中国古代银锭的铸造工艺之“模拟实验（下）”
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。因此，要对古代银锭作深入研究，必须对其铸造工艺作科学而透彻的探究。
通过对铸造工艺特征加以分析可知[1]，在传统铸造技术的背景下，中国古代银锭应该采用范铸技术浇铸成型；从各个历史时期银锭（铤）实物的外观状态来看，古代银锭确实皆系模具浇铸态。但历代银锭到底如何浇铸？采用什么样的模和范？银锭的蜂窝、丝纹等标志性的外观特征与铸造工艺之间有何关联？等等，一系列的专业问题都必须作具体深入的研究。为此，我们在文献考查的基础上[2]，参考近年来考古出土的银锭范模形制，结合冶金学原理，设计了系统的古代银锭铸造实验。
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[3]，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。关于蜂窝和丝纹的形成机理，将在后文中详细讨论。
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①（模拟铸造）
南宋二十五两银铤②（模拟铸造）
金代五十两银铤（模拟铸造）
元代五十两元宝①（模拟铸造）
元代五十两元宝②（模拟铸造）
明代五十两银锭（模拟铸造）
清代五十两方宝①（模拟铸造）
清代五十两方宝②（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。
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[4]，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[5]，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
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”[6]。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
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[7]。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℃）
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
注释：
[1] 详见周卫荣，杨君，黄维：《中国古代银锭科学研究》第72-73页。
[2] 详见周卫荣，杨君，黄维：《中国古代银锭科学研究》第70-72页。
[3] 邓忠民，唐瑞芳：《银及其合金的铸锭质量问题》，《贵金属》，1984年第2期，第19-21页。
[4] Joe Cribb with an appendix by Mike Cowell: A Catalogue of Sycee in the British Museum, Chinese Silver Currency Ingots c. 1750-1933. British Museum Press, 1992: 22, “Before the latter had time to solidify, the conical bottom of the crucible was gently pushed down on the surface, causing an edge of the silver to rise all round, and was raised up just as the molten mass was on the point of solidifying in the centre, bringing with its bottom protuberance a little silver, which forms the usual knob in the centre of a shoe of sycee.”
[5] 汤国彦（主编），洪天福（副主编）：《中国历史银锭》，云南人民出版社，1993年，第74页。
[6] 丁浩卿：《为清史资料“银谱”补释》，《苏州钱币》，1988年第4期。
[7] 陈祖让：《银锭浇铸表面质量控制研究》，《科技信息》，2010年第35期，第687页。
（本文选自周卫荣、杨君、黄维著《中国古代银锭科学研究》一书）