失蜡法铸造的发明和应用

详细内容

图1：
      失蜡法铸造在中国冶金史上的发明和应用
      程永江同志批详指正
      高英  七九年七月

 
图2：
      中国历史博物馆一九七九年科学讨论会
      失蜡法铸造在中国治金史上的发明和应用
      高英

      失蜡法铸造在中国冶铸史上占有很重要的地位:它应用的时间最久，保存下来的铸件很多，直到近代还在使用。特别是自汉唐以录，随着佛教兴起，石窟寺艺术蓬勃发展，佛象，像的铸造也兴盛起来，这就推动了失蜡铸造进-步发展，在现存的文物中，许许多多的庙堂重器，很大-部是失 蜡茫铸造的。例如河北省正定县隆兴寺北宋初年的千手千眼大铜佛。北京西效大钟寺的重四十吨的明代大铜钟就是失蜡法铸造的。其它许多失蜡法铸造的佛象，器物不胜枚举，无法统计，其中流失国外的为数也有不少。可见，失蜡法铸造在中国冶金史上的重要地位。但是，失蜡法铸造在中国历史上从什么时代发明?它和历史上共它铸造方法有什么不同?是什么关系？在古代铜器中哪些是失蜡法铸造的?它和其它有关工艺有什么联系？等等，本文就这些问题扼要论，概论地提供一些看法。〔了简述方便，本中谈到的各种铸造方法仅以立体空心铜器为限)
     
任何铸造方法，在施工过程中都必须经过下述五了工序:
      （一）制作模型,
      （二）翻制外範，
      （三）制作内芯，
      （四）冶金浇铸，
      （五）特后加工。
      其它许多小工序都分别包括在这五了工序内，除了第五工序的铸造加工外，其余四个工序都铸造本身有直接关众，因此下面仅就前四个工序论述，第五工序略。除第四工序的冶金浇铸外，其余三个工序因其工艺方法不同时间先后不同而分成不同的铸造方法，根据作者多年未对铜器的

 
图3：
      观察，认为先秦铜器铸造方法有三种，分别论述于后。
      第一种方法:
      （一）用粘土塑制所铸器物的模型，风于后设计绘画和雕刻花纹，然后烘烤成陶模型【即有些考古学家所谓的“母范”】
      （二）用事先备好的粘土按模型各个部分分别翻制泥範，泥範各边沿上以阴阳卯锁相连，以稳定範块之间相互位置和防止在干燥过程中产生的变形，风于后将泥烘烤成陶範。
      （三）将陶範合在一起，形成範型(所铸器物的外围空间)往範型内填入事先备好的潮湿细砂，压实，形成砂型，将砂型削去一层，即成砂芯，然后将砂芯焙烤成陶芯。
      （四）冶金浇铸。{这种铸造方法即是某些考古学家称作的“直接法"或““陶範法”}
      根据以上工序，这种铸造方法应称作“陶型多件合範法"。简称"陶多法。西周以前的铜器就是这种方法铸造的。陶多法”有三个特点:其一是陶质模型可以多次使用，殷代:西周成对的青铜器有的就是用同一件模型翻制两套[或更多]外範铸成的。其二是由于的陶範是多件组成的，所以铜器铸成后，其陶範(除花纹损伤外)可以特完整地从铜器上一件件卸下来。其三是铜器铸成后，在制器各部位之间,有範快之间隙继形成的部位分界线的金属多余物〔俗称“扉牙”或“坯缝”〕经过铸后加工的座锉，依然保留它的痕迹，一看即知道是多外件範铸成的。由于“陶多法"一二两了特点，给考古发掘提供了条件:可以发掘出来"陶多法”的陶範和网模，作为古代铸造工艺的研究资料。
      第二种片法:
      （一）用事先制好的掺杂植物纤维的砂性粘土塑制内芯，干燥待用。
      （二）用蜂蜡.植物油和种松香制成的“型蜡”包裹在内芯上，利用型蜡高度塑性塑制所铸器物的模型。
      （三）在蜡型上填饰事先制好的柔软细赋的纤维泥糊，制成外範的成型层，或成型层外包裹一层纤维加沙的粘泥加固，待干;干燥后将包裹蜡型和内芯的泥範进行微**烘烤，蜡型即在高温泥里熔化成液体，从泥範的浇口和冒口流出範外(水盛内)残存在範和芯上的液体型蜡在随后的高温烘烤中氧化成气体，逐出。待範和芯烧成陶质，其中的纤维即分解,和芯即成通气性很强的陶质【这就是“失蜡"过程】
      （四）冶金流铸
      根据以上工序，第二种铸造方法应称”蜡型整件至範法"简称“蜡整法”,就是习惯上所说的“失蜡法。可以看出:失蜡法前三个工序在先后次序上为"陶多法"是不同的。这是因失蜡法法所用的模型、外範和内芯的质料不同，工艺方法不同决定的，因而也决定了失蜡法的特点和”陶多法”的特点正好相反:其一是蜡质模型只能作一件外範、铸一件铜器，不能多次使用。其二是由于陶範里整体的，因此铜器铸成后，必须将网範砸碎.毁坏，才可以从铜器上拆卸下来。其三是由于整体的陶範没有範件隙缝，因此铸成的铜器上没有範件隙缝形成的部位之间分界线的痕迹，由于失蜡法一二两了特点，它的蜡模知陶範很少可能保存下来，因此发掘它们出土的可能性是很小的。除非下述五种情况存在:
      1、模和範的半成品；
      2、没有翻制泥範的蜡模；
      3、没有“失错”的泥範和蜡模型;
      4、没有浇铸过的陶範；
      5、没有拆卸两陶範的铸件，被保存下来，他们才自较大可能被发掘。
      根据“陶多法"和失蜡法不同特典，鑑别铜器是否是失蜡法铸造的，在日前条件下，只能从铜器本身进行研究探讨，下述两是失蜡法铸造的主要依据:
      （一）铜器的器型式花纹特殊，各种立体孤线交叉复杂，形成多样空问的铜器:
      （二）没有“坯缝痕迹的铜器。根据第一点，我们就可以断定:最近湖北省随县曾侯乙墓出土的铜器大部分是失蜡法铸造的,例如铜钟[图一]钟架包头和铜人(图二)铜尊、盘(图三)鹿角铜鸟(图四)等 ，除去失蜡法是铸不成的。河北省平山县中山国墓出土的铜器中，很多也是

 
图4：
失错法铸造的，如龙凤鹿纠结铜方案[图五:上中下分成三部分有活桿安装在一起，其中部分铸件铸成、加工后只钾在-起].吞鹿铜虎器座[图六]等，排除失蜡法也是铸不成的，据研究，曾候乙墓的时代属于战国早期，这时失蜡法铸造已经熟练地，大规模地应用了，在它以前必然有一段发展过程，因此必然存在春秋晚期以前用失蜡法铸造的铜器。根据这了啟示，我回忆了到目前为止所见这个时期而有印象的铜器和中国历史博馆通史陈列中现在陈列的铜器进行了观察,可以初步断定用失蜡法铸造的铜器有下列几件:安徽寿县蔡侯墓出土的蔡侯编钟(图七)河南新郑出土的铜鼎(图八)和莲鹤方壶的莲瓣壶口.仙鹤壶盖、兽耳和兽足(图九)等.这两庞大墓出土的其它铜器有的也可能是失蜡法铸造的，特别是其中各自的铜方壶不能排除失蜡法铸造的可能性，此外还有多件同时代的铜器也是失法铸造的，包括山西侯马出土的铜器在内，不一一例举了。据此，失蜡法在冶铸工艺史上的应用应到春秋中、早期。
      从夏商以来到西周初期，在大约一千多年的时间内，我国铸造工艺只发现了、陶多法"。在发明了失蜡法以后，“陶多法在不同地区，不同国度里依然是铸铜工艺的主要方法，只是根据铸造对象的精简不同，分别采用了不同方法而己。同时，失蜡法也不是一下子就发明出来，象上面所说的“第二种方法”的工艺内容，它有一般发展演变过程，与"陶多法”有一定的关系。首先，失蜡法的发明分中国养蜂事业的兴起是分不开的。我们知道，蜜蜂的产品主要有两种[王浆不**]一种是蜂蜜，是高级食品，另-种是蜂蜡，俗称“黄蜡”可以替动、植物油脂照明用、这两种产品都可供奴隶主贵族奢侈享受之用。因此一旦发现野生蜜蜂的产品，在奴隶被残酷压迫和剥削的奴隶制时代，蜜蜂由野生转而引入人工同养是很必然而又发展很迅速的事。人们在长期使用蜂蜡照明的情况下，发现了蜂蜡的特性，高温是液体，中温是塑性体，低温是固体，同时因蜂蜡产量不定照明的消耗而必须兼用植物油，由此发现了蜂蜡适量混入植物油，在低温下它的塑性可以保持不变，这就给铸造工艺塑制蜡模提供了物质条件，
      当人们认识了蜂蜡的特性以后，开始应用到铸造工艺上还不是失蜡法，而只是利用蜡代替粘土来**制模型,其（一）（二）两道工序和失蜡法相同，第（三）工序略同于“ 陶多法”第（二）工序:按部位分别用糊状纤维粘土佈在蜡型上，制成“成型层”待成固体后再用砂性粘土按部位教贴在成型层上，制好阴阳範锁如"陶多法。然后将蜂蜡型从内芯在上剥落，毁坏以后再用将範芯合在一起，风干后烧成陶质,浇俦,据此可知 这种铸造方法是从“陶多法”发展演变而来，只是模型**粘土而代以蜂塑来、塑制，翻制外範还是以陶多法”为依据的，因此这种方法可称“蜡型多件合範法” “简称"蜡多法"。
这里提出一个问题:当人们认识了蜂蜡的特性以后，为什么舍弃使用一千多年的粘土模型而改用蜂蜡塑制?这是因粘土有下例缺点:
      第一粘土的塑性是以含水多少为转移的:含水量大塑性大，含水量小塑性小:含水量再小就成了坚硬的同体，这-点在塑制模型的过程中是不利的
      第二粘土的体积也是以含水量大小转移的:含水量大体积大，含水量小体积小，因此在风干过程中体积会逐渐收缩，容易造成断裂。如果防止断裂掺杂纤维，则防碍花纹的雕刻。  
      第三粘土模型成固体定型后，如果损毁一部分，必须再用粘土补上:但是补残部分因第二缺点很难形成一体，总是形成周围的隙缝，影响模型的完整和花纹的雕刻。因此，精致模型的"扉子"和凸花〔饕餮)的补贴很费工时。
第四模型制成后，必须将它烘烧成陶，否则在以后翻制外

  图5：
耗时，由于干燥的粘土模型的吸水性，必然讲外範用的粘土水分大量吸收，使模型及恢复原来的塑性和粘性，粘**的外範上而不能脱落下来，造成模型的毁坏而前功尽弃，但是烘烧模型往往因开始时的火候不均匀，模型各部分膨胀速度也不同，致使模型生产内应力而爆破。
      第五粘土【模型】既烧成陶质，就改变了粘土的性质，不能再使其恢复原来的粘土，因为不能重复使用。
      以上是粘土的特点。对此蜂蜡，出了塑性因空气温度有所改变[在夏季最高温度时的房屋中，蜂蜡也不会瘫软而不成型，并可根据空气温度调配掺和料，使型蜡的塑性适合较高的室温而不软化]外，其它四个是不存在的，因而体现了型蜡塑制模型的两个突出的优点。
      （一）节省工时，提高了生产效率。
      （二）型蜡的利用率高，但是型蜡也有两个特点，其一由于持久的粘塑性，不耐较大压打，因而制範必须使用湿软的泥糊制成“成型层”。其二是由于同样的原因，不能雕刻（切削）线状，立体，各边沿具有90度直角的较细的花纹，如古代，西周初期铜器上的细回纹【但却可以雕塑其它各种形状的器型和花纹】。
      根据型蜡这种特性，我认为，在西周，既有精细花纹的铜器，又有粗筒花纹的铜器，前者亦然是用粘土塑制模型的“陶多法”铸造的，如盂鼎，后者则是：出了当时铸器偏重于记事【金文】而省略于造型【器型外观】的影响外，其造型所以简略，在很大程度上是受型蜡客观存在的性质的限制促成的。如果这个设想是可能的话，那么西周时期花纹简略而有“坯缝”的铜器模型则应是型蜡塑制的，因而必然是“蜡多法”铸造的。如毛公鼎，虢季子白盘等。甚至西周的少数铜器不能完全排除，失蜡法铸造的可能性，例如颂壶。这样，失蜡法铸造的发明和应用上涉到西周中，晚期。到了春秋时代，除了一部分小件或大件铜器的附件用失蜡法铸造的以外，大件铜器的器身则多数是“蜡多法”铸造的，例如新郑，侯牙，蔡侯墓的部分铜器【但并没有完全抛弃“陶多法”】同时发明了两种与铸造工艺有关的心的工艺方法。
      其一：模印花纹——蜡型上图案式的花纹，用事先制好的花纹陶模压印蜡型上制成，例如蔡侯墓出土的吴王光铜鑑【图十】。
      其二：焊接法——铜器附件铸成后，用锡，铅低熔点金属液体【或掺入在少量铜液中】浇铸在铜器及附件连接处，使二者焊接【固定，卡住】在一起，如春秋时代许多大件铜器的獣耳的链接。
      当时，大件铜器所以不使用失蜡法铸造，使因为失蜡法的外範必须是整体的，加上实体的内芯，体积和重量太大，在烘烤“失蜡”和随后烧陶的高温操作中，很难保证不发生以外，使需工浩大的成套外範和内芯毁坏而前功尽弃。但是这个难题在春秋晚期以前必然解决了，因此给曾侯乙墓失蜡法铸造的大型铜器提供了工艺上成功的条件，给后来的失蜡法铸造奠定了良好的基础。
      根据上述，先秦铜器的铸造方法有三种，即“陶多法”、“蜡多法”和“失蜡法”。“蜡多法”是从“陶多法”发展演变而来，失蜡法又从“蜡多法”发展演变而来。因工艺方法不同他们那个字的工序排列及其内容页有所不同，如《先秦铜器三种铸造方法工序示意图》所示。失蜡法的发明和应用，最早不能早于西周中，晚期，最迟不能迟于春秋早，中期。这三种方法形成了中古哦古代冶金史上一整套铸造工艺和丰富多彩的青铜文化，给我们留下了宝贵财富。

 
图6：无内容。
图7：
高英  22