引用

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      贾文忠佛像制做与仿制及辨伪讲议 (二)

贾文忠（此文中部分收录于《中国佛像真伪识别》）

二、佛像的制造仿制方法

（一） 佛像的质地（1）紫铜：即纯铜，亦称红铜。是以铜为主，其他元素含量很少的铜。紫铜的塑性和耐蚀性都很好，但强度硬度较低，只适合制作，锻造锤打出来的铜佛像，将铜佛分为前后两片分别锤打在分别制作其他部位，{zh1}将各部位焊接到一起在进行作旧或镀金鎏金的装饰。在自然界中存在着xx的纯铜，称为“自然铜”，正因为如此，人类{zx0}认识和利用的金属就是铜，更具体地说是紫铜。（2） 黄铜：是以锌为主要合金元素的铜合金。单纯的铜一锌合金称为“普通黄铜”，一般按纯铜的含量称为九。黄铜(含铜90％)、六二黄铜(含铜62％)等。习惯上也把铜、锌之比为9：1的黄铜称为一九黄铜，把铜、锌之比为7：3的黄铜称为三七黄铜。除了铜和锌之外，再加入其他元素的黄铜称为“特殊黄铜”，按照第三个主要元素的名称命名，如“铝黄铜”、“铅黄铜”、“锰黄铜”等。 与纯铜相比，黄铜的色泽鲜艳，强度高，价格低，质量轻(因为锌的密度比铜小)，所以颇受欢迎。然而锌的熔点为419．4℃，沸点只有907~C，低于铜的熔点(1084度，目前留存的铜佛像中黄铜的占一大部分。（3） 青铜：是黄铜和白铜之外的铜合金的通称，按照主加元素来命名，如锡青铜、铅青铜、铝青铜、铍青铜、铅锡青铜等。中国青铜时代的青铜主要是锡青铜和铅锡青铜。和纯铜相比，锡青铜具有高的强度硬度，熔点低，易于铸造，也有较好的加工性能和耐蚀性能，从而显著拓宽了铜的使用范围。青铜铸造佛像是历代佛像中比例{zd0}的，绝大多数佛像是采用青铜制造的。（4）金：黄金，熔点1063度，比重19.3。金的特点是纯金色黄，极细金粉为黑色，金的胶状溶液呈红色、蓝色或紫色；延展性极好，可制成0.00001毫米厚的金箔或拉成只有0.5亳克/米的细丝；化学性质极为稳定，不与水和氧反应，也不与酸、碱作用，但溶于王水；导电性好，是铜的百分之七十一。金由于其珍贵很少用来直接铸造金佛像，所以纯金铸造佛像存世比较少，另一个原因是其铸造工艺流动性不好，往往铸口处金的冷却不好出现裂缝。一般纯金佛像都是采用金的薄片锻造打制方法制造的，这一类在佛像里的比例占的也不多，而绝大多数为鎏金工艺制造的佛像。（5）银：银熔点960.8度，沸点2212度，比重10.5。银色泽白亮，具有良好的延展性，而且耐大气的氧化腐蚀，在所有金属中导电性、导热性{zh0}，对可见光反射性最强，化学性质最活泼。由于银的延展性好佛像主要用银片打制加工方法生产。银的出现比金似乎稍晚一些，我国在春秋时期已有镶余错银工艺出现。银和金一样最初用来加工成装饰品和工艺品，其后又用于铸造钱币。虽然与许多金属相比，其化学稳定性好，有较强的抗腐蚀性能，但从金属蚀的理论角度来讲，在自然界中，基本上是除了金以外的其他金属多是以矿物的形态存在，比如银除了极少数的是以游离态的自然银存在外，绝大多数以辉银矿与铅矿共生在一起或是以角银矿出现。银是一种柔软、洁白而有光泽的金属，有很好的延展性，易拉成细丝，比重为10.5，熔点96O℃，银具有较好的化学稳定性，与金相比远不及金那么稳定，银器在大气环境中经常会变暗黑，严重的变色腐蚀对观赏和研究有影响，这是因为银虽会直接与氧化合，但却被硫化氢和臭氧的腐蚀。 银也主要采用锻造工艺制作佛像。银还用于电镀、制造合金和银的化合物。

（6）仿银合金仿银合金多为白铜，呈银白色。“白铜”是以铜-镍为主的合金，有“简单白铜”和“复杂白铜”。单纯的铜-镍合金叫“简单白铜”或“白铜”，“复杂白铜”是在铜-镍合金中再加入其他元素，按加入的元素命名，如“锌白铜”、“锰白铜”。这类佛像数量少，主要为小件佛像。（7）仿金合金黄金具有经久不变的华贵美丽色泽，但其产量少，价格贵。古代仿金材料亦称“亚金”、“雅金”，价格仅黄金的千分之几，颜色与黄金相似，具有一定耐蚀性，机械强度较高，工艺性能较好。近代又研制了一种仿金装饰材料为“稀金”，色泽与18K金相似，仿金材料的成分以铜为主，加入锌、铝、锡、锰、硅、锆等元素。可以采用铸造和拉延的方法制成各种佛像。（8）铁：金属类化学元素。比重7.96，延展性良好。纯铁的磁化和去磁都很快。含有杂质的铁在潮湿空气中易生锈。熔于稀酸，浓硝酸或冷的浓流酸能使铁纯化。工业用铁是将铁矿石和焦炭置于高炉中治炼而得，其中常含有碳、硫、磷、硅等元素。工业上根据铁中含碳量的多少，可分为生铁（亦称铸铁，含碳2%以下）和熟铁（含碳量在0.2%以下）。含碳量在0.2-2%之间时叫“钢。”（9）石：用各种石料雕刻的佛像、神像。一般选用当地比较坚实的石料进行雕琢，常见的有汉白玉、青石、青白石、花岗岩、大理石等。（10）木：木雕佛像是佛像中的一大类，大、中、小均有以楠木为最，另有红木、花榈木、花梨木、黄花梨木、瘿木、榆木、乌木、樟木、柞木、柚木、梓木、榉木、杞梓木等。（11）泥：用泥土制作的泥佛像，有些也称彩塑。大多都在庙里或石窟内，以大型和中型为主，大中型的要以木做骨架（称神骨），绑上稻草，再敷上粗泥、细泥，阴干后经打磨、上底粉、贴金或彩绘等多道工序完成。除此，各地的方法不尽相同。中小型佛像一般以粘土掺入少许棉絮捣匀，直接塑造后施彩完成。大型的粗泥为加稻草或麻。（12）瓷：由含有高岭土、长石、石英等成分的原料，按一定比例加水研磨后，制成各种佛像，经高温烧成即为瓷器。瓷器的烧成温度一般都在1200度以上，胎体融结致密，呈半透明状态，敲叩声清脆，胎体基本不吸水。我国瓷器以青瓷、白瓷和彩瓷为主要品种。青瓷在唐代达到成熟阶段。宋代瓷器中，青瓷有汝窑。官窑、龙泉窑、哥窑、钧窑、耀州窑等，白瓷有定窑、影青瓷有景德镇窑，黑瓷有建窑、吉州窑都各具特色。明代以后，景德镇成为我国的制瓷中幻，各种色釉瓷和彩绘瓷驰名中外。佛像中有各种窑口的制品，也有很多民间小土窑烧的制品。（13）漆：主要指大漆（xx漆）制作的佛像，漆从漆树上分泌出的液体称生漆，经过加工的生漆为精制漆为熟漆。经日晒等方法除去水份，合入熟炼桐油，为明漆，称退光漆。一般的漆佛像以夹纻胎为主。（14）杂项：有镶嵌金银、松石、玉石、宝石，有玉佛、琥珀、松石、竹刻等。

（二）金属佛像的铸造

1、陶范法唐、宗、元、明，有很多大型佛像是采用陶质块范铸造的，此方法来源于中国古代青铜器铸造技术，这种技术始于中国青铜器的出现，至商周青铜器以达到炉火纯青的程度。目前见到的大型铜佛像和铁佛像其中有部分为陶质块范铸造的。其工艺为：（1）、泥料 泥料的选取和加工是很讲究的，要有一定的湿强度，以便保持形状；又要有一定的可塑性，以便塑制复杂的形状与纹饰，并在起模后可稍加修整。此外还要有一定的干强度、较高的耐火度、良好的退让性、低的发气性、高的透气性等。但泥料的选取基本上是就地取材的干净泥土，经过筛选、漂洗，粒度在100目以下260目以上，有的还羼和一定量的细砂。精土加水后，经搓揉、摔打等练制过程及陈腐阶段，以达“至精”之效。（2）、“模”、“范”、“芯”和“铸型” 用泥料制成的实心器物外形，称为“模”，制模过程就是器形设计过程。在“模”上贴泥而翻制成的外模或凹模，称为“范”，亦称“外范”“母范”“母模”等，“模范”一词即由此而来。一件器物的范要分为多块，否则无法起范脱模。 表现器物内腔、孔及某些中空 一部分的泥型，称之为“芯”，亦称“内范”。“范”和“芯”的组合，即为“铸型”，铸型的范、芯之间的空隙构成了器壁，浇人液态金属即可凝固成器物。我国古代多是“刮模制芯”，即用“模”翻成“范”之后，直接将“模”刮去一层而成“芯”，刮去的厚度正好就是器物的壁厚。“模”和“范”都只用一次，所以泥范铸造没有发现xx相同的器物。（3）型剂、榫卯和芯撑 首先用泥雕塑出佛像的母体。为了便于脱模，在制“范”之前，在将母体上划分成若干个面块，分别敷泥制作成块范。并在“模”上要涂撒分型剂。现代的分型剂用肥皂水、凡士林、煤油．硬脂酸液、蜡、黄油等，古人可能用油烟熏模等法。一个器物的“范”分为多块，范与范的结合面谓之“分型面”。分型面之间也要涂分型剂。范与范、范与芯之间的相对位置要准确组合，必须作出定位的榫卯(凸凹相对的接点)的子母口。分范后母模保持原样，为了使侍铸的佛像有一定厚度，故需利用原母体表面刮去一层，厚度按佛像大小而定，使合范后内外范之间产生空隙，此空隙层即为待铸铜器的厚度。范和芯之间还可用铜片或泥片作成“芯撑”，以保证范、芯之间的距离一致，从而保证器壁厚度均匀。特别是有些厚度大的部位(如器足)，要作成空的，内部下泥芯，芯四周将被青铜包围，称为“盲芯”，盲芯的周围必须用芯撑定位的垫片。（4）活块模或活块范 器物的有些部位如羊角牛角等，呈三维曲面体，直接在一个“模”上作“范”就无法脱模。对此，古人采用“活块模”和“活块范”来解决。即将羊角等部位单独制模，分别制范，再行组装，仍然可以一次浇铸成形。“主体范”和“活块范”的结合称为“复合范”，这种“执简驭繁”的技巧使泥范铸造可以制作相当复杂的器件。有些带铭文年号的要留出铭文范的地位，以便刻铭后嵌入主体内范中，并经过仔细修整。（5）干燥和焙烧 将母体和陶范阴干，使其范干燥，目地是逐渐排除游离于陶范内颗粒间的水份，又可排除一部分在陶范颗粒构成的毛细管中吸附水，使范逐渐收缩。若阴干不佳而开裂，整副陶范就要报废。xx阴干的陶范可以放在窑中进行赔烧，赔烧的目的排除残余的吸附水，并使陶范烧结，焙烧需要850度以上，范内有机物才会氧化，碳酸盐和硫化物才会分解，不至于注铜液后产生气体而影响青铜佛像质量。（6）熔化和浇铸将内外范合在一起，留出浇口，涂泥外固，在浇铸前对陶范要进行预热，至烧结的温度，使浇铸时铜液容易流畅，不致出现冷隔现象。从浇口浇铸的青铜熔液，待熔液冷却后，打碎外范取出青铜佛像，掏出内范，再进行磨砺加工。此方法只有古代采用，近现代复仿制佛像均采用失蜡法，有些佛像上面带铸造范线也都是故意作上去的。《考工记》载：“凡铸金之状，金与锡黑浊之气竭，黄白次之；黄白之气竭，青白次之；青白之气竭，青气次之，然后可铸也。”这是以火焰判断熔化进程的经验总结。金属加热熔化时，火焰由黑浊渐渐便青，即可出炉浇铸，“炉火纯青”的成语即由此来。大型铸件的浇铸，采用多炉同时熔炼，经流槽一起浇注的办法， （7）浑铸与分铸法 一般情况下，尽量使铸件一次铸成，称为“浑铸”。铸件中有些各自独立的部位(如器与盖及活动的鑿)，需要分次铸成，但在制模或浇铸时，尺寸和部位必须相互配合。对于无法一次铸成的部件，就要将有的部位事先或事后浇铸，并采取铸接、焊接等办法连成一体。这种分几次铸成再铸接或焊接的方法，称为“分铸法”。关于铸接、焊接技术。 浇铸后，即对铸件进行清理修整，必要时应补铸。{zh1}进行作旧处理。2失蜡法铜佛像大部分是采用失蜡法铸造的，失蜡法铸造青铜器在我国有着悠久的历史，目前出土的春秋战国时代青铜器有些就是采用失蜡法铸造的。至北魏佛教传入中国失蜡法以广泛采用。就其制造工艺过程，宋赵希鹄《洞天清禄集》中有记载。明宋濂等撰《元史.卷八十五.百官志第三十五百官一》有“出蜡局提举司”专司铸造青铜器和佛像。明宋应星《天工开物》详述万钧钟的失蜡铸造工艺，并载有蜡料配方。失蜡铸工艺

1． 失蜡铸造的工艺流程失蜡铸造的主要工艺流程如下（1） 设计制模（也叫压型）根据所复制文物的形状、尺寸，用硅胶或石膏制模。（2） 制造蜡模 将调成糊状的蜡料压注到硅胶模或石膏模内，制成蜡模。（3） 焊接模组 把若干个蜡模焊接到预先由蜡料制成的蜡棒（即浇注系统）上，制成模组。（4）涂制模壳 在模组表面及内面涂上一厚层耐火涂料。通常用水玻璃——石英粉（砂）做涂料。撒一层石英粉，放到氯化铵溶液中使涂层硬化；取出再撒石英粉，再硬化，重复数次，使模组表面结成一层厚厚的硬壳。（5）熔化蜡模（失蜡） 把结壳好的模组放入热水槽中将蜡模（包括蜡棒）全部熔化，形成中空模壳。（6）熔烧模壳 把壳放到加热炉中由低温到高温进行熔烧，准备浇注金属。（7）熔化金属与浇注 把金属料在熔化设备中熔化后浇注到模壳里。（8）脱壳与清理 用手工或机械敲掉模壳，切除浇口，再经其他清理工作后即得到所需的铸成品。2． 失蜡铸造的特点和应用范围 ①失蜡铸造所用设备简单，生产占用面积小，不需大量投资，不需贵重原料，操作技术容易掌握； ②失蜡铸造比砂型铸造精度高、表面光洁，采用水玻璃——石英粉涂料时，可达到7—9级精度和4—5级光洁度。形状特别复杂的文物也易复制。与其他方法相比，设备费用省、技术要求和制造成本较低； ③采用失蜡铸造工艺应考虑铸件的重量和尺寸。失蜡铸件重量可小至几克、大至数十公斤，铸件壁厚最小可为0.5—0.8毫米，大可至数十毫米，在采用失蜡铸造方法制造时，必须考虑其结构工艺性，例如避免锐角连接；截面厚薄变化差异不要过大，减少粗厚部分。一般孔洞必须铸出：为防止变形和裂纹应设置加强筋等。3． 制做模子复制佛像一般采用硅胶模和石膏模，这里简单介绍一下工艺流程。（1）原物（母模） 即制造模具所需的原件佛像。如用硅胶翻模，可在原物上直接翻出，外打石膏套模。（2）石膏模料 石膏模料一般选用精石膏粉和水泥混合，加水高制而成。水泥用以增强模子强度，标号为#500或#600，经80/100目筛子过筛，加入量为15%—30%。水泥加入量多，会使模子光洁度变差、光洁度要求高时，可全部用石膏粉。配料时，先在容器内放一定量的水，再均匀撒上石膏粉或混合料（水与石膏的重量配比一般为石膏粉65%、水35%），此时会泛出大量气泡，待泛泡停息，石膏模料下沉至与水面平齐时，用手充分拌和石膏摸料直到均匀为止，注意模料中不得存在气泡。模料中如含水过多，模子强度会降低，含水过少则模料流动性差，易硬化而失去凝结能力。和石膏后应在15分钟内操作完成。（3）设计模具分块 翻模分块是关键，模具分块一定要合理，即：要求拆模方便又要求块数尽量少。模子的厚度一般为40毫米。为提高模子强度，对厚度较大的模块内可加入粗铁丝加固。（4）修榫 各块石膏模块之间需要修出固定用的榫，同一模子上定位榫的形式要有变化，以便装配。（5）分离剂 分离剂一般可采用肥皂溶液，制模时涂在器物表面和模块结合部。（6）修模和拆模 由于石膏模在硬化过程中会发热膨胀，所以模子块的修理和拆模应待石膏发热变冷的半小时后才能进行。修好后，为了使模子块无吸水性而有较高强度，模块制成后，应在其分型面上涂一层虫胶漆（酒精漆片溶液）。4． 浇注系统浇注系统是引导铜液注入铸型的通道。浇注系统的设计极为重要，设计不合理，会直接影响铸件质量，造成缩孔、气孔、夹渣、裂纹、浇不足等毛病。（1） 浇注系统的设计要求 ①保证铸件能向浇口部分顺序凝固，铸件在凝固过程中能得到充分补缩，缩孔留在浇口中；① 保证金属液有一定速度。能平稳地注整整个铸型；② 对于铜合金等有色金属铸件，浇注系统应具有良好的集渣能力。（2）浇注系统的组成和类型 失蜡铸造的浇注系统和一般砂型铸造大致相同。典型的浇注系统，也由浇口杯（外浇口）、直浇口、横浇口和内浇口等部分组成，对于铸件的粗厚部分，则需设置冒口。在失蜡铸造中，直浇口（兼作冒口）与内浇口相连的浇注系统极为普遍。对于单个大型铸件，只有一个直浇口（兼作冒口）直接与铸件相连。根据金属液注入铸型方式的不同，浇注系统可分为下列三种类型：①顶注式：即铜液从铸型顶部浇口杯中注入，其优点是能使铜液由铸型下部向浇口部分顺序凝固，获得组织致密的铸件。缺点是浇注时金属液飞溅，对铸型的冲击力大，容易使铸件产生夹渣和气孔，对于大型铸件，更易产生这种毛病，所以只适用于高度较低的铸件；②侧注式：失蜡铸造中，多数采用这种浇注系统。一根浇口棒可带有较多的铸件。浇口棒截面形状有方形、圆形、六边形等，根据铸件形状特点而定，还可以设计成不等截面的浇口棒，大截面处形成冒口节，以造成对铸件截面粗厚处较好的补缩条件；③底注式：浇注时金属液平稳地从铸型的下部注入。铸型中的气体能自由地从上部（冒口或出气口）逸出。这种浇注系统具有良好的集渣作用（蛇形浇口的集渣作用更好），浇出铜件表面光洁。底注式浇注系统的缺点是需要有较高的静压头，底部和顶部金属液温差大，易产生缩孔、裂纹等疵病，为此铜注的浇注速度应适当加快。浇口设计：内浇口位置，一般应开在铸件最宽厚的部位，以造成金属液顺序凝固的条件。内浇口的安排，还应考虑蜡模能比较稳固地焊接在蜡棒上。

5． 蜡模制造蜡模质量的好坏直接影响到铸件的形状，尺寸和表面光洁度。为了能制造出合乎质量要求的蜡模，对于它的原料配方、制造工艺等各方面都必须制订出合理的工艺规程。（1）制造蜡模的原料 制造蜡模的原料首先要具有良好的流动性，能很好地充满模子，得到轮廓清晰的蜡模，第二，蜡料在凝固过程中，收缩率越小越好；第三，蜡料凝固后，要具有足够的强度和硬度，以便制成的蜡模在以后的工艺过程中不易产生变形和损坏；第四，灰分要少，模壳中的残蜡焙烧后，内腔不沉积残留物。蜡料可分为高熔点蜡料（熔点65—90℃）和低熔点蜡料（熔点50—65℃）两类。低熔点蜡料由石蜡、硬脂酸等成分组成，其特点是由于熔点低，注蜡和加工方便，但气温较高时蜡模变形，影响铸件精度。高熔点蜡料由川蜡、石蜡、地蜡和无油松香等成分组成，其特点在于对温度的变化不敏感，能耐较高温度，蜡模的强、硬度高，不易变形，缺点是由于蜡料熔点高，所以压注蜡料时，石膏模要预先加热到较高温度因而显得不方便。选用蜡料时，应根据具体情况而定，如气温较高的南方地区及北方夏季，以选用高熔点蜡料为宜，一般地区采用的都是低熔点蜡料。石蜡是石蜡族石油之副产品，其分子结构式为CnH2n+2，含碳愈多，熔点愈高，常用白石蜡的熔点为56—60℃，当温度接近30℃时，石蜡就会软化。硬脂酸是分解各种动物油脂或氢化油所得的脂肪酸混合物，再经蒸馏、压榨而得的白色块状或片状结晶，含有少量低熔点的油酸，其分子结构式为C17H35COOH。常用一级或二级硬脂酸。一级硬脂酸色洁白、熔点较高，收缩率小，含油酸少，所以质量较好。石蜡中加入硬脂酸后，能提高涂料对蜡模的涂挂性，并能提高蜡料的软化温度。（2） 蜡模制造工艺化蜡：把按比例配好的原料置于煮蜡桶内，隔水加热熔化，温度不得超过90℃（可用温度计控制），否则石蜡会被碳化，便蜡料发黑，性能变坏。调蜡：将熔化好的蜡液倒入调蜡桶中，蜡液量约占桶容量的1/3，再加入一定数量的敲碎的蜡片，开动调蜡机，用转速为400—700转/分的螺旋桨进行强力搅拌，直到成为均匀的糊状蜡料为止，然后把糊状蜡料倒入保温桶中，维持蜡料温度为48—50℃备用。调蜡若不均匀，会造成蜡模表面粗糙不平。注蜡：即把糊状蜡料装入蜡枪或注蜡机，在一定压力下把蜡料注入石膏模。浇口蜡棒的制造，除采取压注法外，还可用自由浇注法，即直接把蜡液注入模具中。注蜡时必须遵循下列工艺规范：蜡料温度：石蜡——硬脂酸糊状蜡料的温度应控制在48—50℃。温度过低，流动性差，压注出的蜡模形状不完整，或者尺寸不正确；温度过高，蜡料收缩量大，表面会造成皱纹。蜡枪和石膏模具温度手工压注时，蜡枪应预热到和蜡料相接近的温度。模具温度应控制在18—25℃。温度过低，蜡液冷却速度快，表面会出现皱纹或在厚薄截面的连接圆角上出现裂纹。脱模剂：模具拆开后应仔细用砂布或毛刷清理模具工作表面，并涂上脱模剂。石膏模用肥皂水或洗涤剂。注蜡：注蜡压力一般为2.5—3.5公斤/厘米2，注蜡后保压0.5—2分钟，零件越厚大，压力应越高，保压时间越长。压力过低会造成蜡模表面凹陷毛病；压力过高，易产生粘模或裂纹。保压后，推动封蜡板，把注蜡孔盖没，以阻止模子内的蜡料由于受反作用力而从注蜡孔中冒出来。取模：取模时间不可过长或过短，否则易影响蜡模表面质量，使其收缩率不稳定，具体时间应根据蜡模形状，壁厚及室温等条件而定。在热天气温较高时，为缩短取模时间，并防止壁厚部分收缩引起表面凹陷或变形，注蜡后对模子要强制冷却，石膏模可用吹风冷却，取出之蜡模也应放入冷水中（水中可加入0.1%的盐酸，以免蜡模表面皂化发白）。取出的蜡模应平稳整齐地放入瓷盘中，为防止变形，温度应控制在18—25℃，温度低蜡模易开裂，过高则蜡模易软化变形。（3）模组的焊接 单个蜡模经过xx飞边、修光和检验后，用烙铁逐个地焊到浇口蜡棒上，制成模组。为适应各种尺寸和形式的浇口，可用薄的耐热钢板制成多种不同尺寸的烙铁刃备用，烙铁刃放置在低压电热器上进行加热。在焊接蜡模时，必须遵守下列工艺操作规范：检查浇口蜡棒有无裂纹、气孔等缺陷，予以修补平整。焊接外熔化范围应尽量小，以避免涂料时影响质量，焊接要示牢靠。蜡模焊接规格：浇口蜡棒顶端和蜡模的最短距离应大于70毫米；浇口蜡棒尾端和蜡模的最短距离为15—20毫米，蜡模间最小间隙8—10毫米左右，为减少浇注缺陷，蜡模焊在浇口蜡棒上应向下倾斜5—10°。

6． 模壳制造模壳制造是失蜡铸造工艺中的一个关键性的工序，它决定着铸件的精度和表面质量，也影响着铸件成品率的高低。失蜡铸造的模壳由耐火涂料和撒用料组成，耐火涂料则由耐火材料和粘结剂组成。常用的石英粉——水玻璃模壳即以石英粉为耐火材料，水玻璃为粘结剂。石英砂为撒用料。石英粉：石英粉用来配制耐火涂料。耐火涂料分面层与加强层两种，对于面层涂料用的石英粉，因为与铸件的表面质量有关，所以要求有较高的耐火度和较细的粒度。石英粉的耐火度由化学成分决定，石英粉中SiO2含量越高，其他杂质含量越低，则耐火度越高。纯净的SiO2，熔点为1713℃，石英粉的耐火度不应低于1680℃。石英粉的粒度，面层涂料{zh0}用270目（筛孔直径0.053毫米）筛号的#9精制石英粉，加强层涂料用200目（筛孔直径为0.073毫米）筛号的#8普通石英粉。石英砂：石英砂是制造模壳的撒用料。撒砂目的在于增厚涂料层，改善模壳的透气性，并能使涂料层相互之间更好地结合起来，获得具有一定强度的模壳。面层石英砂的耐火度应较高，粒度应较细，大铸件可采用40/70目的#５石英砂，小铸件可采用50/100的#6石英砂，加强层石英砂的粒度也应根据铸件大小分别采用12/20目的#3或#4号石英砂。石英砂在使用前应进行水洗处理，根据粒度的大小，分别采用相应筛号的筛子冲洗去砂中的粘土及硅尘，晒干使用。水玻璃：水玻璃是硅酸钠的水溶液，分子结构式为Na2O·SiO2·mH2O。工业用水玻璃是一种淡青色的不透明的稠状液体，无杂质或沉淀。表明水玻璃性能的主要参数为模数及比重，所谓模数就是指二氧化硅分子数对氧化纳克分子数的比值，系中系数1.032为氧化钠分子量对二氧化硅分子量的比值。模数越高，二氧化硅和氧化纳的结合越不稳定，当受到酸或酸性盐的作用时，将迅速析出冻胶状的二氧化硅胶体（简称硅胶），这也就是水玻璃作用粘结剂来制造模壳的原理。模数的高低要影响到硅胶析出的速度，模数过高或过低，会引起模壳开裂、变形或强度过低等现象。水玻璃比重是反映水玻璃浓度的指标。比重越大，水玻璃越浓，粘度越大。水玻璃应存放于密闭的专用容器中，防止杂物及雨水落入，热天存放地点不受阳光照射，以防温度过高变质，贮存时间也不能太长。若发现有胶体沉淀，并且无法再搅拌均匀，即不可使用。石英粉——水玻璃涂料的配制：在配制涂料时，主要应合理控制涂料的粘度，因为粘度的大小十分明显地影响涂料的涂挂性、模壳强度和表面质量。控制粘度就要控制水玻璃与石英粉的重量配比，而在确定配比时，水玻璃的比重和石英粉的含水量是两个非常重要的因素，相同配比值时，水玻璃比重越大，涂料粘度越高。涂料粘度相同时，水玻璃比重越大，则配比值也将越大，即石英粉加入量减少，此时模壳表面易出现网状小裂纹、分层或剥落等缺陷；反之比重减小时，石英粉加入量增多，会造成模壳强度降低以致碎裂的毛病。面层涂料和加强层涂料用途不同，所以对粘度的要求不同。面层涂料直接涂挂在蜡模表面上，要求有足够的流动性才能获得完整的铸型表面，所以粘度不能太高，但粘度过低又会影响铸件表面光洁度，通常面层涂料水玻璃与石英粉的配纪值小于1，即石英粉重量稍多于水玻璃，这样对铸件表面光洁度有利。加强层涂料的作用在于造成一个强固的壳型，所以粘度不能太低，以保证加强层涂料中有较多的水玻璃，硬化后具有较多的硅胶体。为此，加强层涂料粘度的增高应通过增加水玻璃的配比量业达到，即水玻璃与石英粉的配比值应等于或稍大于1，此时水玻璃的比重应比面层涂料所用水玻璃为大。要注意，加强层涂料的粘度也不能过大，否则模壳强度虽高了，透气性却变差，会造成铸件轮廓发圆（浇不足）的毛病。涂料的配制方法：先称取一定重量的模数符合要求的水玻璃，加水搅拌高速至规定比重，用筛子过滤到陶瓷缸内，再根据石英粉和水玻璃的配比，逐步加入一定重量干燥的石英砂，利用螺旋桨搅拌机，边加边搅拌，搅拌时间须达30分钟以上。用经过高速度搅拌的涂料制模壳，强度将有所提高。涂料搅拌均匀后让其静止冷却，然后初步测定粘度，高速到规定值，再继续搅拌均匀。涂料配制后，应将容器加盖存放，经8小时以上方可使用，使用前可用手工或慢速搅拌机搅拌均匀，并测试粘度，如发现粘度过大，可补加低比重的水玻璃进行稀释。为了提高涂料对蜡模表面的涂挂性和xx涂料中的气泡，在配涂料时还应加入脱脂剂及去泡剂。常用碱性极弱的肥皂或合成洗涤剂作为脱脂剂。涂料经反复多次使用，由于模壳带入硬化反应的盐类会改变涂料性能，所以必须定期配入新料。硬化剂及其配制：硬化剂用来与模壳涂层中的水玻璃发生硬化作用而获得强固的模壳。常用硬化剂为氧化铵（NH4Cl）水溶液，反应结果生成的二氧化硅胶体把石英粉与石英砂坚固地粘结在一起，因而完成硬化作用，获得具有一定强度的模壳。由方程式可知硬化反应时还产生大量氨气，并有食盐析出。配制硬化剂时，必须从硬化要求出发，合理确定硬化剂的浓度和温度。氯化铵溶液的浓度可控制在18%—20%范围内，温度控制在20—25℃为宜。冬天硬化温度过低时一定要加热，否则模壳就达不到硬化要求而发软变形。配制方法是根据硬化槽盛水之重量和规定浓度称取一定重量之氯化铵，将氯化铵用木锤捣碎后倒入水中，然后不断搅拌使之全部溶解。天冷时氯化铵溶化过慢，可将欲配入的氯化铵倒入温度为60℃左右的少量热水中使其加速溶化，然后倒入其余的清水中。硬化反应时产生的氨气易溶于水，会起延缓硬化的作用，必须用浓盐酸来中和。7． 模壳制造工艺制造模壳工艺过程包括涂挂涂料、撒砂、硬化与干燥等步骤，先涂制面层，再涂制若干加强层，重复以上操作，{zh1}形成强固的模壳。（1）涂挂涂料 涂料使用前须先搅拌均匀，再复测粘度，调整至规定范围，将模组浸入涂料中上下移动和转动，然后提起，在涂料堆积处用毛笔适当刷匀，合理转动模组，待模组上的涂料已较均匀地覆盖一层，涂料滴落很少时，即可进行撒砂。滴尽涂料的时间不可过长，以免因自然硬化而无法粘附砂粒，若模具有小直径的深孔或尖角、凹槽等涂料不易浸入时，须在模组浸涂料之前用毛笔蘸取涂料滴入孔、槽内。{zh0}采用压缩空气喷嘴加以喷吹。总之，对涂挂涂料要求是模组表面全部涂上一层均匀的涂料，不允许涂料局部堆积或空白无涂料。（2）撒砂 撒砂可用手工撒砂或机械撒砂。手工撒砂时一手握持模组的浇口棒，一手撒砂，边撒边转动模组，使砂粒撒布均匀，直到砂粒不再被涂料层粘上为止。对撒砂的要求是模组表面不允许有浮砂或局部未撒到砂，否则易引起模壳分层或开裂。对于一端封闭的较小孔槽，在撒砂前，孔槽内的涂料应滴尽，防止产生气泡，然后用50/100目的细石英砂灌入孔槽，不允许在孔槽内积存过多的涂料或浮砂。（3）硬化与干燥 将经过涂挂涂料和撒砂的模组放到硬化槽中进行硬化处理，硬化时间主要决定于硬化剂的浓度和温度。增加硬化剂的温度可加速硬化反应，从而可缩短硬化时间，提高生产率。硬化后，模组悬挂在空气中进行干燥，其目的为保证与下一层模壳能良好结合，干燥时间根据模组大小和室内温湿度而不同，一般为60—90分钟，以模壳表面无大量液体，且无刺鼻氨气为准，干燥时间过短，由于大量的氨析出会靠突发性模壳分层；干燥时间长，模壳表面已干燥到发白，则将影响与下一层涂层的硬化结合，降低模壳强度。为了使硬化反应时析出的二氧化硅胶体分布均匀，防止大片积聚（特别是涂料层厚薄不匀时），影响模壳强度，对于面积较大的模壳可采用化学硬化（即由硬化剂硬化）与自然硬化（或称自然干燥）相结合的办法，即把经过涂挂涂料、撒砂的模壳先悬挂在空气中干燥一定时间，让涂料中的水玻璃沿模壳表面渗透均匀，产与空气中的二氧化碳缓慢作用，然后再进行化学硬化。涂制模壳的层数一般小件为4—5层，大件可多至7—8层。8． 失蜡与焙烧（1）失蜡工艺 模组经涂料结壳干燥后就可进行失蜡，即把蜡料熔化而形成铸型一模壳。失蜡方法较多，有蒸气失蜡、热水失蜡以及热炉失蜡等，各有利弊。采用蒸气失蜡模壳强度较度，并可减少落砂。最常用的是热水失蜡法，即把模组浸入加热到一定温度的热水中（水中有添加剂），经过一定时间，由于模壳涂层变热的结果，蜡料开始熔化，在蜡模与模壳之间就形成一个缝隙，这一缝隙足以适应蜡料以后受热时的膨胀，可防止在失蜡过程中模壳表面产生裂缝，这是热水失蜡法的优点；热水失蜡的另一优点是涂料层中的盐分可溶于水中，可改善铸件的表面质量。失蜡工艺的要点如下：①刮浇口：准备夫蜡之模组必须先把浇口顶端之涂料层刮去，并用毛刷刷去该处松散的砂粒，以防止失蜡时涂料层落入模壳。②水温控制：失蜡槽中的热水温度应控制在90—95℃范围内。采取电加热时，可用温度继电器控制水温。若温度过高，由于对流作用剧烈，会使沉积于槽底的脏物或砂粒发生翻动，落入模壳；另外，温度过度，会造成模壳酥软或大大降低模壳强度；温度过低，不但降低了生产率，而且由于缓慢加热的结果，会使整个蜡模热透而膨胀，可能使模壳产生裂纹；③添加剂：失蜡热水中应加入2%—3%的氯化铵及1%左右的硼酸。加入氯化铵可使模壳中残余的氧化钠在失蜡时继续与氯化铵反应，起到补充硬化的作用；加入硼酸则可xx模壳中的皂化物，模壳干燥后不会因盐析过多而产生“茸毛”，有利于提高模壳强度和铸件的表面质量；④失蜡时间：根据铸件壁厚和形状复杂程度而定，一般以15—20分钟为宜。模料xx熔化的特征是蜡液不再由浇口处上浮到水面上。时间过长，会使模壳强度降低或酥软。如果采用蒸气加热失蜡，则可大大缩短失蜡时间；⑤模壳冲洗：由于部分硬脂酸被残留在模壳中的碱所皂化；所以模壳内表面可能粘附皂化物。为此模壳失蜡取出后要用热水冲洗。如把模壳浸入0.5%的热盐酸溶液槽中（温度65—75℃）进行酸洗，则效果较好。经冲洗后的模壳应予倒置使积水流净；⑥槽液换新：由于模壳在硬化时产生的盐分会溶于失蜡水中，溶液中的氯化铵浓度也会逐渐增加（因涂料层中含有过剩的硬化剂），为保持失蜡水应有的性能，使用一周左右应予换新，并xx失蜡槽底部的石英砂等沉积物。（2）回蜡处理 失蜡后所收集的回蜡经过适当处理后可重复使用。蜡料中的硬脂酸在化蜡、涂制模壳和失蜡过程中会接触到铁、铝、钠等金属离子，发生皂化反应生成粘稠的皂化物（硬脂酸盐）。蜡料中的硬脂酸钠和硬脂酸铝可以用酸处理，使其还原为硬脂酸。回蜡处理的方法是：先在回蜡槽（一般用耐酸缸）中注入少量水，并按回蜡重量加入3%—5%的工业盐酸，然后将回收的蜡倒入槽中，加热熔化后保持30—45分钟，待蜡液内无白色皂化物，呈褐色或黄色透明液体时即停止加热，静置2小时，杂质沉淀后，倒入专用蜡锭模中形成蜡片或锭。（3）模壳焙烧 经过失蜡后所得到的模壳，还不能用来浇注金属，必须经过焙烧，以除去模壳中的水分、残留蜡料、皂化物、盐类及碱等，并通过烧结作用，使模壳具有可靠的强度和较好的透气性。焙烧温度必须达到800—850℃，并维持2小时左右，使模壳中的盐分全部氧化。一般焙烧用的加热设备为箱式电阻炉。9． 化铜浇注化铜可采用中频炉熔炼，也可自建半地下土化铜炉，采用焦炭烧坩埚，坩埚内加铜料，铜与铝锡的比例按需要量来配制，待铜水全部熔化后浇铸在模壳中。浇铸时，模壳可掩在潮沙土中，露出浇口，使壳与潮沙全面接触严实，散热要均匀，不致因散热不匀而爆裂。铜料应注意纯净，坩埚的大小视器物蜡型分块尺寸、薄厚来进行选择，将铜熔化后必须边疆浇铸，以防气阻形成隔空或炸壳。10．脱壳清理脱壳清理是失蜡铸造的{zh1}一道工序，它包括脱壳、切除浇冒口、表面碱浴处理等项工作。经过以上这10道工序，一件铸造好的铜佛像的铸件就完成了。下面还要进行磨光处理，不清楚的地方要用钢錾錾，{zh1}抛光，作旧（锈）3、锻造工艺锻铸造工艺与错镶工艺是相辅相成的，其产生年代可以说就是错金银产生年代，战国时期金银错发展高潮。汉代、唐、宋有很多精美的用锻造工艺制成的金银器具和红铜、金、银的佛像及佛教法器，到了元代，外来技术与中国传统文化相结合，锻造工艺有了大发展，当地时的大多数酒楼都用银器。明、清两代是我国锻造工艺大发展时期，新中国成立后，北京特艺公司成立，使这一传统工艺得到更大发展。锻造工艺流程，首先是设计图纸、制定工艺过程，或参照原佛像文物复制。1． 下料、制横下料，即按图纸设计的要求选用铜板、金或银片；制模即制出所锻压型状的钢模或软模铅模。2． 压型将选好的一定厚度的铜版在钢模或软模上锻压，每压一次型都要退火一次，退火温度大约为825℃—850℃，对出现的皱纹要采用手工放还，将皱纹整平。如此反复2—5次，大型便制造成功。3． 配套将压成的型去掉四周毛边，并将其装配成套，分片焊接。4． 錾形为便于錾形，先将配套焊接后的铜型内灌胶，胶为松香、植物油组成，冷却后再经过手工雕錾达到所设计的艺术要求5． 磨光在錾好的铜活上用手工打磨、抛光。6． 表面处理可按原物复制，用化学作旧，镀金、银、铜、铬等防腐装饰工艺7． 组装按设计图纸组装、检验。4、翻砂铸造工艺翻砂铸造适合铸铜、铁等金属，大多用于浮雕的佛像和法器。翻砂铸造工艺生产为：1． 型砂型砂是用于制造砂型的，按一定比例配合的，经过混制，符合造型要求的混合造型材料。它是由旧砂、新砂、水、粘土或其他粘结剂和附加物（辅助材料）配制而成的。（1） 型砂的分类、配制及质量检查 ①根据型砂用途的不同可分为面砂，背砂和单一砂。面砂直接与金属液接触，应具有较高的可塑性、强度和耐火度。背砂（又称填充砂）只要求有较好的透气性和一定的强度。单一砂是不分面砂与背砂的型砂：②根据浇注金属种类的不同分为铸钢用砂、铸铁用砂和有色金属用砂。铸钢、浇注温度高（1500℃左右）、压力大、作用时间长，因而对型砂的耐火度和强度要求较高，应选用含SiO2较高的硅砂，其粒度也应粗一些，以抵抗高温的作用。铸铁的浇注温度较低（1300℃左右），因而对砂子耐火度的要求可低些，粒度也可细些，一般采用石英长石砂。青铜等有色金属的浇注温度更低（1200℃以下），故对砂中的化学成分要求不严。但这些金属流动性较好，易钻入砂型的孔隙内，为防止粘砂，使铸件表面光洁，应采用粒度均匀而较细的砂子；③根据造型种类的不同，可分为湿型用砂和干型用砂。湿型砂常用粘结能力较强的膨润土（俗称陶土）作粘结剂，以提高其湿态强度。有时在型砂中也常加入一些煤粉、重油等附加物，以防止铸件产生粘砂。这种型砂不需刷涂料和进行表面烘干。这种以粘土类粘结剂为主的、不经烘干可直接进行浇注的型砂，称之为普通湿型砂。在用湿型砂铸造大、中型铸件时，为了防止铸件产生夹砂等缺陷，在型砂配方中常加入碳酸钠来活化钙膨润土。碳酸钠适宜的加入量一般为膨润土量的4%—5%，加入的方法可以溶于水后加入，也可直接以粉末状加入，这种型砂称之为活化湿型砂。干型砂常用普通粘土（俗称白泥）作粘结剂，以减少供干后型、芯的开裂倾向。干型砂多用来浇注重要的或较大的铸件。由于铸件大，高温作用时间长，散热慢，故应选用颗粒较粗、SiO2含量较高的砂子和耐火度较高的粘土，并在干型表面刷涂料。干型砂比湿型砂含有较多的粘土和水分，但经烘干后性能大为改善，不易产生气孔之类的铸造缺陷。此外，干型砂中常加入木屑等附加物，改善退让性，以防止铸件产生裂纹。除上述分类外，还有化学硬化型砂，水玻璃砂及流态自硬砂等。（2）型砂的配制 型砂制备工艺一般分为两部分。{dy}部分为原材料准备，包括新砂、旧砂、粘土及其他粘结剂和附加物（如煤粉）等，事前应经过一系列的处理，得到合乎要求的原材料，然后再进行配制；第二部分为型（芯）砂的配制，即将准备好的原材料按比例混合均匀，供造型（芯）使用。目前，在铸造生产中，虽然出现了合成树脂等粘结材料，但粘土仍为主要粘结材料。对铸铁生产来说，粘土型砂仍为主要型砂。混合：即将型砂内各种加入物均匀混合，使砂子颗粒的外部形成均匀的粘结剂薄膜，使型砂砂具有良好的性能。型砂的配制比例应根据铸件特点、造型方法、原材料性能等条件决定。型砂混合 质量决定于加料顺序、装载量、混砂时间等因素。回性（调匀）：经混合处理后的型砂，往往会因水分分布不均而使粘土未能充分发挥粘结作用，为此混合后的型砂应进行回性处理，即放置24小时再用。型砂经回性处理后，能提高其湿度和可塑性，且不易粘摸，放置时型砂应盖上湿麻（草）袋，以免水分蒸发。松砂：即使型砂松散，降低型砂密度。回性处理后的型砂，使用前还要经松散处理。2． 制砂型制砂型分为手工造型和机械造型，一般复制文物多采用手工造型。砂箱造型，有整模造型（即对那些造型简单的物件，只翻成一分为二的砂箱即可）、分模造型、挖砂xxxx箱造型、托板造型、活块造型、多箱造型、吊砂造型、活砂造型、砂芯块造型、组芯造型、模板造型、漏模造型、拼箱造型、脱箱造型、叠箱造型，另外工业上还采用机械造型。3． 浇注系统及冒口浇注系统，即为保证把金属液正确地导入型腔而设计的几种浇道、浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道、冒口等。4． 冶铸以上介绍的铸造或锻造的器物都要再进行修整，如剔除毛刺、修补砂眼等。陶范法铸造的成品要打磨范线、修整错位花纹，锻造法制作的成品要修整锻压皱纹。修整后的成品再用砺石、木炭等进行打磨抛光。更重要的是称重量看是否与所伪之器重量相同，如份量过重可采取内壁打磨的方法使仿制品近量达到原物重量。