简述刀剑锻造的发展历程：有迅速量产的俩方法

作者：李嘉亮

人类发现铁矿、陨铁，尝试研发钢铁器的初期，应该利用的是铸造方法，后来发现要想制成锋利的刀具，就要用含碳量约在0.6%～1%的且杂质含量很少的钢铁。将铁矿石熔化成为液态(铁水)，所需的温度要达到1300℃以上，而铁、碳元素在高温条件下容易燃烧氧化，所以铸件的含碳量很难精确掌握。在高温条件下，空气、砂泥质模具中的水分解离成氢氧离子，氢离子渗入铸件后，会严重降低铸件的质量，铸成的刀剑可能掉在地上就断成了三截，很难具备理想的功能。

犁头、生铁锅、水沟盖板，直到今天仍然使用铸造的方法，是因为生铁熔点低，铸件不需要韧性，所以持续使用廉价的铸造法生产。需要硬度、韧性、强度、耐冲击等等复杂物理性质的刀剑，几乎在发明铁器不久就放弃了铸造法，除了印度乌兹钢(镔铁)例外(采用类似铸造后再锻造)。所以现在只有文学家用铸剑这个词，有概念的玩刀家说的都是锻造刀剑。

电影或者摄影作品显示高温中锻铸钢铁常常火星四溅，画面极具震撼力，这么说明那些胚剑含碳量太高。

手拿铁锤锻打敲击炽热的钢铁块，使钢料呈现期望的造型，反复将钢料放入炉火中烧红再锻打成型的方法，就是俗称的打铁，书面语称为锻造。锻造所需的热源，美国刀匠喜欢用瓦斯炉，少数使用重油炉，其优点是不会产生一些异味、烟尘而扰邻，并且适合在通风的地下室锻打，这样噪音会小很多。早期人类应该是用木炭作为主要的热源。通常木材紧致的硬木如台湾的相思木，即使烧成炭也没有孔隙，质地很紧致，用这种炭燃烧产生的热效率差，很难超过900℃，而松木炭质地松软多孔隙，容易燃烧，产生的温度可以高达1000～1200℃。在现今恐怕不容易找到铁匠师傅设计制造的锻铁炭炉了。

保存至今的百炼钢汉剑

宋朝的苏轼是中国的唐宋八大家一，曾经撰文记载中国北方用煤、南方用木炭，南方钢铁器质量优于北方。有些煤矿含较多的磷、硫，渗入钢铁后容易导致钢铁产生裂缝，即锻造过程中出现热裂现象，以及刀口容易崩掉小缺口的冷脆现象。日本迄今仍坚持使用剥掉树皮后烧制而成的木炭的传统锻造法。树皮和树木形成层含有大量的磷和硫，古人虽不知其化学成分，却在长年的实际锻造过程中积累了相关的经验，克服了这一问题。

《天工开物》中的联合炒钢工艺

工业革命以后，多数的炼钢炉改用焦炭。工业革命初期，德国人发明密闭加热无烟煤，最后获得残渣"高纯度碳，表面上看起来黑得发亮、密布微小孔隙，容易接触空气燃烧。用这种不含磷、硫等杂质的高纯度碳来炼钢，获得的优质钢铁含磷硫量极低。焦炭推动了工业革命的发展，现在日本锻造农具、开山刀的打铁铺，靠近森林的多采用木炭，靠近都市的都用焦炭，两者成本相差不多，选择不同的热源主要是考虑到运输成本。

毛胚从炉火中取出锻打时，必须观察其颜色是否变成发亮的黄橘色，英文称之为bright cherry。

打铁、锻造的英文称forge，这个单词其实泛指多种与炼铁有关的行业，与本文有关的有drop forge，在中英文里大致上没有细分。用铁钳夹住一块烧红的钢料放入模具，以油压千斤锤连续数次锻造成型，严格讲来是"热锻。，由于锻造时间短，金属表面氧化层薄而少，后续进行表面处理较有效率，锻造钢件失碳少，通常能获得较高质量的锻件。但是严格说来以上的工法不是drop forge。这个英文专门用语应该翻译为"热压成型"，通常指采用生产线连续生产，即钢坯经过加热后，放入模具中，模具以数百吨的压力将钢坯一次挤压成型。

钢材正在经过空气锤锻打

以上两种工法是不是很难细分?这两种方法通常在战争时期被广泛使用，因为采用这两种方法可以迅速大量生产刺刀及其他武器零件，几乎两秒钟就能生产一件，极少数大型民间刀具厂也用于生产厨刀。一般玩赏刀很少如此大量生产，何况多数的不锈钢材并不适合热锻或热压成型热锻、热压的钢铁器具，因为所使用的材料受到过强大压力的均匀挤压，性能非常坚韧，消防斧头、扳手都采用的是这种生产方式。