导语:
中国古代青铜器的铸造有块范法和失蜡法两种基本的方法,此外还有分铸法、焊接法等工艺。
一、块范法
块范法,又称土范法,是商周先民最先采用的,是整个青铜时代中应用最广泛的青铜器铸造法。
其步骤如下:
1、制模
模也称为母范、作模。其原料可选用陶、木、竹、骨、石等质料,已经铸好的青铜器也可用作模型。
具体选用何种质料要由铸件的几何形状而定,并要考虑花纹雕刻与拨塑的方便。一般说来,形状细长扁平的刀,可以用竹、木削制而成。
模范是铸造青铜器的关键,其制作也大有讲究,首先,做模和范的泥土要匀细而有粘性,并要混入一定的沙粒和焚烧过的草木灰,如此模范才具备一定强度和耐热性,阴干和烧制过程中不会变形破裂。外范与内范的成份不尽相同,为提高青铜器表面的光洁度,外范用沙较少;泥芯要有透气性和退让性,不然会膨胀,芯泥中的沙粒就要多些大些。
较小的鸟兽动物形体可以用骨、石雕刻为模;
对于形状厚重、比较大的鼎、彝诸器,则可以选用陶土为模,以便拨塑。
殷墟出土之圆鼎外范及其结构
2、制范
制范要选用和制备适当的泥料,其主要成分是泥土和沙
。
用泥料敷在模型外面,脱出用来形成铸件外廓的铸型组成部分,即外范。外范要分割成数块,以便从模上脱下。
外范的厚度要与所铸造的器物大小成正比,如此才能防止翻范脱模后外范变形。复杂及大型的器物的外范往往要分成多块,这些分范的边缘必须制成榫卯结构,否则阴干烧硬后无法紧密接合,所铸器物上的纹饰就会错位。需要说明的是,接合后的模范不是密封的状态,外范上要留出浇铸口何透气孔道。
范体制成后,需进行阴干使水分蒸发,阴干的时间也与范体大小有关。阴干须要缓慢均匀地进行,司母戊大方鼎这样大型器物的范体阴干时间可能长达数月。阴干过程中,还要将范体上下翻动多次,这样才能消除范体下部因重力影响而产生的变形。
除了外范,还要用泥料制一个体积与容器内腔相当的范,通常称为芯,或者称为心型、内范。然后使内外范套合,中间的空隙叫做型腔,其间隔距离就是所铸器物的厚度。
一般说来,用来做外范的泥料中,泥土(最好选择粘土)含量大些,用来做芯的泥料则要含砂量大些,颗粒较粗些。
采集好的泥土要经过晾晒、破碎、分筛、混匀,并加入符合一定比例的水分,将之和成软硬适度的泥土,再经过反复摔打、揉搓,其间还要经过较长时间的浸润,使之定性。这样做好的泥料在翻范时才能得心应手。
制范的过程中,在掌握好调配泥料含水量的同时,还必须混有其他的东西,比如草木屑、草料、烧土粉、炭末或者其他有机物之类。这是为什么呢?
范在成形以后是要经过高温焙烧的,如果在这个过程中,范因不耐烧变了形状,那么范所塑造的青铜器物也会走了形。而将这些在高温下不容易走形的材料加进去之后,可大大减少收缩率来保持器物的原形,并利于透气,避免在塑成后因干燥、焙烧而发生龟裂现象。
从出土发掘情况来看,陶范最为常见。陶范的泥料中,泥土的含量需多一些,但其表面还必须细致、坚实,以便在其上雕刻纹饰。
泥模在塑成后,要在室温中慢慢干燥,纹饰要在干度适当时雕刻。对于布局严谨、规范整齐的纹饰,一般先在素胎上用色笔起稿之后再进行细致的雕刻,高出器表的花纹则用泥在表面堆塑成形,再在其上雕刻花纹。
泥模制成后,必须置入窑内焙烧成陶模才能用来翻范。从模上翻范块是范铸造技术的中心环节,要求很高的技艺。
对于像刀、戈、镞等较简单的实心器物,二合范就能够应付自如,即只需由模型翻制两个外范。
与上述的器物的简单制作相比,制造空心容器的范就显得复杂多了。在翻范以前,一定要先明确了外范的数量及分布状况。现简单地将其制法介绍如下:
1、做外壁。模的表面用范泥堆贴且不留空隙,再用力压紧以求紧密不松散。
2、做内壁。内壁的做法有三种:
第一种是从模型上翻制好外范后,将模型的表面加以刮削,模型即为内芯,所以刮削模型上的厚度即是所铸铜器的厚度;
第二种方法用于大型器物,是将模型做成空心的,以其内部为模型制出内芯,并使脱出的芯和底范连成一块,再在底范上铸上器耳;
最后一种是利用外范制芯。
范体干燥之后需进行焙烧,出炉修整之后再安装合范。在合范之前,要在内范与外范之间安装芯撑垫片,以保证所铸器物有一定的厚度,范体外部要进行捆扎固定。至此,可供铸器的“模”“范”才算大致完成。
青铜器的铸造中最费力、并决定成败的,并非浇铸,而是模范的制作。这些工艺工序必须步步小心翼翼,稍有疏忽差错,就会功亏一篑。
3、浇注
浇铸前需将“范”预热。预热时要将范芯装配成套,捆紧后用以泥砂或草拌泥糊严实,再入窑高温焙烧。为了防止铜液压力将范涨开、高温引起的范崩,焙烧好的型范需埋置于沙(湿沙)坑中并在外加木条箍紧。
浇铸的铜液也很有讲究,需将青铜合金进行原料配比。
纯铜中加锡,能降低熔点并提高硬度。但若锡含量超过一定比例,其延伸性也就跟着降低。当合金中锡的成份超过20%的话,合金的强度就会急剧下降,器物极容易脆断。
纯铜中加铅,合金溶液的流动性就高。但铅的配比过高,器物表面即容易发生氧化,容易碎裂。
故不同的青铜器物的合金配比也不相同。前秦文献《考工记》中记有六种青铜器物的比例:
钟鼎之齐六分其金而锡居一
斧斤之齐五分其金而锡居一
戈戟之齐四分其金而锡居一
大刃之齐六三其金而锡居一
削杀矢之齐五分其金而锡居二
鉴燧之齐金锡半。
翻译过来就是:
最注重抗腐保存的大型器物如钟鼎礼器之类,铜最多锡最少;
工具武器类须锋利坚硬,其含锡量就要较钟鼎为高;
铜镜(鉴燧)注重是光亮的表面,所以的铜锡配比达到一比一,这样的含锡量也就造成器物容易脆断,所以自古铜镜向来易碎,破镜亦难重圆也。
范预热准备好后,将熔化的铜液(1100—1200℃为宜)注入浇口。器物要倒着浇,是为了将气孔与铜液中的杂质集中于器底,使器物中上部致密,花纹清晰。浇入铜液时应该掌握好速度,以快而平为宜,直到浇口气孔(范上留有的通气孔)皆充满铜液为止。待铜液凝固冷却后,即可去范、芯,取出铸件。
一次浇注成完整器形的方法叫“浑铸”、“一次浑铸”或是“整体浇铸”。商周器物多是以此方法铸成的。凡以此方法铸成之器,其表面所遗留的线条是连续的,即每条范线均互相连接。
4、修整
去掉陶范后的铸件后,还要经过锤击、锯挫、錾凿等多道工序来进行修整,以消去多余的铜块、毛刺、飞边。只有当一件光润整齐的青铜制品出现时,才算制造完毕。
二、失蜡法
失蜡法是用调入油脂的蜂蜡制成内模,在内模上敷泥浆等,预留孔洞,制成外范。待外范干燥,高温焙烧,内模融化成液,由孔洞排出,外范内形成和内模一样的空腔,再从孔洞注入铜液,冷却后,剥去外范,既得与内模相同的铸件。
这是一种青铜等金属器物的精密铸造方法,现代工业仍在使用。已知中国最早以失蜡法铸造的器物属春秋晚期,是河南淅川下寺楚墓中的铜禁等,但其工艺的精湛标明并非初始的制作。
失蜡法的应用并不够普及,今见的作品始终不多,这与蜂蜡数量有限、制作过于复杂有关。
一般翻砂是用木模或原型,需将砂型做成两半,再合在一起,模具必须可以从半个砂型中取出。而失蜡法不必取出模具,因此可以铸造形状非常复杂的物品。
现代精密铸造使用非常细的铸造砂,也是先做蜡模,然后将砂喷到模具上,高温烧制砂模。用此方法可直接铸造出非常精密的零件,不必再进行机械加工。