜现在不需要能够摧毁敌人要塞的重炮,而是需要能够配合步枪兵野战的轻型火炮。
这样的需求下,六磅炮就比较适合了。
九百斤的火炮还能用铁芯铜体技术改造得更轻一些,这样可以用马车拖拉,运输也比较方便。
炮匠们要进行各种试验制造,到造出符合要求的成品估计还要一段时间。
镗床是用来给有孔工件的孔洞进行加工的机床,早在十五世纪就出现了,是用来加工火炮的。近代较为成熟的镗床是一七七四年由英国人威尔金森发明的,最初也是用来加工炮筒,后来改进了用来加工蒸汽机汽缸。
朱厚炜如今已经作出了轴承,做出镗床是水到渠成的事情。朱厚炜做的是人力镗床。铸造了几个齿轮做传动装置后,朱厚炜将人力转动的旋转力传到了镗杆。在轴承中转动的镗杆十分稳定,镗杆高速旋转中逐渐向前运动,就能逐渐扩大加工物的孔洞。
用镗床来加工工件的孔洞,比用钻头来钻孔精确的多,能镗出精度更高的孔。
朱厚炜做出的镗床是用来加工步枪枪管的,镗杆朱厚炜使用的是自己钢厂生产高碳钢。虽然没有合金钢,但淬火再回火后的高碳钢切削熟铁是没有问题的。宋应星、方以智带着十个工匠在主管李梦的带领下忙了十五天,做出了大明的第一台镗床。
做好了镗床,李梦在镗床为枪管做好了专门的固定槽,让枪匠用镗床镗枪管。枪匠们先用细镗杆镗,再用粗镗杆镗,用了一天时间就镗好了一根枪管。
枪管镗出来了,看去挺好,但李梦心里没底。他让枪匠用寻常用药量四倍的火药检验镗出来的枪管,发现火药炸过后枪筒没有裂纹,没有问题。
试验成功后枪匠们围着镗床左看右看,为制造出这么精巧的机械赞叹不已。
以前没有镗床,只能靠雇佣更多匠人来制造步枪。这种思路的操作性和成本都十分不理想。但有了镗床,加工枪管就快多了,也暂时不需要继续扩大枪匠队伍了。
做出了镗床,朱厚炜仿佛已经看到几千几万把虎式步枪堆积在仓库。
有了更多的步枪,士兵们就能组织更多的打靶训练,不怕打靶太多报废枪支。因为经常打靶训练,如今蜀中四千老兵的虎式步枪都快接近使用寿命了,需要装备新枪。再加朱厚燳的新兵需要大量的打靶训练,训练需要的枪支数量是很大的。
报废的枪支用料是可以拆开来回收的,枪支的各个部件可以分别回炉重铸,等于报废的枪支重新制造不需要多少材料费,只需要人工费。而镗床让造枪的人工费大大降低了。所以枪支报废重造就不需要多少银子。
朱厚炜立即让五百个工匠全部停止了虎式步枪的制作,全部组织起来制造镗床,要在一个月内造出一百台镗床。只要有了一百台镗床,五百工匠们轮流使用镗床,就能在一个月内生产两千多把虎式步枪,满足八千士兵的训练需求。