文/中國(guó)化工博物館 黎戈寧

從郵票了解化工之六： 冶煉技術(shù)

文/中國(guó)化工博物館 黎戈寧

燒陶所發(fā)展起來(lái)的高溫技術(shù)為金屬冶煉、熔鑄創(chuàng)造了條件，而冶金技術(shù)的出現(xiàn)是人類繼燒陶后，用化學(xué)手段來(lái)改造自然、創(chuàng)造物質(zhì)財(cái)富的又一輝煌成就，人類社會(huì)由此從石器時(shí)代時(shí)進(jìn)入青銅時(shí)代。圖1為塞浦路斯發(fā)行的有關(guān)古代冶煉的郵票。

圖1

在新石器時(shí)代早期，人們?cè)诓杉现?，偶爾發(fā)現(xiàn)了與一般巖石不同的天然紅銅，它質(zhì)地柔軟，可以錘打成一定形狀的小器物，這屬于物理性質(zhì)的加工。從使用自然銅發(fā)展到熔鑄銅、開采銅礦石冶煉合金銅經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的歲月。人們逐漸掌握了在陶質(zhì)器皿中將紅銅加熱熔化，并用陶范或石范使熔化的紅銅鑄模成型。熱鑄比冷錘賦型更為方便，較少受到原料多寡、形狀的限制，所以得到了推廣和發(fā)展。圖2是中國(guó)古代冶金的郵票，主圖為古代的鐵范，背景為《天工開物》中描繪的炒鋼技術(shù)。

一般來(lái)說(shuō)，天然紅銅的純度是相當(dāng)高的，大多只含微量的錫、鉛、銻、鎳等金屬雜質(zhì)；氧化銅一類礦石只要在800°C左右即可被炭火還原，顯然，人們?cè)谌坭T自然銅的過(guò)程中，進(jìn)而掌握了銅礦石的選擇和冶煉。把金屬?gòu)幕蠎B(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)的過(guò)程。圖3為臺(tái)灣發(fā)行的牛方鼎郵票。

圖2

圖3

隨著將紅銅與金屬錫或鉛按一定比例合煉成青銅技術(shù)的應(yīng)用而生，冶煉技術(shù)進(jìn)入一個(gè)高級(jí)別水平。據(jù)《考工記》的記載：“金有六齊，六分其金而錫居一，謂之鐘鼎之齊；五分其金而錫居一，謂之斧斤之齊；四分其金而錫居一，謂之戈戟之齊；三分其金而錫居一，謂之大刃之齊；五分其金而錫居二，謂之削殺矢之齊；金錫半，謂之鑒燧之齊?！边@種青銅配比的“六齊”規(guī)律，從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明當(dāng)時(shí)已有比較科學(xué)的配比規(guī)律，就是因?yàn)榍嚆~中的錫可以增大合金的硬度，當(dāng)含錫從15%增至30%時(shí)，硬度急劇增加，增到32%，合金的硬度達(dá)到了極大值。當(dāng)含錫在15%～20%，合金具有較大的堅(jiān)韌和抗撞擊強(qiáng)度，不易折斷。

青銅的時(shí)間跨度約為兩千年左右，這也是青銅器從發(fā)展、成熟乃至鼎盛的輝煌期。由于青銅器以其獨(dú)特的器形、精美的紋飾、典雅的銘文向人們揭示了先秦時(shí)期的鑄造工藝，文化水平和歷史源流，因此被史學(xué)家們稱為“一部活生生的史書”?，F(xiàn)存于故宮博物院的水鼎（圖4），1955年由馮玉祥的夫人李德全捐獻(xiàn)給故宮博物院的。該鼎通高19cm，寬16cm，器內(nèi)底鑄銘“水”字，為器物所有者的名或家族族徽。水鼎整體造型雅致，腹和足上的出戟增強(qiáng)了造型上的優(yōu)美。頸、腹上的紋飾，尤其是簡(jiǎn)潔直線紋的的采用，使花 紋整體獨(dú)特而雅致。司母戊大鼎（圖5）是世界上迄今為止出土的最重的青銅器。母戊大鼎重達(dá)832.84千克，含銅84.77%、錫11.64%、鉛2.79%。以其厚重、堅(jiān)實(shí)成為古代大型重器之冠。

滄州鐵獅子鑄造于后周廣順三年(953年)，工藝堪稱奇絕。獅身毛發(fā)呈波浪狀或作卷曲狀，披垂至頸部，胸前及臀部飄有束帶，帶端分垂于兩肩及胯部。獅身內(nèi)外還有許多鑄文，腹腔內(nèi)有以秀麗的隸書字體鑄造的金剛經(jīng)文。這件總重3萬(wàn)公斤的鐵獅是古人采用一種特殊的“泥范明鑄法”，分節(jié)疊鑄而成。鐵獅腹內(nèi)光滑，外面拼以長(zhǎng)寬三四十厘米不等的范塊，逐層壘起，分層澆注，共用范544塊拼鑄而成。憑1000多年前的手工冶鑄技術(shù)，能鑄造出如此龐然大物，足見其制模、冶煉、澆鑄工藝是相當(dāng)高的，充分顯示了我國(guó)古代鑄造工藝的高度成就。圖6是滄州鐵獅子郵資封票。

圖4

圖5

1990年在四川綿陽(yáng)市何家山二號(hào)漢墓出土的東漢銅馬，是國(guó)家一級(jí)文物，為全國(guó)現(xiàn)存最大的漢代青銅馬。1996年在甘肅武威出土的銅奔馬（圖7）更是一件青銅絕品。銅奔馬的鑄型采用夸張手法，把奔馬的全部重量落在一只腳上為支點(diǎn)，這只腳又巧妙地踩在飛雁上，形成了奔馬的速度超越飛雁的感覺。銅奔馬在1983年認(rèn)定為了中國(guó)旅游標(biāo)志。

圖6

圖7

金屬制成的響器為鐘，在古鐘制作方面，中國(guó)也是翹楚于世界的。圓形鐘是銅鐘的特色，它保留了其發(fā)展過(guò)程中曾經(jīng)參與娛人樂器的功能，又讓人們?cè)阽姷呐d起中找到了貴胄情結(jié)的發(fā)生點(diǎn)。鐘聲由一撞擊點(diǎn)而引發(fā)出來(lái)的巨大、恢宏、深遠(yuǎn)、厚重和悠長(zhǎng)的怒吼，無(wú)疑是體現(xiàn)大自然的威嚴(yán)、神祗的神秘和擁有一切的君主思想的最好手段，是通過(guò)鐘聲再現(xiàn)崇高與偉大而產(chǎn)生無(wú)限遐想的紐帶。明清以后，圓形鐘及鐘的鑄造技術(shù)達(dá)到了史無(wú)前例的階段。清代乾隆時(shí)的朝鐘（圖8），曾懸掛在故宮的午門上。乾隆鐘重達(dá)3108公斤。其鐘鈕鑄成雙龍，肩部鑄有一周外突蓮花紋。中壁上布滿一個(gè)個(gè)精美的云紋組成的方陣，每個(gè)方陣又鑄著一條立體的動(dòng)態(tài)蛟龍，堪稱中國(guó)古鐘的佼佼者。

中國(guó)的古代錢幣（圖9）以澆鑄工藝為主，不同時(shí)代有著不同的特點(diǎn)。商代后期，隨著青銅冶煉技術(shù)的日漸成熟，出現(xiàn)了青銅仿貝，開啟了金屬鑄幣的先河。春秋時(shí)期，出現(xiàn)了泥淘范鑄造，戰(zhàn)國(guó)時(shí)又較多使用銅范鑄幣，比起陶范來(lái)更結(jié)實(shí)耐用，可以多次乃至反復(fù)使用。秦統(tǒng)一后，進(jìn)行了貨幣統(tǒng)一，在全國(guó)范圍內(nèi)通行了圓形方孔的“半兩錢”，成為我國(guó)錢幣發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。宋、元以后開始較大規(guī)模使用黃銅鑄錢，清初順治康熙兩朝鑄“清錢”，折合配料比是銅50%，錫2%，鉛6.5%，鋅41.5%。雍正時(shí)的“黃錢”則明確是銅、鋅各為50%，說(shuō)明鑄錢已經(jīng)大量用黃銅和鋅了。

《 考工記》中還記載有：“凡鑄金之狀，金與錫，黑濁之氣竭，黃白次之；黃白之氣竭，青白次之；青白之氣竭，青氣次之，然后可鑄也”，說(shuō)明當(dāng)時(shí)已掌握了根據(jù)火焰的顏色，來(lái)判定青銅是否冶煉至精純程度的知識(shí)，有句成語(yǔ)“爐火純青”，就是由此引伸出來(lái)的。

圖8

圖9