Người xưa chọn đồng để đúc vì đồng chảy ở nhiệt độ mà lò than với ống bễ đạt được, rót vào khuôn giữ được nét, lại ít gỉ và nấu lại được nhiều lần. Đồng nguyên chất (đồng đỏ) khó đúc nên thợ pha thêm thiếc thành đồng thiếc, hoặc pha kẽm thành đồng thau. Mỗi cách pha đổi màu, độ cứng, độ chảy loãng và cả tiếng kêu của món đồ.
Ba tên gọi quen ở làng đúc
Trong xưởng đúc Việt, người ta ít khi nói tên hoá học. Thợ gọi theo màu và theo việc dùng. Ba tên gặp nhiều nhất là đồng đỏ, đồng thiếc và đồng thau. Ngoài ra còn đồng bạch, ánh trắng như bạc, là hợp kim đồng với niken, hay gặp ở đồ gia dụng và đồ trang sức rẻ.
| Tên thợ gọi | Thành phần chính | Màu khi mới | Tính chất nổi bật | Hay dùng làm |
|---|---|---|---|---|
| Đồng đỏ | Đồng gần như nguyên chất | Đỏ cam, hồng | Mềm, dẻo, dẫn điện dẫn nhiệt tốt; khó đúc | Tấm để gò, dây điện, nồi, mâm gò |
| Đồng thiếc (bronze) | Đồng pha thiếc, có khi thêm chì | Vàng nâu, vàng sẫm | Cứng hơn đồng đỏ, chảy loãng hơn, tiếng vang | Chuông, tượng, đỉnh, chiêng, đồ thờ |
| Đồng thau (brass) | Đồng pha kẽm | Vàng tươi như vàng | Dễ gia công, đánh bóng sáng, giá vật liệu dễ chịu hơn | Đồ gia dụng, tay nắm, lư nhỏ, chi tiết máy |
| Đồng bạch | Đồng pha niken | Trắng bạc | Bền, chịu ăn mòn tốt | Đồ gia dụng, tiền xu, đồ giả bạc |
Tỷ lệ pha ở mỗi lò là chuyện riêng. Cùng gọi "đồng thiếc" nhưng chuông và tượng có thể khác nhau nhiều về lượng thiếc. Vì vậy bảng trên chỉ là khung để nhận biết, không phải công thức.
Vì sao đồng, không phải sắt, là kim loại đúc đầu tiên
Lý do cốt lõi nằm ở nhiệt độ. Đồng nguyên chất nóng chảy ở khoảng 1.085°C. Sắt nguyên chất nóng chảy ở khoảng 1.538°C. Một lò than củi có ống bễ thổi gió đủ mạnh có thể lên tới khoảng 1.100–1.200°C, nghĩa là vừa đủ làm đồng chảy lỏng, nhưng còn xa mới làm sắt chảy được.
Vì thế ở rất nhiều nơi trên thế giới, kể cả vùng đồng bằng Bắc Bộ, người ta biết đúc đồng từ lâu trước khi biết luyện sắt. Các nhà khảo cổ Việt Nam xếp các giai đoạn Phùng Nguyên, Đồng Đậu, Gò Mun rồi Đông Sơn thành chuỗi phát triển của thời đại kim khí, trong đó đồ đồng xuất hiện dày dần qua từng giai đoạn. Hiện vật thời này nay trưng bày ở Bảo tàng Lịch sử Quốc gia tại Hà Nội.
Sắt về sau vẫn được làm, nhưng người ta không đúc sắt mà rèn: nung phôi tới đỏ, đập cho thành hình. Đó là đường của làng rèn. Đồng thì đi đường của làng đúc: nấu cho chảy, rót vào khuôn.
Ba hợp kim, ba tính nết
Đồng đỏ: tốt cho búa, khó cho khuôn
Đồng gần như nguyên chất có màu đỏ cam, rất dẻo. Một tấm đồng đỏ có thể đập mỏng, uốn cong, kéo thành sợi mà không gãy. Đó là lý do thợ gò ở Đại Bái ưa đồng tấm.
Nhưng đem đồng đỏ đi đúc thì khó. Khi lỏng, đồng nguyên chất dễ hút khí trong lò, nhất là ôxy và hơi nước. Lúc nguội, khí thoát ra không kịp, kẹt lại thành lỗ rỗ trong lòng vật. Đồng đỏ lỏng còn sánh hơn hợp kim, khó chạy hết những chỗ mỏng, chỗ hẹp trong khuôn. Khi đông đặc nó co lại khá nhiều, dễ để lại lõm và nứt.
Người thợ không đọc được giản đồ pha, nhưng biết bằng kinh nghiệm: đồng "nguyên" rót tượng thì xấu, phải "pha" mới đẹp.
Đồng thiếc: hợp kim của chuông và tượng
Pha thiếc vào đồng có ba cái lợi cùng lúc.
- Hạ nhiệt độ nóng chảy. Đồng thiếc phổ biến chảy ở khoảng 900–1.000°C tuỳ lượng thiếc, thấp hơn đồng nguyên chất. Lò đỡ tốn than, khuôn đất đỡ bị sốc nhiệt.
- Chảy loãng hơn. Kim loại lỏng chạy vào được nếp áo tượng, cánh hoa, vảy rồng.
- Cứng hơn và vang hơn. Thiếc làm hợp kim cứng lên rõ rệt. Khi lượng thiếc cao, khoảng một phần năm trở lên, hợp kim rất cứng, giòn, nhưng cho tiếng ngân dài. Đó là vùng hợp kim mà thợ chuông khắp nơi tìm tới.
Cái giá phải trả là độ giòn. Chuông đồng thiếc nhiều thiếc mà gặp va đập mạnh hoặc nguội không đều thì có thể nứt. Tượng thì cần dẻo dai hơn chuông, nên thường ít thiếc hơn. Người xưa còn hay thêm chì: chì giúp kim loại lỏng chảy dễ hơn nữa, nhưng nhiều chì quá thì tiếng đục và vật mềm.
Đồng thau: vàng óng và chuyện hơi kẽm
Đồng thau là đồng pha kẽm. Màu nó vàng tươi, đánh bóng lên giống vàng, nên dân gian còn gọi "đồng vàng". Đồng thau dễ cắt, dễ tiện, dễ đánh bóng, hợp với đồ gia dụng và chi tiết máy.
Đồng thau xuất hiện muộn hơn đồng thiếc ở hầu hết các nền văn hoá. Lý do rất "vật liệu": kẽm sôi ở khoảng 907°C, tức là thấp hơn nhiệt độ đồng chảy lỏng. Nếu ném kẽm vào nồi đồng đang sôi sục, phần lớn kẽm sẽ hoá hơi và cháy thành khói trắng trước khi kịp hoà vào. Phải có kỹ thuật kiểm soát lò tốt mới giữ được kẽm trong hợp kim.
Khói trắng đó là kẽm ôxít. Người hít phải nhiều có thể bị "sốt khói kim loại": rét run, đau mỏi như cảm cúm sau vài giờ. Đây là một trong những lý do xưởng đúc đồng thau cần thông gió tốt và thợ không đứng ngay trên miệng nồi.
Đồng còn có những cái lợi gì khác
Ít gỉ, gỉ thì thành lớp áo
Sắt gỉ thì gỉ ăn sâu, bong từng mảng. Đồng gỉ chậm hơn nhiều, và lớp gỉ đầu tiên bám chặt, che bớt phần kim loại bên dưới. Đó là lý do nhiều đồ đồng chôn dưới đất hàng nghìn năm vẫn giữ được hình. Màu xanh trên đồ đồng cổ là lớp patina, sẽ bàn kỹ ở bài riêng về gỉ đồng.
Nấu lại được
Một chiếc mâm thủng, một chiếc chậu bẹp có thể bỏ vào nồi nấu thành đồng mới. Vì vậy đồng xưa là tài sản thật sự, được tích trữ, cung tiến cho chùa, và cũng vì vậy mà nhiều khí cụ đồng lớn trong lịch sử đã bị phá ra lấy đồng. Câu chuyện "An Nam tứ đại khí" là ví dụ rõ nhất.
Giữ nét
Hợp kim đồng khi đông đặc tái hiện khá trung thành bề mặt khuôn: vân tay của người làm mẫu sáp đôi khi còn in lại trên vật đúc. Thợ đúc giỏi tận dụng điều đó để giảm việc sửa nguội.
Nhận biết đồ đồng khi mua: vài phép thử không phá đồ
Không cần máy móc, người mua có thể làm vài việc sau ngay tại chỗ:
- Nam châm. Đồng và các hợp kim đồng thông thường không hút nam châm. Nếu nam châm dính chắc, món đồ có thể là sắt hoặc thép mạ màu đồng. Đồng bạch có niken có thể hút nhẹ tuỳ thành phần, nên chỉ dùng phép thử này để loại thép.
- Chỗ khuất. Nhìn đáy, mặt trong, chân đế. Đồ mạ thường lộ màu kim loại khác ở chỗ trầy hoặc mép cạnh.
- Trọng lượng. Hợp kim đồng nặng hơn nhôm, kẽm đúc khá rõ. Cầm hai món cùng kích cỡ là thấy.
- Tiếng gõ. Gõ nhẹ bằng móng tay hay que gỗ. Đồng thiếc đúc dày thường có tiếng ngân; đồ đúc rỗ nhiều hoặc nứt kêu đục, tắt nhanh.
- Hỏi thành phần. Hỏi thẳng cơ sở làm: đồng gì, đúc hay gò, có mạ hay phủ gì không. Người làm nghề nghiêm túc trả lời được.
Màu sắc mới chế tác không đáng tin hoàn toàn vì nhiều cơ sở xử lý bề mặt cho giả cổ. Màu chỉ gợi ý, không chứng minh.
An toàn: vì sao không tự nấu đồng ở nhà
Đọc tới đây, có người sẽ muốn thử nấu chảy ít đồng vụn. Đừng làm. Đồng lỏng ở trên 1.000°C, nồi nấu, kìm gắp, khuôn đều phải được chuẩn bị đúng cách. Chỉ một chút ẩm trong khuôn, trên dụng cụ hay trên nền xi măng cũng đủ biến thành hơi nước giãn nở đột ngột, bắn kim loại lỏng ra xung quanh. Đây là tai nạn nặng nhất của nghề đúc, và làng đúc nào cũng có chuyện kể về nó. Đồng thau còn phát khói kẽm, đồng có chì phát khói chì.
Muốn thấy tận mắt, hãy đến làng đúc và xin xem một mẻ rót, đứng ở vị trí thợ chỉ. Nếu chẳng may bị bỏng nhẹ, xả nước mát sạch 15–20 phút, không bôi kem đánh răng, nước mắm hay mỡ. Bỏng rộng, bỏng sâu, bỏng ở mặt, tay, mắt, hoặc kim loại bắn vào mắt thì đi cấp cứu, gọi 115.
Góc nhìn hôm nay: muốn hiểu thêm thì xem ở đâu
- Bảo tàng Lịch sử Quốc gia (Hà Nội): đồ đồng thời kim khí, rìu, giáo, thạp, cho thấy hợp kim đồng đã được làm chủ từ rất sớm.
- Làng đúc Ngũ Xã (Hà Nội), Tống Xá (Ninh Bình), Phước Kiều (Đà Nẵng): xem đồng thiếc dùng cho tượng, chuông, chiêng.
- Làng gò Đại Bái (Bắc Ninh): xem đồng đỏ và đồng thau dạng tấm được đập thành mâm, nồi.
Mang theo một câu hỏi để hỏi thợ: "Món này đồng gì, pha gì?" Người thợ sẽ giải thích bằng màu, bằng tiếng, bằng độ nặng tay. Đó là khoa học vật liệu theo cách của làng nghề.
Câu hỏi thường gặp
Đồng thau và đồng thiếc khác nhau thế nào?
Đồng thau là đồng pha kẽm, màu vàng tươi, dễ gia công, hay dùng làm đồ gia dụng. Đồng thiếc là đồng pha thiếc, màu vàng nâu, cứng và vang hơn, là hợp kim truyền thống để đúc chuông, tượng, chiêng. Nhìn màu chỉ là gợi ý; muốn chắc phải hỏi cơ sở làm hoặc phân tích thành phần.
Đồng đỏ là gì?
Đồng đỏ là cách gọi đồng gần như nguyên chất, có màu đỏ cam. Nó rất dẻo, dễ gò, kéo sợi, nhưng khó đúc vì dễ rỗ khí và chảy kém. Đồng đỏ hay dùng ở dạng tấm cho nghề gò và làm dây dẫn điện.
Đồng nóng chảy ở bao nhiêu độ?
Đồng nguyên chất nóng chảy ở khoảng 1.085°C. Đồng thiếc và đồng thau chảy thấp hơn, tuỳ tỷ lệ pha, thường trong khoảng 900–1.000°C. Khi rót, thợ còn nung kim loại cao hơn điểm chảy một chút để nó đủ loãng chạy khắp khuôn.
Đồ đồng có hút nam châm không?
Đồng và phần lớn hợp kim đồng không hút nam châm. Nếu nam châm dính chắc, món đồ nhiều khả năng là thép hoặc sắt mạ màu đồng. Phép thử này chỉ loại được đồ thép mạ, không cho biết đồ là đồng thiếc hay đồng thau.
Vì sao người xưa đúc đồng trước khi biết luyện sắt?
Vì đồng chảy ở khoảng 1.085°C, lò than có ống bễ đạt được, còn sắt cần khoảng 1.538°C. Thêm thiếc còn hạ nhiệt độ chảy hơn nữa. Sắt về sau được làm bằng cách nung đỏ rồi rèn chứ không đúc lỏng như đồng.