青銅鏡的范鑄工藝考察研究

[摘要]

中國古代青銅鏡的鑄制技術，自戰國至唐代始終采用的是傳統范鑄法技術。所謂范鑄法，是指用模制范、在范腔中鑄器的方法。其模是用泥料制成，陰干后經焙燒成為陶質模；其范亦是用泥料在陶模上夯制出的泥范，需陰干后經焙燒成為陶質范。古代的青銅，一般是Cu-Sn-Pb三元合金。因銅鏡合金的含錫量大多在20％以上，因此這種合金被稱為高錫青銅。

采用古代青銅范鑄技術鑄制高錫青銅鏡，其工藝流程為制模、夯制泥范、泥范陰干、焙燒、熔煉青銅、澆注、開范取坯、后期加工。

由于本人對古代的鑄鏡工藝技術產生了濃厚的興趣，除對大量出土的高錫青銅鏡進行研究外，還多次到湖北省鄂州市博物館，對那里長期采用范鑄鑄鏡工藝技術進行了多次考察，使我對中國古代青銅鏡的范鑄工藝有了個大概的了解。下面將各工序的操作及應注意的事項分別簡述如下。

一、制作鏡模

鑄鏡本應從制模開始，鄂州市博物館采用了兩種制模的方式，其一是從零開始一步步的制模，其二是用現代材料在出土的銅鏡上拓模。從零開始制模的工藝較長，由于篇幅所限，這里把鑄鏡技術的重點放在了制范工藝中，只介紹一下現代的制模工藝。

鄂州是三國時期的東吳都城一武昌城，又是銅鏡之鄉，鄂州市博物館館藏銅鏡有五百多面。鏡模大多是從出土銅鏡上翻制的，用環氧樹脂膠在古鏡上拓出陰模，再用環氧樹脂膠在陰模中還原成陽模，取出陽模經修整后安置在乎板上，在陽模邊上設置水口及冒口后套上木框灌入環氧樹脂膠，凝固后取出陽模、水口及冒口成為整體陰模。在陰模的鏡鈕兩頭開挖芯座后，再套上木框灌入環氧樹脂膠，凝固后成為整體陽模。陽模是直接用于夯制范的模具，因整體陽模上己具備水口、冒口及芯頭。夯制出泥范后自帶水口、冒口及芯座，只需在鏡鈕的芯座處安置泥芯即可。在不具備技術條件的情況下，亦可采用熟石膏在古代的原鏡上翻制陰模，其后的陽模、整體陰模及整體陽模最好還是采用環氧樹脂。環氧樹脂有較好的流動性及可塑性，凝固后有一定的強度及耐酸堿等性能，是目前較為理想的制模材料。

二、制備泥料

因新土料含有一定的水分屬于濕泥料而不容易加工，將土料夯打成一塊塊土坯后裝進窯中焙干，取出后打碎磨成粉，加入一定量的細砂攪拌勻，一層土料一層水堆起來陳腐一至兩天即為背料。在磨得更細的干土料中加入20％的草木灰攪拌勻，按含水量20％一層土料一層水堆起來陳腐一至兩天即為面料。在配制背料的過程中，含砂量的百分比是按季節的變化而不同的，不能一成不變。如果含砂量小，經陰干的泥范的紋飾面會鼓出來變形；如果含砂量大，經陰干的泥范的紋飾面會凹進去變形。泥范變形的原因，是范塊在陰干過程中表面層的游離水得到了揮發，而里層的游離水向外遷移產生應力，如果應力大時會驅使范塊變形。因此，泥料中含砂量的大小，須根據季節的變化而調整。原則上夏天含砂量最大，冬天含砂量最小。

草木灰是指被燃燒過的植物的莖、葉之類的灰，在北方，一般農村用包谷干、麥干等燒炕或做飯時燒過的灰；在南方，一般農村做飯大都用柴草當燃料，稻草燃燒過的灰較細，是制作面料很好的草木灰。草木灰中含有大量的植物硅酸體。這種植物的硅酸體極耐高溫。按比例加入到面料之中后，其作用是提高范表面的熱穩定性能；澆鑄時銅液的溫度一般都會超過1000度左右，而范溫卻隨季節與室溫相同，兩者之間存在著較大的溫差；泥料中如果沒有耐高溫的物質，其范的表面會發生崩塊現象。因此，加入草木灰是為了提高范面的熱穩定性。

草木灰的加入量要恰到好處，少了不起作用，多了會造成鑄件表面粗糙。在焙燒過程中，泥范表面的草木灰也被再次焙燒，經焙燒后其體積有所縮小，泥范表面草木灰的含量越大，相對損失就越多。因此，草木灰的加入量應嚴格控制。

三、夯制泥范

夯制泥范有一定的技術標準，將木框套在鏡模上后，先覆蓋一層較細的面料，再填滿背料，然后用木杵逐漸夯實，要求夯出的泥范紋飾面平整光潔無重影現象。泥范的面料盡量薄、背料盡量厚，這樣可以提高泥范的整體強度減小變形傾向。夯出泥范在鈕處安置泥芯后，放置在不通風的室內進行陰干。陰干過程中要經常觀察，看泥范有無變形現象。如果發現泥范變形，可根據變形的方向調整泥料中的含砂量。除了夯制銅鏡背面的紋飾范以外，還需夯制同等數量及同尺寸的平板范作為鏡面范才能配套

泥范進行陰干的作用，主要是為了消除應力：泥范的應力產生于兩個方面，其一，泥范是用散土夯打而成，松散的土料在強行被打成整體范的過程中會產生應力。其二，陰干過程中泥范自身會產生應力。在陰干過程中泥范表面的游離狀態水會很快得到蒸發，而泥范中間的游離狀態水會向表面遷移，水分遷移也會產生動力。這些微弱的動力和應力，就是在陰干過程中泥范變形的主要原因。夏天氣溫高，泥范表面水分蒸發速度快，要求泥范料中多兌砂是為了減小范體在陰干過程中的變形率。范體中的水分向表層遷移的速度與表面蒸發的速度需要保持相對平衡，從而減小內應力的產生，加入細砂就是起到間隔阻斷應力發生的作用。冬天氣溫低，泥范表面水分蒸發的速度相對夏天慢，減少含砂量也是為了達到內外水分遷移與蒸發的相對平衡。因此，泥料中含砂量的多少，完全要參考氣溫的變化而改變，不能一概而論。

四、泥范的焙燒

泥范經陰干后只揮發了很少一部分游離狀態水，泥范料中大量的結晶水要在較高的溫度中才能得到分解，結晶水如果沒有排除完，澆注銅液時，范料中的結晶水會遇熱立即被分解并且大量進入范腔內，從而造成明顯的鑄造缺陷，因此泥范須經焙燒。泥范焙燒一般在倒焰窯中進行，將泥范一排排放置在倒焰窯中蓋好窯蓋點火焙燒。泥范的焙燒要穩，前4個小時要小火燒，只要燃燒室中保持有火不滅就行；此階段只是為了將泥范料中的游離狀態水去除、泥范得到緩慢升溫，如果窯內升溫過快，泥范就會出現變形及裂縫。4小時以后，逐漸加大火力，可按照每小時升50度的規律將窯溫升至1000度左右再保溫2小時。在升溫過程中要經常注意觀察窯內范塊的情況，不能紅得過快。泥范料中結晶水的分解溫度約為1000度，當窯溫升至600度以上時，泥范料表面的結晶水開始分解，而范料中間的結晶水卻需要動力才能被分解并遷移出來。逐漸提高窯溫至1000度，使分子間的運動加速產生動力，將范料內部分解的結晶水遷移出來。經過焙燒，高溫過后，泥料中有部分Si02析出，泥范已經變為紅陶質地，因此經焙燒過的泥范被稱為陶范。

五、熔煉青銅

青銅鏡的化學成分為Cu-Sn-Pb三元合金，大多錫含量在20％以上，尤以漢唐時代為最，其錫含量在24％左右，許多年來一直取中心值配制銅鏡合金。當錫含量達到24％時，鑄出的青銅鏡有足夠的銀白色，其鏡面的反光率如同現代玻璃鏡，其合金亦有足夠的機械性能，可供鑄后的磨削加工。如果錫含量再增大，銀白色不會有明顯的提高，而合金的脆度卻明顯增高，稍經沖擊鏡體就會破碎，使得鑄后的毛坯無法進行加工。如果錫含量小，相對錫含量大時只是鏡體合金的銀白色有偏黃的傾向，但只要含錫量不低于23％，磨出的鏡面乃然為銀白色，而其機械性能更佳。因此，24％的錫含量宜小不宜大。

鉛在銅鏡合金的含量中是隨著季節的變化而隨之變化的，不能固定在某一個百分比數值上。鉛在合金中可以控制銅液注滿范腔以后的結晶速度，從而起到了利用冒口給鏡體充分補縮的功能。鉛含量少了，鏡體會產生大面積縮松，鉛含量多了，會造成鏡面出現縮孔。因此，鉛含量的多少，直接影響著銅鏡的質量。鉛本身與銅不溶解，而是以球狀或無規則形狀分散懸浮在銅錫固溶體及共析體的分子團之間。鑄鏡時要根據鏡體直徑的大小及氣候條件的變化而適當增減鉛含量，多了會推遲合金的收縮、凝固，造成在鏡體上出現明顯的縮孔，鉛含量少了合金凝固過快，鏡面會出現縮松。在同一個季節里，不同幾何形狀及不同直徑的銅鏡含鉛量也有所不同，原則上冬天含鉛量大、夏天含鉛量小，大鏡含鉛量大、小鏡含鉛量小。在平時的高錫青銅鑄鏡生產中，可學會根據銅鏡廢品及合金斷面來判斷合金中應該加入的鉛量。

在正常生產過程中，一般都會產生大量的回爐料，即鑄鏡的水口、冒口、跑火料、每次澆剩余的料及廢品料等，如果按每次新舊料各半熔煉。其回爐料的數量還是會不斷增多。所以在熔煉青銅配料時，致少要做到新舊料各半。因舊料本已成為高錫青銅合金，只考慮合金中的錫與鉛大約有1-2％的燒損，在配制新料時注意補齊。

熔煉時等坩鍋在爐中被燒紅以后，先放回爐舊料、新銅料次第裝入鍋內熔煉。紅銅的熔點為1083度，熔化的比較慢，可在回爐料熔化完之后裝入。在回爐料中含有近27％左右的錫鉛總量，熔點約為900度，低于紅銅的熔點，也較易于熔化，當坩鍋內的回爐料熔化完以后加入新紅銅料。回爐料中含有大量的錫成分，由于錫在高溫液態下對銅有很好的滲透性能，新銅料在含錫的高溫銅液中熔化的速度會加快，可明顯縮短熔煉時間提高熔煉速度。當新紅銅料全部熔化以后，將漂浮在液面的雜質撈出，配上錫及鉛料后再加入復蓋濟(碎玻璃)升溫精煉，精煉溫度約為1200度。在沒有測溫條件下，觀察坩鍋里的銅液明顯冒出白色煙霧時可關風，靜置數分鐘。

熔煉合金時，應掌握大火快煉。熔煉時間越短，合金氧化的機會越少。開始熔煉時，會有一些渾濁的氣體冒出，隨著爐溫不斷地升高，氣體顏色會越來越淺；最后會發現有白色的氣體從爐中不停地冉冉冒出，這時可停風待澆鑄了。如果繼續地煉下去，會發現有大量白色的氣體從爐中冒出來，這是由于爐溫過高，加劇了錫與鉛的大量燒損。熔煉合金時所產生的青白色氣體，就是錫與鉛在不停地被氣化，眼睛所看到的“青氣”，其實就是合金中的錫與鉛在開始燒損時冒出的蒸氣，也是一種損耗，合金中的錫與鉛會越煉越少。這說明，戰國時代的先民，已經能熟煉地掌握熔煉青銅合金的火候了。古代熔煉青銅不可能有測溫設備，只能憑長期的經驗觀察火候。

從爐中提出坩鍋后，觀察液面的復蓋濟，剛從爐中提出時復蓋濟為稀漿糊狀態，隨著時間的推移，復蓋濟會由稀漿糊狀態逐漸硬化；當復蓋濟徹底硬化后，可用鐵棍在坩鍋邊緣戳一個小洞進行澆注。澆注時要一次注滿范腔，中途不能停。一旦出現澆注中斷后再澆注，鑄出的毛坯必然為兩段。

六、合范待澆

泥范經過焙燒成為陶范后，要盡量早一些從窯內取出，放置在干燥的地面自然冷卻至室溫：此時任意拿一塊紋飾范及一平面范對合后應嚴實無縫，如果有縫，說明此范變形，如果合起來澆注，會出現跑火而使鑄件成為廢品。所以，變形的范是不能使用的。以紋飾范與鏡面范(平板)各一塊為一套對合起來，用直徑6-8mm鋼筋作成“U”字形卡子，每套范每邊上下各用一個卡子卡緊合范，使其在澆注銅液過程中兩塊陶范不會漲開。將所有的陶范都用卡子卡好，范縫糊上稀泥以防跑火，然后將卡好的范擺好待澆鑄。

澆注時應注意銅液從水口注入范腔后銅液在逐漸升高，當銅液水位升至冒口的一半時應停止澆注，觀察冒口中的銅液待明顯生成氧化層后，再從冒口直接注滿銅液：如果從水口一次性注滿型腔至冒口。容易發生跑火現象一如一枚直徑19cm的海獸葡萄鏡的毛坯約為2.5kg，加上水口及冒口應為5kg，加上澆注時銅液會產生流體動力，因此最少會有8kg的壓力，澆注銅液時水位越高范腔下部的壓力就超大。當這種壓力超過了卡子的承受能力時，范就會被擠開一個縫。一旦開縫，銅液會立即漏出去，這就是跑火。為了避免跑火，往往澆注時不要一次將范腔澆滿，而是等水位上升至冒口的一半時就停止注入銅液，待冒口中的銅液面上起了氧化層時，說明范腔下部的銅液表面已有不同程度的結晶，這時再注滿冒口就不容易發生跑火現象了。

七、清理鑄件

澆鑄完畢后約5分鐘就可以開范取坯了。由于高溫澆注時銅液將范腔中的空氣全部排走，銅液與范面之間產生了負壓，使得陶范面緊緊地粘在鏡坯上不容易脫開，加之合金在結晶時產生較大的應力而比較脆，如果震動過大，鏡坯會斷裂在范腔中，要小心清理鏡坯，不能有過大的沖擊。打開范面后，鑄件應緊緊地被嵌在范腔中；如果鑄件較松或輕易地被取出來，就要注意此坯很可能為廢品。

鑄件從范腔中取出后，范腔表面的黑灰層應有許多被粘破的部位，其余部位應為黑灰色。如果鑄件取出后范腔義完好無缺，說明此鏡在澆注時液溫過低，因此不粘范面，但只是表面光，其鏡間會存在大量的縮松及氧化物，此鏡必廢無疑。而那些質量好的銅鏡，在從范腔中取出來時，往往粘破了大部分范面，范面的土料較緊地粘在鑄坯表面。因此銅鏡鑄完，陶范破碎而廢。

八、鑄后加工

當鏡坯從范腔中取出并清理干凈后，可進行后期加工了。先將鏡面的鑄態毛坯層磨去，檢查有無砂眼、夾渣、縮孔等鑄造缺陷，如有鑄造缺陷就屬廢品，沒有必要進行下一道工序；將沒有鑄造缺陷的銅鏡轉入下一道工序，打磨鏡背的紋飾。

西漢的《淮南子·修務訓》中寫到：“明鏡之始下型，朦然未見形容…，”高溫銅液在注滿范腔以后當液態青銅向固態轉變時，除了會發生收縮以外，同時還必然會發生表面氧化，其結果是在鏡體表面生成一層黑灰色的氧化層。紋飾面高低不平因鏡種而異沒有規律性，只能手丁打磨。當紋飾面的黑灰層被打磨掉以后，呈現出銀白色的合金本色時就可進一步加工鏡面了。

鑄后的鏡面是毛坯層，其氧化層根據不同直徑尺寸的鏡體約有1-2mm的厚度，須將其磨掉，古文獻中講的“開鏡”一詞即指此。將這層氧化層磨掉以后，只是一個粗加工面，其磨痕比較粗且深，需要更進一步進行細磨，才能逐漸提高鏡面的光潔面。鏡面的加工可在類似陶車的床上進行，亦可手工挫磨。加工的工序是先用粗砂布將鏡面磨平，要求磨出的平行度誤差不超過0.10mm，然后用較細一些的砂布將粗砂布留下的痕跡打磨掉，再用更細一些的砂布將前一道砂布留下的痕跡打磨掉，就這樣一遍細一遍的打磨工序要進行6-8次后，再用軟布輪將鏡背鏡面進行拋光。打磨的痕跡越細，拋光后鏡面的反光率就會越高，鏡面就如同現代玻璃鏡的影像效果了。

九、鑄鏡的最佳季節

在許多古代銅鏡特別漢代的銅鏡銘文中，常常能見到“五月丙午”銘，有些鏡銘中甚至鑄有“五月丙午日午時”、“五月丙午時加日中”等字樣，其意是指此鏡為農歷五月丙午日，午時為當天11點至13點鑄造。由于許多鏡銘中有這樣的記載，考古界一度有人認為，在一年當中最佳的鑄鏡時間應在農歷五月丙午日的午時。

銅鏡在漢代早已是商品，如果鑄造質量達不到要求就賣不出去，鑄鏡者就失去了市場的競爭能力。人們對銅鏡鏡面的要求。肯定是越光越好，鏡面不允許有鑄造缺陷。因鏡面要求光可鑒人，所以對銅鏡的鑄造質量要求比其它青銅器高得多。古代青銅器大多沒有經過表面加工，只是鑄后將合范的縫及澆冒口的痕跡打磨掉了，表面光潔度再好的青銅器一旦經拋光后就會顯露出鑄造缺陷，而銅鏡面是經過了磨削加工又經拋光后還不允許有鑄造缺陷顯露出來，這就要求除有較高的鑄造質量外，鏡體合金的分子結構必須緊密，才能達到較高的反光率。所以，冷范澆鑄時，銅液進入范腔以后很快便開始結晶凝固，其收縮的銅液量可由最上面的冒口得到補充。

陶范的導熱率很差，具有一定的保溫性能。當范溫具有一定溫度時，本該收縮凝固的銅液因范溫推遲了收縮及凝固，當需要補縮時，冒口早已經凝固成為固體，失去了補縮源，其結果是鏡體到處組織結構松散，磨出鏡面拋光后處處有麻點。解決這一鑄造缺陷最有效的方法是降低澆注前的范溫，范溫越低越好，能促使金屬液進入范腔后快速進行收縮及凝固，以提高冒口的補縮功能。而古代沒有現代化的降溫設備，只能將燒好的陶范自然放涼致當時的室溫。自然環境下，在南方夏天室溫最低也有30度以上，冬天范溫最低，因此，實踐證明鑄造高錫青銅鏡最佳的季節應為冬天。

通過多次對鄂州市博物館鑄鏡工藝的考察，較之市場上普遍精密鑄造的銅鏡工藝(另外做舊)，范鑄銅鏡更接近戰國、漢、唐的工藝技術。在銅鏡的鑒賞時，通過不同技術的識別，一眼就可以辨別真假，這也是我在鄂州學習，在董亞老巍師指導下取得的收獲，由于本人的水平有限，所學僅只皮毛，請大家多多指教。