ICS 97.195 4101
CCS Y 88
郑
州 市 地 方 标 准
DB4101/T 135—2024
非物质文化遗产 铜器失蜡法铸造技艺
2024 - 12 - 04 发布
2025 - 03 - 04 实施
郑州市市场监督管理局 发 布
DB4101/T 135—2024
目
次
前言 .................................................................................. II
1
范围 ................................................................................ 1
2
规范性引用文件 ...................................................................... 1
3
术语和定义 .......................................................................... 1
4
材料 ................................................................................ 1
模料 ............................................................................ 1
制壳耐火材料 .................................................................... 3
辅料 ............................................................................ 3
铸造用铜 ........................................................................ 4
5
铸造技艺 ............................................................................ 5
技艺流程图 ...................................................................... 5
蜡模技艺 ........................................................................ 5
蜡壳技艺 ........................................................................ 6
熔铜技艺 ........................................................................ 7
浇注技艺 ........................................................................ 9
I
DB4101/T 135—2024
前
言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则
起草。
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由郑州市文化广电和旅游局提出。
本文件由郑州市非物质文化遗产标准化技术委员会（ZZTC02）归口。
本文件主要起草单位：河南神雕雕塑有限公司、河南省雕塑学会、郑州市环境雕塑建设研究所、郑
州陶瓷行业协会。
本文件主要起草人：郑锋、姚峰、邱群、张君明、王洪伟、李玲、邸兴辉。
II
DB4101/T 135—2024
1
非物质文化遗产
铜器失蜡法铸造技艺
范围
本文件规定了铜器失蜡法铸造的材料、蜡模技艺、蜡壳技艺、熔铜技艺和浇注技艺的内容。
本文件适用于非物质文化遗产铜器失蜡法的铸造技艺。
2
规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，
仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本
文件。
GB/T 254
半精炼石蜡
GB/T 446
全精炼石蜡
GB/T 1176
铸造铜及铜合金
GB/T 8145
脂松香
GB/T 9442
铸造用硅砂
GB/T 12214
熔模铸造用硅砂、粉
GB/T 12215
熔模铸造用铝矾土砂、粉
HB 5346
熔模铸造用硅溶胶
JB/T 8835
砂型铸造用水玻璃
JB/T 9223
铸造用锆砂、粉
JB/T 11733
熔模铸造用煅烧高岭土砂粉
LY/T 1453
萜烯树脂
LY/T 1744
聚合松香
YB/T 102
耐火材料用电熔刚玉
YB/T 5267
莫来石
3
术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
失蜡法
以蜡作模，再用耐火材料填充泥芯和敷成外范，使之硬化即做成铸型，加热烘烤此型模使蜡油熔化
流出形成空腔，再向型腔内浇注铜液，凝固冷却后得到无范痕、光洁精密铸件的方法。
4
材料
模料
4.1.1
模料种类
1
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4.1.1.1
蜡基模料
蜡基模料实质为石蜡-硬脂酸模料，常用的配方为石蜡 50％ + 硬脂酸 50％，配料要求：
a)
石蜡（CnH2n+2）应选用熔点大于 58 ℃，符合 GB/T 446 或 GB/T 254 要求的精炼或半精炼白石蜡；
b)
硬脂酸（C17H35COOH）应选用一级（三压）硬脂酸（块状）。
4.1.1.2
石蜡-低分子聚乙烯模料
石蜡-低分子聚乙烯模料的组成一般为石蜡 95％ +低分子聚乙烯 5％，低分子聚乙烯分子量应为 2
000～5 000。
4.1.1.3
树脂基模料
树脂基模料（俗称中温蜡）的基体是树脂，常用材料有松香及其衍生物和萜烯树脂等。其中松香应
符合GB/T 8145的要求，聚合松香应符合LY/T 1744的要求，萜烯树脂应符合LY/T 1453的要求。
4.1.2
模料要求
4.1.2.1
熔点
石蜡模料的熔点宜为 50 ℃～80 ℃，凝固温度宜为 5 ℃～10 ℃，以便配制模料、制模及脱蜡技艺的
进行。
4.1.2.2
热稳定性
石蜡模料的热稳定性常以软点来表示，石蜡模料软化点应比制模车间的温度高 10 ℃ 以上为宜。
注：以标准悬臂试样加热保温 2 h 的变形量（挠度）达 2 mm 时的温度作为软化点。
4.1.2.3
收缩率
石蜡模料的收缩率应小于 1％，优质石蜡模料的线收缩率应小于 0.5％。
4.1.2.4
强度
石蜡模料在常温下制模、制壳等生产过程中熔模不应发生破碎、断裂：
a)
用于小型铸件（50 cm 以下）时，石蜡模料的抗拉强度应大于 1.4 MPa（14 kgf/cm
2）；
b)
用于大型铸件（50 cm 以上）时，石蜡模料的抗拉强度应大于 2.5 MPa；
c)
若石蜡模料测定抗弯强度，应大于 2.0 MPa，宜为 5.0 MPa～8.0 MPa。
4.1.2.5
硬度
石蜡模料硬度通常以针入度表示（针入度：1度=1/10 mm），石蜡模料的表面硬度宜为 4度～6 度。
4.1.2.6
流动性
石蜡模料应具有流动性，以利于充满压型的型腔、获得棱角清晰、尺寸准确、表面平滑光洁的熔模，
也便于石蜡模料在脱蜡时从型壳中流出来。
4.1.2.7
涂挂性
石蜡模料用耐火材料润湿，并形成均匀的覆盖层，石蜡模料的涂挂性可用测定熔模与黏结剂间的润
湿角来衡量。
2
DB4101/T 135—2024
4.1.2.8
灰分
型壳烙烧后，残留在型腔中的石蜡模料残灰应低于 0.05％（质量比），以免影响铸件表面质量。
4.1.2.9
加热连接
熔模组合大多采用接法，所以石蜡模料应有接性能，以免模组在运输和制壳过程中从焊接处发生断
裂。
制壳耐火材料
4.2.1
制壳耐火材料种类
用于失蜡法铸造的耐火材料按用途分为四种：
a)
型壳面层用耐火材料，有锆英石、电熔刚玉、熔融石英、硅砂（石英）等；
b)
型壳加固层（背层）的耐火材料，有铝硅系耐火材料、高岭土熟料、莫来石、煤矸石、匣钵
砂、硅砂；
c)
用于陶瓷型芯材料，有熔融石英（石英玻璃）、电熔刚玉、锆英石；
d)
用于炉衬材料，有硅砂、铝矾土、镁砂、电熔镁砂、硅砂。
4.2.2
制壳耐火材料要求
应选择性能良好、质量稳定、资源丰富的耐火材料，应符合GB/T 9442、GB/T 12214、GB/T 12215、
JB/T 9223、JB/T 11733、YB/T 102、YB/T 5267等的要求。
辅料
4.3.1
黏结剂
铸造用高模数水玻璃黏结剂应符合HB 5346的要求，铸造用硅溶胶黏结剂应符合JB/T 8835的要求。
4.3.2 硬化剂
4.3.2.1 氯化硬化液浓度应控制在 22％～25％ (质量分数)。
4.3.2.2 结晶氯化铝硬化液的技艺控制：浓度 33％～37％，密度 1.18g/cm 3～1.20g/cm 3，pH 值 2～3。
4.3.2.3 氯化镁硬化液的技艺控制：浓度 28％～34％，密度 1.24g/cm 3～1.34g/cm 3，pH 值 5.5～6.5。
4.3.3 涂料
4.3.3.1 水玻璃涂料
面层涂料黏度值的大小会影响型壳及铸件的表面质量，加固层涂料的黏度值影响壳型的强度。影响
黏度值的因素包括：
a)
水玻璃的模数增高，则黏度增大；水玻璃密度愈高，则黏度愈大；温度上升则黏度减小；粉
液比高，则黏度大；
b)
尖角形粉涂料黏度大、圆角形粉涂料黏度小；
c)
粉料粒度集中呈单峰形分布黏度大，粒度分散呈双峰形分布，则黏度小。
4.3.3.2
硅溶胶涂料
硅溶胶涂料的流型属于胀塑性流体，其屈服值极小。
3
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铸造用铜
4.4.1
纯铜
由纯铜金属制成，成分唯一，不含其他元素。
4.4.2
黄铜
4.4.2.1
分类
以锌为主要元素，分为普通黄铜和特殊黄铜两类：
a)
普通黄铜是铜和锌组成的，主要用于压力加工；
b)
在普通黄铜的基础上加入其他元素（如硅、铝、锰、铅、铁、镍等），便成为特殊黄铜。铸
造黄铜大多为特殊黄铜。
4.4.2.2
配料
铜的化学成分应根据其性能要求，选择适当的配料成分，其化学成分应符合GB/T 1176的要求，常
用的黄铜熔炼配料成分按表 1 进行。
表 1
黄铜熔炼配料表
牌号 元素（质量分数/％）
Cu Pb Al Si Zn
ZCuZn38 61 — — — 余量
ZCuZn40Pb2 59 1.3 — — 余量
ZCuZn31Al2 66.5 — 2.4 — 余量
ZCuZn16Si4 79.5 — — 3.5 余量
4.4.2.3 炉料配比
4.4.2.3.1 新料成分占炉料的总重量应不小于 30％，回炉料应不大于 70％。回炉料较多时应考虑铜中
的杂质是否超标。
4.4.2.3.2 炉料应干燥、清洁，有污物锈蚀应做吹砂清理。
4.4.3 青铜
4.4.3.1 分类
铸造青铜按成分可分为锡青铜和不含锡青铜：
a)
锡青铜是以锡为主要元素，具有良好的耐磨性、耐蚀性，较好的强度和塑性；
b)
不含锡青铜有铝青铜、铅青铜、硅青铜等，含有的主要元素不同。
4.4.3.2
配料
常用青铜熔炼配料成分按表2进行。
4
DB4101/T 135—2024
表 2
青铜熔炼配料表
牌号 元素(质量分数/％)
Sn P Pb Al Fe Mn Cu
ZCuSn10Pb1 10.5 1.12 — — — — 余量
ZCuSn10Pb10 9 — 9 — — — 余量
ZCuAl10Fe3 — — — 9.5 3.5 — 余量
ZCuAl10Fe3Mn2 — — — 10.5 3.2 1.9 余量
注：在ZCuAl10Fe3内可配入 0.7 ％～0.9 ％ Ni，0.3 ％～0.4 ％ Mn 以提高力学性能。
4.4.3.3
炉料配比
新料成分占炉料的总重量应不小于 30％，回炉料应不大于 70％。
5
铸造技艺
技艺流程图
铜器失蜡法铸造技艺流程见图1。
图 1
失蜡法技艺流程
蜡模技艺
5.2.1 造型
5.2.1.1 宜用蜡、粘土或其他材料创建原始模型，并制作模型用的骨架。
5.2.1.2 设计时应注意浇口形状和尺寸，保证型壳排蜡通畅和铸件技艺出品率。
5.2.2 翻模
5.2.2.1 用原始模型进行翻模，有刚性外模和软质内模：
a) 外模宜用石膏、玻璃纤维或其他材料制成；
b) 内模宜用乳胶、聚氨酯橡胶或硅树脂制成，由外模支撑。
5.2.2.2 对于器型大于 50 cm 以上的蜡模，将蜡模按照产品技艺要求拆解成大小合适生产的多个部分
并单独模制。
5.2.2.3
模具由内膜和外膜组成，在蜡膜粘接期间，将咬合结构放置在零件之间，使模具能够准确地
放回到一起。
5.2.3
注蜡
5
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5.2.3.1
模具完成后，将模料熔化倒入模具中并迅速转动模具，使灌注均匀，并在蜡液凝固之后，重
复进行多次灌注，使其在内表面形成 3 mm～5 mm 厚度的均匀涂层。
5.2.3.2
注蜡时，用夹板（可为有机玻璃板或木板、铝板等）将模具夹紧，双手手指分布应使模具受
压均匀。
5.2.3.3
可使用注蜡机进行注蜡操作：
a)
蜡的温度应保持在 70 ℃～75 ℃；
蜡筒内的压力应保持在 0.5 at～0.7 at(或 kgf/cm
整。
5.2.4
蜡模抛光
2)，可根据蜡模体积及复杂程度进行适当调
b)
5.2.4.1
用加热的金属工具对空心蜡复制品进行抛光。
5.2.4.2
对于单独模制的蜡模可在此阶段进行拼合并修饰，保证连接牢固，无接痕。
5.2.4.3
蜡模表面不应有以下缺陷，如有缺陷进行修补：
a)
飞边、多重边、花头不清晰、花头搭边等缺陷；
b)
砂眼、断爪等缺陷；
c)
小孔不通缺陷。
5.2.4.4
蜡模变形可在 40 ℃～50 ℃ 的热水中进行校正。
蜡壳技艺
5.3.1
开浇道
5.3.1.1
将制作好的蜡模按照一定的顺序，用焊蜡器沿圆周方向依次分层地焊接在一根蜡棒上，形成
蜡树。
5.3.1.2
蜡模应焊接牢固，宜从蜡棒头部开始（从上向下）逐层将蜡模焊接在蜡棒上，蜡模之间不应
接触，既能够保持一定的间隙，又能够尽量多地将蜡模焊在蜡树上。
5.3.1.3
蜡树应放置在圆形橡胶底盘上，底盘中心有一个突起的圆形凹孔，凹孔的直径与蜡树的蜡棒
直径相当。将蜡棒头部蘸取融化的蜡液，趁热插入底盘凹孔中，使蜡棒与凹孔结合牢固。
5.3.1.4
蜡树的蜡模水道与蜡棒之间宜形成 45°夹角，便于铜顺利注入模具。
注：夹角可根据蜡模的大小和复杂程度进行适当的调整，小而复杂的蜡模可以减小夹角；较大的蜡模可以增大夹角。
5.3.2
结壳
5.3.2.1
第一层面料应使用硅溶胶进行制作。浸涂面层时，应根据熔模的结构在涂料桶中转动或上下
移动，可使用 0.3 MPa～0.35 MPa 的压缩空气有细口吹气喷管轻轻吹凹角、沟槽和小孔的位置，或用毛
笔涂刷局部表面，使模具各部位涂料均匀，避免缺涂、局部堆积和裹气泡。
5.3.2.2
选用与涂层材料一致的耐火材料，使用雨淋法或沸腾法进行撒砂，放置在架子上自然干燥 30
min 后，将涂层上的浮砂吹掉，继续自然干燥 30 min。重复浸涂面层和撒砂步骤两次。
5.3.2.3
面层制壳时环境湿度应保持在 60％～70％，不应用风吹；背层的环境湿度应保持在 40％～
60％，并使用 6 m/s～8 m/s 的吹风加速干燥。
5.3.3
脱蜡
5.3.3.1
采用蒸汽脱蜡时，应使用高压蒸汽，蒸汽压力在 0.6MPa～0.75MPa 之间，并保证在极端时间
内达到高压。
5.3.3.2
型壳的浇口杯向下放置，使融化的蜡从浇道流出，整个脱蜡过程应在 6 min～ 8 min 内完成。
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DB4101/T 135—2024
5.3.4 焙烧
5.3.4.1 硅溶胶型壳的焙烧温度为 950 ℃～1050 ℃，焙烧后应保温 30 min 以上。
5.3.4.2 反复焙烧型壳时，重复焙烧的次数不应超过两次。
5.3.4.3 焙烧良好的型壳表面呈白色或浅色，出炉时不冒黑烟；焙烧不良的型壳表面颜色较深或呈深
灰色，型壳中残留较多碳粉。
熔铜技艺
5.4.1 纯铜熔炼
5.4.1.1 应先将坩埚预热至暗红色，在坩埚底加一层厚度为 30 cm～50 cm 的干燥木炭或覆盖剂（硼砂
63 ％ + 碎玻璃 37 ％）。再依次加入边角余料、废块和棒料，最后加电解铜。
5.4.1.2
补加的铜元素可放在炉台上预热，不应冷料加入液态金属中。整个熔化过程中应经常活动炉
料，以防搭桥。
5.4.1.3
升温使铜全部熔化。铜全熔后，温度达到 1200 ℃～1220 ℃ 时，加入占铜液重量的 0.3％～
0.4％ 的磷铜脱氧，磷与氧化亚铜发生反应，生成五氧化二磷气体从铜中逸出，磷酸铜可浮于液面，扒
渣去除，达到脱氧的目的。在脱氧的过程中应持续搅拌。
5.4.1.4 扒渣出炉，铜液的浇注温度宜为 1100 ℃～1200 ℃。
5.4.2 黄铜熔炼
5.4.2.1 熔炼前的准备
5.4.2.1.1 金属炉料的准备：
a) 炉料入炉前应吹砂清除表面污物，经预热后装炉（首批冷炉熔化可随炉预热）；
b) 电解铜应经吹砂去除污物，在 500 ℃～550 ℃预热后去除水分后，才能装炉（首批冷炉熔化可
随炉预热）；纯金属元素入炉前可在炉边预热；
c) 金属炉料最大块度不应超过坩埚直径的 1/3，长度不应超过坩埚深度的 4/5。
5.4.2.1.2 坩埚和熔炼设备及工具的准备：
a) 坩埚使用前应无裂纹和影响安全的其他损伤；新坩埚应经过低温缓慢加热处理，以防产生裂
纹；旧坩埚应将内表面熔渣清理干净；
b)
用新石墨坩埚及更换熔炼铜种类时，熔炼前坩埚应熔化同牌号系列铜进行洗炉；
c)
用耐火材料及石墨做成的搅拌棒应彻底清理残余涂料和锈迹，并涂敷一层耐火材料或刷涂料
后烘干待用；
d) 锭模在使用前应清理干净，涂料后预热至 100 ℃～150 ℃待用。
5.4.2.2 覆盖剂及熔剂的准备
5.4.2.2.1 木炭应装入密封的烘烤箱内，在不低于 800 ℃ 烘烤 4 h，待用时应防止吸潮。
5.4.2.2.2 覆盖剂由硼砂 63％、碎玻璃 37％ 组成，也可用干燥木炭作覆盖剂。覆盖剂应干燥并去除
其中的杂物。
5.4.2.3
熔炼技艺过程
5.4.2.3.1
先将坩埚预热至暗红色，并在其底部加入 20 cm～ 40 cm 厚木炭。
5.4.2.3.2
加入电解铜，迅速升温熔化后按先熔点高后熔点低的顺序加入中间铜（如有配入时），最
后加回炉料，同时补加木炭，以保证铜液面不暴露在空气中。
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5.4.2.3.3
待铜全部熔化后，温度达 1150 ℃～1200 ℃时加入磷铜（以 P 占铜液重量的 0.04％～0.06％
计算）进行脱氧。
5.4.2.3.4 按各铜牌号成分要求分别补加元素：
a) 在 1100 ℃～1120 ℃加入铝铜中间元素，在 1100 ℃～1150 ℃停电分批加入纯锌、纯铝并搅拌；
b) 熔化硅黄铜时应先加硅，再加锌；熔化铅黄铜时应先加锌再加铅；
c) 锌元素的加入温度应控制，加锌后若温度降低可以中间送电，当铜液温度高于 1200 ℃时，不
应加锌。
5.4.2.3.5 出炉扒渣，调整铜液至铸件技艺卡片要求温度后，迅速出炉浇注。一般的出炉温度为：
a) ZCuZn38：1100 ℃～1130℃；
b) ZCuZn40Pb2：1080 ℃～1100℃；
c) ZCuZn31Al2：1120 ℃～1140℃；
d) ZCuZn16Si4：1100 ℃～1140℃。
5.4.2.3.6 熔炼两种不同牌号的铜，其化学成分有影响时，中间应进行洗炉。
5.4.3 青铜熔炼
5.4.3.1 熔炼前的准备
5.4.3.1.1 青铜熔炼前的准备工作与黄铜熔炼的准备工作相同。木炭应装入密封的烘烤箱内，在不低
于 800 ℃烘烤 4 h，待用时应防止吸潮。
5.4.3.1.2
稻草灰应研碎成粉末状，除去水分，彻底烘干，待用时也应注意防潮。覆盖剂应干燥并去
除其中的杂物。
5.4.3.2
熔炼技艺过程
铸造青铜的种类较多，下列技艺可参考使用：
a)
ZCuSn10Pb1、ZCuPb10Sn10 的熔炼：
1)
应先将坩埚预热至暗红色，并在其底部加入 20 cm～40 cm 厚木炭；
2)
加入电解铜，迅速升温熔化后再加入回炉料，同时补加木炭，铜液面不应暴露在空气中；
3)
回炉料熔化后，加入磷铜（一般加占炉料重 0.5％，熔化磷锡青铜时使用的磷铜可全部加
入）；
4)
依次加入锌、锡、铅（按配料成分），前一种炉料熔化完全后，再加入下一种，并不断
搅拌铜液；
5)
调整铜液温度在 1100 ℃～1150 ℃之间；
6)
出炉打渣，再加磷铜（一般加炉料重的 0.1％），进行脱氧，均匀搅拌，并在铜液表面上
撒一层稻草灰，调整铜液至铸件技艺卡片要求温度（一般为 1130 ℃～1180 ℃）后，迅速
出炉浇注。
b)
ZCuAl10Fe3、ZCuAl10Fe3Mn2 的熔炼：
1)
不应用熔化过其他牌号铜的坩埚熔化此两种铜；
2)
把坩埚预热至暗红色，加入配制好的熔剂。（熔剂成分：冰晶石 20％（质量百分比），
氟化钠 60％，氟化钙 20％）；
3)
将预热至 200 ℃左右的低碳薄钢片和回炉料同时加入，熔化后搅拌铜，升温至 1150 ℃～
1180 ℃；
4)
加入铜重量 0.3％的磷铜脱氧，并补加熔剂；
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5)
将预热至 200 ℃的纯铝和纯锰（按配料成分）分批加入，每加入一批，即用搅拌棒将其
压入，使迅速熔融，并不断搅拌使其成分均匀，最后调整铜液的温度在 1120 ℃～1220 ℃
之间；
6)
用稻草灰覆盖打渣，按铸件技艺卡片调整铜温度（宜为 1160 ℃～1200 ℃）后迅速调整出
炉浇注。
浇注技艺
5.5.1 测试
5.5.1.1 冷却外壳后进行测试，查看水应自由流过进料器和排气管。
5.5.1.2 裂缝或泄漏物可用厚耐火膏进行修补。
5.5.1.3 为测试厚度，可在外壳中打孔，后补丁。
5.5.2 浇注
5.5.2.1 在窑炉中再加热壳体，加固补片并除去所有水分，后将灌浆口向上放入装满沙子的水桶中。
5.5.2.2 将铜在炉中的坩埚中熔化，从灌浆口处浇入模具中，浇入时转动金属托架，轻轻击打金属架
压型，浆料浇足模具内腔。
5.5.2.3 冷却填充的壳。
5.5.3 脱模
型壳浇注后，铸件应冷却 1 h～2 h，敲掉铸件型壳、切除浇注口。
5.5.4 金属抛光
5.5.4.1 残留的型壳或铸件上的锈皮可采用砂纸打磨。
5.5.4.2 喷砂分为干法和湿法两种：
a) 干法的喷射磨料根据铸件不同而不同，铜等有色金属铸件宜选用玻璃砂、硅砂等。磨料粒度
应根据铸件表面质量要求选择 24～300 筛号；
b)
湿砂应选用刚玉或碳化硅砂与水的混合物作为磨料液。
9