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來源: 中國古代科技成就 金屬型鑄造
鑄型材料從石和泥、砂改用金屬，從一次型經多次型又改進成為耐用性更高的所謂『永久』型（就是金屬型），在鑄造技術的歷史發展上具有重要的意義。1953年河北興隆鐵范的發現，證明我國早在戰國時期已經用白口鐵的金屬型澆注生鐵鑄件。這批鐵范包括鋤、鐮、斧、鑿、車具等類共八十七件，大部完整配套。其中，鐮和鑿是一范兩件，鋤和斧還採用了金屬芯。它們的結構十分緊湊，頗具特色。范的形狀和鑄件相吻合，使壁厚均勻，利於散熱；范壁帶有把手，以便握持，又能增加范的剛度。可以說是創造了一種中國風格的金屬型，並且在那個時候已經大體定型了。近年來，在河南南陽、鄭州、鎮平和河北滿城、山東萊蕪等地又陸續出土漢代鐵范許多件，品種比戰國時期顯著增多，型式卻基本相同。河南澠池漢魏鐵器窖藏中還有鑄造成形鐵板和矢鏃的鐵范以及長達半米的大型鐵犁范。
除鐵製金屬型外，戰國時期和漢代已經用銅製金屬型鑄造錢幣（如傳世和出土的五銖銅範等）。它們在生產中起着重要作用，但是在文獻中，卻很少看到記載。【漢書・董仲舒傳】裏說：『猶金之在g，惟冶者之所為。』『g』字註：『謂鑄器之模範也。』這可以認作是金屬型鑄造的最早記述。但是後來這個『g』字多和『熔』字通用，失卻它的本意了。
曾經有一種意見，認為鐵范在我國很早發明，以後失傳了，到近代才又從國外引進。這是不對的。因為，雖然鋤、鐮等小農具，在唐宋以後，由於炒鐵的發明和推廣，已經由鑄制改成煅制，但是，犁鏡一類卻直到近代仍有用鐵范鑄造的。從戰國、秦、漢起，由泥范翻鑄鐵范、再由鐵范翻鑄鐵器的工藝方法基本上延續不變，是一脈相承的，在工藝操作上形成一套合乎科學原理的辦法。例如：用鐵水預熱鑄型（最初澆注的若干件作為廢品或次品處理），使用雙層塗料，澆注以後及時打箱，除使用金屬芯外還採用泥芯，使用簡易的裝卡機構等。由於金屬型生產率高，使用壽命長（小型鑄件可以達到幾百次），產品規格齊整，又能保證得到白口組織（在澆注鐵件的時候），它和鑄鐵柔化術配合使用，在古代農具鑄造上發揮十分重要的作用。【漢書・溝洫志】描繪漢代大規模興修水利的情景說：『舉a如雲，決渠為雨。』出土鐵器的檢驗表明，在這麼多的鐵工具中，有相當數量應該是由金屬型鑄成的。
用鐵范鑄炮是我國傳統金屬型鑄造的一個創造。第一次鴉片戰爭時期，在浙江省炮局監製軍械的龔振麟，為了趕鑄炮位，打擊侵略者，曾經創議用鐵范鑄炮並且得到成功。他所撰寫的【鐵模鑄炮圖說】，由魏源（1794―1857）收入【海國圖志】中，得以保存到現在。它是世界上最早論述金屬型鑄造的科學著作。書中總結了使用鐵范的一些優點，如一范多鑄，成本低，工效高（『用一工之費而收數百工之利』，『用匠之省無算』），減少表面清理和旋洗內膛的工作量，鑄型不含水氣，不出氣孔，收藏、維護方便，如果戰事緊迫，能很快投產以應急需，等等。所有這些都講得比較真切，和現代鑄造學對金屬型的認識是一致的。雖然由於清代反動政府的腐敗無能以及此後不久鋼炮的發明，這種工藝沒有可能進一步發展，但是龔振麟的愛國主義和首創精神，仍是值得讚揚的，他的創造是來源於歷代勞動人民的生產實踐的。 |
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