趙盛淼 龍泉市盛淼刀劍加工廠
1976 年在長(zhǎng)沙楊家山 65 號(hào)春秋晚期(約公元前6、7世紀(jì))墓葬中出土了一把鋼劍,一般認(rèn)為塊煉摻碳鋼最初出現(xiàn)在戰(zhàn)國(guó)中期,而這把鋼劍的出土,把碳鋼出現(xiàn)的時(shí)間上推到了春秋晚期。經(jīng)金相檢驗(yàn),這把劍含0.5%的中碳鋼,中部由 7-9 層反復(fù)鍛打而成,可能還經(jīng)過(guò)了高溫退水處理。說(shuō)明人們對(duì)鐵器的鍛打技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。
古人一般選用天然的鐵石英將其搗碎后,用水沖洗雜質(zhì)得到純凈的鐵砂,將其放入鑄劍窯爐或坩堝熔煉,高溫將鐵英石溶化成鐵水,再將鐵水注入生鐵合置爐內(nèi)冷卻。將鐵礦石固態(tài)還原獲得海綿鐵,再經(jīng)鍛打成的鐵塊。冶煉塊煉鐵,一般采用 地爐、平地筑爐和豎爐3種。我國(guó)塊煉鐵始于春秋時(shí)代,在掌握塊煉鐵技術(shù)的不久,就煉出了含碳2%以上的液態(tài)生鐵,并用以鑄成工具。戰(zhàn)國(guó)初期,我國(guó)已掌握了脫碳、熱處理技術(shù)方法,發(fā)明了韌性鑄鐵。戰(zhàn)國(guó)后期,又發(fā)明了可重復(fù)使用的“ 鐵范 ”。西漢時(shí)期,出現(xiàn)坩堝煉鐵法。1973年洛陽(yáng)吉利區(qū)發(fā)掘了一批漢墓,其中出土了十一口坩堝,這一批坩堝中有一塊“鑄態(tài)過(guò)共析鋼”(含碳量超過(guò)0.77%)。坩堝鋼就是把生鐵熟鐵配好一坩堝之后,在一千四百度到一千五百度下燒成鋼水,然后在爐內(nèi)緩慢冷卻,得到的沒(méi)有鐵渣和非金屬夾雜物的高碳鋼?,F(xiàn)代人說(shuō)的“烏茲鋼”“大馬士革鋼”“布拉特鋼”,就是鐵料配方和鑄造過(guò)程不同的坩堝鋼。這種煉爐煉出的鐵還不能直接使用,必須進(jìn)行鍛打進(jìn)行相應(yīng)的脫碳或滲碳后才會(huì)有良好的使用效果。
中國(guó)大約在公元前6世紀(jì)左右的歐冶子時(shí)代,掌握塊煉鐵法的同時(shí)或稍后,中國(guó)發(fā)明了生鐵冶煉技術(shù)。生鐵一般在 1150℃-1300℃的高溫下冶煉為液態(tài),可澆鑄成型,可于出爐后鍛打后使用。因生鐵含碳量高(2%-5%C),熔點(diǎn)低,質(zhì)地硬,故在鍛打中進(jìn)行脫碳效果更好。所謂灌鋼就是將生鐵和熟鐵配合一起加熱,生鐵先熔化,灌入熟鐵之中,使得熟鐵滲碳,再經(jīng)反復(fù)鍛打,擠出雜質(zhì),并使其組織均勻,才煉成質(zhì)量較好的鋼鐵。故灌鋼之法,以炒鋼為基礎(chǔ),但質(zhì)量高于炒鋼。若要獲取精鋼,就必須實(shí)施反復(fù)加熱反復(fù)鍛打。宋應(yīng)星在《天工開(kāi)物》中說(shuō)“再煉再錘,不一而足”指得是須經(jīng)千錘百煉,鍛打的時(shí)間和功夫如若不到,質(zhì)量就不過(guò)關(guān)。這說(shuō)明了鍛打的重要性。北宋沈括將灌鋼視為“偽鋼”,就是因?yàn)槭篱g制灌鋼,往往僅“二三煉”(即熱鍛二三火),其質(zhì)量遠(yuǎn)遜于“鍛之百余火”的傳統(tǒng)百煉鋼。百煉鋼技術(shù)就是一種以炒鋼法反復(fù)加熱疊打鍛變的過(guò)程。因此,百煉鋼技術(shù)是炒鋼技術(shù)的發(fā)展,是鍛打技術(shù)改變了鋼鐵的質(zhì)量。
以上鍛打技術(shù)的演變發(fā)展可以看出,刀劍鍛制過(guò)程中的反復(fù)鍛打,在歷史上就受到人們的高度重視,也是當(dāng)今龍泉刀劍取勝的根本法寶之一。
當(dāng)代人常將45號(hào)中碳圓鋼和30號(hào)低碳鋼鍛成片狀料,再將 75 號(hào)高碳鋼鍛成片狀料,以三種不同的鋼按照40:30:30或50:25:25等化例。再分層疊加一起,放入劍爐中高溫加熱,經(jīng)數(shù)千次的鍛打融合。將多層鋼完全融合一塊,木炭和爐火的溫度要有很高的要求。
1.木炭要求。木炭必須用檀木、巖柏、老松等硬木燒成,旺火中通過(guò)缺氧熄滅使其變成硬炭,放入特制的紅泥漿水浸泡,使木炭表面完全沾上泥漿水,再將木炭拿出置在蘿框里把水濾干。在使用時(shí)要將硬木碳倒入劍爐中用鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)加溫,把疊在一起的鋼片放在炭中燃燒木炭將鋼片加溫至1300 度左右,然后取出,進(jìn)行快速捶打。
2.爐溫控制。爐溫及加熱鋼塊的溫度高低控制,主要取決于鑄劍師的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。若溫度稍高,超出1350 度,鋼塊會(huì)開(kāi)始溶化;若溫度不夠,則因多層鋼塊疊加,不能完全融合,會(huì)出現(xiàn)裂紋和黑斑點(diǎn)。
3.錘打技術(shù)。錘技術(shù)也非常講究的,一層一層的折疊一起加溫鍛打時(shí),旁人看來(lái)似乎很簡(jiǎn)單,這其中的折疊鍛打奧秘也只有鑄劍師自己才能明白。因?yàn)檎郫B的層次,鍛打的次數(shù),都直接涉及到成品的品質(zhì)和花紋的觀賞效果。將鋼片折疊9次,則可達(dá)512層。這時(shí)用高倍望遠(yuǎn)鏡能分辨出鋼塊的層次,10次1024 層就很難分辨。折疊層次越多,晶粒細(xì)化越好,夾雜物鐵衣去除越干凈。但劍的成晶合格率風(fēng)險(xiǎn)越大。把握的恰當(dāng)與否,體現(xiàn)著鑄劍師技藝的老練與否。老練的鍛劍師能折疊 15 次,達(dá)32768 層,甚至更多。
始見(jiàn)于東漢末年“百煉”技術(shù),是古代輝煌和燦爛的鑄劍技術(shù)。現(xiàn)代劍師們通過(guò)反復(fù)加熱折疊鍛打,恢復(fù)和弘揚(yáng)著傳統(tǒng)的鍛劍技藝。通過(guò)折疊鍛打不同碳元素的鋼,讓鋼在多層折疊鍛打中融合,增加了鋼的強(qiáng)度和韌性,可以鍛制質(zhì)量上乘的兵器,韌度、硬度、強(qiáng)度、鋒利度都極為理想。