从范铸结构看司母戊鼎的铸造工艺_董亚巍

稽 古 / 七he A 陀卜oi c 七�闪以v 从范铸结构看 司母戊鼎的铸造工艺 口 董亚巍 在范铸工艺 中 , 凡范 与范 对 合 , 就会在铸件表面留下范缝 � 凡 范 与芯对合 , 就会在铸件表面留下 芯痕_ 采用范铸逻辑原理 , 对司母 戍鼎进行研究 , 可以发现司母戊鼎 采用 了4块范夹2个芯铸造而成 . 采 用的足当时普遍采用的范铸工艺 , 属于机械造刑 �经观察发现. 在司 母戍鼎的纹饰中. 凡与主纹尾部直 接连接的雳纹 . 多为双头雷纹 �这 与商晚期三层花纹饰的制作工艺相 同 , 是当时流行的普遍工艺 , 属于 几何造形几经研究认为 . 司母戊鼎 的范铸 上艺与同时期中小型方鼎的 范铸土 艺 一致 , 说明其 制模 � 制 范\ 制芯及纹饰制作工艺. 都与时 代 同步 山于 司母戊 鼎的体积超 大 , 旦 芯无 法移 动 . 在烧 造过程 山 , 必须使范芯之间保持一定的空 问 , 范 协之间才能过火 �从而造成 了司母戊鼎壁 过厚 , 以至影响到 4足缺 肉 � 图1 从先商到战国 , 青铜器的范铸工艺技术是逐步发展的 每 个历史时期的范铸工艺技术 , 都体现在各时期青铜器表面的范 铸结构中 , 形成一条主流干线 �青铜时代的每一个铸件 , 都不 可能脱离其时代的技术大背景 �在同一历史时期内的同一种 器 , 其范铸结构基本一致 �这种现象在商周青铜器中具有普遍 性 , 说明工艺思想一样 , 即采用了相同的工艺技术 作为商代 最重的方鼎 , 司母戊鼎也不可能例外 纵观商周的青铜礼器 , 其几何形状非圆即方 �大多圆形或 一6 8 一 小eA rc hoic加N ow /稽古 椭 圆形青铜器 , 具有 2或 3或4或 6等分形体及完全相同的几何形 状 , 或对称的几何形状 �即使是 长方形的鼎 , 也具有2个相 同的 大面及2个相 同的小面 �不论大 器小器 , 其形体各部位几何形状 都具有较强的规律性 �由于同时 期采用了相同的工艺思想 , 即使 相隔千里 , 同时期相同青铜器的 范铸结构具有普遍性 �商周青铜 礼器这种规律性的几何形状 , 具 有明显的机械造型特征 � 青 铜器表面范铸结构的形 成 , 正常情况下来源于三种情 况 , 即范与范的对合 �范与芯的 对合以及芯与芯的对合 �不论是 怎样的对合 , 根据范铸逻辑 , 都 较容易区分 �铸造一件器物时 , 范块的形体几何形状及范块数 量 , 皆取决于模的分型方式 �由 模的分型方式造成必然的范铸结 构 , 这种因果关系在商周青铜器 表面的范铸结构 中 , 具有普遍 性 �司母戊鼎的体积虽大 , 但也 不可能脱离这种普遍性 �对司母 戊鼎进行观察 , 发现此鼎与商晚 周初一般方鼎的范铸结构并无异 处 , 甚至比有些小方鼎的分型工 艺更简单 �下面就通过司母戊鼎 表面呈现的范铸结构 , 研究其制 模 �制范及制芯工艺 � 此鼎的2个耳是分别铸造后 再组装到主体 , 国家博物馆在 20世纪90年代初在对鼎耳进行修 复时 , 已了解耳内部结构的真实 J清况 , 这里只讨论耳以外主体的 范铸工艺 � 由于是依据鼎表面呈现的范 铸结构来讨论当时的范铸工艺 , 所以 , 只能从合范的情况来倒推 工艺 �倒推的范围是范块数量 � 泥芯数量 �怎么制模制范 �怎么 制芯 �铸造现象 �铸造缺陷 �可 能造成表面铸造缺陷的原因 , 以 及根据范的几何形状推测模的几 何形状 � 1 .鼎主体范铸结构说明 的问题 观察司母戊鼎表面的范铸结 构 , 只呈现出4条明显的铸造披 缝 , 分别在4个角 �如图1中箭头 所指之处 , 每条披缝都 明显错 位 , 严重的错位约3c m �披缝都 是从口沿经过腹部扉棱 , 再经过 足部扉棱贯通到足下部 的后补 处 �4个面的腹部 中心 , 都没有 合范的披缝痕迹 �此鼎的范铸结 构明确 , 与同时期其他大多数小 型方鼎的范铸结构没有本质的区 别 �从表面的范铸结构可以判 定 , 此鼎的范包组成 , 为2块大 面范及2块小面范夹着一个腹内 芯及一个腹外芯组成 �简而言 之 , 即4块 范夹着2个芯铸造而 成 �在范铸工艺中 , 范与范及范 与芯对合 , 浇铸后都会产生明显 的披缝 , 但不等于都是范缝 �范 与范对合浇铸后产生的披缝属于 范缝 , 范与芯对合浇铸后产生的 披缝为芯痕 �扉棱中间的披缝 , 是范与范对合留下的铸造披缝 , 属于范缝 �足内侧的2条披缝 , 是范与芯对合留下的披缝 , 属于 芯痕 �因为有所区别 , 所以这里 先统称为披缝 , 再来解释披缝形 成的原因 � 在此鼎的4个足中 , 每足都 有3条平行的披缝 , 其中足外侧 与上 �下2个扉棱贯通的披缝 , 是范与范对合的披缝 , 剩下足内 侧的2条披缝 , 皆是范与芯对合 留下的芯痕 �这样的范铸结构 , 存在于商晚期至西周 几乎所 有 3足鼎及4足鼎中 , 属于当时主流 工艺的普遍性 �司母戊鼎的体积 虽大 , 但也并没有超越这种普遍 性 , 说明司母戊鼎的分型方式 与 同时期小方鼎的工艺没有区别 � 在商周青铜器的范铸工 艺 中 , 不论是范还是芯 , 只要有对 合 , 就会留下明显的披缝 �而在 此鼎的4个面中 , 都没有留下范 对范的披缝痕迹 , 只是在此 鼎 4个角的上 �下扉棱中间 , 留下 了贯通于从口沿至足的披缝 �这 说明 , 此鼎包括4个足在内的4个 面属一次浇成 , 是由2块大面范 及2块小面范对合成范包 , 即4块 范夹着2个泥芯对合铸造而成 , 这2个泥芯分别为腹内芯及腹外 芯 �腹内芯是用以铸造出鼎腹的 一6 9 一 稽古/巾eA二�aie �闪ow 空腔 , 腹外芯是用以铸造4足之间的空间 � 2. 小面右侧断裂的相关问题 在此鼎的2个小面中 , 一个小面完整无缺 , 而在另一小面的右侧 , 有不规则的多条缝 从这 些缝的情况看 , 是这一部位曾出现过范断裂及铸 件断裂 �在这个区域 , 不但可以看到有的部位纹 饰出现了错位 , 还可看到多处补铸的痕迹 , 以及 补铸时的浇口断茬 �图2是这个小面的右侧 , 3个 小图为同一个部位 �图2( a) 为原貌 , 图2( l,) 标注的 白线处 , 属于范裂缝浇铸后留下的铸造披缝 , 可 看出其部位的纹饰还是吻合的 标注深色的区 域 , 属于铸件断裂部位 , 可以看到与完好处的结 合部位之问是一条断裂缝 , 没有铸造披缝 在图 2( 口中 , 凡被圈起来的部位都是补铸留下的痕 迹 , 箭头所指之处是浇口的断茬 , 说明是将断裂 块补铸到 了主体 仁 这样的断裂可能由2种情况 造成 : 其一是人为的砸破 , 其二是铸造断裂 从 司母戊鼎的腹内看 , 与此处对应的腹内 . 有明显 与腹外相对应的断裂痕迹 , 在腹内及腹外的断裂 块部位都没有砸过的痕迹 , 说明此处并非人为毁 坏 排除了人为因素 , 就只剩下铸造断裂了 像 这样的断裂缺陷 , 在现代的铸造中是常见的 , 特 别是有色金属铸件的断裂 �造成铸件的断裂 , 一 般是由应力所致 如有些含锡量高于20 % 的铸 件 , 在浇铸后的冷却过程中 , 如果温度控制失 当 , 常会出现断裂现象 �看司母戊鼎的成分 , 其 含锡量并不高 , 造成断裂的原因 , 很可能是自泥 芯的质量出了问题 当将铜料熔化成液态往掀的型腔中浇铸 , 此 时的铜是膨胀了的体积 , 并非常温下的体积 如 果是在冬天采用凉范浇铸 , 当将铜液浇进型腔 时 , 由于范与铜之间存在近1200度的温差 , 铜液闷图2 一7 0 一 七heA二hoic加闪ow /稽古 会在范腔内较快结晶及凝固 �在由液态转变为固态的过程中 , 其膨胀了的体积会收缩还原 �范与 芯都不可能同步收缩 , 由于是向内收缩 , 范面不存在问题 , 问题在于泥芯必须具有良好的退让 性 �如果泥芯没有退让性或退让性不够 , 客观上阻止了铸件的正常收缩 , 就会出现铸件的局部断 裂 �这就要求在制作泥芯时 , 其配料要与铸件的收缩率相适应 �司母戊鼎的口部长为1.lm , 而这 属于凝固 �收缩后的尺寸 �常规的铜收缩率为百分之2. 2% 一2.5% , 按2.2% 的收缩量计算 , 浇铸前 的范腔长度应为1.1242 m �这里存在0. 024 2m 的收缩量 , 这就意味着 , 至少司母戊鼎的泥芯需要具 备约2. 42c m 以上的退让性 �如果达不到 , 就会出问题 �司母戊鼎的体积远大于一般青铜器 , 其收 缩尺寸亦比一般青铜器大十倍强 �与圆形器相比 , 方形器的拐角处更容易出现缩孔及断裂 , 这是 因为方形器在补缩时比圆形器受阻大 , 产生的应力也相对大 �如果按一般青铜器的泥芯配料 , 其 退让性明显不够 �在浇铸后 , 如果泥芯达不到相应的退让性 , 铸件就会出现断裂现象 �因此 , 造 成司母戊鼎的断裂现象 , 主要原因应是泥芯的质量问题 � 除上述问题外 , 还有两个可能 �可能在焙烧时这块范的这个部位被烧断裂 , 在合范时断裂的 范与主体对合困难 , 造成了现在的现象 �也有可能范是完好的 , 在合范后埋紧的过程中将这一部 位埋断 , 断掉的范被紧靠腹内芯 , 浇铸后此处缺一角 , 另制范翻出一角补铸到位 �到底属哪种原 因 , 现在已很难确认 � 3. 腹内的长方形槽说明的问题 在鼎的腹内壁及腹内底面 , 有一些不太规则约呈长方锥形的芯撑槽 , 这里需要先解释芯撑以 及芯撑的作用 �所谓芯撑 , 是指泥芯表面某处凸出来较小的桦头 �桦头的形状 , 是根据需要可以 有多种形状 , 常见的有长方形 �长方锥形 �三角锥形 �十字形 �方形 �圆形 �镂空纹饰形等 �在 范铸工艺中 , 有腹腔的铸件厚度 , 取决于范腔 与泥芯之间的尺寸差 , 芯的尺寸小于范腔 �合范 时 , 为了使泥芯在范腔的中心不发生偏移 , 需要对泥芯进行固定 �在商周青铜器的范铸 l艺中 , 固定泥芯通常有三种方法 , 需要视具体情况分别对待 �如果是铸造一般有腹腔的青铜器如耸 � 高 �鼎 �篡 �尊 �瓶之类 , 由于这些青铜器都是一头有口一头有底 , 器口的泥芯可以延长芯头 , 合范时芯头被夹在范的芯座中被固定 , 但腹底部位却需要泥芯空出间隙 , 泥芯的一头就形成了悬 空状态 �所以 , 会在泥芯与范腔之间安置一些铜质的垫片 , 是为固定泥芯 �但固定泥芯并非全使 用垫片 , 也可采用芯撑达到相同目的 �是采用垫片还是采用芯撑 , 取决于器物的部位及用途 �如 容器的腹部可能需要盛水 , 为防止铸件漏水 , 就会在范与芯中间采用铜质垫片 �如不怕漏水的部 位 , 就可采用芯撑 �即使在同一件器物上 , 两种工艺同时采用的也常见 , 关键是看用在什么部 位 , 商周青铜器用垫片或芯撑有着明显的规律 �如盘龙城商早期纂 , 腹部因怕漏水采用了垫片 , 而圈足一周不怕漏水采用了芯撑 �由于芯撑直接顶着范面 , 浇铸后掏掉泥芯 , 会在芯撑处留下芯 撑孔 �在商晚期瓤的圈足上 , 往往能见到有十字形孔 , 就属于芯撑孔 �如果铸造桶状器物 , 由于 两头是通的 , 可以将泥芯长度设计超过器物长度 , 泥芯的两头都在范面两头的芯座中被固定 , 中 间部位就不容易出现偏心现象 �如这样的铸件 , 既不需要垫片也不需要芯撑 � 一7 1一 稽古/七he A二ho iC加闪�w 司母戊鼎腹腔内的长方锥形槽 , 明显属于芯撑槽 , 是当时设计在泥芯 仁的凸桦 , 即芯撑浇铸后留下的槽 �设计这些芯撑的原因较简单 , 因为司 母戊鼎厚度有数公分 , 合范时很难在范芯之间安置垫片 �在泥芯上制作芯 撑却很容易 �显然制作芯撑的人知道鼎的设计厚度 , 制作每个芯撑的高 度 , 都恰到好处地没有超过鼎的厚度 , 又顶不着范面 �因为所有的芯撑槽 并没有一个透成芯撑孔 , 目的只是为防万一 � 在图3中 , 由于拍摄角度 , 可看到腹底5个芯撑槽中的4个及腹壁一个 � 宏观看 , 布局显得不规整 �如仔细观察较容易发现 , 其实当时并非6个芯撑 槽 �在图3的数字 l处 , 可看到一个明显的浇口断茬 , 断茬两边有明显的缩 窝 , 以及浇铸时铜液从范下流出来的不规则披缝 这些现象都表明 , 当时 铸造好大鼎后 , 将大鼎放躺着 , 对这些芯撑槽都曾进行了铸后的补铸 , 将 这些芯撑槽用铜液填平 �在数字2处的芯撑槽内 , 尚可看到里面的芯料 , 其 表面有明显被高温铜液灼 成的黑灰层 , 说 明此槽 内 曾经浇铸过铜液 �根据数 字 1处的现象看 , 也可判定 数字2处当时也进行了相同 的铸后补铸 , 只是后来补 铸块脱落了 �根据这一现 象 , 在腹内底部及另儿个 内壁的相应部位 , 除有的 部位因锈看不清楚外 , 较 容易看到了几处类似数字 l处不规则 方形 的补铸状 态 , 只是都没有脱落 �这 样看来 , 当时底部曾有6个 芯撑槽 , 内壁每大面约2个 小面约 l个 , 共有约 12 个芯 撑槽 当时都应该进行了铸后的补铸 , 由于其中6个补铸块脱落了, 所以现 在只能看到6个芯撑槽 �此鼎当时在泥芯上设置这些芯撑 , 是为防止在合范 时泥芯过于偏芯 从扉棱的错位情况较为严重看 , 设置这些芯撑是有必要 的 , 可以保证壁厚不低于芯撑的高度 � . (未完待续) 奋 图3 一72 一