刀具钢材之粉末钢.pdf

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-154CM ，CPM-D2 ，CPM-M4 ，CPM-3V20CV 以及M390 瑞典的 RWL34 、日本的 YXR7 CPM-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 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 Materials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 ROB DAVIDSON和 JERRY HOSSOM 。

ROB DAVIDSON （ROCKET KNIVES）3V 刀曾被测试过， 结果确实令人叹服 JERRY HOSSOM 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 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，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CPMS60V 为超级钢材 (Super custom knife steel of the 90's)，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（ 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-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 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 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—钒—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?HLERM390 MICROCLEAN 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Cr>12% 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 ：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 DAMASTEEL AB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 154cm ／ats34 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。