[发明专利]一种藏区铸造佛像用无铅高硬度黄色利玛合金及其工艺

说明书

本发明公开了一种藏区铸造佛像用无铅高硬度黄色利玛合金及其工艺。按照重量百分比,该合金的成分为:Ba:0.6‑0.8wt.%,Mg:5.0‑8.0wt.%,Zn:12.0‑14.0wt.%,Bi:4.0‑6.0wt.%,Sb:3.0‑4.0wt.%,Mo:1.0‑2.0wt.%,Au:2.0‑3.0wt.%,Ag:18.0‑24.0wt.%，余量为铜。该材料为我国藏区铜像铸造用利玛合金提供了一种无铅和无汞的新材料方案,且所得产品具有优异的黄色观感。该材料的实施和产业化可以有效的推动我国新材料的更新和行业升级需求。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种铜合金。

背景技术

铸铜工艺在我国历史悠久，早在商周的时候就出现了。早期铸铜工艺多用于铸造佛像，铸铜佛像工艺成本低，灵活性大。西藏的铜佛像制作工艺分为两大类:一类为铸造工艺，铸造的铜佛像以小型佛像为主。另一类为打制工艺，打制的佛像，以大型佛像为主。这些文化瑰宝集中体现了我国古代高超的冶铸技艺和灿烂的文化。

目前所知铜佛像的铸造工艺有两种:失蜡法和沙范法。

(1)失蜡法。其原理是用蜡料制成与铸件相同的模，外敷造型材料，成为整体铸型，干燥后加热将蜡化掉，形成整体无缝范面的空腔铸模，将金属液浇入。凝固后脱除外范(壳型)，即得铸件。此法在现代金属工艺中称为熔模精密铸造，在古代多用于铸造形制复杂、具有立体透雕效果的铸件。

(2)沙范法。是以天然的沙子作为制作外范材料，沙子中掺有一定比例的粘土以使沙粒粘结在一起。将沙子放入沙箱中夯实形成沙范，沙范是由尺寸相同的两部分组成。将铸件的模置于两块沙范接触面中模压出铸件的形状，并在两块沙范的接触面上撒上粉末颗粒(如草木灰等)，防止两块沙范粘接。将两块沙范分开，取出铸件的模，沙范再闭合形成空腔铸范，将金属液浇入凝固后去除沙范即得到铸件。

不论是沙范法还是失蜡法，都对铸造物的尺寸产生限制。随着铸像尺寸的增大，工艺难度也显著地增加，因此，工匠必须在尺寸和铸像成功率之间求得平衡。沙范铸造法和失蜡法铸造法，在实际运用时有各自的局限条件。藏族工匠制作铜佛像采用的仍是传统的沙范铸造法，而尼泊尔工匠中普遍采用的失蜡铸造法在西藏地区却极少发现。这种局限反映在西藏、尼泊尔地区整体铸造铜佛像时存在尺寸上的限制。造成失蜡法在西藏未曾被普遍采用的原因不是原料供应的问题，而是失蜡法本身的生产效率低下和西藏地区缺乏炉窑加热条件所致。

尼泊尔和西藏地区古代用于铸造佛像的铜合金由于历史原因被称为利玛。利玛合金泛指合金铜，源自藏文，《藏汉大辞典》解释其为“指各类响铜制品”。利玛合金的主要成分是铜，并含有不同比例金、银、铁、铅等金属元素以及金刚石、五色玻璃等珍贵矿物，其制物呈现出不同的颜色或在表面形成斑斓的色块。由于利玛具有不同的颜色，因而便有彩色利玛的称号。根据16世纪的西藏学者白玛噶波和18世纪的晋美林巴著有关于金属雕刻的各种利玛合金材料特点的著作，其中将利玛铜分为：匝那卡西玛、花利玛、白利玛、黄利玛、红利玛、紫利玛、青铜利玛、钟铜、姜铜、桑塘玛、恰利。由于其古老繁复的铸造工艺和神圣的意涵，利玛是一种受到藏族高度珍视的传统金属质材。正如其它各种利玛（花利玛、黄利玛、紫利玛、红利玛等），利玛被广泛用于制造佛像和用具，体现出了西藏能工巧匠们高超的铸造技艺，也表达了藏族独特的观念以及他们对佛之崇高、神秘与美的礼赞。

尽管我国佛像材料行业发展迅速，但由于起步晚，起点低，在一些技术环节上与国际水平相比还有很大差距。开发并产业化具有先进性能的利玛合金是不可避免的问题，长久以来国内的很多研究机构和企业进行了多方位的尝试，但是令人遗憾的是，目前为止尚未取得任何实质性的进展。通过先进的材料设计技术可以通过底层性的热力学和动力学手段对利玛合金材料进行创新,并且对研制和开发新材料的难题解决和产业化会有很大的市场价值。面对日趋激烈的国际国内市场竞争，必须加快结构调整步伐，这是当今世界相关领域的发展趋势。

发明内容