制造技术
戚继光在《纪效新书》中的“腰刀制”中有这样的记载:“腰刀造法:铁要多炼,刃用纯钢,自背起用平铲平削至刃,刃芒平磨,无肩乃利,妙尤在尖,……刀要与手相轻,柄要短,形要弯,庶宛转牌下,不为所碍。”明代另一本科普读物《天工开物》中也有关于腰刀制造工艺的说明:“刀剑绝美者以百炼钢包裹其外,其中仍用无钢铁为骨,……其次寻常刀斧,只嵌钢于其面。”这两本古籍中提到的刀剑锻造方法就是中国传统的夹钢工艺,即将含碳量低的熟铁或炒钢用火加热后,用大锤反复折叠锻打,在此过程中,铁中的杂质就会逐渐析出,同时也使金属的组织密度加大,在经过数次乃至数十次的折叠后,再夹入一段 “灌钢”(也称“宿铁”,多是含碳量在0.8%~1.0%左右的高碳钢),以此作为刃钢,然后将刀体整体锻造成型,淬火之后刀身即告完成。就当时的技术水平来说,这种工艺可以使刀剑刚柔相济,达到较高的水平。由于折叠锻造会使刀身出现含碳量高低不同的分层现象,含碳量不同的多层组织及各层之间的夹杂分界物在刀身抛光研磨之后,会在刀表面上显现出美丽的花纹(也称锻纹)和夹钢线,其花纹可观而不可触,或如山谷间奔流的小溪,或如灿灿星河,或如阳光下升腾的烟雾一样美丽而神秘,这就是所谓“焊接型花纹钢”现象。
此外,在明清文献杂记中,还有一些值得注意的化学热处理工艺,例如唐顺之《武备·前编》中记载用“羊角煅灰,粉心水提出,酸口草灰,硝,酱起刀花”;《物理小识》记载“钢刀淬火后,用虎骨朴硝酱或羊角、乳发末涂抹刀身,烧红后再淬”。现在看来,这类工艺可能是一种类似倭刀淬火技术的表面硬化技术。清代陈克恕《篆刻针度》记载,用猪牙、头发及硝烧成灰,以酽醋调和,在刀刃上涂抹成锯齿状的图案然后再加热淬火,被称为“马牙钢”或 “马齿嵌钢”,因为经过这样处理过的刀剑刃部会变得极其坚硬,在磨砺之后,刃口上的锯齿形图案会变得有突兀感。近年来一些刀剑收藏家手中的“马牙钢”、“马齿嵌钢”刀剑证明了这种中华民族独有的刀剑热处理方式的存在。