刀具夾鋼

刀具夾鋼

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。

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。

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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)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。

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。

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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。

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 。

為防止表面脫碳,一般應在帶保護氣氛的電爐加熱,最好是真空爐。淬火回火後需要進行機加工的允許在鹽浴中加熱。(推薦最好用電爐加熱)此種工藝比較簡單,熱處理廠都能進行。

第二種

此種工藝為比較精密的得加工方法了。用於量具廠加工量規,千分尺一類的精密量具,同樣適合刀具加工了。流程為:清洗,淬火,回火,清洗,矯直,穩定化處理。

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。

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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。

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