銅奔馬1969年出土于甘肅武威雷臺，50多年來，許多學者對銅奔馬的發現、年代、造型及其命名等問題進行了深入探討，發表了大量研究文章。但是，對銅奔馬鑄造工藝方面的研究相對較少。1974年2期《考古學報》的《武威雷臺漢墓》發掘報告曾提到其鑄造工藝是范鑄法制造的，但是后來有學者認為是用青銅失蠟鑄造工藝制作而成。而馬臀上左右兩塊鐵銹斑，則被認為是失蠟法鑄造時留下的銅液澆注口和排氣孔。博物館展覽銅奔馬時，也解說為中國古代失蠟法鑄造而成。
利用DZ-9/30000型駐波電子直線加速器和Yxlon Smart Evo 300D型X射線探傷機對銅奔馬進行金屬射線探傷，通過造影圖像分析，如圖2所示。
在馬頭頸、身軀和腿足相接處可以明顯看到有顏色深淺不同的鑄接痕跡，顯示出其鑄造工藝為陶范鑄接法，系先鑄造馬頭頸、身軀，分鑄腿足，再將各部鑄接一體，耳、雄勝頭飾和尾巴分別另鑄，插入馬身上相應部位的洞孔里。馬腹內空，腹下為一橢圓形口。新發現馬右后腿踝關節內有一深色陰影部分呈“и”形，“и”頂端在馬腿跟與馬身的連接處呈圓孔卯榫形(圖像不清晰，或為半圓弧卯榫形)，踝關節下邊一段呈半圓弧孔形，下端與鳥背連接處呈圓孔形(圖像不清晰，或為半圓弧形) ，鳥腹部鐵芯因銅質厚度造成掃描圖像不清，但從外表鳥腹底部可見露出的鐵芯，推測是“и”形鐵芯穿過鳥腹通到底端。也就是鑄造腿足時，在陶范內預先放入“и”形鐵構件，澆注銅液鑄成鐵骨銅腿，再與馬身鑄接為一體，明顯是為了強化腿部強度和支撐力而專門制作的，在其他三條腿足內部也可看到呈深色條狀陰影，再從右前蹄下外露鐵芯分析，推測是銅腿內部的鐵質加強筋。
02目視檢測
在銅奔馬外觀及馬蹄底部仔細觀察，表面銅質精純，范鑄墊片痕跡不清，銅銹均勻覆蓋，各部件連接處鑄接痕跡不清晰，只在馬腿根內側可見鑄接痕跡，如圖3所示;右前蹄底殘留有直徑約0.6 cm的銹蝕鐵芯，如圖4所示，右后蹄下飛鳥腹底中部有一個直徑約0.3 cm的柱狀凸起，表面被綠銹覆蓋，隱約可見銹蝕鐵芯，如圖5所示 。左側兩蹄底部因被土銹覆蓋，蹄內情況不清。
馬臀上一左一右有兩塊1 cm×1 cm左右的方形鐵質墊片，可明顯看出并非是銅液澆注口。右邊的鐵質墊片因銹蝕嚴重，呈不規則方形，如圖6所示。
03成分檢測
明確了銅奔馬鑄造工藝后，為了解銅奔馬所含金屬成分，在甘肅省文物考古研究所文物保護中心，利用Thermo scientific NITON xL3t XRF Analyzer型便攜式X射線熒光光譜儀對銅奔馬進行了金屬成分含量無損檢測分析。檢測條件為：合金模式，電壓40 kV，電流為自動調節，一般為5 μA。檢測數據如表1所示。
甲型馬和乙型馬
01射線檢測武威雷臺漢墓與銅奔馬一起出土的銅車馬儀仗隊，根據不同造型分為甲型馬和乙型馬，其中甲型馬30匹，乙型馬8匹，如圖7所示。
在甘肅省文物考古研究所文物保護修復中心，在甲型馬和乙型馬中各選取一件樣品進行射線探傷分析。在編號為21121號甲型銅馬的掃描圖(圖8)上，范鑄時使用的銅墊片痕跡不清，馬頭頸跟身軀相接處有一條顏色深淺不同的鑄接痕跡，4條馬腿與馬身連接處的鑄接痕跡清晰可見，馬腿中間隱約可見一深色條狀陰影似為鐵芯骨。鑄造工藝為先范鑄馬頭、身軀，分鑄腿足，再將各部鑄接成一體，耳朵、雄勝頭飾和馬尾另鑄后，分別插入馬身上相應的孔內。馬頭頸為實心，身內空腹，腹下有一橢圓形口。
編號為21119號乙型銅馬正面和背面的X射線掃描圖像上，可見馬頸兩側和身上分布多個1 cm×1 cm左右的方形黑塊，應為范鑄墊片，馬頸部跟身軀之間有白色線條應為鑄接痕跡，身軀前半身跟后半身中間有一道白色折線也應為鑄接痕跡，馬身與馬腿相接處有明顯的鑄接痕跡，如圖9a所示，圖中馬腿上淺色為銅腿，腿內深色陰影疑似鑄夾的銹蝕鐵芯，如圖9b所示。其鑄造工藝為先鑄馬頭頸、身軀、分鑄腿足，再將各部鑄接一體，銅腿內鑄夾鐵芯，馬身內腹空，腹下一橢圓形口。
對甲型馬的外觀仔細觀察，銅質精純，范鑄墊片痕跡不清，頭頸、身軀與腿足交接處鑄接痕跡清晰可見，是分件鑄造，再將各部件鑄接為一體，最后打磨修飾，4個馬蹄內均殘留有夾鑄的銹蝕鐵芯，從露出斷面可看出為截面0.4 cm×0.4 cm左右的方筋鐵條，如圖10所示。
結 論
關于銅奔馬及甲型馬和乙型馬的鑄造工藝，通過現代科學儀器進行金屬探傷分析、觀察表面鑄造痕跡和馬蹄底內殘存的鐵芯，再結合金屬成分檢測結果，有以下幾點認識：
(1) 首先可以確認，銅奔馬是沿用商周時代傳統的青銅陶范鑄造法分段鑄造鑄接而成，而不是之前有觀點誤認為是采用春秋戰國以后的失蠟法鑄造的。
(2) 通過綜合分析，認為當時鑄造銅奔馬時，工匠在馬的右后腿內夾鑄了卯榫狀鐵芯骨，以增強馬腿的強度和支撐力，這是銅奔馬鑄造工藝的新發現。鐵器大約是春秋中晚期大規模出現的，具有比青銅器更加堅硬結實的質地和性能，青銅的熔點為1084.62 ℃，而鐵的熔點為1539 ℃。馬踏飛燕的制作者在設計之初，便考慮到了僅僅依靠一條青銅質地的馬腿，其強度不足以長期支撐一足踏在飛鳥之上且重量超過7 kg的奔馬。于是巧妙地利用青銅和鐵兩種熔點不同的金屬，將當時最堅硬的金屬鐵，鑄在起支撐作用的青銅右后腿內及其他腿內，做成堅固的鐵骨銅腿。銅制動物腿部夾鑄金屬條做加強筋的鑄造工藝，在秦始皇兵馬俑出土的青銅仙鶴等長腿禽類動物腿內曾經發現過(使用青銅條做芯骨加強腿部支撐的工藝)。這次鑄造銅奔馬時，工匠利用這種傳統工藝，在銅奔馬的右后支撐腿內，特別設計制作了型鐵構件作為加強筋，并且在腿根、踝關節、蹄足等受力部專門做了榫卯狀特殊處理，使銅奔馬得到了最佳強度和支撐效果，令這匹銅奔馬一足掠踏飛燕之上歷經2000年佇立不倒。
(3) 銅車馬儀仗隊中甲型馬和乙型馬鑄造工藝不同：雖然都是先鑄馬頭、身軀，分鑄馬腿，再鑄接成一體，銅腿內鑄夾鐵芯骨，但甲型馬銅質純凈，鑄工精細，墊片不清; 而乙型馬銅質不純，鑄工粗糙，墊片清晰可見。造型上，甲型馬身軀高大矯健，耳較長直立向上，尾做弧形，末端打結，收尾處細長; 而乙型馬皆形體肥壯，耳較短而前傾，馬尾扁平彎曲，乙型馬的身材比例不及甲型馬勻稱。另外，甲型馬無銘文，乙型馬刻有銘文。很明顯甲型馬和乙型馬不是同一模型和工藝制作的。30匹甲型馬，是一批制品，而刻有銘文的8匹乙型馬則是另外一批制品。
這次金屬X射線探傷結果中有兩點未解之謎：
一是為何在銅奔馬和甲型馬的探傷造影圖中，馬身上看不到范鑄銅質墊片痕跡?
二是為何銅奔馬制作如此精致，卻在馬臀上使用兩塊鐵質墊片而不用銅質墊片?
這些未解之謎還有待今后進一步探索研究。這匹飛翔的青銅奔馬不僅是古代工匠的杰出之作，而且也成為了中國眾多文物的代表，成為古老中華文明的一種象征。
