熔模鑄造工藝復證失蠟法研究

儀德剛 蓋洪力

(東華大學人文學院,上海 201620)

學術界對中國古代失蠟法的研究甚為豐富,但以技術文獻和鑄銅遺址文物出土進行印證還有一些真空,導致針對失蠟法的技術起源尚有一些爭議。而熔模鑄造工藝是經(jīng)過現(xiàn)代科學技術改造的失蠟法[1],兩者有著相同的失模原理卻未曾見到學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起源的幾種實模成形觀點、學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模、型殼工藝細節(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起源及學術爭論

1.1 關于中國古代失蠟法的技術起源

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

(1)失蠟失織法:制作紋飾的內模然后翻制外范,將蠟熔化注入外范,并把粗紡織物貼在蠟模背面,取蠟模涂抹黏土,用高溫烘烤熔失蠟模,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模脫模。

(2)撥(剝)蠟法:蠟模僅用手和手工工具成形,將蠟料壓、捏、拉、塑形成為蠟模[4]。這種方法來源于傳統(tǒng)失蠟手工藝“青銅佛作”田野調查,推斷出失蠟法為手工塑形蠟模。

(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,貼于預制的內范上形成壁厚[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、無接縫的整體蠟模[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,推斷鏤空結構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,焙燒后在范腔內尚有相當多的灰燼,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 對古代失蠟法技術成因的學術爭論

近百年來對失蠟法技術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年蠟模加塊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者對中國青銅器范鑄工藝的論證,逐漸對完全失蠟法產生懷疑,進而選擇失蠟法與塊范法相結合的工藝[13]。雖仍有學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,學界在1960—1977年已逐步形成基本統(tǒng)一的認知,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,從結構考察認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原分析,認為在公元前548年時,失蠟鑄造技術已達較高水平[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生了沖突。

巴納認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,最終傳入中原的觀點[24]。而華覺明認為通過不同工藝方法配合可不使用失蠟法制作復雜青銅器物,但更復雜的結構需要失模原理及多種工藝綜合實現(xiàn)[25]。復雜結構催生了失模原理并與范鑄法結合運用,但王金潮復原青銅鏤空方蓋后認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]。基于不同器物的鏤空紋飾結構,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積累和社會需求的佐證[28]。趙世綱從兩個文物紋飾結構分析,認為兩者采用失蠟法整體制成[29]。華覺明等認為尊盤這種復雜的結構不可能為合范鑄造[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,認為中國失蠟法起源于焚失法[32]。學術界圍繞著復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],他們認為春秋以后的分鑄和焊接可制造如尊盤的復雜器物[34]。黃金洲認為花紋、銅梗、銅撐之間都沒有焊縫和鑄接結構,也無焊接合金痕跡,應采用失蠟法工藝[35]。王金潮用泥范工藝復原許公寧透空蟠虺紋青銅飾件,認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]。李志偉認為不能片面地以尊盤不可能由失蠟法鑄造而徹底否認我中國青銅時代有熔模鑄造技術,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]。陳洪良等通過復制曾侯乙尊盤,采用失蠟法工藝鑄造透空飾件,認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)失蠟鑄造工藝復制公寧蟠虺紋透空飾件,認為其表層紋樣披縫是蠟模披縫[40]。羅豐認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變,并將失蠟法的研究限制在這一類結構上。

雙方爭論焦點雖逐漸轉變但仍在繼續(xù),在此基礎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生與發(fā)展的情況,并從分型面、交錯空間結構、圓圈紋、交織銅梗幾個技術特征來證明失蠟工藝的蠟質和泥料不支持鑄造繁復透空飾件,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腔流銅不暢的表現(xiàn),與失蠟鑄造無關[46]。他們從范鑄痕跡上分析,認為“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,認為“較稠濃的流體冷卻后的形態(tài)”并不是“蠟模加熱后形成的流態(tài)”,是鑄造工藝中的常見缺陷,古代失蠟法以及蠟模和漿料與熔模鑄造概念不同,不能混為一談,認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。

若要解決當下研究中遇到的難題與困境,梅建軍等認為這些爭論集中在失蠟鑄造器物的工藝特征,從考古學角度分析,失蠟法會留下哪些物證?[49]而丹羽崇史等人認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,將失蠟法問題糾結于數(shù)件包含透空附飾的器物中并不能終結這一爭論[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,他們對其內部的殘存泥芯進行分析,認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)代科學檢測分析,按照技術邏輯將上述研究聯(lián)系起來,邵安定認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,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中的實現(xiàn)來探究失蠟法。

2 熔模鑄造工藝調查對失蠟法的復證

2.1 熔模鑄造工藝記錄分析

熔模鑄造工藝可以分為蠟模、制殼、澆注、后處理、檢驗五大部分。傳統(tǒng)失蠟法的手工業(yè)生產模式對詳細工藝步驟通常不予記錄展示,已有的田野調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、最關鍵的工藝步驟是蠟模和制殼兩部分,本節(jié)著重介紹這兩部分,其余的部分概述。

2.1.1蠟模

(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注蠟料、動物油脂、鉛錫合金等作為模料的可能,或關注相應配比,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邏輯,更不符合當時物質生活水平。古代失蠟法最重要的是如何將模料從產生到消減循環(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,在熔化回收后如何調整模料成分,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。首先在模具內腔噴涂脫模劑(油類物質),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℃)快速降溫使蠟模表面迅速凝固成形。然后打開模具,此時蠟模與模具之間由于壓力會產生真空吸附,需借助壓縮空氣吹入接合面將蠟模取出(圖2),最后將蠟模放入水箱(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,蠟模與成形外范的表面非常光滑易產生負壓,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模背面后是否會加蓋一層外范,施加外力來保證蠟模正面紋飾充型呢?這樣就更加需要這一層織物進行輔助脫模了。

如果遇到蠟模內部有細長小孔結構采用陶芯(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模結構,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,為防止壓蠟時產生“漂芯”,控制型腔與蠟模的相對位置,會用金屬芯釘來固定蠟模與型芯,澆注后再打磨掉芯釘,其與芯撐的作用是一致的。而實心類結構在古代失蠟法制作過程中可能有應用預制子蠟和組合型芯的嘗試,來保證蠟模的復雜結構和強度。

圖4 陶芯

圖5 陶芯

(3)修蠟:借助簡單工具(例如圖6)對每個蠟模進行檢查修整,包括結構性的射蠟口、射蠟道以及模具合模線飛邊,脫模劑過多導致的蠟模表面油紋,液態(tài)蠟壓射進入型腔混合時相互熔接融合產生的流紋(類似輕微褶皺),壓力不穩(wěn)定產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模表面留下相同蠟痕,李志偉推測的漏鉛法鑄造同樣亦會產生有鑄縫的銅器[57],甚至直接失蠟法采用分塊拼接時也會產生范縫痕跡。

(4)組樹:批量生產的小件產品把蠟模按一定數(shù)量排列,利用電烙鐵(120—130℃)將蜂蠟熔化作為焊接劑,然后把蠟模焊接到模頭上,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)曾侯乙尊盤鏤空結構中的褶皺,猜測應為較稠濃的流體冷卻后的形態(tài)或者反映的是蠟模加熱后形成的流態(tài),得出失蠟法使用的蠟模并非都是整體成型,也可能會是將不同蠟模部件通過加熱粘連[58]。從現(xiàn)代工藝來看,蠟模壓制和組樹工藝中都存在這樣的現(xiàn)象,澆注系統(tǒng)與蠟模的連接方式,蠟模精細結構的焊接,都不可避免的會產生結構性的褶皺,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:使用清洗劑將蠟模表面蠟屑和油污等雜質洗掉,保證蠟模表面質量,同時起到預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)蠟屑附著在蠟模表面的現(xiàn)象,在最終成品表面上會體現(xiàn)出相應突起,形狀多為片狀,古代失蠟法在對蠟模制作或者修補過程中難免產生蠟屑等其他雜質遺留在表面,在制殼、澆注后必定會留下相應的痕跡。

(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)攪拌然后將組樹蠟模隨攪拌方向浸入鋯漿(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,縫孔結構需要手動敲擊拉桿震砂,置于恒溫恒濕環(huán)境下風干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、結合強度,其是否會加入其他物質促進凝結,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細節(jié),“澄泥”“薄糜”“細黃土”應是面層的漿料描述,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 面層風干

圖10 背層風干

(4)脫蠟:將組樹蠟模的蓋板與掛架拆下,進入300℃高溫蒸汽脫蠟釜(圖11、圖12),去除蠟模得到型殼。雖已經(jīng)采用高溫蒸汽脫蠟,但在型殼中因蠟模結構殘存的蠟料,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,只是用來去除蠟模,“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模內部變化,而蠟料的熔點一般在140℃左右,超過此溫度,蠟料會產生自燃燒損?；厥障灹先魞H簡單以火力炙化會大量燒損并使余蠟、雜質灰分增多,失蠟法工藝去除蠟模方法也不應只有火力外炙,現(xiàn)代熔模工藝起初就利用開水反復沖洗型殼進行化蠟,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的斷口和殘殼,這就產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構,與陶范單、雙層結構不同,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,在高精度、復雜結構鑄件,特別是高熔煉溫度、高化學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雜、成本高、周期長,只有少數(shù)產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,最終目的都是生產出達到要求的產品,例如現(xiàn)代葉輪的制作,有的會直接選擇砂型鑄造,復雜的結構和表面靠精細加工來保證,有的則會選擇熔模鑄造保證復雜結構和精度只做普通加工,而最后得到的產品沒有任何區(qū)別,除了依靠標識分辨,幾乎不能判斷其為何種工藝。古代生產也會有這樣的結果,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率較高取勝,但是在鑄造重型器物和蠟模無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)被技術迭代所吞沒,熔模鑄造工藝也在所難逃,這更需要我們調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,但目前國內熔模鑄造工藝還停留在“一半是技術,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容。上述所記錄的工藝正逐漸消失,轉而完全由其他技術代替,到時不只是技術工藝中斷,失模原理也有可能中斷,所以調查記錄熔模鑄造工藝的意義更加深刻。

3 結語

中國古代失蠟法經(jīng)過近百年探索研究,國內外學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構的研究,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鍵問題。

對比與失蠟法同根的熔模鑄造工藝,在工業(yè)生產模式下通過詳細記錄分析熔模鑄造中蠟模、型殼的工藝流程,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雜結構,脫蠟的方法,蠟料的回收利用缺乏關注,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,無論是修補蠟模還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,都會因為技術迭代而帶來工藝脈絡中斷、記錄缺失、存在危機,所以對現(xiàn)代熔模鑄造工藝的調查記錄非常重要,可以從現(xiàn)代工藝視角思考失蠟法研究未關注的問題并接續(xù)失模原理的發(fā)展。