天工開物 · 錘鍛

宋應星《天工開物》

宋子曰：金木受攻而物象曲成。世無利器，即般、亻垂安所施其巧哉？五兵之內，六樂之中，微鉗錘之奏功也，生殺之機泯然矣。同出洪爐烈火，大小殊形。重千鈞者系巨艦於狂淵。輕一羽者透繡紋於章服。使冶鑄鼎之巧，束手而讓神功焉。莫邪、干將，雙龍飛躍，毋其說亦有徵焉者乎？ ○治鐵凡治鐵成器，取已炒熟鐵為之。先鑄鐵成砧，以為受錘之地。諺雲「萬器以鉗為祖」，非無稽之說也。凡出爐熟鐵名曰毛鐵。受鍛之時，十耗其三為鐵華、鐵落。若已成廢器未銹爛者名曰勞鐵，改造他器與本器，再經錘煅，十止耗去其一也。凡爐中熾鐵用炭，煤炭居十七，木炭居十三。凡山林無煤之處，鍛工先擇堅硬條木燒成火墨。（俗名火矢，揚燒不閉穴火。）其炎更烈於煤。即用煤炭，也別有鐵炭一種，取其火性內攻，焰不虛騰者，與炊炭同形而有分類也。凡鐵性逐節粘合，塗上黃泥於接口之上，入火揮槌，泥滓成枵而去，取其神氣為媒合。膠結之後，非灼紅斧斬，永不可斷也。凡熟鐵、鋼鐵已經爐錘，水火未濟，其質未堅。乘其出火時，入清水淬之，名曰健鋼、健鐵。言乎未健之時，為鋼為鐵，弱性猶存也。凡焊鐵之法，西洋諸國別有奇藥。中華小焊用白銅末，大焊則竭力揮錘而強合之，歷歲之久終不可堅。故大炮西番有鍛成者，中國惟恃冶鑄也。 ○斤斧凡鐵兵薄者為刀劍，背厚而面薄者為斧斤。刀劍絕美者以百鍊鋼包裹其外，其中仍用無鋼鐵為骨。若非鋼表鐵里，則勁力所施即成折斷。其次尋常刀斧，止嵌鋼於其面。即重價寶刀可斬釘截凡鐵者，經數千遭磨礪，則鋼盡而鐵現也。倭國刀背闊不及二分許，架於手指之上不復欹倒，不知用何錘法，中國未得其傳。凡健刀斧皆嵌鋼、包鋼，整齊而後入水淬之。其快利則又在礪石成功也。凡匠斧與椎，其中空管受柄處，皆先打冷鐵為骨，名曰羊頭，然後熱鐵包裹，冷者不粘，自成空隙。凡攻石椎日久四面皆空，熔鐵補滿平填，再用無弊。 ○鋤鎛凡治地生物，用鋤、鎛之屬，熟鐵鍛成，熔化生鐵淋口，入水淬健，即成剛勁。每鍬、鋤重一斤者，淋生鐵三錢為率，少則不堅，多則過剛而折。 ○鎈凡鐵鎈純鋼為之，未健之時鋼性亦軟。以已健鋼釒斬劃成縱斜文理，劃時斜向入，則文方成焰。劃後澆紅，退微冷，入水健。久用乖平，入水退去健性，再用釒斬劃。凡鎈開鋸齒用茅葉鎈，後用快弦鎈。治銅錢用方長牽鎈，鎖鑰之類用方條鎈，治骨角用劍面鎈。（朱注所謂釒慮錫。）治木末則錐成圓眼，不用縱斜文者，名曰香鎈。（劃鎈紋時，用羊角末和鹽醋先塗。） ○錐凡錐熟鐵錘成，不入鋼和。治書編之類用圓鑽，攻皮革用扁鑽。梓人轉索通眼、引釘合木者，用蛇頭鑽。其制穎上二分許，一面圓，一面剜入，傍起兩棱，以便轉索。治銅葉用雞心鑽，其通身三棱者名旋鑽，通身四方而末銳者名打鑽。 ○鋸凡鋸熟鐵鍛成薄條，不鋼，亦不淬健。出火退燒後，頻加冷錘堅性，用鎈開齒。兩頭銜木為梁，糾篾張開，促緊使直。長者刮木，短者截木，齒最細者截竹。齒鈍之時，頻加鎈銳而後使之。 ○刨凡刨磨礪嵌鋼寸鐵，露刃秒忽，斜出木口之面，所以平木，古名曰准。巨者臥准露刃，持木抽削，名曰推刨，圓桶家使之。尋常用者橫木為兩翅，手執前推。梓人為細功者，有起線刨，刃闊二分許。又刮木使極光者名蜈蚣刨，一木之上，銜十餘小刀，如蜈蚣之足。 ○鑿凡鑿熟鐵鍛成，嵌鋼於口，其本空圓，以受木柄。（先打鐵骨為模，名曰羊頭，杓柄同用。）斧從柄催，入木透眼，其末粗者闊寸許，細者三分而止。需圓眼者則製成剜鑿為之。 ○錨凡舟行遇風難泊，則全身系命於錨。戰船、海船有重千鈞者，錘法先成四爪，以次逐節接身。其三百斤以內者用徑尺闊砧，安頓爐傍，當其兩端皆紅，掀去爐炭，鐵包木棍夾持上砧。若千斤內外者則架木為棚，多人立其上共持鐵鏈。兩接錨身，其末皆帶巨鐵圈鏈套，提起捩轉，咸力錘合。合藥不用黃泥，先取陳久壁土篩細，一人頻撒接口之中，渾合方無微罅。蓋爐錘之中，此物其最巨者。 ○針凡針先錘鐵為細條。用鐵尺一根，錐成線眼，抽過條鐵成線，逐寸剪斷為針。先鎈其末成穎，用小槌敲扁其本，鋼錐穿鼻，復鎈其外。然後入釜，慢火炒熬。炒後以土末入松木火矢，豆豉三物罨蓋，下用火蒸。留針二三口插於其外，以試火候。其外針入手捻成粉碎，則其下針火候皆足。然後開封，入水健之。凡引線成衣與刺繡者，其質皆剛。惟馬尾刺工為冠者，則用柳條軟針。分別之妙，在於水火健法雲。 ○治銅凡紅銅升黃而後熔化造器，用砒升者為白銅器，工費倍難，侈者事之。凡黃銅，原從爐甘石升者不退火性受錘；從倭鉛升者出爐退火性，以受冷錘。凡響銅入錫參和（法具《五金》卷）成樂器者，必圓成無焊。其餘方圓用器，走焊、炙火粘合。用錫末者為小焊，用響銅末者為大焊。（碎銅為末，用飯粘和打，入水洗去飯。銅末具存，不然則撒散。）若焊銀器，則用紅銅末。凡錘樂器，錘鉦（俗名鑼）不事先鑄，熔團即錘。錘鐲（俗名銅鼓）與丁寧，則先鑄成圓片，然後受錘。凡錘鉦、鐲皆鋪團於地面。巨者眾共揮力，由小闊開，就身起弦聲，俱從冷錘點發。其銅鼓中間突起隆炮，而後冷錘開聲。聲分雌與雄，則在分厘起伏之妙。重數錘者，其聲為雄。凡銅經錘之後，色成啞白，受鎈復現黃光。經錘折耗，鐵損其十者，銅只去其一。氣腥而色美，故錘工亦貴重鐵工一等雲。

譯文

宋先生說：金屬和木材經過加工而成為各式各樣的器物。假如世界上沒有優良的器具，即便是魯班和倕這樣的能工巧匠，又將如何施展他們精巧絕倫的技藝？弓矢、殳、矛、戈、戟五種兵器及鍾、鎛、鐲、鐃、鐸、錞六種樂器，如果沒有鉗子和錘子發揮作用，它們也就難以製作成功了。同樣出自熔爐烈火，諸種器物大小形狀卻各不一樣：有重達千鈞的能在狂風巨浪中系住大船的鐵錨，也有輕如羽毛的可在禮服上刺繡出花樣的小針。在這由錘鍛五金所鑄就的奇功面前，連冶鑄鐘鼎的技巧也為之遜色了。莫邪、干將兩把名劍，揮舞起來就如同雙龍飛躍，這個傳說大概也有它的根據吧！治鐵鐵制器具是由生鐵煉成的熟鐵做成的。先將鐵鑄成砧，作為承受敲打的墊座。俗話說得好「萬器以鉗為祖」，並不是沒有根據。剛出爐的熟鐵，叫做毛鐵，鍛打時有一部分就會變成鐵花和氧化鐵皮而耗損三成；已經被丟棄卻沒有銹爛的鐵器叫做毛鐵，用它做成別的或者原樣的鐵器，錘鍛時只會損耗掉一成。熔鐵爐中所用的炭，其中煤炭約占十分之七，木炭約占十分之三。山區沒有煤的地方，鍛工便選用堅硬的木條燒成堅炭（俗名叫做火矢，它燃燒時不會變為碎末而堵塞通風口），火焰比煤更加猛烈。煤炭當中有一種叫做鐵炭的，特點是燃燒起來火焰並不明顯但是溫度很高，它與通常燒飯所用的煤形狀相似，但是用途不同。把鐵逐節接合起來，要在接口處塗上黃泥，燒紅後立即將它們錘合，這時泥渣就會全部飛掉。這裡只是利用它的「氣」來作為媒介。錘合之後，要不是燒紅了再砍開的話，它是永遠不會斷的。熟鐵或者鋼鐵燒紅錘鍛之後，由於水火還未完全配合起來並且相互作用，因此質地還不夠堅韌。趁它們出爐時將其放進清水裡淬火，這便是人們所說的「健鋼」和「健鐵」。這就是說，在鋼鐵淬火之前它在性質上還是軟弱的。至於焊鐵的方法，西方各國另有一些特殊的焊接材料。我國在小焊時用白銅粉作為焊接材料；進行大的焊接時，則是盡力敲打使之強行接合。然而過了一些年月後，接口也就脫焊而不牢固了。因此，在西方只是部分大炮是鍛造而成的，而中國的大炮則完全是靠鑄造而成的。斤斧鐵制的兵器中，薄一些的叫刀或劍，背厚而刃薄的則稱為斧或砍刀。質量最好的刀劍，其表面上包的是百鍊鋼，而裡面卻仍然是用熟鐵作為骨架。如果不採用這種鋼面鐵骨的結構的話，刀在用力過猛時就會折斷或損傷。通常使用的刀、斧，只是在其表面上嵌鋼，即使是能夠斬釘截鐵的貴重寶刀，在磨過幾千次以後，也還是會把外邊的鋼磨光而露出裡面的熟鐵來。產自日本的一種刀，其刀背還不到兩分寬，但架在手指上卻不會傾倒，不知那是怎樣錘打出來的，而且這種技術也還未曾傳到中國來。凡是健刀健斧，都要先進行嵌鋼或者包鋼，修整之後再放進水裡淬火。要讓它變得鋒利，則需要在磨石上多下功夫。鍛打斧頭和鐵椎裝木柄的中空管子，先要鍛打一條鐵模當做冷骨，然後把燒紅的鐵包在這條名叫「羊頭」的鐵模上敲打。冷鐵模不會粘住熱鐵，取出來後自然形成中空管子。打石用的錘子用久了四面都會凹陷下去，用熔鐵水補平後就可以繼續使用了。鋤鎛凡是開墾土地、種植莊稼這些農活兒，都要使用鋤和寬口鋤這類農具。它們的鍛造方法是：先用熟鐵鍛打成形，再把熔化後的生鐵淋在鋤口，經過淬火之後，就變得非常堅韌。鍛造的最佳比例是鍬、鋤每重一斤淋上生鐵三錢，生鐵淋少了不夠剛硬，而生鐵淋多了又會過於硬脆而容易折斷。銼銼刀是用純鋼製成的，在淬火之前，它的鋼質銼坯還是比較軟的。要先用經過淬火的硬鋼小鑿，在銼坯的表面上開出成排的縱紋及斜紋，並且鑿的時候要自傾斜的方向下刀，出來的紋溝才能有火焰般的鋒芒。鑿好紋路後將其燒紅，取出後稍微再冷卻一下，便可入水淬火，最後即成銼刀。銼刀使用的時間久了，其表面就會變得平滑，此時應將其放回火中使鋼質變軟，然後再鑿出新的溝紋。每種銼刀都有不同的用處，開鋸齒時先用三角銼，然後使用半圓銼；修平銅錢時用方長牽銼；加工鎖和鑰匙等工具時要用方條銼；加工骨角時使用劍面銼，也就是朱熹在《大學》中註解中提到的所謂「錫」；加工本器時則會用到香銼-這種銼的銼面上沒有成排的縱、斜紋，而是錐上了許多細小的圓眼。開銼紋時，應先把鹽、醋與羊角粉拌和，塗上後再鑿。錐錐子（或者鑽）是用熟鐵捶打成的，不必再向裡邊添加鋼。裝訂書刊之類的東西用的是圓鑽，穿縫皮革等用的是扁鑽。木匠轉繩鑽孔以便釘合木板時，則要用蛇頭鑽。蛇頭鑽的鑽頭有二分長，一面為圓弧形，兩面挖有空位，旁邊起兩個稜角，以便於蛇頭鑽轉動時更容易鑽入。鑽銅片用的是雞心鑽，雞心鑽身上有三條棱的叫旋鑽，鑽身四方末端尖的叫做打鑽。鋸做鋸片時，應把熟鐵鍛打成薄鐵條。它既不用加鋼也不用經過淬火的工序，只需把薄鐵條燒紅降溫之後，不斷施以捶打，使它的韌性增加，然後再用銼刀開齒。使用鋸子時，將其兩端的短木柄作為鋸把，中間接上一條橫木作為梁，再用竹片糾扭以使鋸弓張開，之後繼續拉緊，就能使鋸條伸直。長鋸可用來剖開木料，短鋸則用來截斷木料，最細的鋸齒適用於鋸竹子。當鋸齒變鈍以後，可以用銼刀把鋸齒一個一個再次磨得鋒利，便可接著再用。刨刨子是把一寸寬的嵌鋼鐵片磨得鋒利，斜向插入木刨殼中，稍微露出點刃口，用來刨平木料。刨的古名叫做「准」。大的刨子是仰臥露出點刃口的，木料用手拿著在它的刃口上抽削，這種刨叫做推刨，制圓桶的木工經常用到它。平常用的刨子，則在刨身穿上一條橫木，像一對翅膀，手執橫木往前推。精細的木工還備有起線刨，這種刨子的刃口寬二分。還有一種叫做蜈蚣刨，刨殼上裝有十幾把小刨刀，好像蜈蚣的足，能把木面颳得極為光滑。鑿鑿子是用熟鐵鍛造成的，是在刀口上嵌鋼，鑿身為圓形，中間留有孔洞，用來方便裝進木柄（鍛鑿時先打一條圓錐形的鐵骨做模，這叫做羊頭，加工鐵勺的木柄也要用到它）。用斧頭敲擊鑿柄，鑿子的刃就能方便插入木料而鑿成孔。鑿子的刃寬的一寸，窄的約三分。如果要鑿成圓孔，則要另外製造弧形刃口的「剜鑿」來進行。錨每當船隻在水上航行遇到大風沒有辦法靠岸的時候，它的安全就完全依靠錨了。戰船或者海船的錨，有的重量達到上萬斤。它的鍛造方法是先錘成四個鐵爪子，然後再把它們一個一個接在錨身上。三百斤以內的鐵錨，可以先在爐旁安一塊直徑一尺的砧，當鍛件的接口兩端都已燒紅了，便撥開爐炭，用包著鐵皮的木棍的一端把它們夾到砧上錘接。如果是一千斤左右的鐵錨，則要先搭建一個木棚，讓許多人都站在棚上，一齊握住鐵鏈，鐵鏈的另一端套住錨身兩端的大鐵環，把錨吊起來並按需要使它轉動，眾人合力把錨的四個鐵爪逐個錘合上去。接鐵用的「合藥」不是黃泥，而用篩過的舊牆泥粉，由一個人將它不斷地撒在接口上，一起與鐵質錘合，這樣，接口就不會有微隙了。在爐錘工作中，錨算是最大的鍛造物件了。針造針首先要把熟鐵錘成細條，另外在鐵尺上鑽出小孔作為線眼，然後將細鐵條從鐵尺的孔里抽出來，這樣就做成了鐵線。把鐵線一寸一寸地剪斷後，便成為針坯。加工針坯時，要先把鐵線的一端銼尖，然後用小錘將其另一端敲扁，並用硬錐在上面鑽出針鼻，之後還需把針的周圍銼平，便可放入鍋里用慢火炒熬。炒過後，用泥粉、松木炭和豆豉這三種東西將其蓋住，再用火蒸。留出二三根針插在外面以便觀察火候。當外面的針已經完全氧化到用手指便能捻成粉末時，就說明下面被蓋住的針的火候已經足夠了。揭開封蓋後，再經過入水淬火的工序，針便製成了。凡是縫衣服和刺繡時所用的針都比較硬，只有福州附近馬尾鎮的工人做帽子時所用的針才比較軟，名叫柳條軟針。它們之間軟硬的區別，主要來自於淬火的方法不同。治銅紅銅添加鋅就可以煉成黃銅，再熔化以後才能製造成各種器物。如果加上砒霜等配料冶煉，便可以得到白銅。白銅加工困難，成本也很高，只有闊氣的人家才用到它。由爐甘石升煉而成的黃銅，熔化後要趁熱敲打。如果是其中加入鋅而錘鍊成的，則要在熔化後經過冷錘。銅和錫的合金（製法詳見本書第十四卷《五金》）叫做響銅，可以用來做樂器，製造時要用完整的一塊加工而不能只是由幾部分焊接而成。至於其他的方形或者圓形的銅器，就可以進行走焊或者加溫黏合。小件的焊接是用錫粉做焊料，大件的焊接則要用響銅做焊料（把銅打碎加工成粉末，要用米飯黏合再進行舂打，最後把飯渣洗掉便能得到銅粉了。如果不用米飯黏合的話，舂打時銅粉就會四處飛散）。焊接銀器則要用紅銅粉作焊料。關於部分樂器的製造方法：鑼不必經過鑄造，是在金屬熔成一團之後再精心敲打而成；銅鼓和丁寧，就要先鑄成圓片，然後再進行敲打而成。無論是錘鑼還是錘銅鼓，都要把銅塊或銅片鋪在地上進行敲打。其中大的銅塊或者銅片還要眾人齊心合力敲打才行。銅塊或銅片由小逐漸展闊，冷件敲打會從物體本身發出類似於弦樂的聲音。在銅鼓中心要打出一個突起的圓泡，然後再用冷錘敲定音色。聲音分為高低兩種，關鍵在於圓泡的厚薄及深淺的細微差別：一般而言，重打數錘的聲調比較低，而輕打數錘的聲調比較高。銅質經過敲打以後，表層會變成啞白色而無光澤，但是經過銼工加工之後又呈現黃色而恢復光澤了。敲打時銅的損耗量，只是鐵器損耗量的十分之一。銅有腥味而色澤美觀，所以說銅匠要比鐵匠高出一等。

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