青铜的冶铸史
商、西周时期青铜的冶铸已很进步,其生产规模之大、冶铸造诣之高,都是惊人的。春秋战国,铜的采炼、铸造又有进一步发展。这时的青铜器,一般以器形大、制作精、种类繁多为其特点。青铜器的用途几乎涉及社会生活的各个方面,反映了青铜工业在社会生活仍居于重要地位。湖北大冶铜绿山古矿遗址和山西侯马铸铜遗址的发现,使人们对这时期从采矿、冶铜到青铜器的铸造有了新的认识。
湖北大冶铜绿山古矿遗址位于大冶县西约3 公里处,"南北约二公里,东西宽约一公里。在柯锡太村,保存有大小不同的数座炼炉,在螺蛳塘边上,出土了十余个饼状铜锭,并发现古井支架,出土木料上千方。在上述范围内堆积大量古代矿渣,约有四十万吨左右,有的地方厚达数米,说明规模大,时间长"。
古代矿井有竖井、斜井、平巷、斜巷。考古发掘证明:古代工匠们用木材制成的方形框架作为井巷支护,已能承受井巷外的压力,保证竖井和平巷的通畅,使古代矿工从距离地表40-50 米深的矿体中掘取矿石。在采掘过程中已经较好地解决了通风、排水、提升等技术。排水一般是用木制水槽将矿下水引入储水坑(井)内,再用木桶将水经由竖井提升到地面。"当水槽不可避免地穿过提升矿石用的竖井和巷道时,为了不影响采掘和运输,就在水槽的上部覆盖一层薄板,使水槽成为暗槽,。。此外还有专门用于排水的巷道"。
古矿井的提升工作主要依靠人力,但在后期(战国至西汉)的矿井中曾发现木辘轳轴一根,全长250 厘米。这一发现说明"后期的采掘工作中已将辘轳用于提升矿石和水。当时,从盲井至平巷,再由平巷经竖井而提至地面,采用分段提升的办法。"同时,还利用井口高低不同产生的气压差所形成的自然风流,促使空气流向采掘方向。
总之,从古矿井的竖井、斜井、平巷所采用的支护技术、排水、提升、通风等等措施看,已达到很高的水平。而且规模大,开凿的竖井、斜井多,没有大量的生产资料和众多的工匠,是无法办到的。古矿井附近发现的春秋时期的炼炉为炼铜竖炉,经实验证明这种竖炉可以用木炭还原法进行熔炼,而且可以连续加料、连续排渣、连续放铜。
考古发现的春秋时期山西侯马的铸铜遗址,出土了三万多块陶范,能够配合成套,复原器形的约百件,可以辨认器形的有鼎、豆、壶、簋、匜、鉴、舟、敦、匕、匙、铲、钁、斧、锛、刀、剑、镞、鐏、钟、镜、带钩、空首布和车马饰等礼器、工具、兵器、乐器、货币、车马器和日用装饰品等各种器物。三万多块陶范中有三分之一刻有花纹,花纹有夔龙、夔凤、绹索、蟠螭、蟠虺、云纹、雷纹、饕餮、环带、垂叶、贝纹、涡纹等等。这说明铸造青铜器时注意用花纹装饰而使其美观。
春秋战国时期铸造青铜器的技术进一步发展,由于经验的积累,铸造各种青铜器时铜与锡的配合已有一个比例。《周礼•考工记》说:金有六齐:六分其金,而锡居其一,谓之钟、鼎之齐;五分其金,而锡居一,谓斧斤之齐;四分其金,而锡居一,谓之戈戟之齐;三分其金,而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金,而居二,谓之削杀矢之齐;金锡半,谓之鉴燧之齐。
这里的所谓金就是铜,铜锡合金即青铜。所谓"金之六齐",就是区分青铜品种的六种配方之分量,以制造各种用器。所谓"钟、鼎之齐"铜、锡比例为六比一,即铜占85.71%,锡占14.29%。"斧斤之齐"的铜、锡比例为五比一,即铜占83.33%,锡占16.67%。"戈戟之齐"的铜、锡比例为四比一,即铜占80%,锡占20%。"大刃之齐"所需铜、锡比例为三比一,即铜占75%,锡占25%。"削杀矢之齐"铜、锡比例为五比二,即铜占71.43%,锡占28.57%。"鉴燧之齐"铜、锡比例为一比一,即各占50%。杨宽先生认为:《考工记》规定各类青铜器的"铜锡合金的比例是很合乎合金的原理的"。青铜中锡的成分占17%到20%最为坚韧。《考工记》说"斧斤之齐"锡占16.67%,"戈戟之齐"锡占20%,是因为斧、斤、戈、戟都需坚韧。青铜中锡的成分占30-40%,硬度最高。《考工记》中规定"大刃之齐"锡占25%,"削杀矢之齐"
锡占28.75%,是因这类武器所需硬度高。青铜中锡占的分量增多,光泽就会从青铜色转为赤黄色、橙黄色、淡黄色。锡占到30-40%,青铜就会变为灰白色。《考工记》规定"钟鼎之齐"锡占14.29%,为了使它能呈现橙黄色较美观,同时也为了能敲出美妙的声音。《考工记》规定"鉴燧之齐"锡占50%,是因为铜镜需要白色光泽。
考古发现的春秋时期湖北随县出土的曾侯墓编钟,有纽钟19 件,甬钟45 件,楚王赠送的镈一件。经测音知道,"这套编钟系七声音阶,与现代音律相同,它的振动频率也与现代国际标准相近,总音域跨五个八度,比现代钢琴的音域两端各少一个八度。这套编钟的音色优美,音域很宽,变化音比较完备,能奏各种曲调"。这组编钟的发现,是春秋时期青铜铸造技术成就辉煌的一个生动例证。
《周礼•考工记》说:"凡铸金之状,金与锡黑濁之气竭,黄白次之;黄白之气竭,青白次之;青白之气竭,青次之,然后可铸也。"这是符合冶金学道理的。在青铜混合熔铸中,首先是不纯物质挥发,所以产生"黑濁之气"。其次,锡熔化挥发,于是产生"黄白之气"。温度再上升,铜熔化挥发,又产生"青气"。到"青气"出现,铜、锡完全熔化,青铜合金冶炼完成,而后就可以铸成器物了。荀子说:青铜器的铸作在于"刑(型)范正,金(铜)锡美,工冶巧,火齐得"。这说明
①《韩非子•内储说上》。
②《太平御览》卷八二一引《史记》,《通典•食货二》。
③《太平御览》卷八二一引《史记》,《通典•食货二•水利田》。
④《汉书》卷二十四《食货志》。
铸范的制作、原料选择、冶铸技巧、火候的掌握等环节都要掌握好,才能铸造出好的器物。
春秋战国时期青铜工艺技术的进步,突出表现在以下两项技术的使用上:一项是金银错技术,所谓金银错技术就是在铜器表面上镶嵌金银丝,制成图案或文字。这项技术,春秋中期已出现,当时楚、宋等国的兵器上有错金的美术字。战国初,铜礼器上出现了大片金银错图案,战国中期这种技术不仅用在兵器、礼器上,而且也用在符节、玺印、车器、铜镜、带钩和漆器的铜扣上。二是战国中期以后刻镂画像工艺发展了起来,这种工艺是在比较薄的壶、柸、鉴、奁上制上细如发丝的刻镂画像图画,一般多是水陆攻战、狩猎、宴乐礼仪等方面的图画。这些图画是在铸成器形后,用钢刀刻镂加工制成的。
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