商、周时期,我国手工业发展进入一个快速发展的时期,青铜制造工艺技术已经非常成熟,在数量、种类、工艺等方面进入我国古代青铜器制造的巅峰。当时的工匠已经能够熟练的掌握铜、锡铅的比例,制造出不同功用的青铜器。
在我国,五千年前的新石器时代的马家窑文化中,就已经发现了红铜器。大约在前2000年左右,进入青铜时代的初期,青铜是红铜和锡的合金、也有的是红铜、锡、铅的合金。我们原始社会的龙山文化中,曾发现过青铜炼渣。在齐家文化中(距今约1800年左右),就发现了含铅量5%的铅青铜,由此可见,我国铸造青铜器的初始阶段,可以追溯到非常遥远的年代。那作为青铜器原料的铜、锡、铅元素在青铜器制造的功用又如何?他们之间的比例不同会给青铜器功用带来怎样的影响呢?
在商代晚期、青铜合金主要是铜锡合金,锡的的比例高低决定着青器的硬度,若加锡5-7%硬度比纯红铜硬度提升50-60%,若加锡7-9%,硬度就增加70——80%,但是高比例的锡会导致青铜器变脆,古代的工匠对铜锡在青铜器中比例的不同能改变其物理性能是有清楚的认识的,他们认为铜柔锡柔,合两柔则刚。 但到了春秋、战国时期,由于时代和形势的发展,青铜武器的大量使用,如何降低青铜器的脆性是武器制造的关键,于是在青铜器中加入铅,利用铅的比例来降低青铜器的硬度提升韧性,从而使这样的青铜武器在保持锋利的同时不容易折断。在青铜器中加入铅还有个优点,就只增加液化后的金属流动性和填充性,让它与陶范保持密合的接触面,减少沙眼的出现从而改善在浇筑过程中铸件的质量,提高青铜器纹饰造型的工艺。除改善青铜的物理性质外,在在红铜中加入锡铅还有降低熔点的重要作用,如红铜的熔点是1083℃,随着加锡的数量不同,而熔点可逐渐降低,若加入15%锡,熔点将至960℃,若加入25%锡,熔点将至800℃,在生产力相对比较低下的商周,金属冶炼熔点的高低直接关系着生产工艺的质量。
《周礼·考工记》中青铜器制造工艺中的合金比例古代青铜器的铸造成就中,非常关键的是古代劳动人民已经准确的掌握了铜、锡合金的不同比例,使其物理性能能比较适合制造各种用途的器具。古代工匠为了制造不同青铜器,探索总结不同合金比例并对冶炼和铸造青铜器中的技艺要求进行总结,从而记录在《周礼·考工记》中。
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