在坩埚冶炼和软硬钢复合锻造的帮助下,大马士革钢取得了良好的硬度和韧性效果。技相对落后的冷武器时代,它被称为世界**刀刃,几百年来风景独特。
在现代工业时代,许多冶金工厂和实验室对刀具钢的广阔前景持乐观态度,研究了工业批量制造大马士革钢的方法。20世纪90年代,瑞典一家冶金厂和刀具制造商采用快速烧结粉冶金技术生产图案钢,模拟大马士革钢复合锻造效果,提高耐锈性,在性能和外观上可与传统的手工锻造大马士革钢媲美。这是瑞典粉末钢,简称瑞粉,又称瑞粉大马士革。
瑞粉是一种由快速烧结粉冶金技术制成的图案钢,属于广义的大马士革钢,因其产于瑞典,故称瑞典粉钢,简称瑞粉。
瑞典北部有许多优质铁矿石,一直被称为钢铁制造业,其冶金技术处于****水平。
1992年,瑞典Erasteel公司开始尝试用粉末冶金技术开发大马士革图案钢。Erasteel该公司与美国坩埚公司联合持有快速烧结粉冶金技术**,Erasteel主要生产工具钢、高速钢、大马士革花纹钢研发主要针对工具钢和珠宝钢市场。
1994年,Erasteel公司的员工Per Billgren和刀具制造 商Kaj Embretsen共同开发了一种通过粉末冶金技术制造高合金大马士革图案钢的方法,成功生产出新一代粉末大马士革刀具不锈钢,采用粉末分层、高温高压(1200大气压)固结而不是锻造焊接,并获得巴黎EPMA-conference年度创新奖。
1995年,Erasteel授权其子公司和瑞典**工厂DAMASTEEL粉末大马士革钢开始生产制造。
1995年,Erasteel授权其子公司和瑞典**工厂DAMASTEEL粉末大马士革钢开始生产制造。粉末冶金的部分是由Erasteel完成后,锻造成型和图案模锻部分由Damasteel完成。从此,刀界新秀瑞粉钢诞生,并受到众多刀具制造商和收藏家的喜爱。手锻大马士革刀与瑞粉大马士革刀并存。
传统的大马士革钢是指由折叠锻造、焊接、模锻制成的花纹钢。波斯大马士革刀可以追溯到大马士革刀的起源。波斯人使用印度生产的乌兹钢(一种坩埚钢)制作*早的大马士革刀,由软硬材料复合锻造而成。
现代刀匠锻造传统大马士革刀的原理与古代相同。虽然工具有所改进,但仍遵循手工制作的传统。手工锻造的大马士革钢本质上仍属于高碳钢,耐锈性较差。
瑞典粉末钢是一种采用粉末冶金制造工艺生产的不锈钢,是由两种以上(一般两种)钢组成的复合钢。在粉末生产初期的无氧环境下完成分层焊接,采用无氧环境下的高温高压工艺(HIP)固结。各元素粉末的**比例首先保证了其较强的耐锈性,然后粉末钢的冶炼和制造特性可以*大限度地保证整体强度和层间强度。
瑞粉采用快速烧结粉冶金技术,而不是手工锻造,在真空下通过粉喷雾实现钢的复合加工。
首先,在真空环境中通过喷嘴将钢水喷入雾状。在气体雾化过程中,钢水被惰性气体喷射成小金属液滴,冷凝成清洁度高的小钢珠。雾化后,将粉末收集在罐中密封,然后通过热等静压密封(HIP)压实。HIP气体雾化金属粉末通过高压和高温的结合密化是一种工艺。HIP过程在HIP在炉内,气体压力在各个方向均匀工作,提供等静压性能和100%致密性,将钢珠烧结成大尺寸圆柱钢。
与普通冶金技术相比,这种新型冶金技术具有合金结晶快、均匀、尺寸小、强度大、钢结构稳定等优点。
Erasteel公司瑞粉钢底板完成后,锻造成型和图案模锻部分由Damasteel公司完成。
钢锻造成尺寸合适的板材,通过扭转和锻造。接下来是模锻,用特定形状的模具(常见的是圆点和横条的模具)在板上锻造凹凸。由于瑞粉底料钢板内部分层,模锻出来的图案内部也分层。然后将板上的凸起磨平,这是我们熟悉的钢板表面的图案。*后酸洗,图案会更清晰。下图是*常用的模锻模具,横纹模具制作奥丁图案,圆点模具制作小玫瑰图案。
瑞粉包括马氏体不锈钢马、奥氏体不锈钢马、高压枪管钢、低合金枪管钢、RWL34单体粉末刀具钢等。
马氏体不锈钢马、奥氏体不锈钢马和奥氏体不锈钢马在中国很常见RWL34单体粉末钢。
两种用于生产瑞粉大马士革钢的钢材是RWL34和PMC27。
RWL34世界**的刀具制造商Robert W Loveless命名是名刀具钢154CM的改进版本AST34粉末冶金版,由34粉末冶金版组成Damasteel公司专门设计制造刀具。RWL34强度和韧性极高,特别易于镜面抛光和锋利维护,受到刀具制造商的欢迎。
另一种组分PMC27是瑞典Sandvik公司名刀钢12c相对于粉末版27,RWL硬度低,韧性大,多用作首饰材料。
瑞粉马的两种成分性能**,两种材料的结合非常紧密。因此,瑞粉大马已成为科技含量*高、冶金技术*先进的大马士革不锈钢。
实现粉末冶金技术的瑞粉钢具有结晶快、分子排列紧密、均匀、尺寸小、强度大、钢结构稳定、无灰夹、锻造紧密等优点。因此,与普通钢材相比,性能提高了很多,*重要的是不易生锈。下图为普通冶炼钢和粉末冶金钢的微观照片,显示晶体大小。
左边是普通钢结构,放大几倍,右边是瑞粉钢,分子排列均匀紧密。
瑞粉马氏体不锈钢马,通常被称为瑞粉马刀具钢,经过适当的热处理,以确保良好的韧性,硬度可以达到HRc60-62,强度、防锈、耐磨性**。
瑞粉奥氏体不锈钢马,又称瑞粉马首饰钢,硬度低,延展性大,可冷轧、切割等。硬度要热处理,硬度在HRc25-30,非常耐腐蚀,不含镍,不会过敏。
说到大马士革钢,人们通常指手工锻造的大马士革钢。手锻大马士革钢是一种昂贵的手工艺品。瑞粉作为大马士革钢的近亲,在性能和图案上并不逊色于传统的大马士革钢。但作为手工艺品,或手工锻造的大马士革钢更受欢迎。如何区分两者?
传统的大马士革钢采用折叠锻造工艺,将软硬钢叠在一起加热、折叠、锻造,加工成复合合金钢,其*大的优点是硬度和韧性。此外,锻造形成的图案自然流畅,有规律但不重复。通过仔细观察,你会发现刀的前后两侧,甚至同一侧的不同区域,看起来图案相同,但实际上有细微的差异,就像画家的绘画一样,受到随机因素的影响。可以说,每一把手锻大马士革刀,都是****的。下图为工匠车间生产的合璧猎刀,属于典型的手工折叠锻造大马士革刀。
瑞粉大马钢为结晶材料,韧性略低于手锻大马士革钢。另一个*突出的区别是图案。瑞粉图案结晶,更规则整洁,可任意设置,批量大规模生产。同时,瑞粉钢表面会有明显的凹凸感。在瑞粉刀刃部,也会出现类似刀面的图案,看工艺不同,如果先开刃再酸洗,刀刃会呈现出比较完整明显的图案。如果先酸洗再开刃,刃口的图案可能不清楚。
参考资料:
工匠工坊《大马士革刀简史》
Jean M. Hoffman 《Damascus Steels From Powder Metal》
Larry Connelley 《Damasteel? vs. Damascus Steel - Explaining the Materials》
《Hardenable Stainless Damascene steel, 93x.x》
Customtacticals Knife Encyclopedia / FAQ网站《Damasteel Damascus Stainless Steel for Knife Blades》
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