模型铸造法的历史背景
通过对传统模型铸造技术和历史文献的综合研究，我们发现，从春秋时期范涛造钱，到西汉初期樊氏成为主流；汉武帝时期的铜模铸币和王莽以后的叠铸，除了与币形和合金的变化有关外，也是社会政治经济发展和科技进步的必然结果。
关键词:古钱币铸造技术范涛樊氏范统压铸用型砂制成的模具和软模铸造工件的方法通常称为砂型铸造。隋唐以后盛行砂型铸钱技术。在此之前，在不同的历史阶段，采用了陶模、石模、铜模、叠铸等铸造技术。我们把砂型铸造之前使用的各种铸钱技术统称为模型铸造工艺，无论使用哪种模型，都属于干式和硬式。本文所要讨论的是诸樊技术的发展和替代以及它们之间的内在关系。
在西汉的许多遗址中，出土了许多铸造半两钱和五铢的石像和铜像。从模型铸造工艺来看，如果模型表面的钱腔大部分都有黑灰色的层次，说明这些石模型和铜模型都是用钱铸造的。在王莽至东汉时期的铸钱遗址中，经常出土堆积的陶制模型。我们对石制模型和铜制模型能否直接用于铸币进行了专门研究，并通过了专家鉴定。答案是肯定的，1，相关研究成果已分别发表。本文主要探讨西汉铸币为何多采用石模和铜模，以及王莽日后铸币为何采用陶模重叠铸造技术。早在青铜器时代，中国就发明了各种模型铸造技术，从而产生了无数精美的青铜器。青铜扇铸造中，陶瓷扇居多，但也有石扇和金属扇铸造。从各地出土的资料来看，除陶纹技术外，先秦时期就已经铸造了石纹和铜纹。
1.石扇朱倩
从上个世纪开始，各地出土了很多石质模型，包括战国、西周、商代，说明石质模型铸件最晚是在商代制作的。汉代遗存中，山东、山西、河南、陕西等省均有铸钱的石制模型出土，数量空前(多见于专业杂志)。这说明西汉继承前代，广泛使用石模技术铸造货币。
2.铜币
1982年2月，安徽省繁昌县文物工作者在该县横山镇采集到两个蚁鼻钱青铜模型，是农民在挖掘房屋地基时发现的。其中一个长27，宽10.7，厚0.95 cm，重1055g，面上有64个蚁鼻钱腔，另一个有65个蚁鼻钱腔。这些硬币主要分为四排，中间有一个浇口与每个钱腔相通。范前腔有凸起的正字，字下有凸起的圆点，与出土的蚁鼻钱上的凹圆点一致。上海博物馆和武汉博物馆也收藏有类似的蚁鼻钱青铜模型，说明楚国用青铜模型铸造蚁鼻钱。
3.压铸模型包铸造钱
时至今日，考古出土的叠模件、件数量不小，但无一早于汉代。从各地发掘的铸造遗址来看，先秦时期尚未发现真正的叠铸技术，最早采用叠铸技术的是西汉初年的半梁倩3。
4.关于硬币铸造过程
综上所述，虽然西汉的石塑和铜塑都是继承了先秦的模式。但石模、铜模技术在先秦的应用并不普遍，只是到了西汉时期，石模、铜模技术才在铸币业得到广泛应用。出土资料表明，先秦时期的钱币铸造工艺复杂。春秋时期，晋、郑等国的空币都是铸造的。战国时期，秦半良的钱既有石模铸造，也有铜模铸造；楚的蚁鼻钱是铜铸的。硬币之所以铸造方式不同，是因为各国的硬币大小、形状、合金都不一样，这是由物质的物理化学性质决定的。我们只能根据各种钱币的形状和合金成分的综合要求来选择合适的铸造方法，否则会造成大量的废品。如果根据各种钱币来研究各种钱币造型与各种工艺的关系，就不难发现一些规律。
1.为什么先秦时期的空心布采用陶铸？
在山西侯马东周铜器铸造遗址中，出土了范涛等人铸造的空心布，山西也出土了许多空心布。这些钱币体积较大，肩尖，头5.5，肩长9.5，肩宽6厘米，厚度一般不到0.4厘米。从铸造的角度来说，这种几何铸造不仅要求合金中的铅含量高，而且要求模板具有良好的隔热性能。石材模板或铜模板等材料隔热性能差，使得铜液凝固过快，甚至还没充满型腔。因此，石头模板或铜模板不适合铸造像空心布这样薄的铸件。从21块空心布的化学成分分析可知，铅的平均含量为24.30%。虽然铅含量高，但空心布毕竟很薄。因此，只有隔热性能好的陶瓷型才能用于铸造，而石型和铜型不能铸造空心布等几何形状的钱币，只适合铸造直径较粗的铸件。关于空心布的混凝土浇筑方法，我们将发布专门的模拟实验研究报告。
2.西汉为什么采用石模铸造？
在山东、陕西、山西等地，出土了一些铸造西汉的石像模型。西汉半两钱有薄有厚，厚度不到0.05厘米，可能是陶铸。一般厚度在0.2 cm左右，是耸肩和脚趾厚度的5倍左右。根据13枚秦半两钱的化学成分分析，平均铅含量为19.42%5，其中最低为8.01%，最高为29.74%。如果将这种含铅的合金液体倒入陶瓷型腔中，至少在浇铸后半小时或更长时间内不会凝固或完全凝固。我们在1996做了一个模拟实验，采用陶瓷型垂直铸造，即双模垂直串联铸造。铜液的铅含量为30%。铸造1小时后，型腔打开，钱坯没有完全凝固。用小木棍一碰，液体立刻被挤出来。这个模拟实验说明了一个问题，就是范涛不适合铸造铅含量高、体积厚的铸件，因为范涛隔热性能好。同时我们也认识到，用高铅含量的铜合金液铸造大直径铸件时，不宜使用陶瓷型。2002年，我们进行了石制铸钱模拟实验6。通过实验得知，用含铅20%以上的铜合金液铸造厚度为0.15-0.2 cm的铸件时，浇注到石模型腔内的合金液凝固正常。这从技术上说明，从西汉初年到汉武帝统一铸钱，用樊氏铸钱是非常合理的。
3.上林三官五铢为何采用铜模铸造？
汉武帝在位以前，钱币杂，民、县皆可铸。自然，他们的规模无法与国家铸币局相比。百姓大多用简单的石制模型铸币，而郡国用铜制模型铸币，是因为他们的财力和技术实力远超百姓。因为人和郡县国家为了利益而铸钱，钱往往越铸越小。作为一个国家，为了统一货币的形制，除了颁布严格的法律法规外，还需要在技术上统一形制。石塑工艺虽然操作简单，但是石塑是用软滑的石头制成的，在铸钱的过程中容易损坏。如果大量铸造货币，就必须经常更新石制模型，因此很难统一货币的形状。因此，只有使用耐用的铜模具，才能铸造出大量形状和质量一致的硬币。
4.为什么王莽以及后来的铸币都是堆叠铸造？
所谓叠铸，就是把用铜模盒(模母)中的泥料冲压而成的子泥模逐层叠放，再用草混合泥包裹，共用一个主流道进行铸造的工艺。与传统的竖陶模型、石模型、铜模型相比，这种技术具有不言而喻的优势，不仅便于货币种类的统一，保证了质量，而且大大提高了劳动效率。在王莽之前的西汉初年，就已经有了叠铸钱币的工艺，但比较原始，只是光秃秃的半文钱的层层叠铸。出土资料表明，到王莽时期，堆铸技术已经相当成熟，堆铸规模空前。王莽时期的钱币几经改形，如大黄千、平五千，打破了秦以来的圆形方孔形。虽然王莽也使用了铜模直铸技术铸币，但相比之下，陶模叠铸技术更显其优越性。从大泉五十、活泉、大布黄倩、小泉内一等71币的化学成分来看，平均铅含量只有7.07% 7；如果用这种含铅量的铜液在铜模上铸币，其存活率显然没有陶模高，陶模的叠铸工艺成本更低。所以王莽时期的钱币铸造工艺逐渐由铜模直接铸造转变为陶模叠铸，应该说是钱币铸造技术的一大进步。历史上的每一次大动作都必然有其社会背景。作为一种在世界各地广泛流通的钱币，其铸造有很多相关因素，最直接的因素也有文献记载。
1《史记》对汉初社会经济状况的记载
“汉之兴，秦之弊，夫从军，老弱交，功课戏和富贵，自天子不能兼得，而群臣还是靠牛拉车，齐人无盖。故秦钱难用，民铸钱更难。”".....我在孝时，荚钱多而轻，但更铸以四铢，其文为‘半两’，使民自铸其钱。”
可见西汉初年，大部分男青年出征，老弱运薪。连年战争花费的金钱如此巨大，皇帝出行很难有四辆同色的马车，将军们只能坐牛车。文帝实行“听民铸民”的政策，很快邓通博士等官员就靠铸钱发了财。历史上“文景之治”使社会经济迅速发展，其最重要的措施之一就是让民众投钱。汉代的铜钱仍然属于重量货币，即货币的重量值等于金属材料本身的重量值，但为了流通方便而铸造成固定的形状和大小，这就涉及到铸造技术的问题。
先秦时期的钱币品种因国而异。从已发现的铸币遗址来看，一般都与大型铸铜遗址在一起。这种现象说明先秦时期的钱币是在世界各地的青铜器作坊中铸造的，各国都没有形成专业的钱币铸造作坊，其造型和铸造技术也是由铸造青铜器的工匠来铸造。因为铸造钱币比铸造青铜器简单，不存在技术问题。西汉以后，天下一统。货币制度虽然继承了秦制，但却是听民的。对于非专业铸造工人来说，用石模铸造钱币是最简单可行的，省去了传统陶模铸造方法中复杂的成型工艺。石模直接铸钱，对于西汉初期没有从事过专业铜模铸造技术的工匠来说，是最明智的选择。
2《史记》上林三官铸钱的记载
“许多郡县和国家奸淫掳掠而铸钱，而这些钱是何等的轻，且或请令京师铸钟官赤，一当五，而官不准用赤。铂金有点便宜，大家也不用。县官禁止也没用。40岁以后，铂金永远不会被废除。张汤死于18岁，百姓却没想起来。然后两岁的时候，他又富又贱，百姓巧用，不方便又浪费。于是得知禁郡没有铸钱，便命上林三官铸造。既然钱多，没有天下三官是不可能赚钱的。郡国铸钱，皆废，输于三官。但是人民投的钱少，成本没有可比性。只有真正的作品才是贼。”
从上面的记载可以看出，由于石模型币铸造工艺的简单，民间和郡县都能成功铸钱。西汉初年，民间铸钱促进了社会经济的快速发展，但其缺点是由于铸钱者太多，钱币形状始终难以统一。为了最大程度地解决这个问题，梁武帝下令尚三关铸造五铢。上林三关采用技术难度很大的铜模铸币工艺，铸造了统一形制的五铢。由于上林五铢币的规则、技术要求和铸造成本，以及法律的严格，被盗的钱币在武帝以后得到了有效的控制。战国及以前虽有石制模型，但大多仍用陶制模型。为什么西汉以后的铸钱大多用石制模型？除了以上因素，还需要考虑技术问题和社会背景。
1青铜时代结束后，延续了数千年的青铜模型铸造技术，只有铸币和铸镜两种长期大量生产的铸件继承下来。铸钱和铸镜的铸造工艺和合金工艺是完全不同的，都是根据自己的发展需要不断改进和创新的。先秦青铜模型铸造技术是从夏朝(2000年左右)开始，通过对传统模型铸造技术的不断改进而代代相传，中间从未出现过断层，但这种模型铸造技术随着战国晚期青铜时代的结束而逐渐消亡。从出土的青铜器中可以看出一个现象，就是有铸造花纹的青铜器大多是战国及以前的，而西汉以后的青铜器大多没有铸造花纹。这是因为西汉的郡王甚至皇帝都不愿意铸造有铸造花纹的青铜器吗？我们认为肯定不是。西汉以后，青铜器出现无铸造花纹的原因不外乎以下几种；一是周代文化衰落，青铜器纹饰是其代表。二是鎏金、金银等装饰手法的普及；第三，受汉初简约思潮的影响，战国末期到西汉初期的65，438+00年内，青铜器模型铸造的部分技术出现了断裂，这也是西汉以后铸造花纹精美的青铜器无法再制作的主要原因。
从出土的西汉青铜铸件来看，我们完全有理由相信，西汉早期的青铜模型铸造工匠已经不具备春秋战国时期的纹饰造型技能。春秋战国时期的工匠可以用一个小花纹模具复制出许多花纹，从而铸造出一件小花纹完全相同的青铜器，而西汉却不能。西汉初年的铜镜背面虽然还有一些地纹，但大部分是整体雕刻的，战国铜镜背面没有地纹，是由许多小块拼成的。后来到了文景时期，整刻地纹已经不存在了，出现了日光镜、明镜、草叶镜等一些没有地纹的镜种。这说明西汉的铜模铸造工匠不再是春秋战国时代代代相传的奴隶般的技术工匠，而是只为适应市场经济而劳动的普通人。
近年来，以中国钱币博物馆为主导，与鄂州博物馆、北京科技大学、中国科技大学等形成了多个研究群体。，并对春秋寿布、西汉石扇铸半两钱10、西汉早期原始压铸、铜扇铸钱、制作压铸用的模箱、六朝双面型腔压铸技术等六个方面进行了专题研究，并均进行了模拟实验。通过模拟实验，我们认识到春秋至六朝各种模型铸造技术的第一口模具几乎都是在石头上雕刻的，也就是11。
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综上所述，我们认为在先秦时期，不同的国家有不同的钱形，不同的铸币工艺。进入西汉以后，出于尽快恢复社会经济的需要，国家实行开放的铸钱政策，允许民众铸钱。对于复杂的陶塑工艺，用石塑工艺铸钱是最容易的。所以西汉初年大部分人用石制模型铸钱。梁武帝时期，国家在收回铸币权的同时，由于统一使用铜模铸币技术，真正实现了铸币的统一。王莽之后，由于货币形态和合金成分的变化，采用并改进西汉初年发明的范涛的堆垛铸造技术也是最佳选择。从那以后，范涛的重叠铸造货币的技术一直被使用，直到发明了砂铸货币。
以前有学者认为西汉的石塑和铜塑都不能赚钱。在我们看来，石头模型和铜模型能不能铸钱不是问题。关键是西汉初期只能用石制模型来铸钱，这样西汉初期的社会经济才能快速发展。上林三关必须使用铜钱模型铸造货币，才能实现国家货币的真正统一。王莽时期，叠铸技术的广泛应用和不断完善，是当时铸钱业科技发展的具体体现。王莽自六朝以来一直使用陶瓷模型叠铸技术，主要有两个原因。一个是他离先秦青铜时代的传统陶瓷模型技术越来越远；二、压铸模型使用的金属模盒可以直接在石祖范上铸造成12，比范涛传统的制模工艺简单很多。因此，采用叠铸技术铸钱不仅省工、省料、省时，而且铸钱的质量也容易控制。因此，从王莽到砂铸技术的出现，铸钱的主流技术是范涛的叠铸。1王楚东、董、、周、:《中国古代石扇铸钱模拟实验研究》，《中国钱币》1，2003年，第32页。
2、董、周、:汉代铜扇铸币工艺及其模拟实验，《中国钱币》2005年第2期。
3周、:铸币冶金学史，第177页，《齐刀铜模与堆垛技术》，中华书局，2002年6月5438+00。
4周《中国先秦时期古钱币合金成分研究》第6页，表2211-2尖足布合金成分，中华书局，2004年4月。
5周:《中国秦汉古钱币合金成分研究》第30页表222-1秦半良合金成分，中华书局，2004年4月。
6、、周:西汉石扇铸钱原因初探，《中国钱币》2003年第1期，第25页。
7周:《中国新忙前古钱币合金成分研究》第40页表222-4《新忙前合金成分》，中华书局，2004年4月。
8《平怀书史记》，岳麓书社，1988，1版，1995，10印刷。
9董:《论古代铜镜造型技术的三个过程》，《收藏家》2004年第2期。
10、、周:西汉石扇铸钱原因初探，中国钱币，1，2003年，第25页。
11西汉铜扇朱倩课题组对汉代用于制作叠铸扇的铜模盒进行了模拟实验，并于2004年6月5438+2月65438+8月在鄂州通过部级鉴定。课题组确认这种铜模盒也是最早的制石工艺，相关论文将陆续发表。
12压铸模盒课题组对汉代使用的压铸模盒制作进行了模拟实验，并于2004年12+08在湖北省鄂州市通过部级鉴定，相关论文将陆续发表。