中國古代三大鑄造技術（1）

  來源: 中國古代科技成就

『冶石為器，千爐齊設』，晉曹毗【詠冶賦】的著名詩句，真實描繪了我國古代冶鑄生產的情景。在我國古代金屬加工工藝中，鑄造占着突出的地位，具有廣泛的社會影響，像『模範』、『陶冶』、『熔鑄』、『就範』等習語，就是沿用了鑄造業的術語。勞動人民通過世代相傳的長期生產實踐，創造了具有我國民族特色的傳統鑄造工藝。其中特別是泥范、鐵范和熔模鑄造最重要，稱古代三大鑄造技術。



    泥范鑄造



    我國自新石器晚期，就進入銅石並用時代。河北唐山等地出土的早期銅器，有鍛打成形的，也有熔鑄成形的，說明範鑄技術在我國源遠流長，很早就發展起來。


    古代文獻中有不少關於昆吾（夏代的一個部落，居住在今河南濮陽市境北）制陶、鑄銅的記載以及禹鑄九鼎的傳說。從近年考古發掘來看，夏代已經能熔鑄青銅。最初的鑄型是使用石范。由於石料不容易加工，又不耐高溫，在制陶術發達的基礎上，很快就改用泥范，並且在長達三千多年的時間裡，在隨着近代機器製造業的興起採用砂型鑄造以前，它一直是最主要的鑄造方法。


    商代早期以河南偃師二里頭遺址作為標誌，已經用泥范鑄造銅錛、銅鑿等小型生產工具和銅鈴、銅爵等日用器具。稍後，以鄭州二里崗作為標誌，青銅冶鑄業開始發達起來。鄭州張寨出土的兩件大方鼎，分別重六四・二五和八二・二五千克，表明商代中期鑄銅技術已經具有相當水平，從單面范、雙面范鑄造，發展到能用多個型、芯組成複合鑄范鑄作重達百斤以上的大型鑄件。


    盤庚遷殷以後，以安陽小屯殷墟作為標誌，青銅冶鑄技術達到鼎盛時期。出土和傳世的幾萬件商、周青銅器，既是重要的歷史文物，又是冶鑄奴隸智慧和才能的結晶，它們的學術、藝術價值和技術水平是世所公認的。


    為了獲得形狀高度複雜、花紋精細奇麗的青銅鑄件，古代冶鑄工匠採取了一系列重要的工藝措施，例如：


    在造型材料的製備上，就地取材，精選質地純淨、耐火度比較高的砂泥，予以練制。鑄型表層所用的面泥，用水澄洗，得到極細極純的僥啵ǔ文啵，這種泥料有很好的塑性和強度，翻制鑄范的時候能得到很高的清晰度和準確度。背泥卻採用比較粗的泥料或雜以砂子、植物質，以減少澄泥的耗用量，增加鑄范的透氣性。所有泥料都要經過長期陰乾，反覆摔打，使它高度勻熟，不致在造型、乾燥的時候開裂。


    在造型工藝上，以分鑄法作為基本工藝原則，獲得複雜的器形：或者先鑄器身，再在上合范澆注附件（如獸頭、柱等）；或者先鑄得附件（如鼎的耳、足等），再在澆注器身的時候鑄接成一體。著名的四羊尊（湖南寧鄉出土）就是使用了分鑄法才鑄成的。這個方法的起源可以上溯到二里崗期（商代前期），到小屯期（商代後期），基本型式已經大體具備。春秋時期，先鑄附件後鑄器身成為分鑄法的主流，新鄭彝器和戰國時期的鼎、壺等類多半是這樣鑄成的。運用簡單的工藝原則成功地解決複雜的工藝問題，執簡御繁，平凡的勞動中顯現出獨具的匠心，這是古代勞動人民的卓越創造，也是了解商周青銅器鑄造技術的一個關鍵。把像四羊尊這樣複雜的器物誤認為失蠟鑄件，是不符合實際的，把商周青銅器說得神秘莫測，不可逾越，那更是錯誤的。


    此外，對於范芯的乾燥、焙燒、裝配，均勻壁厚使它達到同時凝固，預熱鑄型使它能順利澆注等方面，商周時期都已經摸索出了一整套成熟的工藝，不但為後代的泥范鑄造，也為金屬型和熔模鑄造，奠定了技術基礎。


    但是，在剝削階級占有生產資料、掌握國家機器的社會條件下，勞動人民的科學技術創造成果總是被統治者所攫取，用來鎮壓、欺騙人民，滿足他們窮奢極欲的腐朽生活需要。商周青銅器中，禮、樂、兵、車四類占了絕大多數，生產工具為數很少，許多明器（陪葬器物）鑄成後就埋置地下。這種情形極大地阻礙了社會生產力的發展。以致在長達一千多年的時間裡，泥范鑄造基本上停留在一次型的階段，到春秋時期才用多次型（半永久性泥型）鑄造銅工具（钁）。


    我國古代泥范鑄造的又一個傑出成就，是疊鑄法的早期出現和廣泛應用。所謂疊鑄是把許多個范塊或成對范片疊合裝配，由一個共用的澆道進行澆注，一次得到幾十甚至幾百個鑄件。這種方法在近代是隨着大機器生產的出現，需要大批小型鑄件（如活塞壞、鏈節等），才發展起來的。由於它生產率高，成本比較低，可以節省造型、澆注面積，目前仍在廣泛應用。我國最早的疊鑄件是戰國時期的齊刀幣，是用銅質范盒翻制出具有高度對稱性和互換性的范片，每兩片合成一層，多層疊澆而成。到了漢代，廣泛用於錢幣、車馬器的生產。近年來，在陝西、河南、山東等省，這種鑄范和烘窯多有出土。特別是河南溫縣西招賢村漢代冶鑄遺址一個烘范窯，就發掘出十六類、三十六種規格的五百多套疊鑄范，為我們了解這一工藝提供了很可貴的實物資料。它們結構巧妙，製作精細，為便於清理鑄件，內澆口厚度只有二到三・五毫米。用這些鑄范澆出的鑄件，表面光潔度達到五級（光潔度共分十四級），金屬收得率可以達到百分之九十，工藝水平和廣東佛山近代所用同類方法已經相當接近。



    用泥范鑄造大型和特大型鑄件，從唐宋時期起，有很大發展。滄州五代時期的鐵獅，當陽北宋的鐵塔，北京大鐘寺明代的大鐘，都是世界聞名的巨大鑄件。宋應星【天工開物】卷八記述了兩種澆注大件的方法：一是用多個行爐相繼傾注（千斤以內的鐘），一是用多個熔爐槽注（萬鈞鍾）。這在古代手工業生產的技術條件下，應當說是一種巧妙而又需要熟練技巧和很好組織協同的工藝措施。就是在現代，要成功地澆注三四十噸的大鑄件，也不是一件輕而易舉的事。