青铜永铸两枚汉代青铜勺柄的加工工艺分析

两枚汉代青铜勺柄的加工工艺分析

青铜永铸

青铜永铸,男,汉族,山东淄博人氏,就职于山东省淄博市齐文化博物院,毕业于复旦大学文博学院文物修复与鉴定专业。从事文博、考古工作20余年,参与专业论文汇编40余篇,从事野外考古发掘近万次,其中《临淄商王墓地》考古发掘项目,获得93年山东省重大考古成就奖。此墓地一夫妻并穴墓中出土大量礼玉,填补了临淄无葬玉习俗的空白,为研究战汉时期临淄地区玉器葬俗制度以及玉石流通途径奠定了研发方向。本人还在从事文物修复工作之余,积极实践各时期的青铜范铸技术,为研究、积累先秦齐地各时期的青铜范铸形式总结了资料。

年临淄淄江花园出土了两枚汉代长柄饰乳丁纹青铜酒勺,勺柄的加工工艺格外引人注目。秦汉以前常规的这类勺具,柄部的加工形式不论什么形态都多为范铸工艺,但这两枚青铜勺的柄部采用的却是先范铸出形条再二次卷合成筒的工艺完成,这种工艺的加工形式,在秦汉以前的青铜器类别中实属罕见。(图1~3)

图1

图2

图3

这件青铜酒勺通长80余厘米,其中柄部的残长有70多厘米,直径1厘米,壁厚0.2厘米,勺柄通体一处型腔支撑物没有,皆为一次性卷材加工成型。如此细、长、薄的柄部,无论在青铜时代的任何时期,要是整体都是采用浑铸方式这是不可能完成的事。

大家知道,青铜时代一件容器的铸造,必须具有内、外型范的组合才能构成器物的型腔,如果有型腔的器物造型过于细长,那么在范铸时,铜水注入型腔,在没有型腔支撑物(垫片或芯撑)情况下,过细过长的型腔内范(芯范)必然承受不了高温带来的热膨胀力作用,就会造成芯范局部断裂偏移,使内外范贴合,形成“铸漏”。因此古人在加工这类细长的器物时,采用的多是分段接铸或分段插接延伸的方法完成。(图4)

图4

反观这两枚青铜勺柄的制作工艺,我们首先思考的是,它采用的是何种合金配比才能完成这样的卷材加工,并还能达到美观实用的效果。青铜时代,合金的配比依据器物的类别不同可划分为:锡青铜、铅锡青铜等多种合金形式。如《周礼.考工记》中就记述了六种铜锡比例不同的合金配比,对应不同的类别器物,称之为“六齐”。

其中锡青铜合金配比早在公元前年前,古人就已熟练掌握。锡青铜的熔点比纯铜(紫铜)小很多,硬度也比纯铜大很多倍。一般纯铜的熔点在.4±0.2℃,锡青铜的熔点为℃;硬度相比,假如把锡的布氏硬度值设定为5(HB),那么锡青铜的硬度则是~(HB)。

锡青铜是以锡为主要合金元素的青铜,一般器物除了含有3%~14%锡以外,合金中还常常添加磷、锌、铅等元素来改变青铜类别的性能。锡青铜性能比较耐蚀、耐磨,有较好的力学性能和工艺性能。锡青铜从合金元素划分,又可分为加工锡青铜和铸造锡青铜两大类,其中用于压力加工的锡青铜含锡量一般都会低于6%~7%;铸造锡青铜的含锡量多为10%~14%左右。

文中想要说明的勺柄,观察得知就是这两种锡青铜工艺的结合利用。对比现代锡青铜种类,其中有一种锡磷青铜的合金特性非常符合这两枚勺柄的加工工艺特征,那就是在锡青铜中有意加入适量的磷,一般不应大于0.5%,热加工时,磷应小于0.25%。加入磷的锡青铜,具有自动调心、受力均匀、承载力高、可同时受径向载荷、不易发热、具备很强的抗疲劳性和优良的机械加工等性能。

这些属性正是制作这两枚勺柄的必要构成条件。这两枚勺柄的加工,工序上采用的是勺柄先范铸成形长条的片状,然后再退伙依靠模具卷材成筒状,但关键技术还在于卷材的温度控制与合金配比。试想距今年前的青铜时代,古人是如何做到就如现代锡磷青铜的加工一样,我们只能结合现代锡磷青铜的卷材加工流程,依此推研。

现代锡磷青铜的卷材加工,主要是可控好冷加工前的晶粒大小和加工后的低温退火。由于锡磷青铜热轧时易产生热脆性,因此只能采用冷加工,那么冷加工中青铜的退火温度控制就成为卷材成败的关键。含磷锡青铜是有名的弹性材料,但塑性较低,只有冷加工材在~℃经1~2小时低温退火时才能产生退火硬化效应,才会进一步提高青铜的强度、塑性、弹性极限及弹性模量,并增加弹性的稳定性,显然这两枚汉代勺柄的卷材加工也必须符合上述要求,才能达到预期的效果。青铜时代,出现在汉代的锡磷青铜卷材工艺,不是个例的突显。

一项技术的成熟,必然要经历探索期和发展期,就汉代青铜卷材技术的成熟,上观先秦时期的治玉工艺,管钻的使用与这类勺柄的加工是一脉相承,材质不论青铜还是铁质,使用的皆是冷加工工艺。这是古代青铜冶铸史上一次大的飞跃,这说明人为定向添加一些合金元素,改变金属性能用于制作一些特形器物,是古人刻意为之。也说明了在青铜时代,并不是所有型腔器物的制作,皆是采用范铸工艺完成。自创文集,盗版必究。

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本文收入专集《用心去看》

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