原标题：银锭是怎样炼成的？模拟实验带你一探究竟！
铸造工艺是古代银锭研究的重要内涵，它不仅关乎银锭的器形，更与银锭的外观特征直接相关。
以前，小易给大家介绍过，今天，小易就带大家模拟一下银锭制造的工艺流程。
银锭铸造的工艺流程
银锭铸造工艺流程简图
一、锭范与银料准备
根据历代银锭形制与考古出土的铁范，以及古代银锭表面丝纹的外观特征，我们设计制作了各种样式的铸铁范。
铸铁范的制作，按照古代银锭的样式造形，先制作相应的范芯，可以用粘土、木材制作，粘土制好的型芯应在约900℃的火炉中进行焙烧，然后再用粘土或石膏等可塑性材料将型芯夹在中间，放置在带有标记的木板上制作出范型，待范硬化后取出型芯，或进行焙烧以增加硬度。接下来可用此木质、石膏与陶土范模翻砂铸造铁范。我们根据实验需要，采用传统翻砂工艺铸造了各种样式的铁范约六百余件。
▲石膏与陶土范芯、范腔
▲木质、石膏、陶土范模
▲制作陶土外范
▲石膏范芯、外范与翻砂铸成的铁范
▲翻砂
▲浇铸铁范
▲各式铁范
▲随形“元宝”五十两型铁范（重3.9kg，总长22cm，宽14cm，腰宽10cm，壁厚1.8cm，腔深3cm）
随形铁范是指范腔的形状与铁范外表面的几何形状相同。
▲随形“元宝”五十两型铁范（重2.5kg，总长19.8cm，宽13cm，高5cm，壁厚0.7cm，腔深3cm）
▲不随形[五十两型铁范（重8kg，总长28cm，宽14.5cm，高6.5cm，壁厚2cm，最厚处3.5cm；内口沿长16.5cm，内腔宽11cm，腰宽8cm；内腔底长13cm，内腔宽6.5cm，腰宽4cm）
不随形铁范是指范腔的形状与铁范外表面的几何形状不同。
▲五十两型异型范（重3.8kg，总长22.5cm，宽11.6cm，高5cm，壁厚1.2cm、中间最厚处2.8cm，腰宽5.6cm；内腔口沿长14.2cm、底长13.5cm，内腔宽0.9cm、深3.2cm）
▲不随形五十两型特厚壁浅槽范（重7.3kg，总长24cm，宽16.5cm，高5cm；前壁厚2cm，侧壁厚5.5cm）
▲随形范系列
▲不随形范系列
银料采用国标1#电解银板，置于炉火中加热至约600℃，取出用铁砧子砸击切割至合适重量。另准备少量纯铜片，进行含少量铜的银液浇铸实验。
▲加热银板
▲切割银板
▲称量银块
▲纯铜片
二、银料熔化
熔化银料的耐火材料，实验之初选用陕西省榆林市当地的“安泥”，主要由高岭土与石英砂组成，捣碎后加水搅伴，制成传统耐火坩埚，在熔化过程中，发现银料损耗很大，后来购置石墨坩埚。熔银设备，用砖和泥砌成火炉，备置焦碳和鼓风机。
▲铸造场地与熔炉
▲石墨坩埚与传统耐火坩埚
先对坩埚和银块进行预热，再将银料放入坩埚中入炉熔化，将坩埚埋入碳火中，用砖石盖住坩埚口。银块从740℃开始软化，约6分钟后，达到980℃开始熔化，约5-6分钟后，银块完全熔融达到1200℃。
▲熔银
▲拨渣
三、银液除渣与去氧问题
实验中银液的除渣操作完全按古法进行。得益于《铸宝见闻录》留下的清末光绪年间四川铸银锭的工艺细节：
在碎银熔化时，工匠用小铲将少许硝石投入锅里，接着丢进一、两条铅片。他由银液表面状态注意到其内含有杂质，于是再丢入几条铅片。之后加添些硝石，硝石使杂质释放并浮起到银液表面。这时洒上砷粉，使杂质流至坩锅边缘。工匠把折弯的铁条的尾端插入锅内，杂质即附着其上，当铁条尾端变红热时将其拔出，再以另根铁条刮除。这个动作重复多次，由于杂质中仍含有微量之银，这些都成了工匠的外快。最后是把相当数量的硼砂洒在银液上，它会逐渐流向坩锅边缘，然后以弯曲的铁条去除。
前人记载细节清晰，我们一一准备材料进行实验，得出了和前人记载一致的结论：硝石（亦名硭硝、苦硝、焰硝、火硝等）的作用是释放并聚集银液中的杂质到液面，砷粉（五氧化二砷）的作用是聚集杂质到坩埚的边缘，铅条的使用和灰吹法提炼纯银的作用相同，硼砂（四硼酸钠，Na2B4O7·10H2O）的作用与砷粉有相似处，能慢慢聚集杂质到坩埚边缘。
“脱氧”是现代铸造工艺中的名词，因为银液中的氧会使银锭表面出现蜂窝、滴珠、麻面、缩凹、穿孔等缺陷，这是现代铸锭工艺中需要避免的。现代铸锭脱氧工艺，是浇铸前在银液面上覆盖一层木炭等还原剂，或在炉料中加入一块松木，随着银的熔融而燃烧以除去部分氧。浇铸前将液面清除不尽的少量余渣从坩埚口拨向后面，在坩埚口可放置一块石墨（可从废石墨坩埚上锯下），在往液面加以大碗草灰后浇铸。这样既能燃烧除去部分氧，又能保温和吸附液面余渣，以提高铸锭质量。
前人记载中不见明确的银液脱氧工艺，古代银锭铸造中蜂窝、滴珠等缺陷普遍存在，这些铸造缺陷形成的特征反而成了古人鉴定银锭真伪和成色高低的依据，当时人仿造假银锭都要刻意锥凿出凹坑来仿制蜂窝。因此，我们认为，中国历史上银锭铸造一般不专门采用除氧工艺。
▲历史上假银锭底部仿制出的假蜂窝
四、浇铸
银液完全熔化后，即可浇铸。浇铸前，铁范须经预热处理以驱除湿气。经试验，铁范实际适宜浇铸温度应在50℃～200℃范围内，但范温过高，则不利于起翅银锭的浇铸。浇铸过程可由一个人独立完成。备好铁范，将盛满银液的坩埚从熔炉中取出（如果有浮渣，可以加硝石粉后用铁条拨除），将银液倒入铁范，掌握合理的浇铸速度。浇铸圆弧束腰形银锭，只需将铁范固定好，控制一定的银液高度和浇铸节奏，待银液自然冷却即可。在浇铸时用工具握住铁范的把手部位，等注入银液后，倾斜模具，一来一回各一次，掌握一定的力度和速度，可得到两端起翅的银锭。
银锭凝固后，会有蜂窝和丝纹。根据现代银锭铸造知识，银与银合金在大气中熔炼时，吸收大量的气体，1单位体积的银能吸收22单位体积的氧，在凝固过程中吸收的氧气又析出，在银锭表面产生“鼓泡”现象，这即是古代银锭上常见的蜂窝状孔洞。而丝纹是银液在冷凝过程中，由于自身收缩而自然形成的。
▲浇铸圆弧束腰形银锭
▲浇铸起翅银锭
▲起翅银锭浇铸过程
▲铸造的宝翅银锭
我们在不同范型、壁厚、范温、银液温度、打戳温度及环境温度的条件下，进行浇铸实验（详见下表），所得结果见下图。
银锭浇铸实验参数:
各种浇铸条件下银锭铸造效果图
▲唐代五十两船形银铤（模拟铸造）
▲北宋五十两银铤（模拟铸造）
▲南宋二十五两银铤（模拟铸造）
▲南宋二十五两银铤（模拟铸造）
▲金代五十两银铤（模拟铸造）
▲元代五十两元宝（模拟铸造）
▲元代五十两元宝（模拟铸造）
▲明代五十两银锭（模拟铸造）
▲清代五十两方宝（模拟铸造）
▲清代五十两方宝（模拟铸造）
▲清代五十两银锭（模拟铸造）
▲清代十两银锭（模拟铸造）
银锭浇铸的成败，受到诸多因素的影响，如铁范的物理性质、范温、银液温度、浇铸速度、银料纯度等等。
五、圆锭表面凸点的形成
目前所见的一些表面有凸点的圆锭，产生于清代，主要分布在四川、云南、贵州以及陕西、湖北、江苏等地。关于凸点的形成，存在不同的说法。据清末来华外国人A.Hosie在1904年的记录，银汁凝固前，用坩埚底轻压银液表面，在拔出坩埚时，向上带出一小截，冷凝后形成凸点。《中国历史银锭》一书认为，在银锭中央插入一木棍燃烧夺氧，然后掌握时机提出棍子，这样锭面会出现凸点。这两种方法是否都能形成圆锭表面的凸点，我们分别进行了试验。
试验表明，木棍不能直接伸入银液中，必须事先经干燥处理；经过约1秒搅动提出木炭棒，可以形成不规则状凸起。如果提出的时机不佳，则形成锭面中心的孔洞。用坩埚底轻压银液表面，也可以形成凸点，但是需要极为熟练的技术。
▲木炭棒转提法
▲坩埚底压提法一
▲坩埚底压提法二
六、人工干预
银锭表面的丝纹，可以在银液冷却过程中自然形成，这需要合适的银液浇铸温度和较高的纯度。丝纹还可以通过人工干预的方法形成，如《营口炉银史》记载：
另有二人持铁锤在银槽三面敲之，使银之中间平面上，震荡成纹，事毕脱槽，以秤秤之。
凡金银锭宝，于熔炼浇铸时呈液态，倾入铁范，在未冷凝前以铁钳轻敲铁范之侧，使产生振荡，便有螺旋纹在镜面出现
敲击铁范，可以形成丝纹，这种观点在我们考察民间铸锭情况时，并不鲜见，甚至还有向银锭表面吹气也可吹出丝纹的说法。为此，我们进行实验验证。
▲敲击铁范铸造（银液1200℃、范温200℃）
▲浇铸圆锭敲击效果
经过实验，在银液凝固过程中敲击铁范外侧，能形成丝纹，但敲击震荡形成了如上图所示束腰银铤，敲击形成的丝纹粗细不均匀，边缘中间部位细丝纹消失。圆锭在凝固过程中也进行了敲击，丝纹粗细不均，还有不连续分布的现象。
至于吹气工艺，则不可行。在银液凝固时用吹管朝银锭表面吹气，不仅在吹气部位无法形成丝纹，而且会使表面凝结不平整，且在中心部位出现凹坑。
经木炭冶炼提纯的白银，在银液表面会漂浮有木炭渣，木炭渣游离分布在整个银液表面，且不易依附于铁条，很难去除，吹气主要是将银液表面漂浮的木炭渣直接吹掉或吹到边缘拨除，对底部的结构没有影响。
▲吹气法
浇铸技法也可影响银锭表面丝纹的形成及分布状态，在自然状态冷却下，可以形成随形的丝纹。
▲自然冷却状态下的随（范）形丝纹
七、关于浇铸速度
银锭的浇铸要求在很快的时间内完成，否则无法形成古代银锭的特殊外观形貌。根据我们的实际经验，浇铸五十两的银锭，最长浇铸时间（银液开始倾倒至全部注入铁范）不超过5秒。对于圆底银锭来说，注入银液要对准范心，速度由慢到快再逐渐变慢，即开始细流，然后迅速加大银流，至银液倾倒约五分之三左右，逐渐减速，以让气体自由逸出。这一过程，可采用中间提高（或相对降低）银液浇铸高度，稍微减慢速度和银液流量等方式进行加以控制，这需要熟练的技法。
浇铸的快慢和节奏，对丝纹和蜂窝的形成有影响。慢浇，将银液抬高缓慢倒入铁范，所得银锭底部蜂窝不明显，比较分散，而且会产生分层现象，这在现代银锭铸造工艺中也是如此。断续浇铸，浇铸时有明显时间间隔，所得很锭底部有孔洞，但由于先浇入的银液凝固，会与后来倒入的银液形成较为明显的分界面，产生冷隔现象。过快的浇铸（包括将银液在高位时快速倒完），会导致银锭边缘部位有毛刺产生，而且形成的丝纹也不完整。合理的浇铸速度和节奏，应是先慢后快。开始浇铸慢一些，有利于银液的氧气逸出，后期适当加快速度，避免产生冷隔分层现象。
▲慢浇、分层现象（银液1100℃）
八、铭文制作——铸造与打印
银锭铭文的制作有三种方式：铸造、戳印与錾刻，我们主要试验前两种方法。元代银锭背面有铸造的阴文，这种直接铸造铭文的现象并不多见。元代“元宝”字样的阴文，系铁范底部原先留有阳文，铸后自然形成银锭背面的阴文，通过实验已成功铸出这种银铸铭银锭。
▲带阳文的铁范腔 & 银锭铸成后背面的阴文
戳印铭文主要有热打与冷打两种方式。乘热打印是指在银液冷却固化后或对银锭再次加热后，用工具敲击金属戳印，在银锭表面打印文字信息，字迹的深浅和形状，与打击力度、银锭温度有关。冷打是对常温下的银锭直接砸印戳记。
我们对两种情况都进行试验，即在银锭刚刚凝固时乘热打印，以及待银锭完全冷却后打印戳记。当银液在铁范中刚刚凝固，便将铁范（圆底类）移至与铁范外形相吻合的凹坑中乘热打印戳记。银锭温度越高，打击出的印迹深而清楚，反之较浅。完全冷却的银锭需用更大的打击力度才形成深的印迹。
实验结果表明，打印戳记可在银液固化后两至三分钟的时间内进行，适宜温度为150℃～200℃。打印戳记最为关键的是力度，用力较大，即使完全冷却的银锭也能砸印出较深的印迹。当然，若在银锭刚凝固时，趁其质软之际打印戳记，效果更佳。
▲自制铁戳 打印戳记
本文转自中国钱币博物馆
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