儀德剛 蓋洪力

(東華大學(xué)人文學(xué)院,上海 201620)

學(xué)術(shù)界對中國古代失蠟法的研究甚為豐富,但以技術(shù)文獻和鑄銅遺址文物出土進行印證還有一些真空,導(dǎo)致針對失蠟法的技術(shù)起源尚有一些爭議。而熔模鑄造工藝是經(jīng)過現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改造的失蠟法[1],兩者有著相同的失模原理卻未曾見到學(xué)界進行有效的工藝比較研究。

本文以熔模鑄造工藝為背景,梳理中國古代失蠟法技術(shù)起源的幾種實模成形觀點、學(xué)界爭論古代失蠟法的焦點及困境;通過實驗記錄熔模鑄造中蠟?zāi)！⑿蜌すに嚰毠?jié),佐證“失蠟法褶皺”和“失蠟失織法”的工藝推斷;分析蠟料如何使用和回收以及漿料形成型殼的關(guān)鍵要素,以今藝研判古法的新思路,在特種工藝尤其是失模原理的技術(shù)迭代模式下探討熔模鑄造的危機,引起對熔模鑄造工藝手工元素和失模原理的重視。

1 中國古代失蠟法的技術(shù)起源及學(xué)術(shù)爭論

1.1 關(guān)于中國古代失蠟法的技術(shù)起源

學(xué)術(shù)界對中國冶金技術(shù)的起源、傳播過程及傳播機制方面的學(xué)術(shù)研究有很多,但對先秦冶金手工業(yè)的異同、冶金術(shù)與區(qū)域文明發(fā)展的關(guān)系的研究仍不深入[2]。失蠟法作為其中一類也是如此,眾多學(xué)者提出了不同的工藝路徑來探求其技術(shù)源起,以下便是幾種典型的觀點。

(1)失蠟失織法:制作紋飾的內(nèi)模然后翻制外范,將蠟熔化注入外范,并把粗紡織物貼在蠟?zāi)１趁?取蠟?zāi)Ｍ磕ね?用高溫烘烤熔失蠟?zāi)?留下所得外范,織物灰燼可由澆口吹出[3]。這種方法來源于對北方動物紋金屬牌飾文物的鑒定分析,通過文物背面凸起的織物印紋特征推斷為間接失蠟法采用布料包覆輔助蠟?zāi)Ｃ撃！?/p>

(2)撥(剝)蠟法:蠟?zāi)H用手和手工工具成形,將蠟料壓、捏、拉、塑形成為蠟?zāi)4]。這種方法來源于傳統(tǒng)失蠟手工藝“青銅佛作”田野調(diào)查,推斷出失蠟法為手工塑形蠟?zāi)！?/p>

(3)貼蠟法:把蠟料碾壓至與鑄件壁厚相同的厚度,裁剪成需要的形狀尺寸后,貼于預(yù)制的內(nèi)范上形成壁厚[5]。這種方法來源于傳統(tǒng)失蠟法工藝“蘇州片”田野調(diào)查,推斷出中空類器物采用蠟片翻制塑形。

(4)涮殼法:用制脫胎漆器法制出分塊凹模即為涮殼。將涮殼從模型上取下捆緊,灌入熔化的蠟液,凝固至所需厚度后,倒出多余蠟液,略加修整,脫去涮殼,即可得中空、無接縫的整體蠟?zāi)6]。這種方法來源于制脫胎漆器法,推斷出中空類器物采用脫胎流蠟制模塑形。

(5)失镴法:鉛與錫之合金稱為“镴”,將稀泥在“镴?！鄙现谱魍夥?然后以溫火焙燒外范,當(dāng)加熱至200°C以上時,外范中“镴?！比刍?由冒口流出形成外范[7]。這種方法來源于對蛇網(wǎng)蓋冠龍虎方壺工藝分析。

(6)漏鉛法:與失镴法相似,利用鉛錫低熔點的特點組焊,利用鉛錫硬度低的特點雕刻紋飾,然后糊泥在鉛熔模上干燥制范,最后將熔模料熔化進行澆注[8]。這種方法來源于曾侯乙編鐘鑄造工藝分析,推斷鏤空結(jié)構(gòu)采用鉛錫合金為模料。

(7)焚失法:用焚毀即可脫范的材料制模并翻作外范,焙燒后在范腔內(nèi)尚有相當(dāng)多的灰燼,所以必須全部或部分分范,以便清除灰燼[9]。這種方法來源于繩索提梁文物附件分析,推斷其利用植物手工編繩作為模料進行焚失脫模。

以上推論均是圍繞“最初實模是如何獲得?”這個問題展開的,然而實際操作中實模材料可以任意組合,只要制范時陶范能順利取下即可[10]。所以無論古人以何種材料作?；蛞院畏N手法制模制范,都離不開最簡單的工藝原理——失模原理。因此中國古代失蠟法起源實則是對原理實現(xiàn)的探究,從接續(xù)失模原理的熔模鑄造工藝亦可以窺探失蠟法的部分智慧。

1.2 對古代失蠟法技術(shù)成因的學(xué)術(shù)爭論

近百年來對失蠟法技術(shù)成因的研究時常伴隨爭論,楊歡將其分為:1931年之前完全失蠟法研究期、1931—1959年蠟?zāi)＜訅K范的半失蠟法研究期、1960—1977年完全的塊范法研究期、1978—2018年塊范法與失蠟法研究膠著期、2019年至今空腔器物失蠟鑄造工藝細節(jié)對比研究期,共五個階段[11]。

1931年之前中國古代青銅鑄造工藝研究起步,由于出土了大量精美青銅文物,國外的學(xué)者們多持失蠟法工藝鑄造觀點[12]。而伴隨1931—1959年大量的陶范文物出土和中國學(xué)者對中國青銅器范鑄工藝的論證,逐漸對完全失蠟法產(chǎn)生懷疑,進而選擇失蠟法與塊范法相結(jié)合的工藝[13]。雖仍有學(xué)者堅持完全失蠟法觀點(辛普森 1948[14]、艾奇遜1960[15]、張子高1964[16]),但面對大量陶范文物也在完全失蠟法工藝上出現(xiàn)一些妥協(xié)。對中國商周時期的青銅器鑄造工藝起源,學(xué)界在1960—1977年已逐步形成基本統(tǒng)一的認(rèn)知,即中原核心區(qū)域青銅器皆為范鑄[11],巴納依據(jù)20世紀(jì)50年代云南石寨山文化出土文物,推測中國的失蠟法起源于西方,漢代以后由云南傳入中原[17],吉田光邦則認(rèn)為中國早在南北朝時期已有失蠟法,可能由地中海文化圈傳入[18]。但是精美鏤空文物的不斷出土又讓失蠟法的技術(shù)起源及傳播研究疑點重重。

1978年后第四階段,主要涉及曾侯乙尊盤、淅川下寺銅禁等有透空狀紋飾的青銅文物出土,華覺明、郭德維通過對曾侯乙墓青銅器群分析,從結(jié)構(gòu)考察認(rèn)為曾侯乙尊盤采用失蠟法制成,失蠟法是由中國獨立發(fā)明并有著鮮明民族特色的[19]。華覺明認(rèn)為尊盤大多數(shù)部件都有用組合范鑄的可能,但器頸透空附飾必須使用失蠟法,提出至遲在春秋初期中國就已發(fā)明失蠟法[20]。任常中等人通過對淅川下寺銅禁挖掘復(fù)原分析,認(rèn)為在公元前548年時,失蠟鑄造技術(shù)已達較高水平[21]。李京華從工藝角度推斷淅川下寺銅禁使用了失蠟法鑄造工藝,但又兼具范鑄和釬焊工藝[22]。中原地區(qū)皆為范鑄的統(tǒng)一認(rèn)知提出疑點,鏤空青銅紋飾使完全失蠟法和完全塊范法的觀點產(chǎn)生了沖突。

巴納認(rèn)為這些出土青銅器不是完全失蠟法制作,只是熔模法初步傳入和結(jié)合,無法判斷采用何種模料[23],他仍堅持失蠟法是西方起源傳播并影響地方鑄造技術(shù),最終傳入中原的觀點[24]。而華覺明認(rèn)為通過不同工藝方法配合可不使用失蠟法制作復(fù)雜青銅器物,但更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)需要失模原理及多種工藝綜合實現(xiàn)[25]。復(fù)雜結(jié)構(gòu)催生了失模原理并與范鑄法結(jié)合運用,但王金潮復(fù)原青銅鏤空方蓋后認(rèn)為鏤空紋飾非失蠟法鑄造而成,并介紹曾侯乙尊盤口部的摳手泥質(zhì)合范鑄造工藝流程,提出鏤空青銅器以此為主要澆鑄方法[26]?；诓煌魑锏溺U空紋飾結(jié)構(gòu),范鑄法和失蠟法觀點爭論不斷發(fā)酵。

2006年爭論出現(xiàn)高潮,周衛(wèi)榮等認(rèn)為曾侯乙尊盤與淅川下寺銅禁并非采用失蠟法鑄造,提出“中國青銅時代不存在失蠟法鑄造工藝”[27],又從中西方鑄造差異和地理氣候環(huán)境分析,提出失蠟法在中國沒有技術(shù)積累和社會需求的佐證[28]。趙世綱從兩個文物紋飾結(jié)構(gòu)分析,認(rèn)為兩者采用失蠟法整體制成[29]。華覺明等認(rèn)為尊盤這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)不可能為合范鑄造[30]。李元芝等還對河南葉縣許靈公墓出土透空蟠虺紋飾件進行檢測,認(rèn)為這種紋飾是失蠟法整體制成[31]。譚德睿分析四類無法整體脫范的紋飾附件和焚失法模擬實驗,認(rèn)為中國失蠟法起源于焚失法[32]。學(xué)術(shù)界圍繞著復(fù)雜透空紋飾制作工藝,展開了中國失蠟法有無的爭論,這場爭論并未達成一致卻將失蠟法研究逼到了死角。

隨后周衛(wèi)榮等再次分析曾侯乙尊盤鑄造工藝,提出“失蠟工藝不是中國青銅時代的選擇”[33],他們認(rèn)為春秋以后的分鑄和焊接可制造如尊盤的復(fù)雜器物[34]。黃金洲認(rèn)為花紋、銅梗、銅撐之間都沒有焊縫和鑄接結(jié)構(gòu),也無焊接合金痕跡,應(yīng)采用失蠟法工藝[35]。王金潮用泥范工藝復(fù)原許公寧透空蟠虺紋青銅飾件,認(rèn)為分型痕跡能從根本上否定曾侯乙尊盤透空紋飾為“古代失蠟法”[36]。李志偉認(rèn)為不能片面地以尊盤不可能由失蠟法鑄造而徹底否認(rèn)我中國青銅時代有熔模鑄造技術(shù),只要找出有一點是熔模鑄造特征就是熔模鑄造所為[8]。而周衛(wèi)榮分析中西方失蠟特征,認(rèn)為不易脫模不能作為失蠟法判據(jù)[37],他還提出有無范縫也不能作為失蠟法工藝特征判據(jù),并且傳統(tǒng)失蠟法不等同古代失蠟法[38]。陳洪良等通過復(fù)制曾侯乙尊盤,采用失蠟法工藝鑄造透空飾件,認(rèn)為大量相互干擾的透空飾件無法用分塊范鑄成形,再次證明在春秋中晚期中國已出現(xiàn)失蠟鑄造工藝[39]。李元芝等模擬傳統(tǒng)失蠟鑄造工藝復(fù)制公寧蟠虺紋透空飾件,認(rèn)為其表層紋樣披縫是蠟?zāi)Ｅp[40]。羅豐認(rèn)為青銅牌飾在制作工藝上套范和失蠟失織法兩種工藝可能并存,失織-失蠟法或許只有在用貴金屬制作時才會使用[41]。李曉岑等在古滇國青銅扣式上發(fā)現(xiàn)捏蠟指紋和使用蠟條的痕跡,認(rèn)為此為失蠟法的特征,指出在戰(zhàn)國晚期云南地區(qū)就使用了失蠟法[42]。王金潮制作了泥范法鑄造透空青銅器的三維動畫,認(rèn)為泥范法能夠鑄造且是中國青銅時代透空青銅器的唯一方法[43]。爭論的問題焦點不再是單獨的器物,逐漸向透空紋飾類青銅器轉(zhuǎn)變,并將失蠟法的研究限制在這一類結(jié)構(gòu)上。

雙方爭論焦點雖逐漸轉(zhuǎn)變但仍在繼續(xù),在此基礎(chǔ)上使得透空類青銅器有了更深入研究。萬俐在方壺蓋、瓿、陳璋壺三件戰(zhàn)國時期的青銅器上發(fā)現(xiàn),在透空蟠龍紋背面有疊壓的橢圓形片狀特征[44]。湖北隨州市文峰塔春秋中晚期M33出土的1件青銅盤上發(fā)現(xiàn)較多蠟流痕跡,認(rèn)為其可作失蠟鑄造法的直接證據(jù)[45]。周衛(wèi)榮等人整理了透空類青銅器產(chǎn)生與發(fā)展的情況,并從分型面、交錯空間結(jié)構(gòu)、圓圈紋、交織銅梗幾個技術(shù)特征來證明失蠟工藝的蠟質(zhì)和泥料不支持鑄造繁復(fù)透空飾件,并指出湖北隨州文峰塔東周墓銅盤附飾中的銅梗表面褶皺并非失蠟鑄造的直接證據(jù),而是典型范鑄工藝中內(nèi)腔流銅不暢的表現(xiàn),與失蠟鑄造無關(guān)[46]。他們從范鑄痕跡上分析,認(rèn)為“失蠟失織法”在北方系青銅器和金屬牌飾鑄造中是不存在的[47]。他們還對湖北隨州文峰塔東周墓銅盤附飾進行分析,認(rèn)為“較稠濃的流體冷卻后的形態(tài)”并不是“蠟?zāi)＜訜岷笮纬傻牧鲬B(tài)”,是鑄造工藝中的常見缺陷,古代失蠟法以及蠟?zāi)：蜐{料與熔模鑄造概念不同,不能混為一談,認(rèn)為隨州文峰塔青銅盤鏤空耳系范鑄工藝制作[48]。至此失蠟法長期的爭論仍懸而未決。

若要解決當(dāng)下研究中遇到的難題與困境,梅建軍等認(rèn)為這些爭論集中在失蠟鑄造器物的工藝特征,從考古學(xué)角度分析,失蠟法會留下哪些物證?[49]而丹羽崇史等人認(rèn)為必須要通過實物和資料相比較的模擬制作實驗來明確這些制作工藝[50]。楊歡認(rèn)為失蠟法與塊范法所鑄實心器物在外觀上難以區(qū)分,將失蠟法問題糾結(jié)于數(shù)件包含透空附飾的器物中并不能終結(jié)這一爭論[11]。中國失蠟法要走出爭論展開研究,還需從其他途徑或角度進行探索。

特別是楊歡所列2019年至今的空腔器物失蠟鑄造工藝細節(jié)對比研究期,出現(xiàn)了失蠟工藝研究的新思路,失蠟法開始走出爭論,擴展至空腔器物研究,探索出古代中國失模原理的實現(xiàn)方式。相關(guān)研究起始于秦始皇帝陵園出土的青銅水禽,邵安定等人發(fā)現(xiàn)其上補綴銅片有修補打磨痕跡且與基體成分一致,推測其與失蠟鑄造工藝有聯(lián)系[51]。為進一步揭示具體工藝,他們對其內(nèi)部的殘存泥芯進行分析,認(rèn)為同一水禽頸部與身體泥芯使用了不同的泥料且或許是不同的時間段內(nèi)分別制作,或是由不同的工匠制作而成[52]。同時發(fā)現(xiàn)青銅水禽金屬基體沒有高放射性鉛的存在,與西周晚期以及春秋時期早期秦文化銅器的礦料基本相同[53]。并對銅隔擋、體內(nèi)流淌狀多余銅、芯骨等樣品進行分析,發(fā)現(xiàn)其多為鑄后受熱組織銅錫二元合金[54]。經(jīng)過一系列現(xiàn)代科學(xué)檢測分析,按照技術(shù)邏輯將上述研究聯(lián)系起來,邵安定認(rèn)為青銅水禽為失蠟法整體鑄造,具體工藝上采取了間接失蠟法鑄造技術(shù),并推測失蠟法受到地中海文明的影響[55]。然后是楊歡對于青銅馬車的研究,在其上也發(fā)現(xiàn)有墊片芯骨、針狀芯撐、銅片補綴等工藝特征,認(rèn)為其主要部件鑄造方法有可能是失蠟法[56]。此后楊歡又提出空腔器物范芯表面有機物成分的檢測將會帶來新的解決途徑[11],此時失蠟法的研究開始轉(zhuǎn)向,對空腔器物的失蠟法研究是一個良好的開始,對中國失蠟法起源和發(fā)展研究也是一個良好的開始。

中國透空類附飾、繩索狀附飾、空腔類器物等無疑擴展了失蠟法的研究方向,但在工藝表征上找到更多的證據(jù)來解決爭論和問題是非常困難的,而范鑄法與失蠟法關(guān)鍵區(qū)別在失模原理,具體的工藝方法只是局限于時代條件,我們可以大膽借鑒失模原理在熔模鑄造工藝生產(chǎn)中的實現(xiàn)來探究失蠟法。

2 熔模鑄造工藝調(diào)查對失蠟法的復(fù)證

2.1 熔模鑄造工藝記錄分析

熔模鑄造工藝可以分為蠟?zāi)?、制殼、澆注、后處理、檢驗五大部分。傳統(tǒng)失蠟法的手工業(yè)生產(chǎn)模式對詳細工藝步驟通常不予記錄展示,已有的田野調(diào)查工藝步驟描述簡單,也沒有對具體細節(jié)詳盡說明,而現(xiàn)代生產(chǎn)則會詳細記錄過程,且步驟較為繁瑣,其中花費時間最長、最關(guān)鍵的工藝步驟是蠟?zāi)：椭茪刹糠?本節(jié)著重介紹這兩部分,其余的部分概述。

2.1.1蠟?zāi)?/p>

(1)蠟處理:首先將中溫蠟固體塊放入化蠟筒,新舊蠟料配比按1∶9混合,加熱至90℃,靜置后通過濾網(wǎng)將蠟中的水分、粉塵、砂粒等雜質(zhì)過濾掉(圖1(1)全文照片均由蓋洪力拍攝。)

圖1 蠟處理

古代失蠟法研究大多關(guān)注蠟料、動物油脂、鉛錫合金等作為模料的可能,或關(guān)注相應(yīng)配比,但對于模料的回收和利用并無更多思考。中大型器物的模料單次消耗量極大,并且模料是失蠟法工藝中最關(guān)鍵和最珍貴的原料,如果只是簡單熔化,不符合古人物盡其用的生產(chǎn)邏輯,更不符合當(dāng)時物質(zhì)生活水平。古代失蠟法最重要的是如何將模料從產(chǎn)生到消減循環(huán)起來,清潔回收過程暗含著這種工藝存在和發(fā)展的可能,在失?；厥漳Ａ蠒r是否要靜置分層和清除雜質(zhì),在熔化回收后如何調(diào)整模料成分,這是失蠟法工藝發(fā)展必須要解決的問題。

(2)壓蠟:處理后的蠟料經(jīng)過管道進入儲蠟桶進行88—94℃保溫,加壓注射進入模具成形。首先在模具內(nèi)腔噴涂脫模劑(油類物質(zhì)),合模后保壓4—6Mpa,蠟料加壓后通過射蠟口進入模具型腔保證蠟料充滿模具型腔,模具上的水冷板(8—13℃)快速降溫使蠟?zāi)１砻嫜杆倌坛尚?。然后打開模具,此時蠟?zāi)Ｅc模具之間由于壓力會產(chǎn)生真空吸附,需借助壓縮空氣吹入接合面將蠟?zāi)Ｈ〕?圖2),最后將蠟?zāi)７湃胨?18—27℃)繼續(xù)冷卻,隨后放到托盤中靜置12—14小時(圖3)。

圖2 壓蠟脫模

圖3 水箱冷卻

現(xiàn)代利用氣吹取模的原理與艾瑪·邦克失蠟失織法的推測一致,金屬牌飾往往是一個大平面,蠟?zāi)Ｅc成形外范的表面非常光滑易產(chǎn)生負壓,用外力取模易造成變形破損,所以此時借助織物既方便起模又減少了真空吸附力。另外如果使用了織物進行輔助脫模,將織物放在未凝固的蠟?zāi)１趁婧笫欠駮由w一層外范,施加外力來保證蠟?zāi)Ｕ婕y飾充型呢?這樣就更加需要這一層織物進行輔助脫模了。

如果遇到蠟?zāi)?nèi)部有細長小孔結(jié)構(gòu)采用陶芯(圖4、圖5),現(xiàn)代工藝的陶芯既像芯骨又像芯撐,既保證相對位置又能保證蠟?zāi)＝Y(jié)構(gòu),將青銅馬車和彩繪水禽空腔類鑄造中出現(xiàn)的兩類東西合二為一,而現(xiàn)代工藝依然存在芯撐,在制造葉輪的半封閉空腔時,為防止壓蠟時產(chǎn)生“漂芯”,控制型腔與蠟?zāi)５南鄬ξ恢?會用金屬芯釘來固定蠟?zāi)Ｅc型芯,澆注后再打磨掉芯釘,其與芯撐的作用是一致的。而實心類結(jié)構(gòu)在古代失蠟法制作過程中可能有應(yīng)用預(yù)制子蠟和組合型芯的嘗試,來保證蠟?zāi)５膹?fù)雜結(jié)構(gòu)和強度。

圖4 陶芯

圖5 陶芯

(3)修蠟:借助簡單工具(例如圖6)對每個蠟?zāi)＿M行檢查修整,包括結(jié)構(gòu)性的射蠟口、射蠟道以及模具合模線飛邊,脫模劑過多導(dǎo)致的蠟?zāi)１砻嬗图y,液態(tài)蠟壓射進入型腔混合時相互熔接融合產(chǎn)生的流紋(類似輕微褶皺),壓力不穩(wěn)定產(chǎn)生的氣泡以及磕碰等。

圖6 長刀

熔模鑄造與間接失蠟法原理相同,但經(jīng)過修蠟環(huán)節(jié)后,在最終成品上還能看到許多諸如范線、流紋等缺陷,鑄縫無法完全作為區(qū)別失蠟法與范鑄法的特征,因為采用間接失蠟法也會在蠟?zāi)１砻媪粝孪嗤灪?李志偉推測的漏鉛法鑄造同樣亦會產(chǎn)生有鑄縫的銅器[57],甚至直接失蠟法采用分塊拼接時也會產(chǎn)生范縫痕跡。

(4)組樹:批量生產(chǎn)的小件產(chǎn)品把蠟?zāi)０匆欢〝?shù)量排列,利用電烙鐵(120—130℃)將蜂蠟熔化作為焊接劑,然后把蠟?zāi)：附拥侥ｎ^上,模頭與保護澆口的固定蓋板、掛桿(圖7)固定以便于取放。

圖7 掛鉤、蓋板

張昌平在失蠟法研究中發(fā)現(xiàn)曾侯乙尊盤鏤空結(jié)構(gòu)中的褶皺,猜測應(yīng)為較稠濃的流體冷卻后的形態(tài)或者反映的是蠟?zāi)＜訜岷笮纬傻牧鲬B(tài),得出失蠟法使用的蠟?zāi)２⒎嵌际钦w成型,也可能會是將不同蠟?zāi)２考ㄟ^加熱粘連[58]。從現(xiàn)代工藝來看,蠟?zāi)褐坪徒M樹工藝中都存在這樣的現(xiàn)象,澆注系統(tǒng)與蠟?zāi)５倪B接方式,蠟?zāi)＞毥Y(jié)構(gòu)的焊接,都不可避免的會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性的褶皺,手工塑形則更容易需要通過焊接進行組合和修補。

2.1.2制殼

(1)清洗:使用清洗劑將蠟?zāi)１砻嫦炐己陀臀鄣入s質(zhì)洗掉,保證蠟?zāi)１砻尜|(zhì)量,同時起到預(yù)濕和提高掛漿附著率的作用。

現(xiàn)代工藝在清洗過程中很容易出現(xiàn)蠟屑附著在蠟?zāi)１砻娴默F(xiàn)象,在最終成品表面上會體現(xiàn)出相應(yīng)突起,形狀多為片狀,古代失蠟法在對蠟?zāi)Ｖ谱骰蛘咝扪a過程中難免產(chǎn)生蠟屑等其他雜質(zhì)遺留在表面,在制殼、澆注后必定會留下相應(yīng)的痕跡。

(2)面層:首先將硅溶膠、消泡劑、蒸餾水按比例混合為溶液,面層的溶液二氧化硅含量25—28%,將140目鋯粉按1∶1混合為粘度10±2s的鋯漿。持續(xù)攪拌然后將組樹蠟?zāi)ｋS攪拌方向浸入鋯漿(稱作“沾漿”,圖8)。如遇到窄縫隙和深孔洞,需由人工通過吹破張力膜均勻掛漿,最后均勻覆蓋一層80—120目鋯砂,縫孔結(jié)構(gòu)需要手動敲擊拉桿震砂,置于恒溫恒濕環(huán)境下風(fēng)干1—2天。

圖8 沾漿

古代失蠟法根據(jù)環(huán)境選擇粉料和溶劑,但都需要考慮漿的粘度以及成形強度,在混合型殼泥漿時為保證型殼透氣性、結(jié)合強度,其是否會加入其他物質(zhì)促進凝結(jié),采用的溶劑是否會經(jīng)過特殊處理?“以澄泥和水如薄糜”,“急以細黃土,多用鹽并用紙筋固濟于元澄泥之外,更加黃土”微言大義,“澄泥”“薄糜”“細黃土”“鹽”“紙”這些關(guān)鍵字眼切中粒度和促凝因子,想要用一句話將整個工序概括,似乎作了說明但又省略了大量的技術(shù)細節(jié),“澄泥”“薄糜”“細黃土”應(yīng)是面層的漿料描述,面層漿料粒度偏大、粘度偏小,可以保證形成一層薄薄的漿膜并且干燥后內(nèi)表面粗糙度低,“鹽”和“紙”使?jié){料成為水硬性混合物,既保證型殼的強度又增加了透氣性,而這些細節(jié)有可能是失模原理在當(dāng)時的工藝實現(xiàn)。

(3)背層:用80—120目鋯粉與二氧化硅含量28—31%的溶劑配制粘度為17±2s的鋯漿,制作工藝與面層相同(圖9、圖10)。為保證模殼強度,一般背層工藝需要3—4層,并隨著層數(shù)增多撒砂粒度逐漸增大(60—16目)。

圖9 面層風(fēng)干

圖10 背層風(fēng)干

(4)脫蠟:將組樹蠟?zāi)５纳w板與掛架拆下,進入300℃高溫蒸汽脫蠟釜(圖11、圖12),去除蠟?zāi)５玫叫蜌ぁｋm已經(jīng)采用高溫蒸汽脫蠟,但在型殼中因蠟?zāi)＝Y(jié)構(gòu)殘存的蠟料,仍不可避免地被帶入澆注工藝環(huán)節(jié),影響鑄件組分。

圖11 脫蠟釜

圖12 脫蠟

300℃對于型殼強度無較大影響,只是用來去除蠟?zāi)?“外施火力炙化其中油蠟從口上孔隙熔流凈盡”,對于無固定熔點的混合物,既無法精確控制溫度也不能觀察蠟?zāi)?nèi)部變化,而蠟料的熔點一般在140℃左右,超過此溫度,蠟料會產(chǎn)生自燃燒損?；厥障灹先魞H簡單以火力炙化會大量燒損并使余蠟、雜質(zhì)灰分增多,失蠟法工藝去除蠟?zāi)７椒ㄒ膊粦?yīng)只有火力外炙,現(xiàn)代熔模工藝起初就利用開水反復(fù)沖洗型殼進行化蠟,然后利用靜置分層和蒸發(fā)脫水便可回收利用,這種方法簡單可操作,極可能為古人采用。

(5)模殼包棉:對脫蠟后型殼的厚大處包棉,用背層漿沾連石棉包裹(圖13),保證澆注時順序凝固,此外將硅溶膠、鋯粉配制成泥狀修補型殼破損處。古代失蠟法若在型殼固化后出現(xiàn)缺陷必將采取相應(yīng)的修補行為,修補位置不只外形與整體不一致,強度也是最小的,在澆注完成后進行型殼破碎會留下相應(yīng)的斷口和殘殼,這就產(chǎn)生不同表征的型殼和器物,同樣殘殼的組分也留下可以追溯的痕跡。

圖13 包棉

(6)模殼焙燒:使用天然氣焙燒爐(圖14)焙燒,溫度升至1050℃,實際焙燒時間由模殼大小決定。觀察模殼焙燒顏色,型殼發(fā)白則說明焙燒完成,發(fā)紅則過燒。通過最簡單的顏色變化進行經(jīng)驗積累得到焙燒效果判斷,失蠟法模殼是多層透氣結(jié)構(gòu),與陶范單、雙層結(jié)構(gòu)不同,兩者在焙燒時間和焙燒后的透氣性上均有差別,這些都會對澆注產(chǎn)生影響繼而在成品中表現(xiàn)出澆不足、裂紋、毛刺現(xiàn)象。

圖14 焙燒爐

2.2 熔模鑄造與失蠟法的工藝迭代危機

熔模鑄造與失蠟法都是以失模原理為本質(zhì)的工藝,它們承載著古人鑄造理念的智慧,但同為特種加工工藝在不同的時空也會面對相同的境遇。熔模鑄造作為一項材料近凈成形技術(shù),在高精度、復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件,特別是高熔煉溫度、高化學(xué)活性金屬的成形中起著不可替代的作用,但是熔模鑄造工藝過程復(fù)雜、成本高、周期長,只有少數(shù)產(chǎn)品才會選擇這種工藝[59],而多數(shù)情況選擇砂鑄,猶如失蠟法之于范鑄法。

但無論選擇哪種工藝方案,最終目的都是生產(chǎn)出達到要求的產(chǎn)品,例如現(xiàn)代葉輪的制作,有的會直接選擇砂型鑄造,復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和表面靠精細加工來保證,有的則會選擇熔模鑄造保證復(fù)雜結(jié)構(gòu)和精度只做普通加工,而最后得到的產(chǎn)品沒有任何區(qū)別,除了依靠標(biāo)識分辨,幾乎不能判斷其為何種工藝。古代生產(chǎn)也會有這樣的結(jié)果,一旦經(jīng)過精雕細琢,在成品判斷上就極難確定工藝流程,這也是有些文物在工藝上產(chǎn)生爭論的原因。

況且工藝選擇是隨著時間不斷變化的,譚德睿認(rèn)為必須聯(lián)系各種造型方法和加工工藝特點、砂鑄法與古代失蠟鑄造比較,現(xiàn)代熔模鑄造工藝以其尺寸精度和勞動生產(chǎn)率較高取勝,但是在鑄造重型器物和蠟?zāi)o法借模具成形的器物時,古代失蠟鑄造工藝仍然是首選項[60]。隨著時間推移,古代失蠟法成為首選項已經(jīng)被技術(shù)迭代所吞沒,熔模鑄造工藝也在所難逃,這更需要我們調(diào)查思考熔模鑄造和失蠟法的失模原理的獨特適用。熔模鑄造作為現(xiàn)代工藝雖然發(fā)展迅速,但目前國內(nèi)熔模鑄造工藝還停留在“一半是技術(shù),一半是手藝”的階段,這一半手工技巧暗含失蠟法研究的新方向,同樣也蘊含工藝手冊無法表達的內(nèi)容。上述所記錄的工藝正逐漸消失,轉(zhuǎn)而完全由其他技術(shù)代替,到時不只是技術(shù)工藝中斷,失模原理也有可能中斷,所以調(diào)查記錄熔模鑄造工藝的意義更加深刻。

3 結(jié)語

中國古代失蠟法經(jīng)過近百年探索研究,國內(nèi)外學(xué)者從出土文物和傳統(tǒng)工藝出發(fā)解答最初失蠟法實模如何獲得這個問題,對失蠟法的技術(shù)起源提出諸如“焚失法”“漏鉛法”“撥蠟法”“失蠟失織法”“空腔器失蠟法”的推測。從完全失蠟法、半失蠟法,再到失蠟法的膠著期、空腔器物失蠟鑄造工藝細節(jié)對比研究期,出土器物影響著學(xué)者們的觀點。鏤空紋飾器物的出現(xiàn)迎來了“中國古代失蠟法存在與否”的激烈討論,但是文獻資料和器物的形制、紋飾的復(fù)雜程度、范縫等均不能成為其充分判據(jù),這使古代失蠟法研究局限在透空結(jié)構(gòu)的研究,向前推進異常困難。隨著青銅馬車與彩繪銅禽研究開始轉(zhuǎn)向,面對這一變化,需要明確中國透空紋飾、繩紋、牌飾、空腔類文物特征,并明析失模原理這一關(guān)鍵問題。

對比與失蠟法同根的熔模鑄造工藝,在工業(yè)生產(chǎn)模式下通過詳細記錄分析熔模鑄造中蠟?zāi)?、型殼的工藝流?發(fā)現(xiàn)古代失蠟法研究對蠟料如何使用型芯和芯撐處理復(fù)雜結(jié)構(gòu),脫蠟的方法,蠟料的回收利用缺乏關(guān)注,也印證了艾瑪·邦克失蠟失織法的推斷和張昌平褶皺特征的出現(xiàn),文獻中“以澄泥和水如薄糜”,“急以細黃土,多用鹽并用紙筋固濟于元澄泥之外,更加黃土”微言大義,在熔模鑄造工藝中也能發(fā)現(xiàn)失蠟法在型殼漿料的制備工藝上的思想,無論是修補蠟?zāi)＿€是判斷模殼焙燒程度,無論是泥芯還是芯撐,現(xiàn)代熔模鑄造工藝仍然蘊含著與古代失蠟法相同的智慧,且無論在古代還是在現(xiàn)代兩者遇到的問題是相同的,都會因為技術(shù)迭代而帶來工藝脈絡(luò)中斷、記錄缺失、存在危機,所以對現(xiàn)代熔模鑄造工藝的調(diào)查記錄非常重要,可以從現(xiàn)代工藝視角思考失蠟法研究未關(guān)注的問題并接續(xù)失模原理的發(fā)展。