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古代铸造铜剑的工序

发布日期:2017-09-05

古代历史上制作铜剑的基本方法主要是龙泉宝剑铸造,要完整的铸造出一件上等铜制宝大体上有以下五道工序。

宝剑铸造工序(一)制范
制范也就是制作供浇铸用的型范。剑范多用泥塑造后放入窑中经火烘干,再加修整,质地似陶,故称泥范或陶范。制范是以铜剑的器形设计为锻造依据,而制范出来的铜剑是否能够达到原先构想的设计要求,规整而谐调、匀称而美观,这就得靠制范是否精细。制范这道工序是要为以后的装饰打下基础的,如剑体上铸出的花纹和名文等都必须预先在剑范的基础上,即宝剑内壁上刻镂出阴阳相反的纹路。实际上,铜剑装饰的第一步是范型上进行的。

宝剑铸造工序(二)调剂 铸剑的材料是青铜,青铜是铜和锡或铜和锡、铅的合金。剂即剂量,指青铜合金中各成分的比例,古时写作“齐”。熔炼青铜之前,须根据合理的配比规律,对铜、锡或铜、锡、铅等原料进行调配,称作调剂。这是决定铜剑性能的关键环节。在一定范围内,青铜中含锡量提高,能够相应提高合金的硬度和强度;但含锡量超过合量的界限,就会使青铜合金变得非常脆弱,易于断折。在青铜合金中加入少量的铅,可调节金属的铸造和加工性能,但铅含量过高,也会降低合金的硬度和强度。因此,只有按照合理的比例对各成分进行调配,才能得到适于充作剑材的既坚且韧的青铜。

对于铜剑合金的成分配比,春秋战国之际已经认识到了其中的规律。《考工记·攻金之工》所记“金有六齐”,标明了六类铜器的成分比例,其中第四类为:大刃即剑;叁分其金而锡居一,指青铜合金作四等分,铜(金)占三分(百分之七十五),锡占一分(百分之二十五)。

近年来,冶金史研究者陆续分析检测了一些春秋晚期和战国时期的中原铜剑实,发现其合金成分中,铜的含量与“大刃之齐”很接近,大致在百分之七十五上下;但锡的含量相差较多,实际含量只有百分之十六左右,较高的也只有百分之二十多一些。这种差别可能因为,《考工记》“六齐”只标明了青铜合金中最主要的两种万分——铜和锡,而铜实物中常含有少量铅及其他一些元素(铁、锌等),因之,六齐的铜锡配比法大概是一般性地代表了青铜合金中铜和其他非铜元素的比例,如此,则青铜剑实际成分中其他非铜元素的总量也就大致接近百分之二十五了。

撇开文献和实物的上述差别不管,有两点是明确的。一是《考工记》关于“大刃之齐”的记载说明在春秋战国之际,中原匠师对于铜剑合金万分的配比规律已经有所认识,有所总结,并以之指导铸剑;二是铜百分之七十五上下和锡百分之十六左右的实际合金比例是合理的,一些研究者对如此配比的铜剑作了机械性能和硬度试验,证明其具有很好的强度和硬度。

古人铸剑既无先进的熔炼设备、纯洁的原材料,又无精确的测试手段,匠师们在这种情况睛经过长期实践,摸索总结出了青铜合金的配比规律,并具有很强的规律,铸出的铜剑的合金比便也会不尽相同,而呈现在配比常数上下浮动的现象。

宝剑铸造工序(三)熔炼 原料调配停当后,将之装入坩锅炼。熔炼的目的是将铜、锡、铅等原料熔液体,同时也进一步去除原料中含有的杂质,如附着于原料上的木炭,以及原料中含有的氧化物、硫化物和铁等其他金属元素,使合金精纯。

熔炼的关键是观察火候,判断是否熔炼成熟。《考工记》对此有较详记述:

凡铸金之状,金与锡,黑浊之气竭,黄白次之;

黑浊气是原料上附着的木炭、树枝等碳氢化合物燃烧产生的。黄白气主要是熔点低的锡先熔化而产生的,同时,原料中含有的氧化物,、硫化物和其他元素挥发出来也形成不同颜色的烟气;

黄白之气竭,青白次之;

温度升高,铜熔化的青焰色有几分混入,故现青白气;

青白之气竭,青气次之;

温度再高,铜全熔化,铜量大于锡量度,一进只有青气了。而且,焰色纯净,表明原料中的杂质太多气化跑掉了,剩下残渣可予以去除;

然后可铸也。

销炼成熟,可以浇铸了。

上述次序,也是古代匠师长期实践的经验总结,后来人们用“炉火纯青”喻功夫纯熟,就源于这里。

为了提高青铜合金的质量,工匠们还对铜锡进行多次熔炼,以进一步去除杂质。《考工记·栗氏》所记“改煎金锡”,就是指更番,重复煎炼。

宝剑铸造工序(四)浇铸 将熔炼成熟的青铜液体浇灌入剑范,俟其冷却、凝固,铜剑就成形了。

宝剑铸造工序(五)铸后加工 范铸出来的铜剑仅是一个坯件,表面精糙,故卸去铸范后,还须进行如下的修治加工:

——刮削琢磨,使其表面平整光滑;

——装饰,如在铸成的花纹沟槽中镶嵌琉璃、绿松石,或嵌错红铜丝、金丝、银丝,甚至进一步在器表刻镂花纹。嵌错是当时很常见的装饰工艺,它是在铜器表面铸出或刻镂出花纹,再嵌以金、银、铜丝(或片),用错石将表面磨光,即显出色彩鲜明、线条清晰的生动形象;

——装置附件,配齐剑具;

——砥砺开刃。

这样,铜剑的制作就最终完成了。但在使用过程中,剑器还要时常修治砥砺,故当时可能有一类工匠专门从事这项工作。汉代称这类工匠为“削厉(砺)工”,其技艺又称“洒削”之技。削砺就是刮削砥砺的意思;洒削,指磨刀以水洒之,泛指修治刀剑。

 

 

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