专利名称：沧州铁狮子及残损的古代金属铸造工艺品修复修补技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及沧州铁狮子及残损的古代金属铸造工艺品修复修补技术，属于金属冶炼铸造产品维修领域。
沧州铁狮子及残损的古代金属铸造工艺品修复修补一直没有大的突破。就国宝沧州铁狮子而言，多年来一直没有令人满意的维修方案和科学合理、简单可靠的修补加固技术工艺。国宝沧州铁狮子、原名“狮子王”，俗名“镇海吼”，铸于后周广顺三年(公元953年)距今一千多年历史。铁狮通长6.30米、高5.48米、宽3.00米，重约40吨，位于河北省沧县东南20公里的沧州古城内。关于铁狮的铸造工艺，据初步观察分析，属“泥范明浇法”。狮体腹内壁曾铸有“山东李云造”、“窦田郭宝玉”、“狮子王”和《金刚经》文，因历逾千载、饱经沧桑，背、腹、唇、尾留下严重的残损伤痕。因年久氧化和应力腐蚀，致使铁狮遍体铭文锈蚀几尽。据《沧县志》(1933)记载“铁狮在清嘉庆八年(1803年)曾被大风吹倒、口、吻、腹、尾俱残，至光绪十九年(1893年)才由知州派人扶起。”1984年11月铁狮被吊装移位，由洼地移至今台基之上，并开始进行维修保护，1994年8月-95年2月进行了大规模修缮加固工程。当时修缮加固后的铁狮状况是体内装有钢管保护支架、有焊于台基上的外支架支撑、主体躯干保存完好，口、吻、腹、尾和背已残破，四条腿均有不同程度的裂缝，已采用钢架支撑保护。两只后脚均已残损，以铸铁预制块顺势修补，由于千年风雨剥蚀、全身锈蚀严重、身体表面有残破孔洞20多处未修补，狮体有管钢槽钢结构支撑，四条空心腿内各立三根无缝钢管与台基深处0.6米预埋槽带焊接，腿壁内和钢管外填满劣质混凝土，混凝土上部做了“冷涂”防水层。然而，经过千年风化自然时效基本消除内应力的沧州铁狮与钢支架及砼内应力差异太大，支架对狮身支点受力不均，狮腿内钢管在风动和地动的作用下拨动腿内砼推击铁狮腿壁，加之低标号砼上部防水层破损脱落而不能防水，又因狮腿裂纹、裂缝和原铸造的气孔砂眼等缺陷以及千年风雨侵蚀、外力作用等原因产生的斑斑洞孔都无奈雨水潮气的浸渗。随着气候的变化和砼与狮腿铁质膨涨系数的极大差异，迫使铁狮有裂处裂缝扩大，无裂处产生裂子；无孔处产生新孔、有孔处孔洞更大，狮背几乎全部脱落，肚皮已是荡然无存、狮颈项下断裂不齐，靠罗丝、铁片、补钉拼接，狮腿裂缝最宽处达60mm，前胸及周身大小洞孔40余个，三个狮足已无脚趾、钢管、钢棍、钢板、钢带加固、捆绑、支撑着伤痕累累的铁狮，真是英姿大减、令人寒心和后怕。如果在目前状况下、折除这横七竖八的支架，铁狮将立即支离破碎、瘫散塌落在台基之上，如果不及时选良方医治，铁狮现状也难持久。沧州铁狮子，是目前世界上最大的铁铸狮子，是我国古代金属铸造工艺的一大珍品。因此，沧州铁狮子修复修补加固技术不仅适用于残损的古代金属冶铸工艺品的修复修补而且也适用于现代各种破损金属铸造工艺品的修复修补。
国宝沧州铁狮子、牵动着亿万国人之心。为抢救抢修铁狮子人们提出不少建议和方案。有的专家呼吁尽早“克隆”铁狮子；有的专家提出重铸一个铁狮子供游人观赏，将真正的铁狮子重新埋在土中；有的铸造大公司出示了有能力重铸一个新铁狮的企业实力证明；有的焊接高手愿为铁狮裂缝焊合献艺；有的提供了粘合狮腿裂缝材料、工艺的有关资料；有的古建研究部门仍竖持用支架“彻底维修铁狮子”、“拟采取内钢套支架固定撤去外部支撑。”沧州铁狮子属古代金属铸造工艺品，是文物，“克隆”复制、重铸的铁狮是现代铸造工艺品，不是文物；人们观赏沧州的铁狮子，是欣赏历史的遗留、远久的奇迹，哪怕是伤痕累累，锈迹斑斑，总是千年古物，只为了观赏“克隆”复制一个庞然大铸件对人们来讲是劳民伤财，意义不大；当年铁狮子吊装上台，已大伤筋骨，如再次吊装下台必将加剧损毁；目前，沧州铁狮已是“病入膏肓，自身支撑站立、抗外力强度大大降低，仅靠焊接或粘合现有裂缝不能解决根本问题；古代铸造工艺不是古代建筑艺术，沧州铁狮不是石垒砖砌，金属结构与土木、砖石结构性质不同，其内应力差异极大，即使是砖石、土木结构的建筑物长期用支架支撑也会因为受力不均出现裂缝或变型，用维修古建筑的方法来维修古铸件难免出现“八级木匠接骨头，级别高而医术低”；支架钢托支撑等于或小于钢托的物品可以解释为面接触，而且必须贴实，对铁狮子这样的庞大铸件来讲目前的钢托实属点接触，橡胶垫做为弹性隔离层目的是不让接触点直接支破狮体，可千年铁狮经自然时效清除内应力，基本无弹性，而支架和胶垫的弹性在风动和地动作用下，使受力不均的狮体在频频弹颤推击之中受到创伤、产生裂缝与洞孔；内钢套支撑仍摆脱不了支撑，仍不能严密贴附，仍为点接触，加之胶垫的弹性作用未必对基本无弹性而壁厚脱落近半的铁狮腹壁有利。支架结构对加固铁狮等残损的古代金属铸造工艺品来说，只能支扶暂时不倒，不能支得裂、孔减少。长此下去必将支得铁狮支离破碎、损毁崩塌、到那时再集思广益，选择良方解救就真得困难了。
如果再度出现对沧州铁狮子“破坏性的保护”，不但保不住千年铁狮、反而造成千古遗撼。为此，我们通过广泛调研，反复论征，冲破传统观念、对沧州铁狮子等一系列残损的古代金属铸造工艺品原始成型和残损过程进行认真分析考证，将我国铸造之乡河北交河失传不久的民间“行炉”金属冶铸补破锅、修补小型铸造工艺品、泊头乡村铸造工人采用土法冶铸修补精密刮研大铸件和现代化精密铸造蜡型技术工艺相结合，进行综合的思考、探讨、分析、研究。
本发明就是要从根本上解决沧州铁狮子及一系列残损的古代金属铸造工艺品修复修补之难题。其发明在于提供一种能与沧州铁狮子等古代金属铸造工艺品残损部位严密贴附，材质内应力相对接近，抗断裂、耐腐蚀、稳固性好、操作方便、安全可靠、且原型逼真、观赏效果极佳的沧州铁狮子及残损的古代金属铸造工艺品冶铸修复修补技术工艺。
本发明的主要特征是将一定厚度的石蜡严密附贴于沧州铁狮及古代金属铸造工艺品外表残损部位和全部空心内壁，并将裂缝与残破孔洞用石蜡填实补严，内壁与体外蜡胎通过残破孔洞与裂缝蜡胎相连接，蜡胎表面修整光洁并雕刻图文，涂施耐火涂料后支砂箱填实拌有耐火粘土的耐火铸造砂，科学布局排气小孔，通过注口将相应的金属熔液浇注于预制石蜡胎体之中，蜡胎在高温金属溶液的热溶作用下变成气体通过科学布局的排气小孔排出砂型之外、金属溶液随即占据原蜡胎曾占居的全部空间，从而使沧州铁狮子等古代金属铸造工艺品空心内壁、裂缝、洞孔与体外残损部位紧密相连并严密贴附相应的金属冶铸体。清砂后，对新金属冶铸体与原金属铸造工艺品同时进行人工时效处理，使新、旧材质内应力消除达到相对接近的程度，再用高强度长效金属粘合剂浸渗于新、旧金属贴附接合边痕，修平凹凸与毛刺，外涂配以与该古代金属铸造工艺品颜色相对一致的高级长效金属表面防锈防腐保护涂料，达到与沧州铁狮子及古代金属铸造工艺品原型逼真的程度，延长其寿命、提高其美感。
本发明，科学合理、安全可靠、相对造价低、效果好、操作简单、施工方便、材料易得、且在保持原型的基础上更加牢固、延年、状观，具有新颖性、创造性和实用性。采用本发明挽救保护濒临残毁的古代金属铸造工艺文物珍品，折除其外部捆绑和支架、恢复其英姿原貌，提高社会效益和经济效益，必将得到广大科技工作者，文物工作及爱好者和上级政府有关部门的大力支持。
附图为本发明实施例沧州铁狮子及残损的古代金属铸造工艺品修复修补过程并通过实施例进一步说明本发明技术工艺。本发明组成中有具有宝贵的文物价值，观赏价值，科研保护维修价值的沧州铁狮子及残损的古代金属铸造工艺品①；具有良好的粘接性、易燃性、可塑性、可雕性、光滑性、且质轻价廉、操作方便、使用安全，燃烧时变成气体排放后不易产生灰碴油垢的石蜡②具有耐火滑润光洁的铸造涂料③具有耐火和粘合作用的铸造粘土④具有耐火且造型方便的铸造砂⑤具有固定砂型作用的铸造砂箱⑥具有排除烟气潮气热气的排气小孔⑦具有与该古代金属铸造工艺品原物材质相对一致的金属材料溶液⑧具有高强度金属粘合剂⑨具有防腐、防锈作用且色泽与原古代金属铸造工艺品体表色泽相对一致的金属长效保护涂料⑩将一定厚度的石蜡②严密贴附于残损的古代金属铸造工艺品①的全部内壁和体外残损处并填满洞孔与裂缝通过孔洞和裂缝使内外蜡胎成为一体，修整蜡胎表层雕刻文字图案再涂施铸造涂料③然后将拌有铸造粘土④的铸造砂⑤通过砂箱⑥将其空腹和体外蜡胎外部一定厚度填实，并预埋细直棍儿或细钢管，抽出细直棍儿或细钢管后形成科学布局的排气小孔⑦将金属材料溶液⑧通过注口浇注于石蜡②的胎型之中，当石蜡②遇到高温金属材料溶液⑧立即变成气体通过排气小孔⑦排出砂型之外，金属材料溶液⑧自然冷却凝固后与残损的古代金属铸造工艺品①形成严密贴附的整体，经人工时效处理消除内应力，达到新、旧金属材质内应力相对一致，将金属粘合剂⑨浸渗于新、旧金属铸层边沿痕迹及气孔砂眼缺陷处，修整表面凹凸与毛刺，将已经修复修补完好的沧州铁狮子及古代金属铸造工艺品①的表层涂施长效金属保护涂料⑩既得与原型逼真且更加牢固延年的金属铸造工艺文物珍品
权利要求
1.一种沧州铁狮子及残损的古代金属铸造工艺品修复修补技术，所述技术包括将与沧州铁狮子及残损的古代金属工艺品材质相对一致的金属严密贴附于其铁狮及其工艺品的空心内壁和体外残损部位，并灌满紧密连接其体内、外的孔洞和裂缝，用高强度金属粘合剂浸渗与经过修整的其新、旧金属结合边痕及气孔砂眼缺陷处，外表涂施与该狮及该工艺品原型色泽相对一致的金属长效保护涂料。其特征在于所述技术包括将一定厚度的石蜡严密贴附于该狮及该工艺品全部空心内壁和体外残损部位并灌满紧密连接其体内、外的孔洞和裂缝，制成石蜡胎型；将其石蜡胎型修整后雕刻文字图案；将耐火铸造涂料涂施于其刻有文字图案的蜡胎表层；将其空腹和体外一定厚度通过砂箱填实拌有耐火粘土的铸造砂，并预制排气小孔。将与该狮及该工艺品相对一致的金属材料溶液通过注口浇注于石蜡胎型，石蜡变成气体通过排气小孔排出，金属溶液占据原蜡胎曾占空间，自然冷却后形成与该狮及该工艺品严密贴附的整体，经人工时效处理消除内应力，即得新、旧金属材质内应力相对一致且与原型逼真的文物珍品
全文摘要
本发明涉及沧州铁狮子及残损的古代金属铸造工艺品修复修补技术,属于金属冶炼铸造维修领域。本发明的技术特征是:将与沧州铁狮子及残损的古代金属铸造工艺品材质相对一致的金属溶液浇注于严密贴附于该狮及该工艺品内壁与体外残损处并灌满连接其内、外孔洞和裂缝的蜡胎中,蜡变气排出,该金属溶液替换蜡胎贴附于其体内、外。本发明,科学合理、安全可靠、材料易得,且在保持原形的基础上更加牢固、延年、美观。
文档编号B44C3/00GK1332089SQ0010782
公开日2002年1月23日 申请日期2000年6月23日 优先权日2000年6月23日
发明者李建民 申请人:李建民