一种健身宝剑的淬火工艺技术领域
本发明涉及一种宝剑的制作工艺,尤其是指一种健身宝剑的淬火工艺。
背景技术
宝剑在古代是军队主要作战兵器以及古人防身自卫武器,随着时代的变迁,现已
衍变成为人们健身之伴,装饰收藏,镇宅之宝物,它不仅是华夏五千年历史的见证,中国传
统文化传承的代表作品,同时也是人们不断前行、开拓进取的精神象征,随着人们生活水平
的提高,在全民健身运动的新时代,众多爱剑习舞者视其为健身之宝。
由于宝剑的主体材料(剑身)是用生钢铁制作而成,而生钢铁的性质遇水和湿气以
及汗水,咸味时易生锈,在温度超过1300℃以上会溶化成铁水,冷却后则坚硬无比,无弹性,
如折弯后不能自动返回,而用剑健身习舞者又追求剑身不易锈,尤为剑身的尾部有弹性,弯
曲自如最佳。
发明内容
本发明提供一种健身宝剑的淬火工艺,其主要目的在于克服现有宝剑坚硬无比,
无弹性,不适于用剑健身习舞者使用的缺陷。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种健身宝剑的淬火工艺,包括以下步骤:
1)准备一口径在10~12cm之间的油罐;
2)在油罐内盛放菜籽油或山茶油;
3)将剑身放置于炉火中煅烧2~3分钟,该炉火的温度保持在970℃~990℃之间;
4)煅烧完后取出,迅速将剑身后尾插入预先准备好的油罐中,并在完全插入后立刻拔
出。
进一步的,在步骤1中,准备一口径在11cm之间的油罐。
进一步的,在步骤3中,将剑身放置于炉火中煅烧2.5分钟,该炉火的温度保持在
980℃。
进一步的,所述油罐内盛放的菜籽油或山茶油在对50~60把剑身进行淬火后要清
理并更换新油。
进一步的,所述油罐内盛放的菜籽油或山茶油在对55把剑身进行淬火后要清理并
更换新油。
进一步的,所述菜籽油或山茶油应在保质期内,不可采用变质的或过期的菜籽油
或山茶油。
和现有技术相比,本发明产生的有益效果在于:
1、本发明将油罐的口径控制在10~12cm之间,若油罐口径过大,将会导致淬火时温度
分散,达不到淬火效果,若油罐过小将给淬火操作带来不便,将影响淬火速度和直接影响到
淬火效果。
2、在本发明中,淬火油选用菜籽油或山茶油,因其油质清明,适宜剑的淬火,同时
经济环保,并且用变质油达不到淬火效果。
3、在本发明中,油罐内盛放的菜籽油或山茶油的淬火数量达50至60把剑身后要清
理更换新油,这是因为淬火中剑身上有少量炭渣质脱落油中,若不按时更换油质,将影响到
淬火质量与效果。
具体实施方式
下面说明本发明的具体实施方式。
一种健身宝剑的制作工艺,包括以下步骤:
步骤一:选材
选用普通生钢铁。
生钢铁(又称生铁), 坚硬、耐磨、铸造性好,但生铁脆,不能锻压,碳含量在1.7%以
上,并且还含有硅、锰、磷和硫等多种杂质元素,其为铸剑时通常选用的材料。
步骤二:粗锤
将生钢铁放置于炉火中煅烧2~3分钟,该炉火的温度保持在980℃~990℃之间,煅烧
完后取出,并将其放置在铁砧上进行捶打,在生钢铁的中部要制成剑脊的位置以25~35斤
的力道捶打15~20次,在生钢铁的两侧要制成剑刃的位置以80~90斤的力道捶打15~20
次;反复进行这一步骤15~18次,制成剑坯。
其中,能达到最佳效果的为:将生钢铁放置于炉火中煅烧2.5分钟,该炉火的温度
保持在985℃,煅烧完后取出,并将其放置在铁砧上进行捶打,在生钢铁的中部要制成剑脊
的位置以30斤的力道捶打18次,在生钢铁的两侧要制成剑刃的位置以85斤的力道捶打18
次;反复进行这一步骤16次,制成剑坯。
由于炉温在超过1000℃的高温情况下生钢铁会发生变化,出现开裂,因此既要保
持生钢铁在炉火中不开裂,又要完全除去生钢铁中的杂质,以使之生钢材性能转化成为即
有强度、有韧性、柔软性的制剑钢材料,炉火的温度需保持在980℃~990℃之间。而且保温
时间不能超出3分钟时间,否则生钢铁将溶化变形。
捶打是一项很有技艺的工艺,如做一把普通剑,可随便捶打,若要做一把有弹性,
弯曲自如的健身宝剑的剑身,难度就很大。其一、捶打力道要均匀;二、捶打要分轻与重;三、
并非猛打,否则将生钢铁打过熟打死,就成了报废铁。因此,在粗锤过程中,对剑脊与剑刃要
分别采用不同的力道,并且力道要均匀保持在一定的范围内,不可时轻时重,而且煅烧完后
捶打的次数也要均匀,不可时多时少,如此才可最大程度上提高宝剑的品质。
步骤三:细锤
将剑坯放置于炉火中煅烧2~3分钟,该炉火的温度保持在980℃~990℃之间,煅烧完
后取出,并将其放置在铁砧上进行捶打,在剑坯的中部要制成剑脊的位置以20~30斤的力
道捶打15~20次,在剑坯的两侧要制成剑刃的位置以50~60斤的力道捶打15~20次;反复
进行这一步骤12~15次。
其中,能达到最佳效果的为:将剑坯放置于炉火中煅烧2.5分钟,该炉火的温度保
持在985℃,煅烧完后取出,并将其放置在铁砧上进行捶打,在剑坯的中部要制成剑脊的位
置以25斤的力道捶打17次,在剑坯的两侧要制成剑刃的位置以55斤的力道捶打17次;反复
进行这一步骤14次。
粗锤之后,再经过细锤,可以使得钢铁得到充分积压,将生钢铁中的杂质彻底排除
出去,使钢铁的性能发生本质变化,致使一块生钢铁变成可以达到铸剑的特优质钢材。由于
炉温超过1000℃以上生钢铁将溶化和开裂,生钢剑难以成形,若炉温过低,生钢铁中杂质无
法彻底烧透,在捶打时不能将生钢铁中的杂质完全清除,也就达不到制作一把有弹性、弯曲
自如,不锈的剑身材料,严重时成了一把制剑的报废材料,于是制作剑的炉火温度与剑身的
捶打技艺就成为了制作一把好与差宝剑的关键制作技艺。
步骤四:整形
在进行步骤3的同时,对剑坯两侧和后尾进行修整,使两侧均匀对称,并使后尾的端部
成型为剑尖,从而制成剑身。
整形就是对剑坯的局部位置通过敲打进行调整,使剑坯达到所要的形状,该形状
可根据铸剑人的意思进行调整。剑坯的后尾是指该剑坯的后半部,整形过程是对剑坯两侧
不平整的位置进行敲打,使其平整对称,并在后尾处需要窄的位置增加敲打的次数,使该后
尾的端部成型为剑尖。
步骤五:淬火
准备一口径在10~12cm之间的油罐,并在油罐内盛放菜籽油或山茶油,将剑身放置于
炉火中煅烧2~3分钟,该炉火的温度保持在970℃~990℃之间,煅烧完后取出,迅速将剑身
后尾插入预先准备好的油罐中,并在完全插入后立刻拔出。
其中,能达到最佳效果的为:准备一口径在11cm之间的油罐,并在油罐内盛放菜籽
油或山茶油,将剑身放置于炉火中煅烧2.5分钟,该炉火的温度保持在980℃,煅烧完后取
出,迅速将剑身后尾插入预先准备好的油罐中,并在完全插入后立刻拔出。
传统的淬火方法是用冷却水,将钢加热到一定温度时,快速将制作好的金属制品
放入水中冷却后,然后取起,从而提高钢的强度、硬度、韧性,但缺陷是钢性的易锈与无弹
性。采用油作为冷却介质的优点是冷却速度慢,淬火后工件表面光亮,淬火后剑身有韧性。
淬火过程中产生的内应力有:相变应力和热应力。用油淬就足以保障马氏体转变的发生,如
果用水淬的话会导致剑身的内应力过大而引起其开裂\报废,用油淬冷却速度较慢,热应力
也较小,不会引起剑身开裂\报废。
每把剑身的淬火,必须在剑身的烧锻捶打工艺与整形工艺全部完成结束后再进行
淬火;这一步中的剑身在炉火中煅烧时间也不能超出3分钟,并非越久越好,否则将损坏已
制作好的剑身;每把剑身淬火只能进行一次,不能多次淬火,如多次淬火,必将损坏剑身;油
罐口只能在10~12公分左右,若油罐口过大,将会导致淬火时温度分散,达不到淬火效果,
若油罐过小将给淬火操作带来不便,将影响淬火速度和直接影响到淬火效果。
另外,油罐内盛放的菜籽油或山茶油在对50~60把剑身进行淬火后要清理并更换
新油。其中以55把为最佳。对油罐内菜籽油或山茶油的要求有:1、油质必须干净、新鲜;2、杂
质油、变质油不可用,否则达不到淬火效果;3、淬火数量达50~60把剑身后要清理更换新
油,因淬火中剑身上有少量炭渣质脱落油中,若不按时更换油质,将影响到淬火质量与效
果。4、淬火油选用菜籽油或山茶油,因这种油油质清明,适宜剑的淬火,同时经济环保;5、禁
止使用汽、柴油、机油,否则会把剑身烧坏,成为报废铁;6、菜籽油或山茶油中水的含量在
0.01%~0.03%之间,因为油品中的过量水份会影响剑身的热处理质量,造成剑身淬裂或变
形,也可能造成油品飞溅,发生事故。
菜籽油油沸点高,热容量大,对热稳定,聚合和氧化速度较慢,是一种较好的淬火
用油。据测定,菜油的淬火冷却速度160℃/秒。在没有专业设备和专业调和淬火油的情况
下,菜籽油是非常不错的选择。
使用油作为介质进行淬火很难避免油烟的产生。在淬火过程中,实际油产生的烟
量并不是很大。但是在剑身出油以后会产生大量的油烟。其产生的原因主要是带出的油所
产生的烟。该油烟中不仅含有炭黑、烟尘等有害成分,更含有大量的苯并笓等致癌物,这些
油烟排放铸剑房内会对铸剑人的健康造成危害,排放到铸剑房外又会对环境造成污染。而
且油烟的冷凝物附着在设备上,会污染设备,影响设备的正常运行,也会给铸剑人造成诸多
不便。
山茶油是我国传统的食用油。它具有一个特点:烟点高,可达400℃。普通的食用
油,一般在100℃以下就会烧沸出油烟;同品质的橄榄油,烟点仅为40℃,只能适合凉拌菜。
因此运用山茶油的这个特质,使用其作为淬火介质,其产生的油烟相较于其他淬火介质,会
得到显著的减少。另外,山茶油的稳定性好,加热后品质不会产生变化,反复利用都能保持
物质的稳定性。从预防癌症上看,山茶油不含致癌物质黄曲霉毒素。即使将山茶油反复利用
进行淬火,其也不会产生有害物质,危害铸剑人的身体健康,增加了其实用性。由此可见,这
些特性大大改善了铸剑人的工作环境,也大大减少了对空气造成的污染,并且山茶油成本
低,因此采用山茶油作为淬火油既经济又环保。
步骤六:磨光
将剑身通过粗砂轮进行粗磨处理,再将剑身通过中砂轮进行中磨处理,最后将剑身通
过细砂轮进行细磨处理。
经过粗磨、中磨、细磨依次进行,可以有效提高剑身表面的平整度,去掉表面的毛
刺、锈蚀、划痕、焊瘤、焊缝、砂眼、氧化皮等宏观缺陷。
步骤七:回火
将剑身放置于炉火中持续1~2分钟,该炉火温度保持在200℃~300℃之间。
回火的温度不宜过高,时间不宜过长,将剑身放置于炉火中持续1.5分钟,该炉火
温度保持在250℃,能得到最佳效果。回火能消除剑身中的内应力,降低其硬度和强度,提高
其延性和韧性,最终目的是使剑身的内部组织处于相对稳定的状态,从而减轻剑身的脆性。
步骤八:镂刻
在剑身上雕刻图案、花纹。
步骤九:刨光
将剑身通过粗刨光砂轮进行粗刨处理,再将剑身通过中刨光砂轮进行中刨处理,最后
将剑身通过细刨光砂轮进行细刨处理。粗刨光砂轮、中刨光砂轮、细刨光砂轮上均涂设有刨
光膏。
经过粗刨、中刨、细刨依次进行,可以显著提高剑身表面的光滑度、干净度,保证剑
身不锈,而刨光膏还能显著提高剑身光亮度,整体提高剑身的美观性。
步骤十:组装
将剑身与剑柄、剑格连接成一体,并在剑身外侧套设剑鞘,宝剑形成。
本发明通过对传统宝剑制作工艺进行改进,改变生钢铁的性能,从而能够制造出
一种适合于用剑健身习舞者使用的剑身宝剑,该宝剑具有如下优点:一、剑身有强度、有韧
性度;二、剑身的后尾有弹性,伸曲自如;三、剑身光亮,四、剑身不易生锈。
实施例一
1)选材:选用普通生钢铁;
2)粗锤:将生钢铁放置于炉火中煅烧2分钟,该炉火的温度保持在980℃,煅烧完后取
出,并将其放置在铁砧上进行捶打,在生钢铁的中部要制成剑脊的位置以25斤的力道捶打
15次,在生钢铁的两侧要制成剑刃的位置以80斤的力道捶打15次;反复进行这一步骤15次,
制成剑坯;
3)细锤:将剑坯放置于炉火中煅烧2分钟,该炉火的温度保持在980℃,煅烧完后取出,
并将其放置在铁砧上进行捶打,在剑坯的中部要制成剑脊的位置以20斤的力道捶打15次,
在剑坯的两侧要制成剑刃的位置以50斤的力道捶打15次;反复进行这一步骤15次;
4)整形:在进行步骤3的同时,对剑坯两侧和后尾进行修整,使两侧均匀对称,并使后尾
的端部成型为剑尖,从而制成剑身;
5)淬火:准备一口径在10cm之间的油罐,并在油罐内盛放菜籽油或山茶油,将剑身放置
于炉火中煅烧2分钟,该炉火的温度保持在970℃,煅烧完后取出,迅速将剑身后尾插入预先
准备好的油罐中,并在完全插入后立刻拔出;
6)磨光:将剑身通过粗砂轮进行粗磨处理,再将剑身通过中砂轮进行中磨处理,最后将
剑身通过细砂轮进行细磨处理;
7)回火:将剑身放置于炉火中持续1分钟,该炉火温度保持在200℃;
8)镂刻:在剑身上雕刻图案、花纹;
9)刨光:将剑身通过粗刨光砂轮进行粗刨处理,再将剑身通过中刨光砂轮进行中刨处
理,最后将剑身通过细刨光砂轮进行细刨处理;
10)组装:将剑身与剑柄、剑格连接成一体,并在剑身外侧套设剑鞘,宝剑形成。
实施例二
1)选材:选用普通生钢铁;
2)粗锤:将生钢铁放置于炉火中煅烧2.5分钟,该炉火的温度保持在985℃,煅烧完后取
出,并将其放置在铁砧上进行捶打,在生钢铁的中部要制成剑脊的位置以30斤的力道捶打
18次,在生钢铁的两侧要制成剑刃的位置以85斤的力道捶打18次;反复进行这一步骤16次,
制成剑坯;
3)细锤:将剑坯放置于炉火中煅烧2.5分钟,该炉火的温度保持在985℃,煅烧完后取
出,并将其放置在铁砧上进行捶打,在剑坯的中部要制成剑脊的位置以25斤的力道捶打17
次,在剑坯的两侧要制成剑刃的位置以55斤的力道捶打17次;反复进行这一步骤14次;
4)整形:在进行步骤3的同时,对剑坯两侧和后尾进行修整,使两侧均匀对称,并使后尾
的端部成型为剑尖,从而制成剑身;
5)淬火:准备一口径在11cm之间的油罐,并在油罐内盛放菜籽油或山茶油,将剑身放置
于炉火中煅烧2.5分钟,该炉火的温度保持在980℃,煅烧完后取出,迅速将剑身后尾插入预
先准备好的油罐中,并在完全插入后立刻拔出;
6)磨光:将剑身通过粗砂轮进行粗磨处理,再将剑身通过中砂轮进行中磨处理,最后将
剑身通过细砂轮进行细磨处理;
7)回火:将剑身放置于炉火中持续1.5分钟,该炉火温度保持在250℃;
8)镂刻:在剑身上雕刻图案、花纹;
9)刨光:将剑身通过粗刨光砂轮进行粗刨处理,再将剑身通过中刨光砂轮进行中刨处
理,最后将剑身通过细刨光砂轮进行细刨处理;
10)组装:将剑身与剑柄、剑格连接成一体,并在剑身外侧套设剑鞘,宝剑形成。
实施例三
1)选材:选用普通生钢铁;
2)粗锤:将生钢铁放置于炉火中煅烧3分钟,该炉火的温度保持在990℃,煅烧完后取
出,并将其放置在铁砧上进行捶打,在生钢铁的中部要制成剑脊的位置以35斤的力道捶打
20次,在生钢铁的两侧要制成剑刃的位置以90斤的力道捶打20次;反复进行这一步骤18次,
制成剑坯;
3)细锤:将剑坯放置于炉火中煅烧3分钟,该炉火的温度保持在990℃,煅烧完后取出,
并将其放置在铁砧上进行捶打,在剑坯的中部要制成剑脊的位置以30斤的力道捶打18次,
在剑坯的两侧要制成剑刃的位置以60斤的力道捶打18次;反复进行这一步骤12次;
4)整形:在进行步骤3的同时,对剑坯两侧和后尾进行修整,使两侧均匀对称,并使后尾
的端部成型为剑尖,从而制成剑身;
5)淬火:准备一口径在12cm之间的油罐,并在油罐内盛放菜籽油或山茶油,将剑身放置
于炉火中煅烧3分钟,该炉火的温度保持在990℃,煅烧完后取出,迅速将剑身后尾插入预先
准备好的油罐中,并在完全插入后立刻拔出;
6)磨光:将剑身通过粗砂轮进行粗磨处理,再将剑身通过中砂轮进行中磨处理,最后将
剑身通过细砂轮进行细磨处理;
7)回火:将剑身放置于炉火中持续2分钟,该炉火温度保持在300℃;
8)镂刻:在剑身上雕刻图案、花纹;
9)刨光:将剑身通过粗刨光砂轮进行粗刨处理,再将剑身通过中刨光砂轮进行中刨处
理,最后将剑身通过细刨光砂轮进行细刨处理;
10)组装:将剑身与剑柄、剑格连接成一体,并在剑身外侧套设剑鞘,宝剑形成。
上述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此
构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。