刀是切、割、削、砍、鍘用的工具；用於劈或刺得兵器。工具刀類型很多，有鍘刀、菜刀、砍刀等，用途不同，形狀各異，鍛制相同點是，均系夾鋼。夾鋼的目的是，易磨，磨後鋒利耐用。
基本介紹
- 中文名：刀具夾鋼
- 產品類型：夾鋼
簡介,鍘刀夾鋼的區別,古代刀具夾鋼工藝,刀具夾鋼的熱處理,第一種,第二種,第三種,刀具夾鋼常用材料性能,
簡介
刀，切、割、削、砍、鍘用的工具；用於劈或刺得兵器。此只記述工具類刀具的製造，兵器刀不述。工具刀類型很多，有鍘刀、菜刀、砍刀等，用途不同，形狀各異，鍛制相同點是，均系夾鋼。夾鋼的目的是，易磨，磨後鋒利耐用。
因菜刀等家常用刀至今仍在使用，故本文以介紹已經脫離生產領域的鍘刀為主。鍘刀，是農家飼養牲畜鍘草用的工具。(如圖1所示)刀身長3尺左右，刀刃呈弧形，最寬處4.5寸左右，刀背厚約4分。頂端有孔，用鍘釘與鍘床相連；尾端有桍，裝柄用以提壓。鍘床為木製長方體，比刀身長8寸左右，高寬均5寸～6寸，上開寬5分左右的溝槽，大體與刀身同，兩側鑲釘鐵板，釘高出鐵板2分～3分，以防飼草受力時外滑。刀床右側（按摁刀人方位言）開坡面口，與溝槽相通，以出草屑。
圖1
冀東俗語說：“寸草鍘三刀，沒料也上膘。”即飼草鍘得細，易消化，利於牲畜長膘。鍘刀之所以製成長刀身，是科學地利用了槓桿原理。鍘釘是支點，刀下的飼草到鍘釘為重臂，飼草到安在桍中的鍘柄為力臂。力臂長於重臂，而且剛用力時草靠近鍘釘力臂遠遠大於重臂，鍘草省力。國中物理槓桿部分就舉了鍘刀的例子。
鍘刀夾鋼的區別
鍘刀只在刃口夾鋼，久用久磨會把夾鋼部分用盡而不鋒利，需重新夾鋼，俗稱鋼鍘刀。鋼(gàng)，把刀的鋒刃在布、皮、石或缸沿上用力更迭翻轉摩擦使鋒刃快利。刀斧之類用鈍後，再回火夾鋼。鋼鍘刀屬於後者。在盆碗打破尚鋦的時代，鍘刀作為農家大件工具，用鈍更不廢棄，而是送到烘爐回火夾鋼。鋼鍘刀是將刀身入爐煅燒，然後用鍘刀鍘下剩餘鋼板及其連線部。再入爐煅燒，依次劈槽、夾鋼、淬火，使鍘刀鋒利。
回爐使工具鋒利不只鋼鍘刀，還有鋼凍鎬、鋼鑹等。凍鎬大體有尖頭、扁頭和一頭尖一頭刃3種，前兩種鎬身接鑻安柄；後者有銎裝柄，也稱十字鎬。凍鎬用於刨凍土、凍糞和石渣等。鑹為有尖帶桍，桍裝木柁，柁左右相對安握柄，用於鑹冰窟，打凍土等。二者均非夾鋼，而是鍛打成形後淬火，用鈍後需回火將其已經磨損圓滑的尖或刃捶打銳利，重新淬火。
古代刀具夾鋼工藝
鍘刀是傳統烘爐打制的長而大得工具，鐵坯多為鍛接。為減少氧化，有的在接頭處塗上黃泥煅燒，燒到一定火候，迅速除去黃泥鍛接。鐵板接到夠長度時，分段煅燒，錘打至背厚刃略薄，兩面平整。刀頭一端抹角突出，以備沖孔；刀尾一端錘打出長1寸左右的凸起，以備接桍。
刀身入烘爐煅燒，用剁子（鋼鑿）從刃一側順向劈出凹槽。因刀身長，一般分前後兩段兩次煅燒開槽。槽開好後，刀身和寬1寸左右的鋼板條同時入爐煅燒。煅燒過程中，刀身和鋼板均需前後移動，使之受熱均勻。二者煅燒到橙黃色，刀身放於砧上，鋼板夾入凹槽，前後移動，迅速捶打，使刀身夾住鋼板。再入爐分段煅燒，將刀身兩面與夾鋼鍛接牢固，捶打平滑，鋼板形成薄刃。另煅燒鐵坯，捶打成厚1分左右的扇形，扇外緣折邊2分左右敲實成一體，在砧子圓錐棍上捲成台形圓筒。鍛燒刀尾部分和圓筒，將圓筒套入刀尾凸起，鍛接在一起，同時把桍卷邊部分鍛接牢固。再鍛燒刀頭部分，置於砧上，用沖子衝出直徑5分左右的圓孔。再入烘爐，前後移動煅燒刀身，尤其使刃部受熱均勻，然後浸入淡鹽水淬火。
劈柴斧頭、菜刀等雙面刃工具，也屬夾鋼類，雖打制方法有別，但夾鋼方法相同。如圖2所示。
圖2
刀具夾鋼的熱處理
第一種
完全退火：溫度880-900度，時間1-2小時，冷卻介質爐；
不完全退火：溫度730-790度，時 間2-6小時，冷卻介質空氣 ；
淬 火：溫度1010-1050度，時間：電爐加熱0.3--2mm10分，2.1--5mm15分，5.1--10mm20分.鹽浴加熱0.3--2mm2分，2.1--5mm4分5.1--10mm6分，冷卻介質油 ；
回火：溫度200-250度，時間1-2小時，冷卻介質空氣 。
第二種
淬火（真空爐）：清洗工件後送入1050-1060度的爐中，保溫40分鐘（真空度13.33-1.33Pa）。通氮冷卻。
回火：在電爐中加熱到200-250度，保溫4小時。
穩定化處理：在電爐中加熱到180-200度，保溫4小時。
第三種
此種工藝是在第二種的基礎上加低溫深冷處理。就是在淬火後在通氮冷卻到室溫後，立即將工件放入冷處理爐中，緩慢通入液氮，緩慢冷卻到-196度。這樣的目的是讓工件儘可能多的轉換為馬氏體結晶，一提高工件的韌性和使用壽命，工業中的冷沖模具經深冷壽命提高3-4倍。此種工藝也是國外刀具製造的神秘的“深冷處理”。當然，經深冷的刀具硬度和韌性都很優異。要找到有條件的熱處理廠很重要了，一般要專業的熱處理廠和量具刃具廠才有這樣的工藝設備。另外，深冷處理要逐步降溫和回升，並且要儘快回火。可以用乾冰來代替液氮，當然效果也會差些。
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刀具夾鋼常用材料性能
M42鋼材是高鈷韌性高速鋼，主要用於高韌性精密耐磨五金冷沖模，也可用於切割工具及刀中冷卻。鋼材硬度高，可達70HRC，熱硬性好，高溫硬度高，容易磨削。用該鋼製造的切削工具，可以切削鐵基高溫合金、鑄造高溫合金、鈦合金和超高強度鋼等，但韌性稍差，淬火時溫度應採用下限。由於可磨削性能好，所以可用來製造各種高精度複雜刀具。
高紅熱硬度，高耐磨耗性與切削能力，高衝擊韌性。晶粒細緻均勻，韌性高。碳化物顆粒細、硬度高，耐磨性好。
高速鋼一般不做抗拉強度檢驗，而以金相、硬度檢驗為主。鎢系和鉬系高速鋼經正確的熱處理後，洛氏硬度能達到63以上，鈷系高速鋼在65以上。鋼材的酸浸低倍組織不得有肉眼可見的縮孔 、翻皮。中心疏鬆，一般疏鬆應小於1級。金相檢驗的內容主要包括脫碳層、顯微組織和碳化物不均勻度3個項目。高速鋼不應有明顯的脫碳。顯微組織不得有魚骨狀共晶萊氏體存在。高速鋼中碳化物不均勻度對質量影響最大，目前冶金和機械部門對碳化物不均勻度的級別 十分重視。根據鋼的不同用途可對碳化物不均勻度提出不同的級別要求，通常情況下應小於3級。用高速鋼製造切削工具，除因其具有高硬度、高耐磨性和足夠的韌性之外，還有一個重要因素是具有紅硬性。紅硬性是指刀具在高速切削時，刀刃在紅熱狀態下抵抗軟化的能力。一種衡量紅硬性的方法是先把鋼加熱至580～650℃，保溫1小時，然後冷卻，這樣反覆4次後測量其硬度值。 高速鋼的淬火溫度一般均接近鋼的熔點，如鎢系高速鋼為1210～1240℃，高鉬系高速鋼為1180～1210℃。淬火後一般需在 540～560℃之間回火3次。提高淬火溫度可以增加鋼的紅硬性。為了提高高速鋼刀具的使用壽命，可對其表面進行強化處理，如低溫氰化、氮化、硫氮共滲等。如圖3所示。
圖3
