墨鱼骨制范技巧及思考
今年7月有幸参加了北京大学冶金实验考古班,其中铸造所用范的材料是墨鱼骨。这是一种以前完全没有接触过的材料,因此引起了我的好奇心。基于以前对于石器和骨器制作工艺的了解,以及自己完整制作1件,帮助别人剔刻和修整10多件还有敲开20多件的经验,我总结了使用简单工具制作简单墨鱼骨范的技巧,供大家参考和批评。
一、做范——墨鱼骨鲜为人知的用途
墨鱼骨又叫海螵蛸(可作为中药),是乌贼科动物(无针乌贼、金乌贼、白斑乌贼等)的内壳。船形,边缘薄,中间厚,背部是较为坚硬的半透明状角质壳,腹面白色为石灰质,较为柔软,断面有明显的微向背面弯曲的平行层纹。体轻,气微腥,味微咸(……书上写的)。
墨鱼骨作为制范材料,据说是公元6-7世纪时西方国家发明的,最早是在德国发现的两枚纽扣。此种方法在文艺复兴时期盛行,用以制作首饰,后来渐渐被较精密实用的失蜡铸造法取代。不过,由于墨鱼骨具有独特的肌理与及制作工艺的便捷,现今仍有一些艺术工作者将其用来进行个性化风格的创作。
二、刚柔并济——墨鱼骨范的制作技巧
作为制范材料墨鱼骨的优点是:质软(与石膏硬度相似,质感像泡沫)易于加工和剔刻,耐高温,有许多微气孔、气阻小,方便采用重力浇铸方式进行铸造。缺点是:器型小,质松脆、易折断(不能精细剔刻)。
本次实验选用的墨鱼骨长13~20厘米,宽6~10厘米,中部厚约1.5~3.5厘米。如果从最厚处划分可以分为上下两部分。上部半圆形,纹理略粗;下部近似三角形,纹理细密,中间有沟槽。
1.切割
无论想用两片墨鱼骨合范还是把一片墨鱼骨分成两半,都需要涉及切割以便制作浇注口。本着最大化利用材料的考虑,建议先切割再磨平(先磨平再打磨,打磨工作量较大并且减少了剔刻的空间)。把一片墨鱼骨分成两半进行合范是最主要的操作。
使用小刀、竹片等轻薄坚硬的材料从腹面进行划割,划至背部硬壳为止。然后从切割槽两端向背部做出切口,接着在切割槽相对的背部位置轻轻敲击,墨鱼骨会应声断为两截,断口较为整齐,可避免开裂并省去一些打磨和修整的时间。
注意事项:①切割槽的位置不应当简单的在均分处或最厚处,应该综合考虑铸件大小、腹面情况和下部沟槽深度来确定切割位置;
②切割槽一定要切割到背部硬壳。
2.磨平
由于腹面较软,磨平较易操作。用细磨石、防滑瓷砖、水泥地面、砂纸等可进行打磨,磨面粗糙容易划伤墨鱼骨。打磨至两片墨鱼骨紧密无缝为止。可不用加水打磨,如墨鱼骨潮湿还需要阴干才能剔刻。
注意事项:打磨主要是要把下部沟槽磨平,在此过程中可能会触碰到背部硬壳造成打磨效率缓慢,在此情况下,可用钳子或削刀将突出的硬壳去除,以便打磨。
3.构图
墨鱼骨可以铸造一些小件器物,例如小刀、钱币、牌饰、首饰等,可以做双面范也可单面范也可铸造简单有空腔的器物。构思好,可画好草样后进行剔刻。如果只做单面范,建议在墨鱼骨下部所在面进行剔刻,该面花纹较为细密。
注意事项:①双面范要能准确对合。可画等分记号,插入等分点进行定位。也可先在纸上画好样式(可同时画好浇注口,方面定位)剪下后,在两面范上比照画好草样;
②合理设计浇注系统,避免熔液对熔腔壁冲刷力太大。
4.剔刻
由于材料并不细腻且容易层状脱落,所以无法做到细线条、高浮雕等精细剔刻。由于材料较软,加上学员无相关经验,金属刻刀力度不好把握,容易深浅不一、刻槽粗糙甚至划伤模具。可以尝试制作一些较轻便的竹木工具。斜刃刀口主要用于削剔平面,凿状刀口可以修饰线条,管状口可以用来挖槽。竹木工具可以做一些更细微的刃口。总之,相较于石器和木器更容易刻画。
注意事项:要在范上预留好位置。由于本次实验主要是用坩埚浇注铜液,所以锥状的较大浇口更便于浇注。对于浇注口和所铸器型之间的剔刻,浇注口囤积的金属液往往会和器身连为一体,所以连接处要窄小,便于去除不需要部分。当然也可以将浇注口的金属设计成底座。
注意事项:①浇注口和器身线条都要尽量做到平滑,有助于溶液的流动。不要把主要的希望寄托在成器打磨上;
②如想在器身铸造非对称的文字或图案,需要反刻。方法参照刻章中的“反书上石”技巧。
5.合范
合范是浇注能否成功很重要的一步,两个范需要用铁丝绑紧插在沙堆中,绑紧过程中注意双面范的对齐。如果两者之间孔隙较大,可用耐火泥封实。单面范的另一面建议仍用墨鱼骨匹配,不建议绑在砖瓦木等材料之上,两者表面平滑度不同,受热产生的膨胀率也不同,容易产生孔隙。
注意事项:①保证浇注口的清洁,不要落入沙粒、灰烬、雨水等;
②铜、银、铅溶液的流动性并不相同,如果浇注铅溶液则要更加注重严丝合缝。
6.浇注
由于浇注器物较小,如果条件允许可以用带流口的小坩埚浇注,浇注口不要过满,浇注时注意不要将残渣、炭屑等流入范内。
三、几种浇注失败原因分析
1.砂眼
熔液未能完全填满铸腔,造成孔洞,多发生于器身较薄处或末端。主要是该处铸腔太薄或此处有气体未排出。因此铸范紧密结合的同时也要注意出气孔的设置,保证有一定的透气性。针对墨鱼骨范,可用针刺一些小孔,方面多余气体排出。
2.渣孔
器表有不规则的孔洞,里面填充矿渣、炭屑等。因此需要提高熔液过热温度,浇注前扒渣,温度允许的情况下,浇注前静止一段时间,以利于熔渣上浮。坩埚流口最好安置挡渣系统,浇注时保持不断流。
3.断裂
铸件出现裂缝或断裂,这一问题比较常见。主要是以下原因造成:薄壁和厚壁的相接处以及转折处的成型收缩受阻;模具温度和浇注温度较低,产生填充不良,造成金属基体未完全熔合,凝固后强度不够,特别是远离浇注口的部位更容易出现;溶液中杂质含量过高,降低了可塑性;强度不够,特别是细长的铸腔,在填充时,产生扭曲变形,妨碍铸件的顺利脱模等;铸腔表面研磨不充分,引起脱模阻力增大,铸件在较大的脱模阻力下被撕裂等。
部分成品展示
墨鱼骨范铸造的器物有其独特的天然波浪纹,仿佛是大海的气息,有兴趣的小朋友可以继续这方面的尝试。
四、思考
实验考古需要多学科的综合运用,即使是以冶金为主要目的实验,也不仅仅是冶炼、铸造、锻打、鼓风等,也同样需要了解其他手工业的技巧或相关专业背景的学者共同参与其中,才能顺利地完成冶炼实验。例如:坩埚(制陶技巧)、建炉(建筑技巧)、采矿碎矿(石器技巧)、制范(石器、骨器技巧和雕刻技巧)、铸件打磨等等。还原古代冶金工艺也同样需要制陶、建筑、雕刻等采用同时代的工艺应用于其中。
多种学科的相得无间、融会贯通,才能更好的复原当时的金属工艺流程,还原工匠的技术选择,比较科学地计算金属生产的劳动力投入水平及专业化分工程度。
说明:由于制作中未想到之后要写总结,缺失一些制作过程图片和剔刻工具的图片。由于本次实验主要是冶金不是制范,因此没有机会全面细致观察,不足之处欢迎批评补充。
致谢
感谢暑期班提供这次实验机会!感谢提供图片和被盗图的同学!
参考文献
古老的铸造技术——墨鱼骨术
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