2018年1月4日 星期四

鑿尾處理

鑿刀的尾巴為什麼要有一個鐵環呢?  目的為何?  如何正確使用這個鐵環呢?  將在這篇筆記裡面分享。

我想木工朋友,不管是玩歐美工具的、還是玩日式工具的,都會注意到鑿刀木柄尾部鐵環的存在,但也很快就會注意到東西兩方工具在設計上的差異。歐美鑿刀的鐵環,幾乎都是薄薄的一層「鐵皮」環住尾巴,甚或釘入兩三根小釘子做固定;日本鑿刀的鐵環,總是厚重、堅實,只是單純套在尾巴上。為什麼會有這樣的差異呢?   可以從槌擊鑿刀的木工槌看出端倪。歐美木工多使用木槌,最多是黃銅槌來打擊鑿刀;而日本木工多以鐵鎚(玄能鎚為主),或是用很大很大的木槌來打擊,打擊力量、接觸面的強度都高得多,所以日式鑿刀的尾巴要做得更為堅固才能hold住。

歐美的鑿刀,拿到手只需要磨利,就可以開工。但日本的就不是這樣了,就跟許多日式工具一樣,剛出廠時其實只是「半完成品」,但剩下的部分,你得靠自己!

先講一下鐵環的功用,這樣在說明如何使用、調整的時候,觀念就會清晰。

鐵環是用來拴住鑿尾的。鑿柄通常是櫟木類木材所製作,材質堅硬,但為了避免在用力擊打時鑿柄斷裂,所以選材是必須直紋(與鑿刀軸向平行)的,所以鑿尾就會是完完全全的端面(木材橫斷面)。端面再受擊打時,是容易縱向開裂的。如果沒有鐵環,這隻柄很可能敲到一半會從中間裂開。所以,鐵環本身必須夠厚實,而且必須「緊緊」(這點非常重要)地栓著鑿尾。

下面會分享自己整鑿尾的組圖。
這隻是高橋和己做的鳩尾榫鑿,可以見到剛買來時,鐵環只是輕輕卡入鑿柄,鐵環尾巴還突出於鑿尾。鐵環突出,會產生一個問題,就是當鐵鎚與鐵環相擊之時,會產生彈跳、滑脫,不管是鐵環跳出來、還是鐵鎚滑開砸到手,這都不是使用者希望發生的。


那要怎麼把鐵環緊緊栓入呢?  其實,前圖所指的「輕輕卡入」,還是有點緊的,這可不是輕輕敲幾下,鐵環就會乖乖到位的,是要動點手腳的! 那為什麼鐵環在開箱時,會有點緊呢?  這就要從相對溼度說起。我去過這隻鑿刀的原產地-- 日本三木市,在那裏待的一周內,每天嘴唇都是乾燥起屑、甚至破皮流血的,可見空氣之乾燥。所以可以推測的,在原產地輕輕套上的鐵環,拿到台灣之後,濕潤的空氣使的鑿柄膨脹,柄跟環就牢牢地卡在一起,但鐵環的位置還是不對~~,所以還是得重新調整。
那麼,在調整時,我們也可以利用相對溼度這個小伎倆。圖中是把乾燥劑和鑿刀密封在盒內約1周,測得的相對濕度是55%。我在花蓮的溼度通常是80%(夏季),所以鑿柄得到相當的收縮,鐵環會鬆的多,就可以進行接下來的打深作業。

這邊我會建議不要把鐵環取下後,用磨除、削除的方法把鑿柄修細,再把鐵環套回打緊。因為這樣的步驟(假如配合的相對濕度時機不對),會讓鐵環無法緊固。假如把鑿柄修細時的相對濕度是80%,等到濕度變成50%,鑿柄會變得更細,這樣鐵環就變得更鬆。但如果是用操作濕度這方法將鑿柄變細,將不會喪失實質的木材量,等到濕度回增,便能自然卡緊鐵環。
當然,如果削磨法使用時有注意到相對濕度,也是又快又好的方式。




打深鐵環的工具。藍色錐狀的鐵器是鑿輪下打器(日文漢字),用它罩在鐵環上面,再用力槌擊,便可把鐵環深深打入。


打緊的鐵環就像這樣。鐵環打入鑿柄約2 mm是大約正確的距離。從除濕盒拿出鑿刀之後,這個打深鐵環的動作要盡快進行,因為木頭在溼度差異頗大的狀況下,膨脹速度不算太慢。

接下來,要做一件令人心疼的事-- 把漂亮的鑿尾打的開花! 這一步開花的動作,用意在於讓鐵環退無可退。前面說明過相對溼度的問題,在冬季,台灣的溼度都會較低,這時鐵環就會較鬆,如果鑿到一半,鐵環掉出來是多麼尷尬阿!  另一個用意則是在於開花的尾巴可以避免鐵環外露,被鐵鎚敲擊到。這張圖是在把鑿尾泡水,讓木纖維軟化,方便我們開花!



開花的方法很直接,就是拿鐵鎚均勻地把鑿尾敲扁。記得敲得對稱些啊!會開比較漂亮的花! 至於要敲到多扁,就看個人喜好了,反正之後在鑿木頭的時候,還會敲得更花!
處理到這樣的地步,我會把鑿刀方在工作室慢慢乾燥,接著磨利便可使用。


看完落落長的組圖說明後,小弟這邊做一個綜整:
步驟;
1. 將鐵環稍微弄鬆。
2. 打深鐵環。
3. 將鑿尾開花。

這是鑿尾整理的步驟,很簡單,但是惡魔就藏在細節中,還是有許多小技巧要使用的!
ps. 鐵環內部的幾何形狀很特殊,如果讀者要先取下再打深鐵環的話,鐵環裝回時千萬不要反了方向,這樣就前功盡棄囉!
------------------------------------
之前一直想補寫,就來補充一下,「木殺し」也是一個很好(應該說是最快)的處理鑿尾方法。木殺し是指用鐵鎚敲擊木材,使木纖維被壓縮的一種技法,一般是用在公榫插入母榫的過程。用在處理鑿尾上面,大概是這樣用的:把鐵環退出-->用玄能捶打鑿尾木料一圈,施力均勻、切忌敲裂,將纖維壓縮,反覆進行直到鐵環可以套入鑿尾約2mm-->比照上面做鑿尾開花。
木殺し用在軟木上面很好使用,用在白樫(日鑿最常用的材料)上面,就要小心些,別打裂。








2017年12月25日 星期一

蛻變

停筆了許久,並不是不玩木工了,而是一頭栽入木工工具的核心。
老早就玩木工玩偏了,只是未來會偏得更遠罷了~~

先前從磨刀寫到整鉋台,是為自己使用工具的心得做個紀錄。之後又寫整理二手鉋刀,是期待這些老工具可以在妙手之下回春,重獲關愛。玩著、寫著,覺得自己根本不是在玩木工啦!而是玩工具!

有人會說這是捨本逐末、軍備競賽,個人認為這樣的說法沒什麼不對,但這就是個人真正的興趣所在。

也許是玩得太大膽了些,光磨磨刀、修修裹、整整鉋台這些口味已經不夠重了,而是想自己鍛造出順手的工具!

早在3年多前,拜訪了一些打鐵店,希望可以委託鍛造鉋刃,但多跟打鐵匠師聊聊之後,發現術業是有專攻的,打鐵就像醫生一樣是有分科的。有的專打農具,有的專打番刀,並不是單純因為技術限制,而是經濟因素使然。專打木工工具的,在東部這邊是沒有找到了。

其實早先也在網路上看到些資訊,大概知道鉋刀、鑿刀等等的鍛造,在台灣已經快絕跡了。而其中能按照日本傳統謹製的刀具,目前在台灣更是少。

難道,鍛造工具刀的技術是這麼的神祕而不可獲嗎?

看了歐美的鍛造書籍、影片之後,發現這些資訊相當的充足,在很多文章、網路資訊都有詳細闡述。就像讀書一樣,肯下功夫是可以讀得懂的! 但是鍛造畢竟是門實作藝術,光紙上談兵是沒有意義的。

今年5月,和好友一起到日本參加鍛造營。兩天的課程,日本職人的日常,卻讓我預習了好幾個月。透過英文、google翻譯、比手畫腳、漢字書寫,日本職人為我解答、印證了許多書籍裡的知識,真讓我回味無窮! 當然,就跟日本刀的鍛造一樣,名家的鉋刀也是有很多不傳之秘,不是我這外行人可以去了解的(但現在這年紀去當學徒也太老了些~~)。

鍛造營體驗完畢後,個人正式(或說狂妄地)邁向下一個階段與目標: 工具的鍛造!

2017年4月21日 星期五

鉋刃黑染(二)

這篇來筆記磷酸鹽黑染。

磷酸鹽黑染是利用磷酸與一些鹽類產生磷酸鹽反應性皮膜,附著在鋼鐵表面而達到防鏽的用途,英文稱為parkerizing或phosphating。(之所以叫parkerizing是因為該技術是由parker公司登錄專利,之後雖然過了專利期,但已被人們拿來慣稱磷酸鹽黑染) Parkerizing這技術在軍火業已經使用多年,早已取代rust bluing了。

磷酸鹽黑染大概可分三種主要類型:
磷酸鐵黑染(黑)、磷酸錳黑染(黑)、磷酸鋅黑染(灰),三種顏色都不太一樣,保護力也不太一樣。其中磷酸鋅多半是應用在需要上面漆的工法上,且有很好的抗鏽能力。磷酸錳則有很好的耐磨力及防鏽力。

大概的化學式如下:
3Mn2++ 2PO43- =Mn3 (PO4)
nMn2+ + mFe2+ + xPO43- → MnnFem(PO4)

3Zn2++ 2PO43- = Zn3 (PO4)
nZn2+ + mFe2+ + xPO43- → ZnnFem(PO4)x

2017年4月5日 星期三

鉋刃黑染(一)

在之前的筆記中已經有些微的帶過鉋刃黑染這個技術,接下來的幾篇會再稍微地深入探討。

刀刃為什麼要黑染? 是因為美觀? 是因為保存? 這兩個答案都對。先前有一段時間,我喜歡把原來黑黝黝的刀刃處理成鐵的原色,自覺相當的美,但是一個好友跟我提了專業木工的建議:這樣會需要一直上油才能保持刀刃不生鏽,而對職人來說,反覆上油實在太為繁瑣。(畢竟職人總是要把刀具維持在最鋒利的狀態,刀具研磨是家常便飯,不像我這種DIY的許久才磨一次刀。) 也有人認為刀刃黑黑的,甚至帶點鏽,帶點古意,才是美。黑染的刀刃,除了防鏽以外,也增添了一些不同的味道,超乎實用的層次,這可以體現在鉋刃以外的諸多刀具上面。

這篇筆記會分享一些個人到處扒來的知識、理論,並在之後的文章慢慢分享一些自己黑染鉋刃的經驗。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

黑染,意義不同於上漆,乃在於[染]這個部分,它並不單純是上一層色漆在鋼鐵表面,而是有一點讓色[吃]進去鋼鐵裡面的意味。而就是因為是吃進去的,所以黑染的抗鏽能力一般比單純上漆來的好(但實際結果端視黑染處理的種類與品質而定,而且科技日新月異,現在有許多防鏽漆、甚至奈米塗膜都強調有更好的防鏽能力)。至於黑染的顏色部分,是不是黑色,就倒不盡然了,這只是一個泛稱。

就個人的理解,目前常用的黑染大概可分為數類。

一、冷黑染(cold bluing)
二、熱黑染(hot bluing)
        ---rust bluing
        ---parkerizing
        ---alkaline

冷黑染(cold bluing)大約是使用亞硒酸+銅離子的成分(因為銅離子使然,冷染液通常是呈現漂亮的藍色外觀),在這種染劑與鋼鐵表面接觸後,會立刻形成黑色的硒化銅顆粒附著在表面,達到黑染的目的。冷黑染的步驟很簡單,就是浸、沾、刷上染劑,如此而已,是非常容易入門的技術,但它的保護力就很薄弱了。為什麼薄弱呢? 因為硒化銅顆粒並不是鐵元素本身的化合物,它只是[沾附]在表面,其實沾的不是很牢靠,很容易被磨除掉。所以冷染這技術多半是應用在修補小塊面積的表面,達到美觀而已,談不上什麼了不起的防鏽。這可以在美國槍店賣的染劑種類略知一二: 大部分賣的都是這種簡易型式、修補外觀的染劑而已。

熱黑染就可以說是比較實在的黑染了,因為它真的會[吃]進鋼鐵裡面去,也就是會與鋼鐵產生化學反應。這邊先筆記rust bluing而已,因為我還沒試用過parkerizing。

Rust bluing應用的原理是把一般狀況下產生的鐵鏽(就顏色來說,就把它稱為紅鏽[Fe2O3‧H2O]吧!),利用加熱轉變為緻密而有保護效果的黑鏽。黑鏽是Fe3O4,是真正的鐵化合物,它是會吃進表面去的,所以附著度相當好,可以保護下層的鐵不再生鏽。
所以rust bluing的操作大概分兩塊-- 鏽化(browning)及轉化(conversion)。首先利用染劑快速把鐵鏽化,產生紅鏽,再利用水煮加熱,產生黑鏽。染劑部分,就是使用會讓鐵生鏽的配方,大概就是一些氧化劑,例如酸、雙氧水等等,再加上一些佐劑(例如增加染劑滲透能力的配方、讓染劑產生均勻鏽化的成分等等)。塗完染劑之後,讓鐵件有些時間、濕度來生鏽,然後再放入沸水,讓均勻的紅鏽轉化成黑鏽。最後就是用鋼刷把附著度不佳的黑鏽顆粒刷除。Rust bluing是很需要時間及耐性的,這些步驟通常需要反覆做多次以上,才能達到均勻、緻密的保護層。所以我想,這是為什麼rust bluing在歐美的槍械黑染步驟中已經被淘汰,而僅僅限於修復骨董槍的應用了。但是rust bluing倒是有幾個好處: 如果刀刃再生鏽,可以不用除鏽就直接在染、再轉化鏽就可以了;黑鏽的保護力是很好的。

下列組圖是rust bluing。

自己調製的染劑。

剛塗布完染劑的模樣。

讓刀刃產生均勻的紅鏽。



紅鏽轉成黑鏽後的模樣。

最後,不管是何種類的黑染,都需要作封孔,才能達到最佳的防鏽能力。封孔其實就是用油或樹脂類塗料來滲入黑染顆粒的孔隙當中,達到隔絕水分的用意。黑染顆粒所產生的孔隙,有助於把油或樹脂塗料hold在表面。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

第二次嘗試rusting bluing。

這次是試用歐美論壇提到的改良式日本黑染配方,多加入了硫化物。在調製染劑時就領教到硫化氫的可怕了......,不過黑染效果也是挺不錯的! ↓↓

再度自調黑染劑。

 剛除完鏽的鋼鐵原貌。

 染劑剛塗下去的模樣,鏽化速度很快!

 表面的顏色隨時在變化,代表鏽化反應還沒完全。

 紅鏽開始逐漸展開......(還不夠全面),接下來會放到溫暖潮濕的浴室去生鏽囉!

 生鏽再轉化,整個過程進行約4個循環之後的模樣,是不是黑森森的呢? 斑駁的外觀可能來因為這隻鉋刃的地金是不均勻的古鐵(這樣才美啊!)。

 刀背的黑染狀況。可以看到手套上有很多黑粉,這些就是在接下來的程序中要用鋼刷刷除的黑鏽。這些鬆脫的黑鏽對於防鏽是沒有幫助的,只會把手弄髒。

 這網杓是自己改製的,拿來做加熱轉化處裡用的。

 全部弄完之後,要用防鏽油作水置換,讓鏽化完全停止。防鏽油同時會滲進黑染表層的孔隙當中,達到封孔的作用,來隔絕水分、水氣。

 防鏽油浸潤完畢之後,擦拭乾淨。(這次是用恐龍防鏽油,但似乎因為浸潤力太強(??)讓一些原本刷不掉的黑染也剝落了,考慮下次改用其他的油品)

刀背的黑染狀況。(手套上已經不再有脫落的黑粉囉,剩下的黑染部分,可是非常緊密的附著在地金上面,搭配日常的椿油擦拭或是金油塗佈,防鏽力得到大幅的提升!)

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

近來手上鉋刃有限,剛好看到朋友的山刀生鏽的嚴重,就拿來除鏽黑染了。這是第二次用日式黑染配方,越來越熟悉操作技巧了。
 除鏽前。

 黑染後。

 黑染後。

 黑染後。

黑染後。

表面大致是均勻的黑色,但又帶點斑駁,像磁鐵黑一樣,雖然是消光黑,但又有些光澤。最後就是準備用防鏽油封孔。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

好久沒有黑染了,這次試了個「茶煮黑染」......
「茶煮」其實是利用了兩個原理:第一、先鏽化,獲得紅鏽。第二、將紅鏽轉變成單寧酸鐵(iron tannate)。

單寧酸鐵是紫黑色的化合物,附著在鋼鐵表面,會產生深紫至深黑的皮膜,利用這層皮膜來吸油、持油,達到防鏽的目的。

「茶煮黑染」也被應用在日本刀刀鐔的黑染。當然,它只是眾多刀鐔黑染方法中的一種而已......




這次黑染的對象是岳母的日本花鋏剪。黑染的顏色比先前的黑染多了一些變化、層次,多了 些味道......除了舊化的感覺,也有......淡淡的單寧酸香味,看來......是食用級的黑染,哈哈!千萬別當真,沒有黑染是對健康有益的......

小筆記......(留給自己當紀錄的)
黑染劑:美式鏽化配方
單寧酸:褐粉原料
小蘇打溶液中和-->3m菜瓜布刮除-->熱風除濕-->蜂蠟封孔  完工

2016年11月24日 星期四

舊鉋刀整理Kanna restoration(三) 自作鉋台

二手鉋刀的刀刃還可以除鏽再使用,鉋台卻大都不堪使用了,缺損、裂痕非常多,誘導面也嚴重凹凸不平,要整修的地方實在太多了。索性就來試作鉋台。

這是第一次做,完全照書本的一步一步來,完全沒有經驗,所以犯的錯誤相當多,但相信可以慢慢累積經驗,越做越好的。

因為手邊沒有合適的鉋台材料,就訂了一塊直紋紫心木來試試,反正是第一個,就當練習看看。實際用了,才發現紫心木和櫟木相較起來,又軟又脆,實在是不太適合拿來搞鉋台,如果要講好處的話,就是變成紫色之後很漂亮而已。

備料多日,紫心木早已發紫。

正在畫線。

這次使用的刀刃是60mm,鉋台長度選擇29cm,切削角設定38.5度,出刃位置設在距離鉋頭約11.4cm處。
畫線的基本順序是:
(1)定出鉋頭、鉋尾。
(2)定出刃角線(blade angle line)(也就是切削角)。
(3)定出刀刃厚度的線(blade thickness line)(也就是上一張圖在畫的線)。{如果(2)和(3)步驟弄反的話,切削角會有稍許增加的誤差產生} {更重要的一點是: 記得在畫此線時,把刀刃往上提一點(也就是離出刃約幾mm,這樣可以把崁槽畫得比較窄,萬一鑿過頭還有的救}
(4)把兩側的刃角線、刃厚線在鉋台表面及誘導面都連接起來。這是之後鑿鉋膛的依據。
(5)拿出壓鐵,定出鉋膛寬。
(6)拿出刀刃,定出崁槽寬。{這邊的範例是入嵌鉋。如果是非入嵌鉋的話,直接忽略(5)吧!}
(7)標記好要鑿掉的位置。
(8)定出壓樑的鑽孔位置。{量好壓鐵的厚度之後,便可定位;鑽孔中心在與刃角線垂直的線上,孔的邊緣要貼在壓鐵的上緣。}
(以上步驟是參考Toshio Odate的著作及網路資料)

線都劃好,準備開工了。

 鉋膛大致鑿完了,凹痕是因為偷懶使用電鑽,但又過於愚魯而鑽過頭......


表馴染上的凹痕還可以在後續整理時除掉,但還有一個很大的缺點是鑽鉋口的時候不小心鑽到崁槽裡面去了,出現了一個很大的孔洞在崁槽裡面。這點影響很大,在後續的出刃會發現刀的位置因而改變,變成左右稍微不對稱。
另外,這次完成的鉋台在表馴染與刀刃之間有些縫隙,推測因該是日鉋刀刃背側本來就是微凹狀,如果只照刃厚線這樣鑿修下去,會修鑿過度。希望下次可以避免這一點。
p.s. 後來看到日本網頁的示範,是把刃厚線畫的離刃角線更近些,甚至少了幾mm(也就是把實際刃厚畫的薄一些),這樣照著鑿的時候,就不會造成表馴染過鬆。
 重頭戲: 鋸崁槽。這邊是使用無撥齒鋸(without saw set)來鋸。在膛口鑿好之後,鋸片可以很穩的依靠在鉋口邊緣而不會傷到鉋口。這張圖是在鋸出刃角線。

這張圖是在鋸出刃厚線。 

崁槽的兩條線都鋸出來之後,輕鬆鑿一下,就可清出崁槽。

 因為在劃線時就已經把刀刃上提,所以做出的崁槽會比較窄,刀刃無法出刃。

 接下來就拿出整鉋本領,開始在刀刃塗石墨(配油),並且慢慢修整表馴染。(詳細步驟請見前文)

經驗不足,又發生慘事了。忘記還沒鑿出最終的鉋口,給他出刃岀太猛,刀刃鋒口就咬掉鉋口一小塊。雖然還是要再鑿最終鉋口,但這樣也夠鳥的了,所以先拿快乾膠隨便補一下,以免越裂越大。

 在本圖的左側,鉋刃的腳就掉到誤鑽的洞裡去,有一小處沒有崁槽的支撐。這樣就足以造成兩側出刃歪斜了。沒辦法,只能最後再用環氧樹脂填了。

 一枚刃鉋終於完成了,雖然有許多瑕疵,但拿在手上還是很感動的! 



 接下來要做把它改成二枚刃鉋了。
 壓樑鑽孔位置。

 使用5mm中碳鋼鋼棒來做為壓樑,先測好需要長度。這邊裁的鋼棒會比鉋台粗胚來的窄一點,這樣在之後的修整時,才不會鉋到壓樑。

 沒硬化的中碳鋼很好鋸。

 壓樑兩側倒角,這樣在打入壓樑時比較順,也不會傷到鉋台。

又一個瑕疵: 小弟的鑽台不是很好,鑽頭軸心會晃動,導致左側的壓樑孔鑽地較低了一些......,又只能靠銼修壓樑和調整壓鐵的腳來彌補了。

唉,最後把鉋頭、鉋尾切出時,又起了撕裂......要做一隻好鉋,每一個環節都得注意阿!

再來就是要鉋台倒角及安裝壓鐵了。
 該倒角的地方都倒完。只有誘導面的頭、尾不用倒,退刀槌擊位置倒特別大一點。

 嚴重的失誤阿! 本以為是左邊的壓樑孔鑽太低,但其實是右側的壓樑才鑽得太高了,右側壓樑與壓鐵之間空隙一大截。可能是劃線時有失誤吧! (下次應該先把壓鐵先完全調整妥當之後,再來畫線,才是比較正確的;另外,鉋刃、壓鐵左右兩側厚度也有些微差距,造成畫線上的誤差,也是下次改進的重點。)

 把誘導面整一下。

 壓鐵還不能裝,改天再調整。先當一枚鉋來玩玩。當粗鉋還可以啦!


退點刀,試著削薄一些。還算滿意啦!

勉強放上壓鐵,只為了拍張照! 下次再幫妳整理囉!

參考資料:
Toshio Odate. Japanese Woodworking Tools: Their Tradition, Spirit and Use. 1998