Why a CPM -20CV Knife Blade Is a Excellent Choice

ナイフメーカーが新しいデザインを企画するとき、ブレード鋼の選定は製品の成否に大きく貢献することになる。 刃の大きさ、刃の展開、ハンドルの材質、美観、ハンドルの形状やバランスといった人間工学的な要素。 これらの選択はすべて設計プロセスの結果に影響を与えますが、おそらく、ブレード自体を形成する鋼合金の選択ほど重みのある決定はありません。

ナイフメーカーが新製品のために鋼を選択する際に評価する特性のリストには、4つの合理的な客観的基準と、性能の1つのやや主観的な尺度があります。 これらの特性のいくつかは、単一の連続体の反対側の端で互いにトレードオフし、任意の単一の鋼合金の品質のすべてを最適化することは不可能である。 20世紀初頭以来、材料の硬さの科学的測定は、試験装置の共同発明者であるヒュー・ロックウェルにちなんで名付けられたロックウェル・スケールと呼ばれる一連の実験室試験に依存してきた。 その中でも、ナイフ鋼の硬度値を表すのに使われているのがCスケールで、数値の後に “HRC “という略号が付きます。 合金硬度試験は、試料にダイヤモンドの先端をつけた器具を所定の力で打ち込み、その結果生じたくぼみの深さが、その材料の打撃に耐える能力を反映する。 ロックウェル・スケールは、そのスコアを表すために任意の数字を使用します。

ある鋼の硬度試験結果を別の鋼と比較するためにロックウェル・スコアを使用することはできますが、ロックウェル・スコアは抽象的なので、そのスコアを試験自体の特定の観察や結果と関連づけることはできません。 ほとんどのナイフ鋼は58と62 HRCの間で得点し、大部分は50と60の間です。

使用中に永久に曲がるナイフの刃は、その鋼がタスクに対して十分な硬度を欠いていることを証明している。 場合によっては、設計者が刃の一部または全部を厚くしたり、鋼の製造方法を変えて固有硬度を高めたりして、この欠点を補うことができます。

クルーシブル・インダストリーズのCPM 20CVを使用したベンチメイドナイフの硬度は59~61HRCです。 熱処理の「レシピ」が刃物鋼の最終的な硬度に影響するため、別のメーカーが同じ鋼の異なるHRC値を提示することがあります。 この硬度は、長年ナイフ作りに使用されてきたBenchmadeの440Cの硬度(50~60HRC)よりも若干高くなっています。 靭性は、鋼が衝撃やストレスに対して、破損や欠け、亀裂を生じずにどれだけ耐えられるかということを表しています。 靭性が低いと、使用中にナイフが折れたり、使用者が怪我をしたり、予期せぬ事態を引き起こす可能性がある。

不適切な靭性は、合金式自体、鋼の熱処理方法、製造時の不適切な研削、または他の要因の多くの組み合わせに起因する可能性があります。 一般的に、靭性試験は、鋼が壊れる前にどの程度曲げることができるか、または材料がどの程度衝撃に耐えられるかを測定することに依存しています。

Crucible IndustriesのCPM 20CVは、440Cと同等の靭性を備えており、刃物の製造によく使用されるステンレス鋼として長い歴史を持っています。

3.耐摩耗性とは、さまざまな物質と接触し、粗い物質とこすれて体積の一部を失ったり、他の物質から破片を拾ったりしない能力を示す。 摩耗の原因は、切削対象物や作業環境による影響である。 摩耗試験は、ナイフの刃と破壊的な相互作用の原因との間の実際の接触をシミュレートします。

粗い表面がナイフの刃でこすれて金属の一部を取り除くとき、その摩耗の形態は摩耗を構成します。 磨耗は、包丁に高い圧力をかけなくても、鋭い刃先を鈍く丸い表面に変えてしまうことがあります。 逆に、包丁の刃の表面が滑らかであっても、他の鋼材などの硬いものと接触すると、包丁の刃に材料が付着することがあります。 摩耗とは異なり、接着は刃の表面を引き裂くのに必要な摩擦の量を作成するのに十分な高い圧力を必要とします。

Crucible IndustriesのCPM 20CVは、440Cの実質5倍の耐摩耗性を提供します。 耐腐食性は、その環境中の湿気、水分、塩分にさらされて、鋼がどれだけ酸化するのを避けることができるかを反映しています。 耐食性を向上させる最も一般的な方法は、合金の化学組成にクロムを導入することである。 ステンレス鋼 “というおなじみの用語は、実際には過度に楽観的な誤用を表していますが、クロムの含有量は、酸化を遅らせたり減らしたりする能力と相関しており、それを防止するための予防保守を可能にします。

Crucible IndustriesのCPM 20CVは440Cより大きな耐腐食を示し、440CはCPM 20CVより6/7の抵抗を持っています

5. エッジ・リテンション(Edge retention)は、刃物が使用中にどの程度、どの程度の時間、切れ味を維持するかを定量化する試みである。 CATRA(Cutlery and Allied Trade Research Association)は、相対的な刃持ちを評価しようとする試験機を開発しました。 試験機では、刃先を上に向けた包丁を装着し、シリカを5%含浸させた特殊合成紙の束を刃の上に降ろす。 刃が前後に動いて紙を切り込み、シリカの含有量によって刃がわずかに摩耗する。 この試験で測定されるのは、新品の状態での刃の性能と、刃が切り取ることができる回数と深さである。 このICP(Initial Cutting Performance)とTCC(Total Card Cut)の組み合わせが、評価項目となる。 研ぎ器も同じ試験機で評価することができる。

Crucible IndustriesのCPM 20CVは、CATRAテストのスコアで、440Cのスコア100に対して180を達成しています。

合金化学

Crucible IndustriesのCPM 20CVの完全かつ正確な合金化学は、独自の秘密となっています。 しかし、鋼の公称含有量は、炭素 1.9%、クロム 20.0%、モリブデン 1.0%、バナジウム 4.0%、シリコン 0.3%、タングステン 0.6%、およびマンガン 0.3% であるとよく記録されています。 炭素の含有量が多いので、かなりの硬度がある。 また、クロムの含有量が多いため、耐食性に優れている。 実際、CPM20CVは、バナジウムを多く含むステンレス鋼の中で最も多くのクロムを含んでいる。 このバナジウムの含有量は、靭性、耐摩耗性、および刃先の保持力を生み出します。 マンガンは、硬度、引張強度、耐摩耗性を向上させます。 モリブデンは切れ味を向上させる。

CPM プロセスとその利点

1970年、ニューヨーク州ソルベイのクルーシブル・インダストリーズは、クルーシブル粒子冶金と呼ばれる、自社設計の特許取得済み製鋼プロセスを発表しました。 この革新的な製造方法は、従来の製鋼の重大な欠点を克服し、従来から製造されている合金の使用時の性能を向上させた製品をもたらします。

昔ながらの製鋼方法では、電気炉で合金の成分が溶けます。 この溶けた金属は二次精錬を経て、取鍋に移され、金型に流し込まれる。

炉の中で溶けた状態で混ぜ合わされ、合金を構成する元素は十分に混ざり合います。 インゴット型で凝固・冷却すると、元素が分離して全体が均一でない粗い微細構造になります。 さらに加工を加えることで分離した元素を分解し、炉の中で形成された均一な混合物に戻そうとするが、元素が完全に結合することはない。 CPM 20CV の配合のように、かなりの割合の合金元素と大量の炭素を含む鋼では、元素の偏析の影響はさらに持続し、完成した金属の能力への悪影響は、より単純な合金の組み合わせの場合よりも顕著になります。 CPMは、炉の中で合金元素を溶かすという最初の必要性以外は、従来の製鋼とほとんど同じ手順で行われる。 溶けた合金は小さなノズルを通り、高圧ガスで微粒子を噴射する。 この鉄の粒子は冷却されて球状になり、溶融金属本来の均質性を保ったまま粉末になる。

粉末状の鋼鉄は、空気が除去された密閉容器に充填される。 この容器は、熱と圧力を使って鋼鉄粒子を結合し、成形体と呼ばれる固体にするHIP(Hot Isostatic Pressing)工程を経る。

CPM 20CVはマルテンサイト鋼で、レンズ状またはレンズ状の結晶粒を持つ硬い結晶構造をしているのが特徴です。 CPM 20CVのような炭素を多く含む合金では、オーステナイト化の過程で、鋼の結晶構造がフェライトからオーステナイトに変化するまで加熱されます。 マルテンサイトは、オーステナイトが急速に冷却され、鋼中の炭素が特殊な形態のフェライトを過飽和にしたときに形成される。 金属中の原子が再配列して密度が変化し、体積が変化するのである。

熱処理のプロセスは、ゆっくりとしたウォームアップから始まり、鋼の合金化学によって決定されるオーステナイト化温度まで上昇する前に均一な温度まで予熱されます。 焼入れの段階では、温度を1000度F以上下げ、金属がマルテンサイトになることを可能にします。

他の包丁用鋼との比較

他の主要な合金鋼と比較してCPM 20CVの性能を調べると、包丁作りに最適な多くの特性を備えていることがすぐに分かります。

炭素1.9%、クロム20.0%、モリブデン1.0%、バナジウム4.0%、シリコン0.3%、タングステン0.6%、マンガン0.3%で、耐摩耗性と耐腐食性が優れている。 また、良好な靭性も備えています。 7664>

CPM M4もCrucible Industriesの製品で、炭素1.42%、クロム4.0%、モリブデン5.25%、バナジウム4.0%、シリコン0.06%、タングステン5.5%、マンガン0.3%で構成されている。 高炭素鋼ではあるが、CPM20CVよりも炭素量が少なく、またクロム量も少ない。 炭素とCPM M4のモリブデン、バナジウム、タングステンの組み合わせは、優れた靭性と62~64HRCの高硬度、そして同様に高いレベルの耐摩耗性を生み出します。 ただし、CPM 20CVとは異なり、CPM M4はステンレス鋼ではありません。 この合金の酸化を防ぐには、特別な工夫が必要である。 CPM M4はCPM 20CVより少なくとも3分の1の靭性があり、耐摩耗性は同等、耐食性はおそらく7分の1です。

440C はマルテンサイト系のステンレス鋼で、優れた耐食性とHRC 58から60の高い硬度を備えています。 包丁メーカーの主力商品で、440グループの3つの鋼の中で最も炭素量が多い。 CPM20CVと比較すると、靭性は同等、耐摩耗性は約1/5、耐食性は約6/7である。

注目のナイフ

2016年のベンチメイドの製品ラインナップには、クルーシブル・インダストリーズのCPM 20CVを使用したブレードを組み込んだナイフが2本あります。 Benchmade 928 ProxyとBenchmade 698 Forayです。

Benchmade928Proxyは、ブルークラスの信頼性と耐久性を持ち、日常的に使用できます。 また、「ディアボロス」は、「ディアボロス」「ディアボロス」とも呼ばれます。 ハンドルは、左側が6AL-4Vチタン、右側がデザートタンG10ラミネートのモノロックデザインです。 リバーシブルのチップアップステンレススプリットアローポケットクリップは、3本のトルクスネジで取り付けられます。 ベンチメイド928プロキシは、0.15インチの厚さの3.87インチのブレードで、全体の8.85インチと5.09インチを閉じて測定します。 ハンドルは0.5インチの厚さを測定します。 この戦術的な、屋外、および生存指向のナイフは 4.86 オンスの重量を量る。 7664>

同じくブルークラスのナイフであるBenchmade 698 Forayは、Allen Elishewitzのデザインによるもので、Shooting Industry誌の2001 Knife of the YearとなったBenchmade 690をアップデートしたものです。 ドロップポイントブレードは、プレーンエッジとセレーションがあり、サテンフィニッシュのみです。 CPM20CVは、154CMを使用していた前作からグレードアップしている。 ベンチメイド698フォレイは、コンター加工されたブラックG10ファイバーグラス複合ハンドルスケールと410SSステンレススチールライナーを採用。 リバーシブルのチップアップポケットクリップは、どちらのハンドルスケールにも取り付け可能です。 このナイフは、全体的に7.32インチ長さ、4.14インチ閉鎖、0.137インチ厚さの3.24インチブレードと測定します。 ハンドルは0.56インチの厚さを測定します。 この日常的なキャリーとアウトドアナイフは3.58オンスの重量を量る。 メーカー希望小売価格は225ドルです。

おわりに

Crucible Industriesは、射出成形装置の部品、ペレット化および粒状化ナイフ、食品加工装置、個人用ナイフの製造に使用するためにCPM 20CVを作成しました。 これらの用途はすべて、厳しい環境下での摩耗に耐える能力が要求されます。 CPM 20CVの特性は、硬度、靭性、耐摩耗性、耐腐食性、刃の保持力を提供し、要求の厳しいナイフの所有者に優れた性能をもたらします。

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