铸刀术研究 [坑]
铸刀术研究
——我承认是受了赖光大人很大的影响，遂由最初的喜欢刀剑至现今的想对其制造工艺有更进一步的了解。如果可能的话，很想开一个作坊去做刀匠。
说到刀，可能所有的人都会有一个很清晰的概念。但是好刀究竟好在哪里，就是一个比较复杂的问题了。如果从功能性上来说刀刃的锋利、刀身的坚韧，这是千百年来所有刀匠孜孜不倦追求的东西，如何能达到一个完美的平衡是永恒的课题。而说到观赏性，无论是刀身的花纹，刀刃的美妙弧线，还是刀鞘、刀柄上镂空、雕刻的图案，都具备独特的美感而被人们所喜爱。
而这篇文章则首先要从其功能性上做下探讨。
前面已经说到了，所谓铸刀术最终所追求的东西，就是刀具在刀刃锋利和刀身坚韧上的完美平衡。钢坚硬，其刃自然锋利，但是容易折断。钢韧，则不易折断，可就不够锋利了。到目前为止并没有一种金属可以具备这所有的特性于一身。而好刀既要令其有锋，又要具备足够的坚韧程度。而这就是铸刀术的精妙所在。
在这方面做得最好的，也就是世界上最优秀的两种刀：日本刀，以及大马士革刀。实际上这种好包括很多方面。首先是钢材，其次是锻造工艺。日本刀的焊接花纹钢就是一种折叠钢，经由多次折断打铸而形成多层叠在一起的独特铸造工艺，最初的冶铁技术在公元五世纪左右从朝鲜传入日本，而日本人本身掌握焊接锻造工艺技术的具体时间不详。一说为马来钢经由海路传入日本，令一说是由中国传入。在公元八世纪左右这种技术在日本发展到了顶峰，此后一千多年的时间内只是在细枝末节上有所改进。
焊接花纹钢的铸造技术即是多层锻打术以及陶封淬火术。所谓多层锻打即是对钢体进行打断并且多次折叠，目的是让钢的硬度和韧性可以充分的融合。虽然理论上这种折叠的次数越多，其硬度和韧度的融合效果越好，但是金属本身的特性导致这种次数实际上是有限的。一般来讲最优秀的马来钢可以对折6到8次，而日本刀中比较普通的一般可以对折10次左右，最优秀的比如“长船”以及“正宗”则可以对叠超过16次。大家可以计算一下，2的16次方可以超过6万（实际上为13万左右），那么也就是说优秀的日本刀实际上是由超过6万层不同性质的钢层重叠而成的。这也是为什么游戏的日本刀钢被称为“暗光钢”，因为这种程度对折后的花纹实际上已经用肉眼难以分辨了。
而陶封淬火术则是另日本刀可以具备极品品质的精妙技艺，这是日本刀匠的独创。前面已经提到过了，一把刀如果太追求锋利，则其钢会偏硬，就会比较容易折断，但是如果避免折断而增加其柔韧度，却又失了锋利。在同一种金属上同时实现这两种品质在理论上是不可能的。由于钢本身的硬度是其含碳量所决定的，一般一种杂质比较少而含碳量超过1.0%的钢块即属于优秀钢材，具备锻造成好刀的品质。含碳量决定了硬度，但是在淬火的过程中可以人为的提升某个地方的硬度（实际原理应为改变碳吸收量，待查证）。而日本人在这方面创造了陶封术，即在淬火前用陶土来封住需要保留韧度的部位，单淬其刃。在日本刀匠的理论中，一把刀的不同部位应该具有不同的性质，比如刀刃应该提升硬度令其锋寒，而刀脊和刀背则要保留韧性而抗折断。由于陶土耐热，用不同厚度的陶土封住不同部位再行淬火，可以达到人为改变同钢体不同硬度性质的目的。而在封土的时候可以雕花、镂空，最后成刀时会有美妙的花纹。由于这可以人为的来控制，所以可以极尽刀匠的才华。这些技术造就了世界铸刀史上的一个创举，也造就了日本刀这个刀剑家族中的异类。对于日本刀的优秀品质大家都已经很了解了。其身修长轻巧，刃锋弧线独特，极其便于挥砍劈刺。长长的刀柄裹有鲛皮并用丝线精心缠绕，不但防滑，而且单手双手可以运用自如。中国人对日本刀的仿制始于戚继光抗倭的时期，此后中国的腰刀式样有了重大的改进。但是由于日本刀的形状是由其硬度和韧度所决定的，因此除非牺牲其实用性，否则无法对其样式进行更改。而中国没有类似于日本刀所用的那样优秀的钢材，所以中国腰刀只能加厚其宽度，减小其长度，但这样也牺牲了其原有灵活轻灵的特性。
日本刀所用的钢品质很高。现代铸钢方法是将铁矿和碳放到熔炉中加热至1500°C左右，此时铁矿呈液态，即铁水。液态铁可以吸收碳元素达志4-5个百分点而成为流动的生铁水，此时打入空气将多余的碳氧化成二氧化碳来降低和控制铁的含碳量。而日本人的钢体冶炼技术只是将铁矿和碳加热至1200°C左右，此时熔炉内的铁矿成黏糊状，有点类似于加热后的麦芽糖，上面布满了很多孔，这种物质在冶金学中成为“海绵铁”。这种情况实际上是由于古代的鼓风技术只能将其加热至这个温度导致的。此时的铁矿大约最多可以吸收1.5%左右的碳。铁矿的品质决定了这种海绵铁的品质，一般含磷、硫等杂质少又含有钡等微量元素者为高级品。此时的成品称为“鉧”，就是日本刀的铸造原料。日本人炼制出大量的这种海绵铁后用大铁锤将其打碎，再由经验丰富的老师傅用肉眼根据其断面来挑选其中含碳量在1.2%-1.5%左右杂质极少的精纯部分称之为“玉钢”，用来当作日本刀的铸造原料，剩下的含碳量不足或者杂质多的则用来制作菜刀和农具。传说中玉钢是具有可硬可软可韧这种传奇品质的钢材，实际上类似于中国的镔铁，而玉钢则是这其中杂质极少，含碳量比较高一般超过1.0%以上的合金工具钢。而实际上在制作日本刀时，这种稀有钢材只用来制作刀刃的部分。而刀身其余的部分则用其他不同含碳量的钢材来铸造。因为就物理特性来说高碳钢所显现的是硬的特质，而中碳钢是韧，低碳钢则是软，而没有一种金属可以兼备这所有的特质。将挑选好的玉钢加热后打成薄片，淬冷水后再敲成小碎块，再将这些小碎块用纸包好，裹上黄泥后入火煅炼，让其结合成一块，再不断反复锻打折叠。如此可以有效的去除杂质并且将钢材融合成像面团一样的均匀材质。整个过程可以将玉钢的含碳量脱碳至0.8%-0.9%左右。而实际上这种锻造折叠的次数也不是机械的越多越好。由于这是个脱碳的过程，所以应该在恰到好处时停止而不能继续折叠，否则含碳量会继续降低。次数是8或者10，或者是13、15，这都是为了控制其成品的适当含碳量，全凭目测的经验，是制作刀刃最难的部分。
