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TA的每日心情 | 怒
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发表于 2013-9-30 19:59
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本帖最后由 duckbillclinton 于 2014-7-10 14:52 编辑
点评释疑 3
由于工作原因，我的帖子断断续续地写了很久还没写完。相信有不少想尝试自己制作的刀友已经等不及了，可能有的已经跑到我引用的国外网站去直接搜帖、机器翻译了，呵呵。虽然本帖的点评释疑 3 是一拖再拖，但我在厨刀版里发的不锈夹钢的制作科普及本帖的原文及点评释疑 1， 2 已经交代了足够详尽的实践和理论知识了，论坛里有锻打手工刀经验的朋友都应该能够以此为据打制出自己的不锈夹钢作品。在我写这两贴之前，我翻了国内几个刀剑论坛，好像都没见到有不锈夹钢作品的（可能是我找得不详细），现在，我们这里的 DIY 版已经有刀友成功尝试了。写了这么长的帖子，也值了，希望我们以后能见到更多的成功例子。
言归正传，不锈夹钢的大部分理论知识已经写得差不多了，手工制作中无非就是以下几个难关，
- 夹钢层在高温中的密封处理（不锈钢中的铬在高温中的氧化会导致夹钢层无法煅合）；
- 夹钢层高温煅合温度的选定（煅合不完全，热处理时夹钢层会开裂）及锻打温度的选择（温度过高，钢材容易打裂，温度过低，钢材内产生应力过多，锻打完成后要退火、或增加正火次数，以免淬火时变形、开裂）；（注：锻打和煅合是两个概念。煅合是指两块钢材在高温中能敲成一块，英文里的专业用词叫 “forge welding”，是非常清晰的，因为“weld”的意思就是“焊接”，“forge welding”就是锻焊。锻打 ("forging"
 ， 是指同一钢块在高温（或常温）中通过机械外力控制形变，从而制作出所需的形状。） - 夹钢热处理的策略（处理不好会达不到性能要求）；
克服了这三个难关，不锈夹钢手工制作就易如反掌。之前我的帖子里重点概括了上述的点 1 和 3 ，2 只讲了锻打温度，现在我就讲一下不锈钢和高碳钢的高温煅合（英文里的专用词叫“锻焊“）。
在 DIY 版里的另一个刀友的帖子里（ 参考：http://www.knifriend.com/forum.p ... =885872&pid=7725710 ），我的回复指出了不锈夹钢的煅合温度的选定策略，即具体思路为，
- 不锈钢的可锻温区和熔点一般要比高碳钢要高，因此，不锈夹钢所采用的煅合温度,，应该高于所采用的不锈钢种的可锻温区的上限，但要低于高碳钢的熔点，即介乎于两者之间。
举个实际的例子，本帖中 Burt Foster 用的是 416 不锈钢和 52100 弹簧钢。根据国外钢厂的数据， 52100 的可煅温区为 927°C - 1232 °C , 熔点 1424°C ； 416 的可煅温区为1065°C - 1149°C ， 熔点 1490°C 。 Burt 选用的煅合温度是 1370°C （即华氏 2500°F），在这个温度里， 52100 已经接近熔点， 416 也超越了可煅温区不少，大力的锻打来压合夹钢层只会导致钢材的开裂，所以他使用了液压机去做首次煅合，之后温度降下来了，才锻打。在使用上，液压机和气锤对钢材温度的影响是不同的，因为液压机的上下钢砧面积大，而且是挤压动作，砧体与钢材接触时间长，所以吸热多，钢材降温快，气锤的钢砧较小，敲打动作，接触时间短，对钢材温度影响稍小。对于不锈夹钢初次的高温锻焊，如没有液压机的话，最好采用手工敲打煅合，因为力度可以直接控制，而且打的时候可以感觉到钢层的煅合，锻打时，要均匀地从钢块一头的中间部分打到另一头的中间，之后重复在钢块一头的左右两边打到另一头的两边，以杜绝钢层间空洞形成。首次锻焊手打完成后，便可以气锤锻打了。至于其他的国外刀匠，多数会采用约 1300°C 的锻焊温度（个人感觉 Burt 选用的温度太高了）。在这里，对于手工不锈夹钢制作，我还是重复那句话，冶金测温枪是您最好的朋友，不论成功与失败，您都应该知道实际温度是多少。
注： 理论上讲，金属的煅合是没有固定的温度的，熔点的 50% - 90% 之间，同种的金属块都有可能煅合（无氧化层干扰的情况下）。之前我在厨刀版里的科普贴点评释疑 1 里指出刀匠 Ian 有可能采用 了1000°C 左右的温度作 304 和 80CRV2 的锻打，其实这个温度已经是超过了两种钢材熔点的三分之二，所以理论上，是可以煅合的。一般钢材达到可锻焊的温度时，表面会变得光滑（刮掉氧化层之后显出的钢材本体），有点像冰…… 有经验的刀友们应该比我更懂这个，呵呵。
我们上面讲完了不锈夹钢的锻焊温度之后，现在就来补充一下夹钢层的高温密封处理煅合的另一方法- 化学密封煅合法。我想不少刀友都在等我写这个，不过，我个人却极不建议这个方法，原因是成功率低，锻打麻烦兼有点小危险，而且需要燃气炉进行炉膛气氛控制（因为燃气炉的燃剂量可控，增大燃气入炉可以将炉膛内氧气完全消耗，多出的燃气会在炉膛外燃烧。英文里，这种燃气炉的气氛控制叫 “reducing atmosphere”。另外，相对于焦炭炉，燃气炉的使用也可以减少钢材的磕碰，从而减少助焊剂的掉落。） 所以，我建议大家看看就好，无需认真。
国外的刀具手工锻打，涉及锻焊的，多数都会采用助焊剂（”flux”），它的作用是通过化学反应防止钢材表层在高温中氧化，同时也能降低表层的熔点，从而使锻焊变得容易些。这坛上不少的刀友都知道硼砂这东西，这就是国外最经常使用的助焊剂。对于助焊剂，国外的铁匠有不同的“秘制”配方，有古董的，有现代的，形形色色不下几十种（网上可以下载）。至于不锈夹钢的制作，我们要用专门设计的助焊剂配方去防止氧化，从而可以煅合不锈钢和高碳钢，它的具体的成分和使用方法如下，
1份氯化铵 + 2 份硼酸 + 3 份硼砂 ，加热水混合成饱和溶剂（注意：此溶剂毒性及腐蚀性都很强）。不锈钢和高碳钢点焊（注：只是点焊就可）成一块之后，浸泡入上述的溶剂中（可摇晃钢块）直至钢层中所有气泡都溢出，然后取出烤干，再次浸入溶液（这次不用泡了），稍停后取出再次烤干，数次之后，钢材的表面就会有一层上述成分的漂亮结晶，然后就可以入燃气炉了。当钢材红了之后，可以继续撒一些上述助焊剂的混合干粉增加效应。至于之后的煅合锻打等，均与焊接封闭煅合法一样。
使用助焊剂手工锻打钢材的弊病是，一般现代的助焊剂配方都有腐蚀性成分（脱氧作用），在高温中，腐蚀性被增强，锻打时会四处飞溅，所以一定要带护具、面罩。（假如上述的助焊剂在锻打中溅到身上，高温加腐蚀，很快就可以弄出个洞。）另外，使用腐蚀性助焊剂也会腐蚀炉膛。基于以上两个原因，不要说不锈夹钢的制作，就算是普通碳钢刀具制作，国外比较熟练的刀匠、铁匠都会尽量少用、不用助焊剂。
另外，助焊剂的使用并不是西方的刀匠专属，我们东方的传统工艺里也有这种东西，而且非常简单，但里面的科学原理却相当的有趣、巧妙。现在，西方的刀匠们也实践出了更简单的助焊剂配方。具体的对这两样东西的介绍，我将另文详述。
点评释疑 3 完 {:5_148:}
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发表于 2013-9-29 23:32
