龙泉天福剑及其制作工艺

技术领域

本发明涉及一种刀剑，具体涉及龙泉天福剑及其制作工艺。

技术背景

在漫长社会发展过程中，传统的宝剑剑身的基本上采用中碳钢或高碳钢制作，生产的宝剑在使用和保存的过程中容易生锈腐蚀。就是手工折叠锻打的花纹钢也同样存在这样的问题。宝剑在使用收藏这个过程中，经常会因把玩或用手去摸宝剑的剑身，手上的汗水容易使宝剑生锈。同时在使用过程中遇到梅雨季节和天气潮湿容易造成刀剑身表面生锈。另外，现有的宝剑有一个明显的特点，就是当它的硬度很高时，其抗弯曲度往往较低；而当它的抗弯曲强度很高时，其硬度又较低。如现有技术授权公告号：CN103741051B的中国发明专利，该发明公开了一种宝剑剑身制作方法剑身所采用的合金具以下百分比含量的化学成分：C 1.2-1.4%，Si 0.5-0.7%，Mn 0.10-0.20%，Cr 23.0-24.0%，Ni 0.3-0.5%，Ca 0.30-0.50%，Mo 0.15-0.25%，V 0.2-0.4%，纳米金刚石0.4-0.6%，其余为余量的Fe以及总成分不超过0.1%的杂质。该发明制成的宝剑剑身不易生锈腐蚀，且弹性弯度、硬度更优。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供一种剑刃锋利、硬度高、具有锻打花纹刚的一种龙泉天福剑及其制作工艺。

本发明为解决上述问题所采取的方案为：一种龙泉天福剑及其制作工艺，包括剑身和剑鞘，其中：

天福建剑身所采用的合金由以下百分比含量的化学成分组成：Mo 0.15~0.25%、V 0.1~0.3%、Mn 0.12~0.20%、Si 0.3~0.5%、C 1.4~1.6%、Cr 20.0~24.0%、Ni 0.6~0.8%、Ca 0.2~0.4%、纳米金刚石0.6-0.9%，其余为余量的Fe以及总成分不超过0.1%的杂质。

纳米金刚石是指平均路径为400nm~500nm纳米的金刚石微粒。

一种天福剑制作工艺，包括以下步骤：

剑胚的制备：剑身所采用的合金由以下百分比含量的化学成分组成：Mo 0.15~0.25%、V0.1~0.3%、Mn 0.12~0.20%、Si 0.3~0.5%、C 1.4~1.6%、Cr 20.0~24.0%、Ni 0.6~0.8%、Ca0.2~0.4%、纳米金刚石0.6-0.9%，其余为余量的Fe以及总成分不超过0.1%的杂质，利用冲床把钢原料制成和剑差不多的形状的粗胚，再放在煅炉中煅烧，煅烧温度为649℃~982℃，使之变软形成剑胚；

见水：将剑胚进行手工冲打，同时反复轻弹剑身，冲打后将剑胚进行见水步骤，再重复1次以上步骤煅烧-冲打-见水；

见油：将上步骤处理所得剑胚再次煅烧-冲打煅烧温度为649℃~982℃，进行见油步骤，得剑身，见油是为了使宝剑更加柔韧；

正火：将剑身放入煅炉重新加热升温，正火温度为700℃~982℃，在任其冷却，正火的目的是粒化钢材，剑身加热到一定温度后，会发生奥氏体化，这样可以减少由于剑身成分的不规则而引起的应力，并确保整个剑身颗粒的一致；

退火：将上步骤处理所得剑身用绝缘材料包裹进行退火处理，退火温度为700℃~982℃，退火的目的是让钢材变软，便于打磨和切削；

打磨和抛光：研磨-精磨-抛光；

盐浴：将盐加热溶化成液态，让剑身悬浮在盐浴中1~3h，盐浴的使用，因熔化温度比钢熔化的温度低的盐，超过这个温度后，盐将仍然保持液态，这样就为刀身提供了极佳的“热浴”条件，盐均匀彻底地加热钢材；

将上步骤处理所得剑身放入淬火槽，淬火的目的是将渗碳体包围在铁素体内，制造出一种非常硬的钢，叫做马氏体；

回火即得剑身；

其中，在上述冲打过程中，应在剑刃上加入少量合金进行折叠冲打。

剑刃上加入的少量合金由以下百分比含量的化学组成：黑曜石10~20%-In 0.10~0.25%、纳米金刚石0.6-0.9%，其余为余量的Fe以及总成分不超过0.1%的杂质，增加剑刃硬度并让剑刃锋利程度大大加大，同时表面会有一层一层的纹路，成为锻打花纹刚，很美观，收藏价值极大。

正火温度为720℃~736℃，温度控制，使剑身在奥氏体化下，以稳定存在的组织；

退火温度为723℃~731℃，温度控制，使剑身在奥氏体化下，以稳定存在的组织；

回火具体操作为：将整个剑身上覆盖厚的粘土筋条，在温度为649℃~727℃下，进行回火，保持回火温度一段时间再次淬火-退火，重复3~6次，包裹部分应该比剑身的其他部分稍软，可以增加柔韧性，而剑刃则应保持坚硬，多次退火得到精确的硬度等级，使钢材的硬度足够保持锋利的剑刃，但又不能硬得变脆，因为这样可能引起崩刃或碎裂。

与现有技术相比，本发明所具有的优点在于：

1、本发明剑身形成锻打花纹钢，具有极大的收藏价值。

2、本发明剑刃锋利、弹性弯度、硬度优越，且不易生锈腐蚀。

具体实施方式

以下结合实施例作进一步详细描述：

实施例1：

一种天福剑及其制作工艺，包括剑身和剑鞘，其中：

天福建剑身所采用的合金由以下百分比含量的化学成分组成：Mo 0.15~0.25%、V 0.1~0.3%、Mn 0.12~0.20%、Si 0.3~0.5%、C 1.4~1.6%、Cr 20.0~24.0%、Ni 0.6~0.8%、Ca 0.2~0.4%、纳米金刚石0.6-0.9%，其余为余量的Fe以及总成分不超过0.1%的杂质。

纳米金刚石是指平均路径为400nm~500nm纳米的金刚石微粒。

一种天福剑制作工艺，包括以下步骤：

剑胚的制备：剑身所采用的合金由以下百分比含量的化学成分组成：Mo 0.15~0.25%、V0.1~0.3%、Mn 0.12~0.20%、Si 0.3~0.5%、C 1.4~1.6%、Cr 20.0~24.0%、Ni 0.6~0.8%、Ca0.2~0.4%、纳米金刚石0.6-0.9%，其余为余量的Fe以及总成分不超过0.1%的杂质，利用冲床把钢原料制成和剑差不多的形状的粗胚，再放在煅炉中煅烧，煅烧温度为649℃~982℃，使之变软形成剑胚；

见水：将剑胚进行手工冲打，同时反复轻弹剑身，冲打后将剑胚进行见水步骤，再重复1次以上步骤煅烧-冲打-见水；

见油：将上步骤处理所得剑胚再次煅烧-冲打煅烧温度为649℃~982℃，进行见油步骤，得剑身，见油是为了使宝剑更加柔韧；

正火：将剑身放入煅炉重新加热升温，正火温度为700℃~982℃，在任其冷却，正火的目的是粒化钢材，剑身加热到一定温度后，会发生奥氏体化，这样可以减少由于剑身成分的不规则而引起的应力，并确保整个剑身颗粒的一致；

退火：将上步骤处理所得剑身用绝缘材料包裹进行退火处理，退火温度为700℃~982℃，退火的目的是让钢材变软，便于打磨和切削；

打磨和抛光：研磨-精磨-抛光；

盐浴：将盐加热溶化成液态，让剑身悬浮在盐浴中1~3h，盐浴的使用，因熔化温度比钢熔化的温度低的盐，超过这个温度后，盐将仍然保持液态，这样就为刀身提供了极佳的“热浴”条件，盐均匀彻底地加热钢材；

将上步骤处理所得剑身放入淬火槽，淬火的目的是将渗碳体包围在铁素体内，制造出一种非常硬的钢，叫做马氏体；

回火即得剑身；

其中，在上述冲打过程中，应在剑刃上加入少量合金进行折叠冲打。

剑刃上加入的少量合金由以下百分比含量的化学组成：黑曜石10~20%-In 0.10~0.25%、纳米金刚石0.6-0.9%，其余为余量的Fe以及总成分不超过0.1%的杂质，增加剑刃硬度并让剑刃锋利程度大大加大，同时表面会有一层一层的纹路，成为锻打花纹刚，很美观，收藏价值极大。

正火温度为720℃~736℃，温度控制，使剑身在奥氏体化下，以稳定存在的组织；

退火温度为723℃~731℃，温度控制，使剑身在奥氏体化下，以稳定存在的组织；

回火具体操作为：将整个剑身上覆盖厚的粘土筋条，在温度为649℃~727℃下，进行回火，保持回火温度一段时间再次淬火-退火，重复3~6次，包裹部分应该比剑身的其他部分稍软，可以增加柔韧性，而剑刃则应保持坚硬，多次退火得到精确的硬度等级，使钢材的硬度足够保持锋利的剑刃，但又不能硬得变脆，因为这样可能引起崩刃或碎裂。

对比实验：

实施例组：剑身合金以由以下百分比含量的化学成分组成：Mo 0.15~0.25%、V 0.1~0.3%、Mn 0.12~0.20%、Si 0.3~0.5%、C 1.4~1.6%、Cr 20.0~24.0%、Ni 0.6~0.8%、Ca 0.2~0.4%、纳米金刚石0.6-0.9%，其余为余量的Fe以及总成分不超过0.1%的杂质；剑身的制备：1）剑胚的制备：利用冲床把钢原料制成和剑差不多的形状的粗胚，再放在煅炉中煅烧，煅烧温度为649℃~982℃，使之变软形成剑胚；2）见水：将剑胚进行手工冲打，同时反复轻弹剑身，冲打后将剑胚进行见水步骤，再重复1次以上步骤煅烧-冲打-见水；3）见油：将上步骤处理所得剑胚再次煅烧-冲打煅烧温度为649℃~982℃，进行见油步骤，得剑身；4）正火：将剑身放入煅炉重新加热升温，正火温度为700℃~982℃，在任其冷却；5）退火：将上步骤处理所得剑身用绝缘材料包裹进行退火处理，退火温度为700℃~982℃；6）打磨和抛光：研磨-精磨-抛光；7）盐浴：将盐加热溶化成液态，让剑身悬浮在盐浴中1~3h；8）淬火：将上步骤处理所得剑身放入淬火槽；9）回火即得剑身；在冲打过程中，剑刃上加入的少量合金由以下百分比含量的化学组成：黑曜石10~20%-In 0.10~0.25%、纳米金刚石0.6-0.9%，其余为余量的Fe以及总成分不超过0.1%的杂质。

对照组：实施例组：剑身合金以由以下百分比含量的化学成分组成：Mo 0.15~0.25%、V 0.1~0.3%、Mn 0.12~0.20%、Si 0.3~0.5%、C 1.4~1.6%、Cr 20.0~24.0%、Ni 0.6~0.8%、Ca 0.2~0.4%、纳米金刚石0.6-0.9%，其余为余量的Fe以及总成分不超过0.1%的杂质；剑身的制备：1）剑胚的制备：利用冲床把钢原料制成和剑差不多的形状的粗胚，再放在煅炉中煅烧，煅烧温度为649℃~982℃，使之变软形成剑胚；2）见水：将剑胚进行手工冲打，同时反复轻弹剑身，冲打后将剑胚进行见水步骤，再重复1次以上步骤煅烧-冲打-见水；3）见油：将上步骤处理所得剑胚再次煅烧-冲打煅烧温度为649℃~982℃，进行见油步骤，得剑身；4）正火：将剑身放入煅炉重新加热升温，正火温度为700℃~982℃，在任其冷却；5）退火：将上步骤处理所得剑身用绝缘材料包裹进行退火处理，退火温度为700℃~982℃；6）打磨和抛光：研磨-精磨-抛光；7）盐浴：将盐加热溶化成液态，让剑身悬浮在盐浴中1~3h；8）淬火：将上步骤处理所得剑身放入淬火槽；9）回火即得剑身；将两组实验所得剑进行对比测试，结果如下表1：

表1 对比试验结果

从上表可以看出，实施例组具有天然纹路，形成锻打花纹钢，在硬度和剑刃锋利程度上优于对照组。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所做的更动和润饰，均应属于本发明所附权利要求的保护范围。