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壓鑄歷史溯源之青銅器的應用

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2016/4/23     瀏覽次數:    

銅范和鐵范分別采用銅和鐵制作鑄型,即現在的金屬型壓鑄鑄造。其設計方法也與現代壓鑄鑄造技術無異,需要設計合理的分型面和澆鑄系統。銅范和鐵范具有可重復使用的特點,并利于降低鑄件的表面粗糙度,因此被廣泛用于批量的產品壓鑄鑄造,如錢幣等。所示為我國古代兩種錢范的結構??梢钥闯?,兩種錢范均采用了組合型,一次可以澆鑄多個鑄件。根據其澆鑄系統可以看出,a中的錢范是垂直澆鑄的,并采用了垂直分型的結構;b所采用的是水平澆鑄,并采用水平分型的結構。

失蠟壓鑄鑄造即現在的熔模精鑄。古代的蠟模是以蜂蠟為主要原料配制的。采用蠟料制模,然后用泥漿或陶瓷漿料制范。最后通過加熱使蠟料熔化、流出, 獲得鑄型,即范。所示的戰國時期河南淅川出土的“云紋銅禁”和湖北曾侯乙墓出土的“曾侯乙尊”被認為是我國最早的失蠟壓鑄鑄造精品。

青銅器的應用主要包括以下幾個方面。

1、日用器

這些鑄件包括炊煮器、食器、酒器、盥洗器等。其中鼎是各種器具中尺寸最大的鑄件,是權力與財富的象征。

這些鑄件的特點和難點是:①主體部分作為容器,具有大型薄壁結構特點,其充型的完整性和凝固組織的致密性控制均具有相當大的難度;②在鑄件的主體結構上附帶有“足”、手柄等結構,因此,對澆鑄系統的設計具有較高的要求;③在表面以及各種附加結構中設計有復雜的裝飾結構和表面紋飾,需要進行精細的造型和充型控制。所示的青銅鼎可以看出,早在3000多年前的商代,這一技術已經達到很高水平。

日用器的另一壓鑄鑄造技術精品是銅鏡。漢代銅鏡出現一種“透光”現象,當鏡面在陽光照射下,鏡背銘文可清晰反射到墻上。后人對此解釋為,銅鏡在壓鑄鑄造時因鏡體厚薄不一,鏡背圖紋凹凸處在凝固時產生壓鑄鑄造殘余應力,這樣就形成了與鏡背圖紋相對應的,但肉眼看不見的鏡面曲率變化,被陽光照射并反射時,波紋卻能清晰地顯示出來。壓鑄鑄造殘余應力在銅鏡鑄好后還不足以使鏡體產生明顯的形變。只有當銅鏡被逐漸磨薄,鏡體剛度不斷下降時,壓鑄鑄造殘余應力才使得鏡體表面發生局域性形變,使鏡面的曲率變化與鏡背紋飾一一對應。雖然古人未必對此有合理的解釋,但卻利用了相關的規律。

2、樂器

古代青銅器樂器壓鑄鑄造的典型代表是編鐘。黃帝時期曾命人“鑄鐘12口 ,以和五音”,但早期的編鐘為陶器。青銅器壓鑄鑄造編鐘成為春秋晚期到戰國時期的樂器精品。其中編鐘的頂峰之作是戰國初期的曾侯乙編鐘,其規模達到一套 8組65件之多,其中甬鐘45件,紐鐘19件,镩1件。最大的一件甬鐘高 152 cm,重達203 kg,整架編鐘重達4.5 t。

據考證,編鐘是用陶范壓鑄鑄造的。為了獲得精準的音質,不僅需要精確的鑄件形狀、尺寸、壁厚等結構設計,還需要對合金成分和鑄件的冶金質量進行嚴格控制。壓鑄鑄造缺陷和合金成分的偏差均會對其音質產生影響。經現代科研人員的分析和多次實驗,編鐘的合金成分為銅錫合金。當含錫量低于13%時,音色單調、刺耳;含錫量在13%----16%時,音色豐滿、悅耳。


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