日本武士刀的秘密
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日本武士刀的秘密
（金属冶炼及其热加工）
2014-6-29
刃
刃，刀坚也。象刀有刃之形。——《说文》。张舜徽注：“ 许云象形，而实指事。 今俗称刀口。” 锻乃戈矛，砺乃锋刃。——《书· 费誓》 延则若莫邪之长刃，婴之者斩。——《荀子· 议兵》 今臣之刀十九年矣，所解数千牛矣，而刀刃若新发于硎。——《庄子· 养生主》
柄
汉 班固 《与窦宪笺》：“令赐 固刀把曰：‘此大将军少小时所服。’” 赵树理 《三里湾》十五：“整个的上滩，像一把菜刀，那一带地就像刀把。” 梅林曾问亚瑟王，“剑身和剑鞘你更喜 欢哪一件？” 亚瑟王答道：“剑身，因为它无比锋 利。” 梅林说：“你要知道，剑鞘的价值是剑 身的十倍。配戴王者之剑的剑鞘者将永 不流血，因此要保护好剑鞘，随身携 带。”
柄
+
刃
=
刀
日本刀的各种分类
横刀
上古刀
太刀
昭和刀
小乌丸形太刀
忍者刀
制作过程
一、炼钢 —たたら 丸锻 —百炼成钢 二、造込 —つくりこみ 素延 —すのべ 烧刃(土)—やきばつち 三、收尾—抛光
2014-6-29
江户时代(17世 纪) 高殿たたら 此时代的“た たら”放置在 当时极其巨大 （15～18米见 方）的单间建 筑物“高殿” 内。 为了制铁炉的 干燥和保温， 这种制铁设施 有着大规模的 地下构造。
2014-6-29
第五步. 「积沸」 (Tsumiwakashi)——将「积重」工序 办好的物料放回炉火，以确保钢料能够完全焊合。为确 保钢料与空气完全隔绝(以免炉火消耗钢材中的含碳量) 和容许细慢而均匀的热力处理，置入炉火前刀匠会将钢 料用沾满泥汁和稻草灰的和纸将钢料紧紧包好。刀匠必 需小心掌握炉火的温度和加热的时间。
2014-6-29
第一步.：「水挫」 (Mizuheshi)——又称为「水 减」。即是将「玉钢」加热并锤打成厚度为约5mm 的 薄片。听起来像是很简单的工序，其实不然... 为了 控制钢材的含碳量(含碳量的保留/ 流失)，加热的次 数有严格限制；而且「玉钢」的硬度在其续渐冷却时 会有所改变。只有经验老到的刀匠才能准确把握施锤 力度的变化，在限定的加热次数下将「玉钢」打链成 厚薄均一的薄片。钢片成形后，刀匠会用水将其急速 冷却。含碳量足够的部份会自然碎落，作为制刀的材 料。刀匠要对钢片的温度和用水的份量有极准确的把 握，才能够收集到含碳量合适的材料。余下的部份， 刀匠会留待将来再用。
2014-6-29
第六步. 折返锻炼 将「积沸」工序办好的钢料捶打至扁 平，再折叠重回焊接，如此反复。若重复10 次，可以 造出有1024 层的钢材（2的10次方）
2014-6-29
第七步. 「造边」——依照刀身不同部位的力学性质需 要搭配钢材。 典型的“皮铁包芯铁”法是将一层刚硬的「皮铁」 (Kawatetsu) 包裹着另一柔韧的「芯铁」(Shintetsu)，焊 合。「皮铁」由含碳量较高的「玉钢」经10 到15 次的 「折返锻炼」制成，而「芯铁」则以由含碳量较低的 「庖丁铁」或用含碳量低的「玉钢」)经5 到6 次的「折 返锻炼」制成。
2014-6-29
ありがとう（谢谢!）
2014-6-29
2014-6-29
2014-6-29
第九步:打造「切先」:为确保「切先」与刀身有同样的 混合钢材分布，也为了得到通顺的表面纹理，刀匠会将 刀尖斜斜切去一段(尖角在边锋的位置)，再以小锤将尖 角打造成向后的弯弧，成为「切先」。制作「切先」是 最考究手工的步骡，所以由制成品的「切先」可以看出 刀匠本身的功力。
2014-6-29
踏鞴炉
产生玉钢 和钢
2014-6-29
玉钢(たまはが ね) 和钢(わこう)
玉钢成分表（二战时期） 铁98.12% - 95.22% 碳3.00% - 0.10% 铜1.54% 锰0.11% 钨0.05% 钼0.04% 钛0.02% 硅不定
2014-6-29
“丸锻”是日本刀锻造过程中的 重要工序，即制刀的第一步。即 是指刀工将钢料加热至赤红而进 行捶打锻造，钢块捶打开后再折 叠起来捶打，如此反复，使钢料 得以延展。通过这一步骤，可将 钢中硫等杂质和多余的碳素等清 除，以增钢材弹性与韧性，钢材 中的碳和各种成份就会更加均一 ， 铁晶体也会更细致，最终锻造出 来的钢材品质均一、达数千层， 十分强韧，最终成为质地均匀的 钢料。
第十步:「火造」以小锤将刀身各部份打造成形和修正。
2014-6-29
第十一步.:「烧入」最后的火锻工序：刀匠用粘土、木 炭 粉和磨刀石的粉末调制「烧刃土」(Yakibatsuchi) (不 同的流派有不同的成份和调制法)，再将成形的刀身用 「烧刃土」包封。 「刃」的范围用土较薄，「镐地」 和「栋」的范围用土较厚。基本上，「烧刃土」的分布 可以由完成品的「刃文」看出一点。泥封好的刀身会被 放到摄氏750 至760 度的炉火之中。经过特定的加热时 间，刀匠就会将刀身移离炉火，再放到水中急速冷却， 即是"淬火"。急速淬火，会产生高硬度的麻田散铁（亦 即是马氏体martensite）
2014-6-29
第二步:「小割」 (Kowari)——将钢料打碎成2到3 cm长 短的细块。不碎的部份就是含碳量过低，有些刀匠会用 这个来制作刀剑的「芯铁」。 第三步:制作烧台——烧台将会成为刀身的一部份，所 以必需以优质的「玉钢」制造。 (烧棒不是刀身部份， 可以用任何钢料制作。)
2014-6-29
2014-6-29
打磨过程
• 第一阶段 下地研
2014-6-29
• 第二阶段 仕上研
2014-6-29
切先研磨
1、横手
横手的位置一定要找准确，如稍有不慎就要退回到下地研 的最后一道工序，重新来过。
2014-6-29
2、切先
2014-6-29
锻冶押-刀体形状等进入最终调整阶段。 茎-刀柄位置的削制、调整 铭切-在茎上刻上名字、制作年月
2014-6-29
淬火：将红热的刀身猛地浸入淬火液中（各个流派有自己 的配方），刀身急速降温。其中，刀身下水淬火时刀口未包泥 土处 ( 刀刃波浪纹部分 ) 直接与水接触，包覆泥土部分其覆 土厚度越高，降温速度越低。 在刀的急速降温中，刀刃部大量的奥氏体转变为马氏体， 而由于“烧刃土”的厚度渐变，自刀刃到刀背，降温速度亦渐 缓，因而奥氏体转变为马氏体的数目亦渐少。同时，因为马氏 体的密度低于奥氏体，所以转变后体积会膨胀。因此，转变马 氏体多的刀刃部分，体积增大得多。最终导致武士刀形成一个 较大的弯度。 回火：将烧刃过后的刀重新置回火床上，经过一短暂的特 定时间和温度，立即取出刀体，即为回火。一般而言，淬火后 获得的马氏体会过量，刀匠根据经验，判断刀所需要的回火时 间和温度。
Hale Waihona Puke 第四步. 「积重」 (Tsumikasane)——将「小割」工序所 得的碎钢块一层一层的焊接在烧台之上，如此热力就可 以均匀传递。钢块的热黏性对焊接的效果有决定性的影 响，而热黏性则取决于钢材的纯度和含碳量，所以选用 「玉钢」和进行第一步的「水挫」工序是必要的。不同 的刀工流派有不同的焊接方式... 平行排列的焊接称为 「短册锻」，交差排列的称为「拍木锻」，十字形排列 的称为「木叶锻」或「十文字锻」。以锻造一支「刀」 (「打刀」) 为例，就需要积聚约2 到3 kg 的钢材。
2014-6-29
刀匠以碳素含量多而硬的 刃金（はがね）、皮鉄 （かわがね），将碳素含 量少而质软的心鉄（しん がね）包裹起来，日语称 做造込（つくりこみ）， 这样的双重构造是日本刀 的一大特点。外侧的刃金 和皮鉄使得刀锋利而且有 适当的硬度不至于弯折。
2014-6-29
第八步:「素廷」 将「造边」工序准备好的混合钢材打造 成长条形，成为刀身的基本形状。
2014-6-29
打磨
刀剑研磨可分为“下地研”和“仕上研”。“下地研”既是 用砥石对刀剑的基础整形研磨；“仕上研”既是对刀剑的精 细研磨，从而进一步美化刀身的工序。
砥石的种类 • （1）下地砥——基础研磨用磨石，主要有七种。 1．金刚砥： 人造砥石，颗粒粗糙，用于大面积锈蚀的刀剑。 2．備水砥：熊本县天草地方出产，色黄白，细度大概在400左右，石质中硬，切削能 力中等。 3．改正砥：山形县出产，茶色，细度大概在600左右，石质硬，切削能力中等。 4．中名倉砥：爱知县南设乐郡出产，色黄白搀杂，细度800—1200，石质硬，切削能 力中等。 5．细名倉砥：爱知县南设乐郡出产，色乳白，细度1500左右，石质硬，切削能力中 等。 6．内曇刃砥：京都地方出产，色浓灰，细度3000—4000，石质软，切削能力中等。 7．内曇地砥：京都地方出产，色浓灰，细度5000以上，石质硬，切削能力差。 • （2）仕上砥——完成阶段用磨石。 1．刃艶：优质“内曇砥”切割成的小片。 2．地艶砥：京都地方出产的“鳴滝砥”切割而成，黄色与灰绿色，质地硬。
2014-6-29
2014-6-29
混合黏土、木炭粉涂在刀面上
2014-6-29
形成刃纹
第十二步. 「合取」将烧刃过后的刀重新置回火床上， 经过一短暂的特定时间和温度，立即取出刀体，完成回 火之动作，即为回火。 第十三步. 锻冶押、刀身雕刻、铭入再经过初步的打磨、 开「目钉穴」、锉「鑢目」、「铭」等工序后，刀匠的 责任可以说是到此为止了。
2014-6-29
锻造过程的热处理工序
在武士刀锻造过程中，尤其是 “烧入”工序中，泥封、 加热、淬火；及“合取”工序中的回火过程是也金属热处理。 其对刀的微观结构改变影响着刀的力学性质。而此过程，体现 出刀匠对奥氏体，马氏体两种结构在刀身合理分布的控制。 泥封：刀匠以特制「烧刃土」封刀身。自刀背到刀刃，依 次渐薄而下，刃口处最薄（部分流派则不包泥土）不同的流派 烧刃土的成份和调制方法亦有不同。泥封首先是为了淬火过程 中，控制刀的自刀背到刀刃的降温速度依次递增。 加热：刀匠对泥封好的刀身加热，此过程在在暗室中进行 以便由炉火的颜色以确认温度在摄氏750 至760 度之间。若温 度高于摄氏800 度以上，刀身就会出现奥氏体粗大的现象，影 响强度。
2014-6-29
天然砥石和人造砥石的优缺点
1、天然砥石： • 优点——研磨出的痕迹细腻，容易进入下一道砥石的研 磨；研磨过程中刀身不易生锈；软硬细度各异可挑选。 • 缺点——切削能力较差，费时费力；从石头中崩出的杂 质容易伤刀。 2、人造砥石： • 优点——切削能力较高；无杂质；细度均匀。 • 缺点——研磨过程中极易生锈；因切削能力强，使用不 得当容易造成研磨过度。
（金属冶炼及其热加工）
2014-6-29
刃
刃，刀坚也。象刀有刃之形。——《说文》。张舜徽注：“ 许云象形，而实指事。 今俗称刀口。” 锻乃戈矛，砺乃锋刃。——《书· 费誓》 延则若莫邪之长刃，婴之者斩。——《荀子· 议兵》 今臣之刀十九年矣，所解数千牛矣，而刀刃若新发于硎。——《庄子· 养生主》
柄
汉 班固 《与窦宪笺》：“令赐 固刀把曰：‘此大将军少小时所服。’” 赵树理 《三里湾》十五：“整个的上滩，像一把菜刀，那一带地就像刀把。” 梅林曾问亚瑟王，“剑身和剑鞘你更喜 欢哪一件？” 亚瑟王答道：“剑身，因为它无比锋 利。” 梅林说：“你要知道，剑鞘的价值是剑 身的十倍。配戴王者之剑的剑鞘者将永 不流血，因此要保护好剑鞘，随身携 带。”
柄
+
刃
=
刀
日本刀的各种分类
横刀
上古刀
太刀
昭和刀
小乌丸形太刀
忍者刀
制作过程
一、炼钢 —たたら 丸锻 —百炼成钢 二、造込 —つくりこみ 素延 —すのべ 烧刃(土)—やきばつち 三、收尾—抛光
2014-6-29
江户时代(17世 纪) 高殿たたら 此时代的“た たら”放置在 当时极其巨大 （15～18米见 方）的单间建 筑物“高殿” 内。 为了制铁炉的 干燥和保温， 这种制铁设施 有着大规模的 地下构造。
2014-6-29
第五步. 「积沸」 (Tsumiwakashi)——将「积重」工序 办好的物料放回炉火，以确保钢料能够完全焊合。为确 保钢料与空气完全隔绝(以免炉火消耗钢材中的含碳量) 和容许细慢而均匀的热力处理，置入炉火前刀匠会将钢 料用沾满泥汁和稻草灰的和纸将钢料紧紧包好。刀匠必 需小心掌握炉火的温度和加热的时间。
2014-6-29
第一步.：「水挫」 (Mizuheshi)——又称为「水 减」。即是将「玉钢」加热并锤打成厚度为约5mm 的 薄片。听起来像是很简单的工序，其实不然... 为了 控制钢材的含碳量(含碳量的保留/ 流失)，加热的次 数有严格限制；而且「玉钢」的硬度在其续渐冷却时 会有所改变。只有经验老到的刀匠才能准确把握施锤 力度的变化，在限定的加热次数下将「玉钢」打链成 厚薄均一的薄片。钢片成形后，刀匠会用水将其急速 冷却。含碳量足够的部份会自然碎落，作为制刀的材 料。刀匠要对钢片的温度和用水的份量有极准确的把 握，才能够收集到含碳量合适的材料。余下的部份， 刀匠会留待将来再用。
2014-6-29
第六步. 折返锻炼 将「积沸」工序办好的钢料捶打至扁 平，再折叠重回焊接，如此反复。若重复10 次，可以 造出有1024 层的钢材（2的10次方）
2014-6-29
第七步. 「造边」——依照刀身不同部位的力学性质需 要搭配钢材。 典型的“皮铁包芯铁”法是将一层刚硬的「皮铁」 (Kawatetsu) 包裹着另一柔韧的「芯铁」(Shintetsu)，焊 合。「皮铁」由含碳量较高的「玉钢」经10 到15 次的 「折返锻炼」制成，而「芯铁」则以由含碳量较低的 「庖丁铁」或用含碳量低的「玉钢」)经5 到6 次的「折 返锻炼」制成。
2014-6-29
ありがとう（谢谢!）
2014-6-29
2014-6-29
2014-6-29
第九步:打造「切先」:为确保「切先」与刀身有同样的 混合钢材分布，也为了得到通顺的表面纹理，刀匠会将 刀尖斜斜切去一段(尖角在边锋的位置)，再以小锤将尖 角打造成向后的弯弧，成为「切先」。制作「切先」是 最考究手工的步骡，所以由制成品的「切先」可以看出 刀匠本身的功力。
2014-6-29
踏鞴炉
产生玉钢 和钢
2014-6-29
玉钢(たまはが ね) 和钢(わこう)
玉钢成分表（二战时期） 铁98.12% - 95.22% 碳3.00% - 0.10% 铜1.54% 锰0.11% 钨0.05% 钼0.04% 钛0.02% 硅不定
2014-6-29
“丸锻”是日本刀锻造过程中的 重要工序，即制刀的第一步。即 是指刀工将钢料加热至赤红而进 行捶打锻造，钢块捶打开后再折 叠起来捶打，如此反复，使钢料 得以延展。通过这一步骤，可将 钢中硫等杂质和多余的碳素等清 除，以增钢材弹性与韧性，钢材 中的碳和各种成份就会更加均一 ， 铁晶体也会更细致，最终锻造出 来的钢材品质均一、达数千层， 十分强韧，最终成为质地均匀的 钢料。
第十步:「火造」以小锤将刀身各部份打造成形和修正。
2014-6-29
第十一步.:「烧入」最后的火锻工序：刀匠用粘土、木 炭 粉和磨刀石的粉末调制「烧刃土」(Yakibatsuchi) (不 同的流派有不同的成份和调制法)，再将成形的刀身用 「烧刃土」包封。 「刃」的范围用土较薄，「镐地」 和「栋」的范围用土较厚。基本上，「烧刃土」的分布 可以由完成品的「刃文」看出一点。泥封好的刀身会被 放到摄氏750 至760 度的炉火之中。经过特定的加热时 间，刀匠就会将刀身移离炉火，再放到水中急速冷却， 即是"淬火"。急速淬火，会产生高硬度的麻田散铁（亦 即是马氏体martensite）
2014-6-29
第二步:「小割」 (Kowari)——将钢料打碎成2到3 cm长 短的细块。不碎的部份就是含碳量过低，有些刀匠会用 这个来制作刀剑的「芯铁」。 第三步:制作烧台——烧台将会成为刀身的一部份，所 以必需以优质的「玉钢」制造。 (烧棒不是刀身部份， 可以用任何钢料制作。)
2014-6-29
2014-6-29
打磨过程
• 第一阶段 下地研
2014-6-29
• 第二阶段 仕上研
2014-6-29
切先研磨
1、横手
横手的位置一定要找准确，如稍有不慎就要退回到下地研 的最后一道工序，重新来过。
2014-6-29
2、切先
2014-6-29
锻冶押-刀体形状等进入最终调整阶段。 茎-刀柄位置的削制、调整 铭切-在茎上刻上名字、制作年月
2014-6-29
淬火：将红热的刀身猛地浸入淬火液中（各个流派有自己 的配方），刀身急速降温。其中，刀身下水淬火时刀口未包泥 土处 ( 刀刃波浪纹部分 ) 直接与水接触，包覆泥土部分其覆 土厚度越高，降温速度越低。 在刀的急速降温中，刀刃部大量的奥氏体转变为马氏体， 而由于“烧刃土”的厚度渐变，自刀刃到刀背，降温速度亦渐 缓，因而奥氏体转变为马氏体的数目亦渐少。同时，因为马氏 体的密度低于奥氏体，所以转变后体积会膨胀。因此，转变马 氏体多的刀刃部分，体积增大得多。最终导致武士刀形成一个 较大的弯度。 回火：将烧刃过后的刀重新置回火床上，经过一短暂的特 定时间和温度，立即取出刀体，即为回火。一般而言，淬火后 获得的马氏体会过量，刀匠根据经验，判断刀所需要的回火时 间和温度。
Hale Waihona Puke 第四步. 「积重」 (Tsumikasane)——将「小割」工序所 得的碎钢块一层一层的焊接在烧台之上，如此热力就可 以均匀传递。钢块的热黏性对焊接的效果有决定性的影 响，而热黏性则取决于钢材的纯度和含碳量，所以选用 「玉钢」和进行第一步的「水挫」工序是必要的。不同 的刀工流派有不同的焊接方式... 平行排列的焊接称为 「短册锻」，交差排列的称为「拍木锻」，十字形排列 的称为「木叶锻」或「十文字锻」。以锻造一支「刀」 (「打刀」) 为例，就需要积聚约2 到3 kg 的钢材。
2014-6-29
刀匠以碳素含量多而硬的 刃金（はがね）、皮鉄 （かわがね），将碳素含 量少而质软的心鉄（しん がね）包裹起来，日语称 做造込（つくりこみ）， 这样的双重构造是日本刀 的一大特点。外侧的刃金 和皮鉄使得刀锋利而且有 适当的硬度不至于弯折。
2014-6-29
第八步:「素廷」 将「造边」工序准备好的混合钢材打造 成长条形，成为刀身的基本形状。
2014-6-29
打磨
刀剑研磨可分为“下地研”和“仕上研”。“下地研”既是 用砥石对刀剑的基础整形研磨；“仕上研”既是对刀剑的精 细研磨，从而进一步美化刀身的工序。
砥石的种类 • （1）下地砥——基础研磨用磨石，主要有七种。 1．金刚砥： 人造砥石，颗粒粗糙，用于大面积锈蚀的刀剑。 2．備水砥：熊本县天草地方出产，色黄白，细度大概在400左右，石质中硬，切削能 力中等。 3．改正砥：山形县出产，茶色，细度大概在600左右，石质硬，切削能力中等。 4．中名倉砥：爱知县南设乐郡出产，色黄白搀杂，细度800—1200，石质硬，切削能 力中等。 5．细名倉砥：爱知县南设乐郡出产，色乳白，细度1500左右，石质硬，切削能力中 等。 6．内曇刃砥：京都地方出产，色浓灰，细度3000—4000，石质软，切削能力中等。 7．内曇地砥：京都地方出产，色浓灰，细度5000以上，石质硬，切削能力差。 • （2）仕上砥——完成阶段用磨石。 1．刃艶：优质“内曇砥”切割成的小片。 2．地艶砥：京都地方出产的“鳴滝砥”切割而成，黄色与灰绿色，质地硬。
2014-6-29
2014-6-29
混合黏土、木炭粉涂在刀面上
2014-6-29
形成刃纹
第十二步. 「合取」将烧刃过后的刀重新置回火床上， 经过一短暂的特定时间和温度，立即取出刀体，完成回 火之动作，即为回火。 第十三步. 锻冶押、刀身雕刻、铭入再经过初步的打磨、 开「目钉穴」、锉「鑢目」、「铭」等工序后，刀匠的 责任可以说是到此为止了。
2014-6-29
锻造过程的热处理工序
在武士刀锻造过程中，尤其是 “烧入”工序中，泥封、 加热、淬火；及“合取”工序中的回火过程是也金属热处理。 其对刀的微观结构改变影响着刀的力学性质。而此过程，体现 出刀匠对奥氏体，马氏体两种结构在刀身合理分布的控制。 泥封：刀匠以特制「烧刃土」封刀身。自刀背到刀刃，依 次渐薄而下，刃口处最薄（部分流派则不包泥土）不同的流派 烧刃土的成份和调制方法亦有不同。泥封首先是为了淬火过程 中，控制刀的自刀背到刀刃的降温速度依次递增。 加热：刀匠对泥封好的刀身加热，此过程在在暗室中进行 以便由炉火的颜色以确认温度在摄氏750 至760 度之间。若温 度高于摄氏800 度以上，刀身就会出现奥氏体粗大的现象，影 响强度。
2014-6-29
天然砥石和人造砥石的优缺点
1、天然砥石： • 优点——研磨出的痕迹细腻，容易进入下一道砥石的研 磨；研磨过程中刀身不易生锈；软硬细度各异可挑选。 • 缺点——切削能力较差，费时费力；从石头中崩出的杂 质容易伤刀。 2、人造砥石： • 优点——切削能力较高；无杂质；细度均匀。 • 缺点——研磨过程中极易生锈；因切削能力强，使用不 得当容易造成研磨过度。