鎖芯彈子材料硬度對(duì)單鉤開(kāi)鎖痕跡影響的研究

朱紅慧

(南京森林警察學(xué)院，江蘇·南京 210023)

單鉤是技術(shù)開(kāi)鎖案件中較為常見(jiàn)的一種開(kāi)鎖工具，外觀類(lèi)似L形。開(kāi)鎖時(shí)將工具從鑰匙槽伸口入鎖孔，用開(kāi)鎖工具的L形頭部逐個(gè)頂壓鎖芯中的圓頭彈子實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖，因此單鉤開(kāi)鎖形成的痕跡主要集中在鎖芯的圓頭彈子上。痕跡的反應(yīng)很大程度上決定于彈子材料的性能，隨著鎖具行業(yè)的發(fā)展，鎖芯彈子材料類(lèi)型不斷發(fā)生改變，如目前除了常見(jiàn)的銅制鎖芯外，還有合金、鍍鎳、鍍鉻等多種材料。鎖芯彈子上的痕跡形態(tài)是確定開(kāi)鎖方式、判斷案件性質(zhì)的重要依據(jù)?，F(xiàn)有的檢驗(yàn)方法是通過(guò)解剖鎖具，取出鎖芯中的圓頭彈子，尋找、觀察彈子表面的痕跡。可見(jiàn)，這一系列檢驗(yàn)過(guò)程忽略了痕跡形成中的一個(gè)重要因素——客體材料的性能，未能將痕跡檢驗(yàn)與客體材料的硬度建立聯(lián)系。

眾所周知，不同材料的物理性能存在一定的差異性。因此，技術(shù)開(kāi)鎖工具在不同硬度的彈子上留下的痕跡也會(huì)有差異，這種差異性的存在勢(shì)必影響推斷案件性質(zhì)的準(zhǔn)確性。如果在分析鎖芯彈子表面痕跡的同時(shí)，結(jié)合彈子材質(zhì)進(jìn)行綜合判斷，可以使案件的推斷結(jié)果更具科學(xué)性。目前材料學(xué)領(lǐng)域?qū)饘俨牧衔锢硇阅艿臋z測(cè)方法已經(jīng)發(fā)展相當(dāng)成熟了，這為鎖具痕跡檢驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展提供了方法依據(jù)。在這方面敖琪和馬元元已經(jīng)對(duì)“材質(zhì)硬度對(duì)原配鑰匙的增配夾持痕跡的影響”進(jìn)行了研究*敖琪，馬元元.材質(zhì)硬度對(duì)凸齒原配鑰匙增配夾持痕跡的影響.刑事技術(shù),2010，(6):10-12.，他們的研究集中在增配鑰匙痕跡方面。技術(shù)開(kāi)鎖案件更多地利用開(kāi)鎖工具替代鑰匙開(kāi)鎖作案，對(duì)鎖芯彈子材料硬度影響開(kāi)鎖痕跡的研究還未見(jiàn)報(bào)道。使技術(shù)開(kāi)鎖痕跡檢驗(yàn)更具科學(xué)性，為案件偵查提供準(zhǔn)確的方向，本文采用實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)鎖芯彈子材料硬度對(duì)單鉤開(kāi)鎖痕跡的影響開(kāi)展研究。

一、實(shí)驗(yàn)

(一)實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料

HIACHI-S-3400N-EDX能譜儀、硬度測(cè)試儀、三維視頻顯微鏡、體視顯微鏡、單鉤(開(kāi)鎖工具)、實(shí)驗(yàn)鎖具、鎖具解剖工具。

(二)實(shí)驗(yàn)方法

1.選購(gòu)堅(jiān)力、幫能、萬(wàn)豐三種品牌的插芯門(mén)鎖各16把作為實(shí)驗(yàn)鎖具，選取同一類(lèi)型、相同材質(zhì)的單鉤5把(未使用過(guò))作為開(kāi)鎖實(shí)驗(yàn)工具。

2.從每種實(shí)驗(yàn)鎖具中隨機(jī)抽取1把，用常規(guī)的方法進(jìn)行解剖，取出鎖芯中的圓頭彈子，用物證袋按品牌分類(lèi)包裝，貼上對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽備檢。

3.用能譜儀對(duì)三種鎖具彈子的主要金屬成分進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為堅(jiān)力、幫能、萬(wàn)豐三種品牌鎖芯彈子的主要金屬成分分別是銅、鐵、鍍鎳，三種彈子材料的能譜(見(jiàn)圖1)。

4.用硬度測(cè)試儀在0.05公斤的載荷下，對(duì)三種鎖具彈子的壓入硬度(維氏硬度)進(jìn)行檢測(cè)，獲得的平均硬度值(見(jiàn)表一)，對(duì)三種鎖具彈子的劃痕硬度(莫氏硬度)進(jìn)行檢索，檢索結(jié)果(見(jiàn)表二)。

5.將剩余的鎖具分成5組，使每組鎖具分別有銅、鐵、鍍鎳彈子鎖各1把。

6.將單鉤依自然數(shù)字的順序編號(hào)。

7.由同一人按照單鉤的編號(hào)順序，使用單鉤分別對(duì)鎖具進(jìn)行開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)，然后將鎖具進(jìn)行解剖，取出彈子對(duì)應(yīng)編號(hào)后置于顯微鏡下觀察，比較三種鎖具彈子痕跡的反映情況。

圖1 實(shí)驗(yàn)鎖具彈子能譜圖

表一 實(shí)驗(yàn)鎖具彈子硬度測(cè)試值

表二 實(shí)驗(yàn)鎖具彈子莫氏硬度值

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

(一)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)三種材質(zhì)彈子上的痕跡比較發(fā)現(xiàn)，不同編號(hào)單鉤開(kāi)啟同一種材質(zhì)鎖具，在彈子上形成痕跡的位置和痕跡形態(tài)存在差異。具體表現(xiàn)為，痕跡分布在圓頭彈子球面的中心和邊緣，球面中心痕跡顯微形態(tài)呈不規(guī)則的凹陷狀，邊緣痕跡的顯微形態(tài)多為不規(guī)則的短線(xiàn)。同一把鎖具中彈子所處的位置不同，其表面痕跡的量不相同。表現(xiàn)為，靠近鑰匙槽外端的痕跡的數(shù)量比靠近里端的少。同一把單鉤開(kāi)啟不同金屬材質(zhì)的鎖具，在彈子球面形成的痕跡反映程度各不相同。表現(xiàn)為，在銅質(zhì)彈子表面單鉤遺留的痕跡較為清晰，在鐵質(zhì)彈子上次之，鍍鎳彈子表面在顯微鏡下有時(shí)觀察到痕跡，開(kāi)鎖痕跡反映程度的比較(見(jiàn)表三，圖2)。

表三 實(shí)驗(yàn)鎖具彈子對(duì)單鉤開(kāi)鎖痕跡反映程度的比較

圖2 銅、鐵、鍍鎳彈子球面痕跡反映

(二)討論

1.單鉤開(kāi)鎖的過(guò)程與形成痕跡的原理

單鉤開(kāi)鎖是利用單鉤的L形頭部頂壓位于鎖芯內(nèi)部的圓頭彈子球面，使彈子克服彈子彈簧的阻力退縮至彈子孔內(nèi)，從而解除圓頭彈子對(duì)鎖芯的制栓作用實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟鎖具的目的*朱紅慧，蔣敬.平板凹齒復(fù)制鑰匙開(kāi)啟彈子鎖痕跡的研究.湖南警察學(xué)院學(xué)報(bào),2014，(2):18-23.。由于開(kāi)鎖人徒手操控單鉤，憑借手指對(duì)開(kāi)鎖工具的感覺(jué)進(jìn)行操作，單鉤頭部與彈子接觸的準(zhǔn)確率遠(yuǎn)低于鑰匙齒頂與彈子球面的接觸，因此形成的痕跡頒布范圍較廣。另由于單鉤L形頭部的面積微小與彈子錐形球面在接觸過(guò)程中會(huì)形成擦劃和印壓兩種形式的接觸，因此會(huì)留下兩種類(lèi)型的痕跡*朱紅慧，明小剛，婁巖.內(nèi)窺鏡下L形開(kāi)鎖器痕跡檢驗(yàn)的研究.中國(guó)司法鑒定,2014，(2):18-23.。

從材料學(xué)的角度分析，材料在受外力作用的同時(shí)其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的內(nèi)力，內(nèi)力至最大值時(shí)稱(chēng)之為內(nèi)力極限，材料學(xué)稱(chēng)之為內(nèi)應(yīng)力極限。在內(nèi)應(yīng)力極限范圍內(nèi)，內(nèi)應(yīng)力的大小是隨著外力的變化而改變的，當(dāng)外力小于內(nèi)應(yīng)力時(shí)，在材料表面產(chǎn)生彈性形變，材料的結(jié)構(gòu)不會(huì)遭破壞，基于此原理，單鉤開(kāi)鎖時(shí)在彈子表面不會(huì)留下痕跡；當(dāng)外力超過(guò)內(nèi)應(yīng)力的極限時(shí)，則發(fā)生塑性形變，材料在外力的作用下結(jié)構(gòu)被破壞，因此在鎖芯彈子的表面留下痕跡。

2.材料硬度對(duì)單鉤開(kāi)鎖痕跡的影響

硬度即材料的軟硬程度，是指材料抵抗塑性形變，特別是局部變形、壓痕或劃痕的能力。金屬材料的硬度有壓入硬度和劃痕硬度兩類(lèi)。壓入硬度是表征金屬材料抵抗壓痕的能力，即反映壓痕附近局部體積金屬的彈性形變、微量塑性形變以及大量塑性形變的能力。單鉤開(kāi)啟鎖具將圓頭彈子往彈子孔中進(jìn)行頂壓時(shí)，單鉤的L形頭部對(duì)彈子球面形成一個(gè)正壓力，此時(shí)彈子金屬材料的內(nèi)部形成應(yīng)力，在表面形成彈性形變，當(dāng)單鉤壓力大于材料的屈服極限時(shí)，則形成塑性形變，在彈子球面上留下印壓痕跡，反之則產(chǎn)生彈性形變，在彈子表面觀察不到印壓痕跡。因此彈子材料壓入硬度的大小是形成印壓痕跡影響因素之一。這一點(diǎn)，從前述的彈子材料硬度測(cè)試結(jié)果與單鉤開(kāi)鎖痕跡的反映程度的相關(guān)性能夠獲得充分證明。劃痕硬度是指材料抵抗劃痕的能力，主要反映金屬對(duì)切斷破壞的抗力。較為通俗的理解，就是劃痕硬度高的物體能在硬度低的物體表面擦劃留下痕跡，如尖端鋒利的金屬在塑料表面擦劃，能使塑料組織被切劃脫離客體表面而形成擦劃痕跡；反之，塑料在金屬表面摩擦切劃則不容易發(fā)生上述的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)表明，單鉤開(kāi)鎖時(shí)除了頂壓彈子進(jìn)行印壓作用外，還會(huì)在彈子表面進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生擦劃，如果單鉤的擦劃硬度大于彈子會(huì)在彈表面留下擦劃痕跡，如果等于則形成的痕跡很淺或觀察不到痕跡，如果小于彈子的硬度則完全尋找不到擦劃痕跡。本項(xiàng)研究中，開(kāi)鎖工具材料的硬度為定值，從開(kāi)鎖痕跡的反映程度隨彈子材料硬件度測(cè)試值的變化規(guī)律也可以驗(yàn)證上述觀點(diǎn)。因此，彈子材料劃痕硬度的大小也是形成單鉤擦劃痕跡的主要因素之一*陳保華，趙曉峰.常用硬度的測(cè)試原理及表示方法.金屬加工，2008.(5)：69-71.。

3.實(shí)驗(yàn)因素對(duì)單鉤開(kāi)鎖痕跡的影響

開(kāi)鎖工具的影響。用單鉤進(jìn)行開(kāi)鎖實(shí)驗(yàn)，為了減少工具刃口結(jié)構(gòu)和工具材質(zhì)硬度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，選擇了相同型號(hào)、相同款式的單鉤作為實(shí)驗(yàn)工具，但是不能完全避免不同工具個(gè)體之間加工痕跡差異性的影響。通過(guò)顯微鏡觀察單鉤頭部結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，不同單鉤個(gè)體的L形頭部端面的傾斜程度、頂端端面的光滑程度、頂端端面邊沿的圓潤(rùn)程度存在差異性。有的端面平整光滑邊沿圓潤(rùn)；有的端面有一定的傾斜角度，且粗糙，邊沿呈現(xiàn)銳角。用端面平整光滑、邊沿圓潤(rùn)的工具開(kāi)鎖時(shí)，端面與彈子表面的接觸面積相對(duì)較大，彈子表面單位面積所受的力較小，形成的痕跡相對(duì)較淺，痕跡在外觀形態(tài)上則表現(xiàn)為較為模糊；用端面傾斜粗糙、邊沿有銳角的工具開(kāi)鎖，端面與彈子的接觸面積較小，單位面積所受的力較大，形成的痕跡相對(duì)清晰。

材料硬度測(cè)試的影響。材料學(xué)認(rèn)為，在一個(gè)獨(dú)立的整體材料上，不同部位的硬度存在一定的差異。本實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的彈子材料硬度只是對(duì)彈子球面進(jìn)行打磨測(cè)試五次后取的平均值，按照材料學(xué)理論分析，彈子球面、彈子則面、同一鎖芯中不同位置上彈子材料硬度都會(huì)存在一定差異，在一定程度上也會(huì)對(duì)其表面的痕跡造成影響。

實(shí)驗(yàn)者操作的影響。為了排除開(kāi)鎖技術(shù)差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)確定由同一人進(jìn)行開(kāi)鎖實(shí)驗(yàn)，以確保技術(shù)因子的穩(wěn)定性，但仍然不可避免操作疲勞所引起的用力大小的變化。眾所周知，力是痕跡形成要素中較為重要的因素之一，實(shí)驗(yàn)者徒手操作難以對(duì)力的大小和方向保持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的值，因此不可避免的會(huì)引起痕跡的變化。通過(guò)將同種鎖具相同位置的彈子表面痕跡進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，痕跡分布和清晰度都有一定的差異。另外，實(shí)驗(yàn)工具的磨合期對(duì)實(shí)驗(yàn)者操作流暢程度的影響也會(huì)導(dǎo)致的痕跡微變化。

三、結(jié)論

鎖芯材料硬度對(duì)單鉤開(kāi)啟插芯門(mén)鎖痕跡的反映程度有較為明顯的影響。從同種材質(zhì)單鉤開(kāi)啟插芯門(mén)鎖的實(shí)驗(yàn)結(jié)果獲知，單鉤開(kāi)鎖痕跡反映程度隨著材料硬度的增大而減小。在檢驗(yàn)鎖具彈子表面痕跡時(shí)，應(yīng)結(jié)合客體材料的硬度進(jìn)行綜合評(píng)判。對(duì)不同材質(zhì)鎖具彈子上痕跡之間的差異，在排除嫌疑人的技術(shù)因素和個(gè)體因素外還應(yīng)考慮材料硬度的關(guān)系，對(duì)于顯微鏡下無(wú)痕跡顯現(xiàn)的檢驗(yàn)結(jié)果更應(yīng)充分考慮材料硬度的影響因素，不能就此做出“未經(jīng)技術(shù)開(kāi)鎖”的檢驗(yàn)結(jié)論。