影响衬锁/一体锁锁定寿命的因素有哪些?
类似的话题被翻来覆去探讨过不少次了,但是我觉得有必要再开一个帖子。开这个帖子的目的是通过讨论归纳出影响衬锁/一体锁锁定寿命(耐磨损度)的因素 并给这些因素对锁定寿命造成的影响定性。需要注意的是,这里讨论的仅仅是锁定寿命,而更长的锁定寿命并不一定是更优的锁定设计,有些寿命较长的衬锁/一体 锁设计会存在安全隐患,具体下面说。
锁片的材料对于锁定寿命的影响我认为是最突出的。尽管现在的大趋势是刀匠们越来越多地使用6Al4V钛作为锁片材料,但是单就材料性能而言不锈钢比钛更耐 用。钛的特点是弹性好,重量轻,不锈,但是使用钛意味着锁头与刀身接触的位置更容易产生形变和磨损。在其他条件等同的情况下,不锈钢锁片会比6Al4V钛 锁片的寿命长很多很多。不锈钢锁片代表产品:普版蜘蛛C36;结构相似的钛锁片代表产品:老版钛柄一体锁C36。
这主要指钛锁片,因为一般不锈钢锁片都不需要额外的强化,如果有的话也就是热处理一下。钛锁片的强化现在有三种处理方式:第一种方式是更换锁头材料,使用 钛锁片+不锈钢锁头,这可以大幅度提高锁定寿命,同时如果这个组合是可拆卸的(比如SR1和GTC的一些特别款式),即便锁定磨损到尽头了也可以通过简单 地更换不锈钢锁头来解决问题;第二种方式是使用高温喷焰对钛锁头进行热处理,这样做一来可以提升钛的硬度(虽然依然不会很高),二来可以在锁头的最外层形 成氧化钛和氮化钛的涂层,提高锁头表面的耐磨性(比如CR的大沙和非常老款的Strider衬锁折刀);最后一种是在锁头上镶嵌碳化物以提高锁头的表面硬度,以XM18为代表,这可以在一定程度上延长锁定的寿命,但是这是我很不推荐的锁片强化处理方式,原因有三点:
(1)用carbidizer镶嵌的碳化物颗粒较大且硬度很高,会抛光刀底使锁定摩擦系数变小,容易造成解锁,
(2)因为基体硬度很低,所以大颗粒 高硬度的碳化物会在锁定接触时被挤压进锁片,以至于长时间与刀底接触的锁头部分已经看不到碳化物,因为被压紧钛锁头了,(3)这种碳化物在锁头与刀底的碰 撞中可能会脱落。这三种强化方式我最喜欢的是可替换不锈钢锁头,其次是热处理锁头,最后是在锁头镶嵌碳化物。
这是一个显而易见的因素,刀底补偿角度越大理论上讲锁定寿命就会越长,但是同时也就越不安全。如果按照补偿方式分,主要有斜线补偿,弧线补偿和阶梯式补 偿,我记得有一个很好的技术帖讨论过这个问题,但是题目和作者记不得了,希望那篇文章的作者看到这个帖子能把原文的链接发给我。如果从安全角度考虑,小角 度的斜线补偿是最安全的,因为向解锁方向的分力最小,大角度斜线补偿是最不安全的,弧线补偿介于二者之间。如果从寿命角度考虑就刚好相反,最耐用的是大角 度斜线补偿,其次是弧线补偿,最后是小角度斜线补偿。阶梯式补偿我没有接触过,似乎也只有Carrillo在用,在这里就不讨论了。除了补偿角度,刀底的 倾角也是一个会影响锁定寿命的因素。刀底的倾角和锁片越平行,潜在接触面就越大,锁定寿命就越长。
锁定接触面积的大小也对锁定寿命起到很重要的作用。在其他条件等同的情况下,锁定接触面积越大磨损越慢锁定寿命越长,因为来自刀身的压强被分散,冲击和敲 背造成的塑性形变被减小甚至避免。说来有趣,这个帖子的灵感就来自对于锁定接触面积的思考。之前虽然对接触面积一直有讨论,但是没有量化,也没有突出其作 用。前天收到mayo的时候我根据刀底的痕迹估算了一下锁定面积,然后震惊了。这把Mayo的锁定在接触宽度只有1mm的情况下,锁定接触面积有15平方 毫米,接触面是一个长15mm宽1mm的长方形。相比之下,大沙的接触宽度一般在2mm左右(也就是60%左右的锁定位置),长度在3-4mm,接触面形 状也接近长方形,所以接触面积在8平方毫米左右。Emerson折刀和Extrema Ratio出的一些衬锁折刀是衬锁里锁定接触面积比较小的典型(其实蜘蛛的C36锁定接触面积也挺小的),Emerson的折刀以接触宽度为1.5mm为例,锁定接触面从三角形向梯形过渡,接触面面积在1.5-3平方毫米之间。
这个似乎也是显而易见的因素,锁定力度越大,则锁头在锁定接触时所承受的力越大,因而磨损也大,寿命缩短。R.J. Martin是将锁定力度做小的典型,基本刚好能锁定。虽然我不喜欢R.J.Martin的锁定接触设计,但是将锁定力度减小确实有助于延长锁定寿命。当 然,这样做也有缺点,首先是安全性会降低,尤其在刀底补偿角度比较大的情况下,另外锁定出现磨损或者因为敲背被挤压变形之后,可能需要手动来加大锁片的弹 力。
Terzuola说锁定接触面离主轴越远越好,我一直无法理解。因为其实锁定接触面离主轴越远,在使用中通过刀身挤压止刀柱造成的止刀柱形变和刀身角度的 细微变化就会给锁定带来更大影响。在其他一切条件等同的情况下,锁定接触位置离主轴距离越远就意味着由止刀柱形变造成的刀身转动给锁片吃进留出了更大空 间,这类锁定在劈砍或者用力切割之后吃进的会比锁定位置离主轴较近的折刀深得多。
锁头的角度似乎不是太被人在意,但其实锁头的角度对锁定的寿命也有不小的影响。最理想的锁头设计是在转动到刀底下面时与刀底补偿角度基本平齐,锁头的外侧 可以略比刀底补偿角度的轮廓高一点点,这样能保证最佳的锁头/刀底咬合,也可以将锁头的表面积最大利用。正面的例子是大沙,大沙的锁头和刀底的配合几乎是 完美的,所以锁头的面积基本都是有效接触面积或者潜在接触面积,可以被用于与刀底接触。反面例子是钛柄一体锁的C36,因为锁片很平而刀底角度很斜,所以 锁头的大部分面积都浪费了,变成了无效面积,无法与刀底接触。合适的锁头角度(这和刀底角度有点一体两面的意思,应该放在一起说的)有利于创造更大的锁定 接触面积,从而延长锁定寿命。
显而易见,初始锁定位置越浅则锁定寿命越长。
龙头刀同学提出快开机制也会影响锁定寿命。带有快开机制的折刀因为打开时刀身会冲击止刀柱,所以会导致锁定的额外吃进,造成更多磨损。没有快开机制的折刀则没有这个问题。所以其他条件等同的情况下没有快开机制的折刀锁定寿命会更长。
止刀柱的设计同样可以影响锁定寿命。强壮的实心止刀柱或者坚硬材料的止刀柱可以有效地抵抗形变,避免锁定的额外吃进。同时在止刀柱上设计出补偿机制也可以延长锁定寿命,比如蝴蝶使用的多面止刀柱和曾经听说过的偏心止刀柱。但是我觉得偏心止刀柱的固定可能会出问题。
止刀柱与刀身的接触面积越大越稳固,止刀柱受力时的形变也就越小,由此造成的锁定吃进也就越小,锁定寿命就越长。能将刀底与止刀柱接触的部分做的和止刀柱的形状贴合就最好了。
主轴/锁定接触面的相对位置其实就是力臂。距离长了,力臂长了,受力就小了。使用中通过刀身挤压止刀柱造成的止刀柱形变就越小,同时锁片受力越小。对于 防解锁和减少磨损及提高整刀强度是很有好处的。不用担心主轴问题,因为力矩不变,受力减小,主轴受的力也是减小的。同时,提升主轴强度也很容易。主轴强度 从来都不是一把合格折刀的问题。
相反,刀身长度和形状设计的影响很大,越长的刀片,不合理的受力或握持设计,都将增加刀片力臂,从而增加力矩,增加锁片和止刀柱的损耗。因此,越大的刀,越容易解锁,越容易磨损,得通过额外的措施来解决。
1,材料,这个问题在国产刀中比较普遍,止刀柱的材料偏软或者没有经过热处理。导致的结果就是止刀柱在大力甩开和批砍过后凹进去了。
2,圆柱型的止刀柱,大家可以看看,刀身和止刀柱接触的是一个平面。止刀柱是圆柱形,那么接触的是一条线。在暴力使用过后容易产生我说的第一点。
3,手柄两侧的不对称。止刀柱是歪的,那和刀接触的地方是一个点,更容易使得止刀柱收损。
我觉得解决的方式有几个,现在“风”“鹰眼”等刀在止刀柱上加上了轴套。这个方法很好,降低了反复的受力点。当然使用想蝴蝶那样的多面体的设计也是很好的方法。另外就是用推刀钮充当止刀柱。像u一样。我看过接触面积非常大。但是要求加工精度。
1.锁片的材料
锁片的材料对于锁定寿命的影响我认为是最突出的。尽管现在的大趋势是刀匠们越来越多地使用6Al4V钛作为锁片材料,但是单就材料性能而言不锈钢比钛更耐 用。钛的特点是弹性好,重量轻,不锈,但是使用钛意味着锁头与刀身接触的位置更容易产生形变和磨损。在其他条件等同的情况下,不锈钢锁片会比6Al4V钛 锁片的寿命长很多很多。不锈钢锁片代表产品:普版蜘蛛C36;结构相似的钛锁片代表产品:老版钛柄一体锁C36。
2.锁片的强化处理
这主要指钛锁片,因为一般不锈钢锁片都不需要额外的强化,如果有的话也就是热处理一下。钛锁片的强化现在有三种处理方式:第一种方式是更换锁头材料,使用 钛锁片+不锈钢锁头,这可以大幅度提高锁定寿命,同时如果这个组合是可拆卸的(比如SR1和GTC的一些特别款式),即便锁定磨损到尽头了也可以通过简单 地更换不锈钢锁头来解决问题;第二种方式是使用高温喷焰对钛锁头进行热处理,这样做一来可以提升钛的硬度(虽然依然不会很高),二来可以在锁头的最外层形 成氧化钛和氮化钛的涂层,提高锁头表面的耐磨性(比如CR的大沙和非常老款的Strider衬锁折刀);最后一种是在锁头上镶嵌碳化物以提高锁头的表面硬度,以XM18为代表,这可以在一定程度上延长锁定的寿命,但是这是我很不推荐的锁片强化处理方式,原因有三点:
(1)用carbidizer镶嵌的碳化物颗粒较大且硬度很高,会抛光刀底使锁定摩擦系数变小,容易造成解锁,
(2)因为基体硬度很低,所以大颗粒 高硬度的碳化物会在锁定接触时被挤压进锁片,以至于长时间与刀底接触的锁头部分已经看不到碳化物,因为被压紧钛锁头了,(3)这种碳化物在锁头与刀底的碰 撞中可能会脱落。这三种强化方式我最喜欢的是可替换不锈钢锁头,其次是热处理锁头,最后是在锁头镶嵌碳化物。
3.刀底补偿方式及角度
这是一个显而易见的因素,刀底补偿角度越大理论上讲锁定寿命就会越长,但是同时也就越不安全。如果按照补偿方式分,主要有斜线补偿,弧线补偿和阶梯式补 偿,我记得有一个很好的技术帖讨论过这个问题,但是题目和作者记不得了,希望那篇文章的作者看到这个帖子能把原文的链接发给我。如果从安全角度考虑,小角 度的斜线补偿是最安全的,因为向解锁方向的分力最小,大角度斜线补偿是最不安全的,弧线补偿介于二者之间。如果从寿命角度考虑就刚好相反,最耐用的是大角 度斜线补偿,其次是弧线补偿,最后是小角度斜线补偿。阶梯式补偿我没有接触过,似乎也只有Carrillo在用,在这里就不讨论了。除了补偿角度,刀底的 倾角也是一个会影响锁定寿命的因素。刀底的倾角和锁片越平行,潜在接触面就越大,锁定寿命就越长。
4.锁定接触面积
锁定接触面积的大小也对锁定寿命起到很重要的作用。在其他条件等同的情况下,锁定接触面积越大磨损越慢锁定寿命越长,因为来自刀身的压强被分散,冲击和敲 背造成的塑性形变被减小甚至避免。说来有趣,这个帖子的灵感就来自对于锁定接触面积的思考。之前虽然对接触面积一直有讨论,但是没有量化,也没有突出其作 用。前天收到mayo的时候我根据刀底的痕迹估算了一下锁定面积,然后震惊了。这把Mayo的锁定在接触宽度只有1mm的情况下,锁定接触面积有15平方 毫米,接触面是一个长15mm宽1mm的长方形。相比之下,大沙的接触宽度一般在2mm左右(也就是60%左右的锁定位置),长度在3-4mm,接触面形 状也接近长方形,所以接触面积在8平方毫米左右。Emerson折刀和Extrema Ratio出的一些衬锁折刀是衬锁里锁定接触面积比较小的典型(其实蜘蛛的C36锁定接触面积也挺小的),Emerson的折刀以接触宽度为1.5mm为例,锁定接触面从三角形向梯形过渡,接触面面积在1.5-3平方毫米之间。
5.锁定力度
这个似乎也是显而易见的因素,锁定力度越大,则锁头在锁定接触时所承受的力越大,因而磨损也大,寿命缩短。R.J. Martin是将锁定力度做小的典型,基本刚好能锁定。虽然我不喜欢R.J.Martin的锁定接触设计,但是将锁定力度减小确实有助于延长锁定寿命。当 然,这样做也有缺点,首先是安全性会降低,尤其在刀底补偿角度比较大的情况下,另外锁定出现磨损或者因为敲背被挤压变形之后,可能需要手动来加大锁片的弹 力。
6.止刀柱/主轴/锁定接触面的相对位置
Terzuola说锁定接触面离主轴越远越好,我一直无法理解。因为其实锁定接触面离主轴越远,在使用中通过刀身挤压止刀柱造成的止刀柱形变和刀身角度的 细微变化就会给锁定带来更大影响。在其他一切条件等同的情况下,锁定接触位置离主轴距离越远就意味着由止刀柱形变造成的刀身转动给锁片吃进留出了更大空 间,这类锁定在劈砍或者用力切割之后吃进的会比锁定位置离主轴较近的折刀深得多。
7.锁头的角度
锁头的角度似乎不是太被人在意,但其实锁头的角度对锁定的寿命也有不小的影响。最理想的锁头设计是在转动到刀底下面时与刀底补偿角度基本平齐,锁头的外侧 可以略比刀底补偿角度的轮廓高一点点,这样能保证最佳的锁头/刀底咬合,也可以将锁头的表面积最大利用。正面的例子是大沙,大沙的锁头和刀底的配合几乎是 完美的,所以锁头的面积基本都是有效接触面积或者潜在接触面积,可以被用于与刀底接触。反面例子是钛柄一体锁的C36,因为锁片很平而刀底角度很斜,所以 锁头的大部分面积都浪费了,变成了无效面积,无法与刀底接触。合适的锁头角度(这和刀底角度有点一体两面的意思,应该放在一起说的)有利于创造更大的锁定 接触面积,从而延长锁定寿命。
8.锁片及刀身的厚度
显而易见,刀身和锁片的厚度越厚则锁定寿命越长。
9.初始的锁定位置
显而易见,初始锁定位置越浅则锁定寿命越长。
10.快开机制(龙头刀同学想到的)
龙头刀同学提出快开机制也会影响锁定寿命。带有快开机制的折刀因为打开时刀身会冲击止刀柱,所以会导致锁定的额外吃进,造成更多磨损。没有快开机制的折刀则没有这个问题。所以其他条件等同的情况下没有快开机制的折刀锁定寿命会更长。
11.止刀柱的设计(dkcarlio同学想到的)
止刀柱的设计同样可以影响锁定寿命。强壮的实心止刀柱或者坚硬材料的止刀柱可以有效地抵抗形变,避免锁定的额外吃进。同时在止刀柱上设计出补偿机制也可以延长锁定寿命,比如蝴蝶使用的多面止刀柱和曾经听说过的偏心止刀柱。但是我觉得偏心止刀柱的固定可能会出问题。
12.止刀柱与刀身的接触设计(次世代任务同学想到的)
止刀柱与刀身的接触面积越大越稳固,止刀柱受力时的形变也就越小,由此造成的锁定吃进也就越小,锁定寿命就越长。能将刀底与止刀柱接触的部分做的和止刀柱的形状贴合就最好了。
刀身是以主轴为支撑点的一个杠杆系统。刀片部分受的力(外来力)与锁定接触面或止刀柱是力矩平衡关系。相同力矩情况下,力臂越长,力就越小。止刀柱/主轴及
主轴/锁定接触面的相对位置其实就是力臂。距离长了,力臂长了,受力就小了。使用中通过刀身挤压止刀柱造成的止刀柱形变就越小,同时锁片受力越小。对于 防解锁和减少磨损及提高整刀强度是很有好处的。不用担心主轴问题,因为力矩不变,受力减小,主轴受的力也是减小的。同时,提升主轴强度也很容易。主轴强度 从来都不是一把合格折刀的问题。
相反,刀身长度和形状设计的影响很大,越长的刀片,不合理的受力或握持设计,都将增加刀片力臂,从而增加力矩,增加锁片和止刀柱的损耗。因此,越大的刀,越容易解锁,越容易磨损,得通过额外的措施来解决。
Emerson刀故意增加了锁定面和止刀柱的到主轴的距离,就是为了增加力臂,减少受力问题,因为Emerson的锁片及刀底实在太渣了。这样的设计,导致刀身有效长度大幅度降低,所以Emerson的刀普遍头小屁股大。要使刀片达 到正常长度,就得使用比别人大得多的手柄。所以不少人说Emerson刀握持性好,手感好,当然,那么大一个柄,怎么能不好呢?这是增加整刀重量,降低携 带性的一个很垃圾的设计。这样的垃圾设计,也未使Emerson刀的锁定提升到一个正常范围,Emerson可谓是垃圾中的战斗机了。
关于这个止刀柱,我还有几点想说。
1,材料,这个问题在国产刀中比较普遍,止刀柱的材料偏软或者没有经过热处理。导致的结果就是止刀柱在大力甩开和批砍过后凹进去了。
2,圆柱型的止刀柱,大家可以看看,刀身和止刀柱接触的是一个平面。止刀柱是圆柱形,那么接触的是一条线。在暴力使用过后容易产生我说的第一点。
3,手柄两侧的不对称。止刀柱是歪的,那和刀接触的地方是一个点,更容易使得止刀柱收损。
我觉得解决的方式有几个,现在“风”“鹰眼”等刀在止刀柱上加上了轴套。这个方法很好,降低了反复的受力点。当然使用想蝴蝶那样的多面体的设计也是很好的方法。另外就是用推刀钮充当止刀柱。像u一样。我看过接触面积非常大。但是要求加工精度。
本文转自:http://www.1gear.cn
上一篇
锋利度和保持性(写给新人)
相关阅读