胡桃夹子

背景

胡桃夹子是一种用于打开由某些树种生产的坚硬、干燥的水果（通常称为坚果）壳的装置。壳内的可食用物质称为内核。真正的坚果，包括我们熟悉的食物，如山核桃、榛子和胡桃，都有需要胡桃夹子的壳。其他松散地称为坚果的食物包括许多不需要胡桃夹子的食物，例如花生、杏仁和腰果，以及需要的食物，例如巴西坚果。胡桃夹子也用于打开其他坚硬的食物，如龙虾。

现代厨房中使用了各种各样的胡桃夹子，从类似钳子的简单工具到依靠精心控制的压力来打开外壳而不损坏内核的更复杂的设备。在现成的带壳坚果时代，它们的持续使用可以通过美食厨师对新鲜带壳坚果的偏好来解释。此外，许多人收集装饰性胡桃夹子，这些胡桃夹子更多是为了外观而不是日常使用。这些可收藏的胡桃夹子通常呈人或动物的形状，通常由木头雕刻而成，但也有一些由铸铁或其他材料制成。

历史

人类从史前时代就开始吃坚果，并且一直面临着破壳的问题。最早的胡桃夹子很可能是一块用来砸开坚果的石头，结果是仁碎块夹杂着壳碎块。这种方法在开发简单工具时得到了改进。早期的胡桃夹子可能是通过用铰链连接两块木头或金属制成的。通过将螺母放在两块之间并将它们挤压在一起，就可以控制施加的压力。通过这种方式，外壳可以破裂而对内核的损坏较小。

尽管胡桃夹子演变的确切细节已被历史遗忘，但到 18 世纪中叶，装饰性木制胡桃夹子已在德国的许多地方手工雕刻而成。这些设备，也被称为咬坚果者，通常类似于幽默的人物形象。坚果被放在了人偶的嘴里。一组手柄用于将人物的下巴合在一起，从而使螺母破裂。这种胡桃夹子在 19 世纪初的德国非常常见，以至于德国作家 ETA Hoffman 于 1816 年将其作为他的童话“Nussknacker und Mausekoönig”（“胡桃夹子和老鼠王”）的主人公。 俄罗斯作曲家彼得·伊里奇·柴可夫斯基1891 年将霍夫曼的故事改编成芭蕾舞剧， 胡桃夹子 从那以后一直受到观众的欢迎，导致人们对收集胡桃夹子的兴趣增加。

世界上最著名的收藏胡桃夹子的地区是 Erzebrige，这是德国靠近捷克共和国边境的山区。 Erzebrige 自 14 世纪以来就是一个多产的矿区，也将木雕作为重要产业发展起来。 Erzebrige胡桃夹子雕刻的创始人是Friedrich Wilhelm Fuuchtner。大约在 1870 年，Fuuchtner 开始使用车床以简单的人物形象（例如士兵和警察）雕刻胡桃夹子。这些胡桃夹子是用松树、山毛榉和桤木等木材雕刻而成，然后涂上鲜艳的颜色。 Fuüchtner制作胡桃夹子的Seiffen村仍然以其木制胡桃夹子和玩具而闻名。

原材料

虽然许多装饰胡桃夹子仍然是用木头手工制作的，但大多数现代日常使用的胡桃夹子都是用金属制成的。一些设计不寻常的胡桃夹子是由金属和木材或金属和硬塑料的各种组合制成的。

用于制作胡桃夹子的最常见金属是钢和铸铁。钢是铁和少量碳的合金。铸铁是铁和数量稍多的铁的合金。用于制造这两种材料的原材料是铁矿石和焦炭。在没有空气的情况下将煤加热到高温时会形成焦炭，从而产生富含碳的物质。

铬和镍通常添加到钢中以形成不锈钢。它们也可用于涂覆钢。一些作为令人印象深刻的礼物的钢胡桃夹子涂有银或金。

制造
过程

制造铸铁和钢

• 1 铁矿石是从露天矿中挖掘出来的。矿石以各种尺寸获得，从直径小至 0.04 英寸（1 毫米）的颗粒到直径大至 40 英寸（1 米）的块状物。大块通过被压碎而减小尺寸。较小的碎片然后通过筛子按大小分类。小颗粒一起熔化成大块，这一过程称为烧结。要制造铸铁和钢，矿石块的直径应为 0.3-1 英寸（7-25 毫米）。
• 2 传送带将铁矿石和焦炭的混合物运送到高炉顶部。高炉是一个高大的垂直钢竖井，内衬耐热砖和石墨。铁矿石和焦炭的混合物，称为炉料，通过高炉落下。同时，加热到 1,650-2,460° F (900-1,350° C) 的空气被吹入高炉。热空气燃烧焦炭，释放出一氧化碳和热量。一氧化碳与矿石中存在的氧化铁反应形成铁和二氧化碳。这个过程的结果是熔融生铁，它由至少 90% 的铁、3-5% 的碳和各种杂质组成。
• 3 要制造铸铁，将熔化的生铁冷却成固体。然后将其与废金属混合。选择废金属以产生具有所需特性的最终产品。生铁和废金属的混合物通过传送带移动到冲天炉的顶部。冲天炉类似于高炉，但要小一些。生铁和废金属落在热焦炭床上，空气被吹过。这个过程去除了杂质和一些碳，产生了熔融的铸铁，在冷却时将其倒入模具中形成铸锭。
• 4 要炼钢，必须去除生铁中的大部分碳。最常用的炼钢方法被称为碱性氧气法。此程序使用内衬耐热砖的钢制容器。将适当类型的废金属装入容器中，以生产具有所需特性的钢材。通常直接从高炉运输而无需冷却的生铁被添加到废金属中。纯氧以极高的速度吹入混合物中。氧气与混合物中的各种杂质反应形成固体混合物，称为熔渣，漂浮在熔融金属上。氧气还以一氧化碳气体的形式去除大部分碳。石灰（氧化钙）也加入到混合物中。石灰充当助熔剂；也就是说，它使混合物中的物质在比没有它的情况下更低的温度下熔化在一起。石灰还以硫化钙的形式去除硫，硫化钙是炉渣的一部分。从钢水中去除炉渣，将钢倒入模具中以形成钢锭，在辊之间冷却以形成板材，或以其他方式固化。

铸铁和钢的成型

• 5 铸铁，顾名思义，通常通过铸造成型。铸造包括将熔融金属倒入模具中。铸铁最常用的方法是砂铸。 大多数手持胡桃夹子都是不锈钢材质的。钢铁的制造过程是将开采的矿石放入熔炉中熔化以进行精炼。熔化后，纯铁沉到底部，而炉渣则浮到顶部。添加铬和镍以制造不锈钢。所需产品形状的图案由木材、粘土、金属或塑料制成。图案被牢固地包裹在沙子中，沙子与各种称为粘合剂的物质结合在一起。沙子混合物通过各种方法硬化，这些方法可能涉及热量、压力或化学物质。从硬化的沙子上去除图案。将熔融铸铁倒入所得模具中并使其冷却成固体。
• 6 钢可以以多种方式成型。钢水可以倒入模具中，就像铸铁一样。它也可以通过冷冲压成型。该过程涉及将具有所需产品形状的锋利模具冲压成薄钢板。模具切割钢材，形成产品。钢也可以通过落锤锻造成型。这个过程还需要一个成型的模具，称为落锤。落锤被敲打成炽热的钢条。模具的压力在塑造产品的同时强化了钢材。

组装胡桃夹子

• 7 铸铁部件在组装前必须清洁和抛光 砂型铸造是铸铁最常用的方法。图案由木头、粘土、金属或塑料制成，然后用各种称为粘合剂的物质牢固地装入沙子中。使用热、压力或化学品将砂混合物硬化成模具。将熔融铸铁倒入所得模具中并使其冷却成固体。进入胡桃夹子。滚珠轴承以高速撞击铸铁以去除附着在其上的任何沙子。然后用平面磨床对铸铁进行抛光。平面磨床通常是一个快速旋转的轮子，上面覆盖着磨料。磨料磨掉铸铁表面的一小部分，使其光滑。
• 8 钢部件通过加热和冷却来硬化，这一过程称为回火。
• 9 根据胡桃夹子的确切结构，组装可能相当简单，也可能相当复杂。它使用精密钻孔设备在金属上形成孔。然后将组件放在一起，铆钉或螺钉穿过孔并拧紧以将胡桃夹子的碎片固定到位。一些胡桃夹子也可能需要焊接。
• 10 如果胡桃夹子由不锈钢制成，通过在废金属和熔融生铁混合物中添加铬或镍形成，则不需要保护涂层。其他金属通常涂有铬或镍。这些金属涂层是通过在含有带正电的铬或镍颗粒的溶液中给胡桃夹子带负电荷来施加的。颗粒被吸引到胡桃夹子上，均匀光滑地覆盖它。将涂有涂层的胡桃夹子从溶液中取出，清洗干净，准备好包装和运输。

质量控制

铸铁和钢零件成型后，对其进行检查以确保所有形状都正确。在成型过程中产生的锋利边缘或小不规则处，可以使用锉刀等工具手工去除。

在组装过程中，用于钻孔的工具可能会导致金属不规则。同样，这些可以使用手动工具移除。

涂漆或电镀后，检查胡桃夹子以确保保护涂层覆盖整个表面。任何发现的缺陷都可以通过重复该过程来纠正。

样品胡桃夹子可以在制造后进行测试，以确保其正确操作。一般来说，胡桃夹子是非常可靠的工具，因此不需要频繁测试。

未来

尽管胡桃夹子似乎是一种简单的设备，几乎没有改进的余地，但发明家们一直在寻找更好的方法来打破外壳而不损坏内核。已经提出了与传统的钳形胡桃夹子大不相同的各种设计。

一个简单但创新的设备由一个金属螺丝组成，它可以旋转到一个小塑料碗中。将螺母放入碗中，拧紧螺钉直至外壳破裂。使用类似机制的更复杂的设备由一个小金属手柄组成，该手柄连接到一个包含开口的大手柄。螺母放置在开口中。将小手柄拉向大手柄会使旋钮朝螺母向上倾斜一个槽口。重复该动作会增加压力，直到螺母破裂。这两种装置都允许仔细控制施加在螺母上的压力；压力过小不能使外壳破裂，但压力过大会使内核破碎。

在德克萨斯本土惯性胡桃夹子中发现了更激进的设计。这种不寻常的装置由橡木、钢和铝制成，使用橡皮筋为撞锤提供动力，从而使螺母破裂。这种创新设备的仿制品通常由硬塑料制成，形状可能像一把扳机拉动橡皮筋的枪。未来的胡桃夹子设计将继续发生变化，而具有 19 世纪工匠风格的收藏品木制胡桃夹子将继续流行。