刀具钢材之粉末钢.doc

刀具钢材粉末冶金钢粉末冶金钢材越来越成为刀具制作主流。目前，美国、日本、瑞典、德国等钢材冶炼強国纷纷推出各种粉末钢，其中有很多都是刀具制作的上好材料。比如：CPM-S30V以及演化出來的S35VNS60V，S90V，CPM-154CM，CPM-D2，CPM-M4，CPM-3V20CV以及M390.瑞典的RWL34、日本的YXR7.CPM-S30V：CPMS30V是由CrucibleMaterials公司生产的粉末不锈钢，研制者主要是DickBarber和ChirsReeve。当然，很多刀匠都参与了其中的改进，包括Emerson,PhilWilson,TomMayo,PaulBos等10余位著名的刀届人士。专门为刀设计的钢材CPMS30V的最大优势在于它的热处理稳定，次品率极低，研磨方便，和强度极高。这和其中所用的高科技是分不开的。CPMS30V的均匀性是当时世界最好的，均匀性意味着稳定的性能和强度。它是最早大规模应用于刀具制作的粉末冶金钢材之一，曾经引发过许多争论（主要集中在与BG42的性能之争）。可以把它的出现看做是刀具行业另一个时代的开始。个人认为它的出现注定是一次毁誉参半的尝试，但无疑是伟大的。CPM-S35VN：或许是S30V的争议太大，或许是市场对S30V的不满，或许有其他什么原因，CrucibleMaterials公司推出了S35VN，按照厂家的说法，S35VN的化学成分经过了调整，加入了铌。因此，除了钒和铬的碳化物，钢材中会出现铌的碳化物。由于部分钒的碳化物被铌的碳化物所取代，CPMS35VN相比S30V而言，在不损失保持性的条件下，韧性提高了15%-20%。韧性的提高可以使得刀刃的抗破损能力提高。由于铌的碳化物和钒的碳化物在硬度和实际效果方面比铬的碳化物能够提供更好的保持性，因此CPM的不锈钢产品相比传统的高铬钢材具有更好的保持性。由于其均质性和高质量，而比传统工艺生产的钢材具有更好的尺寸稳定性（热处理后变形率在0.05%-0.1%）、易磨性和强度。CPM-3V：美国熔炉斯伯粉末工具钢,韧性明显高于D2及CPM-M4，接近S7耐冲击水平，CPM3V是耐磨性和韧性的组合。在美国当下最活跃的手工刀匠中，已经出现了几位应用CPM3V钢材方面广受称道的刀匠，比如ROBDAVIDSON和JERRYHOSSOM。ROBDAVIDSON（ROCKETKNIVES）3V刀曾被测试过，结果确实令人叹服。JERRYHOSSOM认为：“在当今所有高合金含量的制刀钢材中，CPM3V拥有最优秀的微粒结构，它的晶粒平均直径为1微米，这意味着3V钢可以同时具备极强的韧性和最优秀的刃缘。晶粒的细密和均匀特点，使得CPM3V刀刃口在研磨时，无需被磨料破坏其碳化物微粒即可以变得非常锋利，这也就意味着3V钢的刃口打磨远比人们通常所想象的要轻松，实际上并没有想象的那么轻松。CPM-M4：是目前使用较多的粉末高速钢，它的性能和化学成份类似于ASP23,是目前高速钢中韧性较好的，同时又有极佳耐磨性的钢种。一般来说，高速钢的耐磨性会随着总合金成份和最高硬度增加而提高，而韧性则会随合金量的增加而降低，因此才会在传统高速钢M2的基础上改进。CPMM4耐磨性的好坏取决于热处理后的硬度以及碳化物的形成，CPMM4在M2中增加碳及钒，提高耐磨耗性；同时在考虑韧性的前提下，使用粉末冶金制程改善韧性，使CPMM4的韧性高于传统M2高速钢，根据统计其韧性约为传统高速钢的2-3倍，耐磨性亦为3-5倍。它使用范围颇为广泛，适用于各种冲压模、嵌入模、粉末成型模以及刀具中之拉刀、铣刀、丝攻、剪切刀，任何需耐磨或强韧性的零件均可适用。综合上述两项性质，CPMM4是目前市场上最通用与最佳性能的高速优质钢。使用硬度上则因不同行业而有所不同，视生产需要而定，硬度一般在HRC60-66之间最为合适。但它又个缺点，如处理变形大，次品率较高。CPM-S60V：原名440V，CPM(CrucibleParticleMetallurgy)粉末系钢材，美国Crucible原料公司开发的新一代刃具钢,厂方曾声称CPMS60V为超级钢材(Supercustomknifesteelofthe90s)，比目前市场上的所有不锈钢都经久耐用，但是它过于坚硬而难于打磨（因此它具有空前的刀锋保持性），但反过来，也就不需要经常打磨。虽然CPM440V之含碳量比传统的440C多出近一倍,经热处理後得出之硬度却只为HRc57-58,皆因受其他所含原素之影响(5%之钒,17%之铬)。其真正杰出之处在於保留刀锋之耐损性及延展性这两方面,CPM440V售价很高,故多应用于手制(刀匠手作)刀具。使用较少。CPM-S90V：原名420V，美国Crucible原料公司於1996年再次研制出较CPM440V更高一级的CPM钢材,它比CPM440V多出近一倍的钒及钼含量,故能保有更优越的刀锋耐损性及耐蚀性(比CPM440V优秀25-50%)，或许比440V的坚韧度也更高。经热处理后的硬度则与CPM440V相等。CPM420V售价昂贵。CPM-S110V：顶级材料，S110V的成分极其变态，相对于S90V加了C、Mo的量，新增加Co以及高达3%的Nb常规钢Nb都是加少量，因为Nb比较贵。S110V的韧性实际结果韧性确实没有过分悲剧，虽然也有好几次崩口但是都不严重韧性相比VG-10也就是略差一点不过可能是卡秀的热处理水平无法驾驭此材料（Crucible官方说明此材料要求极高的热处理水平）这把刀（卡秀1840）的保持性并没有非常强大，和蜘蛛S90V类似。CTS-XHP：CTS-XHP是Carpenter公司推出的基于440系列钢材研发的空冷粉末不锈钢。Carpenter自己说CTS-XHP可以被看做是高硬度的440C或者不锈钢版的D2。根据Carpenter的官方介绍，CTS-XHP的空冷最大硬度（asquenched）在64.5HRC左右。当CTS-XHP与440C以相近的流程被热处理时，440C的硬度是58.5，而CTS-XHP的硬度是62.5。经过适当的热处，CTS-XHP可以同时具备440C级别的防锈能力和D2级别的耐磨水平。CTS-20CP：CTS-20CP是Carpenter公司利用第二代粉末冶金技术Micro-Melt研制生产的粉末工具钢，成分与S90V类似。Carpenter公司说，Micro-Melt技术可以造就更细密的晶体颗粒，减少晶体剥离。落实到应用中，这会使钢材更容易打磨，热处理稳定性更好，使工具成品更耐磨并拥有更好的韧性。据蜘蛛老板SalGlesser说，CTS-20CP是Carpenter版本的S90V，但是从Carpenter官网的资料来看，20CP的成分似乎比S90V要复杂一点点。KF上有一位刀友Ankerson做了一个对比测试，对比双方分别是S90V和20CP版本的Paramilitary2。两把刀在测试之前都用EdgePro磨到了角度相同的6000目抛光锋，然后进行切割麻绳和切割硬纸板的测试。引用Ankerson的原话：两种钢都很优秀,从所有的测试中,我不能告诉他们之间的不同表现和排名。综合knifedogs论坛上的一些测试来看，20CP的锋利保持度和M390以及CPMS90V是很难区分的。CTS-204P：卡彭特CTS204P合金是一种高耐磨，耐腐蚀，空气硬化马氏体不锈冷作模具钢，使用卡彭特的微熔粉末冶金冶炼技术。高硬度的富钒碳化物的均匀分布使得该材料具有非常高的耐磨损性能，而合金的优异的耐腐蚀性则得益于富含铬的矩阵。卡彭特先进的粉末冶金技术，使得这种钢材拥有高度纯净的均匀细微的碳化物颗粒分布。CTS204P合金的显微组织极其均匀，细小的碳化物分布，洁净和高含铬量，使得该材料成为耐磨性，韧性，抛光性能和耐腐蚀的完美结合。化学结构除了硅含量相差0.3%，其他与M390基本一致。ELMAX：ELMAX是经由粉末冶金制造的高铬钒钼合金钢，常见于zerotolerance刃材。具有高耐磨、高抗压强度、高耐腐蚀的特性。M390：奥地利百禄BHLERM390MICROCLEAN为高铬系麻田散铁型耐蚀钢，其金相组织为大量的碳化铬、碳化钒微粒，均匀散布于Cr12%的基地上。优点：耐蚀性高，耐磨耗性高，抛旋光性佳，韧性优良，耐腐蚀性强于440C，s30V，耐磨性强于s30V，BG42，韧性和BG42差不多，硬度能赶上CPM-M4。M390或20CV或CTS-204P，无论其中的任何一个，如果你让熟悉粉末钢的人举出保持性最好的钢材，总会有一个被提及，而在国外测试中,M390经常和ZDP-189，S90V等超高保持性的钢材同时占据前几的位置，加上韧性也不算不错，还有较好的防锈，几乎可以算是粉末冶金钢材中的最佳制刀钢材了。20CV：从时间上，M390早于20CV，根据我不负责任的推测，Latrobe应该是以百禄公司的M390为原型仿制推出了20CV，二者在成分上有很细小的差别，正如ATS34和154CM。根据RickHinderer的介绍，20CV与S30V比具有更好的韧性及耐腐蚀和几乎不相上下的刀锋保持能力。根据使用者的反馈，似乎20CV比S30V容易打磨一些。20CV的标称硬度比S30V稍高，在60HRC左右，M390也在同样的区间。这种钢材具有耐磨性好、耐腐性性好、韧性好且便于加工等特点，CATRA保持性测试结果，约是440C的180%，比S30V高出不少。也有说法说20CV是BG42的升级版，但目前没有找到支持这种说法的确实证据。使用较少。RWL34：RWL34是瑞典DAMASTEEL公司专门为刀具制作而研制的粉末钢！有一种说法认为，早期的154CM因为采用double-vacuum冶炼，所以相对纯净，后来坩埚为了节约成本不用double-vacuum了，于是loveless才跑去找到日立，产生了ATS34，再后来日立也为了节约成本牺牲了产品质量，于是loveless跑去找了damasteel，又有了RWL34。也有人说，154CM这种钢材口碑虽好，但售价不菲。基于这样的原因，Loveless去跟日本日立商讨研发同样成份和效能的不锈钢。按照大师要求的订单，日本人造出了ATS34，他与154相比具有相似的性能，价格却低廉很多，因此开始在刀具制作领域广为流行，S30V成为主流刀具不锈钢之前，ATS34大行其道，90年代，我们熟悉的ST,蝴蝶，都以它为主力钢材武装自己的产品。再往后，美国人有了s30V，ats34日渐淡出历史舞台，各大品牌都开始了对s30v的尝试和普及。在美国人几乎忘记ATS34之时，欧洲人将其粉末化造出RWL34，准确说是DAMASTEELAB公司这么干了。RWL34的在保持性，强度，韧性上都有了不小的进步，在被严谨著称的欧洲人推广实践后声名雀起。与此同时，S30V在普及和试用后，开始饱受争议。而cpm公司受RWL34的成功的启示，意识到将154cmats34粉末化，会产生良好的性能与销路。所以在154被别人克隆20多年后，cpm决定反过来克隆RWL34山寨这个被山寨出的奇迹。cpm154，粉末化的154应运而生，这是坩锅公司在21世纪才推出，在近年才流行的新主流钢材。或许我们可以这样认为：ATS34=日本版154CM。粉末版ATS34=RWL34=粉末版154CM=CPM154=粉末版ATS34=RWL34=CPM154=RWL34可以换成这么说:美国人认为ATS34是日本人对美国CPM公司154CM钢的COPY,而RWL34钢则是欧洲人对ATS34钢进行粉末冶钢的产物,但美国人对154CM粉末冶炼的想法也早就有了,只不过被欧洲人先走了一步,粉末版的CPM-154问世反而晚于RWL34。所以从某个角度来说,CPM-154变成了RWL34的copy。SGPS（3G）：瑞典的，用于FK系列的高端产品。最大特点是锋利，它可以磨到极端锋利。至于保持性和S30V差不多，并没有传说中的出色。当然，这种保持性水平日用确实可以很久不用磨刀。防锈也不错。SGPS成分未公开。GIN-1（AKAG-2）：日本“日立金属工业”研发的优质钢材，性能与8A相近,但硬度则比8A稍软(HRc57-58),价格较低。一种很好的不锈钢，含碳量略低，含铬量略高，而钼含量比ATS-34低，是一种低成本的钢材，被Spyderco选用。使用较少。ZDP-189：日本“日立金属工业”于1996年开发的新型粉末钢材,其研发目标与“大同特殊钢(株)”的CowryX钢材一脉相承,是具有优良加工性能的超硬合金钢,ZDP-189含碳量达3%,含铬量亦高达20%,经热处理后硬度可达HRc67,加工性能极优,金属组织微粒比ATS-34及440-C更均匀细密,耐蚀性及韧性均良好,故“日立”对外宣称ZDP-189为“跨向21世纪的次世代刃具钢”。YXR-7：Rockstead花田洋刃材，YXR7是一极高速度钢适用于切削工具例如麻花锚，