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古代锻造刀剑和现代冲压刀剑

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  从细分的角度,现在意义的锻造是成形工艺,不能均匀材料和提高纯度的,属于古法锻打一部分的折叠才行,至于控制含碳量,那始终是热处理和渗碳等的领域,与锻打可以重叠和混杂,但不能等同(所以科学才是精确和准确的)。

  硬度、抗弯曲强度、抗压强度、(单次)冲击韧性、多次冲击韧性,觉得古代钢好的直接把数据列出来就是了,数字最有力。

  现代手工刀剑玩的就是个手工艺术,要批量代替它们,可以上模锻、汽锤、落压、锻在配合机加修形和热处理,要精品的话NC、电火花线切割、珩磨随你挑,配上几千块一个就可以把温度控制在10度范围的电炉做热处理,风冷、灰冷、水淬、双液淬火、分级淬火随你挑,要表面硬度了,渗金属渗氮渗碳渗硼随挑,激光硬化、离子镀膜有的是手段,气相沉积钻石都行啊。ball3p发表于2011-6-610:31

  现代的高炉钢铁通过冲作的流水线刀剑,和古代锻造的刀剑那一个得质量更好呢?

  这个质量如果就如上说的是指钢的硬度之类的指标,毫无疑问现代钢胜出。问题在于兵刃,尤其是长兵刃不是越硬越好,越结实越好的。冷兵器器讲究的是“刚柔并齐”,而且其使用要符合人体规律。

  从现在市场上的各种刀剑而言,短兵如匕首现代钢武器胜出,长兵器还不如古法手工锻研的。但需要说明的是,古法手工锻研也采用了弹簧锤、温度计等现代科学产物,和古代锻造的刀剑的方法不完全相同。如果严格指古代锻造的话,拿其中的最佳品应该是胜过流水线产品的。

  另外,这个话题曾经讨论过,为避免扯皮还要补充的是,用现代科技可以做出远超古代宝刀的仿古冷兵器,但成本过大且没有实际意义,因此现实中基本不存在。

  的白兔发表于2011-6-610:44

  笑笑,力学研究和工程应用这么多年,按力的作用形式和工程需求制定的这么多指标比不过一个刚柔并济的模糊概念?冷兵器?冷兵器的形式也超不过车刀、铣刀、冲模和插齿刀的形式。

  

mqllisa发表于2011-6-600:12[url=forum.php?mod=redirect&goto=findpost&pid=10712714&ptid=430855]" target="_blank">这文件是10年前的资料了,先在的俺也找不到,不用,看表2/6/8的数据就好,ASP2017,HRC64下,6500的抗弯强度,70的冲击韧性,6的挠度,再对比M2,顺便说,典型的高韧性工具钢,120左右的冲击韧性就是很高的了,而且绝不是在HRC64下能达到的,一般也就HRC50、55上下。jadefox发表于2011-6-611:09

  现在根本没人做实用化的冷兵器了,想用现代方法做把真正好用的冷兵器,还得慢慢摸索实践去,而且做一把玩票之后基本没第二把了,你摸出经验来也没人要你的好刀。辞旧迎新傅山叉发表于2011-6-611:11

  我的观点是:“用现代科技可以做出远超古代宝刀的仿古冷兵器,但成本过大且没有实际意义,因此现实中基本不存在。”

  那好吧,事实胜于雄辩

  请找出任何一把现代高炉钢的量产刀,品牌、型号、链接和古代刀的精品之一——备前基光进行比较,发到国内或国外的权威的兵器论坛去让第三人评价如何?

  madcatclan发表于2011-6-611:18

  [i=s]本帖最后由madcatclan于2011-06-0611:33编辑[/i]

  [quote][size=2]mqllisa发表于2011-6-600:12[url=forum.php?mod=redirect&goto=findpost&pid=10712714&ptid=430855]

  大家都知道,古代通过锻打法制作刀剑,其主要目的是均匀材料的分布和提高钢的纯度,那么问题来了,现在钢铁的纯度还有材料的均匀理论上来说都已经达到了古代锻打制作也达不到的地步,那么现代的高炉钢铁通过冲作的流水线刀剑,和古代锻造的刀剑那一个得质量更好呢?

  

  楼主的问题是古代铁匠锻造的刀和现代工艺造的刀谁的质量好

  我觉得可以分成两类

  一类是比大规模生产用的刀。就是说成本要尽可能低,数量要尽可能多,要快速装备起一支军队来的那种

  现代用成品的低碳钢冲压形成刀体,然后用液体渗碳工艺很快就可以让刃部硬度高而刀身韧度高

  其生产速度、效率、成品的质量都不是古代的工匠可能比拟的

  另一类是不计成本,仅造一把或几把的极品刀具,用来当什么宝刀……

  那么古代的方式无非是锻打和夹钢

  现代直接用高速工具钢做锋,用合金钢做背,一样不是古代所谓的宝刀能比拟的

  PS

  现代法生产刀具是赚不了太多钱的

  要赚钱,就要用古法,把刀做成工艺品……工艺品和工业品的价格可是天差地远的

  利润也是天地之别

  至于工业品的大批量生产优势,现代谁还要装备刀的……除非你来个虫洞卖到古代去

  随手抄点钢材资料,愿意看的大能可以细看

  碳合金钢(非不锈钢)

  这一类钢材是通常用于锻造的钢材。其实不锈钢也是可以锻造的(象SeanMcWilliams就锻造不锈钢),但非常困难。另外,同一块碳钢可以用经由分段冶炼方法来获得非常坚硬的刃端和坚韧而具弹性的背端,而不锈钢不可以这样冶炼。当然,在不同程度上碳钢比不锈钢容易生锈,也比使用不锈钢风险大--但我相信,只要热处理方法正确,下面举出的所有的钢材都相当不错。在AISI钢材命名系统中,10xx是碳钢,其他的则是合金钢,例如,50xx系列是铬钢。在SAE命名系统中,带有字符标示的(例如,W-2,A-2)是工具钢。另外还有ASM命名系统,但它在刀具界中很少被提及,所以在这里我们可以忽略它。通常在钢材名称中的最后一个数字即为该种钢材的含碳量,如1095约含0.95%的碳,52100约含1.0%的碳,而5160则约含0.60%的碳。

  ---------------------O-1----------------------------------

  O-1

  这是一种应用得很广泛的优秀钢材,用作刃材可加工出非常坚韧和可深度打磨的刀刃,但它容易生锈。Randall刀具和MadDog都用0-1。

  O-1:油硬级(Oil-Hardeningtypes)之工具钢材最广泛被使用,而其中最佳者是O-1型,其高锰伴同铬与钨可增加硬化能,使钢材可不需剧烈之水淬(代之以嵹鵐的油淬)也能硬化至高硬度(HRc62)水平。O-1钢之加工性佳,但韧性及耐力则较弱。美国着名刀匠Randall便多以O-1工具钢作其刀身之材料。

  0-1

  0-1可能是用来做刀最容易的简单型合金钢材,用它制造的刀锋完全可以很好地胜任日常的用途;而且热处理很容易。还有呢?嗯,大师Cooper使用这种钢材多年,大伙儿都很喜欢他的刀,因为够结实。还有,一位最杰出的刀匠曾经说过,0-1如果处理得好的话可以砍断任何一种大马士革;而且没人反驳他。0-1刀锋保持力很强。除非你运气不好遇到钢材中有瑕疵,一般来说0-1都能够被打磨得很精细。就算你不怎么会热处理,你也可以用0-1来反复,只要你不把它熔掉。而且,它很坚韧,你可以放心打磨。

  ---------------------0-6-----------------------------------

  0-6

  0-6是仅次于0-1的容易热处理的钢材,但是打磨它绝对是个噩梦。非常完美的晶状结构和硬石磨粒子组成了这种超级坚韧耐磨的钢材。0-6的刀胚料都要经过高温碾压处理和精细打磨,高温碾压处理的价格还算合理。0-6胚料有种奇特的近似桔红色的光泽,非常坚韧,在打磨时这一点更显著;用它做出来的刀锋保持性出奇地好,甚至胜过大马士革和0-1。

  ---------------------W-1-----------------------------------

  W-1,W-2,和10--系列

  W-1,W-2,和10--系列(从1045到1095)等等都是构成非常简单的钢材,而且都只经过很浅的淬水过程,所以它们常被用来制作刀刃硬度分层次变化的刀具,比如传统日本刀。这类钢材最显著的特征是坚韧,所以用它们制造专业切割刀、弹簧和锉刀等产品。适合用打磨带来打磨。用作刀锋的话,1045勉强可用,1060不错,1084更好,1095、W-1和W-2就很出色了。W-1和W-2常常被称为O-F(Old-File老锉刀)。这个系列中常见到含碳量过高的钢材,它们因为太硬,所以无法做成好刀。

  W-2

  这种钢材由于含有0.2%的钒,因此可用于加工相当坚韧和可打磨的刀刃。大部分锉刀都用W-1,一种与W-2很相似的钢材,只是W-1不含钒。

  ---------------------10-系列------------------------------------

  10-系列--1095(1084,1070,1060,1050,等等)

  在刀具业中,1095是被用得最广泛的10-系列钢材。按从1095-1050排序,总地来说,含碳量从高到低,可达到的打磨度也从高到低,但坚韧性却从低到高到最高。

  同样的,按从1060-1050排序通常适应于制剑业。而对刀来说,1095是一种很“标准”的碳钢材料,性能良好而且成本不贵,具有适当的坚韧度和打磨度。这是一种较单纯的钢材,容易生锈,仅含有两种合金成分:0.95%的碳和0.4%的锰。KABAR系列通常使用1095,再加上黑色涂层。

  -----------------------碳V-------------------------------

  碳V

  碳V是一个ColdSteel(冷钢公司)专用的术语,它并不一定是指某种特殊的钢材,确切地说,它指ColdSteel采用的任何一种钢材,代表着他们不断选用不同钢材来制造刀具的历程。以我之见,碳V的性能大致在1095系列和O-1系列之间,抗锈能力和O-1差不多。我曾听人说碳V就是O-1或1095,现在我知道它们当然是不同的。很多业界人士说它是0170-6,而有rec.knives的读者作过粗略实验后,好象指出它是50100-B,其实50100-B和0170-6是同一种钢材(见下文)。这就是今天的碳V的情况。

  碳V(CarbonV):COLDSTEEL的专利钢材,一种经过精心冶炼的高级的碳合金钢,是冶金学和实验科学的杰作,它的成分和O-1很类似。在发明这种钢材的过程中,ColdSteel公司将各种刀刃拿来作所谓的“ColdSteel挑战测试”,按结果将它们分类,以便检验其微结构组成。用这种方法,最后总结出了钢材和冶炼方法的优劣排序,并制造出最好的钢材。ColdSteel购买了大量高级的高碳刃材钢来重新冶炼,这些高碳钢含有少量其他的合金元素,在冶炼时,这些元素增强了刀刃的保持能力和弹性,使钢材超出了其原来的品质极限,更适合用来制造刀刃。然后,将刃材在熔盐中热处理,再在温控油中淬火,形成刀刃的毛胚。再经过专业的热处理过程,包括严格控制的奥式体化温度、预先设定的浸泡次数、特殊选定的淬火物质和精确的回火时间和温度。这种生产流程使每把刀都有同样的优秀品质,甚至比昂贵的手工刀更佳。

  ------------------------0170-6-------------------------------

  0170-6和50100-B

  同一种钢材却有不同的名称:0170-6是炼钢业的叫法,而50100-B是AISI的命名。这是一种很不错的铬-钒钢,有点象O-1,但比0-1便宜得多。刚去世的Blackjack曾用O170-6制造过一些刀。碳V可能就是0170-6。50100基本上是52100,但铬含量只有52100的1/3。而50100-B中的B表示这种钢材加入了钒,是铬-钒钢。

  ------------------------A-2------------------------------

  A-2

  A-2是一种非常优秀的压缩钢材,以很好的坚韧性和打磨度而著名。因为是压缩钢,所以不能指望它可以进行分段冶炼,突出的坚韧性使其常常作为生产战斗刀具的首选。ChrisReeve和PhilHartsfield都采用A-2,而Blackjack的几款刀也是用的A-2。

  A-2

  A-2是一种非常特殊的钢材,抗磨损能力特别强,并且有很好的抗退火能力和抗变形能力。打磨起来比0-1更困难,但也没到很极端的程度。因为钢材中加有5%铬的缘故,所以锯料过程比较。它的打磨效果非常光整漂亮,难得见到瑕疵。PhilHartsfield发现这种钢材的刀锋切割能力好得令人难以置信,而且弹性很好。其他几种A-系列钢材都很适合用来做刀刃。

  A-2:金属加工用之高韧性耐磨工具钢材A-2,属风硬钢,含碳量颇高,约1%,经热处理後可达HRc57之硬度,铬含量约5%,经打磨後钢材表面光泽较暗,耐蚀性优,延展性(极强),刀锋之耐损性亦佳。

  -------------------------L-6------------------------------

  L-6

  L-6是一种用于作锯片的钢材,最常用在伐木工具上,除此之外一般很难见到其它地方用它。采用油冷硬方法,使其硬度达到57HRC,这样的刀锋适合大多数切割用途,特别是回卷形的刀锋尤其适用。其特点是弹性很好,但容易生锈,这是简单型碳钢的通病。L-7和它很近似,只是含碳量更高一点。L-6是一种锯齿钢材,坚韧度和打磨度都很好,但容易生锈。和0-1一样,L-6是锻工的最爱。如果你不计较成本,这是制刀的最好选择之一,尤其是坚韧性要求高的刀具。

  -------------------------M-2-------------------------------

  M-2

  M-2是一种高温钢材,主要用于制造伐木工具。如果用来做刀,有一定挑战性,但可以在退火之前就完成刀刃的表面处理。M-2可能比D-2的刀锋保持性更好,但它更脆,所以不适合做大型刀具。

  M-2是一种高速钢,可以承受很高的温度,所以被运用在高温下的切割工作中。可以达到非常优秀的打磨度。它的坚韧程度当然比不上那些以坚韧而出名的钢材,但比不锈钢好,打磨度也胜过不锈钢。Benchmade在AFCK系列中开始用到M-2。

  -------------------------5160------------------------------

  5160

  5160常普遍的弹簧钢,它是在1060基础上加多1%的铬,所以更加坚硬(如果需要的话,它仍然可以加工出硬度层次来)。这是一种非常出色的做长剑的钢材,JimHrisoulas就用它做出了很多很好的刀剑。如果是长刃刀剑,硬度最好控制在50多HRC;而用做工作刀具的话,加工到60HRC都无妨。用5160做的刀具刀锋保持性非常好,适合用粗质打磨带打磨。它的外号是O-C-S(Old-Chevy-Spring老弹簧)。

  5160

  一种很普遍的高端钢材,主要是一种简单的弹簧钢加入铬来增强硬度,具有很好的打磨度。但其更广为人知的是杰出的坚韧性(象L-6一样)。通常被用于制造剑类(硬度低于50sRC)和使用强度大的刀具(最高硬度大于60sRC)。

  热处理

  材料:5160(弹簧钢)

  一种很普遍的高端钢材,主要是一种简单的弹簧钢加入铬来增强硬度,具有很好的打磨度。但其更广为人知的是杰出的坚韧性(象L-6一样)。通常被用于制造剑类(硬度低于50sRC)和使用强度大的刀具(最高硬度大于60sRC)。

  800度油淬,250度回火,保温几分钟,回火250度,保温几分钟意思是,如果你有热处理炉,达到250度时控制在这个温度,过几分钟后即可开炉.用土炉子时估计到250度左右了,把刀夹出迅速插入热煤灰堆几分钟即可完成回火.水冷,弹簧钢空冷有回火脆性,所以要水冷.没有高温计热处理炉,目测火色估温度.淬火后尺寸没变化,表面会有些轻微脱炭,不过没关系,研磨过后脱炭层就会被磨掉,弹簧钢都应该用油淬,可以达到60度或者再高一点,但是那样子落到地上或者用手掰都会断。油的冷却速度在工件温度200-300度跟水比肯定是不够,但是可以有效防止开裂。而且弹簧钢的淬透性很好,如果用弹簧钢做刀,那么还是用油淬比较合适。

  -------------------------52100----------------------------

  52100

  52100是一种滚珠轴承钢,一般不容易找到打磨尺寸合适的胚料,但它具有刀锋保持力和坚韧度好得令人恐怖。52100是把5160重加工,加入更多合金成分和碳,以达到更高的硬度和坚韧度。和5160一样,它也有亮的金属光泽。EdFowler开发出对这种钢材做热处理的高层技术。

  52100是一种滚轴钢材,只被锻工们使用。它和5160很近似,(但52100约含有1%碳,而5160约含有0.60%碳),比5160的打磨度好,但不如5160坚韧。常被用于制造猎刀和其他打磨度要求高而坚韧度要求不似5160那么高的刀具52100是一种滚珠轴承钢,一般不容易找到打磨尺寸合适的胚料,但它具有刀锋保持力和坚韧度好得令人恐怖。52100是把5160重加工,加入更多合金成分和碳,以达到更高的硬度和坚韧度。和5160一样,它也有亮的金属光泽。EdFowler开发出对这种钢材做热处理的高层技术洛式硬度在58~67高硬度的高碳鉻鋼52100則被廣泛地使用於內,外環,其工作溫度不得高於華氏350度

  名称对照:中国美国日本法国

  Gcr1552100SUJ2100Cr6100C6SKF3

  化学成份(%)

  C:0.95-1.05,Si:0.15-0.35,Mn:0.25-0.45,P:≤0.025,S:≤0.025,Cr:1.40-1.65

  热处理

  52100(GCR15)轴承钢:

  52100是一种滚轴钢材,只被锻工们使用。它和5160很近似,(但52100约含有1%碳,而5160约含有0.60%碳),比5160的打磨度好,但不如5160坚韧。常被用于制造猎刀和其他打磨度要求高而坚韧度要求不似5160那么高的刀具。轴承钢做刀不错,都能做砍刀了。回火的时候温度低一点就可以,200多度应该比较合适.

  GCR15球化退火工艺:加热到790-810度.保温.2-4小时.等温700-720度.保温.1-3小时,随炉冷至500度出炉空冷.

  淬火温度850.C.油淬.

  回火温度240.C保温90-120分钟.硬度HRC59。

  第二种方法:

  淬火(盐浴)650-700度预热8分钟再加热到850-860度保温8-9分钟后油淬

  回火160-180度8小时

  -----------------------D-2------------------------

  D-2

  D-2有时被叫作“半不锈钢”,含铬量较高(12%),但不到不锈钢的程度。它比提到的碳钢的抗锈性都好,也有很优秀的打磨度,但坚韧度不如前述碳钢,也不能达到完美的表面处理度。BobDozier爱用D-2。

  D2:金属机械加工用之耐磨工具钢材D2,属风硬钢(Air-Hardeningsteel);被广泛应用砍伐刀或猎刀次制作,含碳量高达1.5%,含铬量亦高达11.5%,经热处理後可达HRc60之硬度,但相对地廷展性(韧性)较弱,耐能力亦不甚佳,钢材表面亦难作镜面磨光处理。

  D-2是另一种气淬水工具钢材,但它含有12%的铬,具有近乎“完美”的抗磨损能力。即使钢材经过完全退火,这种抗磨损能力仍然能够保留,在锯料和打磨过程中你都可以感受到这一点。虽然打磨D-2时打磨带消耗得比较快,但如果用新的打磨带的话,它并不是很难打磨的钢材,而且旧打磨带摩擦产热厉害,会使钢材变硬。

  D-2的退火温度比A-2要高,而且无法得到真正的镜面抛光表面。有一点很明确,这是一种更适合高层刀匠实用的材料。它有个很大缺点是如果要做高光表面处理,它的表面会出现桔皮状剥落现象。有个刀匠关于D-2的说法常常被引用——D-2的刀锋很恶心,更气人的是它还能永远保持。

  D-2常被用作刨木刀。D-4和D-7都是很好的厨具合金钢材,但是因为过硬所以不容易找到尺寸适合做刀的胚料。如果在打磨时温度太高,空气淬水钢材都会变硬,这一点在打磨时没什么影响,但是当你在刀脊上刻指槽时,锉刀就会打滑。

  冷作模具钢Cr12MOV

  我国的Cr12MoV钢中,钼和钒的含量较低,比D2钢综合性能差

  化学成份(%)

  C:1.6Mn:0.30Si:0.3S:≤0.020P:≤0.030Ni:≤0.50Cr:11.7Mo:0.5V:0.2

  热处理

  D-2(cr12mo1v~cr12mov)

  Cr12Mo1V1850-870度保温2-3小时每小时降温<30度到740-760保温4-6小时,每小时降温<30度到550出炉,空冷,这是退火,退火后很软,钻头就可以钻得。第一次预400-500第2次预热820到1000-1020用油/水/或者盐浴.950度油淬不错.

  回火温度200-250硬度60-63,320-350硬度56-59回火2-3次,这东西很好用D2别空淬,会很脆。

  --------------------------Vascowear--------------------------------

  Vascowear

  一种很难找到的高钒钢材,加工非常困难,但抗磨损性出奇地好。未用于产品化刀具生产。

  ---------------------------高速工具钢------------------------------

  Hi-SpeedToolSteel(高速工具钢):高度加工制成成之工具钢材,含碳量高,而含铬量则低(约4%),故打磨钢材表面之光泽较暗,经热处理後可达HRc62之高硬度,但耐锈性能不甚佳。

  --------------------------CowryX(RT-6)--------------------------------

  CowryX(RT-6):日本大同特殊纲(株)於1993年开发之超级粉末系合金钢材,为近代日本冶金技术的新突破,现已被日本刀匠们应用於大型砍伐刀具,钢材含碳量高达3%,经热处理後可得HRc67之高硬度。

  --------------------------CowryY(CP-4)--------------------------------

  CowryY(CP-4):日本大同特殊钢(株)於1993年开发之优质粉末系合金钢材,含碳量达1.2%,更罕有地混入金属元素"钶"达0.2%,经热处理後可达HRc63之高硬度,却仍保有极佳之延展性能。

  ----------------------------SANDVIK-------------------------------------

  SANDVIK:SANDVIK公司是北欧制钢及五金工业之翘楚,120C不锈钢材乃SANDVIK之优良钢种之一,含碳量约1%,含铬量约14%,经热处理後可达HRc56-58之硬度,加工性优,朡性,北欧出产之名厂刀具多以SANDVIK之钢材制作。

  ------------------------------1095---------------------------------

  1095:高碳钢中最优质者莫过於1095,其含碳量达1.03%,经热处理後可达HRc58-60之硬度,韧性十分好,但不耐腐蚀,多被应用於传统之欧洲式猎刀,大型砍伐刀及军用刀。如二次大战时美国“著明之KA-BAR军刀便是以1095作为刀身材料。

  -------------------------------T10----------------------------

  T10:国产之优质高碳钢材,含碳量达1%,经热处理後可达HRc58-60之硬度,韧性十分好,耐磨性好,切削刀口不变热的工具钢,但不耐腐蚀,广泛应用于我国出口制刀业。

  热处理

  T10(1095)/T8:

  特10用水淬!用油是淬不起来的!没有温度计!烧到橘红色,用普通煤炉不行!加热不均匀,温度也达不到要求!一定要用普通煤炉也可以!!不过你要加个煤炉,关键你刀尺寸问题也许会有。T8正火后球化退火,然后780--800度水淬,150--170度回火.

  -------------------------------W-2---------------------------

  W-2:高碳工具钢材被命为W型者为水硬钢(Water-HardeningSteel),为工具钢中最廉价者。W-2钢材(经热处理)容易达至高硬度(HRc65),兼且容易局部硬化,兼且容易局部硬化,以使邻近各部位硬得可以耐磨,而又可以软得容易制造,加工性极优良,故用途广泛。但W-2耐力很差,故钢材之表面多以涂层,以防腐蚀。

  ------------------------------ZDP-189-----------------------

  ZDP-189:日本"日立金属工业"於1996年开发之粉末系新钢材,其研发目标与"大同特殊钢(株)之CowryX钢材一脉相承,优良加工性之超硬合金钢,ZDP-189含碳量达3%,含铬量亦高达20%,经热处理後可得HRc67之高硬度,加工性极优,金属组织微粒比ATS-34及440-C更均一细密,耐蚀性及朡性皆,故"日立&

Tags:锻造冲压毕业论文

作者:佚名

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