菜刀是人類生活的最重要工具。人類的進化史是一部工具進化史。刀是人類最早使用,并且是最重要的工具,用來切、割、斬、削、砍、刺、鍘,用于狩獵、戰(zhàn)爭、自衛(wèi)、生產(chǎn)以及庖廚。刀的材料、制造工藝、造型也都可以反映人類科技與文化的進步,尤其是與生活最相關(guān)的菜刀最能體現(xiàn)。
從發(fā)展歷史來看,距今約4500年前龍山出土的青石菜刀可以算是中華菜刀的鼻祖。及至春秋時期,“庖丁解?!币辉~即可窺見中華菜刀的進步與庖廚刀功之精妙。到宋朝,隨著冶鐵技術(shù)與烹飪方法的進步,現(xiàn)代菜刀的雛形開始形成,并于明清時期最終定型?!鞍贌挸射摗薄ⅰ昂娩撚迷诘度猩稀?、“殺雞焉用牛刀”等成語與俗語都可以很好地反映菜刀材料、工藝、功能演變與作用。
當(dāng)代的中華廚刀在材料上不斷進步。總體來講,當(dāng)代制造菜刀的材料主要可分為四類:碳鋼、不銹鋼、復(fù)合鋼與陶瓷。其中碳鋼制造的刀具性能雖然優(yōu)異,但是卻不易保養(yǎng)。陶瓷刀鋒利度和持久度較好,但加工性和韌性較差。因此,目前最主流的刀具材料是不銹鋼和復(fù)合鋼。復(fù)合鋼往往以碳鋼或高碳不銹鋼為芯,以不銹鋼為面復(fù)合而成,因此從材料上來講,仍可按照芯材歸類為碳鋼或不銹鋼。
刀具用不銹鋼主要是馬氏體不銹鋼,可以簡單以碳含量分為低碳,中碳和高碳等三類馬氏體不銹鋼。碳及鉻含量較低的2Cr13,3Cr13,4Cr13等廣泛用于中低端刀具的制造。其硬度較低,約在51-55HRC范圍內(nèi)。因此鋒利度、耐磨性及使用壽命有限。隨著碳含量提高,材料硬度會相應(yīng)增加,5Cr與6Cr材料使用硬度一般在55-58HRC,7Cr與8Cr使用硬度在56-59HRC,9Cr及以上碳含量鋼的使用硬度可達58-61HRC。然而為了提高耐腐蝕性能,傳統(tǒng)高碳馬氏體不銹鋼的鉻含量往往也比較高,但是當(dāng)鉻含量較高時(≥15%),會使材料韌性下降。440C及國產(chǎn)9Cr18MoV的不銹鋼雖然硬度可以達到61HRC,但是硬度越高,其韌性越低。因此在制造有韌性要求的刀具時,實際使用硬度范圍大多在56-59HRC。另一方面,當(dāng)碳含量超過0.7%時碳容易和鉻形成共晶碳化物,在開刃時可能會產(chǎn)生刃缺口,因此目前高端刀具不銹鋼發(fā)展方向有:降低鉻含量,并添加如Mo(4wt.%),V(1wt.%)等合金元素,如154CM,ATS-34,BG-42等,但是相應(yīng)的合金化與生產(chǎn)成本增加;同時降低碳和鉻含量,如國際上較高檔菜刀通常選用1.4116(5Cr15MoV)不銹鋼。5Cr15MoV韌性、耐磨及加工性能都較好,但是其硬度和耐蝕性能有所不足。因此,仍需進一步研發(fā)更優(yōu)性能的刀具用不銹鋼新材料。
最近,我國原973鋼鐵材料項目基礎(chǔ)研究團隊的科學(xué)家提出了新型的多形合金化原理(MultiAlloying:間隙固溶合金化+置換固溶合金化+析出合金化+界面偏聚合金化)。在此基礎(chǔ)上,研發(fā)了新型的6Cr16MoMA不銹鋼,同時具有高硬度、高韌性、耐腐蝕、抵抗細(xì)菌滋生的特征,可用于制造高端刀具。該材料通過多形合金化技術(shù),可以極大的提高材料的使役性能。
新型6Cr16MoMA鋼主要生產(chǎn)工藝如下圖所示,采用電爐冶煉、精煉與電渣重熔的工藝控制純凈度與均勻性。通過鍛造細(xì)化一次碳化物,通過熱軋、冷軋與退火調(diào)控一、二次碳化物尺寸與分布。最終得到純凈度高、碳化物尺寸細(xì)小且分布均勻的基材。
菜刀主要制造加工工藝如下圖所示,并進行了鋒利度、持久度、耐蝕性、表面質(zhì)量、刀柄防水性等多種性能測試和質(zhì)量檢驗工序。
由新材料生產(chǎn)出的家用片刀與廚師刀如圖。片刀長6.7寸,為禮盒裝,刀身采用龍紋,刀柄為金屬并增加防滑設(shè)計。
菜刀(財?shù)街C音)盒與包裝采用了中國古典的青花設(shè)計,與《刀人》(刀人合一)的篆體LOGO相映成趣。
由新材料制造了二號廚師刀,長為8寸。刀柄同樣采用金屬與防滑設(shè)計,采用紙袋裝。其寬大的刀身可以方便廚師切、拍、搬的操作。經(jīng)大學(xué)食堂、企業(yè)食堂、地方飯店的廚師試用,使用效果良好。
按照標(biāo)準(zhǔn)測試,該系列菜刀硬度≥58HRC,鋒利度>>50mm,持久度>>150mm,抗酸、堿、鹽腐蝕,并且可以有效地抵抗大腸桿菌與金黃色葡萄球菌。該系列菜刀從設(shè)計、材料、加工都品質(zhì)絕佳,細(xì)節(jié)滿滿,是中國菜刀開始注重品質(zhì)和走向高端的反映之一。也是中國特殊鋼技術(shù)與產(chǎn)品的高品質(zhì)化的重要體現(xiàn)。