2016年11月10日 星期四

舊鉋刀整理Kanna restoration(一) 鉋刃除鏽

最近看到朋友整理的二手鉋刀,好生羨慕,所以立刻從日本買了一箱二手鉋刀,開始練習整理。

打開包裹一看,還真的跟網頁照片一樣,鏽到讓人害怕啊! 會不會白花時間整理啊! 但東西都來了,也不應該辜負了它們上一個主人,還是希望可以讓這些鉋刀重現風華。

先從除鏽開始。







基本上,這幾支鉋刃已經鏽到連有沒有貼鋼都快看不出來了,而且在崁槽與刀刃接觸之處鏽的特別嚴重,甚至都吃到鋼與地金裡面,形成像蛋糕般網狀的孔隙......

先把因鏽蝕而黏附在刀刃上面的木屑刷掉

為了後續的除鏽順利,再拿香蕉水把刀刃上殘留的金油去除乾淨。

用Evapo-rust除鏽液來除鏽。(這種除鏽方式會把鉋刃表面的黑色氧化鐵保護層和紅鏽一併除去)


浸泡1個小時之後的狀況,黑鏽部分已經可以輕易刮除。

大約3小時之後,拿鋼刷刷掉表面鬆掉的氧化物。已經可以看到銀白色的鋼鐵原色,但仍有嚴重鏽蝕部位還沒處理乾淨。


除鏽完成......鋼面黑色部分是因為除鏽過程中,鏽蝕部位會有碳移位(carbon migration)的狀況發生,所以表面會有炭黑色。鏽的越嚴重的部位,炭黑就越明顯。這碳黑可以用水砂紙除去。

除鏽完,為了避免潮濕而鏽蝕,立刻擦乾,並且噴浸在WD-40裡面,把殘餘的水分置換出來。


噴塗了WD-40之後,可以確保短時間內不銹,趁機做鉋刃整形。銼修鉋刃地金變形的部位(因敲打進刀退刀而變形的部位)。

個人喜歡用粗銼刀銼修完的紋路,但還是得拿水砂紙稍微磨一下,要不然會刮手,到磨刀的時候就不好受。

一大疊鉋刃與壓鐵,除鏽整形完畢。

為了徹底除油,浸泡到去漬油中,之後取出擦拭。

最近個人喜好金屬原色的模樣,所以就沒有再作黑染了,直接用透明噴漆塗佈防鏽。這次是用平光,表面看起來會比較低調。

噴完金油的樣子。

嗯 這支品相還不錯!

因為炭移位的作用,可以清楚看到鋼與地金的交界。就把這個外觀上的特色保留下來吧!

鉋刃除鏽已經完成,但這只是第一步。
接下來要整理因為長期使用所造成的鋼面變形及鋼面鏽蝕。

補註: 單獨用透明噴漆的方式來做表面處理,只能算是偷懶的方式。這方式的防鏽效果太差,至少應該要用專業的防鏽漆料來處理才是較好的。如果再講究一點(或是說想完全回復鉋刀的外觀),應該要先黑染才是最好的。

2016年9月22日 星期四

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!

2016年9月16日 星期五

日式鉋刀調整(五)-- 終章

鉋刀調整進入最終的階段了。

接下來要做的是把鉋床底(誘導面)整理好。
日式鉋的底部通常是三點式或兩點式,三點式適合刨細長條物,兩點式適合刨光大的平面。
誘導面的形式。摘自Japanese Woodworking Tools, Toshio Odate。圖中的凹陷深度大概在0.3mm(細鉋)~1mm(粗鉋)不等。

誘導面的形式。摘自Getting The Most From Your Kanna, Desmond King。誘導面接觸點的寬度都有說明。


底下按步驟說明:
1. 先用水平尺(straight edge)看看誘導面的狀態。通常為整理過的誘導面是會凹凸不平、甚至扭曲的,檢查的技巧很簡單,就是用水平尺在誘導面上多個位置、角度來檢查是否透光,有透光的話代表尺與誘導面之間是有縫隙的(透光處是較為凹陷的)。

2. 大概了解誘導面狀態之後,可以先用鉛筆在誘導面上畫圖,這樣可以讓後續的整理比較有視覺上的參考。再來,在精磨的花崗岩平台貼附砂紙(320~800不等)。我是用噴膠(美術用)直接噴在砂紙背面,這種膠黏得很牢,要取下也很簡單,拿去漬油噴浸溼一下就拿掉了。但拿圖中的黑色砂紙來做此步驟不是很適合,因為碳化矽砂紙磨木頭很容易塞住,補救方式就是勤用橡皮擦擦掉木屑,以免影響平面精度。

貼完砂紙之後就可以開始磨誘導面,這樣整理出來的面會是完全平的。先取得完全平直的誘導面之後,再去作出三點或兩點接觸。

其實,這一步最好是用另外一隻調好的鉋刀來處理誘導面,但個人實在沒這功力(與膽量)......




3. 做出三點或兩點接觸。這邊傳統上是應該要用立鉋,但我的立鉋正好在保養當中,這次就用刮板來代打吧!

4. 接著把刀刃與壓鐵安裝上去,並打到出刃的位置,然後觀察在表馴染前側的誘導面是否有較為凸出。要做這個檢查是因為在出刃之後,刀刃會給鉋台壓力,會讓該處的誘導面稍微膨出,這會嚴重影響到刨削的運作。

一旦發現有膨出,就拿板車刀把它刮除。這邊也有人用鑿刀,但鑿刀刮幾下就會鈍了,還是讓便宜又方便研磨的板車刀來代勞吧!

圖中用夾子夾一塊軟木蓋在刀刃上是避免板車刀傷到刀刃。一個防呆的作法。


5. 最後就是試刨了!
刨花有點皺皺的,感覺壓鐵沒進到正確的位置。


再把壓鐵推進一些,刨花變直了。


這隻放了半年的無我鉋就此正式開始服役!


資料來源:
1. Getting The Most From Your Kanna, Desmond King, March 2013
2. Japanese Woodworking Tools: Their Tradition, Spirit and Use, Toshio Odate, 1998
3. The carpentry way (website), Chris Hill



2016年9月14日 星期三

日式鉋刀調整(四)-- 壓鐵最後的調整

崁槽及表馴染調整完之後,又跳回壓鐵的整理。

1. 粗略進刀、輕裝壓鐵,了解一下需要整修的幅度。
這支要整得不少歐!可以看到壓桿與壓鐵接觸的左側已經快沒空隙了。而且出刃狀態下的壓鐵還會把壓桿頂彎(忘了照相),代表壓鐵"厚"的太多囉!

2.  仔細檢查壓鐵與鉋刃,兩者鋒刃的契合度。檢查方式有兩種,一是聲音,二是光線,建議兩者都用。
方法一:把壓鐵放到鉋刃上(位置要與你要刨削時所作的設定一致),用手指輕輕按壓鐵,如果有「鏘鏘」聲,代表沒有密合;如果毫無聲音,代表是有密合的。
方法二:把壓鐵放到鉋刃上(位置要與你要刨削時所作的設定一致),然後對準燈光看過去,如果有光線透出,代表有空隙;如果黯淡無光,但表示密合的。
方法一的好處是速度最快最直接。當把壓鐵放到刀刃上之後,便可以順便按壓壓鐵鋒刃的兩側。***如果按壓某側會發出「鏘鏘」聲,代表與之同側的"耳"是過高的,需要修掉。


4. 調整壓鐵的「耳」,達到完全契合。方法一樣有兩種,一是用槌的,二是用銼的。最近我都是用槌的,因為比較不會傷害到美感,也不會消耗壓鐵的耳。這邊的重點是要學習如何辨別哪隻「耳」過高,哪隻「耳」過低。最後一定還是要用上一步驟來確定契合度。

先前有提過,大部分剛出廠的鉋都是太緊的,這支也不例外。她的耳都有點太高,導致與壓桿接觸的壓力太大,所以我槌的方向是把耳敲的矮一點。墊了紙是為了怕美美的壓鐵表面被傷害到。我是用八角玄能較為圓凸的伊麵來敲擊,會打得比較準一點。



5. 整個過程就是檢查、槌(銼)、檢查,這樣的循環罷了。必須有點耐心就是了。

6. 接著把壓鐵磨出第二斜角(這次我是磨80度)。第二斜面大概磨個<0.5mm足矣。
                                     先做一個80度的小木塊當治具,底部貼上UHMW膠帶
                           (第一次把UHMW tape放在砥石上磨,發現非常耐磨,用途無窮!)

                                       
7. 最後再確定一次壓鐵與鉋刃的契合度。

6. 在完成之前也要在注意壓桿與壓鐵接觸狀態。壓桿主要功用是將壓鐵的鋒刃緊貼於鉋刃的鋼面,達到鉋花折斷的功能。如果壓鐵與鋼面之間有縫隙的話,就會塞鉋花,因此無縫密合是很重要的。壓樑給予壓鐵的壓力也不宜過大,適可而止,合適的壓力是讓壓鐵在打入鉋台時所需力道是輕輕鬆鬆的,但又不會鬆到讓壓鐵直接下掉、損傷了鉋刃。在入嵌鉋方面,壓樑與壓鐵接觸點最好在中間處,而不是在壓樑的兩側。可以用塞尺或透光來檢查。

7. 在鉋台初步整理完畢、壓鐵調整之後,進刀的過程會輕鬆非常多。

最後,就要進入畫龍點睛的最後一步-- 鉋台的最後調整了!