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天工开物·中篇

锤锻

  宋子曰:金木受攻而物象曲成。世无利器,即般、亻垂安所施其巧哉?五兵之内,六乐之中,微钳锤之奏功也,生杀之机泯然矣。同出洪炉烈火,大小殊形。重千钧者系巨舰于狂渊。轻一羽者透绣纹于章服。使冶铸鼎之巧,束手而让神功焉。莫邪、干将,双龙飞跃,毋其说亦有征焉者乎?

  ○治铁

  凡治铁成器,取已炒熟铁为之。先铸铁成砧,以为受锤之地。谚云“万器以钳为祖”,非无稽之说也。凡出炉熟铁名曰毛铁。受锻之时,十耗其三为铁华、铁落。若已成废器未锈烂者名曰劳铁,改造他器与本器,再经锤煅,十止耗去其一也。凡炉中炽铁用炭,煤炭居十七,木炭居十三。凡山林无煤之处,锻工先择坚硬条木烧成火墨。(俗名火矢,扬烧不闭穴火。)其炎更烈于煤。即用煤炭,也别有铁炭一种,取其火性内攻,焰不虚腾者,与炊炭同形而有分类也。

  凡铁性逐节粘合,涂上黄泥于接口之上,入火挥槌,泥滓成枵而去,取其神气为媒合。胶结之后,非灼红斧斩,永不可断也。凡熟铁、钢铁已经炉锤,水火未济,其质未坚。乘其出火时,入清水淬之,名曰健钢、健铁。言乎未健之时,为钢为铁,弱性犹存也。凡焊铁之法,西洋诸国别有奇药。中华小焊用白铜末,大焊则竭力挥锤而强合之,历岁之久终不可坚。故大炮西番有锻成者,中国惟恃冶铸也。

  ○斤斧

  凡铁兵薄者为刀剑,背厚而面薄者为斧斤。刀剑绝美者以百炼钢包裹其外,其中仍用无钢铁为骨。若非钢表铁里,则劲力所施即成折断。其次寻常刀斧,止嵌钢于其面。即重价宝刀可斩钉截凡铁者,经数千遭磨砺,则钢尽而铁现也。倭国刀背阔不及二分许,架于手指之上不复欹倒,不知用何锤法,中国未得其传。

  凡健刀斧皆嵌钢、包钢,整齐而后入水淬之。其快利则又在砺石成功也。凡匠斧与椎,其中空管受柄处,皆先打冷铁为骨,名曰羊头,然后热铁包裹,冷者不粘,自成空隙。凡攻石椎日久四面皆空,熔铁补满平填,再用无弊。

  ○锄

  凡治地生物,用锄、之属,熟铁锻成,熔化生铁淋口,入水淬健,即成刚劲。每锹、锄重一斤者,淋生铁三钱为率,少则不坚,多则过刚而折。

  ○鎈

  凡铁鎈纯钢为之,未健之时钢性亦软。以已健钢钅斩划成纵斜文理,划时斜向入,则文方成焰。划后浇红,退微冷,入水健。久用乖平,入水退去健性,再用钅斩划。凡鎈开锯齿用茅叶鎈,后用快弦鎈。治铜钱用方长牵鎈,锁钥之类用方条鎈,治骨角用剑面鎈。(朱注所谓钅虑锡。)治木末则锥成圆眼,不用纵斜文者,名曰香鎈。(划鎈纹时,用羊角末和盐醋先涂。)

  ○锥

  凡锥熟铁锤成,不入钢和。治书编之类用圆钻,攻皮革用扁钻。梓人转索通眼、引钉合木者,用蛇头钻。其制颖上二分许,一面圆,一面剜入,傍起两棱,以便转索。治铜叶用鸡心钻,其通身三棱者名旋钻,通身四方而末锐者名打钻。

  ○锯

  凡锯熟铁锻成薄条,不钢,亦不淬健。出火退烧后,频加冷锤坚性,用鎈开齿。两头衔木为梁,纠篾张开,促紧使直。长者刮木,短者截木,齿最细者截竹。齿钝之时,频加鎈锐而后使之。

  ○刨

  凡刨磨砺嵌钢寸铁,露刃秒忽,斜出木口之面,所以平木,古名曰准。巨者卧准露刃,持木抽削,名曰推刨,圆桶家使之。寻常用者横木为两翅,手执前推。梓人为细功者,有起线刨,刃阔二分许。又刮木使极光者名蜈蚣刨,一木之上,衔十余小刀,如蜈蚣之足。

  ○凿

  凡凿熟铁锻成,嵌钢于口,其本空圆,以受木柄。(先打铁骨为模,名曰羊头,杓柄同用。)斧从柄催,入木透眼,其末粗者阔寸许,细者三分而止。需圆眼者则制成剜凿为之。

  ○锚

  凡舟行遇风难泊,则全身系命于锚。战船、海船有重千钧者,锤法先成四爪,以次逐节接身。其三百斤以内者用径尺阔砧,安顿炉傍,当其两端皆红,掀去炉炭,铁包木棍夹持上砧。若千斤内外者则架木为棚,多人立其上共持铁链。两接锚身,其末皆带巨铁圈链套,提起捩转,咸力锤合。合药不用黄泥,先取陈久壁土筛细,一人频撒接口之中,浑合方无微罅。盖炉锤之中,此物其最巨者。

  ○针

  凡针先锤铁为细条。用铁尺一根,锥成线眼,抽过条铁成线,逐寸剪断为针。先鎈其末成颖,用小槌敲扁其本,钢锥穿鼻,复鎈其外。然后入釜,慢火炒熬。炒后以土末入松木火矢,豆豉三物罨盖,下用火蒸。留针二三口插于其外,以试火候。其外针入手捻成粉碎,则其下针火候皆足。然后开封,入水健之。凡引线成衣与刺绣者,其质皆刚。惟马尾刺工为冠者,则用柳条软针。分别之妙,在于水火健法云。

  ○治铜

  凡红铜升黄而后熔化造器,用砒升者为白铜器,工费倍难,侈者事之。凡黄铜,原从炉甘石升者不退火性受锤;从倭铅升者出炉退火性,以受冷锤。凡响铜入锡参和(法具《五金》卷)成乐器者,必圆成无焊。其余方圆用器,走焊、炙火粘合。用锡末者为小焊,用响铜末者为大焊。(碎铜为末,用饭粘和打,入水洗去饭。铜末具存,不然则撒散。)若焊银器,则用红铜末。

  凡锤乐器,锤钲(俗名锣)不事先铸,熔团即锤。锤镯(俗名铜鼓)与丁宁,则先铸成圆片,然后受锤。凡锤钲、镯皆铺团于地面。巨者众共挥力,由小阔开,就身起弦声,俱从冷锤点发。其铜鼓中间突起隆炮,而后冷锤开声。声分雌与雄,则在分厘起伏之妙。重数锤者,其声为雄。凡铜经锤之后,色成哑白,受鎈复现黄光。经锤折耗,铁损其十者,铜只去其一。气腥而色美,故锤工亦贵重铁工一等云。

【译文】

  宋先生说:金属和木材经过加工而成为各式各样的器物。假如世界上没有优良的器具,即便是鲁班和倕这样的能工巧匠,又将如何施展他们精巧绝伦的技艺?弓矢、殳、矛、戈、戟五种兵器及钟、镈、镯、铙、铎、錞六种乐器,如果没有钳子和锤子发挥作用,它们也就难以制作成功了。同样出自熔炉烈火,诸种器物大小形状却各不一样:有重达千钧的能在狂风巨浪中系住大船的铁锚,也有轻如羽毛的可在礼服上刺绣出花样的小针。在这由锤锻五金所铸就的奇功面前,连冶铸钟鼎的技巧也为之逊色了。莫邪、干将两把名剑,挥舞起来就如同双龙飞跃,这个传说大概也有它的根据吧!

  治铁

  铁制器具是由生铁炼成的熟铁做成的。先将铁铸成砧,作为承受敲打的垫座。俗话说得好“万器以钳为祖”,这并非是没有根据的。刚出炉的熟铁,叫做毛铁,锻打时有一部分就会变成铁花和氧化铁皮而耗损三成;已经成为废品而还没锈烂的铁器叫做劳铁,用它做成别的或者原样的铁器,锤锻时只会耗损十分之一。熔铁炉中所用的炭,其中煤炭约占十分之七,木炭约占十分之三。山区没有煤的地方,锻工便选用坚硬的木条烧成坚炭(俗名叫做火矢,它燃烧时不会变为碎末而堵塞通风口),火焰比煤更加猛烈。煤炭当中有一种叫做铁炭的,特点是燃烧起来火焰并不明显但是温度很高,它与通常烧饭所用的煤形状相似,但是用途不同。

  把铁逐节接合起来,要在接口处涂上黄泥,烧红后立即将它们锤合,这时泥渣就会全部飞掉。这里只是利用它的“气”来作为媒介。锤合之后,要不是烧红了再砍开的话,它是永远不会断的。熟铁或者钢铁烧红锤锻之后,由于水火还未完全配合起来并且相互作用,因此质地还不够坚韧。趁它们出炉时将其放进清水里淬火,这便是人们所说的“健钢”和“健铁”。这就是说,在钢铁淬火之前它在性质上还是软弱的。至于焊铁的方法,西方各国另有一些特殊的焊接材料。我国在小焊时用白铜粉作为焊接材料;进行大的焊接时,则是尽力敲打使之强行接合。然而过了一些年月后,接口也就脱焊而不牢固了。因此,在西方只是部分大炮是锻造而成的,而中国的大炮则完全是靠铸造而成的。

  斤斧

  铁制的兵器之中,薄的叫做刀剑,背厚而刃薄的叫做斧头或者砍刀。最好的刀剑,表面包的是百炼钢,里面仍然用熟铁当做骨架。如果不是钢面铁骨的话,猛一用力它就会折断了。通常所用的刀斧,只是嵌钢在表面上,即使是能够斩金截铁的贵重宝刀,磨过几千次以后,也会把钢磨尽而现出铁来。日本出产的一种刀,刀背还不到两分宽,架在手指上却不会倾倒,不知道是用什么方法锻造出来的,这种技术还没有传到中国来。

  凡是健刀健斧,都先要嵌钢或者包钢,收拾整齐以后再放进水里淬火,要使它锋利,还得在磨石上多费力才行。锻打斧头和铁椎装木柄的中空管子,先要锻打一条铁模当做冷骨,然后把烧红的铁包在这条名叫“羊头”的铁模上敲打。冷铁模不会粘住热铁,取出来后自然形成中空管子。打石用的锤子用久了四面都会凹陷下去,用熔铁水补平后就可以继续使用了。

  锄镈

  凡是开垦土地、种植庄稼这些农活儿,都要使用锄和宽口锄这类农具。它们的锻造方法是:先用熟铁锻打成形,再熔化生铁抹在锄口上,经过淬火之后,就变得十分硬朗和坚韧了。锻造的最佳比例是锹、锄每重一斤淋上生铁三钱,生铁淋少了不够刚硬,而生铁淋多了又会过于硬脆而容易折断。

  锉

  锉刀是用纯钢制成的,在锉刀淬火之前,它的钢质锉坯还是比较软的。这时先用经过淬火的硬钢小凿在锉坯表面划出成排的纵纹和斜纹,注意在开凿锉纹时要斜向进刀,纹沟才能有火焰似的锋芒。开凿好后再将锉刀烧红,取出来稍微冷却一下,放进水中进行淬火,锉刀此时便告成功了。锉刀使用时间太长了后会变得平滑,这时应先行退火使得钢质变软,然后再用钢鉴开凿出新的纹沟。各种锉刀各有其不同用处:开锯齿可以选择先用三角锉,然后再用半圆锉;修平铜钱可以选择用方长牵锉;加工锁和钥匙一类可以选择用方条锉;加工骨角可以选择用剑面锉;加工木器则可以选择用香锉,香锉没有成排纵的纵纹和斜纹,而是锥上许多圆眼(开凿锉纹时,要先将盐、醋及羊角粉拌和,涂上后再凿)。

  锥

  锥子(或者钻)是用熟铁锤成的,其中不必掺杂钢。装订书刊之类的东西用的是圆钻,穿缝皮革等用的是扁钻。木工转索钻孔以便引钉拼合木板时用的是蛇头钻。蛇头钻的钻头有二分长,一面为圆弧形,两面挖有空位,旁边起两个棱角,以便于蛇头钻转动时更容易钻入。钻铜片用的是鸡心钻,鸡心钻身上有三条棱的叫旋钻,钻身四方末端尖的叫做打钻。

  锯

  锯是这样做成的:先把熟铁锻打成薄条,锻造中既不掺杂钢也不需要淬火,把薄条烧红取出来退火以后,再不断进行敲打,使它变得坚韧,然后就用锉刀开齿,锯片也就做成功了。锯的两端是用短木作为锯把,锯的中间连接一条横梁,用竹篾纠扭使锯片张开绷直。长锯可以用来锯开木料,短锯可以用来截断木料,锯齿最细的则可用来锯断竹子。锯齿磨钝时,就用锉刀将一个个锯齿锉得锋利,然后就可以继续使用了。

  刨

  刨子是把一寸宽的嵌钢铁片磨得锋利,斜向插入木刨壳中,稍微露出点刃口,用来刨平木料。刨的古名叫做“准”。大的刨子是仰卧露出点刃口的,木料用手拿着在它的刃口上抽削,这种刨叫做推刨,制圆桶的木工经常用到它。平常用的刨子,则在刨身穿上一条横木,像一对翅膀,手执横木往前推。精细的木工还备有起线刨,这种刨子的刃口宽二分。还有一种叫做蜈蚣刨,刨壳上装有十几把小刨刀,好像蜈蚣的足,能把木面刮得极为光滑。

  凿

  凿子是用熟铁锻造而成的,凿子的刃部嵌钢,上身是一截圆锥形的空管,用来方便装进木柄(锻凿时先打一条圆锥形的铁骨做模,这叫做羊头,加工铁勺的木柄也要用到它)。用斧头敲击凿柄,凿子的刃就能方便插入木料而凿成孔。凿子的刃宽的一寸,窄的约三分。如果要凿成圆孔,则要另外制造弧形刃口的“剜凿”来进行。

  锚

  每当船只航行遇到大风难以靠岸停泊的时候,它的安全就完全依靠锚了。战船或者海船的锚,有的重量达到上万斤。它的锻造方法是先锤成四个铁爪子,然后才将铁爪子逐一接在锚身上。三百斤以内的铁锚,可以先在炉旁安一块直径一尺的砧,当锻件的接口两端都已烧红了,便掀去炉炭,用包着铁皮的木棍的一端把它们夹到砧上锤接。如果是一千斤左右的铁锚,则要先搭建一个木棚,让许多人都站在棚上,一齐握住铁链,铁链的另一端套住锚身两端的大铁环,把锚吊起来并按需要使它转动,众人合力把锚的四个铁爪逐个锤合上去。接铁用的“合药”不是黄泥,而用筛过的旧墙泥粉,由一个人将它不断地撒在接口上,一起与铁质锤合,这样,接口就不会有微隙了。在炉锤工作中,锚算是最大的锻造物件了。

  针

  制造针的具体步骤大体上是:先将铁片锤成细条,另外在一根铁尺上钻出小孔作为针眼,然后将细铁条从线眼中抽过便成铁线,再将铁线逐寸剪断成为针坯。然后把针坯的一端锉尖,而另一端锤扁,用硬锥钻出针鼻(穿针眼),再把针的周围锉平整。这时再放入锅里,用慢火炒。炒过之后,就用泥粉、松木炭和豆豉这三种混合物掩盖,下面再用火蒸。留两三根针插在混合物外面作为观察火候之用。当外面的针已经完全氧化到能用手捻成粉末时,表明混合物盖住的针已经达到火候了。然后开封,经过淬水,便成为针了。凡是缝衣服和刺绣所用的针都比较硬,只有福建附近的马尾镇的工人缝帽子所用的针才比较软,因而又叫“柳条针”。针与针之间的软硬差别的诀窍就在于淬火方法的不同。

  治铜

  红铜要加锌才能冶炼成黄铜,再熔化以后才能制造成各种器物。如果加上砒霜等配料冶炼,可以得到白铜。白铜加工困难,成本也很高,只有阔气的人家才用到它。由炉甘石升炼而成的黄铜,熔化后要趁热敲打。如果是其中加入锌而锤炼成的,则要在熔化后经过冷锤。铜和锡的合金(制法详见本书第十四卷《五金》)叫做响铜,可以用来做乐器,制造时要用完整的一块加工而不能只是由几部分焊接而成。至于其他的方形或者圆形的铜器,就可以进行走焊或者加温黏合。小件的焊接是用锡粉做焊料,大件的焊接则要用响铜做焊料(把铜打碎加工成粉末,要用米饭黏合再进行舂打,最后把饭渣洗掉便能得到铜粉了。如果不用米饭黏合的话,舂打时铜粉就会四处飞散)。焊接银器则要用红铜粉作焊料。

  关于部分乐器的制造方法:锣不必经过铸造,是在金属熔成一团之后再精心敲打而成;铜鼓和丁宁,就要先铸成圆片,然后再进行敲打而成。无论是锤锣还是锤铜鼓,都要把铜块或铜片铺在地上进行敲打。其中大的铜块或者铜片还要众人齐心合力敲打才行。铜块或铜片由小逐渐展阔,冷件敲打会从物体本身发出类似于弦乐的声音。在铜鼓中心要打出一个突起的圆泡,然后再用冷锤敲定音色。声音分为高低两种,关键在于圆泡的厚薄及深浅的细微差别:一般而言,重打数锤的声调比较低,而轻打数锤的声调比较高。铜质经过敲打以后,表层会变成哑白色而无光泽,但是经过锉工加工之后又呈现黄色而恢复光泽了。敲打时铜的损耗量,只是铁器损耗量的十分之一。铜有腥味而色泽美观,所以说铜匠要比铁匠高出一等。