古代科技有限精美的青铜器是怎么制作出来的
在古代造青铜器,通常分为采冶与铸造两大过程。
首先是采冶。
就是分别用铜矿石和锡矿石,加上木炭,冶炼出来的是红铜和锡。《管子》中说:“出铜之山,四百六十七山,……上有慈石者,下有铜金;上有陵石者,下有铅锡赤铜。”说明我国古代天然铜矿非常丰富,对当时人来说,基本属于取之不尽用之不竭。
近现代以来,在我国的很多地方都发现了古代的铜矿遗址。如著名的湖北大冶铜绿山遗址。普遍认为它的开采时间早于春秋。而且是就地冶炼,在矿井附近有十余座冶铜路,按照模拟数字,一路就日产粗铜300公斤以上,而且铜绿山古铜矿还被世界吉尼斯授予“持续生产时间最长的古铜矿”。持续时间最长,日产量巨大,这里为人们供应了多少青铜器啊。
其次是合金铸造。
这个复杂了,分为合金、制范、浇铸三个工序。
第一是合金,就是根据经验或要求按多少比例把铜与锡掺在一起,在炉中加热熔化,得到按比例混合的青铜熔液。比例也不是随便估的,《考工记》中说,如果是钟鼎,铜锡比是六比一;做斧子,是五比一;四比一适合做戈戟;三比一适合做刀剑之类长刃的;箭簇是五比二;二比一就是取火的铜镜。而实际出土的,无论是安阳妇好墓的铜器还是江陵的勾践剑,化验出的铜锡比例都与现代铸造业的认知基本吻合,说明当时的工艺是非常科学的。
第二步是制范,就是做模具。青铜器一般用的陶范,泥土烧的,称为范铸法。具体说就是先制模,是用泥土制作模型,花纹和铭文之类的都刻好。泥模阴干后,再用火烤坚硬。然后翻制外范。材料是带有细沙及植物茎秆的碎片和泥一起和好,印在前面的模具上。半干时分几块取下,阴干烘硬,就是外范。有了外范还要有内范,材料和外范一样,工艺也差不多,制作青铜器的内侧。内外都好了,将内外范拼成器型,用绳子捆好,外面再用厚实的泥浆层层包裹,且在顶部留下浇铸的孔洞和排气口,剩下的就是往里浇铸了。
第三步是浇铸,这个不用解释了吧。金属熔液灌进去,冷却。然后把内外范拆了,基本就是青铜器了。当然,打磨也是重要的,而且如果是工具或武器,还需要锤锻,主要是增加硬度。
在商代还有分铸法,也是两种办法。一种是先铸造一部分,然后再和其他部分合起来,主要是制范时要预留位置。另一种是焊接法,焊接的材料一般是锡铅的合金。
另外还有失蜡法。就是在内范中涂上虫蜡,然后在蜡上雕花,再灌泥浆。忙完再加热时,蜡化了,留下花纹的空洞,浇筑时花纹就有了。这个适合做花纹细致繁杂的器物。失蜡法是青铜器时期的高级工艺,我国是掌握得比较早的国家之一。