战国青铜剑的铸制技术及.doc

战国青铜剑的铸制技术及“削杀矢之齐”研究董亚巍(鄂州市博物馆, 鄂州，) 摘要??本文通过对战国青铜剑的模拟实验，论述了青铜剑的模、范工艺技术，以及战国剑在铸造过程中形成了刃部硬度值高、脊部硬度值低的自然规律。通过模拟战国时代的熔炼工艺，提出了对“削杀矢之齐”一种新的解释。通过铸后加工，讨论了战国青铜剑的铸后加工技术问题。 关键词 范铸，熔炼，中间合金，古代机械 ? ?春秋战国时期，为了抵御外强、巩固政权，各大诸侯国都曾铸制大量的青铜兵器，其中相当数量为青铜剑。对于战国青铜剑的研究，一般集中在形制、产地及合金的化学成分等方面。笔者则结合模拟试验，认真探讨了“范铸技术”、“机械性能”、“削杀矢之齐”及“铸后加工”等四个主要问题。由于地下出土的青铜剑绝大部分为无纹饰的素剑，因此，这里主要讨论一般的素面剑，有纹饰的花纹剑将另文讨论。1，青铜剑的范铸技术? ? 制范之前必须先有模，通过对青铜剑几何形状的研究后认为，青铜剑虽为两个面，但这两个面的几何形状完全一致，说明剑的两块泥范是用同一个模具夯制出来的。生活在战国时代的荀子，恰逢大量生产青铜剑的时代。荀子在《强国》篇里云：“刑范正，金锡美，工冶巧，火齐得，剖刑而莫邪已┉[1]。”荀子在这里强调了铸剑需用规整的模(刑)制出规整的范，铜(金)与锡的配比要适当，工匠要心灵手巧 ，浇铸时的铜液温度(火)要根据合金(齐)的配比掌握得当，当作到了这些以后，剖开范腔时，一把“莫邪”剑即可铸得[2]。荀子作《强国》篇，是用铸制青铜剑的工艺过程来比喻治理国家的道理，所以，铸剑过程说得十分抽象。那未战国的青铜剑到底是如何铸制出来的呢?认真考察战国墓葬中出土的青铜剑，不难发现，几乎每一把战国青铜剑各部位之间的宽度及厚度的变化，在其两个面上都是一致的。从这一现象中，我们推测战国人铸剑时，所用剑模应为“一面模”。这里所谓“一面模”，是指战国剑虽然有两个面，但模具只作其中的一个面，从两边的刃口分型。如图一所示，在剑模上与剑体平行的两边设置子母扣即榫与卯，榫卯与剑体呈等距离垂直，一边设榫，另一边就设卯，在这种模上夯制出的泥范，就会不分正、反。当两块剑范的范面相对时，一块范面上的卯和榫，正好分别与另一范面上的榫和卯扣合。这样，两块泥范一扣合，便形成一个完整的剑体范腔。采用? ? 1.jpg (21.54 KB) 2009-10-26 15:32 （图1，用两块相同范扣合成剑体范腔的示意图）这种方法铸制的青铜剑可保持正反剑面的对应几何形状、长度、宽度及厚度等皆相同。因此，我们在用范铸法作模拟实验时，只作了青铜剑一个面的模。如果作成两面模具，其正反两面的对应形状和尺寸难免不同，这样，用其夯制的两个范以及范铸所得的剑体，它们的正反两面，都将产生几何形状和尺寸的差异。显然，唯采用一个单面的剑模夯型，方可确保所有夯制泥范都能铸造出正反两面对应形状和尺寸相同的剑体。当夯制出的一批泥质剑范经阴干、焙烧成为陶质范，再将陶剑范从烘范窑中取出放凉至室温后，任意取出两块陶剑范，都可以较顺利地按榫卯扣合，由这些陶剑范浇注出的青铜剑铸坯，其正反两面的对应长度、宽度、厚度及几何形状，自然也是一致的。? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?在合范浇铸工艺中，存在着一个平浇还是立浇的问题。华觉明先生在其绘制的青铜剑铸造示意图中，指出剑为锷部朝下、首部朝上浇铸，如图二所示。中心线左边剑首部的黑线为设置的出气孔，水口在右边，开设在剑的柄部。设置这种顶浇式浇铸工艺，其理由是铜液自上而下压力大，流动也快，可保证剑锋浇铸完整[3]。目前，对剑体的浇铸工艺，大多持这种顶铸观点(图2)。我们认为，这种浇注方式不适合青铜剑。战国青铜剑合金的含锡量多在16%以上，还有一定的含铅量，在浇注过程中，其氧化速度很快。如果将剑体直立起来浇注，由于青铜液进入范腔以后呈雨淋状，其铜液容易出现断开现象。而高锡青铜液在浇注时一旦出现断开现象，即便后来合成一体，其中间仍将存在相当数量的氧化物，即所谓铸件中的氧化夹渣。 2.jpg (26.58 KB) 2009-10-26 15:32 ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?（图2，顶铸式示意图） 3.jpg (19.06 KB) 2009-10-26 15:32 （图3，平躺式立浇示意图）一般说来，战国青铜剑这种铜锡合金的充型能力远大于红铜。实际浇铸时，只要水口的最高处高于范腔内的铸件，是不会发生浇不足现象的。当水口设置在剑首上方进行立式浇注时，青铜液从水口流至剑体之间需要拐两次弯，这样，铜液进入范腔后，必然产生到处飞溅现象。飞溅现象一旦发生，飞溅铜液滴的外围将立即氧化，当这种飞溅铜液滴再落下去与铜液会合到一处时，必然会在