木作工具刃材小史

这是门工众与你相识的第 27个 星期六

木作最基本的内容是

人类用其各式各样的工具

对“木”这一单一物质

进行砍削、锯切、穿剔等一系列的加工活动

其转化过程可大致分为

木本植物「树」→木材→木构件→木制品

最终制成的木制品

以及参与加工的工具

一同成为了人类物质生活的一部分

并通过单个构件

或整体的形式

反映着不同时空中文化、技术对其的影响

“钢”这种以铁和碳为主要元素制成的材料

自被人类利用以来

就在木作中充当不可替代的角色

以钢作为木作工具刃部材料之前

人类是用什么来加工木材呢

19世纪前期丹麦著名考古学家──汤姆森，C.J.

提出的三期论回答了这个问题

「认为人类主要的生产工具和武器是按照

石器、青铜器、铁器等三个技术阶段依次发展的」

这其中的生产工具

当然也包含木作工具

在旧石器时代

人类开始使用打制而成的粗糙石制工具

一端被加工成刃部

一端则保留天然风貌  方便用手持握

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「图1」粗制工具  旧石器时代

发展到新石器时代

随着人类在长期的实践中

对工具的认识不断加深

工具的形制更加准确

人类对其进行研磨细加工

制成有刃口且更合用的工具

使用榫卯技术搭建房屋的河姆渡文化

就属于新石器时代

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「图2」经磨制过的石斧  新石器时代

「图3」用石制工具制成的榫卯结构  约七千年前

青铜时代

人类开始普遍利用金属制作工具

青铜制成「铸造」的工具硬度高

更加锋利耐用

它逐渐取代了石器的位置

我国的青铜时代从夏商周时期到春秋战国时期

大约历经了1500多年

其中『周礼·考工记』中记载的

铜锡配比法则「六齐之术」

充分说明了当时的冶金技术状况

和对刃具性能的认识水平

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「图4」六齐之术示意图

「图5」青铜制工具

「图6」青铜时代的榫卯

其实在青铜时代

人类已经开始使用铁来制造兵器和工具了

但此时的“铁”不是加工冶炼出来的

而是

来自太空的陨铁

在河南三门峡市的上村岭西周晚期大墓中

就出土了用陨铁和铜制成的兵器与工具

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「图7」青铜嵌陨铁刃的兵器  西周晚期

使用陨铁制刃

说明当时的人类

已充分认识到青铜这一材质的局限性

也预示了

青铜器会被性能更优良的铁器所取代

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早期铁器时代

人类冶铁是从块状炼铁开始的

这种低温冶炼法

是将铁矿石和木炭在炉子里加热

铁矿石在融化后的化学还原过程中

变成全是气孔的海绵状物

而还原出来的小铁珠便凝固隐藏在里面

「这也是日本刃具常用的玉钢的原材料」

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「图8」块状炼铁  即海绵铁

我国的冶铁技术的源头

是商代高度发达的青铜冶炼技术

早期铁器时代的工具

与青铜工具的形制、种类基本相同

由于这个时期冶炼出的海绵铁

杂质较多

要将它锻打成可供刃具使用的钢

费时费工  难度较高

故在早期铁器时代

铁器还未能全部取代铜器

只有少量使用

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「图9」铁斧及安装方式  战国

得益于技术的进步

尤其是西汉发明的制钢技术──炒钢法

使得人们可以方便快捷的制得优质钢料

从西汉后期开始

铁器逐渐替代了铜器

进入了完全的铁器时代

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「图10」天工开物记载的炒钢法

「图11」出土铁制工具 汉代

到了北齐

著名冶金家綦母怀又发明了

更先进的“灌钢法”

这种制钢法较之炒钢法

效率更高  适合大量生产

总的来看   在隋唐以前

是钢铁技术冶炼方法高速发展的时期

之后

便主要是量变而非质变了

铸造

将加热融化后的液体金属

浇铸到固定形状的空腔中

待冷却后获得毛坯的制作方法

锻打

是将金属加热变软之后

通过锤子打制成型

是指铜和锡的合金

由于纯铜质地较软

加入一定量的锡后能提高硬度

且能降低熔点  便于铸造

「纯铜熔点为1083℃，加入25%的锡

  冶炼青铜，其熔点就降到了800℃」

钢

指的是铁碳合金

在实际应用中会根据不同用途

添加相应的合金元素

例如日系刃具常见的白纸钢与青纸钢

其中青纸钢就比白纸钢多了“钨”这一元素

了解工具刃部的钢材种类

能将工具的效益最大化

且能避免某类钢材的短板

延长工具的使用寿命

文章来源：门工众

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