В бронзовых сплавах свойства материала зависят от соотношения меди и олова. Мы пока не можем сказать, как древние использовали этот научный факт. Однако в «Чжоу ли – Као гун цзи» (записанной официальными ремесленниками государства Ци в конце периода Весны и Осени) перечислены шесть различных пропорций: «шесть ци» (т.е. шесть доз) – для колокола и треножника – шесть оловянных медяков; для топора и крюка – пять оловянных медяков; для алебарды Гэцзи – четыре оловянных медяка; для большого клинка – три оловянных медяка; для ножа и стрелы – пять оловянных медяков, для кресала – половина. Эти комбинации еще можно исследовать, но они показывают, что выплавка сплавов с различными формулами и свойствами была известна уже в то время.
В сплав бронзы Шан также добавлялась определенная доля свинца, и свинец полностью заменял олово. Добавление небольшого количества свинца в бронзово-оловянные сплавы, которые можно использовать при отливке узоров, имело преимущество в виде прозрачности и уменьшения пористости при отливке зеркал в период Воюющих государств.
Основные техники изготовления бронзовых изделий
Методы выплавки и литья бронзы тесно связаны с методами ее моделирования и декоративного оформления.
Бронзовые изделия отливают, а не выковывают молотом или вытачивают. Литье предполагает помещение сырья в печь и расплавление его в жидкость при высоких температурах, затем заливку в модель, где при понижении температуры бронзовый расплав застывает в форме. Затем готовое изделие получают путем удаления модели.
В Аньяне, провинция Хэнань, была обнаружена мастерская по выплавке бронзы времен поздней династии Шан (другие находки описаны в следующем разделе). Имеется предварительное представление о технологии, начиная с династии Чжоу.
Был найден кусок медной руды весом около 17,8 кг, который представлял собой бессернистый малахит (оксид меди) с примесью гематита. Плавильня представляет собой красновато-желтый глиняный сосуд, который обнаружившие его крестьяне назвали «генеральским шлемом». Он мог вмещать до 12,7 кг меди. Температура, необходимая для выплавки бронзы, составляет около 1000 градусов Цельсия. Для такой высокой температуры должна была использоваться доменная печь, а топливом служил древесный уголь.
Форма изготовлена из керамики и состоит из нескольких частей. Одна часть называется внешней моделью, на ней отливается узор; она же формирует внешнюю часть бронзового сосуда при обточке и литье; внутренняя модель формирует внутреннюю часть бронзового сосуда при обточке и литье. Когда внешняя и внутренняя формы собраны вместе, остается зазор между ними, который заполняется медью для формирования изготавливаемого бронзового сосуда. Поэтому выпуклость, вогнутость и левая/правая стороны формы должны быть в точности противоположны выпуклости, вогнутости и левой/правой стороне реального объекта. В Аньяне сохранилось множество гончарных форм, использовавшихся для изготовления бронзовых изделий. Они были сделаны для отливки настоящего бронзового сосуда, и использовались для создания заготовки.
Отливка бронзы непосредственно с глиняной модели была общим методом в древние времена. Узоры и надписи отливали, а не гравировали (надписи гравировали во времена Воюющих государств). Однако уже во времена династии Шан существовали различные методы литья, например, метод двойного литья, с помощью которого создавалась подъемная балка или цепь из бронзы. Литье цепи – важнейшее изобретение в технологии выплавки металла.
