磨刀技術(六)-- 車鉋刃

本來一直對車鉋刀敬謝不敏，怕退火、怕把貼鋼弄醜了都是原因。但最近整一隻斜面磨爛的西式鉋刃，光用砥石磨實在是累死人，所以就開始試試看用車的了。

一開始，刀刃過熱了好幾次(還沒變藍，只是變焦)，角度也抓不穩。過熱會對刀刃造成兩個嚴重問題，第一是鋼裡的碳會游離出來氧化（被燒掉了），失碳會讓鋼變成鐵；第二，過熱造成退火，鋼的硬度下降。這兩點會讓刃口廢掉。

所幸經過一些前輩指導，再回頭看了一些書，終於逐漸掌握"車鉋刃"的一點技巧了。所謂的車鉋刀其實主要就是斜面凹磨(洋人稱為hollow-ground)，圖解請見前文。

先講一下原則:
1. 新手可以用治具協助保持刀刃角度。我是用veritas grinding stand。
2. 使用合適的砂輪片。砂輪片有分很多種材質、粒度。原則上，如果怕退火的話，選擇黏結比較鬆軟的砂輪片較佳，也比較不會怕glazing。至於粒度，我是用120#。
3. 並且注意砂輪表面有無磨光(英文稱為glazing，也就是砂輪顆粒變鈍、金屬屑填住砂輪表面間隙，肉眼來看就是砂輪表面變成銀色)，磨光會讓磨削效率降低、產熱增加，增加退火風險。另外，砂輪片直徑至少有6吋、8吋兩種，直徑越大，相同轉速下的表面速度越大（越易產熱、切削越快），而直徑越大，凹磨的幅度就越淺，這代表所磨出來的刀刃強度相對較高、卻也會讓凹磨維持的時間變短（容易被磨平）。砂輪機轉速要格外注意，不能用超過砂輪片轉速上限的轉速，以免砂輪片破裂射出；轉速太快刀刃也會容易過熱退火。砂輪機護罩也不要拆掉，萬一砂輪片碎裂才不至射出。
4. 刀刃鋒口處避免車到。因為在鋒口處鋼材很薄，傳熱不易，一旦聚熱便很容易導致退火。退火在肉眼可見就是表面氧化變色，變成由黃至藍不等的顏色。退火之後，鋼材的硬度便下降，導致刀刃容易變鈍，實用度下降。
5. 準備一杯水，刀刃變熱了就趕快浸水冷卻。但是建議還是妥善注意研磨時的溫度，(磨了幾次大概就可以憑經驗知道多久會過熱)，因為刀刃浸水冷卻可以避免巨觀上面的退火，但可能會讓刀刃短時間內多次一下熱、一下冷，鋒口會出現微觀的裂隙，這會是肉眼無法察覺的損傷。

摘自The complete guide to sharpening, Leonard Lee, The Taunton Press,1994
圖一是刀刃的正常狀態。
圖二、三是刀刃研磨發熱之後的膨脹與收縮(假設刀刃是非常具有彈性的物質)
圖四、五是刀刃受熱後的實際表現，刃口先過度膨脹，產生微小裂隙，等冷卻後體積縮回，但微觀裂隙還是留在刃口上，不過肉眼看不到罷了。

6. 整個斜面均勻的碰觸砂輪表面，左右均勻的橫移、並保持水平。
7. 斜面凹磨之後，可發現在砥石上研磨時，刃角會更好保持，而且可以更快研磨鋒利（需磨除的鋼變少）。


以下是用veritas BD & BU blade (A2)做的demo。

1. 架好治具，條好角度。veritas grinding stand的好處是附一個角度測量器、缺點是鋁做的而太容易晃動。

                                           


2. 砂輪片整平(可以不用完全平整，中間微凸也可)、清潔。

兩種處理砂輪表面的工具。左邊是鑽石整平器，可以很快速的整平(truing)。右邊是星型輪狀整理器(star-wheel dresser)，可以把磨光處理掉(dressing)，但整平效果較差。

                              把鑽石整平器與砂輪直徑方向垂直，將砂輪表面整理平直。

3. 戴上護目鏡，開砂輪機，先試轉一下(確定砂輪片運轉平穩，並讓砂輪片轉個1分鐘左右，人離遠一點，如果有砂輪片有問題，破裂部分飛出，才不會傷人)，上鉋刃。

4. 試磨一輪(左右橫移一輪），看看角度設定有沒有問題。

5. 一直磨到刃口只剩0.8mm左右，再繼續磨下去就要看技術了(易退火)。但這邊有個疑問，如果是小刃角改大刃角(steeper)，那刃口就一定會是斜面最先被磨到的地方，那要怎麼避免呢？方法是先把刀刃正對砂輪磨平刃口（就是刀刃與砂輪切線方向垂直，把刃口磨寬、磨鈍一些），這樣刃口處變厚，對散熱就有很大的幫助，可以放心慢慢車了。

刃口一條細細的銀線就是最後剩下、容易退火的區域，這樣一點點的鋼，用砥石也可以很快地去除。


6. 回到砥石上研磨，從粗磨到細(看刃口損傷程度)。凹磨之後，斜面比較不會滾動，可以很牢的依著砥石，也就可以輕易的達到與研磨治具(honing guide)相同的效果了。

7. 檢視成果。

參考資料:
1. The complete guide to sharpening, Leonard Lee, The Taunton Press,1994
2. Web site: http://www.popularwoodworking.com/projects/16-tips-for-sharpening
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p.s. 關於刃角的設定問題
基本上，關於刀角的設定大概有兩種，一種是改角度，一種是維持現狀。
1. 改角度
就是設定治具角度。但要注意因為砂輪是圓形，光注意治具的角度還不夠，還要注意因為治具高低、刀刃厚薄所造成的影響。像veritas grinding stand所附的角度測量器是有考慮進去後面這兩點，所以可以輕鬆地設定到大概的角度。

2. 維持現狀
如果是要維持原本的刀刃角度，就把刀片直接放到治具上，並把"斜面中央"貼住砂輪的頂點。然後打開砂輪機，立刻關機，讓砂輪單靠餘速轉動，並開始試磨。再看看磨痕有沒有在刀刃斜面的中央，如果是的話，代表治具角度設定正確。如果沒有的話，就要調整。

利用一點數學畫出直徑。

因為個人是使用8吋砂輪，直徑較大，曲度較淺，不容易識別出表面頂點。所以就用麥克筆畫出來。所謂的頂點其實就是刀刃斜面與砂輪直徑成切線方向，所以劃出砂輪直徑就可以明確看出所謂的"頂點"，再來就是把這個頂點對到刀刃斜面的中央，且此線與斜面呈垂直即可。

(個人自己為了識別而創的方法)

把藍線與斜面垂直，並把藍線頂點對準斜面中央。(因為另一手照相而弄歪了一點)

但靠這樣來確定角度還不夠準，最準的就是用磨痕來看。

使用磨痕來調整的原理大概是: 如果磨痕是偏向刃口一側，代表磨出來的刃角會大一點；如果磨痕是遠離刃口一側，代表磨出來的刃角會小一點。拿個廢木塊或小木槌輕敲來微調，一直調到磨痕在刀刃斜面的中央處。

這隻刀片在正式開磨前，已經試了好幾次角度。可以看到斜面上，右邊的磨痕位在遠離刃口的另一半，所以這代表角度設定的太小了。中間的磨痕又離刃口過近，代表角度設定的太大了。左邊的磨痕終於是調到斜面中央了，這個角度就沒錯了。

接著就打開砂輪機，全速研磨，直到刃口與斜面尾部各留約0.5~0.8mm。這剩下的兩小塊區域就是接下來上砥石研磨時的基準面了。角度會與原本的完全一樣。

                         車完的樣子，刃口和斜面尾部都有保留下來，當成後續研磨基準面。

                                  用砥石細磨之後的樣子，車工還有很大的加強空間阿!