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凹纹都完成之后,从内区的第2圈内向连弧纹处画出线,并将中心掏掉,使中心成为圆孔.2.制作内圈模
再用一块小些的滑石料,采用完全相同的方法制作出内圈的内向连弧纹模,并用钻头钻出镜钮纹成为小模,将小模外圆的直径打磨得与大模的中心孔径大小相同,将小模嵌入到大模中心,小模的底张与大模的底张平齐,星云镜的完整石模就制作成了.
在图3中,上边为刚制作好的大模,可看到还没有掏掉中心的圆孔,亦可看到中心点及许多等分线.下边为刚制作好的小模,还没有嵌入到大模的中心,还可以看到凹型的钮及钮座上挖刻的纹饰.
3.制作泥模
在木板上按星云镜的外径掏出一个孔,将星云镜的完整石模安置在木板的孔中,在木板上掏出浇冒口,使之成为阴模.从几何形状看,星云镜的阴模与范的几何形状完全一样.将阴模固定在木板上,表面涂抹脱模剂,套上木框,就可以翻制泥阳模了.
在图4中共有6张图,上左图是大小两个石阴模套在一起成为星云镜的整体模.上右图是将石阴模嵌在木板中成为星云镜的阴模,并将阴模固定在平木板上.中左图是用刷子将黑烟灰涂抹在模表面,为翻阳模后能够顺利脱开.中右图是将一个木框套在阴模外后加入泥料进行夯实.下左图是将泥料一层层夯紧实并将木框夯满.右下图是夯实了&#
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三、制作镜范
制范需要用大量的泥料,包括制模的泥料都需要掺入砂料.我们采用了当地的土料,将运回的生土夯成方形的土坯,装进窑中焙干后取出,将其打碎后再磨细待用.采用长江边沙滩上的细砂,按体积比土60%砂40%混合均匀成泥料,按一层泥料撒一层水堆起来,陈腐一天后将泥料摔成一块块约10cm长、10cm宽、20cm高的泥料再陈腐.等泥料的湿强度达到一个人的一只脚悬空,另一只脚踩在泥料上压着不变形,泥料的湿强度就可以制模及夯泥范用了.制模与制范的泥料配比基本一样,只是制范的泥料在料中需要再加入体积比20%的草木灰.因为模只是为了制范,不与铜液接触,而范是浇铸用的,要直接接触铜液,加入草木灰是为避免范面骤然遇到高温铜液出现崩块现象.
夯制泥范的工艺,是将泥料填入到星云镜的陶模中,一层层地填一层层地夯实,一直将模的型腔夯满.在图5中,上左图是烧制好了的星云镜陶模,上右图是将夯范的泥料正在填入模中用手压实,并需要一层层地填一层层地夯实.在下左图中,可以看到又填入了一层泥料并在继续夯,直到将模的型腔夯满.下右图是将夯好了的泥范脱出来后正在进行修整.如这样的泥范我们夯制了一批,基本顺利,没有出现意想不到的事情发生.
四、阴干焙烧
夯出的泥范需要在相对封闭的环境中阴干,如果在室外见到阳光或者风吹,都会很快产生裂缝.关于这个问题.我们是有教训的.我们将泥范放在操作间自然阴干数月后,将泥范放在倒焰窑中进行焙烧成为陶范.除了将镜范装入窑中外,还需要装入相同数量的泥板范.浇铸时,是一块镜范和一块平板范配套合范.焙烧时是先焙后烧,焙好后才能逐渐升温.所谓焙,就是放在热窑中不烧火.需要提前将窑烧热,再将阴干了的泥范放进窑中将窑盖封严,并需要焙1天的时间,第二天烧的时候才需要点火.约需要烧40/小时,最高温度约1150度,甚至需要短时间的1200度.当烧制好后.打开窑盖降温.待能够从窑中取出时,将烧好的陶范取出,放在干燥处自然冷却待铸.等到第二天,范已经彻底冷却到与室温相同,人的手就可以自如地操作了.
这里需要说明,我们用的是鼓风倒焰窑,鼓风机是现代设备.而古代没有鼓风机,汉代用的是皮囊鼓风,其风压远远达不到现代鼓风机的风压.所以,古代烧窑的时间应该比我们烧窑的时间长数倍.
五、浇铸清理及加工
将每一块镜范与一个平板范对合,用铁卡子将合好的范卡紧,就可以立在沙床上待铸.我们采用了焦炭炉熔炼青铜,其合金的化学成分为Cu74%、Sn24%、Pb2%的配比进行熔炼.熔炼温度1200度,熔炼好后静置5分钟,将坩埚从熔炉中提出浇铸,浇铸温度约1050度.浇铸后约5分钟,将范打开,取出星云镜毛坯.从范中取坯,总会带破部分陶范.在图6中,上左图是刚刚从陶范中取出的星云镜毛坯.上右图是取出镜后已经破损的陶范.中左图是将毛坯的浇冒口都去掉后正在进行打磨加工中的水磨工艺.中右图是经过抛光后的镜背内向连弧纹.下左图是将镜面打磨抛光后,在室外镜面反映出来的石头墙及竹叶.下右图是在室内镜面反映出来的微机页面.
六、结语
我们制作星云镜的模是从春天开始,夏天将模制作完成,秋天制范,直到冬天才浇铸成镜.通过图片可以看到,镜面质量良好,这是因为在冬天浇铸的结果.如果是夏天浇铸,就不会有如此的质量.我们在长期的铸镜实践中认识到,夏天只能浇铸一些直径8cm以下的小镜,稍大一些的铜镜,需,要等到冬天浇铸,夏天几乎没有浇铸出过高质量的大铜镜.此镜的直径为16.2cm.如果需要好的质量,就需要等到冬天浇铸.这里存在两个问题,其一是因为夏天空气的湿度大,烧好的陶范,很容易在自然冷却过程中吸入空气中的水分,造成浇铸时型腔发气,从而使铸件成为废品.冬天空气湿度小,烧好的陶范在自然冷却过程中吸入的水分有限.其二是因为合金在凝固时速度较快,其凝固过程中不能人为地进行干预.当冬天浇铸时,由于陶范的范温与室温一样,常会在10度以下,甚至在0度以下,这都属于自然的.没有人工的干预,其合金的结晶过程也是正常的,这时在陶范上面设置的冒口就可以正常地补缩,从而使镜体合金达到缩补平衡.这样铸造出来的镜体,自然是好质量.但如果是夏天浇铸,首先是陶范吸水率远大于冬天.再就是陶范的范温不可能降到室温以下,浇铸后除了范体大量发气造成的因素外,还有陶范保着温,使得早该结晶收缩的合金推迟了收缩,这就会使得冒口失去了补缩的作用,最后造成镜体合金中大面积的显微缩松.所以,在夏天的这种环境中,是不会浇铸出好质量铜镜的.
通过范铸模拟实验可以看到,高锡青铜合金在不同的条件中会呈现不同的色泽.我们刚刚浇铸出的毛坯是黑灰色,这是合金在从液态到固态时,由于受本身的高温作用形成的表面氧化层.其中铅的氧化最为严重,以至产生黑灰层.但这一毛坯层非常薄,是微米级的.一经打磨,就是浅黄色.这是因为将氧化了的毛坯层打磨掉了,露出了暂时没有氧化的粗加工面为浅黄色.再继续打磨加工,随着打磨的细度越来越高,合金的颜色就会越来越白,一经抛光,就会呈现出银白色的镜面.由此看来,古代采用高锡青铜铸镜,也只能是必然的选择.因为只有到了20%以上的含锡量,才能使铜镜抛光后呈现银白色,达到理想的映照效果,关键是能保持长久白,在空气中氧化速度慢.
我们采用了十分简单的制图技术,加上机械式的造型方法,顺利地制作出了星云镜的模.通过这次的模拟实验,可以说明西汉早期的先民,完全有能力采用圆规技术来制作各种当时几何纹饰的铜镜,因为圆规技术在春秋战国时期早就在民间广泛使用了.采用机械式的造型方法制模,与当时制作石质钱范的造型方法是一样的工艺,既不需要制模工匠具备雕塑技能,也不需要绘画技能.
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