中國古代的鑄幣技術

中國古代鑄幣的鑄型形式主要有范鑄法和翻砂法，其中范鑄法包括敞型範（又稱敞范）、單面范、雙面范及疊鑄范幾種。隨著對鑄錢的需求大量增加，鑄錢工藝發生重大變化，單一的范鑄技術，甚至疊鑄技術都不能滿足需求。考古沒有發現六朝以後的疊鑄錢範，滿足批量生產的砂質鑄型，即翻砂法得到推廣。宋代以後普遍使用翻砂法中的母錢翻鑄法，鑄幣效率大大提高。

疊鑄技術

又稱層疊鑄造技術，是在傳統的陶范鑄造技術基礎上產生的大批量生產小型鑄件的方法。關於疊鑄技術的起源，學術界還有爭議，一些學者認為是在戰國時期，一些學者認為其起源於西漢半兩錢的鑄造，漢初圓盤式半兩錢範是中國古代疊鑄技術的鼻祖，但普遍認為王莽時期的疊鑄技術已經發展成熟。疊鑄技術的范盒對范腔高度要求比較高，製作難度相當大，只有青銅冶鑄技術高度發展及社會對某種鑄件需求量很大的基礎上才適合產生。東漢時期，疊鑄技術進一步成熟。三國南北朝時期，疊鑄技術仍應用於鑄造錢幣和其他小型鑄件。在1999年清理杭州西湖過程中，發現了24塊雙面范等三國孫吳鑄錢遺物，可知當時鑄錢工藝已經採用了雙面多層疊鑄工藝。南北朝時期，疊鑄技術有了新的發展，出現了雙面型腔疊鑄工藝。唐宋以後，疊鑄技術仍在應用，只是不再應用於鑄造錢幣，代表更高生產力的翻砂法鑄錢工藝出現並取代了這一技術。

母錢翻鑄法

又稱錢模翻砂法，是翻砂法鑄幣的最主要方式。所用錢模材質不盡相同，有蠟模、木模、銅模、錫模等。所謂翻砂法，按明代宋應星《天工開物》記載，「凡錢模以木四條為空匡。土炭末篩令極細，填實匡中，微灑杉木炭灰或柳木炭灰於其面上，或熏模則用松香或清油，然後以母錢百文，或字或背布置其上。又用一匡，如前法填實合蓋之。既合之後，已成面、背兩匡，隨手覆轉則母錢盡落後匡之上。又用一匡填實，合上後匡，如是轉覆，只合十餘匡，然後以繩捆定。其木匡上弦原留入銅眼孔，鑄工用鷹嘴鉗烘爐提出熔罐，一人以別鉗扶拾罐底相助，逐一傾入孔中，冷另解繩開匡，則磊落百文，如花果附枝。模中原印空梗，走銅如樹枝樣，夾出逐一摘斷，以待磨挫成錢。凡錢先錯邊沿，以竹木條直灌數百文受挫，後挫平面則逐一為之」。可見，母錢翻鑄法用砂型代替了泥范，省去了制母範的工序。再有，將沸騰的鐵水或銅水注入銅範會存在脫范困難及澆鑄不勻的問題，注入石范又易致其開裂、毀壞錢模，耐高溫和耐壓性較好的砂解決了這一大難題，況且砂價廉、材料易取、可重複利用，既節約了成本，又提高了生產效率。目前學術界普遍承認的最早使用翻砂法鑄造工藝可能是唐代鑄造開元通寶錢。

關於中國古代是否使用失蠟法鑄幣，王保國引用唐人鄭虔《會粹》一書中「歐陽詢初進蠟樣之日，文德皇后掐一甲跡，故開元通寶錢上有掐文」的記載，並提到《唐會要》《通鑑考異》中「為鑄錢進蠟樣」，認為此處的「蠟樣」應為以蠟為材質的蠟模母錢。但由於失蠟法工藝極為複雜，錢幣需求極大，並不一定採用「蠟」大批量地翻鑄錢幣。

錢範

古代鑄幣使用的范模統稱為錢範，錢範質量的好壞決定著鑄幣質量的好壞。以硬度來分，一般分為硬質范和砂型範。硬質范包括陶范、石范和銅範，也有少量的鐵范。

陶范

陶范所用材料主要是粘土，粘土的耐火性好，成本低。製作程序依次為配料、備坯、制模、刻字等。陶范主要使用於春秋戰國秦漢時期，多採用平板范豎式澆注，有單面范和雙面范。莒國古城遺址出土有莒刀、明刀陶范，同時有刀幣及銅渣。鄭韓故城遺址先後出土過楚布、銳角布、圓足布的陶范。漢代陶范更多，以陝西、山西地區出土最為集中。山西夏縣禹王城遺址出土西漢錢幣范，范面設兩豎行幣型，每行9枚，一次可鑄出18枚錢幣。

石范

石范所用材料主要有灰綠色軟石、青石板、石膏等。石范質地緊密，石面光潔，耐澆築液體高溫，多用於鑄造簡單的刃具、工具和錢幣。石范所鑄錢幣孔大，壁薄，形狀不規則。石范的製作依次有選料、備坯、制模、刻字等工序，石范重磨重刻，可多次使用。20世紀50—80年代，內蒙古包頭窩土爾戰國遺址採集到3件石制「安陽」方足布范。1982年山東博興發現「半兩」石范8件。山東平度、沂水，陝西安康，四川，甘肅等地都曾發現漢代石范。

金屬范

使用金屬范鑄造更為快速、高效，可以反覆使用，適用於製造有大量需求的農具、兵器、錢幣等。先秦時期我國即出現了金屬范鑄造工藝，漢代已廣泛用於鑄造錢幣。銅範是鑄幣領域最常用的金屬范。考古發現的最早銅範是山東出土的戰國時期燕國銅範。陝西鳳翔、岐山一帶出土過秦「半兩」銅範。1974年太原市電解銅廠揀選出西漢五銖銅範。

圖片

古代金屬范的脫范問題一直是學術界的關注點，雖然運用現代化學脫模劑可以很好脫范，但古人是用什麼技術實現銅幣脫范的呢？廉海萍等的研究認為鑄幣所用銅範表面有一層人為施加的隔離層（炭化層），否則銅範與注入的高溫銅液會發生合金化反應，損壞銅範致使澆註失敗。

合金成分

西周春秋時期

中國錢幣博物館戴志強研究員等對長江下游桐鄉、金壇土墩墓出土的12件用於鑄幣的青銅塊合金成分進行測定，均是含鉛量甚高的銅鉛合金，部分銅塊的含鉛量甚至高於含銅量，這和同時期其他青銅器合金成分有著明顯區別。銅中加鉛可以增強合金流動性，這對於小鑄件的錢幣來說，是保持其精密性及減少鑄造缺陷的好方法。北方燕國、中原地區某些布幣和楚國蟻鼻錢的成分與土墩墓銅塊類似。

戰國時期

通過對多處戰國時期遺址出土銅錠及錢幣合金成分測定數據的綜合分析，戰國時期錢幣含銅量基本在50%—70%之間。明顯可以看出，諸侯國國力強盛時，其錢幣的含銅量高；國力衰退時，其錢幣的含鉛量增高，含銅量降低。一些諸侯國末期鑄幣含鉛量幾近一半。

秦漢時期

北京大學趙匡華教授團隊檢測了秦半兩和漢五銖的合金成分，秦半兩為銅72%、錫9%和鉛16%，漢五銖為銅83%、錫4%和鉛2%。肖蘊英對另一批漢五銖合金成分進行測定，結果為銅62%、錫9%、鉛25%。鑄幣合金成分由先秦時期的高鉛青銅向秦漢時期的三元合金過渡。

唐宋時期

到了唐宋時期，無論是鑄幣技術，還是合金配比技術都有了較大的改進。趙匡華團隊和戴志強團隊分別對193枚和62枚北宋銅錢進行合金成分測定，兩者合金成分大致一致，銅含量在62%—68%之間，鉛含量在22%—29%之間，錫含量在7%—12%之間。這個時期各種鑄造技術及合金配比已經有了嚴格要求，《資治通鑑長篇》《宋史·食貨志》等均有對鑄幣合金配比的記載，現代分析測定的結果和當時記載的基本相符。

鐵錢的大量鑄造和廣泛流通可以說是宋代錢幣的一大特色。中國科學院自然科學史研究所華覺明研究員團隊對宋代鐵錢合金成分測定顯示，當時用於鑄造鐵錢的鐵含碳量為1.98%—4.19%，含矽量最多達1.43%，佐證當時的熔煉溫度較高。另外，含硫量為0.082%—0.782%，這與當時冶鐵燃料選擇和熔煉技術有關。北宋年間還曾流通一種夾錫錢，關於夾錫錢的記載有兩種不同的說法。一是根據《宋史·食貨志》記載，「初，蔡京主行夾錫錢，詔鑄於陝西，亦命轉運副使許天啟推行。其法以夾錫錢一折銅錢二，每緡用銅八斤，黑錫半之，白錫又半之」。二是《文獻通考·錢幣考》中記載，「夾錫錢始於崇寧二年（1103），河東運判洪中孚言：『二虜以中國鐵錢為兵器，若雜以鉛、錫，則脆不可用，請改鑄夾錫當三、當十鐵錢。』從之」。前者記載夾錫錢為銅錢，後者記載夾錫錢為鐵錢，關於夾錫錢是銅錢還是鐵錢，研究者眾說紛紜，但普遍認為宋代銅錢中雜質的含量逐漸增多，鐵的含量急劇增多，這與水法煉銅技術的發展不無聯繫。

明清時期

明清時期，鑄幣材質的重要變化是由青銅變為黃銅。趙匡華教授團隊對明代101枚錢幣進行成分測定，發現嘉靖（1522—1566）之前，銅錢的材質主要是錫鉛青銅合金，到了嘉靖年間，銅錢中出現了鋅元素，即為黃銅鑄幣。但是早期的黃銅鑄幣中鋅的含量並不是很穩定，在11%—21%之間，到明天啟年間（1621—1627）開始使用單質鋅配銅錢，鋅量自此保持穩定，標誌著黃銅的使用進入成熟時期，一直到清末再無太大變化。