托轮与滚团(复原“姑洗之大羽钟”的铸造研究与实践)

Posted 2023-05-27

篇首语：听闻少年二字，当与平庸相斥。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了托轮与滚团(复原“姑洗之大羽钟”的铸造研究与实践)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

托轮与滚团(复原“姑洗之大羽钟”的铸造研究与实践)

导读

通过介绍应用现代铸造技术复原曾侯乙编钟中的“姑洗之大羽钟”的技艺和方法，揭示2400多年前青铜铸造的技术水平和铸钟工匠的高超技艺。复原铸造“姑洗之大羽钟”的研究与实践，呈现曾侯乙编钟下墓前的原貌，对传承弘扬我国青铜铸造技术和编钟铸制技艺，具有历史意义和现实意义。

曾侯乙编钟出土后，经国家文物行政部门批准，相关铸造企业工程技术人员遵循“以器为模”的原则，按照曾侯乙编钟原件的外观、尺寸、体量、纹饰和内在合金成分、金相组织，以及残缺等要求，先后复制铸造（即：按曾侯乙编钟出土原件铸造）了5套曾侯乙编钟。其中，在1998年为台湾省复制铸造的曾侯乙编钟，被海峡两岸音乐、文史、铸造等领域的专家学者评定为与曾侯乙编钟出土原件“形似、音似、神似”的顶峰之作。

多年来，我国专家学者基于曾侯乙编钟铭文所述内容的研究，结合科学技术和文化艺术等相关研究成果发现：曾侯乙编钟出土原件在编钟编列、音律体系、冶金铸造和工艺美术等方面与其设计者的原有构思存在一定差距，并非原貌。因此，复原铸造（即：按曾侯乙编钟设计原貌铸造）曾侯乙编钟，不仅能够再现先秦时期的社会文化生活，也能够突破性地推动编钟编列、音律体系、冶金铸造和工艺美术等方面的研究与实践。

据考，曾侯乙编钟在“楚王镈钟”加入前，已为8组65件。“楚王镈钟”是曾侯乙死后楚惠王所赠，于编钟下葬时临时加入编列，挤掉原在下层正中的一件甬钟，仅留下横梁上刻文“姑洗之大羽”[1]。“姑洗之大羽甬钟”（以下简称：姑洗之大羽钟）应为曾侯乙原套编钟中最大的一件甬钟，其正鼓音为“大羽”，音高约为A1；其侧鼓音为“羽角”，音高约为＃C。由此可知，复原铸造曾侯乙编钟的重中之重是复原铸造“姑洗之大羽钟”。

1 、“姑洗之大羽钟”形制的复原

“姑洗之大羽钟”的铣长、铣间、中长、舞修、舞广及正鼓厚、侧鼓厚、棱厚等形制尺寸基本上是无据可考的[2]。而且想要获得比较理想的音效，需要比曾侯乙编钟出土原件下层最大的“姑洗之大宫大甬钟”的形体大很多，这将打破曾侯乙编钟出土原件的整体结构和编列结构，影响复原铸造曾侯乙编钟的安全性和稳定性。

为解决以上难题，综合考虑“姑洗之大羽钟”音效、编列布局和钟架的稳定性等诸多因素，参照曾侯乙编钟出土原件的结构、间距以及下层1-1、中（下）层1-2、下层2-9、下层2-10等4件大甬钟的音形尺寸比例关系[2]，分析下层13件大甬钟的铣长、中长、铣间、鼓间、舞修、舞广等形制尺寸，反复测算，优化设计。经泥型放样、制作泡模型钟体、多维度视角比对等，最终确定“姑洗之大羽钟”铣长为90.5 cm、铣间为71.8 cm、鼓间为52.8 cm、中长为68.8 cm、舞修为61.2 cm、舞广为44.8 cm[2]。基于上述尺寸，考虑胶模、蜡模、铜合金的经收缩量，制作石膏型母模，并将液态蜡料挤压成型“姑洗之大羽钟”蜡模，严遵精算尺寸，铲、刨、修、调完成“姑洗之大羽钟”铸造蜡模。

2 、“姑洗之大羽钟”铭文的复原

曾侯乙编钟出土原件上有2800多字的铭文，记录着编号、记事、标音以及诸如音名、阶名、八度组、曾国与楚、周、齐、晋的律名和音阶名称的对应关系等乐律理论，是曾侯乙编钟重要宝典遗存要素之一。由于“姑洗之大羽钟”没有出土原件参照，铭文的字体、间架、格式等可以比照其它编钟还原，其铭文字数和铭文内容的还原是一道十分困难的工作。

为解决以上难题，本着尊重历史的科学态度，依据曾侯乙编钟相关考古发掘资料，反复研究其它相同标音编钟的音铭、律名、阶名及对应关系的铭文结构组成，邀请多位长期从事曾侯乙编钟音乐考古研究的专家，共同研讨、反复比较、编制范本，最终确定“姑洗之大羽钟”上78个字的铭文内容。并按曾侯乙编钟出土原件铭文字体、间架、格式篆刻于钟体蜡模上。

为还原“姑洗之大羽钟”表面的纹饰形位尺寸，首先，对相邻“姑洗之大宫钟”纹饰的三维形位尺寸逐一比对、精确计算；其次，绘制三维图像对比下层多件大甬钟的艺术感观效果，复印放大取样；最后精雕修刻成模，还原钟体鼓部的纹饰模片（见图1）。从相邻大甬钟的舞部、篆带部位翻制纹饰模片，镶嵌于“姑洗之大羽”大甬钟体坯的相应位置。既保证钟体外型尺寸的误差精度，同时也满足复原铸造曾侯乙编钟“纹饰整体一致”的设计要求。

图1 纹饰模片

3 、“姑洗之大羽钟”乐音的复原

曾侯乙编钟作为旋律乐器，是根据当时它在整个乐队中所扮演的角色（乐队配器中它所处的地位及常用的表现手法）来确定它的声特性的，特别是它的振程时间长短的确定[3]。而编钟音质是否优良是衡量复原铸造编钟能否成功的重要标志。对于首次复原铸造体量超大的“姑洗之大羽钟”更是考验。编钟音色、音准等音效的优劣，除铜合金配比和形制尺寸（合瓦形）外，更为重要的是通过对称和均匀的磨削调校编钟内壁厚度来实现的。由于合瓦形编钟属于板式振动发音原理，在人工磨削钟体内腔时，受到不易观察、不易测量、不易转位等客观因素的影响，钟壁厚薄的对称和均匀难于精准把握。质量超过240 kg的“姑洗之大羽钟”磨削调校更为难以把握。

为解决以上难题，基于蜡模钟体上对称度和均匀度修调相对容易的实践经验，将修调定音的重点放在钟体蜡模上。首先，比较分析复制铸造曾侯乙编钟大甬钟的数据，优化钲部、正鼓、侧鼓和铣棱等振动发音部位的对称点壁厚，计算出“姑洗之大羽钟”发音部位可调音高的厚度。其次，制作尺寸精准（预放收缩量）的石膏钟体压型模具，采用压蜡设备、工装压制对称度好、壁厚均匀的钟体蜡模。再次，定制专门的长臂千分尺，在铲削修调钟体蜡模过程中，适时检测钟体蜡模对称点的壁厚，保证钟体蜡模对称点的厚薄误差不超出0.1 mm。最后，严格按照钲部、正鼓、侧鼓和铣棱厚度经验设计尺寸，循序、对称地铲修钲、鼓、棱等乐音敏感区域。通过以上操控，将“姑洗之大羽钟”的正、侧鼓可调校音分值，控制在300音分的最佳校磨厚度之内，突破了曾侯乙编钟下层大甬钟未低于500音分厚度的先例，不仅保证了“姑洗之大羽钟”的音色、音准，而且缩短了编钟磨削调校音的工期，提高了铸制效率。

4 、“姑洗之大羽钟”复原的工艺

4.1 “姑洗之大羽钟”复原的制壳工艺操作

曾侯乙编钟出土原件中体量最大的“姑洗之大宫钟”，质量足有202 kg，因音低而钟壁较薄，表面纹饰繁缛精细，人工制壳作业需3、4名工匠配合操作，经过8~10次的搬移、翻转浸（刷）浆料、撒砂、硬化、风干等多道工序才能完成。由于以前全凭人工操作，很难消除浆料浸（刷）堆积、残料滴流和撒砂不均所导致的型壳风干不匀、脱层变形和裂缝破壳等质量问题，造成钟体表面的夹砂、气孔、膨胀和凹陷等明显缺陷。而质量超过240 kg的“姑洗之大羽钟”，若采用这种人工操作涂料制壳的方式，出现型壳浇注不成功或后续工序的质量问题在所难免。

为解决以上难题，根据“姑洗之大羽钟”型制尺寸，针对制壳的工艺操作难点，专门设计了内、外装夹制壳翻转工装（见图2），辅助人工制壳涂料。采取先钟外，后钟内，分序结壳的方法进行。首先，将钟体蜡模安装在4个支撑杆滚轴的外层专用工装上（见图3），调整好转轴的支撑杆顶住内壁，将滚轴的两端搁置在托轮上，在钟体蜡模表面淋刷调配好的浆料。然后，边撒砂边转动，均匀撒砂。反复淋浸硬化剂，待完全干燥，去除浮砂后再涂下一层。依此完成4层后去除转轴支撑架，将钟体蜡模安装在内层专用滚架上，采取上述同样工艺步骤，涂制钟体蜡模内层。经过实际操作，终获较为理想的工艺效果。浇铸后的“姑洗之大羽钟”不仅没有出现夹砂、气孔、膨胀和凹陷等铸造缺陷，还克服了因铸造缺陷修补对“大洗之大羽钟”音效的影响。在减轻制壳作业人员劳动强度的同时，提高了制壳作业效率。

图2 制壳翻转工装

图3 制壳专用工装

4.2 “姑洗之大羽钟”复原的退火工艺操作

因铜合金具有化学成分不稳定的特性，“姑洗之大羽钟”浇注后，会出现钟壁厚薄不均，应力较为集中，从而影响基频的稳定和音质的统一，这也是铸造编钟所一直存在的工艺难题。据考采用“范铸法”铸造的曾侯乙编钟，通过延缓脱范时间而自然退火的方法，不可能完全消除钟壁厚薄不均和应力较为集中的问题，达到稳定基频、改善音质的目的。而今复原铸造“姑洗之大羽钟”采取“失蜡法”精密铸造工艺，自然冷却退火的效果虽比“范铸法”好，但要完全消除钟壁厚薄不均和应力较为集中的问题，采取工业热处理退火工艺才有更好保障。由于“姑洗之大羽钟”形制结构较为特殊，钟壁较薄，在退火的高温状态下容易变形，所以，复制铸造和仿制铸造“姑洗之大羽钟”不宜实施热处理退火。

为解决以上难题，“姑洗之大羽钟”采用机械热处理的工艺方法。一是选取一件与“姑洗之大羽钟”相似的大甬钟进行热处理退火工艺试验，对比分析、检测总结热处理退火工艺参数，修改工艺方案、制定操作规程；二是为防止“姑洗之大羽钟”在退火的高温状态下发生变形、损毁，根据“姑洗之大羽钟”形制尺寸和内腔结构，设计制作退火保护、支撑装备等，对“姑洗之大羽钟”铸造进行工艺保护；三是将保护、支撑好的“姑洗之大羽钟”置于箱式退火电炉中，缓慢提升温度，达到620 ℃后随炉冷却。经比对复原铸造“姑洗之大羽钟”退火前后的测音频普数据，结合人耳测听，结果证明：退火处理后的“姑洗之大羽钟”，基频明显稳定，音色明显改善。

5 、“姑洗之大羽钟”簨簴的复原

据曾侯乙编钟出土原件簨簴（钟架）上遗留下来的痕迹考证：曾侯乙编钟出土原件下层短梁曾被截短[1]。该梁所挂均为爬虎套环，套环位置以朱线框定，下·一·3套环的朱线框西侧紧靠铜套，使下·一·3号钟的位置显得狭窄[1]。若让原下·一·3号钟（现下·一·2号钟）归位，已难以容纳[1]。由此可见，下短梁无法容下曾悬挂于此处的“姑洗之大羽钟”，以及其它2件需要归位的大甬钟（共3件大甬钟）。复原铸造曾侯乙编钟簨簴（钟架）必须增高、加长才能悬挂复原铸造的“姑洗之大羽钟”和需要归位2件大甬钟。保证复原铸造曾侯乙编钟的簨簴（钟架）增高、加长后的安全性、稳定性和结构性相统一显得至关重要，否则，复原铸造曾侯乙编钟在演奏时若发生晃动或倾倒，后果不斟设想。

为解决以上难题，在复原铸造曾侯乙编钟簨簴（钟架）的制作过程中，注重理论计算和实图（物）放样相结合，从以下几方面改进，以确保复原铸造的曾侯乙编钟簨簴（钟架）的安全、稳定和协调。一是优化均匀钟与柱、钟与钟、钟与座、钟与梁的间距，在保持曾侯乙编钟出土原件簨簴（钟架）整体结构的前提下，尽量减少增高、加长尺寸，保证簨簴（钟架）复原制作后的安全、稳定。复原铸造曾侯乙编钟短簨簴（钟架）的中、下层钟架加长50cm，增高19cm；二是在不影响感观效果的前提下，提升簨簴（钟架）底座、铜人和底座高浮龙雕的整铸工艺，使底座质量增加150 kg，进一步保证簨簴（钟架）复原制作后的安全、稳定；三是增加下层底座、铜人内部铸构件结构的设计，增加底座结构配合的强度。并在中、下层木梁立柱内榫镶入金属铜套，与铜人立柱铆结装配（曾侯乙编钟出土原件是木榫与铆配合，其间隙较大），缩小配合间隙，增大配合面，从而减少簨簴（钟架）中、上层敲击演奏时的晃动。经反复调整、修改，确保在复原铸制簨簴（钟架）增高、加长、添重的状态下，更加安全、稳定，而且美观。

复原铸造“姑洗之大羽钟”，是在复制铸造曾侯乙编钟的基础上，实现编列复原、调律精确及工艺提升等方面的一次超越。不仅呈现曾侯乙编钟下墓前的原貌，对传承弘扬我国青铜铸造技术和编钟铸制技艺，具有历史意义和现实意义。更是对传承弘扬我国音乐历史文化、增强民族文化自信具有实践意义和借鉴意义。

文献引用格式：李一辉，李明安. 复原“姑洗之大羽钟”的铸造研究与实践[J].特种铸造及有色合金，2021,41(12):1572-1575.