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February 2011 |
The 69th WFC Paper |
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The ancient Chinese casting techniques
*Tan Derui1 and Lian Haiping2
(1. Chinese Society of Traditional Crafts, Shanghai, China; 2. Shanghai Museum, No.1357 Yan#39;an Road (West), Shanghai 200050, China)
Abstract: In the course of Chinese civilization, which lasted more than 5,000 years, casting production has made a huge contribution. In this paper, some representative metal castings were presented. According to their forming techniques, they can be grouped into stone mould casting, clay mould casting, ablation casting, lost wax casting, stack casting, permanent mould casting, sand casting, etc. According to their materials, they can be categorized into tin bronze, bimetallic bronze, malleable cast iron, ductile cast iron, brass, cupronickel alloy (Packtong), etc. According to their surface decorative techniques they can be devided into gem inlay, gilding, gold and silver inlay, copper inlay, engraved decoration, surface tin-enrichment, mother-of-pearl inlay, burnished works with gold or silver inlay, surface coloring and cloisonneacute; enamel, etc.
Key words: ancient Chinese; casting techniques; alloying; surface protecting and decoration
CLC number: TG2-01 Document code: A Article ID: 1672-6421(2011)01-127-10
The more than 5,000 years of Chinese civilization is a civilization that created by bronze and iron. During the long process of history, the foundry industry has made a huge contribution. Many casting techniques, non-ferrous metal amp; ferrous metal, and the surface decorating techniques were successively invented and developed.
1 An overview of the ancient Chinese casting technologies
1. 1 Stone mould casting
The earliest stone mould found in China is from Xia County, Shanxi province which was used to cast an adze ben (a farm tool).
*Tan Derui
Male, born in Jiaxing, Zhejiang Province. He graduated from Shanghai Jiao Tong University in 1961. He is a specialist of ancient Chinese bronze and art casting and has been a researcher of Shanghai Museum and the director-commissioner of the Art Casting Technical Committee of China Foundry Association. Mr. Tan now is the chairman of Chinese Society of Traditional Crafts. He mainly engages in the research work on the history of Chinese foundry, the forming and decorating techniques of ancient Chinese bronzes and the art casting. His publications mainly include papers published in scientific journals and books (in Chinese): Splendid Craft of Lost Wax Casting in Ancient China, Art Casting, and the Co-edited book, A Collection of Chinese Traditional Crafts, etc. E-mail: 13801864288@126.com
Correspondant author: Lian Haiping
E-mail: haipinglian@hotmail.com
Received: 2010-07-21; Accepted: 2010-09-20
It was dated to Xia Dynasty (2070 BC-1600 BC, See Fig. 1).
A stone mould casting is only used to cast a simple object, but it could be reused for many times. So it was usually used to cast tools. Up to the present, it is still used at some remote mountainous areas.
Fig. 1: A stone mould, Xia Dynasty (2070 BC-1600 BC),
length: 6.5-6.9 cm, thickness: 3.4-3.9 cm
1.2 Clay mould casting
The clay mould material is made by firstly mixing the clay with precalcined clay and plant ash, and then mixing with water. The production period is very long, but clay moulds have a good filling and copy ability, suitable green and dry strength. It can be used to cast not only the thin-wall objects with fine decoration, but also the large-scale heavy section ones.
The clay mould casting had been one of the most important techniques all the time in ancient China, especially in the Chinese Bronze Age. The abundant excellent bronze ritual wares with elegant decoration and complex shape had appeared, please see Figs. 2-7.
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CHINA FOUNDRY |
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(a)
(b)
Fig. 2: Clay pattern (a) and mould (b) with line decoration excavated from Houma City, Shanxi Province, the Spring and Autumn Period (770 BC-476 BC). Size: 20 cm times; 18.5 cm
Fig. 3: You (Tiger cannibalism wine container), late
Shang Dynasty. Height: 35.7 cm, weight: 5.09 kg. The movable handle was cast-on to the body which cast in one-piece mould
Fig. 4: Four Rams Shaped Zun (a wine vessel), late Shang Dynasty. Height: 58.3 cm, weight: 34.5 kg. The ramrsquo;s curled horns were first cast separately and then cast-on to the ramrsquo;s heads
Fig. 5: The Chime Bells of Marquis Yi of Zeng State, Early Warring States Period (5th-4th century BC). The bell cot (frame) has a length of 748 cm, a width of 335 cm and a height of 273 cm.The whole set of 65 chime bells weighs 4.4 t. All bells cast in one piece and their thicknesses were controlled while designing and casting. Each bell can play two tones and the chime bells could play eight musical scales
Fig. 6: Iron Oxen, cast in 724 AD, Tang Dynasty. Length: about 3.32 m, weight of each: about 70 t. Four oxen have stood at the side of Yellow River to be pillars of the bridge for mor
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2011年2月 |
第69届WFC论文 |
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中国古代的铸造技术
*谭德瑞和连海平
（1.中国上海中国传统工艺美术学院; 2.上海市延安西路1357号上海美术馆，上海200050）
摘要：在历经5000多年的中华文明历程中，铸造生产做出了巨大贡献。 本文介绍了一些具有代表性的金属铸件。
根据它们的成型技术，可分为石模铸造，粘土模铸造，烧蚀铸造，失蜡铸造，堆铸，永模铸造，砂铸等。根据其
材料可分为锡青铜 ，双金属青铜，可锻铸铁，球墨铸铁，黄铜，铜镍合金（Packtong）等。根据它们的表面装饰
技术，它们可以分为镶嵌镶嵌，镀金镶嵌，金镶嵌，铜镶嵌，雕刻装饰，表面 锡富集，珍珠母镶嵌，金银镶嵌磨
光作品，表面着色和掐丝珐琅等。
关键词：古代汉语; 铸造技术;合金; 表面保护和装饰
中图分类号：TG2-01 文献标识码：A 文章编号：1672-6421（2011）01-127-10
中华五千多年的文明是由青铜和铁制造的文明。在漫长的历史进程中，铸造业做出了巨大贡献。许多铸造技术，有色金属和黑色金属以及表面装饰技术相继发明和开发。
1中国古代铸造技术概述
1. 1石模铸造
在中国发现的最早的石器模型来自山西夏县，它被用来铸造ad子（一种农具）。
*谭德瑞
男，浙江嘉兴人。他于1961年毕业于上海交通大学，是中国古代青铜艺术铸造专家，曾任上海博物院研究员，中国铸造协会铸造技术委员会主任委员。谭先生现任中国传统工艺学会主席。 主要从事中国铸造史的研究工作，中国古代青铜器的成形与装饰技术及艺术铸造。他的着作主要包括在科学杂志和书籍中出版的论文：中国古代失蜡铸造的精彩工艺，艺术铸造以及合编的中国传统工艺品收藏等。电子邮箱：13801864288@126.com
通讯作者：连海平
电子邮箱: haipinglian@hotmail.com
收到日期：2010-07-21; 接受日期：2010-09-20
公元前2070年 - 公元前1600年，见图1。
石模铸造仅用于铸造一个简单的物体，但它可以多次重复使用。所以它通常用于投射工具。到目前为止，它仍然在一些偏远的山区使用。
图1：夏代的石模（公元前2070年 - 公元前1600年）
长度：6.5-6.9厘米，厚度：3.4-3.9厘米
1.2粘土模铸造
粘土模具材料首先将粘土与预煅制粘土和植物灰混合，然后与水混合而制成。生产周期很长，但粘土模具具有良好的填充和复制能力，适宜的绿色和干燥强度。它不仅可以用来铸造装饰精美的薄壁物体，而且还可以用来铸造大型重型部件。
在中国古代，特别是中国青铜时代，陶土铸造一直是最重要的技术之一。出现了丰富优秀的青铜礼器，装饰典雅，形状复杂，请参见图2-7。
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(a)
(b)
图2：山西省侯马市春秋时期（公元前770年 - 公元前476年）出土的线状装饰的粘土图案（a）和模具（b）。 尺寸：20厘米times;18.5厘米
图3：卣（老虎食人族葡萄酒容器）商代晚期。 身高：35.7厘米，体重：5.09公斤。 可移动的手柄被
铸造在一体铸模铸造的身体上
图4：商代末期的四羊Sha形（葡萄酒容器）。 身高：58.3厘米，体重：34.5公斤。 公羊的卷曲喇叭首先分开投射，然后投射到公羊的头上
图5：曾国战侯时期（公元前5 - 4世纪）的侯爵编钟。 钟罩（框架）长度为748厘米，宽度为335厘米，高度为273厘米。整套65个钟声钟重4.4吨。 所有钟形铸件都可以铸造，并且在设计和铸造时可以控制其厚度。 每个钟可以播放两个音调，而钟声可以播放八个音阶
图6：唐代铁器于公元724年铸造。 长度：约3.32米，每件重量：约70吨。 一千多年来，四头牛站在黄河边，成为桥梁的支柱。 它们被铸在一块。
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图7：明永乐年间（公元1368年 - 公元1644年）永乐钟铸。 身高：6.75米，口径：3.3米，口部厚度：18厘米，体重：46.5吨。 钟罩上共有230,184个凸起的角色; 这些投射在外部和内部表面上，包括唇部和手柄区域。 手柄先施放，然后施放到钟身上。 铃声可以发出许多偏音，声音丰富，强烈而深沉。
1.3消融铸造
烧蚀铸件使用绳子等纤维材料作为制作粘土模具的图案。 烘烤后，图案被烧蚀并且可以从粘土模具中除去灰。最早的青铜绳状手柄是在中国商代早期用这种技术铸造而成的。这种技术在中国古代已经使用了约800年（见图8-9）。
图8：青铜壶（有柄的葡萄酒容器），商代早期（公元前十六至十四世纪）。在其手柄上不能找到造型线。所以它是由一块粘土模铸成的。 一条绳子被用作图案。
图9：青铜焰（古代烹饪器皿）。 春秋时代（公元前770年 - 公元前476年）。 在两个绳形手柄上不能找到造型线
1.4失蜡过程
最早的失蜡铸件出现在春秋末期（公元前770年 - 公元前476年）。到目前为止，它在中国已经使用了大约2600年。 在失蜡工艺中，图案由蜡制成，在模具加热时它会熔化或燃烧掉。如图10-12所示，这样可以更轻松地铸造复杂的物体，例如三维透孔和深度倒凹或扭曲的零件。
图10：陈璋壶（葡萄酒容器）。 青铜镶嵌着金，银和宝石。 中间战国时期（公元前4世纪 - 公元前3世纪）。 身高：24厘米。 腹部的外层是非常复杂的96条龙的镂空
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图11：曾州侯爵彝族盆地。 早期战国时期（公元前5世纪 - 公元前4世纪）。 高度尊：30.1厘米，盆高：23.5厘米。 草图显示三维复杂的图。 他们是失蜡铸件的杰作。
图12：镀金青铜曼陀罗。 明朝永乐皇帝（公元1403年 - 公元1424年）。身高：82厘米
1.5金属模铸造
在大约两千年前的战国时期，已经引入了使用铁模铸造一批铁铸件。 一些铁芯也用于铁模铸造。金属模铸造主要用于农具，手工具和战车配件的生产。它提高了生产力，为社会进步做出了巨大贡献。
在铁铸件铸造铁件之前，需要先铸
造一个精确的铁铸件，然后再使用粘土
铸件。工作程序复杂且高度合格，如图
13所示。
如图14所示,在战国时期开始使用
青铜铸模铸造青铜铸币等青铜器件。
图13：汉代铁器犁铧的铸造过程
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书中记录的铜和锡的配方比实际配方稍高，但趋势相同。 |
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图14：汉代青铜铸造（公元前206年 - 公元220年） |
青铜铃的锡含量高于青铜器; 青铜武器或工具的锡含量 比钟声高; 镜子的锡含量比任何其他种类的青铜器都高。 它表明，古代的金属工人已经懂得如何通过控制锡量来 铸造不同的物体。 |
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1.6 1.6堆模铸造
在战国时期，铸模铸造被用来铸造青铜铸币，汉代时它被广泛应用于制造金币，马具和战车配件，衡器等。堆模铸造技术的普及大大提高了当时的社会生产力。
用于制造粘土模具的青铜主模具必须经过精心设计和铸造。它们具有高精度和良好的对称性，任何一对模具都可以很好地封闭以形成完整的模具。它表明铸造技术在两千年前已经达到了非常高的水平。
图15：用于堆叠模铸造的青铜母模
1.7 砂模铸造
在南朝时期（大约公元420年 - 公元479年），沙铸铸造被用来铸造硬币，后来很流行。 明代的两种主要造型材料是细沙和木炭粉。 关于铸币铸造过程的纪录可以在明代的古书“天工开物”中找到。
2.2 双金属铸造
中国青铜器时代有两种双金属铸件，即青铜和铁双金属铸件，以及在铸件的不同位置具有不同锡含量的青铜铸件。
早在商代末期，中国古代的金属工人就已经通过结合气溶胶和青铜来生产武器（见图16）。随着春秋时期铁冶炼技术的发现，发明了人造铁和青铜双金属铸件（见图17）。
(a)
(b)
图16：青铜with具有气体边缘和青铜柄，商代晚期（公元前14 - 11世纪）
2中国古代合金概况
2.1 锡青铜配方
古代书“考工记”写于公元前5世纪，在汉代重新编纂，是世界上最早讨论铜和锡配方的文献。它记录了六种铜和锡的配方，可以铸造具有合适功能的容器，具有良好声音的钟声，具有高机械性能的武器或工具，具有明亮表面的镜子。
(a) (b)
图17：带人造铁边和青铜柄的青铜锗（匕首）（a）
X射线照片（b），春秋早期（公元前770年 - 公元前476年）
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中国铸造 |
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