出土古玉评论-6 从汉代的一片金缕玉衣玉片来了解汉匠是如何解玉、钻孔和打磨玉器的
2014-10-23 22:39阅读：
从汉代的一片金缕玉衣玉片来了解汉匠是如何解玉、钻孔和打磨玉器的
本世纪70年代，出自辽东半岛的新石器早期遗址中的一件岫玉青色斧形器证明，远在7000多年前的新石器早期时代，我们的祖先已经能琢磨出古朴而又适用的玉器了。事隔数千年，这种制玉工艺沿袭、发展到了汉代，经过了商代和战国时代这两个在我国古代制玉史上具有代表意义的颠峰时代,加之铁器工具的普遍应用，可以说制玉手段和工艺到了汉代，已达到了一个前所未有的完善和成熟的阶段。这个阶段制玉的代表之作就是“汉八刀”。但是，当人们在谈到汉代的制玉手段和工艺的时候，我们过多听到的是砣机、对钻、解玉沙等。但是，对于汉匠是如何解玉，特别是解大块的玉料，我们知之甚少。
到目前为止，关于汉代是如何解玉的？特别是大规模的解玉，我们没有考古发掘的实物证实，没有出土或传世的文字说明或图解，也没有其它有效的佐证。这样，对于汉匠如何解玉这个问题，在我们这个时代变的如此的陌生和疏远，好象汉匠制玉不需要解玉这道必不可少的加工工艺了。
事实上，汉代制玉更多地依靠解玉这道工艺比其前的任何一个时代都要多。众所周知，汉代制玉的另一个代表之作就是金缕玉衣，组成每件金缕玉衣的2000余片玉片的制作的第一道主要工艺就是解玉。所谓解玉，就是将成块的玉石荒料切割成一片一片的玉石板材。
那么，汉匠究竟是如何解玉的呢？一片来自汉代的金缕玉衣片，其上所带的信息，为我们揭开了一直困扰着我们的这个问题的谜底。
一．一片汉代的玉衣片。
1．玉衣片的基本特征（如图1所示，玉片正面，即抛光面）。
名称：汉代金缕玉衣片
规格：35*19*3毫米
材质：透闪石
颜色：青白色
硬度：5度左右
透度：透明
光泽度：一面光面，光泽度80度左右。一面毛面。
2． 玉衣片的工艺特征（如图2所示，玉片反面，即毛面）。
1） 临近玉片4个角
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处，各钻有一个小孔。孔由毛面钻入，光面钻出。毛面孔大，直径约3毫米，光面孔小，直径约1.5毫米。小孔的截面呈漏斗形（如图2所示）。
2）玉片毛面，与宽边平行并列着12道宽窄不一、间隔不一和深浅不一的直线切割划痕。划痕宽的约1毫米，窄的约0.5毫米。划痕间隔大的约3毫米，小的约2毫米。划痕深的约0.25毫米，浅的约0.1毫米（如图2所示）。毛面表面略微粗磨，但没有磨平。
3） 玉片厚度不一，宽边一头厚，一头薄，呈斜坡状。厚处约3毫米，薄处约1.5毫米（如图3所示）。
4） 光面平整、光滑。
5） 4个侧面及边角略微粗磨。
3。玉衣片的工艺分析。
1）。锯解及锯石机。
通过图2上的直线切割痕迹深度、宽度以及间隔等分析，我们知道汉匠利用摆式
大沙锯，将玉石荒料切割成厚度4毫米的玉石毛板（留有1-毫米左右的余量以便找平和抛光玉片之用）。玉片厚度要求的尺寸是3毫米。用的解玉砂就是直径在1毫米左右的破碎的白口铁砂。
据《天工开物》记载：古代玉工解玉将无齿大锯条置玉石荒料上，大锯条两端为手柄，两玉工各握其柄拉推大锯片的同时，一边不断地往大锯底部与玉石接触处倒与水搅拌的铁解玉砂。这种大锯很象伐木工人用的双人伐木大锯，只是该锯片底部没有锯齿而已。
而本文则认为本文所涉及的这块玉片不是用这种人力砂锯解下来的，原因就在这12道切割痕迹上。这种人工拉推锯条的方法对玉石荒料进行切割的自由度比较大，比方说，锯条可向上移动、左右一定范围的摆动，锯条往返摆动不是受限制的直线移动或摆线摆动，而是不规则的左右上下曲线摆动等。在这种情况下，锯条被解玉砂夹住时，不太容易对其两侧的被切割面造成明显、有一定深度的、比较大的切割痕迹。
类似本文所涉及的这块玉片上的切割痕迹，一般只有在锯条的自由度受左右上下限制的情况下才能产生并且需要很大的动力，这种动力不是两个或几个人所能产生的。而大砂锯的锯条在切割玉石荒料的情况下就是自由度受到上下左右的限制。比如，锯条本身要拉紧，不能作左右摆动、锯条被来自底部玉石荒料的向上的力紧紧的顶住，锯条不能上移、锯条的往返摆动呈摆线性的等。在这种情况下，如锯条被解玉砂夹住，就可能造成切割面产生切割痕迹。切割痕迹的大小主要与解玉砂的颗粒的大小，锯条与切割槽产生位移的大小以及切割力等方面有关。
通过对这些切割痕的进一步分析，我们还可以得出汉代有关锯解和锯石机的其它判断：
（1）。锯石机的动力源。
锯石机的动力源来自两个方面。一个是靠人力拉皮带轮（平衡轮）的方式带动主轴，主轴带动偏心轮，偏心轮带动锯石机摆床作前后钟摆式的摆动。摆床上安装切割锯条，以此达到切割玉石板材的目的。
这种人工动力源在20世纪30年代左右，在青岛的几家金属加工厂中，经常被使用。那时，你可以看到用人力拉动皮带轮（平衡轮）的这种方式，带动主轴转动，从而带动车床卡盘转动，以达到切削之目的。
另一种动力就是利用水流作为动力，水流带动水轮，水轮带动主轴，主轴带动偏心轮转动，偏心轮带动锯石机摆床作前后钟摆式的摆动，以此达到切割玉石板材的目的。
（2）。锯石机动力源的大小及其它。
图4是一种名为莱阳绿的，硬度4-5度的，一种类似蛇纹石的大理石板材的切
割毛面。该毛面上的切割划痕的深度0.5-1毫米，切割痕宽度1-2毫米，切割痕的间距5-7毫米。这块毛板是本文的作者在上世纪80年代末期，用国产的摆式螺杆进给大砂锯切割下的料板。这台国产大砂锯的主电机功率为22个千瓦，快速升降电机功率为3个千瓦，锯框上可安装40根锯条，锯条长3200毫米、宽180毫米、厚4毫米。锯条间距为21毫米。锯条材质为40号钢。锯条前后摆程为360毫米。采用直径2毫米左右的破碎的白口铁砂。每分钟往复摆动200次。每小时切割大理石可进刀30-40毫米、切割一般花岗岩可进刀10毫米左右。
从对该莱阳绿板材和金缕玉衣玉片上的切割痕的深度、宽度、间距以及表面毛糙程度对比分析以及考虑到玉片的硬度较莱阳绿大理石要硬一度左右，估算可取以上大砂锯功率的四分之一计。这样，汉代切割这片玉片的锯石机（大砂锯）的动力源功率约为5.5个千瓦，相当于7.5个马力。另外还可以得出与这台汉代大砂锯有关的以下判断：
锯条采用一般锻钢锯条，为锻打成型锯条。
锯条的长度估计约为2000毫米，高度约150毫米，厚度约为4毫米。
锯条的间距为4毫米。
锯条的安装根数为10-20根左右。
可对半米见方的玉石荒料进行有效的切割加工。切割可采取横向平移分段切割的方法。
固定荒料的方法是采用两边方木定位，方木与石材之间采用夹木楔固定的方法。
升降荒料是采用金属或石材斜坡道轨移动加夹固的方法。
钢砂采用直径1毫米左右的破碎的白口铁砂。
锯床每分钟摆动20-60次（人力-水力）。摆程约200毫米。
每小时进刀约0.5-1毫米（人力-水力）
另外，图4上的锈色是由于毛板加工后，没有及时的将毛板上残余的白口铁砂清洗掉而造成的。
2）．切边分割加工及切割机。
毛板加工好后的下一道工艺是将毛板切边和分割成需要的玉片。例如，加工成本文所涉及的这片35*19*3毫米的玉片。具体加工是：将大玉石板材切割毛边---定尺---切割成玉片。采用的设备就是凳式砣机。凳式砣机很有点象现代的家用缝纫机去掉了机身部分，仅留皮带轮作为切割磨轮。图5是一台改装的玉片切割机，切割刀采用一般青铜铸刀，切割砂采用直径为1-2毫米的石英砂。
从图3玉片侧面厚的一端上的切割痕迹分析，如该切割痕呈弧形，切痕线连贯且排列有序等特征，与散砂切割痕杂乱无章形的表现形式很不一样。于是，我们猜测当时有可能已经使用切刀与研磨砂为一体的切割刀了。估计这种切割刀有两种类型：
一种是采用金属盘，外圆等份焊接含有天然金刚砂或红、蓝刚玉砂的金属切割刀头。科学考古证明商代出土的许多由失蜡工艺（精密铸造）制成的青铜器，其上有许多构成件是采用焊接工艺焊接在一起的。商代著名的青铜器“禁”(藏于河南省博物馆)就是采用失蜡工艺与焊接工艺制成的。另一种则是将刀片与研磨砂浇注在一起的刀片。
但是，对于合成的切割刀，不管是切割刀头或是切割刀整体合成。本文作者为此作过浇铸实验，由于研磨砂与金属的比重不同，不管是采用一般浇铸还是采用失蜡浇铸，不管你是浇铸前将研磨砂与铜水搅拌在一起还是将研磨砂先撒到浇铸模腔中等。但浇铸后研磨砂均附在铸件的表面，并且附着力很小（如图6所示）。
从切割痕的大小、明显以及切割面的光滑程度分析，估计切割本文所提及到的这片小玉片用的切割砂的颗粒程度在100目左右。
切割机的动力源来自三个方面：
一种是靠人力拉皮带的方式带动主轴，从而带动切割刀片转动，以此达到切割玉石板材的目的。
一种是利用水流作为动力，水流带动水轮，水轮带动主轴，主轴带动切割刀片转动，以此达到切割玉石板材的目的。
最常用的一种则是使用单人砣机，一人兼顾两项工作。即脚踏踏板带动切割刀转动和双手掌握切割的进度、切割尺寸等。当然，切割尺寸主要还有靠一些定位措施来保证。
3）。钻孔及钻孔机。
卧式砣机钻孔不易定位，估计汉匠是利用立式砣机钻孔的。立式砣机的动力不是来自脚，而是来自双手。一般是右手握推拉杆后端手柄处，左手纂住钻杆顶部的钻杆套，钻杆底部固定红、蓝刚玉砂钻头。推拉杆前端有一孔与长猪皮绳或牛皮绳一端相连接，余下的皮绳在钻杆中部逆时针绕数圈后，将皮绳的另一端与推拉杆手握处前的一个孔连接在一起。这样你左推推拉杆，钻杆会逆时针方向转动，右拉推拉杆，转杆会顺时针转动。钻杆转动带动其底部的刚玉砂钻头转动，从而达到了钻孔的目的。
这种钻具直到今天我们仍然可以在中国较偏远的农村集市上见到，那些聚缸锅的匠人仍然使用着这种钻具。我想为了能很好地定位，汉匠肯定会作一个固定套，将钻杆前端插入套里。套下则是固定小玉片钻孔的装置。这样在小玉片上钻出的四个小孔，位置准确，小孔入孔处的不圆度误差小，小孔规矩。小玉片与小玉片之间，可形成标准化，通用化。这样小玉片与小玉片之间的连接产生的相互错位误差就小，缝制出的金缕玉衣也平整、规矩。
经本人测量认为，本文所涉及的这片小玉片的4个角的角度，对角线的长度以及四个小孔与其临近的两个边的长度比较的误差都很小。要保证这样小的误差，离了对钻具的定位，离了对小玉片的定位是办不到的。
大家知道，控制好小玉片尺寸是对其下一道钻孔工艺的保证。由此可见，切片工艺也需要靠模的定位。
从对4个孔的大小、形状比较分析，对角线上的两个孔大小、形状接近。这说明，一台钻机一次只钻2个孔。余下的2个孔是下一台钻机来完成的。为什么这样呢？这是受靠模的限制。靠模一次只能靠玉片的两个边，另外的两个边需要将玉片反过来靠。如果将玉片反过来钻的话，会造成同一个面存在着两个大孔和两个小孔。大的两个孔为进孔，小的两个孔为出孔。这样进孔大，出孔小混杂在一个平面，使小玉片看上去不美观。另外大的出孔在外，穿线（金线、银线、铜线或丝线）后孔外露大，穿线不饱满。会使一件完美无缺的金缕玉衣逊色不少。可见汉匠在此是动了一番脑筋的。
该玉片上的4个小孔的入口处虽呈漏斗状但不特别明显，孔入口处不圆度误差比较小，孔垂直性比较好，孔壁为磨削痕迹。一般采用金属钻棒和石英砂作为钻具，也有可能采用成型磨钻头。图7是在一台钻机上，利用金属棒或竹筷子和石英砂作为钻具，对一块叫莱阳绿的大理石板材进行的钻孔实验。
由此可见，汉匠是利用定位的立式钻机，利用靠模和研磨砂在这片小玉片钻出了这4个孔。钻孔采用一钻到底的工艺方法，并且是一台钻机只钻两个孔。
4）。研磨抛光加工及研磨机。
成型后的小玉片的下一道工艺是研磨抛光。研磨抛光一般分4道工序，即粗磨、细磨、精磨和抛光。通过高倍放大镜观察，小玉片的打磨和抛光程度以及与现代加工好的玉石片的打磨面和抛光面进行比对，估计汉匠采用的粗磨砂最粗的粒度为24-35目，抛光砂最细颗粒可达1500目。估计当时汉匠采用了三种研磨轮的其中一种，一种是将破碎的研磨砂用粘合剂粘合在一起，制作成研磨轮。另一种是将研磨砂直接与金属研磨轮浇注在一起。再一种是采用金属研磨轮与研磨砂分离的一种研磨工具。研磨砂一般采用石英砂。采用的设备就是凳式砣机。不同的是一，二种研磨轮采用卧式凳式砣机，而第三种研磨轮是采用立式的登式砣机。卧式砣机的研磨轮的轴线与砣机工作台面平行，而立式砣机的研磨轮的轴线与砣机工作台面垂直。当然，对于一，二种研磨轮在此只能是猜想，而当时更有可能是采用第三种研磨轮。
为了提高劳动效率，在一些初具规模的玉石加工厂，一般采用工艺专业化的加工方法。这就是，粗磨的专门粗磨，细磨的专门细磨，精磨的专门精磨以及抛光的专门抛光。
二．以下是本文所涉及到的这件玉片的加工工艺流程说明：
1。一块约半米见方的玉石荒料被送进解板加工工段。在解板之前，该加工工段需要对该荒料进行表面修正。采用錾子将该荒料修正成基本卡拐的矩形剁斧石，特别要修正出一个作为底面的基准面。
2。将该修正好的玉石料固定在摆式大砂锯的工作台面上，然后加固。
3。对该玉石料进行解板切割。在解板加工过程中，或由于进刀量过大，或由于玉石料产生不正常位移，或由于锯条松动等原因所至，切割出了如图1-2所示的带有过多，过深的切割痕的玉石板料（毛板）。
4。切割下的玉石毛板转移到了切边分割工段。在这里玉石毛板不规正的边首先要被切割掉。然后将规正的玉石毛板划线、分类进行小片分割。因为制作金缕玉衣的玉衣片有几种不同的规格，必须根据板材的大小，划线找出哪一块板材出那一种规格的小玉片出的多且废料少。
5．小玉片转入钻孔工段。利用立式砣机（立式钻床），利用靠模和刚玉砂钻头钻出4个孔。小孔采用一钻到底的加工方法。
6．钻孔后，小玉片转移到研磨抛光的第一道工序粗磨。玉匠选择一个较平整、光滑的面先进行粗磨找平。然后将四侧面粗磨找平以及略粗磨边角后，再粗磨找平背面。此时本文所涉及到的小玉片的厚度，厚的地方已基本接近要求的3毫米了，而薄的地方仅有1.5毫米了。于是玉匠就只将背面略微地粗磨了几下，就将该玉片转移到了下一道细磨工序。细磨工匠将以上粗磨的步骤照走了一遍后，将玉片转移到了精磨工序。精磨工匠只是重点的将细磨平面精磨，然后就将玉片转移到了抛光工序。抛光工匠只将精磨面抛光，然后将玉片又转移到了下道工序，即玉片分类工段。
按照加工标准这片玉片的背面没有磨起来，应是一件废品。但是，不知何因竟转移到了下一道半成品分类工段，继而又堂而湟之的被缝入了金缕玉衣的成品行列。
三．结论
综上所述，我们对汉代的解玉、钻孔以及磨玉有了一个大体的了解。以下几个关键句是本文论述的重点：
1． 我国汉代已经使用金属结构的大砂锯了。
2． 砂锯可安装10-20根长2000毫米左右、宽150毫米左右和厚4毫米的锻钢锯条。
3． 大砂锯使用直径约1毫米的白口破碎钢砂。
4． 大砂锯和切割锯的动力源来自人力和水利。
5． 利用水车来带动大砂锯和大切割锯。
6． 切割玉石板材的切割机和打磨玉石片的砣机。
7．切割板材的切割刀片为锻钢或铸钢与钢砂一起作为切割板材的主要工具。也有可能已使用焊接有天然金刚石或天然红、蓝刚玉的金属切割刀头的切割锯片了或已使用金属与天然金刚石、金刚砂或红、蓝刚玉同时浇铸在一起的或将研磨砂胶合在一起的切割锯片。
8．打磨玉片的打磨轮为锻钢或铸钢与研磨砂（主要是金刚砂或红蓝刚玉砂）一起作为打磨玉片的主要工具。也有可能已使用将金属与研磨砂（主要是金刚砂或红蓝刚玉砂）同时浇铸在一起的打磨轮或将研磨砂胶合在一起的打磨轮。
9．钻孔的钻头就是由钢制作的钻棒与研磨砂一起作为钻孔的主要工具。也有可能已使用胶合在一起的天然红、蓝刚玉砂或金刚砂的磨轮，或天然红、蓝刚玉砂或金刚砂与金属合铸的钻头。
10． 使用的天然红、蓝刚玉砂的颗粒度，粗磨颗粒24-35目，抛光颗粒可达1500目。
11． 钻孔使用砣机式的立体钻床。
12． 汉代金缕玉衣片有的采用一钻到底的钻孔工艺，孔截面呈漏斗状。
撰稿人：刘克亮 张式琦
联系电话：13356858797
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