30.8姜寨遗址出土的黄铜片和黄铜管
青铜冶炼技术是在纯铜和黄铜冶炼的基础上发展起来的。得益于先民从烧制陶器过程中积累起来的丰富经验,为青铜冶铸业提供了必要的高温知识、耐火材料、造型材料与造型技术等条件。例如龙山文化中黑陶和白陶的烧陶温度均与铜的熔点接近;陶模具泥坯和印制花纹等技术与铸铜的模具功能有相似之处;金属冶铸用的熔炉、型范等都是陶质的用具;炼铜和烧陶用的燃料都是木炭。
通过对安阳殷墟的铸铜工场遗址还原,可以知道商朝的铜矿原料是不含硫的孔雀石(氧化铜),矿砂中夹杂着赤铁矿。将矿石与木炭放在红黄色陶制冶炼炉中,通过鼓风设备加热到合适温度可以得到较纯的铜液。山西绛县西吴壁遗址是中原地区已知年代最早、规模最大、专业化水平最高的夏商冶铜遗址,有大量二里头、二里冈时期的遗存。

30.9山西西吴壁遗炼炉残迹、铜炼渣(炉渣)、炉壁(坩埚壁)
锡的冶炼难度远低于炼铜,因为锡的熔点很低(231.89℃),只要把锡石与木炭放在一起冶炼,木炭便能将锡从锡石中还原出来。所以古人应该更早掌握了锡的冶炼技术,中国古代的五金就是指金、银、铜、铁、锡,可见锡的普遍性。
少量商朝青铜器中有一定比例的铅,甚至有完全用铅代替锡的个例,尚无法确定加入铅的目的是什么。不过现代科学证明,铜锡合金中加入极少量的铅,可以在铸造花纹时起到花纹清晰、减少气孔的效果。工匠们到战国时期才开始有意识地使用该技术,商朝时多半是冶炼技术探索时的产品。

30.10商朝已有少量锡器(图为现代工艺品)
四、鬼斧神工的青铜器铸造技术
相比熔炼青铜液,制作青铜器的难度要小得多。商人借鉴制作陶器的型范技术发明了青铜器铸造技术,不需要敲击或剜凿。通过对殷墟的考古研究,目前已经还原出商朝青铜器的制作流程。
先用特制的泥做成待铸器的实心泥"模",然后在泥模上分块翻制待铸器的外"范"(没错,模范一词就是由此而来)。范是陶制的,由内范、外范多块拼成。外范做好之后,加以适当修整,并在外范上加刻精细的花纹,之后再把小块外范拼成大块,后期会在外范底部制作铭文范。内范的做法是在泥模上刮去一层,这层空隙就是待铸器的厚度。等是做好浇口和冒口后,用600度左右的温度将之焙烧成陶质,对合成的整体范预热并灌注铜液,待铜液冷却后,打碎整范,取出青铜器再进行接缝研磨即可。

30.11商朝“范”实物
从上述工序流程可以看出铸造一件青铜器需要多么复杂的工程,尤其是制作大型青铜器,更需要很多人参与制模、翻范、液化铜汁、浇筑和拼接,绝对是劳动密集型的高技术工种。
从安阳殷墟遗址中可以看到当时陶范的选料、配料、塑模、翻范、花纹刻制都极为考究;浑铸、分铸、铸接、叠铸技术也非常成熟,充分显示了先人的聪明才智。除了陶范翻铸青铜器法外,商朝还出现了两次浇筑提梁或链条等多种铸造方法,是中国金属冶铸技术的重大发明。另外在战国时期广泛使用的蜡模法是否在商朝已出现,现在尚难以证实。
