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只需五點,教你如何正確選擇刀具鋼材

? 匠人工坊出品大馬士革刀-合璧

對於普通用途的輕型和中型的折刀和固定刀來說,刀具性能主要指兩個方面:一是切割能力,二是邊緣保持性。而決定這兩種性能的因素有很多,鋼材中各種元素含量的變化都與其息息相關。所以在選擇刀具鋼時,要根據自身功能需求和預算,通過以下五個方面來綜合考量。


預期用途

? 匠人工坊出品大馬士革刀-狼牙

刀具的預期用途是其他所有因素的先決條件。中小型刀的切割使用主要是推切和切片方式,只有在刀片鈍化時才會鋸切。所以最好使用更適合特定切割任務的鋼材,簡單概括來說就是要精細、高拋光,邊緣穩定性好,而細粒度、低碳化物體積的合金才能獲得最佳效果。這樣的鋼材包括1095和10xx系列、M2、W1-W7、52100和日立Shirogami/Aogami(非防污型)。耐污型包括12C27、13C26、AEB-L、M390系列等。但這些鋼材的耐磨性並不是太好,如果是需要切割大量紙板或繩子的用途,則需要考慮更耐磨的合金。


刀片幾何形狀

? 匠人工坊出品大馬士革刀-狼牙

刀片的幾何形狀根據用途和風格的不同而不同,和鋼材沒有直接關係,而是和刀具使用、銳化相關。刀片幾何形狀的一個重要方面是厚度。不管用什麼鋼,較厚的刀片比較薄的刀片更結實,但切割性能會變差。比如重型文件夾的特點就是刀片較厚,犧牲了一些切割能力來增強強度。


邊緣幾何形狀

刀具邊緣幾何由邊緣銳化的形狀和銳化角度共同定義。刀刃的銳化形狀(也就是研磨開刃方式),有很多種選擇。其中鑿式邊緣最鋒利,其次是呈V形的大平磨。凸磨則是在切割能力和耐用性之間尋求到了良好平衡的一種研磨方式。至於銳化角度,薄邊切割性更好,而厚邊更結實耐用。但因為較厚的邊緣需要更大的力來切割,所以通常也不會比較薄的邊緣保持性更佳。需要一提的是,並不是所有的鋼材都能支持每側15°以下的邊緣。如果想要更薄的邊緣,那麼必須選擇細粒度的低合金鋼,如1095、W1、W2、O1、Aogami、Shirogami、52100、AEB-L、12C27不鏽鋼等,另外還需要有高硬度。

耐腐蝕性

說到耐腐蝕性,就會提到不鏽鋼。一般認為不鏽鋼雖然耐腐蝕,但更易碎,更難打磨鋒利,更容易斷裂。事實上並不是這樣。刀具中使用的除h1和tn15x外的所有不鏽鋼,都會生鏽。而刀的易碎性取決於熱處理、幾何結構、刀片厚度和其他設計方面。所以不鏽鋼雖不像某些碳鋼或工具鋼那樣堅韌,卻並不意味著它們本身就易碎。有很多不鏽鋼,如420HC,425M,440C,12C27,13C26,AUS-6,AUS-8等都是高性價比的選擇。中高檔不鏽鋼也很豐富,如CPM154,VG-10,S30V和S35VN等。D2是一種半不鏽鋼合金,也可以產生非常好的效果。然後是高端合金,如ZDP-189,CPM S90V,CPM S110V,CPM S125V。


刀片中使用的鋼材種類

如果不考慮耐腐蝕性,有很多優秀的合金可供選擇。目前還沒有官方將碳鋼與工具鋼分開的正式規定(10xx系列除外,但有時也被稱為彈簧鋼或工具鋼)。工具鋼是一個非常大的類別,有相當多的子類別。這些合金沒有一種是專門被設計用於刀具製作的,但其中一些恰好是制刀的好材料。從工具鋼中,可以挑選出最適合特殊用途的鋼材,或是良好的綜合用途合金,可以追求更好的韌性,邊緣穩定性,高耐磨性,或這些性能的最佳組合。

簡單的低合金鋼很容易進行熱處理,因此更具成本效益,而且在高溫處理過程中發生錯誤的可能性更小。像1095、W1等低合金鋼也是用途廣泛的合金。在低、中硬度範圍內,它們適用於大刀片或高強度文件夾,是非常好的高性能刀具。CPM 10V或M4則是切割諸如繩子或硬紙板之類材料的最佳選擇。

更複雜的中高合金鋼包括冷加工鋼、高速鋼、滾珠軸承鋼和其他鋼。其中高速鋼因為有很高的硬度和合理的韌性,且含有足夠的碳化物,從而具有極高的耐磨性。M4一直是切割競賽獲勝刀具中的首選鋼材;Bohler-Uddeholm K390是一種冷作工具鋼,是目前表現最好的鋼之一,尤其是在切割磨料時;D2是另一種冷加工工具鋼,經過適當的熱處理後,性能穩定;52100在需要精細、高穩定性邊緣時很受歡迎;CPM 3V是非常好的多功能合金,主要以其韌性和耐磨性而聞名,是大型刀具的絕佳選擇。

儘管很多工具鋼都適用於刀具,但卻需要通過適當的熱處理、製作工藝,並擁有適用的尺度、刀片形狀、研磨方式等,才能成為刀具的理想選擇。

? 匠人工坊出品羽毛紋大馬士革博伊刀

我是刀匠張勇,微信公眾號:匠人工坊

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