Hồi ức về công trình chế tạo bộ đỉnh-lư ở đài tưởng niệm các anh hùng liệt sỹ đường Bắc Sơn-Hà Nội

Memories of the construction of the cooper peak of the martyr heroes at Bac Son street

 NGUYỄN HỒNG PHƯƠNG 
Cộng sự của PGS Phạm Quang Lộc, cựu cán bộ Bộ môn Vật liệu và công nghệ đúc, Viện Khoa học và công nghệ vât liệu, trường ĐHBK Hà Nội; 
Hội viên Hội Đúc-Luyện kim Việt Nam

Đài tưởng niệm các anh hùng liệt sỹ đường Bắc Sơn, Hà Nội - “đền thờ” những người con đất Việt đã chiến đấu và hy sinh cho sự nghiệp độc lập, tự do và thống nhất tổ quốc, được quy hoạch trong một không gian tôn nghiêm và đậm đặc tính lịch sử, bao gồm Quảng trường Ba Đình, Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh, Phủ Chủ tịch, Hội trường Ba đình, Hoàng thành Thăng Long, Cột cờ Hà Nội... Ngày 07/5/1994 đúng dịp kỷ niệm 40 năm chiến thắng Điện Biên Phủ, Đài tưởng niệm được long trọng khánh thành với sự có mặt của các vị lãnh đạo cao nhất của đảng, nhà nước, chính phủ, quốc hội, cùng đại diện lãnh đạo thành phố Hà Nội, các bộ, ngành và đông đảo nhân dân. 

Điểm nhấn và có thể xem như “trái tim”của Đài tưởng niệm là bộ đỉnh-lư, gồm một chiếc đỉnh đặt chính giữa và ba lư hương đặt tại ba cửa đài. Các cá nhân và đơn vị tham gia thiết kế và xây dựng Đài tưởng niệm gồm: - Kiến trúc sư Lê Hiệp: tác giả từ ý tưởng đến thiết kế tổng thể - người đoạt giải nhì cuộc thi sáng tác Đài tưởng niệm cho Hà Nội. Sáng tác của ông đã được cố Thủ tướng Võ Văn Kiệt tâm đắc và lựa chọn thi công. - Cụ Đăng Cẩn: tác giả thiết kế chiếc đỉnh - cựu trưởng ngành điêu khắc. - Ông Hồng Ngọc: tác giả thiết kế lư hương là – cựu trưởng khoa điêu khắc. - Hội Đúc-Luyện kim Việt Nam: đảm nhiệm việc chế tạo và lắp ghép các hợp phần kim loại (hợp kim đồng) gồm bộ đỉnh-lư và các tấm ốp mái âm. 

- Viện Luyện kim đen: chế tạo các tấm ốp. - Phó giáo sư Phạm Quang Lộc: hội viên Hội Đúc-Luyện kim Việt Nam, cựu Trưởng Bộ môn Kỹ thuật đúc, Khoa Luyện kim (nay là Bộ môn Vật liệu và công nghệ đúc, Viện Khoa học và kỹ thuật vật liệu) của trường ĐHBK Hà Nội, được Hội Đúc-Luyện kim Việt Nam tín nhiệm, tin tưởng và chọn giao thực hiện công trình chế tạo bộ đỉnh-lư. 

1. PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ĐỈNH-LƯ 

Nhận nhiệm vụ vào đầu tháng 9/1993 với kế hoạch ngày 07/5/1994 sẽ khánh thành đài, PGS Lộc đã khẩn trương chọn các cộng sự từ bộ môn, tiếpxúc và trao đổi với hai tác giả của đỉnh và lư để khảo sát nguyên mẫu. Căn cứ vào trình độ công nghệ và điều kiện trang thiết bị của các cơ sở trong và ngoài trường, qua trao đổi với các tác giả đỉnh-lư và các cộng sự, PGS Lộc đã quyết định phương án công nghệ sau: 

a. Đỉnh tách thành 11 chi tiết, sau khi hoàn chỉnh từng chi tiết sẽ ghép lại, cụ thể như sau: 

- Đế đỉnh,  thân đỉnh chia thành 3 “thớt” theo chiều dọc, nắp đỉnh: đúc trong khuôn cát-sét tươi, làm khuôn bằng dưỡng xoay-gạt. 

- Ba (3) chân đỉnh: đúc bằng phương pháp mẫu chảy. 

- Con “nghê” trên nắp đỉnh, hai (2) “tai” đỉnh: đúc trong khuôn cát-sét tươi, dùng nguyên mẫu bằng thạch cao để tạo hốc khuôn. 

b. Lư hương tách thành hai nửa: đúc bằng phương pháp mẫu chảy, sau hoàn chỉnh sẽ ghép lại với nhau 

c. Đơn vị phối hợp triển khai chế tạo: Nhà máy chế tạo máy công cụ số 1 (sau này là Công ty cơ khí Hà Nội)

2. NHỮNG CĂN CỨ ĐỂ QUYẾT ĐỊNH CÔNG NGHỆ ĐÚC CÁC CHI TIẾT CỦA BỘ ĐỈNH- LƯ HƯƠNG 

a. Với những chi tiết đúc trong khuôn cát- sét tươi 

- Là chi tiết đơn chiếc (riêng “tai” đỉnh: 2 cái). - Đa phần có dạng tròn xoay. 

- Có mặt đối xứng thuận lợi cho việc rút mẫu. 

- Các hoa văn họa tiết trang trí có kích thước lớn, thoáng, tương đối nông. 

b. Với những chi tiết đúc bằng phương pháp mẫu chảy

- Số lượng chi tiết giống nhau nhiều hơn (chân đỉnh: 3 cái, lư hương: 6 nửa). 

- Hoa văn họa tiết trang trí dầy đặc hơn. 

- Mặt phân khuôn sẽ phức tạp hơn nếu đúc trong khuôn cát-sét. 

Đã thử nghiệm làm khuôn cát-sét tươi để đúc một chân đỉnh và một nửa lư hương với nguyên mẫu chân đỉnh và nguyên mẫu lư hương bằng thạch cao, kết quả khả quan song mẫu không bảo toàn. 

3. KHÁI LƯỢC CÁC QUY TRÌNH ĐÚC 

a. Quy trình đúc mẫu chảy các chi tiết 

- Nguyên mẫu bằng chất liệu đất sét. - Nguyên mẫu (hoặc các phần của nguyên mẫu) bằng chất liệu thạch cao.

- Tạo lớp vỏ (khuôn) bằng cao su bao lấy nguyên mẫu thạch cao rồi tạo lớp vỏ-khung chịu lực (gồm các mảnh, nên là 2 mảnh) bằng thạch cao ôm lấy lớp cao su, xử lý lớp vỏ cao su để có độ bền và đàn hồi rồi tách nguyên mẫu khỏi lớp vỏ cao su. 

- Nấu chảy sáp (hỗn hợp paraphin và stearin) và rót vào khuôn vỏ cao su (bên ngoài đã có vỏ-khung thạch cao ôm đỡ), khi sáp nguội sẽ được nguyên mẫu bằng sáp. Toàn bộ việc chế tạo mẫu sáp cho các chân đỉnh và lư hương hoàn toàn thực hiện tại xưởng của Bộ môn Kỹ thuật đúc - trường ĐHBK Hà Nội) 

- Tạo huyền phù với thành phần chủ yếu là bột chịu nhiệt mịn với chất liên kết là nước thủy tinh. 

- Nhúng mẫu sáp (đã gắn thêm hệ thống rót, dẫn cũng bằng sáp) vào huyền phù để tạo một lớp vỏ, lớp này sẽ quyết định chất lượng bề mặt vật đúc. 

- Sau đó tiếp tục nhúng rồi phủ các hạt chịu nhiệt kích thước lớn hơn, cứ thế nhúng phủ với các hạt chịu nhiệt lớn hơn nữa... sẽ được một vỏ khuôn nhiều lớp (bảo đảm độ dày cần thiết) bao bọc mẫu sáp. 

- Thoát sáp khỏi lớp vỏ khuôn bằng cách luộc trong nước sôi, kết quả được một khuôn. 

- Xử lý hóa chất cải thiện độ bền cơ học của khuôn. 

- Xếp khuôn vào thùng, chèn cát khô rồi đưa vào lò sấy, nung đến nhiệt độ (800-900) oC nhằm tiêu kiệt sáp trong lòng khuôn, tăng bền khuôn và thuận lợi cho hợp kim lỏng điền đầy khuôn. 

- Di chuyển cả thùng chứa khuôn đến vị trí để rót hợp kim lỏng. 

- Sau khi khuôn nguội sẽ phá dỡ lấy vật đúc. Đa phần các công đoạn trên tiến hành tại phân xưởng Đúc thép, nhà máy Chế tạo máy công cụ số 1. 

b. Quy trình đúc trong khuôn cát-sét tươi 

- Thiết kế công nghệ khuôn. 
- Chuẩn bị hỗn hợp cát-sét. 
- Chế tạo hòm khuôn. 
- Chế tạo dưỡng xoay. 
- Chế tạo các miếng ghép tạo hoa văn cho vật đúc. 
- Làm khuôn bằng dưỡng xoay-gạt. 
- Lắp các miếng ghép vào khuôn. 
- Khuôn chờ rót hợp kim đồng lỏng. 

Mọi công đoạn tiến hành tại phân xưởng Đúc gang, nhà máy Chế tạo máy công cụ số 1. 

c. Quy trình nấu hợp kim đồng 

- Hợp kim đồng đúc các chi tiết đỉnh-lư bảo đảm khả năng bền lâu do tác động của môi trường được nấu từ phối liệu gồm đồng đỏ (thanh), kẽm (tấm), niken (tấm), đồng-phốtpho… 

- Thiết bị nấu: lò nồi cho các chi tiết đúc trong khuôn cát-sét tươi, nấu kép lò nồi-lò cảm ứng trung tần 160 kg cho các chi tiết đúc mẫu chảy. 

- Vì lò nồi đặt tại phân xưởng Đúc gang, còn lò cảm ứng trung tần lại ở phân xưởng Đúc thép nên khi nấu kép phải di chuyển đồng lỏng từ lò nồi sang lò trung tần. Việc nấu luyện hợp kim đồng triển khai tại cả hai phân xưởng Đúc gang và Đúc thép.

d. Gia công cơ và lắp ghép 

- Gia công gờ bậc cho các “thớt” của thân đỉnh để chống xô ngang khi lắp ghép trên máy tiện mâm quay 6 mét. 

- Tạo đường dẫn khói trầm qua đế đỉnh-chân đỉnh-đáy thân đỉnh-nắp đỉnh. 

- Tạo mối ghép đế đỉnh-chân đỉnh-đáy thân đỉnh, tai đỉnh-thân đỉnh, nắp đỉnh-con “nghê”, hai nửa lư hương bằng các bulon-đai ốc thép không gỉ. 

- Lắp ghép hoàn chỉnh bộ đỉnh-lư. Khối lượng đỉnh là >1200 kg, khối lượng lư hương  cỡ  160  kg. Tổng khối lượng cả bộ khoảng 1700 kg 

e. Một số phát sinh thực tế 

- Khuôn cao su xử lý chưa tốt, độ bền và đàn hồi kém gây khó khăn khi tạo mẫu sáp nên mất công sửa chữa mẫu. 

- Khuôn mẫu chảy kém bền, nứt vỡ trong quá trình nung-rót dẫn đến 2 vật đúc lư hương đầu tiên hỏng không sửa được phải làm lại từ đầu. PGS Lộc trao đổi với cộng sự đưa ra biện pháp kỹ thuật đã khắc phục được vấn đề này. 

- Lúc đầu thiết kế lò nồi chưa hợp lý nên không nấu chảy được đồng, PGS Lộc đã chỉ ra vấn đề cần chỉnh sửa lại. Sau khi hoàn thiện toàn bộ, vào thượng tuần tháng 4/1994 bộ đỉnh-lư (trong đó đỉnh đã được tháo rời) được di chuyển lên Đài tưởng niệm và được lắp ghép lại tại đúng vị trí như hiện nay. Ngày 21/4/1994 (tức 11/3 âm lịch - Ngày giỗ tổ Hùng vương) bộ đỉnh-lư đã đón nhận tro cúng tế từ Đền Hùng và sẵn sàng cho lễ khánh thành Đài tưởng niệm. Tập thể tham gia trực tiếp chế tạo bộ đỉnh-lư dưới sự chỉ huy sâu sát và toàn diện của PGS Phạm Quang Lộc bao gồm các cộng sự, cùng các cán bộ kỹ thuật và công nhân các phân xưởng đúc gang, đúc thép, cơ khí, lắp ráp của nhà máy Chế tạo máy công cụ số 1.

Với sự hỗ trợ hiệu quả của lãnh đạo nhà máy Chế tạo máy công cụ số 1 (đại diện là Phó giám đốc Soạn) về nhân lực, trang thiết bị .., sự ủng hộ quý báu của Hội Đúc-Luyện kim Việt Nam, sự giúp đỡ và tạo điều kiện tối đa của Bộ môn Vật liệu và công nghệ đúc trường ĐHBK Hà Nội, sau gần 8 tháng vất vả, miệt mài và sáng tạo trong công việc, với ý thức trách nhiệm và tâm huyết về ý nghĩa của công trình, tập thể trên đã thực hiện một khối lượng công việc to lớn và đã hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ.