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秦青铜、冶铁技术发展情况概述/一/(二)
袁仲一
一、秦对前代青铜器制作技术的继承与发展
(二)青铜技艺的高度发展
战国晚期至秦王朝时,秦的青铜制造业获得了巨大的发展,在中央设有少府工室、寺工工室、属邦工室、诏事工室等官署机构主管铜器、兵器、车马器的制造,另外在秦旧都雍城、栎阳及上郡、蜀郡等地亦设有制造铜兵器的作坊。自商鞅变法后并加强了对手工业产品质量的管理,实行“物勒工名”制度,如产品不合规格要受惩罚。
在长期生产实践的过程中,人们已熟练地掌握了合金的性能和合金的配比。《吕氏春秋·别类篇》说:“金(铜)柔锡柔,合两柔则为刚。”又说:“白所以为坚也,黄所以为韧也,黄白杂则坚且韧,良剑也。”关于铜与锡的合金比例,《考工记》说:钟、鼎所需铜与锡比例为六比一,即铜占85.71%,锡占14.29%;斧、斤所需铜与锡的比例为五比一,即铜占83.33%,锡占16.67%;戈、戟所需铜与锡的比例为四比一,即铜占80%,锡占20%;大刃之器铜与锡的比例三比一,即铜占75%,锡占25%;削、杀矢所需铜与锡的比例为五比二,即铜占71.43%,锡占28.57%;鉴、燧所需铜与锡的比例为一比一,即铜与锡各占50%。《考工记》大体上是战国初期齐国的著作,这是“古人对锡青铜机械性能与合金成分关系的一种理性认识”,指出“制作某器的极限成分”。(《中华文明·先秦史》196—197页)从各地出土青铜器的检测数据来看,测值与“六齐”之说略有差异,但大体说来战国时秦和各诸侯国已较熟练地掌握了各种器物合理的合金配比。
秦兵器出土的数量众多,仅秦始皇陵一号兵马俑坑现已出土青铜兵器四万余件,有剑、戈、戟、矛、铍、钺、殳、镞等,其中以铜镞的数量最多。这些兵器合金成分的配比:剑含铜73—76%、锡18—21%、铅0.17—2.18%;矛含铜79.4%、锡18.6%、铅0.75%;镞含铜78.88—88%、锡11.1—17%、铅3—7.71%;镦含铜84.83%、锡15.15%。青铜中含锡的比例不同则硬度不同。经检测,剑的硬度为HRB106度,约相当中碳钢调质后的硬度,非常锐利。矛和镞的布氏硬度在100以上,亦符合穿刺力强的要求。镦为兵器柄末端的饰件,要有一定的韧性,所以含锡量低。说明当时各种器物不同的含金配比基本合宜。
兵马俑坑出土的青铜兵器都是利用合范法铸造成型,再经锉磨、抛光等细加工。剑、戈、矛、铍等的棱脊规整,刃部的锉磨纹细密无交错现象,表面光洁。铜镞的三个棱脊的长度几乎完全相等,最大差值为0.55毫米,最小差值为0.02毫米。显示了制造尺度的精确,磨削和抛光工艺的高超。[1]另外,在俑坑出土的16件青铜铍的两面布满不规则的云头状花纹,与器表的金相结合融为一体。有人认为此花纹是用硫化法制成;[2]也有人认为是在器的表面涂上液体介质,经二次回火介质流动挥发,冷却后所形成的收缩范围即是花纹的纹样。[3]此纹样与吴王光剑表的纹样完全相同,与湖北江陵望山一号楚墓出土的越王勾践剑和陕西凤翔战国秦墓出土矛上的菱格纹样,其制作工艺基本相似。此工艺可能首先出现于吴越,后被秦人吸纳。
秦始皇陵园出土的一、二号铜车马,制作工艺精湛,被誉为中国冶金史上的“青铜之冠”。车马的大小约相当于真实车马的二分之一。车均为单辕、双轮,前驾四匹铜马,车上各有铜御官俑一件。车马通体彩绘,并有大量的金银质构件,装饰华贵,是皇帝车马仪仗中的两乘副车。每乘车都是由三千多个零部件组装而成。零部件大多是铸造成型,铜马、铜俑等大型厚壁件及辕、轴等长杆形构件均采用空腔造型;范为泥质陶范,长杆形构件的范芯内加有铜芯骨;大而薄的构件如一号车的车盖,采用铸、锻结合法,即其拱曲的部位是铸后加热锻打而成。众多零部件连接的方法,可分为冶金性连接和机械性连接两大类。冶金性连接的方法:一是嵌铸法,又名接铸法。如铜马的四肢、头与躯干的连接;铜俑的头、手、足、与躯干的连接;车轮的毂、辐与牙的连接等。复杂的大型构件大都采用此法连成一体。二是包铸法,如辕与轴的十字交接处,轭与衡的交接处等,包铸革带缠扎纹使二者固着为一体。三是焊接法,如车轼与车舆的连接,箭箙与车輢的连接等,都采用熔化焊接法。铜马颈部的项圈,是由金管、银管各42件相间排列组成,节与节之间采用焊接法连接。一些铜丝链条是由众多铜丝纽环组成,纽环均采用低温焊接法形成。机械性连接的方法也是多种多样,有子母扣加销钉连接、活铰连接、纽环扣接、转轴连接、锥度配合连接、铆接、套接、卡接等。为了便于各种鞁具的披戴和卸除,以及门窗的开启与闭合,设计了多种多样的闭锁和开启结构。至今马身上各种鞁具的装卸、门窗的启闭等活动自如。
铜车马的一些零部件铸造成型后都经过细加工。加工的方法有锉磨、抛光、钻孔、切削、錾刻、冲凿、镶嵌、钳工装配等。另外,铜车马通体彩绘多种各样的图案花纹。有的花纹采用堆绘法以显示浅浮雕的艺术效果。施色明快,绚丽多姿。这是青铜器装饰艺术的一大创举,突破了以往青铜器单一的素面色调。
铜车马体型大、结构最为复杂,融合了铸、锻、焊、热工处理、镶嵌、钳工装配等二十余种金属制作工艺。[4]这些工艺有的承袭于前代,有的是崭新的创造。造型准确,形象逼真,技艺精湛,标志着中国的青铜制造技术发展到了巅峰。过去有人认为中国的青铜制造西周时进入辉煌,春秋战国进入衰退期。如果单从铜礼器的视角观察,此说基本可信。但春秋战国是社会巨大的变革时期,在铜礼器衰微的同时,而青铜兵器及生活实用器却逐渐发展、兴盛起来,各种新工艺不断地出现,到战国晚期和秦王朝时使青铜器再现辉煌。
注释
[1]袁仲一:《秦始皇陵的考古发现与研究》第255页,陕西人民出版社,2002年。
[2]中国古代兵器编委会:《中国古代兵器》第107—109页,陕西人民出版社,1995年。
[3]姜彩凡:《秦铍及其表面花纹之试探》,《文博》1994年第6期。
[4]秦始皇兵马俑博物馆、陕西省考古研究所:《秦始皇陵铜车马发掘报告》第309—322页,文物出版社,1998年。
秦始皇帝陵博物院2011/秦始皇帝陵博物院.—西安:陕西出版集团 三秦出版社,2011