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試論鑄造工藝與「鑄母」鑒定

泉藏古藏論古今,不管唐宋元明清

方圓之間天地大,古往今來歲月明

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試論鑄造工藝與「鑄母」鑒定

鑄造工藝是生產鑄造產品的流程及操作方法。由於古錢幣中的鑄造用母錢(以下簡稱「鑄母」)也是鑄造出來的,因此,鑄造工藝對「鑄母」性質的鑒定有著重要意義。

一、當代鑄造

鑄造是一門非常古老的技術。我國早在商周時代,很多精美的青銅器就被鑄造出來了,從而創造了燦爛的青銅文化。鑄造也是一門與時俱進的技術。當代全自動的鑄造流水生產線,就是其典型的例子。

儘管今天的鑄造與古時鑄造有許多差異,然而在鑄造工藝上,卻有著一脈相承的聯繫。比如澆注工藝,其直澆道、橫澆道、內澆道的設計,所遵循的原則應當是基本相同的。在造型方法上,當代鑄造在古已有的手工造型基礎上,發展出了機械造型。主要造型材料仍是粘土砂,既能滿足一定的質量要求又能節約成本。手工造型適用於單件小批量生產,可分為砂箱造型、劈箱造型,疊箱、脫箱造型,地坑、刮板造型等。

先進的機器造型則是流水生產自動線,適用於大批大量生產。中等規模的機器造型如使用拋砂機、壓實、震實、高壓射壓造型等等。從鑄型的種類來看,分濕型、烘乾型、自硬砂型等。從使用的模型種類來看,有木模、金屬模、菱苦土模、泡沫塑料模、橡膠模、蠟模等。大批大量流水生產則只能用金屬模。使用的熔煉設備主要有電爐、衝天爐、坩鍋等。

從當代有色金屬的鑄造來看,熔煉主要用電阻爐和中頻電爐,配以耐熱鑄鐵坩鍋、不鏽鋼坩鍋、石墨坩鍋和打結爐料鍋等。小批單件的生產,基本上是手工砂箱潮模造型,也有少量使用造型機或離心澆鑄的,用於批量較大或筒形零件的生產。型砂基本上是以南京或廣東新會紅砂為主的粘土砂,顆粒很細。

二、「鑄母」就是金屬模

金屬模適用於大批大量生產,其使用壽命以百萬次計,為滿足鑄造工藝的要求,金屬模必須具備以下條件。

第一,強度高。強度是相對於其他模型而言。檢驗其強度的指標主要有抗拉強度和硬度。一般用金屬強度拉伸試驗機和硬度計即可測得。

第二,盡寸精確。金屬模由於具有較高的強度,所用坯料一般經過時效處理,所以,在加工成形後也不會發生太大的變形。即使因氣溫和砂型溫度高低引起少量的物理變形(如熱脹冷縮),一般也在工藝許可的範圍之內。因此,在加工金屬模的過程中,必須使其尺寸精度滿足工藝設計要求,如果金屬模的尺寸精度達不到要求,就不可能生產出合格的鑄件,其結果就是出現成批的廢品。

第三,表面光滑。從汽車零件的鑄造來看,金屬模的表面粗糙度要求達到Ra max=3.2um,即磨削加工的水平。為什麼要求這麼高,因為金屬模的表面越光滑,就越不容易產生粘砂缺陷,易於脫模。

第四,耐磨耐用。金屬模要有較長的使用壽命,就必須有較好的耐磨性。而只有耐磨方可能耐用。金屬模在使用過程中,長期和型砂不斷磨擦,雖然表面光潔度會越來越高,但尺寸也會越來越小,當使用一段時間後,就要對它的精度進行修復,達到一定使用周期而無法修復時,就要報廢。但金屬模製造成本較高,因此,耐磨性是金屬模的一項重要的技術經濟指標。

第五不生鏽。常用的金屬模材料有銅合金、鋁合金(古時無此類合金)、鐵合金等。銅、鋁合金由於氧化慢,不生鏽,適宜作金屬模。特別是鋁合金,由於重量輕,更適合作金屬模材料。但其強度和耐磨性略遜於銅鐵。鐵合金作金屬模強度高、耐磨性好,但易生鏽,當停止使用時,就要進行防鏽維護。

「鑄母」就是金屬模(陽模)。古錢幣的鑄造,我國唐宋以來,就採用了用母錢做金屬模翻鑄子錢的工藝。宋代銅母,今天仍然可以見到。(圖1)

清代的鑄母,目前存世仍然較多。(圖2)

為什麼要選用銅合金作金屬模,因為鋁合金在沒有被發現和應用於工業生產之前,銅合金具有金屬模的所有優點。即強度高,尺寸精確,表面光潔度高,耐磨耐用,易加工,不生鏽,不粘砂等。而且銅錢屬於大批大量生產,使用銅母作金屬模,生產效率也大大提高。節省了因頻繁製造、更換、調試模具的時間。

三、關於「鑄母」的鑒定

「鑄母」既然是金屬模,那麼,用金屬模的工藝標準來鑒定「鑄母」,也應當是一種可行的方法。

第一,銅不精不是「鑄母」。過去,封建王朝對「鑄母」的銅材都有明確規定,材質較普通錢為好。一般來說,具有含雜質和有害元素較低,金屬顆粒細密,色澤金黃等特徵。

第二,表面粗糙的不是「鑄母」。當代鑄造對金屬模的表面粗糙度的工藝要求為Ra max=3.2um。「鑄母」即使差一點,也差不到那裡去,尤其是經過使用的「鑄母」。否則,會產生粘砂和拔模困難等問題。

第三,尺寸精度達不到的不是「鑄母」。所謂尺寸精度,主要是要等園、穿口方正,厚薄均勻。否則,難以保證子錢的質量。經對本人所藏的幾品「鑄母」測定,基本上都能滿足這幾點要求。

第四,「鑄母」的尺寸重量必須比同版子錢大3%以上。為什麼要大3%?這是由銅的鑄造收縮率、拔模斜度、修磨餘量等因素決定的,以上幾個數字加起來就是3%。以一枚乾隆楷書宮母為例。該錢直徑27.7mm,厚1.75mm,重6.55克。(圖3)

用它鑄造出來的子錢,直徑就只有26.9mm,厚1.7mm,重6.35克了。有人拿出了直徑23.5的乾隆小母錢,覺得不好理解。乾隆朝對錢的形制大小,重量都有明確規定。後來由於管理混亂的原因,出現了局私和民私錢現象。這幾種錢的劃分標準,按照鎮江博物館殷光中先生的意見大致如下。直徑27mm以上的,為內廷大樣錢,重6克左右。直徑26mm至27mm,為部頒標準大制錢,重約4.4克左右。直徑24-25mm的為減重行用錢,重約3.7克左右。直徑23-24mm的為局私錢。直徑23mm以下的為民私錢。23.5mm的母錢鑄出來的子錢只有22.8mm左右,它算什麼樣的母錢,不難判斷。

四、與「鑄母」有關的幾個問題

第一,關於「鑄母」的存世量問題。「鑄母」的存世量究竟有多少?泉界尚有爭論。但一般來說,有多少版別子錢,就應該有多少「鑄母」。乾隆泉版別近4000個,「鑄母」也不應少於此數。假定存世尚有百分之十,也是幾百枚啊!因此,因為高仿品就否認「鑄母」的客觀存在,是毫無根據的。

第二,魚脊邊與「鑄母」。是否魚脊邊並非母錢標準。錢的邊緣和內穿是魚脊邊還是坡邊,是由鑄造工藝決定的,即分型面決定著錢是魚脊邊還是坡邊。中間分型的,一般是魚脊邊,一邊分型的,一般是坡邊和坡穿。

第三,字形與「鑄母」。值得注意的是筆鋒。錢文是否鋒芒畢露,取決於銅液的溫度和澆注速度。澆注溫度高,流速快,細部自然都可以澆到,但收縮率相應也大些,易產生其它鑄造缺陷。澆注溫度低,流動慢,銅液未及流到細部就凝固了,筆鋒就出不來,筆劃就顯得粗拙。當然,溫度也與澆注速度有關。在憑經驗判斷溫度的時代,出現澆不到的禿筆現象毫不為奇。.同時,作為金屬模的「鑄母」,在生產使用過程中,也會出現其它金屬模所出現的同樣問題。

其一磨損問題。由於長期使用,受到型砂的摩擦,「鑄母」也會磨損。由於磨損,「鑄母」的表面光潔度會越來越高。而表面是否光滑,也應當成為鑒定「鑄母」的重要標準之一。

其二,磨損由使用時間的長短決定。時間越長,磨損越歷害,錢體越薄,字口越淺,筆劃越肥,甚至平夷。

其三,字口深峻,稜角分明,筆劃纖細不能成為鑒定一切「鑄母」的標準。它概括不了經過不同使用年限的「鑄母」的真實面貌。

其四,錢體厚度問題。「鑄母」較之同版子錢必然厚重,但厚重錢並不必然是「鑄母」。在鑄造過程中,有時會出現脹箱或抬箱現象。從而使鑄件變厚。錢幣鑄造也一樣。但抬箱或脹箱變厚的錢,整體風格是不協調的,是一種畸形的「肥胖」。

第四,拔模斜度與「鑄母」。拔模斜度是為了便於脫模。對於比較厚重的大「鑄母」來說,留拔模斜度是完全必需的。但對於1mm多厚的小平「鑄母」,由於字淺,從鑄造實踐來看,有無拔模斜度都是可以的。如果按照鑄造工藝計算,1mm多厚的小平「鑄母」的拔模斜度約為0.025%,肉眼恐怕是基本上看不出來了。

第五,鑄造園角問題。按照鑄造工藝,鑄件的拐角處,必須做成過渡性園弧,叫鑄造園角,機械製圖通常用「R」來表示,鑄造園角的作用是便於出砂。鑄造園角的大小通常由工藝技術人員確定。

第六,關於頭爐錢問題。什麼是頭爐錢?頭爐錢就是用第一爐銅水或鐵水澆注出來的錢幣。但是,從鑄造實踐看,頭爐並不精美。尤其是大批大量的生產,為了驗證和讓鑄造工人熟悉工藝,需要進行反覆的小批量調試。從而使熔化工藝、澆注工藝、造型工藝、清理工藝、熱處理工藝等完全協調一致。因此,頭爐並不出精品,而只能出廢品,所以頭爐錢應當是醜陋的。

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