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来源: 中国古代科技成就 金属型铸造
铸型材料从石和泥、砂改用金属，从一次型经多次型又改进成为耐用性更高的所谓“永久”型（就是金属型），在铸造技术的历史发展上具有重要的意义。1953年河北兴隆铁范的发现，证明我国早在战国时期已经用白口铁的金属型浇注生铁铸件。这批铁范包括锄、镰、斧、凿、车具等类共八十七件，大部完整配套。其中，镰和凿是一范两件，锄和斧还采用了金属芯。它们的结构十分紧凑，颇具特色。范的形状和铸件相吻合，使壁厚均匀，利于散热；范壁带有把手，以便握持，又能增加范的刚度。可以说是创造了一种中国风格的金属型，并且在那个时候已经大体定型了。近年来，在河南南阳、郑州、镇平和河北满城、山东莱芜等地又陆续出土汉代铁范许多件，品种比战国时期显著增多，型式却基本相同。河南渑池汉魏铁器窖藏中还有铸造成形铁板和矢镞的铁范以及长达半米的大型铁犁范。
除铁制金属型外，战国时期和汉代已经用铜制金属型铸造钱币（如传世和出土的五铢铜范等）。它们在生产中起着重要作用，但是在文献中，却很少看到记载。《汉书・董仲舒传》里说：“犹金之在g，惟冶者之所为。”“g”字注：“谓铸器之模范也。”这可以认作是金属型铸造的最早记述。但是后来这个“g”字多和“熔”字通用，失却它的本意了。
曾经有一种意见，认为铁范在我国很早发明，以后失传了，到近代才又从国外引进。这是不对的。因为，虽然锄、镰等小农具，在唐宋以后，由于炒铁的发明和推广，已经由铸制改成煅制，但是，犁镜一类却直到近代仍有用铁范铸造的。从战国、秦、汉起，由泥范翻铸铁范、再由铁范翻铸铁器的工艺方法基本上延续不变，是一脉相承的，在工艺操作上形成一套合乎科学原理的办法。例如：用铁水预热铸型（最初浇注的若干件作为废品或次品处理），使用双层涂料，浇注以后及时打箱，除使用金属芯外还采用泥芯，使用简易的装卡机构等。由于金属型生产率高，使用寿命长（小型铸件可以达到几百次），产品规格齐整，又能保证得到白口组织（在浇注铁件的时候），它和铸铁柔化术配合使用，在古代农具铸造上发挥十分重要的作用。《汉书・沟洫志》描绘汉代大规模兴修水利的情景说：“举a如云，决渠为雨。”出土铁器的检验表明，在这么多的铁工具中，有相当数量应该是由金属型铸成的。
用铁范铸炮是我国传统金属型铸造的一个创造。第一次鸦片战争时期，在浙江省炮局监制军械的龚振麟，为了赶铸炮位，打击侵略者，曾经创议用铁范铸炮并且得到成功。他所撰写的《铁模铸炮图说》，由魏源（1794―1857）收入《海国图志》中，得以保存到现在。它是世界上最早论述金属型铸造的科学著作。书中总结了使用铁范的一些优点，如一范多铸，成本低，工效高（“用一工之费而收数百工之利”，“用匠之省无算”），减少表面清理和旋洗内膛的工作量，铸型不含水气，不出气孔，收藏、维护方便，如果战事紧迫，能很快投产以应急需，等等。所有这些都讲得比较真切，和现代铸造学对金属型的认识是一致的。虽然由于清代反动政府的腐败无能以及此后不久钢炮的发明，这种工艺没有可能进一步发展，但是龚振麟的爱国主义和首创精神，仍是值得赞扬的，他的创造是来源于历代劳动人民的生产实践的。 |
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