离开冶金厂,紧锣密鼓参观了加工车间,与之前判断基本吻合,乌兹曼确实出现了切削机床,而且他们还有一个很大优势,他们有较为丰富的钻石资源。
而珠宝级钻石之外,伴随钻石出土的是更多不能用来制作珠宝的工业钻石,乌兹曼人把这种杂色,但是硬度很高的钻石,用滴铜法焊再刀杆上进行金属切削。
此外也有金属切削刀具,但效果就差强人意了,效果远没有钻石刀具方便。
而且乌兹曼的金属切削机床非常原始,型号也不够大,大都是仪表车床大小的切削机床,也没和皮带轮,直接是动力源和主轴刚性连接。
不过他们也很聪明,非常清楚刚性连接的弊端,所以主动齿轮是用木材加工的齿轮。当木材与钢制从动齿轮发生长期啮合后,由于木质较软,会主动变形适应金属从动齿轮的外形轮廓,而且能产生一定的震动吸收作用,从而一定程度避免了刚性连接带来的问题。
但这种使用木质齿轮的机床切削扭矩不能太大,一旦切削扭矩超过木材的强度,木质齿轮就会折断。
加工厂机床以切削车床为主,铣床结构的机床不是很多,确切的说,乌兹曼还没有发展出结构成熟铣床,都是卧铣,应该是车床衍生出的铣床,还没有完全意识到铣床的价值。
他们的铣刀也很有特色,有点象铰刀,并不是真正意义上的铣刀。
此外还有大量的外圆磨床,少量的平面磨床,用于磨削外圆轴类零件和平面。
但没发现有刨床、插床、镗床,因为他们不需要生产加工与刨、插、大型镗床有关的零部件,车、铣、钻、磨已经够用了。而且卧铣一定程度上可以代替镗床。
此外他们的图纸绘制已经出现标准化迹象,虽然远没到完善的地步,但对一些绘制手法做了规范和统一,至少好比岐帝国之前的会意作图好得多。
最让沈云卿吃惊是乌兹曼的钻加工,他终于明白乌兹曼靠什么加工长径比极长的枪管,他们用的是合金芯棒法,是一种变相的失蜡法。
石蜡法是利用蜡的可塑性强,熔点低,又有一定的强度的特点,先制造模型,模型制成后,往蜡模外层糊泥、石膏或者火泥,然后风干。风干后进行加热,把蜡熔化泻出,从而得到一个空壳,最后浇铸金属,冷却,敲掉外层是泥胎,得到成形的铸件。
而乌兹曼人利用合金熔点低的特性,把合金芯棒熔化,得到无缝钢管。
一般而言,绝大多数的合金,无论什么成分,其熔点一定比成分中熔点最高的金属熔点低,甚至低得多。
比如纯铁的熔点是1535°,碳钢熔点大约在1500°左右,生铁根据碳含量不同,熔点介于1200°到1300°之间,无论碳钢还是生铁,理论上都属于合金,只要材料中含有超过一种以上元素,都属于合金。
乌兹曼人利用合金熔点更低的特点,炼制出一种熔点比钢低,融程比钢更高的合金支撑芯棒,然后浇铸到圆钢的中央,最后只要加热圆钢至合金芯棒融程,就能让合金缓慢熔化,最后得到一个中间通孔的长管。
融程是指金属软化到开始熔化流动的温度区间,比如某种金属的熔点是700°,该种金属会在450°到650°之间红硬性能变弱,开始变软,超过650°时出现熔化现象。
通过炼制一种熔点比钢低一百度左右,融程高的金属,就能使用熔芯法制取无缝钢管。
在钢水浇入模具接触合金芯棒的一刹那,接触芯棒的钢水会迅速因为温差而凝固,所以芯棒并不会因为钢水温度过高而把芯棒熔化。同时因为芯棒的融程比钢水高,又能具备一定的红硬性能,不会瘫掉。
而且这种合金一定有铅,因为铅能对铸造件产生极好的润滑性,铅越多,合金的流动性越好。
此外也能把合金芯棒用泥芯替代,通过铸造得到内孔较长的钢管,但泥芯越长,越容易折断,即便泥芯内使用钢丝,泥芯依然会折断,而且直径越小,长径比越大,泥芯越容易折断。
同时浇铸时铁水的冲击,也会让泥芯折断,因此泥芯法不适合获取长管,只适合获取短管,但短管并不能用来制造步枪枪管,所以只能用熔芯法。
虽然熔芯法让乌兹曼人变相得到了无缝钢管,但这种工艺目前缺乏先进设备,无法工业化、大规模、稳定的得质量可靠的无缝钢管,先天有很多缺陷。
首先是效率太低下,不能用于生产内径较小的枪管,因为芯棒都是上车床车,顶住一头车出来的,如果直径太小,长度太长,将无法车削。
其次是材料浪费。制造一根内孔十毫米,长度一米以上的长管,需要浇铸壁厚两厘米以上的铸钢管,否则铸钢壁厚太薄,浇铸时会产生浇铸缺陷。
同时冷却后熔化内心,如果壁厚太薄,钢管会发生扭曲变形,导致内孔变形弯曲,丧失加工加之。
当铸钢钢管较厚,而切削机床效率又低,一定导致生产率低下。