蔡司Stemi DV4体式显微镜; 奥林匹斯SZX16体式显微镜; 蔡司smartzoom5超景深显微镜; 尼康NIKON D750数码相机; 佳能PowerShot SX730 HS数码相机; “ 软硬开” 工具套装; 拆锁工具; 3种不同品牌一字双排曲线槽锁具各10把。

由于本研究购买的锁具只有工程端加装了边柱结构, 另一端仅有弹子结构不能用做对照, 因此在锁具内部结构尚不明确时, 为了保证拆锁后的检验均有空白样本和正常使用样本作为对照, 将锁具按品牌分组, A组为“ 如意” 牌, B组为“ 一加一” 牌, C组为“ 美利保” 牌, 每组各10把锁。每组各随机选取一把锁作为空白样本, 不进行任何操作。其余锁均使用钥匙模拟正常开启动作1 200次（每次均将钥匙插入锁内旋转两圈后拔出）。在模拟正常开启的每组9把锁中各随机选取一把作为正常使用样本, 不进行技术开启操作。使用生料带作为“ 软硬开” 工具填充物开启每组锁中的其他8把锁具作为实验样本, 并记录开启情况。随后解剖空白和正常使用样本, 检验并记录痕迹情况, 再对实验样本进行解剖, 并对照空白和使用样本痕迹研究记录痕迹情况, 最终总结一字双排曲线槽锁具所留痕迹特点、分布情况, 得出检验要点。

1.2.1 使用“ 软硬开” 工具开启锁具情况

使用“ 软硬开” 工具制作实验样本时, A组有两把锁套筒破裂, 未能成功开启, 之后插入钥匙时有明显阻塞感, 但插入钥匙后大力转动仍能开锁。A组另有两把锁使用工具两次才完成开启, C组有一把锁使用工具两次完成开启, 此三把锁开启时间在60 s以上; 其他锁均使用工具一次完成开启, 开启时间在60 s以内。

1.2.2 一字双排曲线槽锁结构

一字双排曲线槽锁具的钥匙呈一字板状, 正反两面结构相同, 有两排暗齿凹窝和一排曲线槽。锁具的主要结构包括锁芯、锁体、圆头弹子、平头弹子、滑块、边柱、弹簧、卡簧、锁芯传动件等（图1）。

图1

Fig.1

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	图1 一字双排曲线槽钥匙锁具主要结构（1：边柱; 2：滑块; 3：锁芯; 4：圆头弹子; 5：平头弹子; 6：弹簧; 7：钥匙; 8：锁体; 9：卡簧; 10：套筒）Fig.1 The main parts of a pin-vane mortised lock (1: column; 2: sliding block; 3: cylinder plug; 4: round-head pin; 5: flat-end pin; 6: spring; 7: key; 8: cylinder body; 9: cylinder plug collar; 10: cylinder plug housing)

其闭锁结构由销键制锁结构和边柱制锁结构两部分组成, 销键制锁结构主要由平头弹子、圆头弹子、弹子弹簧组成, 对应钥匙上的双排暗齿凹窝。边柱制锁结构主要由滑块、边柱、弹簧组成, 对应钥匙上的曲线槽。当钥匙插入锁芯内, 钥匙与所有的圆头弹子配合将平头弹子全部顶出锁芯, 解除弹子对锁芯的锁定; 同时, 钥匙曲线槽带动锁芯内滑块上的小凸起左右滑动至滑块背面四个缺口与锁芯边柱槽对齐, 使卡在锁芯和套筒之间的边柱落至槽内, 完全进入锁芯, 解除边柱对锁芯的锁定。两部分同时解除锁定才能开锁（图2）。

图2

Fig.2

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	图2 边柱制锁结构（a：闭锁状态; b：开锁状态）Fig.2 Structure of the column-shaped lock plug (a/b: at locked/open state)

本次实验使用的3组锁具的边柱制锁结构不完全相同, A、B两组锁具为普通边柱和滑块的组合, C组锁具为铡刀片钢珠和滑块的组合（图3）。

图3

Fig.3

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	图3 三组实验样本的边柱及滑块（a：A组的边柱及滑块; b：B组的边柱及滑块; c：C组的铡刀片、钢珠及滑块）Fig.3 Columns and sliding blocks of three groups’ locks (a/b: A/B group’ s; c: C group’ s blade, steel balls and sliding blocks)

1.2.3 “ 软硬开” 工具的构成及成痕原理分析

“ 软硬开” 工具中, 用于开启一字双排曲线槽锁的工具头的一面上有一条直线槽（图4a）, 作用是推动锁内滑块上的小凸起, 还有两条对应匙槽方筋间隙的方筋, 作用是使工具头以近似钥匙的形状顺利进入匙槽; 另一面上有一条凹槽, 作用是与锡纸、泡棉或生料带等填充物配合解除弹子的销键制锁。使用时, 首先在工具头上的凹槽内加装填充物（本文实验中加装的填充物为生料带, 图4b）, 再将工具头与长加力杆组合插入锁中, 晃动长加力杆至锁具打开。晃动过程中, 工具头与匙槽直接接触, 匙槽会受到工具头摩擦、挤压和撞击; 一部分圆头弹子及一部分平头弹子会受到锁芯弹子孔边缘及锁体弹子孔边缘形成的剪切力作用; 滑块会受到直线槽的推动和挤压作用, 同时会与边柱相互摩擦挤压; 套筒会受到边柱挤压作用。以上部位均有可能形成技术开锁痕迹。

图4

Fig.4

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	图4 填充生料带的工具头（a：有直线槽的一面; b：有生料带的一面）Fig.4 Working head filled with PTFE tape (a: the side carved with straight grooves; b: the side filled with PTFE tape)

2.1.1 套筒裂痕

一字双排曲线槽锁的套筒上开有凹槽, 配合边柱共同完成制锁。在锁具加工材料脆性较高的情况下, 套筒上的凹槽较薄的部分难以承受“ 软硬开” 工具晃动时边柱对其产生的作用力, 因而发生断裂。本次实验中A组锁具有两把套筒断裂（图5）。

图5

Fig.5

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	图5 套筒状态（a：正常使用样本的套筒; b：出现轻微裂痕的套筒; c：出现严重裂痕的套筒）Fig.5 The states of cylinder plug housing from (a) a normal-using sample and (b/c) having slight/severe broken fissure

2.1.2 匙槽口痕迹

实验发现, 正常使用样本的匙槽口会因多次使用钥匙开锁产生轻微的变形, 主要表现为匙槽口的边角由锐利变平缓（图6a、6b）。使用“ 软硬开” 工具开锁时, 锁芯匙槽口会因工具不断晃动产生明显的扩口变形（图6c、6d）, 且匙槽口变形程度随开启时间增长而增大。实验样本中约50%锁具匙槽口出现了扩口变形。

图6

Fig.6

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	图6 匙槽口痕迹（a：空白样本匙槽口; b：正常使用样本匙槽口; c：轻微变形的实验样本匙槽口; d：严重变形的实验样本匙槽口）Fig.6 Marks on the keyhole of (a) the blank sample and (b) operating with the normal key and (c/d) having slight/severe deformation

2.1.3 匙槽内残留物

在推送工具头进入锁内以及开锁后抽出工具头时, 弹子可能会卡住生料带, 留下生料带残留物。实验中, 约50%锁具内能观察到生料带残留物（图7）。

图7

Fig.7

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	图7 锁芯内的残留物Fig.7 Residua left in the cylinder plug

2.2.1 匙槽内壁痕迹

由于工具头与匙槽存在一定间隙, 在晃动工具开锁过程中, 工具头与匙槽互相摩擦、撞击从而产生擦划痕迹, 整体上表现为块状或带状不规则磨损形态, 细节上表现为短而细的线条, 线条方向与钥匙进出锁具的方向垂直。这种痕迹容易出现在工具和匙槽配合不够好的位置, 尤其是锁芯匙槽外端开口的拐角处、平面上（图8a、8b）, 以及匙槽内的方筋上（图8c）。所有实验样本中均检出该种痕迹, 而空白样本及正常使用样本中均未见该种痕迹。

图8

Fig.8

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	图8 匙槽内壁痕迹（a：匙槽外端拐角处痕迹; b：匙槽外端平面上的痕迹; c：方筋上的擦划痕迹）Fig.8 Key’ s slot and marks (a/b: ones at the corner/flat of its outer end; c: those on its lug boss)

2.2.2 弹子孔变形痕迹

在大力晃动加力杆的过程中, 锁芯在锁体内会有小幅度转动, 并对卡在锁芯和锁体弹子孔内起制锁作用的弹子产生剪切力作用, 同时也受到弹子的反作用力, 导致弹子孔变形, 通常这种变形表现为由圆形变为椭圆形或不规则形状（图9）。

图9

Fig.9

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	图9 弹子孔变形（a：弹子孔由圆形变为椭圆形; b：多个弹子孔由圆形变为不规则形状）Fig.9 The deformed pin holes changed (a) from round to oval and/or (b) from round to the irregular

2.2.3 圆头弹子上的痕迹

大力晃动加力杆时, 大部分圆头弹子在锁芯和锁体弹子孔剪切力作用下, 与生料带互相磨合解除锁定, 少数圆头弹子尚未解除锁定, 但其硬度已经不足以抵抗锁芯和锁体弹子孔对其产生的剪切力, 从而使部分圆头弹子平端面出现切削痕迹、弯折甚至断裂（图10）。

图10

Fig.10

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	图10 圆头弹子平端面上的痕迹（a：切削痕迹; b：底部断裂）Fig.10 Marks on the round-head pin (a: the cut marks; b: the cracked bottom)

2.2.4 平头弹子上的痕迹

与圆头弹子类似, 大力晃动加力杆时, 一部分平头弹子进入锁芯与锁体间隙起制锁作用, 也会受锁芯和锁体弹子孔剪切力作用, 使其与圆头弹子相接触的一端端面出现切削痕迹甚至弯折断裂（图11）。

图11

Fig.11

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	图11 平头弹子上的痕迹（a：平头弹子上的切削痕迹; b：变形的平头弹子）Fig.11 Marks on the flat-end pin (a: the cut marks; b: the deformed flat-end pin)

2.2.5 边柱、滑块和锁具套筒内壁痕迹

在A、B两组锁中, 工具头插入锁具后, 一部分滑块受工具头上的直线槽推动, 会自行到达解锁位置。由于工具头上的直线槽宽度比钥匙上的曲线槽宽度略大, 未到位的滑块仍有一定的活动空间。晃动长加力杆, 直线槽边缘会强力推动滑块上的小凸起, 强行将边柱挤入全部滑块凹槽中, 解除制锁, 并在滑块和边柱上留下印压痕迹（图12）。

图12

Fig.12

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	图12 A、B两组锁的滑块和边柱上典型印压痕迹（a：滑块上的印压痕迹; b：边柱上的印压痕迹）Fig.12 Typical coined mark on sliding block (a) and column (b) of lock from A, B group

C组锁制锁边柱为铡刀片钢珠组合结构, 由于滑块缺口窄, 且铡刀片厚度薄, 在相互挤压配合的过程中, 滑块受到铡刀片的压强比A组和B组锁的边柱的压强更大, 其上出现的印压痕迹比A组和B组更明显（图13a）, 有印压痕迹的滑块数量更多, 且铡刀片易发生变形（图13b）。配合铡刀片起制锁作用的钢珠与锁具套筒内壁接触并受到铡刀片的挤压, 由于钢珠硬度远大于套筒硬度, 故容易产生明显的钢珠划痕（图14a、14b）。

图13

Fig.13

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	图13 C组滑块上的典型印压痕迹和铡刀片变形（a：滑块上的印压痕迹; b：铡刀片变形）Fig.13 Typical coined mark on sliding block (a) and the deformed blade (b) of lock from C group

图14

Fig.14

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	图14 C组套筒内钢珠划痕（a：实验样本; b：正常使用样本）Fig.14 Scratched marks caused from steel balls onto the interior of cylinder plug housing of locks from C group (a: trial sample; b: normal-used sample)

根据以上实验结果, 判断锁具是否被“ 软硬开” 工具开启, 主要的检验内容包括：

1）锁具从外观上是否能够直接观察到形态异常。被“ 软硬开” 工具开启后, 部分锁会出现匙槽外端面开口处有变形、锁芯内可见残留物、锁具套筒出现裂痕等情况。

2）锁芯匙槽内壁是否有垂直于钥匙进出方向的片状擦划线条痕迹, 这是检验的重点之一。被“ 软硬开” 工具开启后的锁具匙槽内壁有垂直于钥匙进出方向的片状擦划线条痕迹, 在匙槽前端开口侧上、方筋上最明显。

3）圆头弹子平端面上以及平头弹子与圆头弹子相接触的一端端面上是否有异常痕迹。被“ 软硬开” 工具开启后的锁具, 圆头弹子平端面上以及平头弹子端面上可能会出现明显刮擦痕迹、变形乃至直接断裂, 锁芯、锁体弹子孔可能由圆形变为椭圆形或不规则形态。

4）滑块和边柱上是否有印压痕迹。滑块和边柱上可能出现不同程度的印压痕, 使用普通边柱作为制锁结构的锁具中, 这类痕迹可能不明显; 使用铡刀片作为制锁结构的锁具滑块上的印压痕都比较明显, 铡刀片也会出现较明显变形, 同时锁具套筒内壁的钢珠划痕明显。