青铜器铸造始于何时 汉代的什么是秦汉时的优秀作品
青铜器的冶铸始于夏代;汉代的马踏飞燕、长信宫灯都是秦汉时的优秀作品,属于国家一级文物。
一, 关于青铜器;
青铜器是由青铜合金(红铜与锡的合金)制成的器具,诞生于人类文明时期的青铜时代。
青铜器在世界各地均有出现,是一种世界性文明的象征。最早的青铜器出现于6000年前的古巴比伦两河流域。苏美尔文明时期雕有狮子形象的大型铜刀是早期青铜器的代表。青铜器在2000多年前逐渐由铁器所取代。
中国青铜器制作精美,在世界青铜器中享有极高的声誉和艺术价值,代表着中国4000多年青铜发展的高超技术与文化。
二,中国青铜器的发展;
1、 萌生期的青铜器(夏代公元前21世纪~公元前16世纪)
公元前二十一世纪左右,中国开始进入青铜时代,夏代晚期的二里头文化,是目前考古发现中最早的青铜文化。河南偃师二里头遗址出土的青铜容器、乐器、兵器、工具和饰件及一并发现铸造遗址,显示出青铜礼器已初具规范,器壁匀薄,陶质块范铸造铸造技术已达熟练水平,具有兽面特征的纹饰和绿松石镶嵌工艺也以形成。这一时期的青铜器显示出中国业已步入文明社会。
2、 育成期的青铜器(商代早期,中期公元前16世纪~公元前13世纪)
商代早期和中期,是中国青铜器艺术趋于成熟的发展时期,以酒器为主的礼器体制初步建立,兵器的种类增多,普遍装饰兽面纹样,构图渐趋繁密,线条峻深劲利。分铸技术的应用已较娴熟,制范、合范技巧已相当进步。这一时期的青铜器,奠定了青铜艺术鼎盛发展的基础。
3、 鼎盛期的青铜器(商晚期,西周早期公元前13世纪~公元前11世纪)
商代晚期至西周早期青铜艺术已达到辉煌灿烂的程度,商代礼器的重酒体制臻于完善,满布器身的纹饰大量采用浮雕和平雕相结合的方法,精美绝伦。运用夸张,象征手法表现动物神怪的兽面纹空前发达,既庄严神秘又富有生气。纪事体铭文在商末出现,周初礼器沿袭,并出现了向重食体制转变的端倪。铸记长篇铭文是西周礼器的重要特点。
4、 更新器青铜器(春秋中期,晚期,战国公元前7世纪~公元前221年)
春秋中期至战国,青铜艺术的发展再次出现高潮。列国青铜器趋向成熟,区域特征明显。北方晋秦,东方齐鲁,南方荆楚的青铜艺术交相辉映,器物的生活实用性加强,礼器功用逐渐消失。形制的创新,出现了许多谲奇精丽之器,以龙为主题的纹饰细密繁缛,人物活动的画像创造性地位为主纹出现。失蜡法和印模块范拼合法产生,镶嵌工艺绚丽工巧,铭文字体注重美化,战国晚期青铜艺术趋于素朴平实。
三,青铜器的铸造技术;
泥范铸造、失蜡铸造、金属型铸造,被称为中国古代三大铸造技术。青铜器的铸造,主要采用泥范铸造和失蜡铸造。中国的青铜器铸造以泥范为主,并在近代兴起砂型铸造之前的三千多年时间内,泥范分范合铸一直是最主要的铸造成形方法,春秋中期以前几乎是唯一的方法。这和美索不达米亚、埃及等地以失蜡铸造为主的情况截然不同,是中国独有的技术道路。
四,中国十大国宝级青铜器;
中国十大国宝青铜器为:司母戊鼎、鸮尊、四羊方尊、大盂鼎、虢季子白盘、龙虎尊、琱生簋、匽侯盂、铜冰鉴、曾仲笼父壶。
1、司母戊鼎:商朝时期商后期,(约公元前14~前11世纪)炊食器
2、鸮尊:商朝时期商后期,(约公元前14~前11世纪)盛酒器
3、四羊方尊:商朝时期,(约公元前l4~前11世纪)盛酒器
4、大盂鼎:西周时期西周,炊器
5、虢季子白盘:西周时期,盛水器
6、龙虎铜尊:商朝时期,盛酒器
7、琱生簋:西周时期西周,盛食器
8、匽侯盂:西周时期西周,盛食器
9、铜冰鉴:战国时期曾,冰酒器
10、曾仲笼父壶:春秋时期春秋,盛酒或盛水器。
远古时期的武器的设计和制造尚处于初始阶段,《淮南子·汜论》所述:“古之兵,弓剑而已矣,槽矛无击,侑戟无刺。” 为利于在山地丛林中奔跃和近战,那时人们普遍习惯使用短兵器。剑是短兵的一种,脱胎于矛形刺兵及短匕首,始原于殷商以前,形极为短小,仅有短平茎,而无管筒。古人用此剑插腰,轻便易使,直刺旁击都能运用自如,抵御匪寇与野兽都是必不可少。到了周代,尤其是春秋、战国时期,构造简单容易制造的剑已成为主要短兵器,成为社会各阶层必有之佩备。连冯谖与汉初的韩信,虽然贫至无食,也仍然随身携带。著名的有干将、莫邪、龙泉、太阿、纯钧、湛卢、鱼肠、巨阙等。春秋时的龙泉剑,仍有一只藏于故宫,至今仍很锋利,证明我国在剑的制造和使用上,有著很悠久的历史。]
至东周时期,西方大陆此时仍处在蛮荒时期,但是中土的冶铜工业已经非常发达。工匠大多以铜铸剑,造就出一大批剑质颇佳的精品,制剑技术亦逐渐进步。 依据《考工记》的记载,战国时期的工匠以累积了足够的经验,能充分的掌握冶炼青铜的技术,按照器具不同的用途,合金中的铜与铅、锡比例也有所不同。这样的冶炼技术领先西方国家近千年。
早期的青铜剑约在商朝即已大致成形,最初仅长十余公分,直脊双刃,剑身扁阔,柄以木片夹束,亦无剑格,而后发展出固定的形制,主要由剑身与剑茎两部分组成,每一部位都有名称。剑身前端称“锋”,剑体中线凸起称“脊”,脊两侧成坡状称“从”,从外的刃称“锷”,合脊与两从为“腊”。剑把称“茎”。茎主要有扁形与圆形的两种。茎和身之间有的有护手的“格”,又称为“卫”。茎的末端常有圆形的“首”或“镡”。茎上有的有圆形的“箍”。茎上常以绳缠绕,绳称为“缑”,剑柄尾端旋环称做铎。剑鞘也谓之“室”。短剑也称“匕”。考究的青铜剑的首与格等常以玉质作成,这种剑,一般则称为“玉具剑”。在未来的千年间,这种剑的造型逐步迈向成熟,并作为步兵的基本武器而活跃于战场上。
郑锷更于剑有所详解,他这样说到:人之形貌大小长短不一,选择不同的剑,不是为了美观,而是要使之各适其用而已。因此分为为三等剑制,以适合三等带剑之士,什么人用什么剑则自取其便。剑柄长五寸,剑身若是剑柄的五倍,那么就该有三尺,重九锵,也就是三斤十二两,长之极,重之至,故谓上制。只有高大有力的剑士可以佩带,所以称为上士之制。剑身是剑柄的四倍,那么剑之长则有二尺五寸,重七锵,也就是二斤十四两,长短轻重取其中,谓之中制。适合普通身材和力量大小的人使用,故称为中士之制。若剑身只有三倍剑柄长短,则只有二尺,重量只有五锵,则只重二斤一两三分,轻而且短,称为下制,矮小羸弱者适用。
上述剑制,大抵沿用于远古,历代仍有频繁变更,自秦至宋,其中的变化最多。郑锷云:“若以秦汉之剑与宋时之剑比较,则宋时长剑有二十一寸三分,汉时长剑仅十七寸九分。宋时短剑十五寸二分,汉时短剑仅十寸五分,故宋时之剑较汉时之剑长,且品质更优”。
剑之用途,不只是专供杀戮之用,也用做文士饰品,不过终究是以防身拒敌为主,如剑过长则运用不便,剑短则难以及远,过短的剑轻而没有打击力度,长剑重而挥动迟缓,二者均不适合实用。另外古籍有言:“汉高祖仗三尺剑而得天下”,由此可见汉代剑长不及两尺之说应当有误。若综合剑史所记,大抵古剑之长,由一尺三寸至四尺多不等,其重量则为二至三斤。
春秋时期,互为世仇的吴越两国却同以铸剑精良闻名于当世,其技术之精湛、工艺之华美,可称举世无匹,尤其是剑身的表面处理,不但具有神秘华丽的花纹,在两千五百年后的今天,仍然寒光四射、锋锐如新,这种处理技术至今仍然是个谜。
1994年秦始皇兵马俑二号俑坑正式开始挖掘,考古工作者发现一把青铜剑被一尊重达150千克的陶俑压弯了,其弯曲的程度超过45度,当人们移开陶俑之后,令人惊诧的奇迹出现了:那又窄又薄的青铜剑,竟在一瞬间反弹平直,自然恢复。当代冶金学家梦想的“形态记忆合金”,竟然出现在2000多年前的古代墓葬里!这柄古剑在地下埋藏了两千多年为什么没有生锈呢?为什么依然寒光四射、锋利无比呢?通过进一步的研究发现,“越王勾践剑”千年不锈的原因在于剑身上被镀上了一层含铬的金属。铬是一种极耐腐蚀的稀有金属,提取十分不易,但是此时的铸剑工艺水平成为一个谜。其中还发现了一批青铜剑,这批青铜剑内部组织致密,剑身光亮平滑,刃部磨纹细腻,纹理来去无交错,它们在黄土下沉睡了2000多年,出土时然光亮如新,锋利无比。科研人员测试后发现,剑的表面有一层10微米厚的铬盐化合物。这一发现立刻轰动了世界,因为这种铬盐氧化处理方法,只是近代才出现的先进工艺,德国在1937年,美国在1950年先后发明并申请了专利。
春秋晚期至战国可说是铜剑最发达的时期,除个别地区的剑反映了地域或民族风格外,形制上一般都开始定型。春秋晚期的铜剑,绝大部分都有剑首,并普遍出现了剑格,但具剑箍的还较少。长度一般都要在40-50厘米以上。有名的越王勾践剑、吴王夫差剑、吴王光剑等等,都是这时期的重要作品。这些宝剑制作精美,表现了卓越的制作工艺。东周青铜剑,以吴国、越国的最为上乘,《周礼·考工记》载:“吴越之金锡,此材之美者也”。湖北江陵古墓出土的越王勾践剑,通长55.7厘米,身满饰菱形纹,剑格两面以蓝色琉璃镶嵌花纹。
此时,钢铁制的兵器也登上了舞台,或许对于青铜兵器的锻冶技术已累积了足够的知识,又或许摺叠钢的技术本来就承袭自打造青铜兵器的经验,无论如何,这个时期的钢铁兵器,其水准的确领先了全世界一大截,著名的铸剑大师如:欧冶子、干将等人,链就一批千古名剑:干将、莫邪、湛卢、巨阙、纯钩、龙渊、太阿、工布、鱼肠等,即使实物不存,它们的赫赫威名仍令我们心驰神往;《吴越春秋》中记载薛烛评纯钩剑:“光乎如屈阳之华,沉沉如如芙蓉始生于湖,其文如列星之行,其光如水之溢塘,”此外,太阿剑“巍巍翼翼如流水之波”、工布剑“文若流水不绝”,以及:龟文、缦理、列星、溢水、冰释、高山、深渊、水波、珠衽、流泉等等形容,均是指剑身上的摺叠花纹而言,当我们看到古代刀剑上的花纹时,才能体会古人所言实非虚语。
战国后期的秦国已经是青铜剑、铁剑并用,同时剑的型制也有变化,长度曾加到一百公分左右,剑身狭长,表面经过仔细地研磨,并有一层铬盐氧化物,显现著乌黑的光泽,能防蚀防锈,陕西秦墓出土的诸多长剑几乎有如新制。
直到9世纪末,意大利青铜剑工艺仍然在这个水平上
钢铁兵器正式装备部队后,因为硬度和韧度都明显地优于青铜,也由于骑兵的大量使用,配合其冲锋陷阵、马上接战的战术需要,对兵器的强度有更高的要求,所以在西汉末年时,钢铁兵器几已完全取代了青铜,进入了一个全新的时代,在这数百年的交替期间,同时也是青铜兵器的发展巅峰,无论长度、硬度、韧度,在历史舞台上展现其最后的灿烂风华。
骑兵成为军队的功击主力后,伴随而来的是战术的改变与装备的革新,由于骑兵冲锋的速度极快,单手施力的长剑固然仍能直刺敌人,予以重创,但冲力之大也足可把骑兵拉下马来,陷入挨打的困境,因此,马上的短兵显然要特重其切削的性能,加上强韧的铁器也已相当成熟,长剑于是渐渐为长刀所取代,并在汉代末期完全退出战场。这个时期的长剑常以玉石为装具,千年之后,长剑已朽,玉剑饰却已其精美的质地与纹饰为人珍爱,成为玉器中一个不可或缺的品目,我们可以说:剑虽然在战场上没落了,但在民间它始终保有王者的地位。
中国刀剑工艺最高水准,在史料上有详细记录的,应该是东汉时代出现的“百炼钢”。百炼,则是反覆加热、折叠锻打一百次,使得杂质尽出,最后锻造出最精纯的钢。可惜这样的技术太费工,动辄耗费数年,才得神兵三五把。到了唐末“安史之乱”,社会大乱,十室九空,百炼钢的技术就逐渐失传了。到了北宋,当时的大科学家沈括曾在《梦溪笔谈》一书中说到他造访磁州锻坊,观看炼铁,才认识所谓“真钢”。他还记述了当时的一把宝剑:有人将十支大钉钉入柱中,挥此宝剑一削,钉子全部截断,剑锋却纤毫无损;用力弯曲,剑身如勾,放开来铿然有声,又如箭弦一般平直。
到了明朝,更是每下愈况。戚继光在《练兵实纪·杂集》中指出,当时的工匠不肯好好磨刀,结果“砍入不深、刀芒一秃,即为顽铁矣。”
清朝的乾隆皇帝是非常重视文治武功的一位。他尤其喜爱刀剑,从乾隆十三年到二十二年,不惜人力物力,制作了一批款式精美的刀剑。由于“今上”的重视,当时冶炼刀剑的技术又大幅提升。有花纹钢就是百炼钢?根据中国自唐朝后就少有刀剑著作、墓葬出土来推测:百炼钢的技术,唐以后可能就失传了。清朝扣鸣刀上花纹钢的技术,很可能是从日本、东南亚、中东、印度学习的。世界上最好的花纹钢不在中国,我们古代刀剑的铸造技术,没有流传下来。
一 陶范铸造的工艺流程 所谓陶范铸造,是将金属熔炼成符合一定成分要求的液体并倾倒入预先制好的陶质铸型中,经冷却凝固、清整处理后得到有预定几何形状和物理化学性能的器件的工艺过程,这是是一个复杂的多工艺过程,其典型工序流程如下:
图1 青铜器铸造工序流程(引自《中国上古金属技术》)
殷墟铸铜遗址从未发现炼炉和炼渣,表明冶炼和铸造工艺是分地进行的。因此,安阳的青铜生产工序不包括上图的左边第一个方框里的矿石开采和粗炼,但不排除有精炼的工序。由上图可见,在浇注开始之前,制备陶范的工序和熔炼合金的工序是同步进行的。以下我们概述各个环节的具体做法(铸型的制作部分详见即将发表于《考古》的《殷墟青铜礼器铸型制作工艺》,本文从简)。
(一) 铸型的制作
1、造型材料的选取和制备
这一步骤即图1所示的泥料选取和泥料加工工序。
为了解殷墟时期造型材料的选择和制备工艺,必须对铸铜遗址出土的陶范进行科学检测。迄今为止,殷墟已发现的几处较大的铸铜遗址中,只有苗圃北地和孝民屯东南地出土的部分陶范做了较为详细的检测。检测结果表明:殷墟陶范采用当地的粘土,经淘洗、练泥、陈腐的工序进行处理,并添加河砂、蚌粉(或其它硅酸盐物质)、植物质等羼和料,主要是为增加陶范的耐热急变性能,改善铸造性能。相比而言,芯中含更多羼和料,以具有更好的耐热度和溃散性。陶范添加的羼和料的数量多于陶器,这可能与铸造性能的要求有关。陶范的分型面上有刷涂红色细泥浆或者烟熏的现象,可能是为提高表面质量所采取的举措。
必须指出,究竟使用何种粘土,是地下的生土,还是河流的沉积土,一直存在讨论。而使用化学方法进行分析,难以得出直接的结论。目前笔者正在与威斯康辛大学的Jim Stoltman教授合作,利用偏光显微镜分析陶范的物理结构,了解原材料的选择和孱和料的添加等工艺。从某种意义上说,这样的做法更便于恢复历史的本真。先民们在对材料进行改性的时候,首先看到是它的物理性能的变化。比如淘洗,主要目的就是提高含泥量,虽然化学分析显示氧化钙有降低,但这不是古人的目的。换言之,可以通过氧化钙的降低的现象反证造型材料可能经过淘洗,特别是面料经过淘洗。
2 铸型的设计和制作
铸型通常是由范、芯以及芯撑组合而成的带有内部空腔的封闭实体,空腔即为待铸物体的形状。范形成器物的外表,芯则形成器物的内腔、孔以及某些中空部分。范与范的结合面谓之分型面。
殷墟铸型的做法是将陶土塑制成模,可能采用了类似陶器的制作工艺,模的形状是按照制范的需要设计的,因此较大器物的模一般是按照不同的部位分别制作,整体模型中不必要的部分会被省略,以节约材料和工时。模上花纹的制作有两种形式,一种是在表面贴附泥片,上面雕刻花纹;一种是在模的表面塑制主体花纹的轮廓,再用朱砂描绘次一级花纹的线条。
用模翻范,在范上剔刻花纹的细部,有些花纹是直接在范上模印或刻制的,如�1�7肩部的圆涡纹(如图9),这种做法可视作侯马时期模印法的先声。
安阳陶范有两种做法,即李永迪命名的I式范和II式范。前者分型面上没有榫卯,背部光滑,仅有一个水平或垂直的凸棱,较薄,可能主要在三家庄阶段和殷墟一期使用。I式范中有些花纹范,多为一组较窄的花纹,可能是嵌入外面的陶范使用的。II式范主要在殷墟二期以后使用,它的背部凹凸不平,为指窝按压的痕迹,分型面上有榫卯。
针对不同形状和种类的青铜器,一般是按照垂直和水平两个方向来分范,分范的形式比较复杂,这一问题将另文详述。使用复合范的办法制作高浮雕兽头,即在器物范上留下空腔,在凹槽内放置一块范泥,用活块兽头模压印出兽头,也有可能镶嵌小兽头范。
由于对耐火度、退让性和溃散性的高要求,芯很可能是单独制作的,而并非如石璋如所言是完全用模刮去铸件壁厚制成的,特别是一些大型器物的芯,往往是依托不同部位的范,使用粗砂泥夯筑而成。出土的芯一般呈砖红色,质地较为松散和粗糙,不同于质地细腻的模。足等部位的盲芯往往设有泥芯撑,用以同范配合。形成器物空腔的芯带有芯头,芯头侧面有榫,中心有凹窝,用以同底范配合。带有铭文的泥芯多半是由泥模翻印而来,翻印后的阳文还需经过刻制修整,在字的笔画旁边可见清晰的刻槽。其上顶面带有配合用的凸榫,用以镶嵌到器物泥芯上。
3 铸型的干燥、焙烧和装配
铸型制就的下一工序是干燥,组装之后整体焙烧还是分别焙烧之后组装,还存在不同意见。组装之后还要再次干燥(同时也是预热),方能浇注。 范脱模后,需在背阴处自然干燥(阴干),使水分缓慢而均匀地蒸发,这对控制范的变形,保证其严密性至关紧要。小型铸型可能是在烘范窑中焙烧的,窑形结构与小型陶窑相同。这一步骤的重点在于焙烧工艺,谭德睿曾认为陶范焙烧温度高于850度,笔者和刘歆益合作研究,初步认为焙烧温度可能只有600度左右,远远低于陶器的烧成温度。这也与万家保的复原实验的数据比较接近。
多数铸范都在分型面开设榫卯,用以配合组成铸型。在芯和范之间有时还需要设置金属芯撑。
大型器物需要使用底范,芯和底范是联接在一起的。有些大型器物直接在底面夯筑底范,比如孝民屯发现的大型圆形器物底范
三足器通常在足的上方安放浇口范,其中一足作为浇口,另两足是出气孔,圈足器的浇口也设在足上,底范会做出浇道的部分。
至此,整个铸型制作完成。
(二)合金的熔炼和配制
这个问题是整个铸造流程研究中的薄弱环节,基本上所有的步骤都是推测,并且存在争论。
1 关于熔铜器具的讨论
安阳苗圃北地和孝民屯铸铜遗址均出土大量经高温灼烧的陶质残片,有些表面有高温灼烧的裂痕(图2),有的表面已经釉质化,呈玻璃态,背面有泥条盘筑或者草拌泥的痕迹。以往的学者都认为这就是熔炉的残片,采用内燃式加热。对苗圃北地出土的残片分析显示,除1个样品的烧流层内有较多量的铜外,另外两个样品只有微量的铜,3个样品均有痕量的锡、铅等存在。
图2 孝民屯东南地铸铜遗址出土的陶质残片(上:正面,下:背面)
笔者曾分析2片这种样品,发现有较高的二氧化硅含量和氧化钙含量,特别是背层,氧化钙含量更高。推测残片的原料很可能是在原生土内加入砂粒和蚌粉得到的。样品背层的烧失量较大,说明还另外加入了植物茎叶,也就是由草拌泥糊成。其中1块样品的焙烧温度高于900℃。有1块样品上附有很少一点铜渣,经检测,含铜、锡、铅三种元素 。
笔者在对安阳孝民屯铸铜遗址出土的大量这种“熔炉”残片进行整理的时候,发现绝大多数残片表面都没有附着金属,即使灼烧得很厉害,表面已接近釉质的样品,从外观上也看不到金属的遗迹,只有少量残片表面粘附有木炭和金属。但是,在苗圃北地和孝民屯铸铜遗址,普遍发现一种表面粘有铜液的残块,有粗砂硬陶和细砂泥质两种,出土时均为小片,不能复原(图3)。此类残片多数有数层衬面,每层衬面均粘有铜液,证明它多次修缮和使用。炉衬表面与铜液接触部分呈灰绿色,且多已烧成了小孔蜂窝状。背面多为较疏松的红烧土。刘屿霞曾多次提到许多红烧土碎片上有炼渣,可能就是这种遗迹 。苗圃北地的发掘者也认为它属于坩埚类的熔铜工具 。
图3 孝民屯东南地铸铜遗址出土坩埚残片(上:正面 下:背面)
这不禁使人产生一种疑问�1�7�1�7遗址中的“熔炉”和“坩埚”残片到底与金属熔炼是何种关系?
郑州南关外早商铸铜基址出土了一座熔炉的残底,炉的上部残失,只剩一直径约160-260米的近椭圆形凹坑,坑内填有铜渣、炉壁块、木炭屑、大口尊、坩埚片和红烧土块等。作者推测这是一座熔铜炉,熔铜的工序是先放木炭、次置坩埚、最后再燃火熔铜 。
洛阳北窑西周铸铜遗址出土了近千块的“熔炉残片”,表面烧成龟裂甚至玻璃化,有的还粘有木炭和铜粒,背面有草拌泥的炉圈。但是锅底状的所谓“炉缸”,则内附铜渣两层,材质为红烧土,非常类似于上述的这种坩埚残片 。很难想象,这种不同质地的所谓“炉缸”和“炉圈”属于同一熔炉的不同部分。
北窑铸铜遗址还出土了两座烧窑,窑壁平整垂直,内壁烧结成流状,外壁为红烧土,窑顶封闭,平顶,窑顶中心偏北设一圆筒型烟道(图4)。虽然该窑还属于横穴形的升焰窑,但其燃烧室和烧成室的结构型配置已经接近于马蹄形半倒焰窑,具有较好的加热效果 。发掘报告中并未提及这个烧窑的用途,但很可能与熔炼金属有关,因为如果是烘范窑,通常仅烧到几百度,无法达到让窑壁都烧流的程度。
因此,荆志淳教授和Jim Stoltman教授提出:真正的熔铜器物可能是坩埚,而不是那种陶质熔炉,换言之,是坩埚直接接触金属液,而熔炉则是加热坩埚的器具,这样才能满足浇注时高达1200-1300℃的要求。巴纳先生曾经设想过这样的熔铜器具,陶窑内放置很大的外热式坩埚,埚壁出铜处做得很薄,有管道和窑壁相通,熔化时将管道堵住;铜水化得后,打开管道用棍捅破埚壁,铜水即泻出供浇注用(图5) 。华觉明曾置疑其坩埚的尺寸太大,不能保证合金的熔融,如果坩埚一捅即破,则很难保证其熔炼过程中不会熔穿。尽管存在上述疑问,笔者仍旧认为这种设想有相当大的可能性,因为其能够达到较高的温度,也能解释为何许多熔炉残片表面都没有粘附铜液,它们很可能是窑壁的残片。但是,由于陶质熔炉残片的烧流层也曾检测出多量的铜,因此还不能否认其作为熔炉的可能性。
为此,笔者和Stoltman教授分别提取了大量样品,欲对这两种残片的化学成分、显微结构和制作方法进行详细的分析,荆志淳和岳占伟在安阳着手进行复原实验,测算这种窑炉能够达到的最高温度,以期作进一步的讨论和深入研究。
图4 河南洛阳北窑地下升焰式横穴窑
图5 巴纳设想的熔铜窑炉图
2 鼓风
鼓风设施的应用和改进,对于冶金技术的发展至关紧要。
我们在安阳的所有铸铜遗址都发现了陶管(图6),少数陶管表面粘有铜渣,它与铜器铸造有关是勿庸置疑的,侯马铸铜遗址也曾出土类似的遗物,并认为是鼓风的工具 。在周原也有类似的发现。泰利科特的《冶金史》一书中有埃及金匠使用带陶风嘴的吹管的材料(约1460BC,如图7)。但是这种陶管的用法可能与这种埃及的吹管有所区别,具体如何使用,目前还不清楚。
图6 孝民屯东南地铸铜遗址出土陶管
图7 埃及金匠用陶吹管吹火助熔(转引自《中国古代金属技术》,326页,图8-20)
“橐”这种风囊鼓风器,尽管并不知道确切始于何时,却在古书中多有记载。尽管在商代并未发现橐或其他鼓风器的遗存,但是《金文编》附录上11中有“ ” 字,此字一般出现在爵、觚、鼎上,形如皮囊,应为“橐”的古写,又《甲骨文编》中有“ ”字,如同用手提引皮橐,这些都可以作为商代使用皮风囊的佐证。
在清代刘�1�7云《矿政辑略》中说,这种鼓风的皮囊,是使用一整张黑山羊的皮缝合,仅在腹部留出小孔,塞入竹筒,深约两三寸。使用的时候,将皮囊套在脚上用脚踩住,一手提住皮头,从上到下按压,则风就会从竹筒中喷出,可用于炊事或者冶炼。这种原始形式的皮风囊,至今仍在许多原始民族中使用,如民族学调查所见的藏族使用的皮囊(图8),由通风管、皮囊和闭合装置组成,操作者用手启闭控制鼓风 。印度也有类似的材料,与藏族使用的非常相似(图9)。这种工具对于小规模熔炼还是很适用的,便携,制作也方便。
图8 藏族使用的皮囊(转引自王工硕士论文)
图9 印度使用的气囊
目前还无法确知安阳时期鼓风的器具和作用形式,但是据记载早在战国时期,即已使用多橐鼓风。以安阳当时熔炼合金的温度以及规模而论,很可能已经使用多橐鼓风,并且,商代的鼓风器可能比藏族使用的皮囊还要复杂。
3 合金的配制
商代青铜合金的配制是在专门的铸造场地或者作坊中进行的。到了晚商阶段,已经熟练掌握了铜-锡-铅三元合金的冶炼和熔化技术。当时的工匠对于青铜合金配比与机械性能的关系已经有了相当深入的认识,并且对于操作也有相当严格的控制,已经可以按照不同的用途来有意地采取不同配比的合金。同时,原料的供应是否丰厚,社会风气的变化以及等级身分的尊卑,都可能对青铜器的合金配比造成影响。
但是,迄今为止,殷墟青铜器的合金配制的工艺问题尚未得到解决。苗圃北地铸铜遗址曾出土了一件长方形铜块,有学者推断其是作为铸造青铜器的备用料 。这块铜块究竟是人们有意生产的低锡合金锭?还是浇注锡青铜器时多余金属液的结块?此铜块中的锡是人为有意识加入的,还是冶炼含锡铜矿时带入的?仍有待判定。由于没有发现锡锭,故殷墟出土的大量锡青铜器是如何合金化的,尚需进一步研究。殷墟小屯村E16坑曾出土有2块铅锭。2块铅锭的金属部分含高纯量的铅及微量锌、砷 。铅锭的存在表明是用金属铅直接配制青铜合金的。。近年来安阳在一处商代水井中发现一件椭圆形的大金属块,对其进行分析检测,将对此问题有所帮助。
(三)浇注
浇注是将熔融的铜合金注入铸型型腔的过程。为了提高充型能力,可能采用了预热铸型、过热浇注和配制充型力强的合金等措施。
预热铸型是提高充型能力的措施之一,万家保在复原试铸商代青铜器时将铸型预热到300-400℃ ,冯富根等则预热至400-500℃,浇注时的铸型温度在200~300℃ ,均得到了较满意的结果。
无论是纯铜还是铜合金,液态温度越高,流动性越好,充型能力越强,反之则相反。因之,浇注温度要高于熔点。现代铸造工艺将这个温度差称之为过热温度 。殷商铸铜的浇注温度尚未见诸测定报告。万家保复原试铸时的熔化温度为1350℃ ,冯富根等试铸时的熔化温度为1200℃、浇注温度在1100~1200℃ 。根据洛阳北窑西周铸铜遗址熔炉温度为1200~1250℃ ,可知冯富根等人的试铸更接近于真实情况。另外,过热温度越高,铜合金的吸气能力越大,易使铸件生成气孔。因此,过热温度的掌握应恰到好处。
小型器物当是用浇包来浇铸的,大型铜器则可能使用浇包和槽道浇注。苗圃北地铸铜遗址出土了一座半地穴式的工棚,底部安放有大型的长方形底范,如前图16所示,同时残存几条有流向的灰色发亮的流面,据推测是铜液流经的槽道。透过这些现象可以猜测,如果将浇包安放在当时的地面上,铸造时捅开,铜液即可由槽道而注入安于棚底的铸型 。孝民屯铸铜遗址出土的大型圆形器物底范也位于半地穴的F43内,说明这种猜测是有道理的。大型器物铸造时有可能已采用《天工开物》所载槽注法,采用四到八个浇包同时槽注。
(四)铸后加工
《荀子�6�1疆国篇》称“刑范正、金锡美、工冶巧、火齐得,剖刑则莫邪已。 然而不剥脱,不砥厉,则不可以断绳。剥脱之,砥厉之,则蠡盘盂,刎牛马,忽然耳。”这一段话不仅特指铜剑铸作,于先秦青铜器制作亦有比较普遍的意义。他把器件铸作明确地分成铸造、铸后加工两阶段。
其中,前四句概括了古代青铜器冶铸工艺的四个要素,意为:铸型必须形制端正、尺寸准确,要用优质的铜锡配制合金,匠师具有熟练的技巧,合金的熔炼、浇注均要火候得当。这体现了先秦时期人们对于冶铸技术要诀的理解,为人们多所援引。但是,后一段被提及的比例远远低于前者,说明人们没有将铸后加工置于应有的重要地位。事实上,铸后加工对于器件的最终质量具有关键的作用,通常包括脱范、清理、磨砺等。脱范后有局部缺损的铸件还需补缀。
器物铸成冷却后,用力敲打即可去除铸范,泥芯因附着器内,较难去除,需要使用工具将其剔凿出来。然后使用锤击、锯截、錾凿和刮削等手法,以去除浇口、飞边、毛刺和多肉等。所用的工具包括一些金属器具,比如铜削、铜刻针等。
殷墟青铜器的补缀分为两种,一种是所谓熔补,即直接以熔融铜液倾倒在需补缀的孔洞或裂隙上;另一种是补铸,如果青铜器的一部分或附件,如足或�1�7等,由于种种原因未铸成或断折,则需在残体上做范,再经浇注与器体熔接而成。
铸坯变为成品、具有较好的外观,磨砺起着重要的作用。许多青铜礼器上的磨痕现仍清晰可辨,应是用粗细砺石逐道加工而成。孝民屯铸铜遗址就出土了数千块磨石,大小、厚薄、形状不一,质料有粗、细砂岩两种,用之打磨修整铜器的表面,也说明该道工序的工作量之大。殷墟铸铜遗址中木炭往往与砺石同出,在磨光之后,有可能使用木炭在水中打磨器物,使铜器发亮 。
那么,铸后加工的工作量到底在铸作过程中占有多大的比重呢?由于缺少记载,仅凭出土实物和冶铸遗存的情况难以得到确证。华觉明根据史贻直、德成等于乾隆二十四年编纂的《钦定工部则例九十五卷》的记载进行了统计和计算,用拨蜡法制作爵、�1�7等礼器,铸造阶段用工量仅为用工总量的420%~530%。如以铸造用工量为1,则前期准备的用工量是707~892,铸后用工的加工量高达1029~1509。即使除却镟里合口、年号镌刻、烧古诸项商周青铜器没有的工艺,仍然高达629~1018 。由此推测:商代青铜礼器形制复杂,又仅用铜质、石质工具进行操作,依器件复杂程度不同大概接近6~10的范畴,象司母戊鼎、司母辛鼎这样的大件,或者还需更多。
也许正因为铸后加工如此繁复,才迫使铸师们代复一代地想方设法改进工艺,殷墟青铜礼器铸造工艺的发达、铸铜工序的严格可能与此不无干系。在一定条件下,不利因素之逼迫正是促进工艺更替的重要动因。理解这一点,将有助于我们理解技术演进的本质及有关因素相生相克、相辅相成的辩证关系。
自从黄河流域进入青铜时代,铜矿石的冶炼和青铜器的铸造已经分开进行,到了商代青铜器的铸造技术已经有了很高的水平。
从商代青铜器遗址出土的陶范、坩埚、陶范、泥芯、陶模、铜炼渣、铜矿石、木炭等物品来看,工具种类的繁多是为了满足不同的器物的铸造。
商代前期的熔铜炉工具种类:
1 泥质灰陶大口尊改制成的熔铜坩埚。2 砂质红陶大口缸改制成的坩埚。3 用粘土堆制成的坩埚。
商代后期的熔铜炉工具种类: 1 一种是土炉式熔炉即竖炉。2 土坑式熔炉。3 小型陶质炼铜器皿夹砂炉。4 与熔铸青铜有关的陶制器皿。
商代大型的熔铜炉和小型的熔铜坩埚,满足了当时不同类型青铜器的浇筑需要。商代用内加热熔铜,就是把铜料和木炭一起加入炉中,鼓风燃烧来熔化铜。内加热法可以是熔铜温度更高,有利于木炭和铜直接接触,避免了铜的氧化,提高了铸件的质量。
商代青铜器的铸造方法主要是范铸法 。范铸法分为浑铸法和分铸法两种。一次性浇铸完的铸造法称之为浑铸法。需要多次铸造的浇铸方法称分铸法。
浑铸法是出现最早的青铜器铸造方法,主要用于铸造一些简单的小型器物。分铸法是是随着器皿铸造的需要后期出现的,它和浑铸法并行存在。
了解中国古代青铜器,必须了解它的工艺,这样才能对器物有一个明确的判断。
衣物配饰制造术;
(江南)漕帮——织造术-基础(衫袍)1000贡献点
(江南)漕帮——织造术-基础(羽甲)1000贡献点
(巴蜀)青城派——织造术-基础(腰带)8000贡献点
(巴蜀)青城派——织造-特效 /千层绣/ 8000贡献点
(塞北)天马牧场——织造-特效/披挂法/1000贡献点
(塞北)天马牧场——织造-基础/织造术·鞋子/8000贡献点
也可以再有织造术的门牌花金请大师造物。
兵器锻造;
南海派——铸造术·棍/8000贡献点
天策府——铸造术·枪/8000贡献点兑换
霹雳堂——铸造术·刀/8000贡献点
霹雳堂——铸造术·剑/8000贡献点
霹雳堂——铸造-特效/三淬三炼法/1000贡献点
天刀堡——铸造-特效/寒热交替法/1000贡献点
藏剑山庄——铸造-特效/融物法/1000贡献点
青城派——铸造-特效/蕴养法/1000贡献点
唐门——铸造-基础/铸造术·腿靠/8000贡献点
唐门——铸造-特效/嵌刻法/1000贡献点
唐门——铸造-暗器/暗器精造术/4800贡献点
琼香派——铸造-配饰/融啄术·配饰/8000贡献点
本文2023-08-07 06:08:52发表“古籍资讯”栏目。
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