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[量产刀] 量产神兵:Rockstead及相关钢材和工艺简介

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发表于 2011-3-26 03:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 hohohoho 于 2011-3-27 17:22 编辑

自去年以来,Rockstead在本坛火了。本着我为人人人人为我的宗旨,小子将网上有关Rockstead的信息资料收集整理了一番,现呈献于此,供诸位同好参考。因水平有限,不当及谬误之处,还望批评指正。


Rockstead 图1

Rockstead 图1


Rockstead 图2

Rockstead 图2


Rockstead 图3

Rockstead 图3



1. 公司地理历史

Rockstead Corporation其实是石田工业株式会社的刀具制造部门,Rockstead这一商标名源自石田工业的创始人名字的英译。石田工业株式会社位于大阪府的传统制刀重镇歧阜市,创立于1931年,迄今已有八十年的农具、林园工具、加工机械等的设计和制造经验。Rockstead的现任总工程师是花田洋(Hiroshi Hanada)先生。


石田工业株式会社Google地图

石田工业株式会社Google地图



2. 制刀流禾呈

Rockstead的所有用来生产加工刀具的工具和器械都在同一个厂房里。技术人员首先做一个刀模,再用专用测量工具量得该刀模所有的三维参数。根据这些参数,CAD软件生成三维CAD制图,然后CAM软件再将生成图转成车床可读取的数据。数据输入车床后,车床对相关刃材进行高精度三维加工成型,包括生成刃型。然后是热处理,这一步经过特殊设计,以保证热处理后刀子不会出现扭曲变形。热处理完成之后,下一步就是关键而耗时的人工研磨了。初级研磨采用砂纸水磨。砂纸的目数渐次增加,比如400,600,800,1200,2000。研磨過程中必须避免在刃面引入任何划痕,否则将导致返工重磨。砂纸水磨完成后,再对刃面进行精细抛光。最后用软皮革进行超精细研磨,以产生完美镜面,而刀尖的超级完工度则由Rockstead发明的某种特殊工具实现。整个研磨及镜面处理過程几乎需时一个月!这时,根据刀刃所用的钢材,有选择的进行表面处理,比如在非不锈钢的刀刃上淀积3微米的类钻碳(DLC)、或钛铝(TiAln)或钛铬(TiCr),以提高刀锋强度并保护镜面抗锈蚀。

3. 刃型

Rockstead对刃型的选择基于这样一个原则:刀刃必须既锋利又强壮。于是他们采用了传统日本刀上使用的HONZUKURI(蛤刃)和KATAKIRIBA(一面凸磨一面平磨)刃型。实践证明,这样的刃型性能卓越,但加工過程费时而昂贵。通过对刃角与锋利度及保持性之间关系的精心研究,Rockstead又开发出了具有自己特色的SHINOGIZUKURI(类似平磨)刃型。采用SHINOGIZUKURI刃型的刀,刃根处的开刃角度为30度,然后连续渐变到刀尖处的24度,这样受力比较大的部位刃角也比较大,而受力相对较小的部位刃角相应较小,于是刀刃的锋利度和强壮度得到了很好的兼顾。


KATAKIRIBA(一面凸磨一面平磨)和HONZUKURI(蛤刃)刃型

KATAKIRIBA(一面凸磨一面平磨)和HONZUKURI(蛤刃)刃型




SHINOGIZUKURI(类似平磨)刃型

SHINOGIZUKURI(类似平磨)刃型



4. 镜面处理

在显微镜下,你会发现一般刀的刀锋都不平整,有很多微锯齿存在。这些锯齿的突出部分是导致崩刃的原因之一。但Rockstead的刀就不存在这些锯齿,因为他们的刀自刀脊到刀锋,全部作了镜面处理。Rockstead的刀锋表面之光滑,在显微镜下一目了然,当然你也可以用自己的指腹去感受(千万注意安全!!)!而连砍干竹几百刀之后犹能削纸如飞,则淋漓精致地展示了经这种镜面处理的刀锋的无与伦比的强壮与锋利(当然,钢材的选择也至关重要,这点后面有详述)!


刀锋显微图

刀锋显微图



5. 钢材

Rockstead使用得最多的两种钢材是YXR7和ZDP189,这两种非常适于製做高级刀具的钢材都由日立金属有限公司生产。

YXR7属基体高速工具钢(matrix type high speed tool steel,具体碳元素含量不详),经恰当热处理之后,可以达到高至HRc65的硬度及同时极高的强度。YXR7的此等优良属性,保证了前面所述“竹与纸”这样的“神话”能被Rockstead的刀子实现。不过YXR7相当不易加工,并有易锈的缺点。为了克服YXR7易被锈蚀的问题,Rockstead采取了两个措施:一是对刃面进行镜面处理,二是在YXR7表面淀积高硬薄膜,比如类钻材料、钛铝膜或者钛铬膜。即便如此,使用完YXR7制成的刀,最好还是及时用布将刀擦净,以多一道防锈保险(记住,使用和磨刀都会造成刀锋附近涂层的磨损!)。

ZDP189则属于刀具专用高级粉末不锈钢,这是一种高科技含量的钢材。由于其中碳元素含量相当高,因而能够实现极高的硬度,比如HRc67,所以,用ZDP189可以制成拥有惊人锋利度的刀锋。但ZDP189的强度一般,远低于YXR7,故ZDP189的刃不太适合粗用。为提高ZDP189刃的强度,Rockstead的某些刀使用了夹钢,具体方法是用相对较软但也较有韧性的ATS34夹ZDP189,ZDP189被夹在ATS34中间类似三明治。

Rockstead似乎并不满足于YXR7和ZDP189的优良性能,他们想要找到一种硬度和耐磨性都要高于YXR7的超级钢,于是粉末高速工具钢HAP72吸引了他们的目光。HAP72中碳元素含量高达2.1%,钨、钼、钴的含量都在8%以上,耐磨性惊人,硬度更是达到了惊世骇俗的HRc70!基于HAP72的原型刀已经完成,但由于造价过于高昂,量产及销售被延后。


钢材化学组份

钢材化学组份




YXR7与ZDP189、ATS34及440C性能对比

YXR7与ZDP189、ATS34及440C性能对比




多种钢材的硬度强度及耐磨性对比

多种钢材的硬度强度及耐磨性对比




多种钢材耐磨性及强度测试数据对比

多种钢材耐磨性及强度测试数据对比




多种钢材的标准热处理条件列表

多种钢材的标准热处理条件列表



6. 涂层

Rockstead的涂层总的来说分两大类,一类是类钻涂层,另一类是含钛薄膜。

类钻涂层(DLC coating, Diamond-like carbon coating)厚3微米,呈偏黑色,碳涂层的淀积在500摄氏度的真空蒸发腔中完成,涂层硬度可以达到维氏Hv1800。实践证明,表面的DLC涂层可以有效保护YXR7刃,使其不易锈蚀并令刀锋更加强壮,同时,增添刀子的冷峻之美。由于YXR7钢材的硬度很高,即便YXR7刃受到外力冲击,其表面的DLC涂层也不致龟裂或脱落。

含钛薄膜(HPC,hyper coating)也厚3微米,分两种,一是钛铝(TiAln),另一是钛铬(TiCr),其中钛铝薄膜大致呈现淡紫色,而钛铬是无色至淡蓝(由于资料有限,这点不是十分确定!)。含钛薄膜的硬度要高于类钻涂层,可以达到Hv3000,这个硬度值甚至大于玻璃台板!由于YXR7的回火温度是580摄氏度,所以不必担心500摄氏度下的膜淀积会对刀刃产生任何不良影响。


类钻(DLC)涂层

类钻(DLC)涂层




钛铝涂层(属HPC)

钛铝涂层(属HPC)




钛铬涂层(属HPC)

钛铬涂层(属HPC)



好了,基本就这么多了,小结一下。总的来说,Rockstead的刀子的性能和价格都相当惊人。至于性价比如何,仁者见仁智者见智。我个人很喜欢这个品牌。因为在我看来,它很好地融合(或者说结合)了传统与现代。Rockstead的工程师们将最新的科技用在了最经典的刃型上,目的是要达到锋利和强壮的完美统一。为此,他们不断创新,不断改进,追求卓越,追求变态。而这,也许对整个制刀行业都会有所启发吧。

全文完,感谢阅读。

主要参考文献:
http://www.rockstead.jp
http://www.isd-ishida.co.jp/English/rockstead.html
http://www.hitachimetals.com
http://maps.google.com
http://www.2sharp.nl
http://tw.myblog.yahoo.com/meiyuan989-meiyuan989/article?mid=7505
http://www.bladeforums.com/forums/showthread.php?t=399334
http://www.bladeforums.com/forums/showthread.php?t=596487
图片来自网络

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  • TA的每日心情
    开心
    2018-12-22 15:38
  • 签到天数: 68 天

    [LV.6]常住居民II

    发表于 2011-3-26 03:04 | 显示全部楼层
    不顶不行。这么好的帖子。
    花田洋先生应该也算是大师了吧。
  • TA的每日心情
    开心
    2018-6-25 13:54
  • 签到天数: 4 天

    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2011-3-26 03:10 | 显示全部楼层
    射精之前强帖留名,好文,超赞,

    该用户从未签到

    发表于 2011-3-26 03:22 | 显示全部楼层

    该用户从未签到

    发表于 2011-3-26 03:55 | 显示全部楼层

    http://www.xwtool.net.cn/

    本帖最后由 zola_4 于 2011-3-26 07:12 编辑

    我想补充一点点,HAP72的硬度和耐磨耗性是超高,但是据我了解的资料,韧性跟YXR7比似乎还有差距,我贴张钢材公司自己的数据图 未命名.jpgbvnv.jpg
    另外这个品牌在量产刀里如果抛开价格因素,其品质可以说是非常高的,但也就是属于量产里高端发烧级的刀而已,说神刀还是有点过了,
    话说因为这个牌子的刀,坛子里引起了切书热,俺也把它作为研磨的目标努力,结果嘛,呵呵,等下个月有空我在上测试图~
    我现在比较感兴趣的是它的涂层技术~
    未命名.jpgvxxb.jpg

    该用户从未签到

    发表于 2011-3-26 04:06 | 显示全部楼层
    我十分喜欢这个品牌的刀具
    不论从实用还是观赏价值来说都超越了不少手工刀具
    从它的生产方式来看,它跟手工刀具的界限其实非常模糊
    属于必收的刀,当然是经济允许的前提下
    不过这样的刀自己维护无法达到原厂水准
    就跟日本刀得找研磨师一样

    另外相对于平磨,我个人更热衷于传统的凸磨
    所以fk的直刀也是我眼中的刀友必备,实用级别的必备

    该用户从未签到

     楼主| 发表于 2011-3-26 05:25 | 显示全部楼层

    http://www.klmding.cn/

    本帖最后由 hohohoho 于 2011-3-26 13:25 编辑

    5# zola_4

    多谢Zola兄的补充。关于HAP72(还有HAP40,都是日立的产品)的性能,网上的资料的确有相互矛盾之处。Rockstead的官网上是这样描述的:“HAP72(Steel material of phantom) We are researching a steel material that is stronger than YXR7. And, the hardness of this steel is HRc70.”这里用“stronger”比较令人费解。为稳妥起见,我在文中主要强调了HAP72的耐磨性和超高硬度。
  • TA的每日心情
    开心
    2017-2-13 03:22
  • 签到天数: 70 天

    [LV.6]常住居民II

    发表于 2011-3-26 05:50 | 显示全部楼层
    现在明白为啥这刀这么贵了,真TNND神器啊!

    该用户从未签到

    发表于 2011-3-26 06:56 | 显示全部楼层
    花田洋神刀,我辈只能仰望!

    该用户从未签到

    发表于 2011-3-26 07:45 | 显示全部楼层
    5# zola_4  

    多谢Zola兄的补充。关于HAP72(还有HAP40,都是日立的产品)的性能,网上的资料的确有相互矛盾之处。但Rockstead的官网上明确指出:“HAP72(Steel material of phantom) We are researching a steel ...
    hohohoho 发表于 2011-3-26 05:25

    关于其官网上的这段介绍我并不怀疑,HAP72的强度是很高的,从我贴的第一张图就能看出,但是强度和韧性还是两个概念,比如断裂强度是用材料断裂所能承受的最大应力来衡量的,而韧性通常用材料达到断裂破损所能承受的冲击功来衡量的(高韧性不仅需要高强度,而且需要有比较高的塑性指标),一个是趋于静态受力的過程,一个是趋于动态的冲击做功過程,所以HAP72强度很高,但韧性一般并不矛盾,简单的说,用这种钢材做的刀,其切割保持性会极度牛B(偏向于静态受力),但其并不耐冲击,所以不适合暴操,相比的话,如果使用得比较暴力的话,YXR7更适合,我的看法,呵呵

    该用户从未签到

    发表于 2011-3-26 07:58 | 显示全部楼层
    rockstead的刀应该没人会拿来爆操,毕竟没办法自己保养
    操崩了自己是没办法磨出那么养眼的刀面的,就算用钝了也会想要回厂吧

    该用户从未签到

    发表于 2011-3-26 08:01 | 显示全部楼层
    用这种钢材和技术来做别的刀型也应该非常不错

    该用户从未签到

    发表于 2011-3-26 08:20 | 显示全部楼层
    赞lz 用心了
    高端的很 返厂才能维护 就不在俺考虑之列了
    显微镜的图很有说服力 期待早日论坛出现 砍完竹的 和切完书的 显微图 没损伤不是说看看或摸一下就能得出结论的
  • TA的每日心情
    擦汗
    2013-7-20 01:16
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2011-3-26 08:56 | 显示全部楼层
    补充一点,ROCKSTEAD虽然是最近才风靡起来的,其实这个厂子已经有70多年历史了,以前是做园林用刀具出身的。
    为什么这么贵除了楼主说的几点以外,这个变态厂子为了做刀子自己设计NC机床...,专门设计定制来5轴NC机床来就为了加工那复杂形状的刀体... 自己算算成本吧...

    该用户从未签到

    发表于 2011-3-26 09:14 | 显示全部楼层
    rockstead 的锋利度是惊人的   毕竟那个打磨是无人能及的     但是就yxr7的神话  我想说几句    在我疯狂的削纸后   依然会出现肉眼可见  但用指甲划无触感的白线    好几段     并且是在特定的角度光线下可见   (也就是狠狠细微)     不会像CR的30v那样是很明显的白线        不知道是我对白线的定义有误解(这种不能叫白线)还是由于打磨的过于精细   锋线上会留有很细微的毛边    在大量的削纸后导致毛边卷了  而并未伤及到真正的刀刃
        总之   最终的锋利度是一点没有变化     说实话      花田洋测试时砍竹子   说无伤是不可能的    只不过是在某一个限度上     没有很明显的崩口等等     要说连点白线都没有      我不信       这是我玩过之后的真实感受     不过说实话rockstead确实是一把应该列入收藏夹的刀的

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    参与人数 1参与分 +1 收起 理由
    伶衣冠 + 1 经验

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  • TA的每日心情
    开心
    2017-5-1 22:52
  • 签到天数: 4 天

    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2011-3-26 09:24 | 显示全部楼层
    果然是神兵利器,rockstead我记住你了。。。
  • TA的每日心情
    开心
    2022-4-26 13:39
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2011-3-26 09:32 | 显示全部楼层
    楼主辛苦!以前一直没怎么关注过这个品牌的刀,看了楼主的介绍,有了入手的冲动
  • TA的每日心情
    开心
    2018-10-15 14:39
  • 签到天数: 387 天

    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2011-3-26 09:37 | 显示全部楼层
    用完了不能自己打磨啊~~
  • TA的每日心情
    擦汗
    2013-9-27 08:13
  • 签到天数: 6 天

    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2011-3-26 09:41 | 显示全部楼层
    很想收一把用(不是贡)
    但是看那妖孽的镜面跟开锋...
    再耐用的钢难免有磨损的时候.
    不认为有能力能自己打理 只能指望返厂(麻烦阿)
  • TA的每日心情

    2020-5-11 08:59
  • 签到天数: 5 天

    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2011-3-26 09:48 | 显示全部楼层

    http://www.szsuna.net.cn/

    不过说实话rockstead确实是一把应该列入收藏夹的刀的
    我爱八极拳 发表于 2011-3-26 09:14





    早就被我放入 IE 收藏夹啦。

    放入收藏包,还是等待  仁 吧
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