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刀剑制造揭秘

来源:尚车旅游网
⼑剑制造揭秘(鸣谢:  感谢唐·福格⼑具的唐·福格、国际⼑剑论坛主编艾德⾥安·库和北卡罗莱纳⼑匠协会汤⽶·麦克纳布。)  仅仅提及“剑”这个字就会让我们想起某些传奇⼈物:英国骑⼠、罗马⾓⽃⼠、⽇本忍者或维京武⼠。在我们的想象中,他们的形象⾼⼤魁伟,长剑发出耀眼的光芒,在空中滑过眩⽬的弧线劈刺下来。事实上,只有剑才让我们如此痴迷,它常常被视为⼀种美丽的艺术品。然⽽,很多剑都是由技术精炼的⼯匠经过⾟苦的劳动⽽打造的。  ⽇本武⼠⼑  价格范围反映出⼑剑的品质不同。例如,在美国,您可以找到各种类型的⼑剑,从区区50美元的廉价机加⼯仿制品,到价值⾼达35000美元的⼿⼯打造艺术品!  基本来说,剑就是⼀端带柄(剑柄)的开刃的⽚状⾦属,长度通常在61厘⽶⾄122厘⽶之间。另⼀端通常由锥形收缩为⼀个点。通过阅读本版⽂章,您可以了解关于剑的知识,以及如何使⽤现代制造法造剑,步骤如下:  .选择设计⽅案  .选择坯料  .剑⾝的铸造和成形  .钢材的正⽕和退⽕  .剑刃加⼯  .钢材回⽕  .安装护⼿、剑柄和柄头  本⽂包括现代造剑术的基本内容。此外,历史上还有很多其他的造剑术,不同时代、不同地区⼑匠的作品差别也很⼤。例如,⽇本⼑的制作⼯艺和欧洲剑的制造差别就很⼤。接下来,本⽂将带您⼀探⼑剑制造⾏业的迷⼈世界。  ⾸先,我们来了解⼀下剑的组成部分。剑的组成部分  ⼀把剑的主要组成部分包括:  主要有四个基本部分:  .剑⾝——形成剑的长度。剑⾝⼀般包括六个区域:  .剑刃——剑⾝的开刃部分。剑可以是单刃也可以是双刃。⽐如,⽇本武⼠⼑就是单刃,⽽苏格兰双刃⼤剑则是剑⾝两侧开刃。  .剑尖——剑⾝距离剑柄最远的末端。⼤部分剑的前部都是向剑尖锥形收缩为⼀个点,但是有些剑则从剑⾝直线延伸到剑的顶部。有些剑,⽐如美国内战时期的刺⼑,则沿⼑⾝打制成曲线。  .剑背——剑⾝上剑刃对⾯的部分。当然,双刃剑没有剑背。  .剑⾯——剑⾝的两侧。  .凹槽——通常称作⾎槽或边槽,凹槽是⼀条贯穿差不多整个剑⾝的窄槽。很多⼈相信,⾎液可以通过⾎槽流出,减少了收缩作⽤,这样可以轻易拔出剑。与通俗的说法相反,实际上,凹槽并不是供⾎液流过的通道。凹槽的作⽤是减轻剑的重量,同时还不会降低剑的强度。⼑匠在剑⾝上设置凹槽,可以减少材料使⽤。剑轻,且对剑的结构完整性没有太⼤的损害。这与建造摩天⼤厦时使⽤I型梁的道理类似。  .卡榫——在⼀些⼑剑的基部, 卡榫是护⼿前部未开刃的剑⾝部分。卡榫⼀般⽤在重剑上,必要时,另⼀只⼿可以握住这个部分。  .剑⾆——被剑柄包覆的剑⾝部分。全剑⾆的宽度和剑⾝的剩余部分相同,并向下延伸通过剑柄和柄头。部分剑⾆不会全部贯穿剑柄,宽度通常不会超过剑⾝的⼀半。各种剑的剑⾆长度和宽度,特别是在其收缩进⼊柄头的地⽅区别很⼤。剑柄⾥⾯的剑⾆的厚度和宽度决定了剑的握持情况。  .护⼿——防⽌对⼿的剑沿着您的剑⾝滑下砍伤您的⼿的⾦属部件。⽇本⼑的护⼿也可以防⽌⼿滑到⼑⾝,很多欧洲剑的护⼿在进⾏近距离格⽃时,还可以对抗盾牌。同样,欧洲剑上的⼗字护⼿还可以帮助控制剑尖和剑⾝。护⼿的形式可以采⽤⼗字型,也可以做成全包覆的篮型,将整个⼿封闭起来。  .剑柄——剑的把⼿,剑柄通常使⽤⽪⾰、线绳或⽊材制作。剑柄固定在剑⾆上,这样可以舒适地持剑。  .柄头——剑的末端,剑柄就扣合在柄头上。通常,柄头⽐剑柄⼤⼀些,防⽌剑从⼿中滑出,还可以为剑⾝提供⼀定的配重。柄头可以牢牢地将剑柄固定在剑⾆上,有时候柄头也可以从同样长度的钢铸造出来,作为剑⾝的⼀部分。  剑的⽤途很⼴泛,既有只作为⼯具的,也有只作为仪式⽤途的。很多剑的护⼿、剑柄和柄头装饰豪华,是剑独⼀⽆⼆的精华之处。⼑剑部分历史  开刃武器的使⽤可以追溯到有历史记录的年代。实际上,最早由原始⼈使⽤的⼯具就是开刃的⽯⽚。  ⼑剑在每个重要的⽂明中都发挥了关键作⽤。甚⾄在当今的现代社会中,在⼤部分重要的国家仪式和仪式中依然可以看到剑的⾝影,剑的实⽤性也不可⼩觑。想想美国海军陆战队举⾏的仪式以及他们如何将⽬光集中在陆战队刺⼑上。在英格兰⼥王举⾏的授衔仪式上,她要⽤⼀把剑接触被授衔⼈的肩膀。  ⼈们所知最早的剑的材料是铜,这是最常见的⾦属之⼀。铜剑⾮常软,⽽且容易变钝。后来,剑采⽤青铜制造。青铜是由铜和锡组成的合⾦。合⾦是由两种或多种基础⾦属或元素构成的混合物,可以形成另⼀种带有某种特性的⾦属。如果是青铜,铜和锡组合在⼀起后产⽣的新⾦属,特点如下:  .⽐铜更结实  .柔韧性⽐铜更好  .剑刃保持锋利更久  随着铁的出现,⼀种更好的剑横空出世。在古代,铁矿⽯遍及世界各地。铁矿⽯含有氧化铁。为了从铁矿⽯中获取铁,需要去除氧,从⽽得到纯铁。最原始的炼铁装置叫熟铁精炼炉。  制⼑⼤师唐·福格亲⼿打造的美轮美奂的剑  随着铁的出现,⼀种更好的剑横空出世。在古代,铁矿⽯遍及世界各地。铁矿⽯含有氧化铁。为了从铁矿⽯中获取铁,需要去除氧,从⽽得到纯铁。最原始的炼铁装置叫熟铁精炼炉。  熟铁精炼炉使⽤⽊炭做燃料冶炼铁矿⽯,风箱或吹风装置向炉内吹⼊⼤量氧⽓。⽊炭从本质上讲就是纯炭。 炭和氧结合在⼀起,形成⼆氧化碳和⼀氧化碳(在此过程中,释放出⼤量热)。炭和⼀氧化碳与铁矿⽯内的氧结合在⼀起后将其带⾛,炉内留下被称为坯料的多孔海绵块状物。然后,坯料再经过锻打,除去⼤部分杂质。锻打后的铁加⼯⽅便,但是铁剑很软,剑刃不能持久地保持锋利。  铁成为铸造剑和其他武器的⾦属材料,为各⼤帝国的建⽴⽴下了汗马功劳。铁制、铜制武器和⼯具对维持各个政权的稳定发挥了难以置信的作⽤。实际上,这个历史时期就称作铁器时代和青铜时代。  后来,⼈们发现了钢。钢是⼀种铁合⾦(铁素体),并含有微量炭(碳化铁),通常炭含量 0.2⾄1.5%。钢最初采⽤烧结表⾯硬化⼯艺炼制,将铁坯放⼊由⾼炭材料制成的容器内。再将容器放⼊炉内,长时间保持⾼温,时间从数⼩时到若⼲天不等。在此期间内,将发⽣炭转移,即铁将从容器中吸收⼀定量的炭。最后得到的铁和炭的混合物就是钢。  唐·福格在他的煅炉旁⼯作  钢⽐铁和青铜有如下⼏个优点:  .硬度⾼。  .经过合适的热处理后柔韧性好。  .剑刃锋利保持长久。  .可进⾏加⼯成形处理。  .⽐铁更耐腐蚀和锈蚀。  ⼀把灵感源⾃历史的凯尔特剑  今天制造的⼏乎所有的剑都采⽤某种钢合⾦材料。现在的⼤部分钢材中,同样含有⼀定量的其他元素。您将在后⾯了解更多种类的钢合⾦,但是,我们⾸先要谈⼀下造剑要使⽤的⼯具。锻冶场  在⼑匠(制作⼑剑和其他开刃⼯具的⼈)开始造剑之前,他必须有⼀个合适的环境和⼯具。⼑匠的⼯作间称作锻冶场,和传统的铁匠铺很像。由于锻打过程中会产⽣烟尘,所以锻冶场通风必须良好。应特别注意煅炉、铁砧和其他设备的位置,确保⼑匠转移加热钢材的距离最⼩。  最近的⼏个世纪,⼑匠使⽤的基本设备变化不⼤。对于⼤部分铁匠来说,最⼤的变化发⽣在锻造结束后的处理,现在⼈们都使⽤电动⼯具打磨并抛光钢材。⾏业⼯具包括:    注意铁砧上坚硬的⽅凿孔和圆凿孔。  .铁砧——这是铁匠的象征,铁砧是最著名、最容易被发现的铁匠设备。标准的铁砧包括如下部分:  .砧座——铁砧块、砧座的底部通常钻有安装孔,确保铁砧安装牢固。  .砧⾯——对钢材进⾏整形加⼯的平⾯。铁砧的顶部经过回⽕处理,坚硬⽆⽐,⽽且⼗分平整。铁砧的边缘稍圆滑,以确保不会切削或损坏钢材。  .砧垫——砧⾯和砧⾓间的⼩平⾯,砧垫⽤于打凿⼯作,这样不会损伤铁砧的表⾯。  .砧⾓——铁砧的前端,是从砧垫的下⽅开始由锥形收缩为圆形的尖⾓。还称作尖嘴砧,砧⾓⽤于弯曲钢材。  .⽅凿孔和圆凿孔——⽅凿孔是砧⾯上的⽅形槽,内置了⼀些下⾯要讲到的成形⼯具。圆凿孔是砧⾯上的圆形孔,向下通⼊铁砧,可以进⾏冲压、钻孔或扩孔。主要⽤于钢材冲孔和整形。  .铁锤——铁锤是⼑匠的左膀右臂。依靠铁锤,⼑匠可以打造出剑的基本形状。⼑匠和铁匠使⽤的铁锤和五⾦店卖的普通铁锤稍有不同。主要的区别在于铁匠锤是凸⾯锤,⽽⼤部分标准锤不是。凸⾯是指铁锤的头部有⼀定弧度,⽽不是平直的。⼑匠⽤凸⾯铁锤打击钢材时,才不会在材料上留下锐利的痕迹。  铁锤尺⼨变化很⼤,⽤途各不相同:  .球⾯、横头和直锤头——铁锤有平头、弧⾯头,锤的另⼀边是圆形(球⾯)或楔形(横头和直头)。横头锤的侧⾯为楔形,⽽直头锤的楔⾯与铁锤平⾏。⼤部分的成形⼯作都需要使⽤尖顶锤。  .⼤锤和单⼿锤——⼤锤个头⼤、重量沉,可⾼达9公⽄。钢材⼤量整形时需要使⽤这两种锤,并且通常需要两个⼈共同操作。⼀个⼈⽤夹具将钢材放在铁砧上,另⼀⼈则挥动⼤锤锻打。单⼿锤⽐⼤锤⼩,可以⼀个⼈操作使⽤。  型锤和平锤——这两种⼯具都有⼤的平头。平锤的作⽤就是平整钢材。型锤⽤于捶打直⾓和平边。  .⽕钳——⽕钳是个万能⼯具,没有它⼑匠就⽆法⼯作。实际上,⼀般的锻冶场都有⼏把⽕钳。⽕钳的作⽤是,对钢材进⾏成形加⼯时,将钢材夹持放在铁砧上。将钢材放⼊煅炉或取出时,也需要使⽤⽕钳,以便于对钢材进⾏淬⽕。  .整形⼯具——只⽤⼀把铁锤,⼑匠很难完成钢材的各种加⼯操作。因此,⼑匠会选⽤⼀些更专业的⼯具。  ⽅凿孔(尖嘴、凹槽和铁模)——这些都是放在铁砧⽅凿孔内的⼯具。尖嘴是⼀种圆形部件,可⽤于弯曲钢件,像⼀个⼩犄⾓。凹槽则⽤于加⼯剑上的槽,这也是为什么剑的槽通常称作凹槽的原因。使⽤铁模,可以将钢材压成特定的形状,⽐如三⾓形、四⽅形或六边形。  .凿⼦——和您想的⼀样,凿⼦⽤于切割或刨除钢材。  冲孔器和扩孔器——冲孔器⽤于在钢材上穿孔。扩孔器⽤于扩展现有的孔。铁砧上的圆凿孔为冲孔器或扩孔器提供穿过钢材的空间。  .锻炉——上⾯提到的这个⼯具预热后可以对钢材进⾏整形加⼯。要加热钢材,就需要锻炉。煅炉的种类包括煤炉、⽓炉和电炉。⼤部分⼑匠选⽤这三种炉⼦作为主煅炉。根据所⽤钢材的不同,以及⼑匠的技术,加热时间和温度变化很⼤。  .淬⽕槽——装满油的⾦属容器,钢材结束成形加⼯后,浸⼊淬⽕槽。淬⽕槽使⽤的油可以提⾼钢材的硬度。  .冷却池——⼤⽔桶或其他盛⽔容器,⽤于冷却钢材和⼯具。  .附加⼯具——⼤部分⼑匠的⼯作间内都配有这⾥介绍的全部或部分⼯具。此外,⼀些通⽤⼯具,⽐如螺丝⼑、锯、钳⼦和扳⼿也⾮常有⽤。  .锉⼑——⽤于除去钢材粗糙的边缘和⽑刺。  .⽼虎钳——⼑匠⼯作时,⽤它可以将⼯件夹在固定位置。  .液压冲床——压平钢材,基本成形。  .喷——⽤于切割钢材,基本成形。  .砂轮——使⽤⼴泛,从基本成形到预抛光都会使⽤。  .抛光轮——⽤于已完⼯⼑⾝的抛光。  .钻床——⽤于在钢材上打孔。  汤⽶·麦克纳布使⽤的液压冲床  ⼯具安装就位后,⼑匠需要决定要做什么以及使⽤哪⼀种钢材。剑的不同特性  ⼑匠要采⽤什么钢合⾦造剑,主要取决于他们的经验以及希望剑获得的特性。所⽤合⾦基本上都是某种类型的炭钢,钢材必须含有⼀定量的炭才能具有⾜够的硬度,从⽽长时间地保持剑刃锋利。但是,炭含量如果过⾼,则会降低剑⾝的柔韧性,使其变脆,更容易断裂。  《完美⼑匠》的作者吉姆·赫瑞索拉斯推荐使⽤炭含量为60⾄70个点的钢材。在钢材中,炭含量以点列出,每个点等于全部成分的0.01%。因此,70点等级是指钢材的含炭量为0.7%。唐·福格实际使⽤1086号钢(炭含量为 0.86%),制造的⼑具性能优良。但是,等级越⾼并不总代表钢材的性能越好。钢材经过精⼼的热处理后,就可以得到弹性好、强度⾼的好剑⾝。  造剑⽤钢材的炭等级为60⾄70点。  ⼤部分钢合⾦包括如下⼀种或多种元素,每⼀种都会给钢材带来某种优点(同时,也具有⼀定的缺点)。下列各元素是最常见的,合⾦⾥也会有更多其他的元素。  .铬——在不锈钢合⾦中使⽤,可增加硬度,但在煅造过程中可能会引起钢材的破碎。  .钨——有利于保持剑刃长久的锋利,但是很难锻造。  .锰——可以增加热处理过程中的强度。  .钼——⾼温时保持钢的强度,但是如果含量过⾼,便会增加锻造难度。  .镍——可以增加强度,但不能增加硬度,在不锈钢中以较⾼的浓度出现。  .硅——提⾼钢材的灵活性和硬度,增加传导性。  在选择⾦属材料之前,⼑匠应⾸先设计⼀个⽅案,并确定所制造⼑剑最重要的特性是什么。⽐如,西洋剑的薄刃需要⾮常好的柔韧性,⽽阔剑则需要较⼤的硬度和强度。⼑匠同样要决定采⽤什么⽅法造剑,不同的造剑法决定了使⽤何种材料,不锈钢合⾦的使⽤更是如此。因为不锈钢的正确锻造和回⽕相当困难,⼑匠可以购买不锈钢条,经过打磨处理后,加⼯成需要的形状。在打磨过程中,通过切削和打磨去掉坯料上的多余部分,直到打磨出了您所希望的形状。制做定制的⼑剑时,⼤部分⼑匠都喜欢⽤锻造法,因为其灵活性较⾼。锻造⼑剑就是将⾦属材料加热后,将其冲击锻打成相应的形状。  锻造剑可以只含有⼀种⾦属,也可以是⼏种⾦属的混合物。最简单、最普通的锻造剑只使⽤⼀种钢合⾦来制造剑⾝。有时候,钢材会雕刻或蚀刻上各种图案,从⽽产⽣更复杂花纹的焊接和⼤马⼠⾰剑⾝。  花纹焊接也可称作层钢,或者花纹焊接⼤马⼠⾰钢(如下图所⽰),这种钢材在锻造过程中将两种或多种⾦属结合在⼀起。⼀般来说,是多层钢合⾦与⼀种较软⾦属(⽐如镍)的许多层结合⽽成的。在各层之间反复折叠锻打⽆数次,这样可以进⼀步去除⾦属中的杂质。反复折叠锻打也会成倍增加层数。如果⼑匠开始⽤三层镍加上四层钢折叠锻打,经过⼀次折叠锻打后,变成14层,再经过⼀次折叠锻打,将变成18层,第三次则变成56层!  由⼑剑⼤师唐·福格亲⼿打造的花纹焊接⼤马⼠⾰⼑  随着折叠锻打的继续,软⾦属与多层钢焊接或粘合在⼀起,最后成为了⼀个整体。较软的⾦属层增加了剑的柔韧性,同时⼜不会降低切削刃需要的钢的硬度。当剑⾝完成后,需要进⾏⼀次酸洗,这样可以显⽰出不同⾦属之间的对⽐效果。不同⾦属产⽣的各种花纹,为剑⾝增加了奇幻⽆⽐的美,⽽且这些花纹⾮常精细。 ⼤马⼠⾰钢  这种⼯艺据信已经失传很多世纪,真正的⼤马⼠⾰钢常常被混淆为花纹焊接钢。实际上,很多造剑⼈和卖剑⼈都会把花纹焊接钢当作⼤马⼠⾰钢。  ⼀把⼤马⼠⾰⼑⾝上的⽻状花纹细节  J·D·维尔霍⽂、A·H·彭德雷和W·E·道克施于1998年9⽉在《冶⾦杂志》上发表了⼀篇关于⼤马⼠⾰钢的⽂章,对造剑业产⽣了天翻地覆的影响。他们认为真正的⼤马⼠⾰钢是乌兹钢。乌兹钢是⼀种产⾃印度的钢,炭含量很⾼。对其进⾏锻造时,⼀些炭会分离成带状。经过抛光和蚀刻后,这些带状炭颜⾊会⾮常浅,⽽钢的颜⾊变得⾮常暗。这样就形成了对⽐鲜明的花纹。随着⼑匠们了解了如何加⼯乌兹钢,他们发现,改变⼑⾝与带状炭和钢的⾓度,可以将花纹锻打的更加精细。 ⼑剑锻造过程  ⼑匠的煅炉基本上就是个超级热的⼤烤炉。传统的⼑匠喜欢使⽤炭煅炉,但是也有很多⼑匠喜欢使⽤⽓炉或是电炉。⽆论使⽤什么类型的煅炉,希望达到的结果都是⼀样的:将钢材加热到合适的温度,便于锻打出剑的形状。  唐·福格在他的煅炉旁⼯作  在9℃-816℃下,钢材会变得⽕红,982℃时会变成橘红⾊。⼤部分钢合⾦应在这个温度范围内进⾏加⼯。如果钢的温度变冷,则会呈现出蓝⾊,此时捶击就会被击碎。与此相反,如果合⾦说明没有特别的规定,则钢材不能加热到982℃以上。  钢材加热后,第⼀步叫做拉拔。拉拔钢条,可以增加长度,并减少厚度。也就是将钢材打平,加⼯成基本的剑形。沿⼀条边捶击钢材,⼑匠可以将钢材的长度逐渐弯曲,打造成⼀把弯剑。  唐·福格的⼀名学徒正在拉拔钢材  下⼀步,⼑匠开始制作剑⾝的锥度。锥化⽤于制作出剑⾝的剑尖和剑⾆,以⼀定的⾓度捶打钢材就可以完成锥化。⾸先从开始变细的地⽅开始连续捶打到剑⾝的末端。锥化过程中常常引起剑⾝厚度的增加,此时需要拉拔剑⾝。剑⾆完成后,⼑匠⼀般会使⽤⼀个丝锥板⽛套件,在剑⾆的末端加⼯出螺纹⽤于安装柄头。  然后,⼑匠会继续加⼯剑⾝的某个部分。⼑匠将剑⾝的⼀部分加热(⼀般加热⼑⾝的15.24⾄20.32厘⽶),直到这部分变红,然后⽤铁锤和其他⼯具进⾏成形加⼯。在捶打过程中,要反复轻弹剑⾝,确保剑⾝的两侧加⼯均匀。  在锻造过程的某个时刻,⼑匠通常会对钢材进⾏正⽕。简单的说,就是将钢材放回煅炉中重新加热升温。然后⼑匠不做任何处理,任其逐渐冷却。正⽕的⽬的是粒化钢材(晶体化结构)。事实上,⼑匠每次加热剑⾝的⼀部分,锻打后,不仅改变了钢材的形状,还改变了钢材颗粒。钢材加热到⼀定温度后,会发⽣奥⽒体化(铁原⼦和炭原⼦开始混合)。将钢材从煅炉中取出,然后⾃然冷却。这样可以减少由于剑⾝成分的不规则⽽引起的应⼒,并确保整个剑⾝颗粒的⼀致。  最后,在打磨和抛光阶段,⼑⾝还要进⾏退⽕处理。退⽕看上去和正⽕类似,但是效果却相差万⾥。钢材加热到合适的温度后,开始奥⽒体化。然后,钢材慢慢冷却下来。通常,钢材⽤绝缘材料包裹,确保钢材不会快速冷却。  退⽕的过程从⼏个⼩时到⼀天不等。退⽕的⽬的是让钢材变软,便于打磨和切削。退⽕完成后,⼑匠开始打磨剑⾝。  ⼑剑⼤师唐·福格的⼀名学徒在锉剑⾝剑刃   剑⾝退⽕后,⼑匠可以雕刻图案并加⼯剑刃和剑尖。使⽤带砂轮是最常⽤的加⼯剑刃的⽅法,但某些⼑匠喜欢使⽤锉⼑。  由于钢材变软,此时要⽤⼑刃切削任何东西,⼑刃都会受损。钢材必须加热,进⾏硬化处理。然后,⼑匠将剑⾝加热到奥⽒体化的温度。整个过程,剑⾝应均匀加热。虽然很多⼑匠使⽤煅炉进⾏这个过程,但是也有些⼑匠使⽤盐浴法。  这种⽅法是,将盐加热到合适的温度后,将⼑⾝悬浮在盐浴中,保持⼀定的时间。盐浴使⽤熔化温度⽐钢熔化的温度低的盐,但是超过这个温度后,盐将仍然保持液态,这样就为⼑⾝提供了极佳的“热浴”条件。就像⼀壶烧开的⽔,盐均匀彻底地加热钢材。  唐·福格使⽤的盐浴  剑⾝从煅炉或盐浴中取出后,必须马上放⼊淬⽕槽。淬⽕槽内的油使钢材快速均匀地冷却。如果由于某些原因,钢材不能均匀冷却,剑⾝会出现弯曲,甚⾄会碎裂。剑⾝放在油中的时间不能过长,也不能过短。任何⼀种错误都会毁掉整个剑⾝。根据钢材的不同,以及淬⽕槽内的油或其他硬化媒介以及剑⾝厚度的不同,剑⾝淬⽕的时间有⼀些通⽤的原则。⼤部分⼑匠都说,主要是将经验和直觉结合起来,以确定淬⽕的时间。淬⽕将渗碳体包围在铁素体内,并制造出⼀种⾮常硬的钢,叫做马⽒体。  现在,钢材经过硬化处理后,可进⾏回⽕处理。回⽕,或者热处理是将剑⾝再⼀次加热,这次热处理不⽤将剑⾝加热到奥⽒体化的温度。根据钢材的不同,回⽕温度很低。剑⾝保持此温度⼀定时间,然后再次淬⽕。⼤部分的⼑匠都会将剑⾝退⽕⼏次,以得到精确的硬度等级。理想的状态是,钢材的硬度⾜够保持锋利的剑刃,但⼜不能硬得变脆,因为这样可能引起崩刃或碎裂。  有⼀种很常⽤的热处理⽅法,特别受到⽇本造剑师傅的偏爱,就是⽤湿粘⼟混合物将除了剑刃以外的剑⾝部分包裹起来,随着剑⾝的加热,粘⼟⼲燥并硬化。粘⼟可以保持热量并延缓冷却过程。⼀些⼑匠喜欢在整个剑⾝上覆盖更厚的粘⼟筋条,这样可以进⼀步减缓这些部分的冷却速度。理想的状态是,这些部分应该⽐剑⾝的其他部分稍软,可以增加柔韧性,⽽剑刃则应保持坚硬。  ⽤粘⼟包裹的剑  锻造剑的其他部分  剑⾝回⽕完成后,⼑匠接下来需要增加剑的其他部分。⼑匠通常在加⼯剑⾝的同时,就开始锻打护⼿和柄头。护⼿焊接到剑⾝上,或者就是贴靠在剑肩上,并通过剑柄固定。  ⽤于制作剑柄的⽊块  ⽇本武⼠⼑  剑柄可以采⽤如下⼏种材料:  .⽊材  .⾦属  .线绳  .⾻材  .⽪⾰  .塑料  剑柄⼀般滑过剑⾆顶在剑肩上,(⼑柄⼀般采⽤铆接或是粘合。)并在末端由柄头固定。柄头或者⽤剑⾆末端的螺纹固定,或是滑过剑⾆。剑⾆的末端被锻打平整,扣住柄端。有些剑的柄头,甚⾄将护⼿都与剑⾝锻打为⼀体。  剑⾝护⼿细节  护⼿、剑柄和柄头制造完毕后,开始对剑进⾏打磨和抛光处理。最后⽤油⽯打磨剑刃,完成品就是⼑匠⾟苦⼯作的见证。  另⼀篇:武⼠⼑锻造过程(详细介绍和图解) ⽇本⼑的⼯法相当的严谨,并不是在仿间某些⼈以讹传讹的粗制滥造,在⽇本本⼟被称作真剑的⽇本⼑,全部都必须要⽤古法锻造,本⽂根据研究各派之锻造法,并且撷取共同部分,为⽇本⼑的锻造科学作⼀个概略的简述,由于⽇本⼑锻炼法种类繁多,在此则以使⽤最普遍且强度硬度⽐最明显的甲伏锻来做说明。⽇本⼑锻造法⽇本⼑的锻造,现代⼑正式⼑⼯必须前往⽇本各地教育委员会进⾏制造申请登记,⼀个⽇本正式⼑⼯在⼀个⽉内只能现代造出三把合法的真剑,且⽇本真剑都必须要使⽤传统练造的⽟钢来制作,那样的⼑才能称做真剑,⽤⽟钢做为真剑锻造出的⽇本⼑,经过研磨后可以产⽣相当美丽的地肌以及沸出来的刃⽂,真剑的造法如下:

⼀. ⽔挫

即是将“⽟钢”加热并锤打成厚度为⼤约 5mm 的薄⽚。听起来像是很简单的加⼯程序,其实不然... 为了控制钢材的含碳量 (含碳量的保留 /流失),加热的次数有严格;⽽且“⽟钢”的硬度在其续渐冷却时会有所改变。只有经验⽼到的⼑匠才能准确把握施锤⼒度的变化,在限定的加热次数下将“⽟钢”打炼成厚薄均⼀的薄⽚。

钢⽚成形后,⼑匠会⽤⽔将其急速冷却。含碳量⾜够的部份会⾃然碎落,作为制⼑的材料。⼑匠要对钢⽚的温度和⽤⽔的份量有极准确的把握,才能够收集到含碳量合适的材料。余下的部份,⼑匠会留待将来再⽤⼤多这类的材料会根据⼑⼯流派的不同,以及⼑⼯功⼒的不同作为⽇本⼑各种结构。以现代材料科学的⾓度来看,这个步骤算是⼑匠控制钢材含碳量的⼿法。

⼆. ⼩割

将钢料打碎成 2 到 3 cm 长短的细块。不碎的部份就是含碳量过低,有些⼑匠会⽤这个来制作⼑剑的“芯铁”也称作刨丁铁。

三. 制作烧台

烧台将会成为⼑⾝的⼀部份,所以必需以优质的“⽟钢”制造。(烧棒不是⼑⾝部份,可以⽤任何钢料制作。)

四. 积重

将⼩割过程所得的碎钢块⼀层⼀层的焊接在烧台之上,如此热⼒就可以均匀传导。钢块的热黏滞性对镕接的效果有决定性的影响,⽽热黏性则取决于钢材的纯度和含碳量,所以选⽤“精选⽟钢”和进⾏第⼀步的“⽔挫”⼯序是必要的。

不同的⼑⼯不同的传法有不同的锻接⽅式,平⾏排列的焊接称为“短册锻”,交差排列的称为“拍⽊锻”,⼗字形排列的称为“⽊叶锻”或“⼗⽂字锻”。 以锻造⼀⽀“⼑”以“打⼑” ⼭城传为例,就需要积聚约 2kg左右 的钢材。

五. 积沸

将积重程序办好的物料放回炉⽕,以确保钢料能够完全锻合。为确保钢料与空⽓完全隔绝 (以免炉⽕消耗钢材中的含碳量) 和容许细慢⽽均匀的热⼒处理,置⼊炉⽕前⼑匠会将钢料⽤沾满泥汁和稻草灰烬的和纸将钢料紧紧包好,⼑匠必需⼩⼼掌握炉⽕的温度和加热的时间。

六. 折返锻炼

⽇本古时⼀直未有机会获得良好⼜⽆杂质的铁矿原料,要锻打出材料晶粒均质分布的⼑剑就更困难了,为克服这个问题,唯有应⽤“折返锻炼”的技术。

本⼈⼤胆假设,⽇本本⼟属于⽯灰地形,⽕⼭多良质铁矿少,引此也只能采取河床的铁砂精练成⽟钢。现今⽇本现代钢铁原料主要也是仰赖进⼝,⽇⽅只作后续的处理,处理完后价值更胜之前的原料,也因此⽇本古代就开发出改善材料缺陷的⽅法,即为\"积沸\"和折返锻炼。

将积沸过程处理完毕的钢料进⾏返复折叠,重新反覆锻打接合,只要重复 10 次,就可以造出有1024 层的钢材 (2 的 10次⽅);层次愈多,钢材中的碳和各种化合物就会更加均⼀,晶粒也会更细致更均匀,制成品的强度亦会较⾼。有利必有弊。⾼温炼炉中的钢材较软,含碳量再⾼温中逐渐减少流失因此较易打造成形;低温炼炉中的钢材较硬,较难打造,甚⾄不是个⼈的体⼒所能应付。如果折返层不能完全锻合,就会成为潜在的内部裂痕(魔线)或者是内部空孔,变成完成品的瑕疪。所以,⼀般打造过程中,⼑匠会紧持钢材,并根据经验发号司令,由两三名体壮⼒健的弟⼦从旁以长柄⼤锤敲打,弟⼦则此实在负责锻打⽟钢的时候学习观察温度。换句话说,制作⽇本⼑真剑是⼈⼒集约的⼯法,以⾎汗换取质素的伟⼤艺术以及科学。

折返锻炼经过不同的摺叠⽅法,在经过特殊的研磨⽅法后,⼑体上会浮现有如⾏云流⽔般或者各式各样的纹路,此为地肌。

附带⼀提,⼀般来说层次太多的话,会造成锻炼过度的现象,材料会产⽣⼤量的\"魔线\"缺陷,因此⽇本的⼑剑通常不会经过 15 次以上的折返锻炼。另外在“折返锻炼”期间,不断的锤打会令钢材中⼀⼤部份的杂质化为⽕花飞⾛。原因有⼆(⼀)内部空孔(空⽓残留)

内部空孔是造成⼑剑易折断的主要原因之⼀,材料空孔过⼤材料密度不⾜,因此晶粒流线⽆法妥善结合,反⽽造成⾦属\"魔线\"的产⽣(即为材料裂痕)

(⼆)杂质

杂质是钢材的“强度破坏点”,损害往往由“强度破坏点”开始,慢廷⾄材质的整体,成为全⾯的损坏。“强度破坏点”的数⽬愈少,慢廷破坏的机会也随之减少。所以,钢材愈纯净,其强度和韧性就会愈⾼。

七. 芯铁锻炼

⽇本⼑的折返锻炼⽐较特别的地⽅在此,刚才锻炼的为含碳量较⾼的⽇本⼑的⽪铁,淬⽕过后可以得到更多的⿇⽥散铁系组织,或得较⼤的硬度和强度,但是由于⿇⽥散铁共析组织具有相当强的脆性,若单⼀使⽤该组织制作⽇本⼑会造成⽇本⼑缺乏韧性,降服强度降低,⼀受冲击⽴即折断的物理现象,为了改善此缺陷,因此就需要芯铁的制作,由外⾯的⽪铁包住⾥⾯的芯铁,这种作法称做甲伏锻,俗称包钢法。

芯铁会使⽤含碳量⽐较少的庖丁铁制造(含碳量⽐较低的⽟钢),让钢质柔软具有韧性,接着同⽪铁的折返锻炼,但是折返次数不⾄于过多,⼤约六次左右(芯铁也有折叠),过多的折返芯铁也会造成强度增加的情况发⽣,如此⼀来便失去了芯铁的意义。

⼋. 造边

造出⼑⾝内部的结构,各⼑⼯派系的不同和⽟钢练出的纯度,也会决定造边的各种不同的型式,说简单⼀些就是将锻炼好的⽪铁包覆锻炼好的芯铁。各构造和⽅法如下:(造边的种类)

九. 素延

将造边确定完成的铁,放回炉中,等到在结晶红热温度,开始经过反覆的锻炼始其延展逐渐⾏成⼑体,素延的过程中,必须谨慎⼩⼼以免造成⼑体的缺陷。

⼗. 切先制作

将素延好的⼑体,作出适合的⼑尖,切先的⽅向⼤多会以造边的晶粒流线先截短⼀段候逐渐锻出,这个加⼯⽅法可以确保晶粒流线的完整性,更进⼀步确保切先的强度。

⼗⼀. ⽕造

⼑匠开始继续精锻⼑体结构,从切先造好之后开始,会开始确定后逐渐⼀⾯加热,加热⾄特定⽩热温度后⼑匠会使⽤⼩槌,锻造出镐和地,刃先的好坏有⼀部分也看此。

⼗⼆. 烧⼊

⼀把⼑的好坏和成⾊,最主要就是看这⾥,通常会把⽕造完成的⼑体先进⾏⼤体上的粗研磨,之后就会开始覆上烧刃⼟,只露出刃或是预先急冷淬⽕的部位。关于烧刃⼟的覆盖法,各⼑⼯有各⼑⼯有不同的烧刃法,在覆盖烧刃⼟的⼟质上也有不同的出⼊,以⽇本作古⽼的⼤和传为例⼦,⾄少会盖上3种不同的烧刃⼟,进⾏烧刃⼯作,覆盖烧刃⼟最主要的⽬的是要使⼑体本⾝在淬⽕的过程中,缓慢冷却,不同的⼟就会造成不同的冷却速度,没有覆盖烧刃⼟的刃部或其他部位就会因急速冷却变成⾼硬度的⿇⽥散铁系组织,这个步骤可以说是⽇本⼑的灵魂所在,最后可以充分达到⼑体强韧⼑刃坚硬,此为⽇本⼑的⼀种最⼤的特⾊。

烧刃时,⼑匠会把涂好烧刃⼟的⼑进⼀步的丢回炉⽕中,等到特定的红热温度(这个都是⼑⼯的实⼒,各派⼑公不喜在使⽤精密的温度仪器作量测)⼑匠就会把⼑体从炉⽕中取出,放进各⾃流派中所调整好特定温度的⽔或是油中,进⾏淬⽕(烧刃)的⼯作,此时露出的刃部,会因为急速淬⽕,⽽产⽣⾼硬度的⿇⽥散铁组织,同时⼑体也因为烧刃⼟的成分和厚度不同,⾦属晶粒也开始因为冷却速度的不同,和析出结晶的不同,开始收缩翘曲,之后就形成了⽇本⼑特有的弧度(反),若是脆⽕温度判定错误,就会造成胡乱翘曲,前⾯⾟苦的⼼⾎会全部化为泡影,不同的⼑⼯流派也有不同的反法,也因此这样烧刃⼟才会有不同的涂法和材质,析出的⿇⽥散铁共析钢组织颜⾊会以⽩⾊呈现在⼑体上,及为⽇本⼑的刃⽂,各种不同⼑⼯流派都习惯⽤不同的刃⽂,在⼭城⼑和备前⼑中有⼀种在⼑体上完全平直的刃纹,称作直刃,其余流派⼑⼯所造出的刃⽂称为乱刃(乱刃还有细部区分在此⽆法⼀⼀详述),刃纹的成⾊不但影响⼑体本⾝的强度,同时也是⼀把⽇本⼑美术价值的最主要关键所在。

附带⼀提,涂上烧刃⼟这个步骤也不是随便乱涂⼀通,⼑匠会把⽕造好⼜粗磨过的⼑体,在⼀张宣纸上1:1的呈现后,先进⾏刃⽂制图,随后再参照图⾯进⾏烧刃⼟涂⼑的作业,因此刃

⽂会和⼯作图上的近似度100%相同。该刃⽂图会在⼑造好后,缴交当地教育委员会,作正式⼑⼯作品的新⼑建档资料⼯作,古代据说相同,只是建档的单位是幕府,将来更是鉴定真伪或者出版图鉴的依据。烧刃⼟调制和⼯具

⼗三. 合取

即为回⽕,淬⽕后的⼑,由于⼑体本⾝⾦属晶粒收缩翘曲,因此就会产⽣⾦属淬⽕过后的重⼤缺陷,称作热应⼒集中,这个现象是造成⽇后⼑体本⾝内部构造发称晶界滑移,或是经过撞击后产⽣魔线,造成⽇后受到冲击后折断的现象,为了解决这个情形,因此就要实施合取(回⽕)的动作,将烧刃过后的⼑重新置回⽕床上,经过⼀短暂的特定时间和温度,⽴即取出⼑体,完成回⽕之动作,否则过度的回⽕史晶粒过度粗⼤化,将会使之前烧刃的步骤前功尽弃。回⽕之后不但可以消除热应⼒集中同时可以让⼑体某些不完全变态之⿇⽥散铁组织变成沃斯⽥铁组织,进⼀步增加⼑体的强韧性。

⼗四. 锻冶研

合取完毕的⼑体,其实已经是完⼯九成的⽇本⼑,接下来⼑匠会先作⼀次粗研磨,这个研磨就称作锻冶研,随后就将⼑送交给专门研磨的研磨师,⼑匠的任务已经完成,美术价值的研磨⼯作就交给到研磨师。

⼗五.确定中⼼ 切铭

研磨完成的⼑,随后⼑匠会在中⼼的位置造出滤⽬,并且切上⾃⼰⾝为正式⼑⼯的铭⽂,随后将⼑⼦教教育委员会登记,领取登录免许证。

结语

以上就为⽇本⼑的制造法,⽇本的的锻冶时间不定,要视⽓候.温度.湿度.⼑匠本⾝⾝⼼状况,的因素⽽定,也因此⼀把⽇本⼑锻造之时间由1~3个⽉不等,因各因素⽽异。此外⽇本⽓候受⿊潮之影响,也因此湿⽓的控制和时间巧妙交换的关系也是⼀位成功⼑匠所需要拿捏的功夫,最后发这篇⽂章不是要说明⽇本⼑有多么的优秀和独⼀⽆⼆,事实上折返锻炼这样的⼯艺⽔平,中国有,欧洲有,中东也有。折返锻炼是古代材料处⾥的⼀个⾥程碑,但不是说有折叠就⼀定好,笔者⽂中就谈过许多的热应⼒问题和材料处理困难的问题,因此也不可说有折叠的兵器物理性能上是差不多的,问题就出在怎么折,如何折,怎么造边,⽤什么样的材料来造边。这种武器⽣产的材料处理程序,这样⼦的问题问题仍是现代的国防⼯业机密,在拥有精密仪器的现代都已经是这样的难事,更何况是需要凭经验和时间累计的古代,这样的古代国防科技值得我们深思以及研究。

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