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日系刀剑锻造工艺(转载)

 渊隆阁 2016-12-20
        唐刀可以说是武士刀的前世,用包钢法打造。但是这种制刀方法有一个缺陷,就是刀刃容易损伤而且不易修复。由于成本太高据说唐朝当年差点因为这个破产,所以在中国这种制刀技术没有大力发展。刀刃和刀身是两种不同特性的材料,刀刃部分的硬度非常高是一把刀负责破坏的部分,刀身大致来说是用有韧性的金属制成用来吸收战斗时产生的冲击力。硬度和韧性是不可兼得的,所以常常刀刃会在战斗因为格挡或者劈砍出现缺口和裂痕。大家在电影里看见的那种两个人一人一把刀对着砍来砍去刀身互相碰撞火花四溅这在实战中是很要刀的命的,这样打法一次下来一把宝刀可能就废了。真正的剑道大师一场战斗下来刀刃与对方刀身碰撞的次数极少。现在日本刀的锻造工艺大致有十种,见下图。


       从《日本刀锻造工艺图》我们可以充分的了解到日本刀的结构,可以说日本刀源自中国唐代包钢法,但是它已经在日本得到发展和进化,已经超越了包钢法成为一种更先进的制刀方法。也可以看出一把好刀的制作过程太繁琐,成本太高。作为战场兵器不符合低成本和量产性的要求。拿来决斗还是可以的。

       那么怎样锻造一把无坚不摧的好刀呢。我分享一下搜藏了好多年的一点资料吧,这起码是一种打造日本刀的方法。

刀剑的锻造

铁制刀剑的关键工艺是折叠锻打和敷土淬火,关键性能是在战斗中经得起较重型冷兵的冲击以及反复砍刺铠甲和人骨。原创当然是中国的,史上最强也是中国的,可惜在近代严重衰落,二十世纪后几乎绝迹,1949年后据说原北平刀剪厂的老师傅们曾试图打捞抢救,成效似乎不怎么样。

不过倭人学去以后,一直延续。经过明治时期的大萧条,很快在大正时期复兴,并通过二十世纪五十年代栗原彦三郎等刀匠的大力复兴又小小的繁荣起来。现在唯有再向倭人取经了。国内目前不少致力于传统刀剑的师傅们(这批人大多是2000年后冒起的),即使不是全学也需参考倭刀技艺,才使国人精粹得以在摸索中复原。所以,这里简单粗陋的介绍传统刀剑的制作过程,选取倭刀为例,术语也借用倭语(没办法,这个领域唯一完整的术语体系就是日语,汉语的早已失传无考)。
一、炼玉钢
传统刀剑用的原料是土法炼制的钢,倭人叫“玉钢”,含碳量高于1.0%,少于这个数的做出来硬度不够。使用现代成品原料总嫌不够正宗,唯有自己在家大炼钢铁,竹本老师这炼钢技术的摸索过程也是曲折,不表。

买来的铁砂铺好晒干:

炼钢主要原材料,铁砂和木炭:




自制的玉钢炉生火:

炉子下放三个伸出来的管子可以作观察口,拿着墨镜片凑上去便能看见里面铁水滴答的样子。等不滴了就是差不多好了...
下面的小门要时常打开来通一下,放出硫化物等杂质

这一大团就是炼好的玉钢了:

这块是以前做好的把两块容在一起:

水减。就是下水冷却

二、选料打合
先把玉钢打碎:

玉刚碎片:

选出质量好的:

排好

包宣纸并且淋湿,用来隔开待会儿要糊上来的泥浆和稻草灰:



上泥。稀释的粘土糊在宣纸外面:


上灰。稻草灰粘在泥巴外层,折叠锻打会导致脱碳(碳流失),据说上泥上灰起到一定的渗碳作用。


都包住了:

打合。烧一下然后用锤子打结实,这里用的是汽锤,古时候是人手持锤子来打的,现在也有些刀匠坚持用手打。


这个就是竹本老师啦。姓陈,名荣梁,字竹本,台湾省台中市人。为何字竹本?官方发布:因为竹+本=笨!狗仔队消息:陈师傅早年在广西经商,结交书法家游国权老师,感于游老说“国人文化以竹为本”,遂字竹本...


水入:


打合完成:

三、折叠锻打


这是两个关键步骤的其中之一,直接影响成品的性能。将选好打合的玉钢折叠、锻打,再折叠、再锻打,如此往复。

原理:(1)脱去部分的碳,避免过于脆硬,通常成品刀剑的含碳量是0.6%左右;(2)分子更细密均匀的顺向排列;(3)形成细致的层状结构——层数通常在百万层左右,少了韧性不够,多了脱碳严重。

目的:大大增强刀剑韧性,受冲击时不易折断或弯曲。


开始折叠:



第一下是对折(二层折):


接下去的都是左右折(三层折):


每次折好了都在汽锤下锻打,直到焊合,然后再折叠、再锻打...


下面是经过十三次折叠锻打后的半成品,十三次折叠,层数就是3的13次方,1594323层。这块准备用作刀的皮铁:
四、甲伏锻


一般传统刀剑会采取复合结构,有夹钢、包钢两大类:夹钢用较软的皮铁夹着较硬的心铁,比较不入流;包钢则用较硬的皮铁包着较软的心铁,性能好,造价也高。这里示范的是包钢当中的“甲伏锻”,也是最简易的包钢形式。

刚才锻好的皮铁:


用作心铁的玉钢:


以同样的折叠锻打方式做好的心铁:

将皮铁弯成U形:


心铁夹在中间:


素延。在汽锤下延展开:



素延完成:

五、火造和整形

锻好的刀胚现在要进行精细的加热锻打:


切先打返。“切先”就是“刀(剑)尖”的意思,要用小锤子打出形状:


刀身火造:


火造完成:


砂轮整形。负责整形的师傅们是竹本老师作坊的工人...

六、烧入


这是最惊心动魄的环节,成败就看这一烧一淬了。这块铁经过一番加热折叠锻打之后,变得有些柔韧有余坚硬不足,烧入环节的目的就是大大提高钢铁的硬度以及抗塑性能力,使得极薄的刀刃不易卷口,不易崩断,不易弯曲。


Tuilindo自己总结的增加整体强度的原理:经过折叠锻打,晶体颗粒更为细致,结构元互熔更加充分,受压力时在晶界面上产生片状应力诱导性马氏体(一种斜方晶系形态的铁碳合金晶体),加热后突然放入室温冷水中急速冷却,形成针状热弹性马氏体,马氏体的晶格比未经锻打和淬火的奥氏体晶格稳固得多。
好的刀剑表面硬度在洛氏50以上,在竹本老师那里看到过几乎洛氏60的,大致相当于摩氏5.5度,和玻璃一样硬,金属的极限了吧。



栋区(刀背部分)敷得厚些,刃区部分敷得薄些,有讲究的,这样敷淬火完了以后刀身就能弯得很好看...但解释起来比较麻烦,竹本老师点了一下,Tuilindo自己总结:加热时铁砂和粘土中的碳酸钙充分氧化,遇水一刻会突然释放大量热能,形成二次回火,使栋区的马氏体恢复为奥氏体,这样冷却之后,刃区马氏体的稳固结构阻碍了收缩,而栋区收缩率明显较大,于是,刀就反弯了...


嗯,为什么要厚薄分界线是弯弯曲曲的?为了漂亮。这个分界线在淬火完成后将在刀身形成非常美丽的刃纹,也就是马氏体晶体集中排列的区域。如果你想敷成直的,那也无所谓。



之所以说这个环节惊心动魄,是因为加热、入水稍有不慎好好的刀就报废了,前功尽弃。必须在夜里关了灯进行,因为全部的宝都压在刀匠的肉眼对火光和颜色的经验判断上。即使是最好的刀匠,也不敢打保票...




七、研磨

刀剑的研磨抛光本身就是一门学问,大致分为下研(初级研磨)和仕上研(精细抛光)两大步骤,下面写出由粗入细的一些步骤名称,具体的Tuilindo没了解过,她只会用砂纸磨抛寿山石...



八、打铭

在刀茎刻上铭文,比如刀匠和年代等。有时也会在刀身上刻铭文或纹饰。这个就不上图详细介绍了。
相关图片:





渗碳体

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