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军用刀具的刃材及热处理-热处理展-工业炉展-2018第十九届广州国际热处理、工业炉展览会-中国效果最好的热处理工业炉展--巨浪展览
2018年1月30日  热处理展-工业炉展-
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刀刃 材料详解:

420J2 :(Cold Stell公司出品) 由于其低碳高铬的组成使这种钢材成为制作坚韧抗震刀刃的绝佳选择,同时还具有很好的抗腐蚀能力与不错的刀锋保持性。它是一种理想的刀刃材料,可以在各种不同的环境下使用,如高温、潮湿,或海中空气含盐量高的环境等等。高量的铬带给它超强的抗腐蚀能力,也使它成为制造随身携带的刀具和不需要怎么保养的刀具的上好材料。

ATS-34:ATS-34是一种被手工刀和高端量产刀用得最广泛的昂贵不锈钢,版权由日本日立钢铁公司所有,在美国有与它相同的154CM钢材,由著名制造商Bob Loveless生产。

AUS-8(也称为8A):“不锈钢”这个词常常会令人误解,因为事实上没有钢材是不生锈的,生锈会在刀上留下污点,并使刀具状态欠佳。熔炼时在钢材中加入铬,并降低碳的含量,就可以使其成为“不锈钢”。有些专家认为,不锈钢的表现具有矛盾性:增多铬减少碳能增强抗锈能力;但也使刀刃更难于打磨锋利,甚至有人说刀锋持久性也会降低。但我们已经发现多数的不锈钢刀刃能够与其他材料的刀刃一样锋利,且保持性也一样。AUS 8A是一种高碳,低铬不锈钢,经长期实践证明,它是一种在韧性、强度、刀锋持久性和抗腐蚀性间取得一个很好的平衡点的优秀钢材。

碳V (Carbon V):COLD STEEL的专利钢材,一种经过精心冶炼的高级的碳合金钢,是冶金学和实验科学的杰作,它的成分和O-1很类似。在发明这种钢材的过程中,Cold Steel公司将各种刀刃拿来作所谓的“Cold Steel 挑战测试”,按结果将它们分类,以便检验其微结构组成。用这种方法,最后总结出了钢材和冶炼方法的优劣排序,并制造出最好的钢材。Cold Steel购买了大量高级的高碳刃材钢来重新冶炼,这些高碳钢含有少量其他的合金元素,在冶炼时,这些元素增强了刀刃的保持能力和弹性,使钢材超出了其原来的品质极限,更适合用来制造刀刃。然后,将刃材在熔盐中热处理,再在温控油中淬火,形成刀刃的毛胚。再经过专业的热处理过程,包括严格控制的奥式体化温度、预先设定的浸泡次数、特殊选定的淬火物质和精确的回火时间和温度。这种生产流程使每把刀都有同样的优秀品质,甚至比昂贵的手工刀更佳。

CPM-T440V:近来被吹捧为“超级钢”的CPM-T440V,在不锈钢市场上屹立不倒。但是,它过于坚硬而难于打磨(因此它具有空前的刀锋保持性),但反过来,也就不需要经常打磨。CPM-T440V被手工刀广泛采用,并慢慢地向高端产品刀具领域进军。

GIN-1(G2):另一种低价钢材,质地比AUS-8略软。

高合金 (High Alloy):一种复杂的合金。

高速钢 (High-Speed Steel):钢材家族中被用来加工其它钢材的钢材。它们与普通钢材的主要区别在于其在高速摩擦而产生的高温红火下刃口也不会受损,并具有很强的抗磨损能力。M2就是一种高速钢。然而高速钢具有易碎的缺点,所以不适于用来做大型刀刃。

高碳 (High-Carbon):含碳量大于等于0.5%的钢材。有时也指非不锈钢,严格来说不是很恰当。比较出名的高碳钢有BG-42,CPM154M, ATS-34,440C等等。

高级美国高碳钢(Premium U.S. High Carbon):COLD STEEL的高级高碳钢被广泛应用在各种低档多功能刀具生产中。其化学成分和微观结构由Cold Steel规定,并且每种成分在用于生产之前都经过严格的冶金学检验。所以,其生产控制的体系与Cold Steel最著名的碳V是一样的。这种钢材比较清澄,纹理美观,含碳量较高,因此增强了强度,同时也适于热处理。Cold Steel为这种钢材设计了特殊的热处理方法,使其达到坚韧度和刀刃保持性的最佳比例。

洛克威尔硬度 (Rockwell Hardnes):一种用于测量钢材硬度的方法,其做法是用钻石晶体划压钢材。通常一把好刀的刀刃硬度应在洛克威尔硬度50s以上,60s以下。简而言之,硬度越高,抗磨损能力也越高,但脆性也越大。非钢合金,象钨铬钴合金等硬度都较低,只有大约40s,但它们的抗磨损能力也很高。

三美III(San Mai III):(Cold Stell公司出品)一种非常昂贵的,传统风格的日本碾压钢。以坚硬的高碳不锈钢夹在中间作为刀刃的核心,上下各加一层韧性和弹性都很好的不锈钢来辅助和增强,最后的成品具有两种材料钢的特性,这种碾压出来的钢材比特韧的AUS 8A坚固25%。三美III的特征是刀锋处的线涡纹路,遍及整个刀刃的边缘,是由于打磨时各钢层显露出来而形成的。每把刀的线纹长度各有不同,因为每一片三美III都是独一无二的。象AUS 8A不锈钢一样,三美III由现代精确传送熔炉热处理和零下低温淬水流程,改进钢材的微观结构,去掉杂质。最后的成品刀刃比一般不锈钢刀刃具有更好的弹性和保持性。

不锈钢 (Stainless Steel):含铬量高于12%的合金钢。一般地,含铬量越高,抗锈抗污能力越高,也越不适合做刀刃。没有真正不锈的钢材,如果不保养,所有的钢材都会生锈。

钨铬钴合金 (Stellite):更确切的名字是钨铬钴6K合金。一种钴合金,非常好的抗磨损能力,非磁性物质,也很昂贵,是比较有争议性的材料。更多信息,查看其官方网站http://www.stellite.com。

Talonite (Talonite):另一种钴合金,主要为钴、铬合金。它与钨铬钴6BH合金有相同的成分,区别只在于淬水和碾压工艺。Talonite具有很好的延展性,比钨铬钴合金家族的其他成员有更好的抗磨损能力。

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表面处理

阳极电镀处理 (Anodizing):一种化学电镀表面覆盖处理方法,可以改变产品的外观,改善表面颜色和纹理结构。最常见的是对钛和铝进行阳极电镀表面处理。使用不同的电压,可以产生不同的颜色(高电压=深颜色,低电压=浅颜色)。

珠光处理 (Bead Blasting):用于钢材、钛和铝的表面处理方法,常在战术折刀和直柄刀中被使用,其特点是使刀具表面100%的暗哑,完全消除反光。

黑色氧化处理 (Black Oxide):一种军用刀具普遍使用的表面涂层处理方法,因其可以消除反光。

黑色钛-碳处理 (Black-Ti):一种在表面涂上仅3微米厚度的钛-碳物质黑色涂层的表面处理方法,可以抗腐蚀。

BT2:BENCHMADE专利的黑色特氟隆涂层处理方法。据BENCHMADE称,其比目前对不锈钢抗腐蚀能力的要求标准提高40倍。同时,特氟隆也提高了刀的切割能力。

刀具钢材知识和各种钢材对比

钢是铁、碳和少量其它元素的合金。不锈钢或者10.5%或以上铬金含量的抗腐蚀性合金钢是该类金属的通用术语。应该记住不锈钢并不是说这种地钢材不生锈或不会被腐蚀,而只不过是它比不含铬的合金的耐腐蚀性能强得多。除了铬金属之外,其它金属元素如镍、钼、钒等也可以加入合金中用于改变合金钢的性能,从而生产出不同等级、不同性能的不锈钢。因应用目的和场所的不同,仔细挑选性能最为合适的不锈钢所制造的刀具,对于你特定工作的效率和成功至关重要!!!!!

 当今刀具常用刃材

AUS-8

ATS-34

GIN-1

CPM-T440V

SANMAIIII(三层钢)

420J

CARBON V

440C

D2

AUS-8:

一种高碳低硌不锈钢,经过长时间证明具有非常优秀的折中特点,既坚硬又坚韧,既不易生锈又能保持锋利长久。

ATS-34:

日本钢,隶属日立钢铁公司生产。大多数手工刀采用的材料,也是名牌厂家选用之高级不锈钢材料。ATS-34也属于高碳钢,其硬度可作到59-61HRC,有些人认为是目前最好的刀刃钢材之一。此外,美国的154CM钢材与ATS-34等同。

GIN-1:

以前也叫G2,是一种低成本的钢材,稍软于AUS-8。

CPM-T440V:

近来被认为是超级制刀钢材,比目前市场上的所有不锈钢都经久耐用,长时间无需磨刀。

SAN MAI III(三层钢):

一种昂贵的日本薄片层压钢材。高碳含量的坚硬里层作为刀刃的中心层,两边经过回火处理的坚韧弹性钢,最终的刀刃集中了良种钢材的特点,品质极佳。其比AUS-8的坚韧性高25%。

420J:

属于低碳钢,坚韧(甚至不易折断),抗冲击,抗腐蚀,能保持适度锋利,易于保养,有不少观赏刀剑用此钢材。

CARBON V:

一种纯粹的碳合金钢,冷钢公司在其购买的大量高级碳钢材中加入少量合金元素增加了这种钢材的坚韧性和持久性,然后按照严格的规则滚轧获得最好的结晶化,使刀刃可以充分利用钢材中的结晶粒方向,使刀刃变得出类拔萃。

440C:

也是目前用在高档批量刀具市场上的优质不锈钢,其强度及锋利性甚于ATS。

D2:

最近KA-BAR厂采用了D2型钢材,这是一种优质工具钢,硬度59-60HRC,深度冷处理至-120度,两次退火,其优点是坚韧和较长时间的刀刃保持性。

刀 具 钢 材

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首先,要记住刀的性能并非仅由钢材决定的,刀刃的形状也很重要(例如,Tanto的刀头不适合剥皮),也许最重要的是热处理。较差的钢材经过良好的热处理也可能生产出更好的刀刃来。比较差或者很差的热处理可能会使不锈钢失去它的一些固有特性,或者导致坚硬的钢变脆。最不幸的是:刀具的三个最重要的特性(刀刃形状、钢材类型、热处理)中热处理是不可能用眼睛辨别出来的,因此,一般人把过多的注意力放在了前面两方面。记住这一点,440A经常被嘲笑,但是,我宁愿要440A材料的潜水刀也不要L6。正确热处理的5160非常结实,但是如果我想要剥皮刀,我更有兴趣选刀锋保持比较好的,象ALA521000等等。

一、钢合金

简单地说:钢就是铁和碳的合金。其它成分是为了使钢材性能有所区别。以下以字母顺序列出重要的钢材,他们包含以下成分:

碳(Carbon)

存在于所有的钢材,是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度,我们通常希望刀具级别的钢材拥有5%以上的碳,也成为高碳钢。

铬(Chromium)

增加耐磨损性,硬度,最重要的是耐腐蚀性,拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫,如果保养不当,所有钢材都会生锈的。

锰(Manganese)

重要的元素,有助于生成纹理结构,增加坚固性,和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧,出现在大多数的刀剪用钢材中,除了A-2,L-6和CPM 420V。

钼(Molybdenum)

碳化作用剂,防止钢材变脆,在高温时保持钢材的强度,出现在很多钢材中,空气硬化钢(例如A-2,ATS-34)总是包含1%或者更多的钼,这样它们才能在空气中变硬。

镍(Nickle)

保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6AUS-6和AUS-8中。

硅(Silicon)

有助于增强强度。和锰一样,硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。

钨(Tungsten)

增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。

钒(Vanadium)

增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒,其中M-2,Vascowear,CPM T440V和420VA含有大量的钒。而BG-42与ATS-34最大的不同就是前者含有钒。

二、碳合金钢 (非不锈钢)

这一类钢材是通常用于锻造的钢材。其实不锈钢也是可以锻造的(象 Sean McWilliams 就锻造不锈钢), 但非常困难。另外,同一块碳钢可以用经由分段冶炼方法来获得非常坚硬的刃端和坚韧而具弹性的背端,而不锈钢不可以这样冶炼。当然,在不同程度上碳钢比不锈钢容易生锈,也比使用不锈钢风险大 -- 但我相信,只要热处理方法正确,下面举出的所有的钢材都相当不错。

在 AISI 钢材命名系统中,10xx 是碳钢,其他的则是合金钢,例如,50xx 系列是铬钢。在 SAE 命名系统中,带有字符标示的 (例如, W-2, A-2) 是工具钢。另外还有ASM 命名系统,但它在刀具界中很少被提及,所以在这里我们可以忽略它。通常在钢材名称中的最后一个数字即为该种钢材的含碳量,如1095 约含0.95%的碳,52100 约含1.0% 的碳,而 5160 则约含0.60% 的碳。

O-1

这是一种应用得很广泛的优秀钢材,用作刃材可加工出非常坚韧和可深度打磨的刀刃,但它容易生锈。Randall刀具和Mad Dog都用0-1。

W-2

这种钢材由于含有0.2%的钒,因此可用于加工相当坚韧和可打磨的刀刃。大部分锉刀都用W-1,一种与 W-2 很相似的钢材,只是W-1不含钒。

10-系列 -- 1095 (1084, 1070, 1060, 1050, 等等)

在刀具业中,1095是被用得最广泛的 10-系列钢材。 按从 1095 - 1050 排序,总地来说,含碳量从高到低,可达到的打磨度也从高到低,但坚韧性却从低到高到最高。

同样的,按从 1060 - 1050 排序通常适应于制剑业。而对刀来说,1095是一种很“标准”的碳钢材料,性能良好而且成本不贵,具有适当的坚韧度和打磨度。这是一种较单纯的钢材,容易生锈,仅含有两种合金成分:0.95%的碳和0.4%的锰。KABAR系列通常使用1095,再加上黑色涂层。

碳V

碳V 是一个Cold Steel (冷钢公司)专用的术语,它并不一定是指某种特殊的钢材,确切地说,它指Cold Steel 采用的任何一种钢材,代表着他们不断选用不同钢材来制造刀具的历程。 以我之见,碳V 的性能大致在1095系列和O-1系列之间,抗锈能力和 O-1 差不多。我曾听人说碳V就是O-1或1095,现在我知道它们当然是不同的。很多业界人士坚持说它是 0170-6,而有rec.knives的读者作过粗略实验后,好象指出它是50100-B,其实 50100-B 和 0170-6 是同一种钢材(见下文)。这就是今天的碳V的情况。

0170-6 和 50100-B

同一种钢材却有不同的名称:0170-6 是炼钢业的叫法,而50100-B 是 AISI 的命名。这是一种很不错的铬-钒钢,有点象 O-1,但比0-1便宜得多。 刚去世的 Blackjack 曾用O170-6制造过一些刀。碳V 可能就是0170-6。 50100基本上是52100,但铬含量只有52100的1/3。 而50100-B中的B 表示这种钢材加入了钒,是铬-钒钢。

A-2

A-2是一种非常优秀的压缩钢材,以很好的坚韧性和打磨度而著名。因为是压缩钢,所以不能指望它可以进行分段冶炼,突出的坚韧性使其常常作为生产战斗刀具的首选。Chris Reeve 和Phil Hartsfield 都采用 A-2,而 Blackjack的几款刀也是用的A-2。

L-6

L-6是一种锯齿钢材,坚韧度和打磨度都很好,但容易生锈。和0-1一样,L-6是锻工的最爱。如果你不计较成本,这是制刀的最好选择之一,尤其是坚韧性要求高的刀具。

M-2

一种高速钢,可以承受很高的温度,所以被运用在高温下的切割工作中。可以达到非常优秀的打磨度。它的坚韧程度当然比不上那些以坚韧而出名的钢材,但比不锈钢好,打磨度也胜过不锈钢。Benchmade 在AFCK系列中开始用到M-2。

5160

一种很普遍的高端钢材,主要是一种简单的弹簧钢加入铬来增强硬度,具有很好的打磨度。但其更广为人知的是杰出的坚韧性(象L-6一样)。通常被用于制造剑类(硬度低于50s RC)和使用强度大的刀具(最高硬度大于60s RC)。

52100

52100是一种滚轴钢材,只被锻工们使用。它和5160很近似, (但52100约含有 1% 碳,而5160 约含有0.60%碳),比5160的打磨度好, 但不如5160坚韧。常被用于制造猎刀和其他打磨度要求高而坚韧度要求不似5160那么高的刀具。

D-2

D-2 有时被叫作“半不锈钢”,含铬量较高(12%),但不到不锈钢的程度。它比上面提到的碳钢的抗锈性都好,也有很优秀的打磨度,但坚韧度不如前述碳钢,也不能达到完美的表面处理度。Bob Dozier 爱用D-2。

Vascowear

一种很难找到的高钒钢材,加工非常困难,但抗磨损性出奇地好。未用于产品化刀具生产。

三、"不锈钢" 钢材

首先,请记住,所有的钢材都会生锈,但是下面这些钢材由于含有高于13%的铬,所以具有比上面提到的钢材高得多的抗锈能力。我要指出的是并没有一致的标准来规定钢材需要含多少铬才能被认为是不锈钢。在刀具界,实际上规定为13%,但ASM金属手册说“大于10%”,而另一些书记录又不同。另外,其他合金元素的含量对含铬量要求的影响很大,如果使用的合金得当,即使含铬量较低也能达到“不锈钢”品质。 420

比440系列低的碳含量(<.5%)使420非常柔软,不能打磨。通常用于潜水刀,因为它抗锈能力非常好,可以在盐水中使用。也被用于生产低成本刀具,但其过于柔软,不能用于日常实用刀具。

440 A - 440 B - 440C

含碳量和硬度由A-B-C逐次增加(A-0.75%,B-0.9%,C-1.2%)。 440C 是一种很优秀的高端不锈钢,硬度通常达到56-58 Rc。这三种钢材的抗锈能力都不错,440A最好,而440C相比最低。SOG SEAL 2000用的是440A,Randall 用440B 来生产他们的不锈钢刀具。 440C 用的非常普遍,可能是第二最常用的不锈钢(仅次于ATS-34)。如果你的刀标有“440”,那么它很可能比440A便宜;如果厂商用更贵的440C,他们会很愿意宣传这一点。普遍感觉440A对于日常使用来说刚刚好,尤其是经过优质热处理的440A(我们听说SOG的440A热处理很受好评,不知道他们请谁来做这个)。440B更加结实,而440C是优秀的。

425M - 12C27

这两种钢材都和440A很相似,425M (含碳0.5% )被用到Buck刀具中。12C27 (含碳0.6%)是一款斯堪迪那维亚钢材,经常被Finish Puukkos和Norwegian Knives选用。

AUS-6 - AUS-8 - AUS-10 (AKA 6A 8A 10A)

日本不锈钢材,大略与440A (AUS-6, 含碳0.65%)、 440B (AUS-8, 含碳0.75%)、440C (AUS-10, 含碳1.1% )相似。 AUS-6 被用来制造 Al Mar;Cold Steel使用 AUS-8,从而使这种钢材变得很普遍,CS的热处理方法使AUS-8的打磨度不如ATS-34,但也使它更柔软,或许也更坚韧。AUS-10 的含碳量近似于440C,但是含铬量降低,因此抗锈能力也相应下降,不过也增强了坚韧性。这三种钢材都加入了钒(这是440系列没有的),因此增加了抗磨损能力。

GIN-1 (AKA G-2)

一种很好的不锈钢,含碳量略低,含铬量略高,而钼含量比ATS-34低。经常被 Spyderco选用。

ATS-34 - 154-CM

目前最热的高端不锈钢。154-CM是最初的美洲版本,但很长时间达不到高端制刀业期望的生产标准,所以未被广泛使用,最新爆出的消息说高品质的154-CM会卷土重来。

ATS-34 是一种日本日立的产品,它和154-CM非常、非常相似,是顶级高质不锈钢。

通常硬度约为 60 Rc,打磨度非常好,即使硬度如此高仍然具有足够的坚韧度。抗锈能力不如前面提到的400系列。很多定制手工刀匠使用ATS-34,Spyderco (在他们的高端产品刀) 和 Benchmade 等众多知名厂商都选用它。

ATS-55

和ATS-34很相似,但去掉钼,加入了其他一些元素。目前对这种钢材所知不多,但它看起来具有似乎是保留了ATS-34的优秀打磨度并增加了坚韧性。钼是高速钢生产中一种昂贵而有用的元素,而刀锋并不需要用到高速钢,所以去掉钼可以大幅度降低钢材成本,且仍然保持了ATS-34的特性。Spyderco 选用这种钢材。

BG-42

Bob Loveless 最近宣称他从ATS-34转向这种钢材。留神,这是个征兆。BG-42 在某种程度上与ATS-34近似,而有两个最大的不同之处: BG-42有两倍于ATS-34的锰含量,和1.2%的钒含量 (ATS-34不含钒), 所以可知它比ATS-34的打磨度更好。Chris Reeves 在生产Sebenzas时,也从 ATS-34 转向了 BG-42。

不可以由用户自行打磨;但是,它们可以制造出非常锋利的刀锋。Boker 和 Kyocera 用这种陶瓷来生产刀具;Kevin McClung 最近开发出比以前的陶瓷坚韧得多的混合陶瓷刀具,其坚韧程度可以胜任很多工作,可由用户自行打磨,且其打磨度难以置信地好。 2018工业炉展,2018工业炉展会,2018工业炉展览会,2018热处理展,2018热处理展会,2018热处理展览会,2018广州工业炉展,2018广州工业炉展会,2018广州热处理展,2018广州热处理展会,广东热处理展,中国热处理展会,广东工业炉展,中国工业炉展会,2018耐火材料展会,2018热处理设备展,2018热处理博览会,2018工业炉博览会

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