中国古代三大铸造技术（1）

  来源: 中国古代科技成就

“冶石为器，千炉齐设”，晋曹毗《咏冶赋》的著名诗句，真实描绘了我国古代冶铸生产的情景。在我国古代金属加工工艺中，铸造占着突出的地位，具有广泛的社会影响，像“模范”、“陶冶”、“熔铸”、“就范”等习语，就是沿用了铸造业的术语。劳动人民通过世代相传的长期生产实践，创造了具有我国民族特色的传统铸造工艺。其中特别是泥范、铁范和熔模铸造最重要，称古代三大铸造技术。



    泥范铸造



    我国自新石器晚期，就进入铜石并用时代。河北唐山等地出土的早期铜器，有锻打成形的，也有熔铸成形的，说明范铸技术在我国源远流长，很早就发展起来。


    古代文献中有不少关于昆吾（夏代的一个部落，居住在今河南濮阳市境北）制陶、铸铜的记载以及禹铸九鼎的传说。从近年考古发掘来看，夏代已经能熔铸青铜。最初的铸型是使用石范。由于石料不容易加工，又不耐高温，在制陶术发达的基础上，很快就改用泥范，并且在长达三千多年的时间里，在随着近代机器制造业的兴起采用砂型铸造以前，它一直是最主要的铸造方法。


    商代早期以河南偃师二里头遗址作为标志，已经用泥范铸造铜锛、铜凿等小型生产工具和铜铃、铜爵等日用器具。稍后，以郑州二里岗作为标志，青铜冶铸业开始发达起来。郑州张寨出土的两件大方鼎，分别重六四・二五和八二・二五千克，表明商代中期铸铜技术已经具有相当水平，从单面范、双面范铸造，发展到能用多个型、芯组成复合铸范铸作重达百斤以上的大型铸件。


    盘庚迁殷以后，以安阳小屯殷墟作为标志，青铜冶铸技术达到鼎盛时期。出土和传世的几万件商、周青铜器，既是重要的历史文物，又是冶铸奴隶智慧和才能的结晶，它们的学术、艺术价值和技术水平是世所公认的。


    为了获得形状高度复杂、花纹精细奇丽的青铜铸件，古代冶铸工匠采取了一系列重要的工艺措施，例如：


    在造型材料的制备上，就地取材，精选质地纯净、耐火度比较高的砂泥，予以练制。铸型表层所用的面泥，用水澄洗，得到极细极纯的侥啵ǔ文啵，这种泥料有很好的塑性和强度，翻制铸范的时候能得到很高的清晰度和准确度。背泥却采用比较粗的泥料或杂以砂子、植物质，以减少澄泥的耗用量，增加铸范的透气性。所有泥料都要经过长期阴干，反覆摔打，使它高度匀熟，不致在造型、干燥的时候开裂。


    在造型工艺上，以分铸法作为基本工艺原则，获得复杂的器形：或者先铸器身，再在上合范浇注附件（如兽头、柱等）；或者先铸得附件（如鼎的耳、足等），再在浇注器身的时候铸接成一体。著名的四羊尊（湖南宁乡出土）就是使用了分铸法才铸成的。这个方法的起源可以上溯到二里岗期（商代前期），到小屯期（商代后期），基本型式已经大体具备。春秋时期，先铸附件后铸器身成为分铸法的主流，新郑彝器和战国时期的鼎、壶等类多半是这样铸成的。运用简单的工艺原则成功地解决复杂的工艺问题，执简御繁，平凡的劳动中显现出独具的匠心，这是古代劳动人民的卓越创造，也是了解商周青铜器铸造技术的一个关键。把像四羊尊这样复杂的器物误认为失蜡铸件，是不符合实际的，把商周青铜器说得神秘莫测，不可逾越，那更是错误的。


    此外，对于范芯的干燥、焙烧、装配，均匀壁厚使它达到同时凝固，预热铸型使它能顺利浇注等方面，商周时期都已经摸索出了一整套成熟的工艺，不但为后代的泥范铸造，也为金属型和熔模铸造，奠定了技术基础。


    但是，在剥削阶级占有生产资料、掌握国家机器的社会条件下，劳动人民的科学技术创造成果总是被统治者所攫取，用来镇压、欺骗人民，满足他们穷奢极欲的腐朽生活需要。商周青铜器中，礼、乐、兵、车四类占了绝大多数，生产工具为数很少，许多明器（陪葬器物）铸成后就埋置地下。这种情形极大地阻碍了社会生产力的发展。以致在长达一千多年的时间里，泥范铸造基本上停留在一次型的阶段，到春秋时期才用多次型（半永久性泥型）铸造铜工具（镢）。


    我国古代泥范铸造的又一个杰出成就，是叠铸法的早期出现和广泛应用。所谓叠铸是把许多个范块或成对范片叠合装配，由一个共用的浇道进行浇注，一次得到几十甚至几百个铸件。这种方法在近代是随着大机器生产的出现，需要大批小型铸件（如活塞坏、链节等），才发展起来的。由于它生产率高，成本比较低，可以节省造型、浇注面积，目前仍在广泛应用。我国最早的叠铸件是战国时期的齐刀币，是用铜质范盒翻制出具有高度对称性和互换性的范片，每两片合成一层，多层叠浇而成。到了汉代，广泛用于钱币、车马器的生产。近年来，在陕西、河南、山东等省，这种铸范和烘窑多有出土。特别是河南温县西招贤村汉代冶铸遗址一个烘范窑，就发掘出十六类、三十六种规格的五百多套叠铸范，为我们了解这一工艺提供了很可贵的实物资料。它们结构巧妙，制作精细，为便于清理铸件，内浇口厚度只有二到三・五毫米。用这些铸范浇出的铸件，表面光洁度达到五级（光洁度共分十四级），金属收得率可以达到百分之九十，工艺水平和广东佛山近代所用同类方法已经相当接近。



    用泥范铸造大型和特大型铸件，从唐宋时期起，有很大发展。沧州五代时期的铁狮，当阳北宋的铁塔，北京大钟寺明代的大钟，都是世界闻名的巨大铸件。宋应星《天工开物》卷八记述了两种浇注大件的方法：一是用多个行炉相继倾注（千斤以内的钟），一是用多个熔炉槽注（万钧钟）。这在古代手工业生产的技术条件下，应当说是一种巧妙而又需要熟练技巧和很好组织协同的工艺措施。就是在现代，要成功地浇注三四十吨的大铸件，也不是一件轻而易举的事。