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中国古代三大铸造技术(1)

http://www.newdu.com 2018-01-14 中国古代科技成就 佚名 参加讨论
“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,得到极细极纯的埥泥(澄泥),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。 (责任编辑:admin)
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