刀具钢材之粉末钢

1、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S35VN S60V S90V，CPM-154CMCPM-D2 CPM-M4 CPM-3V20CV 以及 M390瑞典的 RWL3、4 日本的 YXR7CPM-S30V CPM S30V是由 Crucible Materials 公司生产的粉末不 锈钢，研制者主要是 Dick Barber和Chirs Reeve.当然，很多刀 匠都参与了其中的改进，包括Emerson, Phil Wilson,Tom

2、Mayo, Paul Bos等 10 余位著名的刀届人士。专门为刀设计的钢材CPM S30V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。CPM S30V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，Crucible M

3、aterials 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，CPM S35VN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

4、。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CPM3钢材方面广受称道的刀 匠，比如 ROB DAVIDSO和 JERRY HOSSQMROB DAVIDSON（ROCKET KNIVES 3V刀曾被测试过，结果确实令人叹服。JERRY HOSSO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CPM3V3刃口在研磨时，无需被磨料

5、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。CPM M4耐磨性的好坏取决于热处理后的硬度以及碳 化物的形成，CPM M4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CPM M4的韧性 高于传统M2高速钢

6、，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，CPM M4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 HRC 60-66 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(Crucible Particle Metallurgy)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

7、CPMS60为超级钢材(Super custom knife steel of the 90s) ,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

8、再次研制 出较CPM440更高一级的CPMI冈材, 它比CPM440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CPM440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 CPM440VI等。CPM420售价昂贵。CPM-S110V顶级材料，S110V的成分极其变态，相对于 S90V加了 CMo的量，新增加Co以及高达3%勺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

9、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(as quenched)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-XH啲 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

10、。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 Sal Glesser 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

11、20CP版本的 Paramilitary2 。两把刀在测试之前都用 Edge Pro 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CPMS90是很难区分的。CTS-204P卡彭特CTS204哈金是一种高耐磨，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

12、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。 CTS 204P 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一钒一钼合金钢，常见于 zero tolerance 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 B?HLERM390MICROCLEAN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

13、% 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-204R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

14、出了 20CV二者在成分上有 很细小的差别，正如 ATS34和 154CM根据Rick Hinderer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 RWL3堤瑞典DAMASTEEL司专门为刀

15、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

16、， 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勺在保持性，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，S30 V在普及和试用后，开始饱受争议。而 cpm 公司受RWL34勺成功的启示，意识到将154cm/ats34粉末化，会产 生良好的性能与销路。所以在15

17、4被别人克隆20多年后，cpm决定 反过来克隆RWL3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ATS34二RWL34 粉末版 154CM二CPM15粉末版ATS34二RWL34=CPM154二RWL34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冈则是欧洲人对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

18、以从某个角度来说，CPM-154成了 RWL34勺copy。SGPS( 3Q :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 (AKA G-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Cowry X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