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【独门秘笈】怎样磨刀才耐用————常用刀具刃磨理论和技术之二

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该用户从未签到

发表于 2009-8-18 12:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
关于磨刀的问题,网上流传的方法和经验很多,但大多都是描述如何把刀磨得尽可能锋利、美观,对更重要的保持性却鲜有涉及、或语焉不详。
在上一篇中,较为详细地介绍了如何将刀具磨锋利的相关理论和技术。本文拟采取理论和实践相结合的方法,从分析影响保持性的因素入手,在保证锋利性的基础上,寻找提高刀具保持性的方法和技巧,希望能对您有所裨益。
本文内容仅代表个人愚见,疏漏和错误之处在所难免,敬请见谅并斧正。

一、为何普遍不重视保持性
锋利的刀具令人赏心悦目,并可带来极大的震撼、满足和成就感,以至唯锋利主义者甚众,各种研讨文章犹如汗牛充栋,然而由于种种原因,关注刀具保持性的却寥寥无几,应者近无。对保持性的认知和研究严重滞后于刀具的发展,愚以为主要有以下三个方面原因。

1.行业短视
对大多数用户而言,确定刀具的用途后,通常根据品牌、外观和锋利性选购相应的刀具。为顺应这种需要,多数刀厂也把锋利性作为第一追求,至于保持性,其定义就很含糊,又没有统一的行业标准,大多敷衍。这一点上,进口刀具的表现要好得多,其严谨务实,在材料和热处理方面也相当到位,比国刀耐用也就不奇怪了。

2.技术障碍
提高保持性,需要照顾到多种因素,是一件非常细致,特别费时费力的工作,这是流水线生产所不能容忍的,因此,刀厂只能选择性处理。

3.手工刃磨技术严重滞后
近百年以来,刀具获得了飞跃式发展,而手工刃磨技术却没有多少进步,不能反向促进刀厂改进刃磨技术。

二、影响保持性的因素
刀具的保持性不佳,大多被归咎于材质和刃角这两个因素。经过大量研究和对比测试,发现刃形、刃纹和瑕疵等因素对保持性的影响也不容小觑。

1.材质
“好钢要用到刃上”,材质的档次直接决定了刀具的品位,适当的硬度、良好的韧性和优异的耐磨性是保持性的重要保障。

2.刃角
不同材质、用途的刀具,刃角也不相同,合适的刃角是高效工作和保持性良好的重要条件。刃角过小,易卷刃、崩刃,刃角过大,则锋利性不足,降低工作效率。

3.刃形
刀刃形状对保持性的影响主要表现在如下三个方面。

⑴ 实际刃形与理想不符——虚刃
平整的油石紧贴刃面以恒定角度摩擦时,由于刃部的弹性变形,越靠近劈尖的部位向另一侧偏移量也越大,对应的磨削力越小,磨削率就更小,因此可将刃口磨到极薄的程度,但另一方面,会使劈尖附近的刃面失真,甚至变成明显的凹面,实际刃角大幅减小。如下图所示

在上图中,刀刃的理想轮廓线由两条直线(图中虚线)相交而成,理论刃角30。,实际的轮廓线则是两条内凹的曲线组成,实际刃角只有15.7。,显然无法满足保持性的要求。为描述方便,将超过理想轮廓线的那一部分劈尖称为虚刃,取“虚弱的刃”之意。实际上,早在锋锐区形成以前,虚刃就已经形成并开始发展,而随着刃口半径持续减小,不均匀磨削越发严重,虚刃得以更快扩展,此过程中操作力度通常较大,所以虚刃的瑕疵通常很严重。
虚刃是由于磨削率不均匀造成的,不易完全避免,但可以在后期处理,以尽量减轻其危害。降低局部切削力、防止过度磨削是减弱虚刃的重要途径,其严重程度与以下因素密切相关。
① 刃角
刃角越小,刃部越有弹性,越容易产生严重的虚刃。
② 力度
力度越大,刃部各处磨削率的差异更大,虚刃越严重。
③ 角度
手法不稳定,或者油石凹陷,则刃磨角度变动较大,不易产生虚刃,但是会将刀刃磨圆、磨钝。
④ 磨料
油石不够锋利时,刃口的磨削率很低,而刃面其他部位磨削力和磨削率都较大,所以会产生很严重的虚刃。当刀具比较坚硬时,建议使用柔软而锋利的油石(比如绿碳油石、浆石、水砂纸),以增大刃部与油石的实际贴合面积,减小磨削力,提高磨削率。
红宝石油石是一种很好的精磨材料,锋利而且平整、磨削力小,磨削率高,可以产生很高的锋利度。
⑤ 刃体材质
黏度高、塑性强的刀具,比较容易产生虚刃。黏度高,则摩擦力大,磨削力和磨削率都大;塑性强,则刃口极易发生塑性变形偏向一侧,造成被磨削的全是刃口以外的部位,从而产生严重的虚刃。
⑥ 过度磨削
刃口越薄,磨削率差异也越大,持续磨削时间越长,虚刃也越严重,当磨削率趋于一致时,虚刃不再扩展,代之以持续出现毛边。

虚刃从本质上讲,是一种被磨平而导致刃角变小的刃口,如果和理论刃角接近,而且瑕疵较小,对保持性影响不大,但是如果差距过大,就会十分虚弱,极不耐用。 “微锋”的实质就是虚刃,可以产生极高锋利度,可以刻意制造。
产生虚刃的部位,一般在刃口至附近几十至几百微米的范围内,特别严重时可以达到几毫米,只有当刃磨角度较小时,虚刃较严重时才能用肉眼观察到,这是虚刃被忽略的主要原因。

⑵ 偏锋
两侧刃面不对称,形成偏锋,受力不对称,容易向一侧偏斜,刃口承受的侧向力较大,对保持性不利。

⑶ 刃面对称性不一致
刀刃相邻部位的对称性不一致,为蛇形受力,各处剪切力较大,不仅增大切割阻力,刀刃容易变形或缺口,对保持性影响也不利。

评分

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 楼主| 发表于 2009-8-18 12:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 changanwl 于 2009-8-20 21:21 编辑

4.刃纹
刃纹通常是指利用热处理或化学方法在刀刃上形成的花纹,但在本文中,刃纹特指由磨痕形成的纹路,磨痕中凹陷的部分为刃纹的槽,而相邻两个槽之间的部分为刃纹的棱。刃纹的强度具有明显的方向性,它为刀刃的损坏提供了裂口和裂纹,并且伴随着刃面划伤、刃缘缺口等缺陷,所以对保持性的提升是不利因素。刃纹的槽和棱的尺寸通常与刃口半径同处一个数量级,相差在几倍以内,刃纹越粗,对刃口的保持性影响也越大。

⑴ 刃纹对劈尖不同部位的影响
由于刃部的弹性缓冲作用,越靠近劈尖的部位,刀身越薄,磨削力越小,刃纹对强度的影响也越大。假定刃纹尺寸与刃口半径相当,按影响程度不同,拟将劈尖粗略划分为五个区域,如下图所示


区域I为影响最大的区域,大致0L≤2r。本区域包含了刃缘,刃体极薄,刃纹的槽和棱对刃口强度的影响极大,如果处理不当,刃口保持性特别差,即使推纸或刮毛,也会使卷刃或缺口。但是由于该区域过窄,肉眼不可见,操作难度最大。
区域II为影响很大的区域,大致2r﹤L≤6r,刃体仍然很薄,刃纹对该区域强度影响很大,如果处理不当,该区域将不能有效支撑区域I,即使正常使用刀具,也容易造成卷刃或缺口。该区域仍然很窄,肉眼不能或只能看到部分区域,操作难度较大。
区域III为影响较大的区域,大致6r﹤L≤18r,刃体逐渐变厚,刃纹对该区域强度的影响逐渐减弱,但如果处理不当,局部受力较大时,容易从刃纹处撕裂,造成严重的卷刃和缺口现象。
区域IV为影响一般的区域,大致18r﹤L≤54r,刃体已经较厚,但如果处理不当,当受力很大时,容易从刃纹处撕裂,造成严重的卷刃和缺口现象。
区域V为影响很弱的区域,大致L﹥54r,刃体已经很厚,刃纹应符合美观和操作省力的要求。

⑵ 刃纹的基本类型及其影响
刃纹按其形态,可分为单纯刃纹和复合刃纹,单纯刃纹有纵刃纹、横刃纹和斜刃纹,复合刃纹也称X刃纹,由单纯刃纹复合而成。纵刃纹是最合理的,斜刃纹次之,而横刃纹和X刃纹则是有害的。

① 纵刃纹
相互平行,并且与刃口垂直的为纵刃纹,以下为纵刃纹显微 图像。

由于纹路与刃口受到的切割阻力同向,所以纵刃纹具有很强的支撑能力,有利于提高保持性。上图为某驰名刀具的刃纹显微图像,其他品牌也广泛采用。

② 横刃纹
相互平行,并且与刃口平行的为横刃纹,以下为横刃纹的显微图像。

由于纹路与刃口的切割阻力相垂直,横刃纹支撑能力很差,刀刃很容易沿刃纹折断或卷曲,所以是一种有害的刃纹,应尽量避免。快速磨刀器磨刀时产生的全是这种刃纹,错误的刃磨方向也可能会产生这种刃纹。

③ 斜刃纹
相互平行,但与刃口不垂直、也不平行的为斜刃纹。斜刃纹与刃口的切割阻力有一定夹角,其支撑能力比纵刃纹低,而且斜度越大,强度也越低,斜度最小时会变成纵刃纹,斜度最大时则演变为横刃纹。
以下为斜刃纹的显微图像 。


刃磨过程中,要尽量使斜刃纹的斜度小一些,以便尽可能与纵刃纹接近,从而达到提高保持性的目的。上图为某驰名品牌刀具的刃纹显微图像,其他品牌也广泛采用。

④ X刃纹
X刃纹由单纯刃纹复合而成,其复合方式和对保持性的影响如下表所示(对刀刃保持性的影响从最差开始进行反向排序)

序号

复合方式

产生原因

纠正措施

1

横刃纹+纵刃纹+斜刃纹
胡乱刃磨
纵刃纹和斜刃纹只保留其一,其余的全部磨掉
2

横刃纹+纵刃纹
刃磨方向错误
推刀方向保持一致,将横刃纹彻底磨掉
3

横刃纹+斜刃纹
刃磨方向错误
4

斜刃纹+斜刃纹
手法不一致
推刀方向保持一致
5

斜刃纹+纵刃纹
手法不一致
X刃纹的交叉处是断点,所以其强度很低,也是一种有害的刃纹。当其交叉点在刃缘及其附近,会使刃口产生严重缺陷,使刀具极不耐用。上表中1~3,会在横刃纹上产生大量断点,其支撑能力甚至比横刃纹更 差。
以下为斜刃纹+斜刃纹复合而成的X刃纹显微图像。



5.瑕疵
刀刃的瑕疵主要有微观缺口和毛边两类,对锋利性有显著影响,对保持性的影响也较大。
⑴ 微观缺口
经砂轮或油石刃磨后的刀具刃口,存在程度不同的微观缺口(即微小崩刃与锯口)。其微观缺口一般在0.01—0.05mm,严重者高达0.1mm以上。在切削过程中刀具刃口微观缺口极易扩展,加快刀具磨损和损坏。
⑵ 毛边
毛边对刃口有强烈的拖动或挤压作用,易使刃口卷曲或缺损,对保持性很不利。看似薄弱的毛边,实则相当顽固,仅使用油石精磨,很难将其彻底磨掉。即便是名牌刀具,其毛边也多数没能彻底清除。

点评

太实用了  发表于 2016-2-9 14:22

该用户从未签到

 楼主| 发表于 2009-8-18 12:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 changanwl 于 2009-8-19 00:41 编辑

三、怎样磨刀才耐用?
一把价值数百元的正品高档猎刀,仅仅只是用来砍草,居然会卷刃!
而一把连切西瓜都会卷刃,价值仅几块钱的菜刀,重新刃磨后居然可以用来砍骨头!
究竟应该怎样磨刀才耐用呢,上文已经指出了方向,现在进行简单的总结。

1.刃磨手法
手法仍然是最重要的,包含以下两方面内容:
⑴ 准确而稳定的刃磨角度
不仅推刀过程中,刃磨角度要固定,而且在暂停后重新开始,角度依然不能变。

⑵ 正确而稳定的推刀方向
刀具在油石上的滑擦方向应尽量与刃口垂直,目的是尽量生成纵刃纹(弧形刀刃允许斜刃纹),避免产生X刃纹和横刃纹。
当刀具包含弧形刃时,刀具的滑擦方向不同,产生的效果也有很大差异。
第一种情况,滑擦方向始终与刃口垂直,并保持固定的刃磨角度。这种方法比较容易掌握,由于油石的两边经过同一位置时,产生的刃纹不平行,所以会伴随大量X刃纹。为了减弱X刃纹对保持性的不利影响,可以采用更精细的油石(比如红宝石油石),使刃纹尽可能细小。
第二种情况,滑擦方向仅与刀具的直刃垂直,且始终保持不变。这种方法属于变角度刃磨,最大的优点就是产生的都是纵刃纹和斜刃纹,而不会有X刃纹,但是如果不借助专用工具,手工基本无法完成。

2.力度控制
包含以下两个方面的内容:
⑴ 掌握好刃磨力度和推刀速度
按粗—中—精磨每道工序的要求,严格控制刃磨力度,并注意掌握推刀的速度,尽量减弱冲击。

⑵ 充分利用弹性缓冲作用
一是要充分利用刀身的弹性缓冲作用,防止产生难以修复的刃面划痕和刃缘缺口。建议在手与刀之间增设厚软垫,或者安装轻薄的辅助刀身。
二是要充分利用刃部的弹性缓冲作用,防止刃口划伤或缺口。
三是要充分利用油石及其颗粒的弹性缓冲作用,防止划伤刃面和刃口,并减弱磨痕。建议使用平整、柔软、锋利和轻薄的油石,并在其下方铺软垫。

3.刃形控制
主要包含以下三方面的内容
⑴ 刀刃对称性检查和控制
除了极少数偏锋,大部分刀具都要求两侧对称,刃磨时要经常检查刀刃两侧的对称性,注意及时切换刃磨位置和翻转刀身。

⑵ 刃形连贯性控制
要求刃线齐整、刃口线平滑,确保相邻部位受力平衡,防止蛇形受力。

⑶ 刃形修剪
虚刃产生时,大多伴随着严重的刃口瑕疵,这些瑕疵有很强的拉动作用,并有扩大趋势,而且很难清除,甚至使其扩大。用细油石垂直于刃口,沿刃缘轻鐾几次,可鐾掉虚刃,并修整其瑕疵,之后再换用细油石持续轻磨,就可以获得很好的刃磨效果。如下图所示  











清除虚刃以不超出上图的剪切线为宜,用细油石轻磨时,要注意清理脱落的毛边,以防其破坏刃口,切忌继续加力刃磨,否则刃口上还会出现严重瑕疵。

4.合适的磨料
磨料的功能是将上一道工序遗留的磨痕和缺陷最大化清除,并使新产生的磨痕和缺陷最小化,其性能和效果也体现在这两个方面。
用得最多的磨料是油石、砂纸、抛光蜡等。正确选择和使用这些磨料,是达成上述功能的关键。
一是所使用的磨料应与刃材、刃磨任务相适应;
二是使用方法必须符合刃磨的各项技术要求。
三是充分发掘磨料的潜能,尽量使其性能最大化发挥,从而降低刃磨成本。

5.刃口强化
把刀具比较锋利、有锯齿状、不够整齐、不够光滑的刃口加工成特定的形状。这个加工过程一般称为“刃口强化”或“钝化”。在某些应用场合,正确地强化刀刃能改善刀具寿命200%或更多。
鐾刀是一种简单易行的刃口强化手段,以皮革(布)+抛光蜡(牙膏、研磨膏)为工具,可以达到如下两个目的:
⑴ 彻底清除毛边
鐾刀时,涂有抛光蜡的皮革与刃口全贴合,并具有很强的黏性,因此很容易彻底清除细磨后残余的毛边。

⑵ 修整或清除微锯齿
鐾刀时,可将强度不足的微锯齿彻底清除,修复刃口微裂纹。

四、结语
⑴ 磨刀必须依赖一双非常稳定的手、特别有耐心和坚忍不拔的毅力。
⑵ 磨刀时不宜将刃口磨得太薄,同时力求做到刃纹互相平行并尽量与刃口垂直,避免产生X刃纹和横刃纹,因此还需要较高的操作技术。
⑶ 选购磨刀器一定要慎重。好的磨刀器能真正帮助您解决磨刀问题,并且随着您磨刀水平不断提高,对其依赖也进一步增强。而差的磨刀器,虽然也自诩专业,但其弊端重重,性能低下,通常只对新手有用,一旦您水平稍微提高,便不再愿意使用。建议选购前,务必要先熟悉手工磨刀的相关技术,弄清磨刀器是否符合刃磨的技术要求,并认真甄别。

点评

文章写的很好,收益匪浅!  发表于 2016-2-9 14:23
别人的文章注明出处额,好像很久前看过了  发表于 2013-9-25 10:05

该用户从未签到

发表于 2009-8-18 13:15 | 显示全部楼层
我看这贴子会射精

该用户从未签到

发表于 2009-8-18 13:24 | 显示全部楼层

http://www.jyyes.cn/

同意受精,非常详细客观,受益匪浅啊
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-12-1 18:42
  • 签到天数: 9 天

    [LV.3]偶尔看看II

    发表于 2009-8-18 14:12 | 显示全部楼层

    http://www.szsuna.net.cn/

    强烈建议加精
  • TA的每日心情
    开心
    2017-6-8 00:07
  • 签到天数: 8 天

    [LV.3]偶尔看看II

    发表于 2009-8-18 14:17 | 显示全部楼层
    极有用的理论,做个记号回头再看。建议加精华。
  • TA的每日心情
    开心
    2013-7-9 09:21
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2009-8-18 17:20 | 显示全部楼层

    http://www.xwtool.net.cn/

    说得很好,学习了。谢谢
  • TA的每日心情
    开心
    2013-7-9 09:21
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2009-8-18 19:22 | 显示全部楼层
    说得很好,学习了。谢谢

    该用户从未签到

    发表于 2009-8-18 19:39 | 显示全部楼层

    http://www.hotmir.cn/

    认真学习了,多谢楼主共享!

    该用户从未签到

    发表于 2009-8-18 21:29 | 显示全部楼层
    好帖,收藏!!!认真学习!!
    悄悄地问一声,怎么 三 之后直接就是  五  了??
  • TA的每日心情
    慵懒
    2015-4-6 16:35
  • 签到天数: 23 天

    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2009-8-18 22:12 | 显示全部楼层
    又见楼主好文,多谢分享。建议授精
  • TA的每日心情
    开心
    2014-6-24 11:50
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2009-8-18 23:33 | 显示全部楼层
    认真学习了,顶起楼主

    该用户从未签到

     楼主| 发表于 2009-8-19 00:42 | 显示全部楼层
    14# 紫光
    不要意思啊,是我自己弄错了,已经把五改成四了,呵呵!
    谢谢提醒!

    该用户从未签到

    发表于 2009-8-19 19:40 | 显示全部楼层
    学习了 希望楼主 更上一层楼
  • TA的每日心情
    奋斗
    2014-11-14 16:36
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2009-8-20 11:46 | 显示全部楼层
    专家呀

    该用户从未签到

    发表于 2009-8-20 11:56 | 显示全部楼层
    神贴呀,严重湿了……
  • TA的每日心情
    郁闷
    2016-10-29 22:20
  • 签到天数: 27 天

    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2009-8-20 12:37 | 显示全部楼层
    学习了~~

    该用户从未签到

    发表于 2009-8-20 16:19 | 显示全部楼层
    不错的分析,升上去让更多人讨论。

    该用户从未签到

    发表于 2009-8-20 19:51 | 显示全部楼层
    没啥说的,顶了没商量。再次感谢作者!
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