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。
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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。
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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!)
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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。
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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
張貼者：
wolfensteinalice
於
清晨7:40
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4 則留言:
Unknown2017年4月22日 下午5:35又長知識啦! 好奇自製的配方~ 也想來試看看
回覆刪除回覆回覆Unknown2017年11月28日 清晨6:00前輩真是厲害，這麼好的技術能分享出來，太讚了
回覆刪除回覆回覆wolfensteinalice2017年12月4日 凌晨4:34大大過獎了。這還不算專業文章，只是小弟稍作的研究記錄而已。真實配方沒分享，是因為化學物有些危險。
回覆刪除回覆Unknown2019年6月5日 清晨6:29站主您好，最近剛接觸自製刀具行列，對您的染黑效果感到非常有興趣，如果方便的話，懇請站主分享配方或藥劑種類(敝人化學系出身)，感謝
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