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中国古代铸造技术有哪些

时间:2018-06-12 13:59来源:中国历史网 点击:

中国古代的三大铸造技术是泥范铸造铁范铸造熔模铸造

泥范铸造

我国自新石器晚期,就进入铜石并用时代。从河北唐山等地出土的早期铜器看,有锻打成形的,也有熔铸成形的,说明范铸技术在我国源远流长,很早就发展起来了。

夏代已经能熔铸青铜。最初的铸型是使用石范。由于石料不容易加工,又不耐高温,在制陶术发达的基础上,很快就改用泥范,并且在长达3000多年的时间里,砂型铸造以前,它一直是最主要的铸造方法。

中国古代铸造技术有哪些_盘点古代三大铸造技术

商代早期以河南偃师二里头遗址作为标志,已经用泥范铸造铜锛、铜凿等小型生产工具和铜铃、铜爵等日用器具。稍后,以郑州二里岗作为标志,青铜冶铸业开始发达起来。郑州张寨出土的两件大方鼎,分别重64.25公斤和82.25公斤,表明商代中期铸铜技术已经具有相当水平。从单面范、双面范铸造,已经发展到能用多个型、芯组成复合铸范铸作重达百斤以上的大型铸件。

为了获得形状高度复杂、花纹精细奇丽的青铜铸件,古代冶铸工匠采取了一系列重要的工艺措施。例如,在造型材料的制备上,就地取材,精选质地纯净、耐火度比较高的砂泥,予以炼制,铸型表层所用的面泥,用水澄洗,得到极细极纯的澄泥,这种泥料有很好的塑性和强度,翻制铸范的时候能得到很高的清晰度和准确度。背泥却采用比较粗的泥料或杂以沙子、植物质,以减少澄泥的耗用量,增加铸范的透气性。

所有泥料都要经过长期阴干,反复摔打,使它高度匀熟,不致在造型、干燥的时候开裂。而在造型工艺上,以分铸法作为基本工艺原则,获得复杂的器形。或者先铸器身,再在上合范浇注附件(如兽头、柱等);或者先铸得附件(如鼎的耳、足等),再在浇注器身的时候铸接成一体。著名的四羊尊(湖南宁乡出土)就是使用了分铸法才铸成的。

在商周青铜器中,礼、乐、兵、车四类占了绝大多数,生产工具为数很少,许多冥器(陪葬器物)铸成后就埋置地下。这种情形极大地阻碍了社会生产力的发展。以致在长达1000多年的时间里,泥范铸造基本上停留在一次型的阶段,到春秋时期才用多次型(半永久性泥型)铸造铜工具(如镢)。

我国古代泥范铸造的又一个杰出成就,是叠铸法的出现和广泛应用。所谓叠铸是把许多个范块或成对范片叠合装配,由一个共用的浇道进行浇注,一次得到几十个甚至几百个铸件。这种方法在近代是随着大机器生产的出现,需要大批小型铸件(如活塞环、链节等)才发展起来的。由于它生产率高,成本比较低,可以节省造型、浇注面积大,目前仍在广泛应用。我国最早的叠铸件是战国时期的齐刀币,是用铜质范型翻制出具有高度对称性和互换性的范片,每两片合成一层,多层叠浇而成。

到了汉代,广泛用于钱币、车马器的生产。近年来,在陕西、河南、山东等省,这种铸范和烘窑遗址多有出土。特别是河南温县西招贤村汉代冶铸遗址一个烘范窑,就发掘出16类、36种规格的500多套叠铸范,为我们了解这一工艺提供了很可贵的实物资料。它们结构巧妙,制作精细,为便于清理铸件,内浇口厚度只有2~3.5毫米。用这些铸范浇出的铸件,表面光洁度达到5级(光洁度共分14级)。金属收得率可以达到90%,工艺水平和广东佛山近代所用同类方法已经相当接近。

从唐宋时期起,用泥范铸造大型和特大型铸件有了很大发展。沧州五代时期的铁狮,当阳北宋的铁塔,北京大钟寺明代的大钟,都是世界闻名的巨大铸件。明末宋应星(1587~约1667年)在其《天工开物》中记述了两种浇注大件的方法:一种是用多个行炉相继倾注(千斤以内的钟),一种是用多个熔炉槽注。

铁范铸造

铸型材料从石和泥、砂改用金属,从一次型经多次型又改进成为耐用性更高的所谓“永久”型(就是金属型),在铸造技术的历史发展上具有重要的意义。1953年河北兴隆铁范的发现,证明我国早在战国时期就已经用白口铁的金属型浇注生铁铸件。这批铁范包括锄、镰、斧、凿、车具等类共87件,大部分完整配套。其中,镰和凿是一范两件,锄和斧还采用了金属芯。它们的结构十分紧凑,颇具特色。范的形状和铸件相吻合,使壁厚均匀,利于散热:范壁带有把手,以便握持,又能增加范的刚度。可以说是创造了一种中国风格的金属型,并且在那个时候已经大体定型了。

除铁范外,战国时期和汉代已经用铜制金属型铸造钱币(如传世和出土的五铢铜范等)。

用铁范铸炮是我国传统金属型铸造的一个创造。第一次鸦片战争时期,在浙江省炮局监制军械的龚振麟,为了赶铸炮位,打击侵略者,曾经创议用铁范铸炮并且得到成功。他所撰写的《铁模铸炮图说》,由魏源收入《海国图志》中,得以保存到现在。这是世界上最早论述金属型铸造的科学著作。

熔模铸造

传统的熔模铸造一般称失蜡、出蜡或捏蜡、拨蜡。它和用来制造汽轮机叶片、铣刀等精密铸件的现代熔模铸造相比,无论在所用蜡料、制模、造型材料、工艺方法等方面,都有很大不同。但是,它们的工艺原理是一致的,并且,现代的熔模铸造是从传统的熔模铸造发展而来的。

1978年湖北随县出土的曾侯乙尊盘和1979年河南淅川出土的楚国铜禁,经研究,都是失蜡法所铸,说明中国在春秋时期已经发明了这种技术。

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