上图中,由于弹性变形,刀脊翘起不仅没有增大刃磨的角度,反而使得刀尖翘起1.323。,刃磨角度减小到23.899。,情况与第三种情况极其相似,也能保护刃口。(当然如果上翘幅度过大,将会带动刀腹上升,刃磨角度因此增大,对刃口是有损害的)
第五种情况,由于油石不够平整,以及粒度不均匀,都会使刃部不时受到冲击,刀身的弹性变形同样会使刃部上翘,从而避开或减轻对刃口的直接冲击,有利于提高锋利性。
可见,第三至五种情况下,由于刀身的弹性变形,有效缓冲、转移了操作过程中产生的冲击,其倔强系数越小,缓冲效果也越好,相应的刃磨效果也越好。这也正好解释了“刀越单薄,越容易磨锋利”这一现象。实际磨刀时,刀身的弹性变形通常没有这么大,但其基本原理一样。
弹性变形的缓冲保护原理,不仅在传统的手工刃磨得到广泛应用,在仿形定角磨刀器中也应用了这一技术,而且其具有定角准确的特点,把第一种不利情形也避免了,其刃磨的刀具锋利性大大高于纯手工操作。仿形定角磨刀器对刃口的保护原理如下图所示。

而其他定角磨刀器却不具备这种保护机制(用3×6mm的钢条代替直径4mm的导引 棒,两者强度相近),如图所示。

⑵ 刃部的弹性变形对刃口的保护作用
在刃磨过程中,刃部直接承受磨料的冲击,弹性变形的影响更大。下图为相同刀具,刃角分别为60。和30。时,刃部与油石接触情况对比。

由于缺乏相应的数据,谨进行逻辑推理。从上图中可以看出,刃角为60。的刃部要强悍得多,其侧向强度很高,不易变形,几乎没有弹*,因此在刃磨过程中,刃口与油石颗粒的冲击也要大得多,显然很不利于降低刃口半径,必然导致过早卷口。而刃角为30。的刃部相当单薄,侧向强度很低,易变形,存在明显的弹*,刃磨过程中冲击要小得多,能够有效避免早期卷口,因此有利于降低刃口半径。
笔者曾用用同样的锋钢锯条试验。其中一片刃角取30。,磨出来的刀刃能够凌空切发,将其放在80倍显微镜下观察,其刃口是一条若有若无的细线,据此估算已在1微米或更低。另一片刃角取60。,磨出来的刀刃可剃毛但不是很顺利,放在80倍的显微镜下观察,刃口是一条不均匀的明显粗大的白线,用读数显微镜测量其厚度在5~10微米左右。
根据以上分析和实际刃磨试验,可以看出,随着刃角增大,锋利性也随之急剧下降,固然有“劈”的力学原理因素,但更重要的是因为刃口半径急剧增大。这也是刀刃角度越小越好磨的主要原因。
⑶ 油石及其颗粒的弹性对刃口的保护作用
采用平整、柔软而锋利的油石,有利于提高刀具锋利*,这是一种很重要的常识,它可以增强与刀刃的贴合能力,防止应力集中对刃口的破坏,还能衰减双手不稳定对刃口造成的损害。
为了使油石及其颗粒更有弹性,应该选择平整精细,质地柔软和轻薄的品种。将油石铺在柔软的垫子上,磨刀时推动刀具的速度尽量慢一些。实践证明,细砂纸是相当理想的精磨材料,其表面平整(垫在平整的基板上),质地柔软而且轻薄,是其他油石难以比拟的,因此特别适用于精磨后期,但其缺点是刃磨量非常小,对操作的要求也很高,纯手工操作难度很大。
六、刀刃材质与锋利性的关系
刀刃材质的各项特性对锋利性的影响,仍然需要从局部微量和微力切削进行解释,凡是对其有利的,则有利于锋利性的提高,反之,就会限制锋利*,而最终锋利性的高低,则是由这些有利和不利因素综合作用的结果。
1.对提高锋利性有利的材质特性
⑴细而致密的晶粒
刃口半径受到晶粒尺寸的限制,晶粒细小而且致密,才有可能磨出特别薄的刀刃。特别锋利的刀具,其材质的晶粒结构都是细而致密的。
⑵超耐磨
超耐磨是比高硬度更有利的因素,由于耐磨,切削量必然很小,摩擦力也小,相应的切削力也小,局部切削量和切削力都很小,显然利于提高锋利性。用轴承钢制作的刀具,刃口更薄,微锯齿更微,锋利性一流,保持性也不错。
⑶高硬度
硬度会影响钢材的很多性能,包括耐磨*,强度等等。材质硬度高,应配以高硬度且锋利的磨料进行刃磨,则磨料颗粒嵌入很浅,局部切削量和切削力都很小,因此有利于提高锋利性。非常锋利的刀具,大多具有高硬度的特点。剃须刀片的刃部为超硬陶瓷涂层,其锋利性无疑是很高的。
⑷ 高弹性
高弹性材料复位能力很强,对缓冲局部冲击有好处,而且刃口不易卷曲,有利于提高锋利性。弹簧钢打造的刀具,锋利性也不错。
⑸ 花纹
历史上已知最锋利的是大马士革钢刀,属“铸造型花纹钢”,可以凌空割断一根发丝,可见其花纹对锋利性的影响。
2.阻碍锋利性提高的材质特性
⑴ 强塑性
塑性强,意味着容易卷口,而且由于毛边的带动作用,形成恶性循环使其进一步加剧。所以塑性很强的刀具,形成的毛边又厚又宽,而且不容易脱落,当然不利于锋利性的提高。
⑵ 高黏度
黏度高,则刃磨时的摩擦力大,局部切削力也大,局部切削量也难保不大,所以对锋利性的提高也是不利的。
常见的不锈钢具有强塑性,高黏度等不利条件,所以比较难磨,这也是为什么许多人觉得不锈钢刀具不好用的主要原因。另一方面,不锈钢也具有高硬度、高强度、不易生锈等优点,只要采用合适的刃磨方法或工具,依然可以锋利耐用,所以依然得到了广泛应用。
七:怎样磨刀才锋利?
一般来说,只要刀刃够薄,刃角够小,刃体材质不是难磨材料,要磨出特别锋利的刀刃并非难事。但是一味的减小刃角,毫不考虑应用需要,这种为了锋利而锋利的做法实不可取。追求锋利*,必须符合应用的需要,不能以牺牲保持性为代价。
究竟应该怎样磨刀呢,从上文已经可以窥出端倪,现在进行简单的总结。
1.准确而稳定的刃磨角度
关于刃磨的角度问题,已经是老生常谈了,“七分手法,三分磨料”,手法的核心就是对角度的掌握和控制,这是一种毕生都需要练习的技术,可见其重要性。可以说,控制不好角度,所有的技巧都等于零,再高级的磨料也没有用,再好的刀也会磨成废铁。
要实现准确而稳定的刃磨角度,必须做到如下两点:
⑴ 推刀过程中,必须保证刃磨角度一致
难度相对较小,只要有一双稳定的手,稍加练习,一般都可以做到。
⑵ 切换前后,必须保证刃磨角度相同
磨刀过程中,经常需要暂停以检视、加水、清洗、翻转刀身等,再次开始时,一般靠记忆和估算调整到与原来接近的角度,并根据刃磨中的感觉来修正。重新确定角度容易产生较大误差,尤其是翻转刀身带来的误差最大。该环节操作难度比较大,对刃磨质量影响最关键,需要长期和大量的练习,外加天赋。
作为新手或技术不佳者,可以使用参照物或者测量工具,确保切换前后的刃磨角度一致。例如在刀脊上找几个特征点顺序编号,然后在刀身两侧绘制尽量与刃口垂直的标记线,逐一测量标记点至刃口的距离,根据三角函数计算所需高度值,对应序号记录,磨刀时以对应的高度值确定角度,如图所示。
