屠龙刀的制造方法浅谈 精华 推荐
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屠龙刀的制造方法浅谈
【轩辕离别】
我们老师曾经说，在进行工程制造和机械设计的时候，需要考虑很全面，因为往往是一个细节上的差错就会引起整个工程的危险或者机械危及他人的生命，所以绝不能马虎了事，我本不想费劲。专业知识多了，看到的问题和漏洞就越多，就目前我的知识来说，还不足以考虑每个细节来完成这个工程，不过尽力为之。一个工程的确立，我们基本的从选择材料和工艺来入手，然后进行后期处理。
工程：屠龙刀的制造
1、材料：屠龙刀要求硬度高，能够切削其他金属，在高温下具有良好的硬度，也就是有热硬性，所以其材料定义为：高速合金钢。这种材料用于高速切削其他金属，由于高速摩擦会产生很高的温度一般的金属由于温度升高硬度降低变软，容易氧化，高速合金钢因为这种金属在高温下还保持有很高的硬度，不容易氧化。
2、高速钢选用：高速钢的种类很多，目前比较常用的有W18Cr4V(W18)、W6Mo5Cr4V2AL(M2AL)、W6Mo5Cr4V2(M2)、W6Mo5Cr4V2Co5(M35)、W9Mo3Cr4V(W9)等等。当然，古代不可能有现代的分析技术和知识，不过从我们列举的钢号里可以看出，高速钢里都是含有一定比例钨和铬的，相信古代人是经验性的加入一些含钨(W)、铬（Gr）的金属化合物调节成分，形成与现代高速钢力学性能近似的合金。
3、绢：这里选用的绢可以用石棉织成的“火浣布”。需要说明的是，大多数人对于石棉的概念是石棉网下面的白色涂料，认为是一种类似石灰的东西，其实石棉是一种纤维，资料如下：
石棉，属纳闪石纤微状亚种，纤微长度〈0.7mm——〉30mm，具有质软，柔性、辟分性好的特点，纤微纯净，节纰极少，耐高温，熔点温度1280℃——1290℃，失去结晶水温度930℃——970℃，耐酸性好，廷伸率175%，拉伸机械性能10.22kg/m，具有优良的吸附性，抗化学变化性等。
所以古代用石棉制造的火浣布可以做成很华丽的衣服穿在贵族身上，被称为宝物。而现代炼钢或者高温作业的场合，也会有石棉手套，石棉服等，当然不一定是纯石棉，也可以加一些耐高温的粉末进行处理，提高其耐热性等等。
书写材料可以用带色矿石或者石墨，注意石墨虽然主要成分是炭，但性质与普通的煤炭不同，可以耐酸碱，耐高温具有很强的高温稳定性。
4、熔炼：冶炼过程并不像很多人想象的那样是用炉火直接在露天下加热，用坩锅盛装。而是有专门的炼钢炉，半密闭，用炭封，在内部熔化，温度可以达到很高。需要说明的是，高速合金钢的熔点并不比其他的钢材要高出许多，大致在1400度左右。
5、锻造：这里明确一点，锻造温度和熔化温度是两个概念。我看了一下争论的内容，无非是在置疑钢熔化温度，绢怎么可能存在。但稍微观察过打铁经验的人不难发现，锻造的时候钢材并不是处于熔化状态的，而是处于锻造温度范围。一般来说，钢材的始锻温度，也就是从炉火里拿出来，开始锻造的温度大致要比熔点低200度左右。
这里补充一点温度的概念，也许很多人认为200度相对于1000度来说太少，但是需要注意的是，这是在1000度的基础上继续升温200度，关于温度的定义这里并不多讨论，但温度不是1＋1，这个两百度所吸收的热量，需要的能量势跟前1000度并非一个概念。简单的说，一辆汽车提速到100公里可能很容易，但是由100提速到200就并非每台汽车能够做到了。
合金工具钢的始锻温度是1100度左右，终锻温度是800度左右，也就是在800－1100的温度范围内进行锻造。
始锻温度是指从炉火里加热后拿出来开始锻造的温度，需要说明的是，始锻温度不能过高，否则“过热”晶粒粗大，“过烧”成分偏析，也就是影响性力学性能，不能温度太高。
终锻温度是指温度再低就不能进行锻造的温度，金属，随着温度升高，硬度降低，塑性增强（也就是脆性降低），相反的，温度降低，硬度就会增高。对于高速合金钢来说，温度到600度以上的时候，还会有很高的硬度。也就是说锻造温度低于800的时候，就会因为硬度太高而锻不动，同时由于塑性降低容易产生裂纹和应力（由于膨胀和受力不均匀而在金属内部产生的一种破坏力，简单的说，玻璃被火烧后放入水中，由于外部急冷收缩，产生的破坏现象就是由于应力）
6、锻造过程：
首先用炼钢炉加热到1400度左右将金属熔化，调节成分，然后用模制钢条或者钢棒的形状。用砂制模具（也就是铸造用的砂做成的模子）插模使得钢棒中空留出空间，也就是制成一端开口的钢棒。
然后在1000度左右的温度下进行粗锻，外部形成剑形，这个过程是一个加热－锻造－冷却－加热－锻造的过程。粗锻完成，形成刀形。
将火浣布放入粗锻形成的刀孔中，一端加热，也就是使得开口处的温度达到1000度左右，此时中心温度应该在1000度以下，属于火浣布的承受范围之内，进行锻造封口，形成剑柄。
进行精锻，细化剑的形状。
注意，这两个步骤会产生一定的应力在刀中，需要后期进行热处理消除。
7、磨制：
注意的是，由于锻造的高温，会在金属表面产生黑色的氧化皮，如果加热的化就一定会出现，所以仅仅依靠锻造并不能造出一把锋利的剑，需要经过磨制将氧化皮去掉，而且氧化皮相对剑本身容易磨。所以古代经常会出现某个武林高手叫“磨剑老人”，所谓“十年磨一剑”，磨剑属于一个很重要的过程。同时，磨制并不是说硬度高的来磨制硬度低的，磨制是一个两者都损耗的过程，虽然剑会磨损，但磨刀石比剑磨损的更厉害，所以并非是屠龙刀就磨不动。而且此时的屠龙刀并不像书中描述的那么硬，至于怎样才能达到那种硬度，下一步。
8、后期热处理
屠龙刀表面能够达到如此硬度，不仅仅是由于钢材本身的硬度，而是经过热处理，比如淬火、表面渗炭，渗镀等工艺，先用正火或退火消除内部由于锻打和不均匀加热产生的应力（一种相对缓慢冷却的热处理过程），然后用表面淬火提高表面硬度，也就是进行表面加热，然后急冷，使得表面形成硬度很高的金相组织，而内部保持一定的韧性（类似于脆皮烤鸭，表面脆硬而中心柔软），然后进行渗镀，比如渗炭渗氮等等，目的是提高表面硬度而保持内部的韧性，使得刀的表面硬而整体有很高韧性不容易折断的最佳的状态。
同时，合金钢本身并非黑色的，屠龙刀呈现黑色，很可能是由于经过热处理后形成的。
9、精化处理
细磨开锋，酸化花纹处理等。完成。
解释几个问题
1、为什么重新接屠龙刀的时候炉火烧不动？
煅烧的过程中，加热时间是随着金属的体积重量增大而增加的，如果想达到均匀的温度。比如合金结构钢来说，如果加热温度在1200度左右，想加热到锻造温度1100度。600克的钢锭需要加热3－4小时左右，而1600克的金属需要加热6－7小时左右。那么大一把屠龙刀，采取开放式炉火的加热（露天的，有风），至少要加热一天吧。现代一般采取密闭加热，在调温加热炉中自动加热，不需要人在旁边。就金庸的描述来讲，则需要许多内功不错的人一直看着炉火了。而高速合金在600度左右硬度依然很高，加上刀本身就是黑色的，所以显得没变化。
2、既然烧不动，当初是怎么炼成屠龙刀的？
如果是想将屠龙刀熔化，未必做不到，前面讲过，他们的目的只是为了重新锻造，并不是将其熔化。
3、为什么不将屠龙刀重新熔化后铸造？
合金的成分要求很严格，经过渗炭等处理之后，如果重新熔化，成分很难掌握，而且在古代并没有分析和记录，具体成分不明，只是经验性的东西，经验是摸索出来，无法直观学习的，不同的金属，不同的用途，热处理方式也不同。到了张无忌时代，这种调节合金成分和后期热处理的技术已经失传，再炼也就不是屠龙刀了。
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