第八章 砂皮

刘云龙回到家后，把收了一家铁匠铺的事告诉了父母。父母也没问他干嘛要收一家铁匠铺，反正认为他收下铁铺肯定是有道理的。

第二天，刘云龙拿着60两银子，与铁铺掌柜做了交接，铁铺正式归刘云龙所有。

刘云龙问了几个铁匠的名字，他们叫贝喜鲁、边晓松、曹剑、常金奇、陈子雄、唐苏殿、查长根。

曹剑、陈子雄、唐苏殿、查长根是苏州本地人。贝喜鲁、边晓松是江西袁州人，当初是跟着掌柜来到苏州的。常金奇是宁国人，从小就学了铁匠。

7个铁匠中以贝喜鲁年纪最大，刚刚满42岁。

刘云龙任命贝喜鲁做堂长，负责今后的铁铺生意。大家熟悉后聊了一会儿，刘云龙拿出轴承的图纸，问贝喜鲁：“这样的零件能制作吗？”

贝喜鲁仔细看着图纸，问道：“这是什么？”

“这叫轴承。”他指着轴承的图纸告诉贝喜鲁：“这是轴承的外圈，这是内圈，这是滚珠，这是滚珠的保持架，这是轴承盖。”

贝喜鲁想了一会儿，说道：“这样的形状，只能用青铜铸造。”

铁铺里用的打铁炉，用的是黏土炉衬，还没法把铁化成铁水，但青铜的熔点较低，可在陶瓷坩埚里化成液体后进行铸造。

“那你们用什么模子？”

“质量要求不高的话用泥模，质量要求高的话，用铸模。”

“泥模不行，必须用铸模。你们的铸模用的是什么砂？”

“就是河砂和黏土拌合后黏土砂。”

在后世，铸造用黏土砂都是用膨润土来代替黏土的。除了黏土砂之外，还有水玻璃砂、树脂砂等。

可现在铁铺里没有膨润土，水玻璃、树脂还没造出来呢，看来只能用黏土砂了。于是刘云龙说道：“用模子铸造后，还要反复锻打。外圈、内圈不仅要径向锻打，还要保证外圈内侧、内圈外侧的凹槽是同样的圆弧。”

“铸造出来的青铜珠，其圆度和光滑度没法保持一致。”

“你先把青铜珠造出来，圆度和光滑度的事，我来解决。”

“这个轴承盖的圆度也要保持一致吗？”

“轴承盖的圆度可以差一些，只要不碰轴承就行，但外圈、内圈和滚珠的圆度必须有一定的精度。”

“要达到什么精度？”

“这个精度先以1/20分为准。”

“那行。保持架怎么连接？”

“我们不是有钢吗？把钢锻打成细钢丝，截短后，穿过保持架的孔眼，然后把两头敲扁，保持架就铆接起来了。锻打时，在钢丝表面撒点硼砂。”

明代苏州的铁匠发明了“苏钢法”炼钢，即将熟铁至于炉内作为料铁，生铁放在炉口，待生铁快熔化时，用火钳夹住生铁，左右移动，并不断翻动料铁。生铁淋下的铁水均匀的滴进料铁内，既可以起到很好的渗碳作用，又可以产生剧烈的氧化作用，使铁和渣分离，生产出含渣量小，成分又均匀的钢。这种炼钢法，即使在后世的许多铁铺中，因没有温度计，铁匠们还依然用这种炼钢法来制作剪刀、铁锹、锄头、菜刀。明代苏州铁匠发明的“苏钢法”炼钢是这个时代最先进的炼钢法。

中国古代的硼砂产量很高，郎中一直把它作药物。铁匠打造高档铁器时，为了去掉铁件表面的杂质及氧化层，也经常撒上硼砂。

“这个办法妙。”

“铸模的制作，7天够了吗？”

“我尽量吧。那个又是什么？”贝喜鲁指着另几张图纸问道。

刘云龙指着几张图纸说道：“这是研磨机图纸，这是夹具图纸。夹具是用来测量精度的。”

贝喜鲁说道：“看起来研磨机、夹具好像比较简单。”

刘云龙说道：“夹具自身也要有精度的，不然怎么测精度？”

贝喜鲁说道：“好，我们马上制作。”

“铺子里别的活你就暂时不要再接了，给我集中精力，把铸模给我搞出来。我只给你7天时间。”

“行。”

刘云龙离开后，贝喜鲁把所有的生意都推了，和6个铁匠师傅潜心研究起模子来了。边研究铸模，边按照刘云龙的吩咐制作了一个可转动的研磨机，还有夹具。

研磨机是一个中间空的铁桶。夹具是用来检查轴承圆度的。

刘云龙每天也到铁铺去一次，了解铸模制作的进度，和贝喜鲁及6个铁匠一起讨论铸模制造方法。他抽空还去了趟木渎金山浜。

自宋代开始，苏州很多桥梁、码头就使用花岗石来建造。这些花岗石都采自灵岩山东侧的几座山，从事采石的人都居住在木渎北侧的金山浜，故苏州人将采自这几座山的花岗石称为“金山石”。金山浜的人除了采石，还从事石匠，从制作磨盘到雕刻石像。

刘云龙找到一家石匠铺，让他们开凿一个磨盘，上、下二个石盘都开有8道同心的环形凹槽。

这个石匠铺拿到订单后，心想别人的磨盘都是斜纹的，怎么这个磨盘是几道环形凹槽？不过，既然有生意，做了就是了。

刘云龙让石匠铺在送磨盘时，顺便送个几十斤金山石石粉。

石匠铺里的石粉多得是，有粗粒，也有细粉。

经数次试验，7天后，轴承滚珠、外圈、内圈、保持架、轴承盖的模子都做出来了，几个铁匠将炉子里的青铜水烧注入模，待成型后，对内外圈不断进行锻打，将青铜里的气泡挤掉。待其冷却后，用夹具检验了一下外圈、内圈及其凹槽的圆度，精度在1/20分以上，还是没达到要求。刘云龙让铁匠们继续改进铸模及锻打方式，几次试验后，轴承的圆度精度终于控制在了1/20分之内。刘云龙看着青铜做的轴承内、外圈，心想今后有机会还要制作不锈钢轴承。

青铜滚珠也铸造出来了。大家看着青铜色的滚珠，心想这个滚珠外表比较粗糙，要达到刘云龙的圆度和光滑度就不知道用什么法子了。

刘云龙说，这个你们不用急，过二天磨具就送过来了。

几天后，金山浜的石匠铺按期把磨盘运了过来，还送来了200斤粗细不一的花岗石石屑，粗的为石粒，细的为石粉。

花岗石为全结晶结构的岩石，其富含二氧化硅，晶粒细而均匀、构造紧密，强度很高。

磨盘的底磨、面磨都很重，石匠和几个铁匠费了好大的功夫，才把磨盘抬到了河边的水车旁。

这几天，村里的稻正处于孕期，稻田处于干湿交替期，不需要天天灌水。

刘云龙检查了磨盘几个凹槽的同心度，符合要求，就把钱交给了石匠铺掌柜。石匠铺掌柜收了钱后，带着伙计就回去了。

铁匠们把磨盘放在了垫平的地上。待底磨盘装好后，刘云龙把一颗颗滚珠摆在底盘的凹槽里，撒上花岗石粗石粒，再把上磨盘装上，套上牛背，牛牵引着上磨盘转动，磨了一个时辰后，把上磨盘再抬下来，刘云龙检查了一下，滚珠圆度还不行。再盖上上磨盘后，又磨了一个时辰，这次大部分滚珠的圆度精度符合要求。

刘云龙把这些滚珠挑出来，让铁匠放到磨盘上继续再磨一个时辰，把圆度较差的滚珠，让铁匠拿回去回炉。又磨了一个时辰后，滚珠的圆度已全部达到要求，但表面圆整度、光洁度还是有点偏差。

贝喜鲁建议去玉器店租一个砣盘来对轴承内外架、滚珠进行打磨。

古代玉器制作是用砣机来打磨的，砣机是一个铁盘，研磨时将潮湿的刚玉砂撒在铁盘上，铁盘转动时，细砂将玉器表面磨平。玉器打磨后还需抛光，抛光时将潮湿的细刚玉粉撒在牛皮上，将牛皮盖在玉器需抛光的部位，用手按住牛皮不断地研磨。

刘云龙说，砣盘是玉器店的镇店之宝，而且刚玉砂来之不易，玉器店是不会借给我们用的。你们不要急，我自有办法。

刘云龙去阊门的一家店铺买了一些骨胶和精致棉布。

木匠制作木作时，有些木构件并不用榫头，而是用骨胶。骨胶是将牛骨放在锅里烧煮，烧煮时不能断水，但水也不能太多，一般需烧煮4天4夜，牛骨里的骨胶就被熬出来了。骨胶的粘结强度很高，但由于骨胶制作耗时，因此骨胶很贵，1斤骨胶要350文，只有万不得己时，木工才使用骨胶。

刘云龙拿着一些花岗石石粉，回到家里，用筛米粉的筛子将石粉再分筛，留在筛子里的是粗石粉，漏下筛子的是细石粉，将筛下来的细石粉浸在水里，再用绢布过滤，过滤下来的是更细的石粉，然后把石粉烘干。将买来的骨胶加热，待加温到70℃时，将骨胶均匀地涂在已剪成方块的棉布上，然后迅速把几种花岗石的石粉铺在棉布上。待冷却后，花岗石石粒被牢牢地粘结在棉布上。十几张最原始的砂皮诞生了，分粗、中、细三种规格的砂皮。

刘云龙做好砂皮后，让铁匠们先用粗砂皮将轴承内外圈、滚珠进行研磨，特别是轴承上用于滚动滚珠的凹槽，再用细砂皮研磨。

铁匠们一边研磨，一边在想着这个刘掌柜是从哪里搞来的砂皮？

几个铁匠花了2天时间，终于把轴承的内、外圈、保持架、滚珠的表面圆整度到达了刘掌柜的要求。

在大家以为差不多了时，刘云龙说这些轴承架、滚珠的表面还比较粗糙，需要继续抛光。上次不是让你们制作了一个大铁桶吗？那就是抛光用的，于是铁匠们按刘云龙的要求，把滚珠、轴承架放入细磨机，加入黄砂、豆油，然后用牛牵引着细磨机不听翻转。

抛光了半天，铁匠们把轴承内、外卷和滚珠从细磨机里拿了出来，用热水洗净滚珠表面的油污。

刘云龙让铁匠选了几颗滚珠，涂上肥皂，把它们装在轴承的内、外圈里，套上一面的保持架，再套上另一面的保持架，用截短的细钢丝穿过保持架的小眼，再把细钢丝的两头用钝锥子砸扁。

刘云龙把装好的轴承拿在手里，一手捏住轴承的内圈，另一只手转动轴承的外圈，外圈飞速地转了起来。

铁匠们看到轴承转了起来，都高兴地跳了起来，成功了，这至少是大明的第一个金属轴承。

刘云龙看着铁匠们的高兴样，心想以后让你们得意的东西多着呢。

刘云龙对他们说道，你们把磨盘抬到铁铺的后院里，以后就在院子里粗磨、研磨和抛光。

贝喜鲁问道：“那我们自己得买几头牛？”

刘云龙就说：“先买个1头牛。”

贝喜鲁又问道：“这些轴承派什么用处？”

刘云龙说道：“轴承的用处多着呢。你们先把抛光好的滚珠拿回去组装轴承。”

在贝喜鲁安排人把石磨搬回院子时，刘云龙让常金奇把几张砂皮给街上的几个木铺试用。

常金奇问道：“把砂皮给木铺后，他们怎么使用？”

刘云龙说道：“让他们用来给木器抛光。”

古代还没有砂皮。木匠、油漆匠要给家具抛光时，通常用锉草或青砖粉。

锉草是一种多年生草本植物，根茎直立，高20厘米——60厘米，枝有节，节间长度2-6厘米，枝直径1—3毫米。因草枝有节，因此有些地方将锉草称为“节节草”。又由于木匠、油漆匠常用此草来抛光木器，因此锉草也被称为“擦草”。李时珍的《本草纲目》将锉草称为“木贼草”，书中说“此草有节，而糙涩，治木骨者，用之磋擦则光净，犹云木之贼也。”

木工在遇到木头上有节疤或榫眼处需要抛光时，就先将需抛光部位用水潮湿，然后用锉草不断打磨，往往一个节疤需要打磨一个多时辰，一件家具需要几天的功夫才能打磨好。

油漆匠给家具抛光时，是不能用锉草的。家具表面的腻子干透后，如再用水潮湿后用锉草抛光，那就得不偿失了，因此油漆匠是用青砖粉。

古代造房子不像后世那样大量使用红砖、水泥砖、灰砂砖，那时候用的都是青砖。将青砖敲碎，再把碎砖粒放到石磨上将青砖碎粒磨碎，然后在磨成的青砖粉中加水，用精棉布或绢布过滤，过滤后的泥水沉淀几个时辰后，沉淀下来的就是极细的青砖粉。此时撇去清水，将青砖粉晒干就可以使用了。油漆匠抛光时，在青砖粉中加入豆油（或菜籽油、芝麻油），然后将腻子面不断打磨，一般打磨三次后，腻子面就很光滑了。腻子面打磨光滑后，才能上油漆。

当然，木工也可以用青砖粉打磨节疤、榫眼，但青砖是木工的磨刀工具，把好好的青砖敲碎、磨细就相当于让木工把自己的吃饭家伙砸了，因此绝大部分木工是用锉草来抛光的。

常金奇就拿了几张砂皮给街上的木铺坊赵掌柜、李掌柜去试用了。

刘云龙的想法是一旦木工接受了这种砂皮，今后普及开来，他的砂皮就能大量生产、销售，也能赚钱。

临走前，刘云龙让贝喜鲁再招聘几个铁匠，说马上要有很多活干了，最好再招几个读过书的铁匠。