今天,世界各地似乎每个角落都有一个大马士革钢制造商,几乎任何人都有机会学习锻造大马士革。2005年,美国刀匠协会在比尔莫兰刀匠学校开设了七门大马士革钢教学入门课程。最近在西拉锻造和炉火学校(Sierra Forge and Fire School)举办了几门课程,其中一门是由我亲自授课的。美国各地有许多“刀匠锻造大马士革钢”教学课程事件,其中大多数都将锻造大马士革钢提上了议事日程。

请注意,锻造大马士革钢会上瘾。我曾见到达里尔·梅尔(Daryl Meier),但我认为他是现代最伟大的大马士革钢制造商,他亲口说过:“制造大马士革钢是一种无法治愈的疾病。”

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在我自己的铁匠店里,我尽量保持简单。通过消除尽可能多的变量,我成功地制作了良好的锻造焊接大马士革钢。我已经制定了一个程序,我对每一个锻造焊接大马士革钢都会进行,通过不改变我所知道的有效方法,我相信我的焊接大马士革钢质量会很好。

在锻造大马士革钢的过程中,首先是锻造材料的选择。这是我非常感兴趣的一个领域,我建议1084和15N20作为锻造大马士革钢时要结合的刀钢。大约10年前,德文·托马斯向我推荐了这些材料,我觉得它们对我的成功起到了重要作用。首先,1084碳素钢是含有0.84%碳和0.9%锰的简单碳素钢。锰将其定义为深度硬化钢,并在蚀刻后使其变暗,从而与蚀刻较淡的15N20形成更多花纹对比。

至于15N20,它基本上是一种1075碳素工具钢升级版,含有0.7%至0.9%的碳,0.6%至0.9%的锰,0.15%到0.35%的铬,0.15%至0.35%的硅,0.1%到0.2%的氮,2%到3%的镍。内含的镍这导致了额外的韧性,并使其具有抗蚀刻的质量,从而产生了几乎与纯镍一样亮的亮银层。这种材料组合易于焊接,并且可以广泛操作。由1084和15N20折叠结合制成的大马士革钢刀片,如果热处理得当,切割效果极佳,刀片硬度比钉子更硬。

就像我的造刀哲学一样,我喜欢我的锻造炉简单——一个燃烧炉和一个小鼓风机来提供氧气升温。锻造炉必须能够达到2300华氏度,这对于一个适当调节的丙烷锻造炉来说是没有问题的。

我在焊接锻造厂使用陶瓷纤维隔热材料,上面涂有耐火水泥,有助于抵御焊剂,也可以保护陶瓷纤维免受损坏。可浇铸耐火材料也能很好地起到隔热作用。它们需要更长的加热时间,但在锻造过程中能很好地保持热量并缩短坯料的再加热时间。市场上有很多好的锻造炉设计,我的建议是找到一个你喜欢的,然后购买或复制它。

大约12年以来,我一直在使用液压机制作大马士革钢。与动力锤相比,液压机有几个优点。对于初学者来说,液压机更容易控制,并且可以为液压机制作模具来封装整个坯料,从而使锻造焊接大马士革钢更容易。对于那些不太了解液压机与动力锤差别的人来说,液压机比电动空锤更安静。

快速更换模具的能力有时很方便。我目前使用的液压机是由蒙大拿州大瀑布城的杰夫·卡莱尔工厂(Jeff Carlisle)制造的。这些年来,我使用了很多液压机,但没有找到一台我更喜欢的。吉姆·巴特森博士出售的液压机计划与杰夫·卡莱尔工厂在市场上出售的液压机类似。如果你决定购买或建造一台液压机,我建议它至少20吨,并有一个好的快速更换模具。

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电动空气锤体现了传统的刀匠工具,已被用于批量制作成吨的大马士革钢。多年来,我在铁匠店和朋友的商店里使用过重量从25磅到500磅不等的电动空气锤。一旦你掌握了空气锤的窍门,它比按压更有趣。如果操作员能很好地控制钢坯,它们也会使钢坯中的图案产生变形或花纹失真,这种情况就不那么常见了。与液压机相比,用空气锤锤头可以更快地将棒材压下来制成刀坯,而且电动空气锤往往会将钢材氧化皮敲掉,而不是像液压机那样将其挤压锻造成坯料。

无论你选择液压机还是电动空气锤,都要记住这些工业机器可能很危险。将所有的机械力与2300度的钢材结合起来,可能会造成严重伤害。操作液压机或电动空气锤时,始终将人身安全放在首位。

在为第一次锻造焊接大马士革钢准备坯料时,我堆叠1084和15N20的交替层,以在坯料中获得所需数量的层。对于初始焊接,这可以是少至三层或多达25层。层数经过定制,以在成品刀片中获得所需效果。

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我总是在坯料的顶部和底部保留两种材料中较厚的一种,这有助于保持热量,并有助于在坯料达到焊接温度时减少翘曲。1084配备了轻型氧化皮,但我不清洗,而15N20,我当地购买买的时候没有氧化皮,按原样使用。

在初始锻造焊接大马士革钢之后,坯料被重新加热并被挤压拉出为长矩形棒。该棒材的尺寸取决于成品坯料中需要多少层以及成品尺寸。然后,在第二次焊接过程中,将棒材表面的锻造氧化皮打磨干净。在拉出过程中,可以对棒材进行热切割并将其自身折叠,以使层数翻倍。我在研磨和切割过程中取得了更好的成功,但请使用对您有效的方法。

第二次焊接将与第一次焊接一样进行,层数将决定是否需要第三次或更多次焊接顺序。

这些锻造焊接可以通过使用两种不同的方法来完成,即使用焊剂焊接(称为湿焊)和无焊剂焊接(即干焊)。

湿焊应遵循的步骤如下:

1、从19层坯料开始,该坯料由10层1/4英寸乘1-1/2英寸乘6英寸1080和9层1/2英寸乘1-1/2-英寸乘6英尺15N20组成,它们交替堆叠,最厚的材料位于堆叠的顶部和底部;

2、夹紧并焊接一端,然后在该端焊接一个把手。在与手柄相对的一端焊接一个角;

3、将坯料放入预热至2300度的锻件中,浸泡至坯料呈暗红色。此时使用无水硼砂作为焊剂;

4、使坯料达到焊接温度,当焊剂快速冒泡时显示该温度。旋转钢坯,确保加热均匀;

5、使用液压机或电动空气锤锻造焊接坯料。如果使用液压机,则使用比坯料更长、更宽的模具在一次挤压中进行焊接。如果使用电动空气锤,则从手柄端向外焊接,以使焊剂逸出;

6、用钢丝刷清除焊剂和水垢。重新加热钢坯并锻造成长矩形棒材,根据需要多次重新加热以达到所需的长度和宽度;

7、使坯料冷却并研磨坯料上的任何氧化皮。根据需要将坯料切割成尽可能多的块,以达到所需的层数;

8、重复焊接过程,将坯料拉出至所需尺寸。可能需要再次重复该过程以获得所需的层数。

通过创造一种惰性、无氧的气氛,可以在没有焊剂的情况下完成锻造焊接,即所谓的干焊。这通常会使焊缝更清洁、更牢固。这种无氧气氛可以通过几种不同的方式产生:

1、制作一个放置坯料的金属板盒子,然后将盒子焊接闭合。在箱内喷洒少量WD-40多用途除锈剂清洁干净,或在箱内放置一小块可燃材料,以烧掉箱内的氧气;

2、对钢坯所有外露焊缝进行焊接,以密封氧气;

3、使用适当尺寸的方管来容纳坯料。

按照湿焊顺序进行锻造焊接,省略焊剂。坯料被拉到合适的尺寸后,必须将盒子或管子从钢上磨掉。如果需要切割和重新堆放坯料,有三种选择。它可以放在盒子里,可以焊接接缝进行另一次干焊,也可以使用焊剂进行湿焊。

所需的视觉效果和图案将是成品棒材层数的因素。我更喜欢以黑色花纹为主的大马士革钢,所以我喜欢1084层的厚度大约是15N20层的两倍。由于其镍含量,15N20层的压缩程度不如1084层。

随着层数的增加,1084和15N20之间的初始差异变得更小。这种最初的尺寸差异似乎与我喜欢的200-300层的效果相平衡。一些不同厚度的实验将教会初学者如何最好地达到预期效果。

应用于刀片的大马士革图案也将是层数中要考虑的一个因素。在我看来,至少有200层的随机图案看起来最好。扭曲图案不需要那么多层次,因为扭曲钢筋会收紧它们。五十到一百五十层可以很好地实现扭曲模式。对于阶梯或雨滴花纹图案,200到300层是理想的,并且通过良好的蚀刻,将给刀片带来漂亮的花纹效果。

这些绝不是制作大马士革图案的唯一方法。我希望你能接受这些信息,并提出自己的想法。这些方法是构建模块,通过不同组合或修改它们,你可能会想出一些真正独特的东西。

大马士革钢的刀片或棒材一旦锻造完成,就必须进行热处理。第一步是三个热循环,以减轻锻造大马士革钢时施加的应力。热处理包括将棒加热至无磁性,并使其冷却几分钟。

再重复两次,在第三次加热后,可以将棒材冷却至室温,这是一个正火步骤。该过程大大降低了在硬化过程中刀片翘曲的可能性。

然后,大马士革钢刀的刀片就可以退火了。它再次被加热到无磁性,并放置在蛭石中以减缓冷却过程。大约六个小时后,对大马士革钢进行退火,然后可以很容易地进行钻孔和研磨。

在钻完所需的任何孔并研磨至120目后,刀片就可以硬化了。如果锻造不均匀,需要对刀片的一侧进行比另一侧更多的研磨开刃,我建议在硬化前再进行几次热处理。

1084和15N20组合锻造的棒材的硬化过程如下:在高温盐浴中加热刀片至1500度;保持两到三分钟;在预热的(120度)淬火油中淬火;并且允许刀片冷却,直到可以舒适地徒手操作为止。

这将产生HRC 62-64的洛氏硬度。在400-425度下各一小时的两次回火循环应产生洛氏硬度约为HRC 58的刀片。如果没有高温盐浴,可以将刀片加热到无磁状态,并进行淬火,得到类似的结果。

同样的热处理配方也适用于其他简单钢的组合。回火循环应在较低的温度(350度)下进行,并逐渐升高25度,直到获得所需的硬度。

然后,必须对经过硬化和回火的刀片进行精磨和手工打磨,通过酸洗药液浸泡以便对其进行蚀刻,直到露出大马士革钢花纹图案。

最后我使用320目的砂带轮将刀片打磨,然后开始用400目的砂纸手工精磨。打磨是垂直于320目砂带机进行的,直到它们表面氧化层消失。然后使用600目的湿砂纸和干砂纸来去除400目打磨留下的划痕。刀片最终显现漂亮的大马士革钢花纹。

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