１９２８ 年開始發(fā)掘殷墟時(shí)，由于遺址中曾出土過孔雀石和坩堝片等遺物，有人認(rèn)為遺址區(qū)內(nèi)有冶銅遺存。但經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)掘，諸如偃師二里頭、鄭州商城、安陽殷墟、陜西周原、洛陽北窯等地商周都城遺址中發(fā)現(xiàn)的青銅業(yè)作坊址，都是鑄造作坊。因?yàn)檫@些地點(diǎn)都沒有見到冶銅的爐渣和其他遺物，而采礦場(chǎng)附近卻發(fā)現(xiàn)了煉銅爐、木炭及爐渣等遺物，說明冶煉銅金屬的工作大多是在采礦遺址附近進(jìn)行的。人們?cè)诳疾熘邪l(fā)現(xiàn)，冶銅所需的原料（礦石與木炭）及筑爐用的耐火材料，在古礦址及其附近都能找到。當(dāng)時(shí)的工匠們?cè)诓删虻V石以后，就地取材進(jìn)行冶煉，可以省去運(yùn)輸?shù)V石、木炭等原料，這是省工、省時(shí)的合理安排，也反映了當(dāng)時(shí)在采礦、冶煉與鑄造之間已有了更細(xì)的分工。這種專業(yè)化手工，使專業(yè)技術(shù)的發(fā)展獲得了良好的條件。工匠們?cè)谝睙挸摄~金屬以后，只將銅金屬及其配料運(yùn)至各個(gè)都邑。各都邑中都劃出專門的地點(diǎn)作為鑄銅的作坊，在那里專門鑄造王公貴族們所需要的青銅器具。在安陽殷墟的鑄銅作坊遺址中出土的一塊紅銅，其含銅品位高達(dá) ９７．２％，這是已經(jīng)煉成的銅金屬，被作為鑄造青銅器的原料而從冶煉場(chǎng)所運(yùn)來的。
　　青銅作為銅與錫或鉛的合金，最初是將銅礦石和錫礦石或鉛礦石與木炭合在一起在煉爐中冶煉而獲得的。這是一種很原始的方法。上面提到的新石器時(shí)代晚期出現(xiàn)的金屬制品，可能就是使用這種方法冶煉的。以后則發(fā)展為先煉出紅銅，再加錫礦石或鉛礦石一起冶煉，使之合成青銅。隨著冶煉工藝的提高，最后發(fā)展到分別煉出銅、鉛、錫，或鉛錫合金，然后再按一定比例放在一起熔煉。用這種方法得到的金屬，其合金成份比較穩(wěn)定，熔煉時(shí)較易控制，工匠們可按不同器物的要求來掌握合金中銅與鉛、錫的合理配比，進(jìn)行鑄造。商代與西周時(shí)期的冶煉工藝均已相當(dāng)發(fā)達(dá)，工匠們已經(jīng)掌握了后兩種比較高級(jí)的方法。商代和西周時(shí)期的遺址中出土的鉛錠，墓葬中出土的鉛器和鍍錫的銅盔等等，也證明當(dāng)時(shí)已能冶煉純鉛與純錫了。
　　經(jīng)過發(fā)掘的鑄銅遺址中，以偃師二里頭發(fā)現(xiàn)的鑄銅作坊年代最早，發(fā)現(xiàn)了用草拌泥制成的坩堝殘片、銅渣、陶范和小件銅器等遺物。這個(gè)遺址中出土的鼎、斝、爵、盉等容器及各種工具、兵器等等大概都是這個(gè)作坊中鑄造的。這是一處商代早期的手工作坊。
　　商代中期的鑄銅作坊，在鄭州的南關(guān)外和紫荊山分別被發(fā)現(xiàn)，它們位于鄭州商城的南、北兩側(cè)。已發(fā)現(xiàn)了與鑄銅有關(guān)的房基，表面布滿了綠色銅銹的場(chǎng)地和各種陶范與范芯、銅渣及坩堝。這時(shí)的坩堝有的用草拌泥制成，有的則是紅陶缸、灰陶大口尊。它們都是夾砂厚胎陶器，外壁抹有耐火材料，用以增加其強(qiáng)度和耐熱保溫性能。安陽殷墟苗圃北地和洛陽北窯兩處鑄銅遺址規(guī)模最大，前者為商代晚期的鑄銅作坊，后者是西周時(shí)期的鑄造作坊。位于小屯村宮殿區(qū)南邊的苗圃北地，面積至少有 ２ 萬平米。在 １９５９—１９６０ 年間的發(fā)掘中，發(fā)現(xiàn)了與鑄銅有關(guān)的單間和雙間的居住址，工棚遺跡和坩堝、熔銅爐等，同時(shí)出土了幾千塊鑄造青銅器的陶范和范芯殘片。從這些陶范和范芯可以知道當(dāng)時(shí)在這個(gè)遺址中鑄造了鼎、簋、罍、盤、卣、觚、爵、觶、鏃、矛和銅泡等銅器和兵器。其中最大的一塊鼎范長達(dá) １．２ 米，是鑄造大型禮器的鑄范。這里首次發(fā)現(xiàn)了直徑 ０．８３ 米至 １ 米的大型熔銅爐，說明這是一個(gè)規(guī)模相當(dāng)大的作坊址，具有鑄造大型青銅器的能力。洛陽北瑤發(fā)現(xiàn)的鑄銅作坊面積更大，有 １０ 余萬平方米。這里也發(fā)現(xiàn)了數(shù)以千計(jì)的陶范與范芯碎塊和坩堝、大小熔銅爐及與鑄銅有關(guān)的其他遺跡、遺物。這些發(fā)現(xiàn)，說明當(dāng)時(shí)的通都大邑都設(shè)有鑄造銅器的作坊址，其產(chǎn)品主要供城內(nèi)的居民使用。這些作坊應(yīng)是王室派人直接管轄的行業(yè)。從這些遺址的出土物還使我們了解到當(dāng)時(shí)的鑄造工藝。
　　我國青銅時(shí)代制作的青銅器，幾乎都是用陶范鑄造的。這種鑄造技術(shù)在商代晚期已臻成熟。當(dāng)時(shí)鑄造一件銅器，要經(jīng)過以下工藝過程：（１）制模，需要裝飾花紋的還雕刻出花紋；（２）翻制泥范；（３）用原模刮制成泥芯；（４）泥芯與泥范陰干后進(jìn)行高溫烘烤，并予修整；（５）將陶范與范芯組裝起來，并予固定；（６）澆注銅液；（７）拆去范、芯，進(jìn)行清理；（８）加工、修整、加磨毛刺后得到成品。這一工藝過程，已形成作業(yè)流程，且環(huán)環(huán)相扣。每一個(gè)鑄件能否鑄造成功，都與上述工藝過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)是否達(dá)到預(yù)期要求是密不可分的①。
　?、佟　∪A覺明等：《婦好墓青銅器群鑄造技術(shù)的研究》，《考古學(xué)集刊》第一集，1981 年，中國社會(huì)科學(xué)出版社。
　　當(dāng)時(shí)用于制作模、范和范芯的材料主要是粘土和砂。對(duì)安陽殷墟出土的陶范所作的巖相分析，主要成份是石英。其中又有正長巖、斜長巖、角閃石、輝石和云母等等。由于各地所用的造型材料都是就地取材，所以各個(gè)地點(diǎn)的鑄銅作坊出土的范、芯中粘土和砂的配比并不一致。對(duì)殷墟出土的陶范與范芯的粒度、化學(xué)成份進(jìn)行的分析和工藝性能所作的測(cè)定，鼎、斝、尊類禮器和錛類工具的造型材料中，粘土與砂的配比也不盡一致。一般地說，模與范的含泥量要多些，使之具有良好的可塑性，雕刻紋樣的效果也較好。范芯的含泥量要少些，砂粒有時(shí)稍粗，以利于通氣。有時(shí)還羼有多量的植物質(zhì)。由于鑄造銅器時(shí)，造型原材料的需要量很大，一般都是取自天然資源，如地下的黃土、河床的沖積土、淤土等等。這些天然黃土中的砂粒也有呈棱角狀的。種種跡象表明，新石器時(shí)代的先民，在幾千年間制陶過程中積累的對(duì)陶土的選擇與加工的經(jīng)驗(yàn)，已在青銅時(shí)代被制模的工匠們充分繼承并予以發(fā)揚(yáng)。
　　制模是鑄造工藝的第一道關(guān)鍵工序。工匠們只有將模子做得規(guī)整，花紋雕鏤清晰，所翻的外范才能得到預(yù)期的幾何形狀和清晰的紋樣。許多器物都是用陶土塑制成模的。它的形制、大小與鑄后的成品一致，所以塑模的工作也是鑄件的設(shè)計(jì)工作。
　　花紋的制作有幾種：先在模上繪出紋樣而后雕出、鼓凸于器表的紋樣則用泥料堆塑成形再雕鏤花紋。至于地紋、弦紋、乳丁等，則可能在范面上加工制成。商代與西周時(shí)期的許多銅器上都鑄有銘文，這些銘文是在泥模上陰刻成文，再用泥片復(fù)印成陽文，修整后嵌到芯的特定位置上，模子作成后，按照慣例，要經(jīng)審定獲準(zhǔn)后才能翻制泥范。
　　從泥模上翻制外范，其目的在于要制造一個(gè)器物的形腔，以便澆注銅液后，冷凝成人們需要的銅器，簡(jiǎn)單的片狀器物不用范芯，如戈、鏃、刀等，它們的范塊為長條狀和平板狀的單面范或雙面范，一范只鑄一器。但銅刀有一范鑄兩件的，而箭鏃類一范可鑄 ５—７ 件。凡禮器及帶銎的兵器、工具則都要范芯。特別是圓形、橢圓形、方形、長方形、不規(guī)則形器物，需 ３ 塊以上陶范組合成型。如 １ 件銅錛或銅鑿，需 ２ 塊合范，１ 塊范芯。如果鑄造 １ 件方鼎，它的鑄型則由芯、底范、４ 塊腹范和頂范組成，有的還要足范。如鄭州杜嶺出土的大方鼎，從鑄縫可以看到，需范芯 ５ 塊（鼎身和四足的范芯各１ 塊）；外范 １７ 塊（四隅 ４ 塊、四壁 ４ 塊，底范 １ 塊，每足外范各 ２ 塊）。但早期的圓鼎、觚等，常不設(shè)底范，可將腹范延長，使之直接抱住泥芯。器形復(fù)雜、裝飾附件多的銅器，則所需的范塊也越多。如斝、爵的鋬、柱帽及四羊尊的羊頭等等，都需分別翻出外范。其中腹范的數(shù)量也有多有少，如婦好墓中斝的腹范就有 ６ 塊，所需陶范和范芯共 ２２ 塊。
　　范的厚度則與鑄件的大小、器壁的厚度有關(guān)。鑄件越大，器壁越厚，則范的厚度也越大。如安陽小屯出土的小圓鼎范（所鑄之鼎，高 ８．５ 厘米，腹徑 ７．５ 厘米），厚度為 ２．６ 厘米；洛陽出土的較大的鼎范（鼎高 ２３ 厘米），厚度為 ３—５ 厘米；安陽苗圃鑄銅遺址中出土的一塊大陶范，長 １．２ 米，厚度為 １１ 厘米。因此，有人推算，像婦好墓中出土的司母辛方鼎的范厚約為 １２厘米。該鼎長 ９４ 厘米，高 ８４ 厘米。若范厚按 １２ 厘米計(jì)算，則該鼎陶范的重量可達(dá) １５０ 公斤。
　　為了使鑄件在裝配時(shí)能正確定位，在陶范的分型面上一般都設(shè)有榫卯。小型鑄件多為三角形，大型的鑄件多為長方形。有時(shí)范的各面分別用三角形、長方形、圓形榫卯，以便安裝時(shí)容易識(shí)別，避免差錯(cuò)。迄今發(fā)現(xiàn)的銅禮器上從未見到過將花紋鑄錯(cuò)的現(xiàn)象，正說明當(dāng)時(shí)這一道工序是很認(rèn)真的。
　　泥范脫模以后，先置于背陰處使其自然干燥，讓水份緩慢而均勻地蒸發(fā)。這樣做的目的是為了防止泥范、芯變形，確保范塊之間的嚴(yán)密性。等到陰干以后，還要用火烘烤，一般在烘范窯中進(jìn)行，窯中溫度可達(dá) ６５０℃以上。經(jīng)過長時(shí)間保溫，將范烘透、定型，就可使用。
　　澆注前，工匠們要把烘透的陶范與范芯裝配好，并在型外糊上厚厚的一層草拌泥，以使范塊結(jié)合牢固，避免在澆入銅液后從縫隙中外流。從出土的商周青銅器看，大多數(shù)銅器的形狀規(guī)整，說明鑄范裝配相當(dāng)嚴(yán)密。但也有少數(shù)銅器的鑄縫有 ０．３—０．５ 厘米，這是因鑄范配合不夠嚴(yán)密而引起的飛邊。對(duì)這些鑄工們稱之為飛邊和毛刺的東西，在脫范以后，工匠們還要進(jìn)行錘擊、鏨鑿和磨礪等清理工作。
　　著名的司母戊大方鼎，是我國青銅時(shí)代的工匠們鑄造的第一重器。鑄造這樣一件重達(dá) ８７５ 公斤的大鼎，而且鑄得那么完好，即使在現(xiàn)代技術(shù)條件下也不是輕而易舉的事。因此，從一定意義上說，它集中顯示了商代晚期的鑄造技術(shù)與生產(chǎn)能力。自它出土以來，國內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)它的鑄造工藝進(jìn)行了研究與討論，但一直未獲得令人滿意的結(jié)果。如不少人認(rèn)為它是用遺址中出土的“將軍盔”形狀的陶器熔銅澆鑄的。這種陶器口徑 ２５ 厘米、壁厚 ３ 厘米、高 ３５ 厘米。出土?xí)r它的內(nèi)壁往往有銅渣等物，被確定是熔銅的工具。但是用這種“將軍盔”去熔銅澆鑄，其容積只有數(shù)公斤，是無法滿足鑄造這樣大型鑄件的要求的。它無法保證銅液的溫度不變，這是一個(gè)突出的問題。因此，它的鑄造工藝成了一個(gè)謎，吸引人們?nèi)ニ妓?。后來，安陽殷墟的鑄銅作坊中發(fā)現(xiàn)了直徑約 ８０ 厘米的大型熔銅爐，爐底與爐壁相交處還有直徑約 ５ 厘米的孔洞，并有銅液外流的痕跡，是個(gè)出銅口。在爐子的周圍，有許多煉爐壁的殘塊和木炭。硬土面上，還遺留有幾道有一定流向的凹槽，表南粘有銅渣，應(yīng)是銅液流動(dòng)時(shí)遺留的痕跡。這一發(fā)現(xiàn)，為人們解開司母戊鼎的鑄造之謎提供了一把鑰匙。據(jù)推算，鑄造 １ 件司母戊大鼎，有 ３ 座這樣的大熔銅爐即可滿足對(duì)銅液的要求。因此，有人認(rèn)為當(dāng)時(shí)很可能是將這件大方鼎的鑄件固定在熔爐附近，熔化的銅液是用槽注的方式流入大鼎的澆口進(jìn)行澆鑄的。澆鑄時(shí)，大方鼎的模具是倒置的，即鼎的四足朝上，其中二足作澆口，另二足是出氣孔。這種熔銅爐在洛陽北瑤的西周鑄銅遺址上也發(fā)現(xiàn)了多座。它們有大有小，可知當(dāng)時(shí)有幾種規(guī)格不同的熔銅爐用于鑄造銅器。
　　商中期以后，工匠們已經(jīng)熟練地掌握與應(yīng)用分鑄法，因而能夠鑄造出各種形制、工藝比較復(fù)雜的器形。所謂分鑄法，是將器物的一些部位先予鑄造，然后再嵌到陶范中與器身鑄接在一起；也有的是先鑄器身，爾后再在器身上安鑄附件。工匠們將這種分鑄法應(yīng)用在形體較大和比較復(fù)雜的鑄件上。如四羊尊的裝飾，集平面雕、立體雕、圓雕之大成，工藝要求極高。因此，分鑄法的應(yīng)用開創(chuàng)了一條與古代歐洲不同的、具有我國特色的范鑄技術(shù)。這是一項(xiàng)杰出的創(chuàng)造。
　　人們?cè)陂L期從事冶鑄生產(chǎn)的實(shí)踐中，還漸漸能夠按照不同用途的器物的不同性能，人為控制銅金屬與鉛、錫的合理配比，以制作性能不同，適于不同用途的禮器、樂器、工具與兵器等等。安陽出土的司毋戊大方鼎，經(jīng)定量分析，含銅 ８４．７７％、錫 １１．６４％、鉛 ２．７９％，已合于后世所謂“鐘鼎之齊（劑）、六分其金而錫居其一”的記載。
　　古代工匠在青銅時(shí)代制作的青銅制品，其數(shù)量之多、品種之廣，都是世上少見的。它們的成品有工具類的刀、錛、斧、鑿、鏟、钁等等；兵器類的戈、矛、戟、鏃、鉞、劍、砍刀、甲胄等等；禮器類的鼎、鬲、甗、簋、斝、尊、盤、壺、罍、盉、觚、爵、觶、角、方彝、觥、瓿、鳥獸形的尊等等；樂器類的有鐘、鉦、鈴等，其中鐘又有甬鐘、鈕鐘、镈鐘等，西周、東周時(shí)期多成編出土。此外，還有車馬器和各種生活用具及裝飾品等等。鄭州小雙橋出土的青銅構(gòu)件，說明早在商代中期已將青銅鑄件用于大型木構(gòu)建筑之上了，它既是木質(zhì)構(gòu)件的裝飾，又能起到加固的作用。所有這些，都表明了當(dāng)時(shí)制作的青銅器具，已涉及社會(huì)生活的各個(gè)方面。
　　青銅業(yè)的發(fā)展對(duì)夏、商、西周時(shí)期各個(gè)行業(yè)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用，它對(duì)三代社會(huì)發(fā)展的影響也是深刻的。特別是工匠們按不同用途而制作的不同形狀，不同規(guī)格的青銅工具，使人們?cè)趯?duì)各種原料進(jìn)行加工時(shí)，獲得遠(yuǎn)比石器更為鋒利、精巧、有效、便捷的工具，因而促使了各行各業(yè)的技術(shù)得到改進(jìn)與提高。例如青銅農(nóng)具或用銅工具加工的其他農(nóng)具的出現(xiàn)，對(duì)農(nóng)田開墾、耕作技術(shù)的改進(jìn)和水利灌溉工程的興建起到了直接或間接的推動(dòng)作用。青銅兵器的出現(xiàn)，不僅使人們更有效地攻擊敵人，保護(hù)自己，也使畜群的衛(wèi)護(hù)得到改進(jìn)。青銅刀的廣泛應(yīng)用，使牲畜去勢(shì)術(shù)的普及成為可能。這些對(duì)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的發(fā)展都起到了積極的作用。青銅工具的制作還直接促進(jìn)了其他手工技術(shù)的改進(jìn)，例如它使榫卯的結(jié)合更加緊密，結(jié)構(gòu)更加合理，因而使高大的宮殿建筑在這時(shí)能夠出現(xiàn)；它使車、船的制作技術(shù)得以改進(jìn)，制作的車、船的結(jié)構(gòu)與各部位的結(jié)合更合理、緊密。如商代車輛已出現(xiàn)輪輻、欄桿等需要比較復(fù)雜的技術(shù)才能制作的部件。青銅工具的出現(xiàn)，使漆木器的制作更為精致、美觀；使雕琢技術(shù)也得以改進(jìn)，出現(xiàn)了一些工藝水平很高的藝術(shù)品。它使紡織機(jī)械的性能進(jìn)一步改善，使織造高級(jí)的紡織品成為可能。它也使青銅業(yè)的發(fā)展得到助益，如古礦井中木質(zhì)支護(hù)框架的制作、鑄造過程中模具的制作更趨精細(xì)，使它們?cè)诮M裝時(shí)扣合得更加緊密，因而能夠制成像四羊尊、龍虎尊那樣一些具有很高的工藝水準(zhǔn)的銅器。
　　各種青銅兵器的出現(xiàn)使攻防系統(tǒng)發(fā)生了巨大的變革。當(dāng)時(shí)制作的兵器中有防護(hù)用的甲、胄與盾（盾多為藤、木制品，但有青銅附件）。短兵器有刀、劍、匕首等等。長兵器有戈、矛、戟、鉞等。此外還有遠(yuǎn)射的弓箭。這些兵器由于都用模鑄，它們?cè)O(shè)計(jì)合理、厚薄均勻、形制規(guī)范，其鋒利的程度遠(yuǎn)非石器所能比。因此，它們的刺、砍、勾、射等功能都大大提高了。以箭鏃為例，無論制成柳葉形、三棱形或兩側(cè)帶翼的形狀，由于箭鏃的鋒與鋌在同一基線上，它的兩翼和三棱的設(shè)計(jì)合理，使箭鏃射出以后，在空氣中所受的阻力保持均衡，因而在飛行中能夠按拋物線飛向目標(biāo)。它與石制箭鏃相比，大大提高了命中率。這些要求在手工制作石鏃、骨鏃時(shí)雖然也能達(dá)到，但那是一個(gè)個(gè)磨制出來的，效率是很低的。青銅鑄造技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件通過模具就能鑄出許多合適的銅箭鏃，這就數(shù)倍或數(shù)十倍地提高了工效。這些兵器的出現(xiàn)，從根本上改變了戰(zhàn)爭(zhēng)的性質(zhì)與規(guī)模。人們?yōu)榱丝藬持苿伲诒髦谱髦?，為使其更合乎?shí)戰(zhàn)的需要而進(jìn)行的一系列改變，都包含了許多科學(xué)的道理。這在客觀上促使了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
　　青銅工具的制作，還使制作一些原始的測(cè)量器械、計(jì)量器具和原始的機(jī)械成為可能。例如這一時(shí)期發(fā)明的木制轆轤，使人們第一次從笨重的提拉勞動(dòng)中解脫出來。實(shí)驗(yàn)證明，用轆轤提升重物比直接用手提拉要省力得多，如果在轆轤軸上加輻條式的木棍和車輛式的一圈木條，只要它比原來的轆轤軸的直徑增大一倍，操作時(shí)就可以省去一半時(shí)間。這種既省力又能提高功效的器械，是石器時(shí)代不可能出現(xiàn)的。當(dāng)然它的制作還包含很多力學(xué)原理。青銅工具的出現(xiàn)，對(duì)書寫工具如毛筆的制作、甲骨文、銅器銘文的鍥刻和文字的規(guī)范化等等都起到了積極的作用。
　　總之，三代青銅業(yè)的發(fā)展，無論對(duì)三代社會(huì)的發(fā)展，還是對(duì)三代科技的發(fā)展，都產(chǎn)生了巨大而深遠(yuǎn)的影響。