湖州钢铁厂的位置只是处在西苕溪边,水流毕竟不够湍急,估摸着用这里的水车带动、木质结构传动的锻机和轧机,充其量也就只能形成二三十吨的锻压压力,要想加工大厚度、致密的钢材还是有些力不从心。
锻造和轧击时钢料本身的温度不能低于*百度,太冷的话钢材变硬,区区几十吨的分量就无法一次性轧制或者锻压成型了。同时钢板的厚度也不能太厚,估摸着最多就只能热处理最多一寸厚的材料。如果再厚,那就只能进一步抬高锻造时钢料的温度,这样不仅对于锻造锤头本身的损耗加重很明显,也会导致材料在热锻情况下应力释放的不充分,机械抗拉、抗扭矩强度不如冷锻出来的材料。
后世为什么会有那么多国家要弄万吨水压机?为啥法国人的空客弄出a380客机后,主起落架还要拿到毛熊国那里请毛熊国用八万吨的模锻机锻压出来?其实就是因为钢材本身的合金配方越强韧、对应力释放的需求越高、厚度越大,就需要用越重型的锻压机来成型锻造。在数十吨的分量下,只能把高温软热的薄铁板压制变形;而在几万吨的液压下,哪怕是一整坨的合金钢钢坯,都能像捏橡皮泥一样在区区200度的低温下冷锻变形。
只能进行应力特性不尽如人意的热锻造,而且还只能加工一寸厚以下的薄料。如此的技术特性,让钱惟昱在为吴越*器监的锻钢车间寻找第一种适合一体成型的实验对象时,着实费了一番脑子。直到这里正式开工前,钱惟昱才选定了第一个目标:可以用这种机械,进行整块钢质胸甲的锻造。西洋板甲的厚度一般也就几个毫米,在*百度的温度下屈服强度还是比较弱的,正好适合练手。
……
钢水在半黏稠状态下被倾倒到一个扁平护框划定的容器内,随后跟着底下经过隔热层后放置的脚踏式牛皮传送带一起传动给进——牛皮传送带是紧绷在两个粗糙的木质轮子上的,然后轮轴延伸线上有曲轴踏轮,如同自行车和车轮舸的踏板一样,在需要给水力锻机投料的时候,就会有工匠过来匀速踏动踏轮好让传送带给进红热的钢坯。
水力给进的传送带在这里并不适合,因为这里的传送带只有在蓄热炉的钢水出炉、等待锻造的时候才需要短暂开工,而大部分时间是没必要转动的。水力那种一天十二个时辰源源不断转动的机构用在这里不仅不高效,还只会徒然增加机械结构的磨损。
人力的灵活在这个工段环节显得很适用,但是却需要考虑一个问题:那就是踏轮给进的工匠在踏板的时候是否可以做到足够匀速?如果动作上有时快时慢的问题的话,摊在传送带上的热钢坯就会存在冷却定型过程中厚薄不均的问题。
为了这个事儿,沈默也是从工匠中挑挑拣拣,训练了许久才略微弄出了几个熟练工。而其他不熟练的,就暂时只能拿便宜得多的稀面团练手——换一条专门供练手艺的传送带,只不过上面倾倒的不是钢水而是面糊,传送带下面也有加热的炭火。让手艺不精的工匠通过踏轮传动练习摊面饼的活计,如果那一天摊出来的煎饼果子厚薄很一致了,才有资格上锻造生产线。
据说,在钱惟昱莅临视察之前,长兴钢铁厂的全部工匠们大半个月都没吃到一口米饭,这些江浙稻作文明的汉子,每人每顿都只能啃煎饼果子。在吃了大半个月煎饼果子之后,才敢拿出来给钱惟昱显摆手艺。
厚薄均匀的钢坯逐渐给进,喂入两个限定厚薄的大石磙子底下,再穿出来的时候,便只有非常标准的一分厚度了。石磙子背后是一道闸门一样的切割刀头,是用凸轮机构循环往复绞起-砸落以便把钢料切成一块块长短合适的钢板——到这一步为止,所有的步骤和隔壁湖州钱监铸币厂里轧铜板的工艺是差不多的。只不过钢铁厂里的轧击锤头分量更重、锻造力度更强,同时热锻时产线上的材料温度也更高。
然后,切下来后还未散去红色的钢板被直接丢进一个陶制的凹坑里面放平,上头一个同样铁质的锻造锤头缓缓落下——注意,接触到钢板之后,是缓缓落下,如果靠瞬间冲击力的话,几十吨的分量下去钢板就直接砸断了。锻造的成功,以及锻造出来材料的应力强度,和锻造时的均匀用力有很大的关联。只有绵绵泊泊地持续均匀发力,才能让钢料不会产生金属疲劳。
钱惟昱盯着锤头目不转睛地看着,一分厚的钢板以肉眼可见的速度凹陷下去,最后紧紧贴合在锻锤和锻坑之间的缝隙上,充分延展、释放、冷却。锤头抬起来的时候,一片钛镍钢的弧形胸甲片就算是锻造出来了,整个过程锤头大约需要做功一两分钟之久。
锤头抬起后,很快有工匠走上去,给锤头重新刷一层矿物油,以免下一次锻造时候钢料粘在上面——钢板是铁基的,锻锤本身也是铁基的。如果不刷矿物油的话,那就相当于用一个面团去锤另一个面团,最后的下场只能是两个面团被和面合在一起。
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