專利名稱：刀劍專用多層折疊花紋鋼及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種刀劍專用多層折疊花紋鋼及其制造方法，其可提供一種適用于刀劍的鋼材。
一般刀刃材料有不銹鋼、硬鋼含碳量1.5％的硬鋼、含碳量0.3％的軟鋼包住含碳量1.5％的硬鋼鍛打成包鋼、含碳量0.3％軟鋼和含碳量1.5％的硬鋼交疊鍛打而成的片刃及夾鋼(以兩片硬度較低的不銹鋼或含碳量較低的軟鋼，夾住硬度較高的不銹鋼或含碳量較高的硬鋼，經(jīng)高壓輾制而成)。
其中不銹鋼的抗銹蝕性雖然較佳，但其鋒利維持性、易磨度、強韌性皆差。
純鋼雖然鋒利維持性、易磨度、強韌性都好，但抗銹蝕性較差，而且刃口易崩，刀身易斷。
包鋼、片刃的鋒利維持性、易磨度、強韌性都較好，而且刃口不易崩、刀身不易斷，但刃面僅能以拋光裝飾，單調無變化，不足以打造成為藝術品，且因外層軟鋼硬度不夠，刃面容易受損。
夾鋼的鋒利維持性、易磨度、強韌性、抗銹蝕性都較好，而且刃口。刀身也不易卷曲損壞，但因僅以高壓輾制而成，因此夾層接口容易因受強力撞擊而掀開，致使刀具不堪使用。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種刀劍專用的多層折疊花紋鋼及其制造方法，其是以半硬鋼與硬鋼交疊鍛打，經(jīng)多次折疊，最后再夾入一層彈簧鋼，克服現(xiàn)有技術的弊端，達到其鋒利維持性、易磨度及耐沖擊性都高的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種刀劍專用的多層折疊花紋鋼，其特征在于它是以半硬鋼與硬鋼交疊鍛打，經(jīng)多次折疊，最后再夾入一層彈簧鋼，再加溫并利用氣錘錘打鍛制，使彈簧鋼與硬鋼與半硬鋼結合為一體。
一種刀劍專用多層折疊花紋鋼的制造方法，其特征在于步驟如下(a)準備硬鋼及半硬鋼材料；
(b)將硬鋼及半硬鋼置于火爐內(nèi)部，以800～1000℃加熱約五至七分鐘，使其軟化，并利用氣錘分別將其錘打鍛制成平板狀；(c)將硬鋼與半硬鋼加溫至達到融合的狀態(tài)，并利用氣錘錘打鍛制使硬鋼與半硬鋼結合為一體；(d)將已結合為一體的硬鋼與半硬鋼予以加溫、折疊、扭轉及鍛制，使形成多層折疊狀；此步驟包括重復數(shù)次，以制出所需的層數(shù)；(e)將彈簧鋼夾入于折疊的硬鋼與半硬鋼內(nèi)，而后再加溫至約1300℃，并利用氣錘依所需形狀錘打鍛制，使彈簧鋼與硬鋼與半硬鋼結合為一體，以制成多層祈疊花紋鋼的粗胚；(f)再經(jīng)粗研磨、熱處理、細研磨以及草酸侵蝕處理，使其花紋可呈現(xiàn)出來，即成多層折疊花紋鋼的成品。
該步驟(c)的加溫溫度為1300℃，達到融合的狀態(tài)。該彈簧鋼外露形成刃口。
本發(fā)明的主要優(yōu)點是其鋒利維持性、易磨度及耐沖擊性都高過一般包鋼、片刃及夾鋼，其外圍的折疊鋼正如一般軟鋼之中布滿堅韌的鋼網(wǎng)，其強韌性及耐磨性都優(yōu)于一般刃材，因為以多層疊鍛造而成，鋼材內(nèi)部組織均勻，分于細密扎實，因此抗銹蝕性亦佳，其反復疊打中，層層接口形成自然花紋，變化萬干，并可通過制程的改變，巧妙控制預設的圖案，因此其為美觀、實用，且極具市場性的絕佳刃材。
下面結合較佳實施例和附圖進一步說明。


圖1是本發(fā)明的制造工藝流程示意圖。
圖2是本發(fā)明的硬鋼與半硬鋼結合的平面示意圖。
圖3是本發(fā)明的硬鋼與半硬鋼折疊的平面示意圖。
圖4是本發(fā)明的硬鋼與半硬鋼夾入彈簧鋼的平面示意圖。
圖5是本發(fā)明的多層折疊花紋鋼成品的立體示意圖。
圖6是本發(fā)明的多層折疊花紋鋼的金相示意圖。
參閱圖1所示，本發(fā)明的刀劍專用多層折疊花紋鋼的制造方法，其步驟如下(a)首先準備硬鋼(含碳量0.5％～0.8％上下)及半硬鋼(含碳量0.3％上下)材料；(b)將硬鋼置于火爐內(nèi)部，以800～1000℃加熱約五至七分鐘，使硬鋼軟化，并利用氣錘將硬鋼錘打鍛制成平板狀；另將半硬鋼置于火爐內(nèi)部，以800～1000℃加溫約五至七分鐘，使半硬鋼軟化，并利用氣錘將半硬鋼錘打鍛制成板狀；(c)將硬鋼與半硬鋼加溫至約1300℃達到可融合的狀態(tài)，并利用氣錘錘打鍛制攸硬鋼10與半硬鋼20結合為一體，如圖2；(d)將已結合為一體的硬鋼10與半硬鋼20予以加溫、折疊(對折)、扭轉，如圖，及鍛制，如圖4，使形成多層折疊狀；此步驟并可予以適當重復，以制出所需的層數(shù)；(e)將彈簧鋼30夾入于折疊的硬鋼10與半硬鋼20內(nèi)，如圖4，并予以適當點焊結合，而后再加溫至約1300℃，并利用氣錘依所需形狀錘打鍛制，使彈簧鋼30與硬鋼10與半硬鋼20結合為一體，以制成多層祈疊花紋鋼的粗胚；(f)再經(jīng)粗研磨、熱處理、細研磨以及多種比率的草酸侵蝕(依成品需要的色差決定浸液濃度)等處理，使其花紋可呈現(xiàn)出來，即成多層折疊花紋鋼的成品，如圖5。
本發(fā)明以800℃以上溫度加熱的目的，就是要促進材質的可塑性，促進鋼層的固態(tài)焊接，亦即各鋼層的間的氧化膜被碳還原生成新鮮的接口，使固態(tài)焊接工作容易進行。因此以電動鼓風機送入大量新鮮空氣，提供特選焦炭足量的燃燒環(huán)境，并使的與二氧化碳反應產(chǎn)生一氧化碳
一氧化碳又進一步分解成初生碳[c]和二氧化碳
由于初生碳[c]生成，使得碳勢大于鋼表面的碳活化度，而發(fā)生滲碳作用，基地沃斯田鐵的含碳量必需到達2％才算飽和，而本發(fā)明的鋼品的含碳重大約只有0.8％左右而已，爐內(nèi)氣氛為碳化氣氛，又充滿初生碳，因此，只會增碳，而不會脫碳。另，一氧化碳會奪取氣氛中可能存在的氧，包含鋼表面氧化膜的氧，使之還原成鐵，因此無氧化的顧慮。
如圖5所示，本發(fā)明的刀劍專用多層折疊花紋鋼，其主要是以鍛制方式使板狀的硬鋼10與半硬鋼20結合為一體，并經(jīng)適當?shù)恼郫B，使形成多層折疊狀，且于硬鋼10與半硬鋼20內(nèi)夾入彈簧鋼3，以制成多層折疊花紋鋼，經(jīng)研磨、熱處理及草酸侵蝕，即可使花紋呈現(xiàn)出來。如6所示，是本發(fā)明的多層折疊花紋鋼的金相圖。
通過本發(fā)明制造出的多層析疊花紋鋼，能有效的克服常用刃材的缺點，該多層折疊花紋鋼至少具有以下的優(yōu)點1、多壓折疊花紋鋼是以半硬鋼(含碳量0.3％上下)與硬鋼(含碳量0.5％～0.8％上下)交疊鍛打，再經(jīng)多次折疊(每折疊一次，其層數(shù)則加倍，因此可達百層以上)，制成類似包鋼的外圍軟鋼，最后夾入一層彈簧鋼(如40噸大卡車避震用的彈簧鋼)，以1300火候使之外露形成刃口。
2、其鋒利維持性、易磨度以及耐沖擊性均高過一般包鋼、片刃及夾鋼。
3、其外圍的折疊鋼，如同于一般軟鋼之中布滿堅韌的鋼網(wǎng)，其強韌性及耐磨損性自然優(yōu)于一股刃材甚多。
4、因為以多層疊鍛造而成，鋼材內(nèi)部組織均勻，分子細密扎實，因此抗銹蝕性亦佳，就算表面長時間暴露于潮濕環(huán)境中而略為生銹，亦絕對無法傷及刃身。
5、其反復疊打中，層層接口形成自然花紋，或水波或卷云狀，變化萬千；而收藏型刀劍的刃面紋路要求正是此種原創(chuàng)型藝術作品。
6、其花紋看似捉摸不定，卻可通過制程的改變，巧妙控制預設的圖案；因此其為美觀、實用且極具市場性的絕佳刃材。
綜上所述，本發(fā)明確為改善一般刃料的抗銹蝕性、鋒利維持性、易磨度，強韌性較差或刃口易崩、刀身易斷等缺陷，是不可多得的發(fā)明，極具產(chǎn)業(yè)上的利用性，完全符合發(fā)明專利申請要求，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非因此限制本發(fā)明的保護范圍，故凡運用本發(fā)明說明書及圖式內(nèi)容所為的等效結構變化，均落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種刀劍專用的多層折疊花紋鋼，其特征在于它是以相同或不同配比的半硬鋼與硬鋼加溫后交疊鍛打，經(jīng)多次折疊，最后再夾入一層彈簧鋼，再加溫并利用氣錘錘打鍛制，使彈簧鋼與硬鋼和半硬鋼結合為一體。
2.一種刀劍專用多層折疊花紋鋼的制造方法，其特征在于步驟如下(a)準備相同或不同配比的硬鋼及半硬鋼材料；(b)將硬鋼及半硬鋼置于火爐內(nèi)部，以800～1000℃加熱約五至七分鐘，使其軟化，并利用氣錘分別將其錘打鍛制成平板狀；(c)將硬鋼與半硬鋼加溫至達到融合的狀態(tài)，并利用氣錘錘打鍛制使硬鋼與半硬鋼結合為一體；(d)將已結合為一體的硬鋼與半硬鋼加溫、折疊、扭轉及鍛制，使形成多層折疊狀；此步驟包括重復數(shù)次，以制出所需的層數(shù)；(e)將彈簧鋼夾入于折疊的硬鋼與半硬鋼內(nèi)，而后再加溫至約1300℃，并利用氣錘依所需形狀錘打鍛制，使彈簧鋼與硬鋼和半硬鋼結合為一體，以制成多層折疊花紋鋼的粗胚；(f)再經(jīng)粗研磨、熱處理、細研磨以及草酸侵蝕處理，使其花紋可呈現(xiàn)出來，即成多層折疊花紋鋼的成品。
3.如權利要求2所述的制造方法，其特征在于該步驟(c)的加溫溫度為1300℃，達到融合的狀態(tài)。
4.如權利要求2所述的制造方法，其特征在于該彈簧鋼外露形成刃口。
全文摘要
一種刀劍專用的多層折疊花紋鋼及其制造方法,其主要是以半硬鋼與硬鋼交疊鍛打,再經(jīng)多次折疊或扭轉,最后再夾入一層彈簧鋼,制成鋒利維持性、易磨度小、耐沖擊性、強韌性、耐磨損性及抗銹蝕性較佳,形成有自然花紋的多層折疊花紋鋼。
文檔編號B21D53/64GK1364667SQ0110079
公開日2002年8月21日 申請日期2001年1月11日 優(yōu)先權日2001年1月11日
發(fā)明者郭常喜 申請人:郭常喜