型砂

中国古代“型砂”不是一个固定配方，而是按铸件种类、时代、材料分几套体系：商周到青铜用“泥范/陶范”，铸钱后期用“土炭细砂翻砂”，铁器民间另有粗砂泥型。共同逻辑都是“耐火骨料＋可塑粘结剂＋防粘/透气辅料＋水”，再经练泥、造型、阴干/焙烧或直接使用、浇注、落砂回用。下面按体系讲成分和用法。

一、青铜/铜器：泥范（块范）型料

商周至秦汉铸青铜，主流是块范法，不用现代石英砂，而用“澄泥＋砂＋有机填料”。

1）基本成分

粘土/澄泥：主体粘结剂。取地表细黄土或淘洗沉淀的“澄泥”，粘土矿物以高岭石、水云母为主，北方黄土还含伊利石、蒙脱石等。外范面泥要细，保证纹饰清晰；背泥可粗。

砂（石英砂/河砂/烧土粉）：瘠性骨料，减少收缩、提高耐火和透气。内芯比外范更粗、含砂更多；外范若需极细纹，面层用澄泥、背层掺砂。

草木灰/炭末：助耐火、减少开裂，并在焙烧中形成微孔透气。鄂州青铜泥型模拟用“原生土∶石英砂∶草木灰≈4∶4∶2（体积）”做实验，焙烧约1100℃可浇出无气孔器物。

草屑/植物纤维/纸筋类：掺入泥料，干燥时减少龟裂、提高退让性；大型范常加草拌泥封补。

水：练泥调节软硬，之后反复摔揉、陈腐（静置浸润）使均匀。

2）使用方法

制模：泥、木、陶或既有铜器作原型；复杂纹先堆泥再刻。

翻外范：细泥敷模外，半干分块取下，修刻纹饰；面泥细、背泥粗。

制内芯：按器形减薄一层作芯，空心器用芯占内腔；芯料更砂、更粗，便于透气退让。

阴干＋焙烧：阴干后入窑烧成陶范（部分仅阴干不烧，但青铜大件多焙烧），减少浇铸发气、变形。

合范、设浇口/冒口，预热后浇铜液；冷后破范取器，磨飞边。

要点：青铜范是“泥—砂—炭—草”复合，不是单纯“沙子”；面层求清晰、背层求强度透气，内芯求少粘、易退让。

二、铸钱：母钱翻砂型料（唐宋以后主流，明以前已行）

《天工开物·冶铸·钱》给的明代官局流程最完整，可当作传统翻砂型砂样本。

1）成分

“绝细土末”：打碎干土砖、细黄土或澄洗细土，作骨架与粘结主体；干土砖粉已煅烧变性，收缩小、不易开裂。

炭末：与土混合作型体基础；熔铜坩埚用“土七炭三”，但铸钱砂模是“土炭末筛极细”填框，再在表面单独撒薄层。

杉木炭灰/柳木炭灰：极细面层脱模剂，撒在母钱接触面，防粘、使钱文清晰，并在高温形成少量还原/隔离碳膜。

松香＋清油（或松烟/清油）：替代炭灰作“熏模”涂料，在型面形成薄膜，便于母钱脱离、减少金属渗砂。

水：土炭末需适度湿润才填得实、不起尘；但湿型翻砂不能过湿，否则起模塌、浇铸喷气。

部分地区/后世实操会加极细河沙、少量粘土、滑石粉作分型层；但《天工开物》标准方子以土、炭、木灰、松油为主，不提煤粉、膨润土这类现代料。

2）使用方法（母钱翻砂）

做木框“空匡”：四木条围框，尺寸按批量化小；框弦留注铜孔。

配面砂：土、炭末过筛极细；若直接填框作整体，则“土炭末填实”，表面再匀撒杉/柳炭灰。

摆母钱：用锡雕母（或铜母）百文左右，按面、背分组铺在灰面；另放直浇道模。

合盖另一填实木框，轻压；随即整体翻转，母钱因重力落于下框面，反印出钱腔与背文。

再叠加空框重复转覆，得十余框面背印痕；捆绳固定。

开浇孔、修内浇道（钱树梗）：每框母钱印痕间连成小梗，浇后成“钱树”。

熔铜（铜先化，后加铅/锌，黄钱用锌）、测温凭火色，逐一从注孔浇入。

冷定解绳开框，取出钱树，逐个摘断，错边、锉穿、磨面。

铸钱型砂讲究“面层极细＋炭灰隔离＋整体微湿可翻”；它比青铜陶范软，不焙烧，靠母钱压印批量复制，适合方孔钱标准化。

三、一般砂型/民间铁铸：粗砂泥型

传统铁锅、农具、简单构件常用“半永久泥型”或一次性粗砂型：

骨料：河砂、山砂、旧砂，粒度比铸钱粗得多；耐火靠高硅石英。

粘结：黄土/白膏泥、少量膨润土（近世），早期用普通粘土。

辅料：炭灰、稻壳灰、锯末、麻屑，增加透气退让；湿型可加煤粉防粘砂（近世更常见，古代多用炭灰）。

用法：揉匀→闷料陈化→填箱舂实→放木模/金属模→起模修腔→开浇道→合箱压重→浇铁水→冷后落砂。此类和现代湿型粘土砂最接近，但古人配方更凭经验，不按目数配料。

四、古代型砂的性能控制（经验对应现代指标）

耐火不粘：细土/石英耐铜铁高温；炭灰、松油、滑石、焙烧陶化减少金属渗粒。青铜范靠焙烧成陶，铸钱软砂靠炭灰隔离。

透气排汽：草屑、木灰、粗砂、芯部加粗、浇道旁扎气眼；湿型水分过多易气孔，过少易塌。

强度与可塑：粘土/澄泥给可塑性，舂紧给强度；大型陶范用背泥粗砂防搬裂。

低收缩防裂：干土砖粉、烧土、炭末、草纤维降低干燥/焙烧收缩；泥料需晒、碎、筛、揉、陈腐。

脱模清晰：母钱翻砂靠炭灰/松油薄层；陶范靠分块榫卯、半干起范、修模。

五、和现代型砂的差异（避免套用错）

现代：石英砂＋膨润土＋煤粉＋水（湿型），或石英＋树脂/水玻璃（自硬、冷芯）。

古代铸钱：细土＋炭末＋木灰，不用膨润土、不用树脂；青铜范：澄泥＋砂＋草炭，偏“泥型/陶型”而非纯砂型。

古代没有“粒度目数、湿压强度、透气率”的定量标准，全靠产地土性、季节湿度、匠人手感调水加灰。