中国古代三大铸造技术

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  《中国社会科学报》编者的话:长期以来,科学技术史揭示的文明观突出了西方的地位。金属的认识、开发和利用,是人类文明发展至一定高度的产物。它不仅在极大程度上推动历史的进步,改写社会的面貌,也代表人们征服自然的非凡能力。古代中国以青铜冶铸为代表的冶金术起步较晚,但它在三代以降数千年的历史中日臻完善,后来居上。透过冶金术,人们看到的不只是一个“工匠的世界”,更是一个涉及政治消费、宗族伦理、鬼神信仰、审美情趣等多重因素的复合社会。在中国乃至整个东亚地区的古代文明史上,形而上之“道”与形而下之“器”最终在这门金和火的艺术中历经淬炼,融为一体。将冶金术放入东亚古代文明中,以西方中心论谱写的全球科学技术史将面临认识论和方法论上的挑战。

  【核心提示】在中国古代金属加工工艺中,铸造具有突出地位。其中,泥范、铁范和熔模铸造被称为三大铸造技术。

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  在中国古代金属加工工艺中,铸造具有突出地位。其中,泥范、铁范和熔模铸造被称为三大铸造技术。

  泥范铸造

  从考古发掘来看,夏代已经能熔铸青铜。最初的铸型使用石范。由于石料不易加工,又不耐高温,因此,石范很快被泥范取代。商代早期以河南偃师二里头遗址为标志,已经用泥范铸造铜锛、铜铃等。盘庚迁殷以后,青铜冶铸技术达到鼎盛时期。为获得形状复杂、花纹奇丽的青铜铸件,冶铸工匠选取质地纯净、耐火度高的泥沙炼制泥范。

  在造型工艺上,泥范铸造以分铸法为基本工艺,从而铸成复杂的器型,或者先铸器身,然后在上面合范,浇注附件;或者先铸附件,再在浇注器身时,将二者铸接成一体。春秋时期,先铸附件后铸器身这一工艺成为分铸法的主流。对范芯的干燥、焙烧、装配、均匀壁厚,使之能够同时凝固,预热铸型使它能顺利浇注。在这方面,商周时期已摸索出一套成熟工艺。

  泥范铸造的又一个杰出成就,是叠铸法的出现和广泛应用。叠铸是把许多范块或者成对的范片叠合装配,由一个共用浇道进行浇注,一次就可以得到几十甚至上百个铸件。我国最早的叠铸件是战国时期的齐刀币。汉代,叠铸法广泛用于钱币、车马器的生产。唐宋时期,用泥范铸造大型和特大型铸件的工艺日臻成熟。沧州五代时期的铁狮子、北京大钟寺的明代大钟,都是世界闻名的巨大铸件。

  铁范铸造

  铁范铸造(即金属型铸造)的铸型材料不再使用石头和泥沙,而改用金属,耐用性更强,实现了从一次型向多次型的飞跃,这在铸造史上具有重要意义。1953年,考古学家在河北省兴隆县发现了铁范,证明早在战国时期就已经使用白口铁的金属型浇注生铁铸件。这批铁范包括锄、镰、斧、凿、车具等,范的形状和铸件吻合,壁厚均匀,利于散热;范壁带有把手,以便握持,又能增加范的刚度。除铁制金属型外,战国和汉代也使用铜制金属型铸造钱币。由于金属型生产效率高、使用寿命长、产品规格齐整,又能保证得到白口组织,与铸铁柔化术配合使用,在古代农具铸造上发挥着重要作用。

  熔模铸造

  传统的熔模铸造一般称失蜡、出蜡、捏蜡、拔蜡。《唐会要》载,开元通宝已经使用蜡模,这是失蜡法的最早文献记载。现在传世和出土的开元钱币,有一种带有甲痕,据说就是用蜡模铸造留下的痕迹。宋代赵希鹄《洞天清禄集》记述了这一工艺,用蜡刻画成模,放在桶状容器里,经用澄泥浆多次浇淋后,撤去桶板,加敷含有盐和纸筋的细泥和背泥,做成铸型,然后出蜡、浇注。这种方法用于小型铸件,与明清时期失蜡铸印工艺比较接近。古代熔模铸造多用作艺术铸件或钟等。

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