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杏彩体育:有关中国青铜时代铸造工艺的层次精度分析 ――再论“

2024-11-22 07:51:44 1 来源:杏彩体育官网入口 作者:杏彩体育官网登录网址

  笔者通过对漏铅法、失蜡法、陶范铸造这三种铸造方法具体层次的精度分析,以曾侯乙编钟,尊、盘,铭文等为例,确认了我国青铜时代失传的主流铸造工艺就是熔模精密铸造“漏铅法”。

  任何生产工艺都是有层次的,等级越高,其生产的产品精度也越高,产品的质量也越好。低层次工艺要想跨界直接生产出更高精度、更高质量的产品显然是不可能的,因为生产的产品都有其可衡量的精度标准。

  比如,0.3微米光刻机要想光刻纳米级芯片肯定是不行的,因为它们之间存在着代沟。进入纳米级,180纳米光刻机要想光刻65纳米芯片也同样肯定不行,因为它们之间存在着级差。当然如果把65纳米光刻机精度调宽,光刻180纳米甚至0.3微米芯片是没有问题的(以上非专业仅举例用)。这些能够说明,通过对产品质量的精度测量是可以精确反映出生产工艺从低到高的层次,它们之间的界线通过衡量是泾渭分明的,低层次工艺只能生产低层次产品,低层次生产工艺沒有能力质疑生产那些高质量产品的高层次生产工艺的存在,因为它自己做不出来这种高质量的产品。而对于高层次工艺,这种界线则是不存在的,因为高、中、低精度的产品它都能够生产加工。

  《再论“失蜡工艺不是中国青铜时代的选择”》一文(以下简称周文)。[1]在文中不知为何竟绕开了我这个发现者冠名的“漏铅法”,[2]“张冠李戴”地引用了在我“漏铅法”观点之后的所谓“失铅法”和“失镴法”,变相地取消了我的冠名权。实际情况是这样的,张光远先生在台北“忆起大约是 20 年前的事,有澳洲研究商周铜器的学者诺巴纳 (Noel Barnard)博士,从湖北考察新出土的战国曾侯乙墓铜器后, 返经台北来晤,提及他对曾侯乙的尊盘上所附织巧交缠的纹饰, 疑是利用铅丝制模熔后铸成的 ”将他起名为“失镴法”。[3] 巴纳先生说的很清楚“现在对蜡在青铜鼓生产中的作用进行重新解释,与最近由李志伟对曾侯乙青铜器皿中曾使用过“漏铅法”的评论非常一致(参看《楚史论丛》1984,第 73~92 页)……当我在武汉的时候,我曾有机会见到李(1985.10.19),并与他长时间地讨论了他的假说的依据,即在众所周知的那次发现的一套尊、盘以及若干器皿部件中,其制作的模具材料用的是铅而不是蜡。由于我事先读过了他的论文,我对他的这个假说的合理性,在某些限度内,是深信不疑的。”[4] 被人译名为“失铅法”。发现者享有的冠名权非常重要,特别是一个新发现的定名不能混淆。百年之后,每当提及漏铅法,人们知道发现者是咱们中国人,如果是“失铅法”,人们会误以为发现者是西方学者。世界上研究古代铸造的学者们都知道“漏铅法”一说,多年前曾有澳大利亚、日本、美国的访问学者专门找到我讨论“漏铅法”,并代为转赠导师们的或自己的大作。奇怪的是,反倒是我们自己的专家不知道“漏铅法”。我想有可能周文从未听说过还有一种“漏铅法”的提法,也有可能我是一名铸造工人,人微言轻,才疏学浅,其不配周文提及。其实我的工作就已经说明我对铸造是有所了解的。

  由于周文在文中同时质疑了张光远先生和巴纳先生的“失鑞法”与“失铅法”,实际也就是我首先提出的“漏铅法“,那么,周文质疑的就不仅仅只是一个失蜡工艺的问题,其质疑的则是我国青铜时代不存在整个熔横铸造的一个大范畴的问题了。周文认为,古今中外的熔模铸造,从未有过“失镴法”与“失铅法”的设想,“虽考虑到模料的强度,但忽略了模料应可雕刻特殊要求,因此,同样是不正确的。实际上,蜡可雕刻成型,而镴和铅都不能雕刻,即不适合造型古今中外的熔橂铸造从未有过“失镴法“与”失铅法“的先例。”颇感疑惑的是,周文是怎样做出这种常识性误判的。众所周知,铅的熔点327.4℃,布氏硬度2.9,可不借用任何工具,用手指甲就可在上很轻松流畅地刻纹划字,家电常用的保险丝就是铅锡金属作的,可在常温下任意扭转弯曲造型,流动性好,且定型能力、稳定性和抗压强度均远非蜡料所及。从古至今都有铅锡器物的生产和铸造。古今中外的熔模铸造从未有过“漏铅法”的先例,并不意味着沒有过。事实证明,安徽岳西国营建西工具厂曾用比例分别为锡60%, 铅40%的易熔合金叶片熔失成型方法,成功铸造出表面光洁、造型复杂的扭曲形叶片,即离心泵叶轮芯整体球铁铸件。[5]

  《中国青铜时代不存在失蜡法铸造工艺》(以下简称周文2)“近年来,我们对相关实物进行了仔细的研究,发现在被认为是失蜡法工艺铸造的部件上都有明确的范缝和范铸工艺的特征 。”[6]周文通过认真考察曾侯乙尊、盘,发现“原先确认为失蜡工艺铸造的立体透空附饰,其范缝、焊痕十分清晰,而失蜡工艺全无踪影”。打个比方,就现代石膏范翻制的蜡模上肯定有铸缝(准确应该称披缝,也就是铸件上出现的合范缝隙的铸造痕迹,我们一般习惯称铸缝),我拿这个有铸缝的蜡模熔去铸造铜器(即便经过修饰也有痕迹存在),铜器上当然也会出现铸缝,你能鉴定确认他是陶范铸造的吗?显然不能。当然熔模铸型是一般除了浇口外封闭式整体型腔,是沒有范缝的。但是周文忘记了熔模是可以由范铸成形,既然熔模是由范铸产生,所有范铸的现象都可以出现在熔模上,熔模铸造可以精确地复制熔模,熔模身上的范铸痕迹同样也可以精确地复制出来。熔模铸造可以复制一切范铸痕迹,对于这种低层次范铸工艺在高层次熔模工艺面前是没有任何特征可言,它只有现象,沒有特征,仅凭范铸现象是沒有能力否定熔模工艺的事实存在,只有拿出独一无二的特征才能否定它的存在,可陶范铸造在熔模铸造面前又沒有任何特征。至于铜焊焊迹,古代根本就不具有铜焊工艺的生存条件,我们总不能画一个氧气瓶,画一节胶管,再画一个喷枪,指着说这就是古代铜焊工具,我国的先民就是用它将尊、盘组焊成形的。倒是尊、盘这种高精度、高复杂结构的铜器本身就是熔模铸造的特征,尊、盘已远超陶范铸造的技术极限。因此,周文无论在纸上把陶范铸造描述得多么美好,多么切实可行,但肯定是不可能复制出尊、盘的。

  说到陶范铸造,其实就是翻模铸造。由于陶范是在模上翻制而成,首先不得不说“拔模斜度”这个问题。周文2中很直观地阐述了.“拔模斜度”的工作原理,“从几何形状就可以看出, 这种小块纹饰都是上面的纹饰面窄, 下面的平面宽 , 具有明显的拔模斜度 , 适宜于制范后脱模 。”《曾侯乙墓》发掘报告中更客观具体地解释了这一现象:“如钟体鼓部和篆带间的龙纹,有的龙角、鳍、爪等,弯转翘起,并成倒刺状,就是用现代技术,也难翻模,有些纤细花纹,亦难清晰地表现出来。”[7]很明确直观地指出了陶范铸造的致命缺陷,我们仅凭这一点就能够确认,曾侯乙编钟不是陶范铸造,因为它沒有拔模斜度,这也是现代“失蜡法”在原钟上复制编钟时必须使用弹性良好的硅橡胶翻模的原因。“倒(刺)拔模”现象是熔模铸造主要特征之一。

  其二,我们知道,泥范在翻模时为了能够成形,需用手按捺或用棍棒敲打排除空气造成真空才能够复印纹饰使铸范成形。与此同时也必然加大了泥与模型间的粘连度,分型时须用一定力度的拉拔才能将模、范剥离,范面毫无疑问会因此拉毛,精度受到极大损耗,这只是一度精度损耗,随后泥范处于自由脱水收缩阴干阶段。据有关方面的实验数据表明,泥范在阴干过程中,平均收缩率为6%,最高为8%。[8]由于脱水收缩的原因,范面复印花纹将会伴随着泥范脱水收缩的过程变得逐渐模糊,一些细小纹饰甚至可能就此收缩掉。经过如此这般多次精度损耗,铸出的铜器与模型比较,无论是纹饰还是表面光洁度可说是面目全非。《曾侯乙墓》发掘报告中所描述的“有些纤细花纹,亦难清晰地表现出来”的原因也在于此。找一块先秦时期的“瓦当”看看,那就是陶范翻模纹饰成形精度的真实写照,这种精度能够达到古铜器的铸造水平吗?所以说陶范铸造只能是低技术含量、低层次的粗加工工艺。.

  其三,华觉民先生通过对编钟的观察认为:“一件甬钟的铸型 , 以中层三组第一钟为例, 便需用范芯共一百三十六块组成 。”其中周缘纹饰分范9块,[9]据我们观察分析,纹饰分范远不止上面这些,甬的剖面六角形,最少需要纹饰分范6块,枚的下半部有一圈纹饰,为了便于脱模分型,最少需要纹饰分范3块,一口钟36个枚×3=108块纹饰分范,再加上枚的周围上、下、左、右,钟的周缘,旋、甬等部位,如果根据铸鏠细数的话,一个编钟的铸型仅纹饰分范便需一百八十块以上。这些弯曲弧度各不相同的纹饰分范是如何翻制的,又是如何精确地浮贴安装到弧形主体钟范上的,三十六个组装好的钟枚范型又是如何精准地插入到弧形主体钟范内部,并微调保证众多钟枚对外一致准确性,确保一个钟枚不歪,从原件总体外观毫无缺陷的装配效果分析,陶范铸造的装配精度远达不到编钟的实际要求。

  再次,铸型内部浮贴的上百块纹饰分范在浇注时,在短时间内还要经受住温差的巨大变化和承受住铜水的剧烈冲刷而保证无一脱落。要知道现代高科技航天飞机在返回大气层时也不能保证隔热瓦无一脱落。这分范合铸的陶范铸型更做不到。

  其四、即便陶范铸造将编钟铸造成功,要达到现在编钟的精细程度,必须对青铜表面的纹饰和钟体进行再加工,也就是修饰。这也是人们忽视的一个问题,现代角磨机一分钟10000转,其中1转大约相当于古代工匠用手拿块石头一个来回的磨锉量,假如工匠一分钟手工打磨100来回,角磨机的工效起码是他的一百倍。其实远不止,人不比机器还要吃、喝、拉、睡觉等,在古代沒有钢锉、钢凿和电动工具的条件下,对纹饰的修饰和钟体的打磨抛光,仅凭砺石手工操作,他的难度和可操作性及时间成本远大于把“铁杵磨成针”。由此可见铜编钟是不可调音的,它的椭圆形状就致使它能够敲出双音,先民们只要掌握,钟的大小、厚簿和轻重就能生产出各种音调的编钟来。如同现代的陶瓷打击乐器一样,调音没有那么麻烦和神密:。试想一下,要在钟的内腔拿块石头仅凭手工要想磨出三道又宽又深约1公分的沟槽来调音,那要猴年马月才能完戒。难到瓷钟也可以调音?音调过于不准怎么办,重作。

  综上种种分析,陶范铸造我们只能将它定位在微米级工艺,编钟就像横在它面前的一道沟壑,飞过去才能进入纳米级。遗憾的是,在仿古条件下,甚至在现代条件下,陶范铸造也完全不可能将编钟复制出来 。实际上中国古代真正的铸造工艺已经失传。

  我们认为曾候乙编钟是采用以铅为主要熔模材料的综合型易熔软质金属熔模法生产出来的,安阳殷墟附近的刘家庄手工业作坊区内窖藏中出土了3404千克293块铅锭。[10]无独有偶,我国著名侯马铸铜遗址中同样也发现,整齐堆放著191公斤重的大小不等的109块铅锭,[11]就是其中的部分证明。至于有关考古学观察“漏铅法”的铅模(器)的证明,我们已发表论文中多次曾论及,在此不再重复。[12]、[13]、[14]

  主体钟范做成水平状,为了防止弯曲整形时铅模表面拉裂和反面压皱,模型反面弯曲弧度最大对应位置要做出缓坡形沟槽来。然后将铸好的铅体熔模放到胎床上压弯曲成瓦状,再把两块瓦状铅模合拢用锡焊焊接成合瓦状钟体。

  纹饰分范做成条形水平状,翻制花纹熔模。将翻制好的纹饰模糊的铅模用青铜刀具精雕细刻,修刻出一块高质量的花纹铅模,注意,所雕刻出的凸出龙头、爪、尾等要留出拨模斜度,然后把这块精修好的铅模熔去做成一块高清晰高质量的纹饰陶范。在此必须说明的是,陶范铸造把泥范翻制成功后,在阴干过程中是双面自由收缩,从而导致范面纹饰在脱水收缩过程中逐渐模糊。而熔模铸造则完全不同,由于内部有铅模撑托,泥范只能由外及里单向收缩,从而使泥范更加紧贴铅模大大增强纹饰的复印效果,熔模是铸型定形后才熔去不需取出,泥范的收缩是可控的没有后顾之忧,至使熔模铸造的纹饰精度远高于陶范铸造。铅的收缩率约为1%,别小看这1%的收缩率,它有利于分型,在不损伤范面纹饰的前提下将高精度纹饰铅模完整取出。因此,同一块高精度熔模纹饰陶范可以重复翻制出几块,甚至十几块高精度纹饰铅模。这也是熔模铸造省工省力,并且纹饰精度和清晰度显著优于陶范铸造的重要原因之一。

  把翻制好的高质量纹饰铅板根据需要裁切大小,安放到铅质钟体预留位置。由于钟体是合瓦。