(1)制模就是制作鑄造用的模型。範儉通常由粘土制成,然後放入窯中用火烘幹,再進行修整。質地似陶,故稱泥扇或陶扇。模型是以青銅劍的形制設計為基礎的,而青銅劍的形制能否達到設計要求,規整和諧,對稱美觀,取決於模型是否精細。模型也為後期的裝飾打下基礎,比如劍身上鑄的花紋和名文,必須事先在劍模型內壁刻上陰陽相反的花紋。其實青銅劍裝飾的第壹步就是模型。
(2)調鑄劍的材質為青銅,青銅為銅和錫或銅和錫和鉛的合金。用量是指青銅合金中各成分的比例,古代寫為“氣”。在熔煉青銅之前,必須將銅、錫或銅、錫、鉛等原料按合理的比例規律進行配料,這就是所謂的配料。這是決定青銅劍性能的關鍵環節。在壹定範圍內,青銅中的錫含量增加,可以相應提高合金的硬度和強度;但是,如果錫的含量超過總量的限度,青銅合金就會變得非常脆弱,容易斷裂。在青銅合金中加入少量的鉛可以調節金屬的鑄造性和可加工性,但鉛含量過高也會降低合金的硬度和強度。因此,只有將各組分以合理的比例混合,才能得到適合劍材的強韌青銅。
對於青銅劍合金的成分比例,在春秋戰國時期就已經有了公認的規律。《花王公基》記載的“金有六品”,標明了六類青銅器的成分比例,其中第四類為:大刃為劍;其金、錫各占三分之壹處,也就是說青銅合金分為四份,銅(金)占三份(75%),錫占壹份(25%)。
近年來,冶金史研究者先後對部分春秋晚期和戰爭時期的中原青銅劍進行了分析測試,發現其合金成分中的銅含量與“大刃之氣”非常接近,約為75%。但錫的含量差別較大,實際含量只有16%左右,含量較高的也只有20%多。這種差異可能是由於花王公基中的“劉琦”僅表示青銅合金中最重要的兩種——銅和錫,而銅中往往含有少量的鉛和其他元素(鐵、鋅等。).所以劉琦的銅錫比法大概壹般代表青銅合金中銅和其他非銅元素的比例,所以青銅劍的實際成分中其他非銅元素的總量大致接近百分之。
撇開文學和對象的上述區別,有兩件事是清楚的。第壹,《考》中“大刃之氣”的記載表明,春秋戰國時期,中原地區的工匠們就已經知道並總結了青銅劍合金的搭配規律,並以此來指導鑄劍;第二,大約75%的銅和大約16%的錫的實際合金比例是合理的。有研究者對這種配比的銅劍做了力學性能和硬度測試,證明其具有良好的強度和硬度。
古人鑄劍沒有先進的冶煉設備,純凈的原材料,準確的檢測手段。在這種情況下,工匠們經過長期的實踐摸索總結出青銅合金的配比規律,具有很強的規律性,鑄造青銅劍的合金配比會有所不同,但會在配比常數中上下波動。
(3)熔煉原料準備妥當後,放入坩堝中進行熔煉。熔煉的目的是將銅、錫、鉛等原料熔化成液體,同時進壹步去除原料中所含的雜質,如附著在原料上的木炭,以及原料中所含的氧化物、硫化物、鐵等其他金屬元素,使合金純凈。
熔煉的關鍵是觀察溫度,判斷熔煉是否成熟。這在《花王公基》中有詳細描述:
鑄金之處,金、錫盡,黃、白次之;黑色的汙染氣體是通過燃燒木炭等碳氫化合物和附著在原料上的樹枝產生的。黃白色氣體主要是先熔化低熔點的錫,同時原料中所含的氧化物、硫化物等元素揮發形成不同顏色的煙霧;黃白之氣盡,青花次之;隨著溫度的升高,銅熔的藍色火焰顏色有些混合,所以現在是藍白色;綠白氣盡,綠氣次之;無論溫度多高,銅都是完全熔化的,銅的量大於錫。它壹進入,就只有綠色氣體。而且火焰顏色純正,說明原料中太多雜質氣化跑了,剩下的殘渣可以去除;然後就可以投了。別針已經熟了,可以鑄造了。
以上順序也是古代工匠長期實踐的總結。後來人們用“爐火純青”來表示對功夫的精通,起源於此。
為了提高青銅合金的質量,工匠們還多次熔煉銅和錫,以進壹步去除雜質。“金錫被炸”而不是“烤公基施立”,這意味著它是改變和反復油炸。
(4)鑄造將熔化的青銅倒入劍模中,壹旦冷卻凝固,青銅劍就成型了。
(5)鑄造後,加工模型制作的銅劍只是毛坯,表面細膩粗糙。因此,在移除模型之後,必須執行以下修整處理:
-刮擦和拋光,使其表面光滑;
——裝飾,如在鑄出的圖案凹槽中鑲嵌有色玻璃、綠松石,或鑲嵌錯誤的紅銅絲、金線、銀線,甚至在器件表面進壹步雕刻圖案。鑲嵌在當時是很常見的裝飾工藝。它是在青銅器表面鑄造或雕刻圖案,然後鑲嵌金、銀、銅絲(或件),並用交錯的石頭打磨表面,呈現出色彩鮮艷、線條清晰的生動形象。
——裝置附件,配劍;
-磨快刀刃。
就這樣,青銅劍的制作終於完成了。但在使用的過程中,劍要時不時的進行錘煉,所以當時可能有壹類工匠專門從事這項工作。在漢代,這樣的工匠被稱為“磨刀”,他們的技藝也被稱為“灑”。磨利意味著磨利;灑切指的是磨刀,灑水,壹般指的是修劍。
西漢時,大臣袁盎被刺,屍體被人用兇器拋棄。這是壹把新修的劍。官府在長安走訪磨刀工人,壹個工匠說:這把劍是王曦梁的壹個郎官修的。策劃者梁孝王被發現了。
綜上所述,我們可以用戰國末期大儒荀子的壹段話來概括青銅鑄劍的全過程:
刑(型)是,金,工冶巧,火成(劑),斷刑。但是,不剝皮不磨刀,斷不了繩子;剝下來磨壹磨,上面放個盤子,牛馬頓時就聽見了。
戰國劍士曾說:白則強,黃則韌,黃白相間則強而韌,好劍亦善。
這把優秀的劍就是我們今天所說的復合劍。戰國時期,青銅劍的應用達到頂峰。在這種背景下,鑄劍壹直在發展進步,出現了壹些科學先進的技術,取得了突出的成就,尤其是鑄造復合劍的技術。
所謂復合劍,是指劍脊和劍刃分別用不同成分比例的青銅合金鑄造而成的青銅劍。其劍脊由含錫量低的青銅合金制成,韌性強,不易折斷;刀刃由含錫量高的青銅合金制成,硬度高,特別鋒利。所以它剛柔並濟,是古代青銅劍的傑作。其鑄造方法也不同於壹般的青銅劍。普通劍的劍身是壹次鑄造,而復合劍是兩次鑄造:壹是劍脊用特制的劍脊模型鑄造,劍脊兩側預留嵌入式凹槽;然後把鑄好的脊放在另壹個模具裏鑄造劍刃,劍刃和脊嵌在壹起形成整把劍。
從冶金史研究者檢測到的部分復合劍實物可知,劍脊的銅含量高於壹般銅劍,但錫含量低於壹般銅劍;相反,刀刃比壹般的銅劍含銅量低,含錫量高。如果整把劍只用脊或刃的材料制作,會太軟或太剛太脆,但如果脊和刃分別用它制作,會獲得比壹般銅劍更好的性能。這是創造性地運用青銅合金成分配比規律的高超技術,體現了古代工匠對青銅劍合金成分配比的控制已經達到了非常高的水平。
復合劍的劍脊含銅較多,故呈黃色;刀刃含錫多,所以是白色的。劍的脊和刃是不同的顏色,正如相士所說,所以有人稱之為“雙色劍”。因為這把劍表面看起來像是劍脊鑲嵌的,所以有人稱之為“青銅鑲嵌劍”或“心插劍”,這些都不是學名。