讲述-谈谈扭杆弹簧-转载一位友善的制刀加工者

钢
我上一次用扭杆弹簧钢做刀是在5年前了,本来没有了太多的印象.近期我在很多网站看到有刀友在讨论如何用扭杆弹簧钢做刀(大多指汽车减震板),引起我的一些回忆和想法,在这里写出来,和广大刀友交流探讨.首先需要说明的是:我并不是一个制刀高手,也不是扭杆弹簧专业的煅工和热处理工.写这个东西无非是想用它这个"砖头扭杆弹簧"引来真正高人的"美玉".所以,诚心的欢迎指正.
我们从找材料开始,汽车减震钢板(下称钢板)是个好的选择.它好找,性能还行,(当然,你不能对它有太高的要求扭杆弹簧).最适合DIY入门的刀友了.其他的弹簧钢如钢棒和环型弹簧有来源和成本及加工等问题,非主流材料,就不在讨论之列了. 一般来说,钢板扭杆弹簧大多是硅锰钢(65Mn 55Si2Mn,60Si2Mn)和硅锰钒硼钢(55SiMnVB).前者的含碳是0.62-0.7后者的是0.52-0.6,都可以满足刀具的要求了.至于其扭杆弹簧他的元素对金属特性的影响,就不多做讨论了,那样忒沉长,没有人要看的.两者从外观是看不出差异的,那么怎么选择呢?我的经验是:一般多扭杆弹簧选择小形车的钢板,它的尺寸适合且多是65M的(多那么一点点碳). 扭杆弹簧当然,大形车的也可以的.关键是其他的几个方面,
1:要选择正规厂家出的.如果是拖拉扭杆弹簧机或是杂牌车的,就没有人知道你在用什么钢材了.进口车的是好选择,我不太清楚它们的钢号,但应该和国产的差异不大.经验告诉我性能要好扭杆弹簧些,"三菱""伏尔加""五十铃"这些就比"212"的好.
2:尽量避开上面的孔.那里是个最薄扭杆弹簧弱的地方,换下来的旧钢板多在那里出现了金属疲劳,金相缺陷较大.
3:尽量选择弯曲度大的.这一点要这扭杆弹簧样看:出产时是弯曲的,那么弯曲度越大就越接近出产状态,金相缺陷扭杆弹簧就越小.虽然增加了你的工作量,但换来一块好的钢材还是合算的.
好了,有了这三点,我相信你就可以从废扭杆弹簧品站或是汽修厂用废钢铁的价格翻出一块你满意的刀材了!顺便说说,如果你找到了一个够料的圆螺旋弹簧,它最大的可能是75_85碳扭杆弹簧素钢.和锰钢系列的煅打和热处理是不同的,不在这里讨论.

下面我们来讨论煅打和热处理. 刀扭杆弹簧友不太愿意去煅,而是选择直接打磨(或切割)成型.这样做对于出产的板材来说问题不大,但你是用废铁的价掏的旧板,那就不行了.煅打的目的是调扭杆弹簧直钢材(你的原料是弯的),出刀粗坯(减小你的工作量),还有些别的,但那些不好理解(至少我是这样)还有争论(如:是否会象揉面一样,越打韧扭杆弹簧性越好),前两条是一定的.如果你为了省事,用冷煅,即使你办到了,在后面的工艺里就会出问题:它会在热处理的过程里弯回去的.理由是你没有扭杆弹簧打破它原来的晶格结构,一但有条件,它就会回到原有的形状.有很多刀友遇到过这种情况.于是,又有刀友为了避这种悲剧的发生,把钢材放到扭杆弹簧液化气炉(或是别的炉)上烧红了,砸平了.其实这就是煅打了.不过要知道的是,你的温度够了吗?或是过了吗?如果你温度不够终煅温度(就是煅扭杆弹簧工要停锤的温度),那还是冷煅!如果是过了多了,那就会过烧,结果是报废了(当然,这种情况少).更多的情况是:加热不均匀.煅打以后就会出现金扭杆弹簧相缺陷(其实就算是均匀了也会有,只不过好些罢了).那么如何消除呢?那就是热处理干的活了.在煅打方面,我不敢多说什么,通常我把它交给铁匠扭杆弹簧做,本人不内行.只是别让它的入炉次数太多,怕脱碳严重.
然后是热处理的开始了.我坚持煅打后先做一道正火,再做退火.这样有利消除金属内部的缺陷,并消除应力.做完这些, 扭杆弹簧你就得到了一块很软的刀坯了。

关于热处理,很多刀友感觉很神秘高深.说白了,无非就是利用金属分子在不同温度下成不同的结晶(排列),呈现不同的扭杆弹簧物理特性,来满足使用的要求.就弹簧钢而言,数据是:加温860-880度,保温5分钟,油淬,500度左右回火1小时.但这样一来,它的硬度只有50HRC,究其原因是:弹簧钢的弹性极限在450-500回火,疲劳极限在500-550回火扭杆弹簧.如果你是要一块合格的弹簧板,你就一定要按照上述搞,这不是我们想要的,就要调整参数了.880度油淬后的硬度是60HRC左右,是可以满足要求的,但回火是要降一定硬度(视回火温度时间而定),我们把淬火温度做点扭杆弹簧提升,但不要太多,以免晶体变大(即是缺陷).我的经验是在900度比较好.再来看回火,这道工艺是不能少的,不然你的刀会非常容易蹦口,且内应力扭杆弹簧可以把它自己搞裂..温度应该是在残余奥氏体转变内,就选择200度吧.由于这个转变不太快,保温定在1小时.事实上我就是用这组数据确定扭杆弹簧的热处理工艺的,效果很满意.

当然,抛开上面所有的数据,一个有经验的扭杆弹簧好的铁匠,凭肉眼就可以把弹簧钢淬得很好!而且他们大多都十分擅长处理弹簧钢.就我这里来说,铁匠们打夹钢和全钢,用的多是弹簧钢板或是扭杆弹簧轨道,偶尔也用汽车传动轴.这些是题外话了.我想表达的是:如果你没有条件来控制温度,想用眼睛观色判断温度的话,是可以的,前提是你先扭杆弹簧要用大量材料和时间金钱来炼就一双"火眼金睛".

大多数的DIY刀友都不具备测温的条件,于是就有了"磁铁测温法"的产生.其原理是在临界温度以上,钢材的磁性消失. 扭杆弹簧这是个好办法,可以保证钢材加热到奥氏体区.事实上有很多刀友就是这么干的.正火和退火也将就着这个温度吧,起码没有相差到离谱.剩下是保温(或说是衡温时间),没有条件?好在淬火和正火保温的时间不长,将就着估计吧.退火就找些保温材料,把烧到没有磁性的料包住,包得越多越好.第扭杆弹簧2天再想起它-成了!就剩下回火了,我至今还没有想出什么不要专业设备的办法:用油煮吧,1是温度好象到不了200,2是危险的很,你要把一大锅油煮它一个小时,还是在温度尽可能高的状态下,你得随时准备好召唤11扭杆弹簧9啊.用微波炉吧,我现在还搞不清铁在里面到底是多少度.其他的办法(煤气炉,养焊)很难做到恒温的.无奈,还是用油煮一煮了事,别在家里搞! 这里还有个淬火变形的问题,任何一种钢材在热处理时都会产生变形,而且多发生在淬火这个环节.我们能做的是尽量减少它的变形(有时我们利用这扭杆弹簧种变形,如日本刀的"淬反"),工厂里有专用的夹具,而我们这里就只好用手法来弥补了.淬火时要掌握好几点:1:装炉时让工件立着,别平放.2:出炉时手要尽量的平稳,避免过大的晃动(你要知道那时钢材和面条差不多软了)3:一定是垂直的查入冷却油里,并且上下抽动(除非你想淬出日本刀的"反",那样就要水平入油) 有了这几点,你还得有思想准备-留够余地.
好了,经过以上的七折八扣的热处理,你的宝刀也接近完工了.不过性能也一定是七折八扣的了(到底差多少,视你手气而定了)

另一网友补充：

1 回火最好用油,色拉油的闪点在300度以上,叫打白铁做个焊过的铁筒

2 退火后打直只能叫校直,不能叫锻打,锻打主要是为除网状碳化物,对中碳钢作用不大.
3 中碳钢不必先正火再退火,有条件退火的刀友不多.将就点,光正火也可以.
4 中碳钢在较高的温度淬火,反而能得到更多的板条状马氏体,能增强韧性.
5 200度的回火好象温度低了点,220-250回火较好.
6 即便是中碳钢,如是国产的话,硬度>58的话,也一样会很脆.