小科普:瑞粉大马士革钢

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发布时间:2018-01-11 01:59

很多朋友问大马士革钢的问题,比如什么是折叠锻打的?什么是旋焊?关于这个问题,在中央电视台我《我有传家宝》中,专家说慈禧赐给左宗棠的大马士革水晶匕首是旋焊做的,似乎不准确。专家都如此,更何况普通爱好者了。

很多朋友问:为什么瑞粉贵,好在哪里,怎么做出来的……为什么市场的价格差异如此之大?在此把个人了解到的一些信息在此与大家分享。

首先我们要了解什么是瑞粉 。瑞粉是瑞典粉末冶金制造的大马士革钢材的简称!

为什么瑞典粉末大马士革不锈钢的性能如此优异,在世界范围内那么著名?主要是表现在瑞粉优异的理化参数上。

一般我们将大马士革分成3类:

1、折叠锻打大马士革钢:印度伍兹地区所产的生铁经过大马士革传入欧洲,因此欧洲人为这类花纹钢取了一个阿拉伯城市的名字:大马士革钢;

历史上大马士革钢最重要识别标志就是花纹,后来的欧洲人把它叫作结晶类大马士革钢。其实按照历史研究,所有的乌兹wootz钢(其实是可锻生铁)工艺根本没有秘密可言熟铁夹白铁锻打制造成水纹钢,然后-退火处理+多层锻打(相同,电影《波斯王子》用的匕首就是这样钢,在中国唐朝高仙芝旗下的陌刀队的唐陌刀(斩马剑)用的也是这样的钢,以及《水浒传》里武松用的镔铁雪花刀也是这样,依据中国唐朝古法打造的日本花纹钢武士刀,原理均是如此!

唐陌刀(斩马剑)

这样的刀都可以称为折叠锻打大马士革刀,由于折叠的层数和角度不同,因此有的花纹明显,有的花纹就比较简单!由于受制生铁的品质(含磷硫数量以及微量元素量不同),折叠大马刀剑以乌兹钢为最优秀,经过波斯人以及后来继承波斯工艺的阿拉伯人打造出来以后,异常锋利,能轻易的在作战中传统欧洲重装骑兵的铠甲。

阿拉伯轻骑兵驾驭纯种阿拉伯战马获得速度优势,甚至在对攻的时候,仅仅手持大马士革刀,只要刀锋接触到欧洲战士的躯体,就能将对方一划两端,这也是欧洲人在冷兵器时代数次十字军东征失败的原因,最终导致欧洲人异常看重大马士革刀剑!

2、焊接工艺大马士革钢:从中世纪开始在古老的锻打基础上又出现的新的提高就是现在称的旋焊技术,简单的说就是--刀剑以半硬钢与硬钢交叠锻打,再经多次折叠或扭转,最后再夹入一层弹簧钢,形成有花纹的多层折叠花纹钢。

现代钢铁工业远比古代发达得多,所以各种元素、各种含量均匀分布的各种性能到达相应指标的工业钢材就特别多,美国的大马士革和日本的大马士革就属于焊接工艺的大马士革。

这里插播一个小笑话:国内某著名宝剑产地,号称铸剑大师,不少发烧友屡次带美国或日本大马士革刀给他看,苦在当时国内还买不到这样的钢材供“大师”铸造剑于是此君突发奇想找了一条废弃的本田125摩托车链条打了一把剑出来,然后对外自称恢复古法通过窑变技术,复制出了中国的大马士革宝剑,最终事实揭露,为天下爱好者所羞耻。其实钢铁工业的技术决定了刀剑的参数,最终决定了品质,所谓古法,所谓窑变,都只能欺骗那些既不懂物理化学,又喜欢搞自我崇拜,个人崇拜的少数人。

3、粉末冶金的大马士革钢:瑞粉的大马士革上面说过是1995年采用了粉末冶金制造工艺生产的一种钢材:首先它是一种不锈钢,各种元素精确的粉末配比就首先保证其不锈的可靠性,然后粉末钢的冶炼、制造特点又能最大程度的保证--整体强度、层间强度、韧性、弹性。不必在意锻打焊接各种禁忌,完全消除了折叠锻打过程常出现的“夹灰”、层间局部焊接强度低等缺陷。

我们从DAMASTEEL公司公开的页面上看到简要的说明如下:粉末大马士革钢是由两种以上钢材构成的复合钢,分层在粉末生产初期的无氧环境完成,层间焊接采用无氧环境下高温高压工艺(HIP)固结。

简单吧,其实这是在分析了全世界数十种高档钢材成分、经过数百万次试验选择取得科技结晶,大马士革钢材配伍的总结、应用,充分表明了人类对传说中的神兵——大马士革钢的了解从感性到理性的升华。

小结一下,上述1、2两种大马士革都是使用碳钢制作。如果要制作锋利和高强度的刀剑,就必须大量使用高碳钢,这样一来其他金属元素含量比例就会较少,在锻打高温下,其他元素容易形成氧化物(可以当成钢渣)不管是折叠还是焊接过程中,这些氧化物不能熔于其他部分,这就是“夹灰”。即使是特殊合金钢材,合金元素在高温氧化的时候也会损失含量,造成钢材金属元素成分不均匀,甚至在热处理以后,就失去原先的优秀功能。因此,高合金钢材既不容易锻合无裂,又不容易保持性能。

能制造不锈钢性能大马士革钢的国家唯有瑞典一个而已!能有日本刀的刚硬(HRC60度以上),有阿拉伯刀的美丽花纹,手术刀般的锋利(切割力为8.0-8.9N)还能保持100年以上使用寿命者,唯有瑞粉大马士革。

为什么瑞粉大马士革能得到众多玩家的青睐,那就得重点说说他美妙的花纹。

瑞粉大马士革花纹形成的原理和种类

瑞粉大马的制作流程如下:

A)利用粉末冶金方法,把两种组分按特定分层方法,熔压成大尺寸圆柱钢。

B)通过(先扭转再)锻轧,把圆柱钢材锻造成尺寸合适的板材。

C)(除火焰和扭绞花纹)用特定形状的模具,在板材上锻造出凹凸。

D)将板材上的凸起磨平,酸洗出花纹,即常见的瑞粉大马商品。

下图显示横纹模具制造奥丁花纹、圆点模具制造小玫瑰花纹。有朋友说不太清楚什么叫模锻。模锻说白了就和咱们做月饼一样,用个模子扣出来花纹。瑞粉的模子常见的就是下图圆点和横条的。因为瑞粉底料钢板内部是分层的,因此模锻出来的花纹内部也是分层的。凸出的花纹磨平之后,就是我们熟悉的钢板表面的花纹。

由于是利用粉末冶金技术来分层叠加两种钢材粉末,再高温高压熔压成为钢材底板,瑞粉大马的分层非常均匀紧密,远比普通碳钢折叠锻打制造的分层钢板要好。因此,虽然很多种花纹钢都用同样的模锻方法加工花纹,但是能够加工出瑞粉大马一样均一稳定花纹的,目前还没有别家。下图都是用圆点状模子锻造出来的花纹,分别是一种国货高碳大马士革钢和瑞粉大马不锈钢小玫瑰花纹。

瑞粉大马的花纹,可以按其基础棒材分成3个系列。

1这种棒料出来的花纹有扭绞、超细扭绞、复合扭绞。还有一些国内不太喜欢的花纹,比如Random随即纹等。另外若干不太叫得上名字的老外定制钢板,更是国内少见。

2这种棒料经过扭转,拍平之后就是扭绞纹。如果扭转的圈数比较多,就是超细扭绞。

3直接拍扁,拍的方向变化,就可以是面条纹。

4扭绞纹的板料,再经过模锻,出来变形的扭绞纹钢板,叫做复合扭绞/博克曼扭绞或者极光。

横截面马赛克棒料

(1)这种棒料出来的花纹有火焰、天梯、munin、蓝玫瑰、复合火焰、Blatunga纹(刀具钢国内用的人不多,首饰钢在国内出现过)。

(2)这种棒料直接拍平就是Blatunga,即横截面是扁椭圆马赛克,板料表面是平行纹路。

(3)棒料直接拍扁,再经过平行格模锻就成为天梯,对应奥丁花纹。如果用很密的平行模,出来就是munin。

4棒料经过扭转,在拍扁,就是火焰。如果在火焰的基础上再模锻磨平,就是各种复合火焰。

5棒料拍扁,再用圆点模子锻造,出来就是蓝玫瑰。对应小玫瑰花纹

横截面同心圆花纹棒料

(1)这种棒料出来的花纹有小玫瑰、奥丁、鱼骨、Vinland、大玫瑰等。

(2)棒料拍平,用圆点模具锻造就是小玫瑰,平行格模具出来奥丁,鱼骨和大玫瑰都是用和花纹形状类似的模具,随机形状模具出来Vinland。

3由于棒料结构的问题,这个系列的钢板,磨出来的刀具,刀刃会有一定宽度的平行纹路。如果是宽钢板,把刀刃开在板子中间,和开在两边,花纹效果或截然不同。一定要注意。

4开刃有平行条纹的原理:同心圆棒料锻平之后,边缘的层数比中间小。经过模子锻,边缘的花纹比中间穿透的层数少,花纹比较浅。开刃在边缘的时候,刀刃附近就只有平行条纹了。要想减少平行纹,一是选比较薄的钢板,而是可以裁掉一部分边缘。另外,刀刃越薄,平行纹越宽,因此凹磨的平行纹要多于V磨。

大玫瑰刃口边缘的平行纹路

奥丁花纹钢料刃口的平行纹路。

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