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何以成剑：青铜剑的铸造

邵会秋

2022-09-20 16:20

青铜剑的种类繁多，时代和地域差异非常明显，那这些样式复杂青铜剑是如何制作而成的呢？

传说中“干将作剑，来五山之铁精，六合之金英。候天伺地，阴阳同光，百神临观，天气下降……于是干将妻乃断发剪爪，投于炉中，使童女、童男三百人，鼓橐装炭，金铁乃濡，遂以成剑”（《吴越春秋·阖闾内传》）。这种记载无法从考古发现中得到印证，但近年来冶金考古的发展为我们了解青铜剑的制作过程提供了重要的参考。

制作青铜剑的最基本原料是铜，铜料是先秦时代最为重要的资源之一。各个朝代都严控铜矿资源，商王朝为了直接控制湖北大冶的铜绿山铜矿资源，在矿山通往中原的要冲——长江北岸曾建立规模宏大的盘龙城。在铜矿附近建造冶炼中心将矿石炼成铜锭，然后将铜锭运输至铸造中心，在铸造中心将铜锭冶炼，再加入合金，用模范浇铸成青铜剑，这是最基本的冶金环节（图一）。商代的殷墟、西周的周原和东周时期的侯马都曾是重要的铸造中心。在周原遗址曾出土过两个饼形的铜锭（图二），每个铜锭的重量都在5千克左右，含铜量都超过97%。

图一从矿石到青铜剑

图二周原出土的铜锭（周原博物馆藏）（1.陕西扶风法门上康村出土；2.陕西扶风县庄白召李村出土）

中国古代的青铜剑绝大部分是采用范式铸造方法制作的，青铜剑范铸法基本工艺流程可以分为塑模、翻范、合范、浇注、打磨和整修五个步骤。具体的铸剑方法有三种：

第一种，整铸法。用两块闭合范一次浇注成型，优点是工序简单，生产效率高，但只适合铸造形制和功能简单的青铜剑。

第二种，分铸铸接法。通常先铸成完整剑身，然后将剑身置于铸造剑格、剑茎、剑箍、剑首的陶范内，分别铸接格、茎、箍及首，这种铸造工艺在春秋和战国时期普遍使用。

最后一种是复合剑的铸造方法。所谓“复合剑”，剑脊含铜量高，韧性好，不易折断，剑刃含锡量高，非常锋利；剑脊发黑，剑刃泛白，也被称为双色剑。这种剑分两次铸造，分别铸造韧性好的剑脊和硬度高的剑刃，然后利用榫卯结构和铸接法将剑脊和剑刃结合在一起。这是一种高超的铸剑工艺，著名的越王勾践剑就是使用这种铸造方法分别铸出剑首和剑身，然后再铸接在一起。

在铸造的环节中，铸范是非常重要的工具，它的制作和使用直接决定了青铜剑的形制。中原地区铸造业非常繁荣，在侯马白店铸铜遗址，200平方米的发掘区域内就出土了各类陶范3000余件，包括成套的兵器模范（图三），带钩、印章、镜、鼎、盖豆、壶铸范等，纹饰也十分发达，足以显示当时铸铜规模的宏大。

与中原地区不同，北方草原地区主要流行石范，铸造技术也相对比较粗糙，一般都是武器、工具和装饰品等小件的青铜器（图四、图五），基本不见大型和复杂的容器。

图三青铜戈鐏陶模、范（H15:1）

图四空首斧石范（米努辛斯克博物馆藏）

图五昌平张营遗址出土的石范

目前考古发现的青铜剑的铸范数量并不多，在侯马白店铸铜遗址出土了2件剑柄和剑格的陶模。剑柄模（H15:108），红褐色，基本完整，柄部呈圆柱状，上有二凸棱箍，剑格呈菱形，长8.5厘米，柄部直径1.5厘米（图六，1）。剑格模（H15:161），红褐色，上饰有错嵌的云纹，花纹面涂黑色物（图六，2）。从这两件器物看，战国时期的中原青铜剑可能不是一次性整铸的，应该先分别铸出剑身及剑首，将分铸的剑身进行磨削加工，之后再夹在柄范中铸接，最后再用相同的工艺铸接剑柄首。

图六侯马白店遗址出土剑模（1.剑柄模；2.剑格模）

在内蒙古清水河县西岔文化中也出土了3件青铜剑的陶范，均不完整，分别属于剑身、剑柄和剑格部位（图七），这些剑范的形制与出土的短剑形制一致，说明当时大部分铜剑可能是北方本地工匠铸造的。

图七西岔文化剑范（1.剑身；2.剑柄；3.剑格）

除铸范外，合金技术在青铜剑铸造过程中是非常重要的，直接决定了青铜剑的品质。

在冶铜术发展史上，最早的铜器是红铜的，也被称为“纯铜”，所谓纯铜并不是100%的铜，只是冶金意义上的纯铜，即不含任何人为添加合金的铜。纯铜之后出现的是砷铜，即铜砷合金，铜砷共生矿在世界范围内非常普遍，所以砷铜延续的时间较长，在人类冶金史上大概延续了2000年之久。不过砷铜有很多缺点，它的延展性很好，但硬度较低，所以适合做装饰品，但对于工具、武器时，和青铜差距很明显；另外，砷是一种有毒物质，古代的剧毒砒霜的主要成分就是三氧化二砷，所以砷铜具有一定的毒性。而青铜成分稳定且没有砷那样的毒性，相同含量的锡青铜的硬度要高于砷铜，抗拉强度也比砷铜大，所以青铜最终取代了砷铜。我们所说的青铜主要是指铜锡合金或铜锡铅合金，青铜中铅含量高是中国青铜器的一个重要特点。铜的熔点是1083.4℃，锡的熔点231.9℃，所以在铜中加入一定比例的锡，会使铜器熔点降低、硬度提高，同时还增强了可铸性。不过锡在13.2℃以下就会由白锡变成灰锡，体积增大而碎成粉，所以金属锡很难保存，这也是锡器发现较少的原因。

古代配置锡青铜时，锡的加入方式可能有三种：第一种是将金属铜和金属锡融化混合；第二种是将金属铜和锡矿石一起加热，锡矿石被还原成锡并进入铜中；第三种是冶炼铜矿和锡矿（或铜锡共生矿）得到锡青铜。夏家店上层文化时期的内蒙古林西大井古代矿冶遗址，通过冶炼铜锡砷共生矿可以得到的合金锡含量高达20%，这就是直接冶炼铜锡共生矿就获得锡青铜的例子。

古人在铸造的过程中，如何来控制合金的比例呢？《周礼·考工记》载：“攻金之工：筑氏执下齐，冶氏执上齐，凫氏为声，栗氏为量，段氏为镈器，桃氏为刃。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；参分其金而锡居一，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。”这是古人所使用锡合金的六种比例。根据研究，锡的含量不同，青铜器的机械性能差异很大，锡含量超过5%时，器物的延展性迅速下降，当锡含量超过12%时开始缓慢下降，到25%时延伸率为0，而随着锡含量的增加，器物的硬度逐渐增加。但并不是锡的含量越高，器物的机械性能就越好，当锡含量超过20%时，就变得硬脆。而含锡量在11%-20%范围内时，青铜剑具有最大的强度、较高的硬度和一定的塑性，坚硬且锋利，能够较好地满足作战的需要。铸剑工匠已经较好地掌握青铜剑的合金配比与铸造工艺性的关系，并能娴熟地运用到生产实践中。朱开沟遗址出土的最早的青铜短剑锡含量在14.2%，巴蜀青铜剑的锡含量都在13%-15%之间。

另外在公元前6-前4世纪，中国北方青铜器的制作技术中存在着表面镀锡技术。经过镀锡表面处理的铜制品表面能很好地保持银白色光泽，比银便宜，不易生锈，同时还可以减缓铜器的进一步腐蚀，延长铜器的寿命。在甘肃庆阳正宁县后庄出土的一把剑柄上就存在镀锡工艺。这种青铜器表面的镀锡技术，从鄂尔多斯草原传布到四川成都和峡江地区，再到云南古滇国地区。

青铜剑的铸造需要复杂的工序和高超的技艺，那么古时何人负责铸剑呢？在河北省丰宁县土城镇东窑村东2000米潮河东岸东沟道下古墓群清理过一座特殊的墓葬。墓葬为长方形竖穴土坑石板墓，四壁用自然石板竖砌，前后堵头各为一完整石板，石板盖为四块石板，无铺底石。阳燧盖在死者额、目之处，上面有丝织品的痕迹，周围有散落的小铜泡10枚，腰部左侧放置铜刀、凿、锥和斧等，右侧放置石范、砺石和条石等，右侧脚下放有陶钵形坩埚（图八）。

图八河北丰宁东沟道下墓葬平面图及随葬品（1.墓葬平面图；2.铜刀；3.铜斧；4.铜凿；5.铜阳燧；6、7.石范；8、9.条石；10.砺石；11.研磨器；12.陶钵形器）

东沟道下墓葬的随葬品中，石范是冶金制造中重要的工具，陶钵形器从形制上看很像冶炼中使用的坩埚，阳燧、砺石和条石等亦可在冶炼过程中使用。也就是说，这座墓葬的很多随葬品都与冶金活动相关联，推测墓主人应该是当时的一个冶金工匠。

东沟道下墓葬冶金工匠随葬生前所使用的冶金工具表明，当时的北方草原地区冶金业可能还没有纳入政府或者部落统一的管理，而是小规模的冶金作坊。因为如果是统一的大规模金属制造业，铸范工具通常不会属于个人，如2003年十大考古发现之一的陕西省扶风县李家西周铸铜作坊遗址，地层和灰坑中出土了大量的陶铸范等铸铜工具，但遗址周围发掘的被认为是冶金工匠的墓葬却没有随葬冶金工具，而且这些冶金工匠集中埋葬（共35座墓葬），这些都说明李家西周铸铜作坊的冶金工匠已经被纳入统一的管理，他们完全是为贵族或者政府铸造铜器。这与东沟道下墓葬存在本质的区别，因为在东沟道下墓葬中除了冶金工具外，还出土了与铜刀铸范形制一致的铜刀，也就是说这个冶金工匠不仅冶金工具属于自己所有，其生产的部分产品也归自己使用。在北方草原地区，冶金工匠是一个非常特殊的群体，相对自由，而中原地区和北方草原地区在冶金制造的组织和管理方面存在着很大差异。相对而言，中原地区规模化的冶金生产更加发达。

由于南部农业人群冶金技艺高超，北方文化上层人群还向中原寻求专门定制的精美器物，类似于我们当今社会的奢侈品的高端定制产品。罗丰教授曾专门对这种现象进行过讨论，主要有两方面的证据，一方面是在中原腹地发现的冶金工匠墓中随葬北方文化中典型动物纹的陶模具，以西安北郊34号战国工匠墓为代表，该墓中出土的25件陶模具中,至少有13件与北方系纹样有关；另一方面是出土了多件有铭文的北方地区典型的动物纹饰牌和节约。这些证据都说明中原腹地的工匠按照自身传统的制作工艺，替特定人群制作北方艺术品，作为商品或者赐物被交换、运送到遥远的北方。战国以后北方地区已经形成了专业化游牧经济，根据王明珂先生的研究，这种经济缺乏农耕民族那种顽强的抗灾能力，人们需要辅助性生业来满足对生活资料的需求，这些辅助性经济包括狩猎、采集、农作、贸易和掠夺。而这些中原工匠为北方人群定制的器物，很可能是在这一背景下通过贸易或其他途径进入北方文化中。类似的情况也发生在境外草原地区的斯基泰文化中，斯基泰文化中有大量的希腊文化的器物和希腊与斯基泰文化相融合的器物，这些器物中很多都是精美的艺术品，显示了高超的冶金技术，很可能也是希腊地区的工匠为斯基泰人专门制造的（图九）。如果说中国北方草原地区战国中晚期存在着“中原制造”，那么斯基泰文化中也应该存在着“希腊制造”。这种现象一方面说明游牧人群对邻近地区农业文明技术的依赖，另一方面也说明了农业文明人群通过技术和物质输出，对游牧人群施加影响。