甘肃武威出土铜奔马铸造工艺初探

王 琦

(甘肃省博物馆，甘肃兰州 730050)

0 引 言

铜奔马，造型优美，构思巧妙，铸造精美，工艺高超，是我国古代青铜艺术品中罕见的杰作，现收藏于甘肃省博物馆。铜奔马高34.5 cm、长44.5 cm、宽10 cm、重7.15 kg。马的造型呈飞速奔跑状，三足腾空，右后蹄掠踏一只展翅飞翔、回首惊顾的飞鸟背上，全身着力点集中于超蹑飞鸟的一足之上，即表现了马奔跑中的姿态，又显示出了马的迅疾速度，再利用鸟展开的双翅，恰好起到了平衡支撑作用，十分准确地把握了力学原理(图1)。整个作品集造型、速度和力学原理于一体，构思非常巧妙。

图1 东汉铜奔马Fig.1 Eastern Han Dynasty Bronze Galloping Horse

与铜奔马一起出土的还有一支阵容庞大的铜车马仪仗队，由38匹铜马、1头铜牛、1辆斧车、4辆轺车、3辆辇车、3辆大车、2辆小车、1辆牛车、17个手持戟矛的武士俑和28个奴婢俑组成。这是迄今发现数量最多的东汉车马仪仗铜俑，气势宏大，铸造精湛，显示出汉代群体铜雕的杰出成就。

铜奔马1969年出土于甘肃武威雷台，50多年来，许多学者对铜奔马的发现、年代、造型及其命名等问题，进行了深入探讨，发表了大量研究文章。但是，对铜奔马铸造工艺方面的研究相对较少。1974年2期《考古学报》的《武威雷台汉墓》发掘报告[1]曾提到其铸造工艺是范铸法制造的，但是后来有学者认为是用青铜失蜡铸造工艺制作而成[2]。而马臀上左右两块铁锈斑，则被认为是失蜡法铸造时留下的铜液浇注口和排气孔。博物馆展览铜奔马时，也解说为中国古代失蜡法铸造而成。

1 研究对象与研究方法

1．1 研究对象

2019年，甘肃省博物馆为了进一步研究铜奔马及铜车马仪仗队中甲型马和乙型马的铸造工艺，在兰州石化重装金属无损检测试验中心和甘肃省文物考古研究所文物保护修复中心，利用现代科学仪器对铜奔马和铜车马仪仗队中的甲型马、乙型马分别进行了检测分析。

1．2 研究方法

采用驻波电子直线加速器(型号：DZ-9/30000)和德国X射线探伤机(型号：Yxlon Smart Evo 300D)，分别对铜奔马和铜车马仪仗队中的甲型马和乙型马进行金属射线探伤，通过探伤造影图像分析其铸造工艺。

另外利用便携式X射线荧光光谱仪(型号：Thermo scientific NITON xL3t XRF Analyzer；检测条件：合金模式，电压40 kV，电流为自动调节，一般为5 μA)检测铜奔马合金元素含量。

2 结果与讨论

2．1 铜奔马

图2 驻波电子直线加速器探伤扫描铜奔马铸造痕迹造影图Fig.2 Image of segmented casting trace of the BronzeGalloping Horse scanned by standing wave electronlinear accelerator

2．1．2表面观察 在铜奔马外观及马蹄底部仔细观察，表面铜质精纯，范铸垫片痕迹不清，铜锈均匀覆盖，各部件连接处铸接痕迹不清晰，只在马腿根内侧可见铸接痕迹(图3)，右前蹄底残留有直径约0.6 cm的锈蚀铁芯(图4)，右后蹄下飞鸟腹底中部有一个直径约0.3 cm的柱状凸起，表面被绿锈覆盖，隐约可见锈蚀铁芯(图5)。左侧两蹄底部因被土锈覆盖，蹄内情况不清。

图3 铜奔马右前腿根内侧的铸接痕迹Fig.3 Casting trace on the inner side of the right frontleg root of the Bronze Galloping Horse

图4 铜奔马右前蹄底残留的锈蚀铁芯Fig.4 Residual rusty iron core at the right front hoof bottomof the Bronze Galloping Horse

图5 铜奔马飞鸟腹底中部的柱状凸起铁芯Fig.5 Columnar raised iron core in the middleof the bird’s belly

马臀上一左一右有两块1 cm × 1 cm左右的方形铁质垫片，可明显看出并非是铜液浇注口。右边的铁质垫片因锈蚀严重，呈不规则方形(图6)。

图6 马臀部左、右两块铁质垫片Fig.6 Two iron spacers on the left and right sides of horse buttock

2．1．3成分检测 明确了铜奔马铸造工艺后，为了解铜奔马所含金属成分，在甘肃省文物考古研究所文物保护中心，利用便携式X射线荧光光谱仪，对铜奔马进行了金属成分含量无损检测分析，数据如表1所示。

表1 便携式X射线荧光光谱仪检测铜奔马合金元素含量表

2．2 甲型马和乙型马

2．2．1X射线扫描分析 武威雷台汉墓与铜奔马一起出土的铜车马仪仗队，根据不同造型分为甲型马和乙型马，其中甲型马30匹，乙型马8匹(图7)。

图7 铜车马仪仗队Fig.7 Bronze Chariot and Horse Guard of Honor

在甘肃省文物考古研究所文物保护修复中心，利用德国X射线探伤机(型号：Yxlon Smart Evo 300D)，在甲型马和乙型马中各选取一件样品进行了X射线探伤分析。在编号21121号甲型铜马的扫描图(图8)上，范铸时使用的铜垫片痕迹不清，马头颈跟身躯相接处有一条颜色深浅不同的铸接痕迹，4条马腿与马身连接处的铸接痕迹清晰可见，马腿中间隐约可见一深色条状阴影似为铁芯骨。铸造工艺为先范铸马头、身躯，分铸腿足，再将各部铸接成一体，耳朵、雄胜头饰和马尾另铸后，分别插入马身上相应的孔内。马头颈为实心，身内空腹，腹下有一椭圆形口。

图8 X射线扫描编号21121甲型马分段铸造痕迹造影图Fig.8 Image of segmented casting trace of No．21121A-type horse scanned using X-ray

编号21119乙型铜马正面和背面的X射线扫描图像上，可见马颈两侧和身上分布多个1 cm×1 cm左右的方形黑块，应为范铸垫片，马颈部跟身躯之间有白色线条应为铸接痕迹，身躯前半身跟后半身中间有一道白色折线也应为铸接痕迹，马身与马腿相接处有明显的铸接痕迹(图9a)，图中马腿上浅色为铜腿，腿内深色阴影疑似铸夹的锈蚀铁芯(图9b)。其铸造工艺为先铸马头颈、身躯、分铸腿足，再将各部铸接一体，铜腿内铸夹铁芯，马身内腹空，腹下一椭圆形口。

图9 X射线扫描编号21119乙型铜马分段铸造痕迹造影图Fig.9 Image of segmented casting trace of No．21119B-type horse scanned using X-ray

2．2．2外表观察分析 对甲型马的外观仔细观察，铜质精纯，范铸垫片痕迹不清，头颈、身躯与腿足交接处铸接痕迹清晰可见，是分件铸造，再将各部件铸接为一体，最后打磨修饰，4个马蹄内均残留有夹铸的锈蚀铁芯，从露出断面可看出为截面0.4 cm×0.4 cm左右的方筋铁条(图10)。

图10 编号21121甲型铜马Fig.10 No．21121 A-type bronze horse

乙型马的外观上看铜质相对粗糙，杂质较多，制作不精，马颈身躯部和马腿根部有铸接痕迹，在左前蹄内可以清楚看到铜腿内夹铸的直径约0.3 cm锈蚀铁芯，其余3条蹄内因覆盖有范土而无法看清内部痕迹(图11)。

图11 编号21119乙型铜马Fig.11 No．21119 B-type bronze horse

3 结 论

关于铜奔马及甲型马和乙型马的铸造工艺，通过现代科学仪器进行金属探伤分析、观察表面铸造痕迹和马蹄底内残存的铁芯，再结合金属成分检测结果，有以下几点认识：

1) 首先可以确认，铜奔马是沿用商周时代传统的青铜陶范铸造法分段铸造铸接而成，而不是之前有观点误认为是采用春秋战国以后的失蜡法铸造的。

3) 铜车马仪仗队中甲型马和乙型马铸造工艺不同：虽然都是先铸马头、身躯，分铸马腿，再铸接成一体，铜腿内铸夹铁芯骨，但甲型马铜质纯净，铸工精细，垫片不清；而乙型马铜质不纯，铸工粗糙，垫片清晰可见。造型上，甲型马身躯高大矫健，耳较长直立向上，尾做弧形，末端打结，收尾处细长；而乙型马皆形体肥壮，耳较短而前倾，马尾扁平弯曲，乙型马的身材比例不及甲型马匀称。另外，甲型马无铭文，乙型马刻有铭文。很明显甲型马和乙型马不是同一模型和工艺制作的。30匹甲型马，是一批制品，而刻有铭文的8匹乙型马则是另外一批制品。

这次金属X射线探伤结果中有两点未解之谜：一是为何在铜奔马和甲型马的探伤造影图中，马身上看不到范铸铜质垫片痕迹？二是为何铜奔马制作如此精致，却在马臀上使用两块铁质垫片而不用铜质垫片？这些未解之谜还有待今后进一步探索研究。

这匹飞翔的青铜奔马不仅是古代工匠的杰出之作，而且也成为了中国众多文物的代表，成为古老中华文明的一种象征。