Tsumiwakashi：日本刀鍛製中多層鋼材堆積與加熱之鍛接科學
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折疊與鍛造的「前置階段」決定了品質
在討論日本刀的製造過程時，最常被討論的是「ori-kaeshi tanren」（折疊與鍛造）。人們普遍知道反複折疊與鍛造 tamahagane 的過程會影響刀身的品質，但對其「前置階段」「tsumi-wakashi」（堆積與加熱）過程的專業說明卻很少。
Tsumi-wakashi 是將選定的 tamahagane 片進行堆積，在鍛爐中加熱，並進行鍛接（tansetsu）的過程。此過程創造出成為折疊與鍛造材料的「鋼塊（kogane）」，這是直接影響日本刀最終品質的重要步驟。
從 Tamahagane 選擇到堆積
由 tatara 冶煉製造的 tamahagane 到達鍛刀師手中時，是具有不同含碳量（碳百分比）的非均質材料。高含碳量的部分堅硬而脆，而低含碳量的部分則柔韌且堅牢。
鍛刀師用小錘子敲碎 tamahagane，並通過觀察截面顏色、裂紋圖案和晶體的粗糙度來評估含碳量。在這個稱為「wari」（分割）的選擇過程中，材料被分離為外層（kawagane）的高碳鋼和內核（shingane）的低碳鋼。
在 tsumi-wakashi 中，選定的鋼片堆積在鐵板（shitakura）上，覆蓋由稻草灰（warabai）和水混合而成的「泥」，然後放入鍛爐。這種泥充當「熔劑」，防止加熱期間鋼的氧化，並幫助溶解鍛接表面上的氧化垢，以促進金屬之間的直接結合。
鍛爐溫度控制——1300°C 為臨界點
Tsumi-wakashi 中最關鍵的方面是溫度控制。鍛接所需的溫度因鋼的類型而異，但對於 tamahagane，目標範圍通常是 1200–1350°C（鋼「沸騰」或 niwaku 的狀態）。
「沸騰」狀態是通過視覺觀察來確定的。當鍛爐中鋼的光澤從橙色變為接近白色，並且無數小火花（waki-hana）開始在表面散射時，這表示已達到適合鍛接的溫度。這種狀態被稱為「waki-hada」，鍛刀師通過觀察此條件來判斷從鍛爐中移除鋼的時機。
如果溫度太低，鍛接將不完全，並在隨後的折疊與鍛造過程中發生「hagaré」（分層）。相反，如果溫度過高，會發生「yake-futori」（碳損失和晶界融合），導致鋼變弱。這種微妙的平衡無法用數字測量，完全取決於熟練鍛刀師的經驗和視覺判斷。
鍛接時刻——精確控制錘子力度和角度
從鍛爐中取出的加熱堆積鋼被放在砧（kanatoko）上，並通過用大錘（ōtsuchi）敲擊進行快速鍛接。由於初始敲擊決定了整體形狀，因此需要主人和學徒（sakite）之間的協調連貫敲擊。
在鍛接期間，敲擊的角度和力度至關重要。當堆積的鋼被壓在一起時，氧化垢（noro）被驅向外部以防止其留在內部。如果 noro 被困在內部，它就成為「鍛造缺陷」（kitakizu），導致成品刀上的缺陷。
此工作必須快速完成，因為只有從鍛爐中取出鋼後的幾十秒才能保持適當的溫度。當鋼冷卻時，它發展出「粘性」（nebari），變得更難敲擊，需要重新加熱。相反，如果持續過度加熱，氧化會加劇。主人和學徒之間的協調連貫敲擊最大化了這個短暫的機會窗口。
現代科學揭示的鍛接機制
現代冶金學已部分闡明 tsumi-wakashi 的鍛接機制。鋼的鍛接（固相結合）是一種現象，其中熔劑（稻草灰中的 SiO₂ 和 K₂O）溶解並去除結合表面上的氧化膜，乾淨的金屬表面在高溫高壓下接觸形成「擴散結合」。鐵原子在結合面上相互擴散，消除不同的邊界，形成統一的鋼。
然而，儘管有這種理論上的理解，在實踐中，氣候、木炭品質、鍛爐狀況和單個 tamahagane 批次特性的變化使得不可能僅通過數值管理來實現適當的鍛接。這就是為什麼鍛刀師的「經驗知識」至今仍然不可或缺。
Tsumi-Wakashi 操作的次數和鋼均質化
由於單個 tsumi-wakashi 和鍛接操作不足以充分使鋼均質化，通常需要重複 2–3 次或更多次的 tsumi-wakashi → 鍛接 → 折疊與鍛造週期。
第一個 tsumi-wakashi 開始時含碳百分比和碳分佈不同，通過重複鍛接和折疊逐漸進行均質化。完全均質化不一定是目標；相反，重要的是在 tsumi-wakashi 階段有意分離材料以達到所需的「低碳 shingane 和高碳 kawagane」碳分佈。
每所刀劍製造學派都對 tsumi-wakashi 操作的次數和材料組合有自己的方法，這反映在每個學派獨特的「jihada 特徵」中。即使使用相同的 tamahagane，tsumi-wakashi 程序中的差異也會產生 jihada 圖案的變化（itame、kō-itame、mokume 等）。
結論：看不見的過程決定了刀身品質
儘管 tsumi-wakashi 是日本刀製造中最不起眼的過程之一，但此階段的含碳量選擇、鍛接的精度和適當的溫度管理決定了折疊與鍛造後所有後續過程的品質基礎。正如諺語「偉大的刀身始於材料」所暗示的那樣，鍛刀師在 tsumi-wakashi 階段選擇 tamahagane 的眼光和鍛接技術是創造傑作刀的第一個條件。
