中国铸造简史及发展简介

中国铸造简史及发展引：材料与人类文明一、中国古代铸造的发展简史二.青铜发展史三、铁器时代四、中国的现代铸造工业目录材料与人类文明•人类的文明进程是依据什么而划分的？材料应用的发展是人类发展的里程碑：——石器时代、铜器时代、铁器时代……。——发展得越来越快。世界冶金技术的三次大发展人类冶金技术大约有６000年的历史，经历了三次大发展，前两次发生在中国，后一次发生在欧美，发展的规模和速度一次比一次大。这三次大发展是：中国商周青铜冶铸技术，战国秦汉铸铁和生铁炼钢技术，欧洲近代冶金技术的发明。人类冶金技术的第一次大发展是：从青铜冶铸开始，发明和使用了各种铸造方法以及采用鼓风炉熔炼等。这次大发展的技术原因是中国充分运用了制陶和烧陶的技术优势以及丰富的资源优势。人类冶金技术的第二次大发展是：发明了生铁铸造、生铁柔化和生铁炼钢技术。这次大发展的技术原因是中国充分运用鼓风炉炼铜和热处理的技术优势。人类冶金技术的第三次大发展是：发明液态炼钢、机械化冶炼和加工技术。这次大发展的技术原因是欧美等国家充分利用蒸汽机、电动机和机械装置的技术优势和金属理论优势。一、中国古代铸造的发展简史•我国的铸造技术已有6000年的悠久历史,是世界上最早掌握铸造工艺的文明古国之一。•我国商朝（公元前1600年——公元前1046年）起就己创造了灿烂的青铜文化,所谓“钟鸣鼎食”,成了当时贵族权势和地位的标志。•在河北省兴隆县的古燕国铸冶作坊遗址的发掘中，发现距今2200~2350年的战国时期的铁范(铁质铸型)等87件,说明早在战国时期,铸铁件在我国已广泛应用了。铜录山古铜矿遗址铜录山古铜矿遗址位于中国湖北省黄石市西南20余公里处的大冶湖畔，发掘出自西周（公元前11世纪至8世纪）至西汉（公元前5世纪至2世纪）的采矿井、巷360多条（个），古代冶铜炉7座。被发现于1973年，是迄今为止中国保存最好、最完整、采掘时间最早、冶炼水平最高、规模最大、保存最完整的一处古铜矿遗址，国内外许多专家学者观后赞叹不已，并誉之为这是中国“继秦始皇兵马俑后的又一个奇迹”，可与中国的长城、埃及的金字塔相媲美。商代时期的青铜冶铸场景冶铜从公元前五千年前开始古代三大铸造技术的应用我国的金属铸造生产，历史悠久、成就辉煌。古代劳动人民通过世代相传的长期生产实践，创造了具有我国民族特色的传统铸造工艺，其中以泥范、铁范和熔模铸造最重要，称为古代三大铸造技术。泥范铸造我国在夏代已能用石范（范，模子）铸造青铜器，但石料不易加工，也不耐高温，在制陶术发达的基础上，很快就改用泥范。用泥范铸造器物，是我国古代最主要、应用最普遍的铸造方法。商代早期的泥范，有两合范、三面范和内范，用以铸造凿、锛、爵等小型生产工具和日用器具。商代中期发展到能够用多个型、芯组成的复合范，铸造百斤以上的大型铜器。商代晚期的泥范结构更加复杂化，有的体积很大，比如在铸造司母戊大鼎时,由8块外范构成鼎身,用4块外范拼成了鼎底，每条鼎足又由3块外范组合成，反映了当时泥范铸造的高超水平。晚商的青铜铸造，不仅规模大而且质量也高。一些青铜器上面的花纹和铭文非常清晰，很难看出是用泥范铸的。西周晚期，一副泥范可以连铸数器，改变了过去一范只铸一器的状况。春秋战国时期铸造工艺又有了新发展，已普遍采用器身和附件分铸法，铸造出不少体型大、形状复杂、纹饰精细的器物。商代的“司母戊”大方鼎重875Kg，外型尺寸1.33m×0.78m×1.10m是迄今世界上最古老的大型青铜器出自战国时期的秦国。由3462个铸件组成，总重量达1241公斤铜车马在汉代，铸造技术进一步提高。从唐宋时期起，我国在用泥范铸造大型和特大型铸件方面，取得了令人瞩目的成就。如沧州的五代铁狮，当阳的北宋铁塔，北京大钟寺明代的大钟等，它们的重量都有几十吨，即使在现代条件下铸造，也不是容易的事情。我国古代在泥范铸造方面还有一项重大的发明枣叠铸法。所谓叠铸，是把许多个范块或成对范片叠合装配，由一个共同的浇道进行浇注，一次得到几十甚至上百个铸件。这种铸造方法效率高，铸件质量好，节约造型材料和金属液，适合于小型铸件的成批大量生产。叠铸技术产生于战国时期，我国最早的叠铸件是战国的齐刀币。到了汉代，叠铸工艺已相当精细，广泛应用于钱币、小型器具的生产。在国外，叠铸法是近代才发展起来的,目前仍在广泛应用。•河北沧州铁狮子，又称作“镇海吼”。铁狮距今已有1000多年的历史。这一件我国最大的铸铁艺术品，狮身高3.8米，头部高1.5米，通高5.3米，通长6.1米，身躯宽3.17米。铁狮的总重量为29.30吨。齐刀币六刀币三刀币永乐大钟它重46.5吨，通高6.75米，最大外径3.3米。永乐大钟距今已有500多年历史，它是采用地坑造型、表面陶范的泥型法铸造的。钟体内外遍铸经文，共22.7万字。铸造时，几十座熔炉同时开炉，熔化的铜汁沿着泥做的槽道注入陶范，一次成形，工艺高超。铁范(金属型)铸造战国时期，我国已用铁范铸造。1953年在河北兴隆出土了一批铁范，包括锄、镰、斧、凿、车具等类共87件，大部分完整配套。范的结构也十分紧凑，形状和铸件相吻合,范壁较薄（5mm左右），且壁厚均匀。在保证铸件质量的前提下，范壁薄可以减轻铁范重量，便于操作；范壁厚度均匀，有利于浇铸件各个部分冷却速度的均匀。范壁均铸有把手，以便握持。此外，还用了铁的内芯插入锄范，形成了锄孔。可见当时已经很熟练地掌握了铁范铸造技术。除了河北兴隆发现过大批战国铁范以外，石家庄、磁县等地也发现过战国铁范，说明战国时期铁范铸造技术已得到普遍应用。从泥范铸造改进为铁范铸造，在铸造发展史上具有重要意义。铁范能够重复使用，而且铸件规整，减少加工余量，降低成本。采用铁范可以使铸件较快地冷却，利于得到白口组织。白口铁经过柔化（热）处理后变成可锻铸铁，是当时制造农具、手工工具的理想材料。所以我国古代的铁范，被看作是生产可锻铸铁工艺流程中一个必备的手段。当时，世界其它地区还不能生产铸铁，而我国的铁范铸造却超越了几个技术发展的阶段脱颖而出，这是我国古代一项重大的技术成就。直到现代，铁范铸造仍在广泛使用。熔模铸造熔模铸造在古代又称为失蜡法或拨蜡法。此法是先用调好的油蜡制模，然后在外面敷上泥料而制型，阴干后加热化去蜡模，入窑焙烧，烧成后即可趁热浇注。早在战国以前，我国就出现了熔模铸造技术。在湖北随县曾侯乙墓出土的战国早期用熔模法铸造的青铜件，是尊和尊盘口沿上的透空附饰。附饰由表层纹饰和内部多层次的铜梗所组成。纹饰分内外两层，镂空的花纹之间互不接续，彼此独立，全靠内层铜梗支承。从附饰铸件的精巧纤细、玲珑剔透来看，当时的熔模铸造技术已比较成熟了。熔模铸造工艺精细，能铸造用一般方法无法得到的艺术铸件。熔模铸造精品•1978年湖北随县出土的曾侯乙尊盘，研究发现是失蜡法所铸，说明中国在春秋时期已经发明这种技术。二.青铜发展史青铜是人类历史上的一项伟大发明，是世界冶金铸造史上最早的合金。红铜加入锡、铅，成为一种新的合金，这种合金历经几千年的化学反应，其表面出现一层青灰色的锈，所以今人谓之“青铜”，而古人则将这种合金称之为“金”，文献中所讲的“赐金”、“受金”，即指青铜。青铜时代（BronzeAge）是由丹麦的考古学家G·J·汤姆森首先提出来的人类物质进化史上的分期概念。世界上所有的古老文明都经历了石器时代、铜石并用时代、青铜时代和铁器时代。中国古代劳动人民在青铜时代（距今约4000年至2200年）创造了独步世界的青铜文化。从出土和传世的大量青铜器可见，古老的铸造技术在远古的中国已经发展到了登峰造极的地步，青铜器在中国先民的生活和精神体系中占据着举足轻重的地位。可以这样说，古代青铜器与青铜工艺的演化，不仅是中国人的物质进化史，更是中国人的精神进化史。中国古代青铜冶铸技术早在商代，我国青铜冶铸技术已趋成熟，形成了独特精湛的泥范铸造工艺：制作模型→塑出花纹→翻制泥范→刮制泥芯→范芯自然干燥和高温烘烧并进行修整→范芯的组装和糊泥→浇铸铜液→出范→出芯→清理→加工修整→打磨，形成产品。由于许多青铜器物的形状极其复杂，在复合范铸造的基础上，又发展了分铸法、浑铸法、失蜡法等铸造工艺和相应的金属加工工艺。人类在长期的青铜冶铸的实践中，还逐渐认识到合金成分，性能和用途之间的关系，并能人为地控制铜、铅、锡的配比，从而得到性能各异适用于有不同用途的“六齐”规律。早在春秋时期的《考工记》中的有关记载，是世界上最早的关于合金配比的经验性科学总结。古代青铜的“六齐”“六齐”是我国古代配制青铜合金的六条规定，见于《考工记》一书，原文如下：“金有六齐：六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐。”如箭的化学成分剑b.战国时期的曾侯乙编钟编钟的出土震惊了中国,震惊了世界,举世瞩目,被誉为“世界奇观中独一无二的珍宝”,“古代世界的第八奇迹”,是“精神世界的圣山”,曾侯乙编钟是我国目前出土数量最多、重量最重、音律最全、气势最宏伟的一套编钟，堪称『编钟王』。凡有机会耳闻目睹过的人,无不为此千古绝响,惊叹叫绝，赞誉它不愧是中华民族文化艺术之瑰宝，世界音乐史之奇迹。是中国古老优秀文明的象征,是我国文物考古、音乐史和冶铸史上的空前重大发现。C.战国时期的曾侯乙尊盘曾候乙尊盘是春秋战国时期最复杂、最精美的青铜器件，1978年在湖北曾侯乙墓中出土。尊盘通体用陶范浑铸而成，尊足等附件为另行铸造，然后用铅锡合金与尊体焊在一起。尊颈附饰是由繁复而有序的镂空纹样构成，属于熔模铸件。由此可知，早在公元前5世纪,失蜡铸造法在中国已有很高的技艺。尊盘装饰繁缛，工艺精巧，堪称极品，尤其是镂空装饰多层相扣，表层纹饰互不连接，由内层铜梗支撑，内层同梗又分层联结，参差错落，玲珑剔透，令人称绝。经专家鉴定，此系采用失蜡法铸造。尊盘冰鉴铜钟铸于明永乐年间(公元1403-1424年)，名华严钟，高6.94米，外径3.3米，唇厚22厘米，总重量为46.5吨。此钟堪称世界钟林之王。令人叫绝的是，四十多吨的永乐大钟挂在横梁上，安然度过几百年，仅仅靠一根1米长，14厘米高，6.5厘米宽铜穿钉。力学家经过估算，发现穿钉虽然小，承受力却在它的安全系数内，而且还找到了其中的奥妙。原来为了防止由于穿钉表面不平而造成局部应力的加大，穿钉内部还铸进了一根相当于低中碳钢的钢芯d.明代的永乐大钟永乐大钟铜钟通高6.75米，钟壁厚度不等，最厚处185毫米，最薄处94毫米，重w约46吨。钟体内外遍铸经文，共22.7万字。铜钟合金成分为：铜80.54％、锡16.40％、铝1.12％，为泥范铸造。e.秦陵的中国古代科技之最秦陵铜车马的铸造无论是工艺水平、造型艺术都是古代任何青铜器无法比拟的。如二号铜车马高度为106.2厘米，通长317厘米，体积近3立方米，重量多达1241公斤，其中有黄金3.03公斤，白银4.34公斤，其形体之高大、工艺之精湛,堪称我国青铜器之最。尤其令人惊叹的是铜车马3462件零部件全部是一次铸造成型。其中除青铜铸件之外还有737件金质铸件和983件银质铸件。在3000多个铸件中有大铸件如篷盖与车舆，其面积都在2平方米以上；也有小铸件，如马攸勒上的一节链条其面积不过0.3平方米。无论大小部件和铜俑、铜马的铸造都是极其成功的。以大型篷盖的铸造来说，它不仅面积大，而且篷盖厚薄不一，厚的地方为0.4厘米，薄的地方仅有0.1厘米，加之篷盖有一定的弧度。这样难度大的篷盖要一次浇铸成型不要说在2200年前的秦代，即使在科技发达的今天也并非易事。还有铜马颈下悬挂的穗状缨络和左骖马头上的穗状纛，它是由一根根细如发丝的铜丝构成的，铜丝直径仅有0.05厘米。用放大镜观察发现所有的铜丝粗细均匀，铜丝表面没有锻打痕迹，它究竟是用拔丝法制成还是采用其它什么工艺制作的至今还是一个谜。总之，铜车马的铸造成功无疑是青铜冶铸史上的创举。秦铜之冠——秦陵铜车马秦铜之冠——秦陵铜车马f.国粹-古代铜镜中国古代铜镜的发明和铸造，每一个时期都有其各自的独特风格与特点，形成了我国铜镜完整的发展