本帖最后由 duckbillclinton 于 2015-5-11 23:08 编辑
不锈大马士革钢的不同制作方法的探讨及机制锻轧、粉末冶金与手工制作的区别
1. 机制锻压、轧延
对于机锻的不锈大马，国外产量和使用最多的莫属日本了，相当一部分日制的高端厨刀，不论大厂或小作坊，都采用不锈大马夹钢来生产，即外层是不锈大马，刃心则是高性能的不锈钢（如VG10），高碳钢（日立 青纸、白纸），甚至是粉末高速钢（如SRS-15）。为什么日本可以在不锈大马和夹钢上能够使用如此刁钻的钢材而且又能做到大量生产呢？那我们国内又如何呢？
笔者在前文里已经重复提及夹钢（复合钢）的制作流程与大马士革叠层钢的制作流程是相通的。夹钢是三层，大马士革叠层钢无非就是在这个基础上作重复。对于复合钢（夹钢）的生产来说，由于要解决不锈钢中的合金元素氧化问题，其在国内都是采用爆炸焊接法在野外合成，之后再回厂轧延成需要的板材或带材尺寸。国内现在很多厨刀厂卖的全不锈钢夹钢刀，出于广告效应，就经常标榜其夹钢使用了TNT 爆炸法合成，实际上，这已经是个十分普及的普通工艺了。
对于不锈大马，其工业化的制作在理论上也可用爆炸焊接法，但这种方法能合成的层数是有限的，因为在爆炸焊接合成一次后，成品复合板就要重新回厂轧延成薄板，清洗去除氧化层后，再将这些复合薄板继续用爆炸焊接再次合成，如此类推，直至达到需要的层数。看到这里，明眼人都知道这种方法的成本和耗时都会相当高，就算能生产，其产能也无法扩大。那除了爆炸焊接法，国内还有没有其它的节省成本而有效的不锈大马制作方法呢？ 有啊，随着国内科技和生产技术的进步，之前曾经被日本垄断、搞得极为神秘的真空轧制法已在数年前被国内企业突破，现在已有数家钢厂、加工厂有能力进行大量生产。
真空轧制法到底是什么东西呢？呵呵，笔者写到这里有点累了…… 干脆，把百度百科的词条照抄过来吧，
”真空轧制法（VRC）是将碳钢基板和不锈钢复板经过下料、表面处理使其表面处于物理纯净状态时，在高度真空条件下组坯轧制的复合板材轧制方法。20世纪80年代，日本JFE公司发明了真空轧制法，该方法将热轧法与真空电子束焊接（EBW）技术相结合，复合板界面处于高真空状态，加热过程的界面无氧化，界面结合性能较高。成熟的真空轧制法生产流程可以使生产效率达到每40余秒生产不锈钢复合板4吨，成本较进口同类产品下降三成到四成。日本等发达国家已经大规模使用真空轧制法的不锈钢复合板，这是未来的趋势。“
看完上面，大家是不是开始有点明白为什么日本的厨刀厂在夹钢和不锈大马上这么厉害了。其实，原因就是真空轧制法啊，而且此法基本上能够通吃所有钢种，所以高速钢作夹钢刃心的无敌组合也变为可能，不锈大马的制作就更是小菜一碟了。
其实真空轧制法的全过程在原理上解释并不难，难的是真空电子束焊接工艺的工业化实现，因为在高真空工作舱里，钢胚的送料、固定、焊接、成品送出，全程必须数控完成，这需要专门设计的大型专用真空电子束焊接设备。以前，国内的数控设计与国际先进技术有一定的差距，现在，由于国家的经济发展，科技水平逐渐提高，某些领域我们已经可以与国外最先进的同行争一日之长短，甚至领先，真空轧制法就是我们在冶金行业里追上国际水平的其中一项重要的成就。
有点跑题了，现在就补充解释一下上面提到的真空轧制法过程…… 首先， 数层的碳钢基板或不锈钢复板经过下料、表面处理使其表面处于物理纯净状态后，会被送入真空电子束焊接工作舱，舱门关闭后，舱内被迅速抽至高真空，数控设备将数层钢板依照设定的顺序叠合校正固定，钢板之间的接缝与焊接电子枪口对齐，然后钢板被慢速旋转，此时电子枪射出高强电子束将钢层的接缝焊合，完整的焊完一圈后，数控设备继续将钢板调整校对至另一尚未焊接的接缝，重复上述动作，直至所有钢层的接缝都焊合，换而言之，此时钢胚所有的钢层在外围已经被完全焊接密封，然后，钢胚出舱，被输送至加热炉中，加热保温至指定温度及时间后，于热轧设备中进行钢层的锻焊，之后反复重复加热、轧延流程加工变薄，直至达到预定的钢板、钢带厚度，然后去氧化层，清洗， 成品。
上述的整个过程与笔者之前所写的两个不锈夹钢帖子里所介绍的“焊接密封煅合法”有异曲同工的效果，实际上，手工的“焊接密封煅合法”是受到工业化的焊接轧制流程的启发而出现的。
至于如何使用真空轧制法来制作不锈大马的叠层钢就无需浪费笔墨了，将上述流程制得的复合钢板、带材重新运用真空轧制法来再次合成，便能得到层数更多的复合板、带材。当然，由于钢材在去氧化层及加工中有损耗，每一轮的数控焊接参数是必须要调整的，而且这种方法也有点回归到传统的叠层钢制作流程的意思了。
对真空轧制法的理论或其它复合钢的工业生产方法有进一步兴趣的刀友，可以参阅以下的两篇论文，
2. 粉末冶金
对于粉末冶金的不锈大马制程，由于国外正式做这个的就只有 Damasteel 一家，而其公开流出的关于制程的资料基本为零，所以要进行探讨的话，最快的方法就是对它进行相关的专利检索。但有点不幸的的是，Damasteel 对这个似乎有点准备，其网站上只字不提其大马制作过程的专利号。笔者曾经尝试用 “Damasteel” 作为专利持有人去搜索，也找不到什么有用的东西。后来，通过对其一些相关产品的介绍文档入手，终于解开了谜团，原来Damasteel 注册专利所用的，是另一个法人身份…… 好了，圈子兜够了，呵呵，大家一起来看看其专利号及介绍的原文链接吧（可能要爬墙，谷歌链接）：
https://www.google.com/patents/U ... uQE&ved=0CB4Q6AEwAA
（写作中）
时至今日， Damasteel 对外的宣传资料都极少，但 Youtube 上还是有这么一段他们自己厂内的技师将其不锈大马轧延成板条的短片流出（爬墙）。从短片中可以看出， Damasteel 对质量的控制十分严格，二辊轧机的轧下率调得很低以保证图案的规则排列，两次轧延后立即回炉保温，确保钢的热锻温度一直在粉末冶金最适宜的 1150°C - 1050°C 之间。
http://www.youtube.com/watch?v=7NFBkpUGv08
国内高手的不锈大马尝试
要说道不锈大马的国内尝试，本坛内的高手应该是最早的。到现在为止，笔者知道的成功案例有：“看热闹的”兄，“村长”兄，和 “玉树临风”兄（其他的，恕本人时间有限，无法全部知道）。其中，又以“看热闹的”兄最为令人钦佩，思路绝对令人叫绝，他的回帖中，没有故意回避跳过重点，而是作出了解答分享。
如果笔者没弄错，“看热闹的”兄应该是最早尝试粉末不锈大马制作的高手。可能是由于兴趣使然及财力的限制，他只是作了简单的尝试便止步了，但其原帖已经指明了粉末大马制作的正确方向。至于锻造的不锈大马，“看热闹的”兄的尝试就更加厉害了，竟然想出了焊接密封真空锻焊法。最初看到他的帖子的时候，笔者差点从椅子上掉下来。因为吧，大概两年前，笔者从太太整理储存冬季衣物用的抽真空收纳袋得到灵感，想到了或者可以用热处理不锈钢箔（或软铁皮）通过缝焊机（或点焊机）做一个袋子，把钢材包在里面，袋口部分焊接封闭，然后塞入管子，边抽真空边缝焊（或点焊）至完全密封（稍后加图补充解释），之后就可以放入炉子加热、锻焊了。但这个方法的问题是，缝焊机不便宜，点焊的操作技术要求高，所以笔者自己都有点怀疑是否具有实际操作价值。当读到“看热闹的”兄的帖子后，立刻豁然开朗，显然，他的方法更加简单有效，而且是2010 年就已经提出，不服不行啊，呵呵。以下就是“看热闹的”兄的两个帖子的链接，大家也去凑下热闹吧，
而“村长”兄所作的锻造不锈大马尝试，他采用的是国外刀匠Ariel Salaverria所写的教程。笔者之所以能够肯定，是根据他发的原帖及另一钢缆大马（外观上继续保持钢缆纹）制作贴里的插图得出的结论。 钢缆大马能够在锻造后继续保持钢缆纹的制作方法，是Ariel Salaverria所原创，而且也是其网站上公开发表的（包括不锈大马的）众多教程之一。“村长”其实也是很厉害的，他的燃气炉制作就直接用了成品的液化气喷炬，而且加了热电偶，国内少见，也是一个喜欢动脑子的人。
关于Ariel Salaverria，他是一个笔者极为尊重的刀匠，非常无私，其制刀的所有知识都写成了教程，无偿地发表在他的网站里。在本文里，笔者也会同样引用Ariel Salaverria 的教程，但也会原创补充一些重要的理论知识及改进方法，或者在一定程度上令大家更容易成功。
至于“玉树临风”兄的粉末不锈大马尝试，笔者起初因为缺乏这方面的知识，也乱回了个帖，胡说八道了什么“真空热压炉”，现在回想起来真是笑死人了。另一方面，由于他的帖子，促动了笔者开始在网上搜集阅读粉末冶金的相关论文、书籍，以补充自己在知识上的短板。说实在的，“玉树临风”兄绝对是个高手，而且其粉末大马的尝试到现时为止是最成功接近瑞粉的。
最初在网上接触瑞粉时，笔者得到了两个重要信息，一是瑞粉的原材是以圆形棒材形式提供的，二是从瑞粉棒材的横截面图上不论是平行纹、同心圆纹、还是马赛克纹都有一定的扭曲而且棒材的外层似乎被磨除掉了。对于第二个信息，笔者有点肯定的是瑞粉可能采用了棒材轧制机进行了后期加工（造成了横截面纹路有点扭曲），然后磨掉了外面的氧化层。至于为什么瑞粉都是以圆型棒材提供的，笔者就有点无从入手了，后来看到了“玉树临风”兄提及的热等静压炉及“看热闹的”兄提到的HIP 制程，才明白个中原因。至于“玉树临风”兄的尝试为什么在距离瑞粉一步之遥时便止步了，笔者当时曾经推断，可能是因为成本及小量制作试验的原因吧，导致了他想一步到位，直接热等静压做出成品，其实，在粉末的封装阶段将圆棒形容器的横截面直径加大便能大大降低封装的难度，而在烧结之后轧制成小直径的棒材也会令图案更加紧密，从而达到与瑞粉类似的效果。最近，笔者终于找到了瑞粉的专利相关信息（上面的章节提到了），也证实了之前的猜想。
（写作中）
手工制作不锈大马士革钢可以采用的方法
1. 焊接密封还原气氛锻焊法 （优点：简单有效。缺点：质量控制要求高点。)
2. 焊接密封真空锻焊法 （优点：质量一流。缺点：器材及操作技术要求高。）
（写作中）
| 
[复制链接]
发表于 2013-12-24 22:16
楼主
