Изготовление клинка периода Эдо.

По традиции японские клинки делаются из рафинированной стали. Процесс их изготовления уникален и обусловлен применением железного песка, который очищается под воздействием высоких температур для получения железа с более высокими показателями чистоты. Из железного песка добывается сталь. Раньше процесс осуществлялся в печи Татара (прямоугольной сыродутной печи). Песок по составу неоднороден, доля углерода в нем колеблется от 0,6 до 1,5 %. Для клинка же требуется сталь с неизменным процентом углерода (приблизительно 0,6—0,7 %). Чтобы полностью очистить металл и добиться требуемого и равномерного содержания в нем углерода, была разработана специальная техника складывания, высокая эффективность которой сопоставима с ее трудоемкостью. Особенностью железного песка является низкое содержание серы и фосфора, которые способствуют сегрегации (нарушению кристаллической структуры стали) и потому нежелательны. По той же причине во время ковки используется малосернистый древесный уголь.

Сначала стальные осколки перековываются в слитки, которые в свою очередь раскаляются, складываются по длине и ширине и посредством ковки снова возвращаются к прежней форме.

В процессе ковки происходит угар стали, вследствие чего металл теряет в весе. Одновременно из-за окисления уменьшается доля углерода. Для контроля над этими процессами во время ковки соединяются слитки с разным содержанием углерода. После многократного сложения стали образуются многочисленные тончайшие слои, которые после специальной полировки и заточки становятся заметны на поверхности лезвия.

Данная методика служит исключительно для очистки стали, достижения однородности ее структуры и регулирования содержания углерода. Мнение, что хорошая Катана должна состоять из как можно большего числа слоев стали, ошибочно. В зависимости от качества Тамахаганэ и желаемого процента углерода слиток перековывается от 10 до 20 раз. При десятикратном сложении получаются уже 1024 слоя, при двадцатикратном — более миллиона слоев. Кузнец (как, например, Канэнобу или кто-то из его рода) повторяет цикл столько раз, сколько необходимо для получения однородного слитка с требуемыми характеристиками. Излишнее растягивание этого процесса размягчает сталь и ведет к дальнейшим потерям металла из-за угара.

У заводских катан времен Второй мировой войны сталь обычно содержит от 95,22 до 98,12 % железа и 1,5 % углерода, благодаря чему сталь имеет высокую твердость. Дополнительно в ней содержится некоторое количество кремния, придающего клинку высокую гибкость и высокую ударную вязкость. В умеренных количествах (в зависимости от места добычи сырья) могут присутствовать медь, марганец, вольфрам, молибден, а также случайные вкрапления титана.

Не всякая сталь годится для изготовления меча. Оригинальный кованый меч сделан, в отличие от дешевых копий, не из нержавеющей стали класса 440А, то есть инструментальной стали, полученной путем прокатки, имеющей твердость по шкале Роквелла 56 HRC и непригодной как материал для Катаны. Кроме того, настоящий меч не имеет волнообразной заточки, гравировки или протравки, имитирующей Хамон. Степень твердости, свойственная оригиналам, достигается только путем специальной обработки металла. В процессе ковки также формируется кристаллическая структура стали. Закалка режущей стороны до 62 HRC в сочетании с эластичностью гарантирует высокое качество Японских клинков. Благодаря высокой твердости (60—62 HRC) меч долгое время сохраняет остроту. Исключительная режущая способность в направлении, перпендикулярном плоскости лезвия (в отличие от резки в продольном направлении — наподобие пилы, которая двигается вдоль своей продольной оси), принцип которого задействован также в процессе бритья, то есть когда лезвие двигается под прямым углом строго перпендикулярно своей плоскости, объясняется использованием чистого карбида железа, благодаря которому при заточке достигается очень малая толщина лезвия без зазубрин. Карбид железа (цементит) образуется, как правило, в ржавеющей стали, в то время как высокотехнологичная нержавеющая сталь не дает такого гладкого лезвия без зазубрин. Однако эти микроскопические зазубрины превращают лезвие в подобие миниатюрной пилы, что является преимуществом такого оружия при условии применения соответствующей техники боя. Уже викинги в эпоху раннего Средневековья искусно владели техникой многослойной проковки стали для мечей; в ходу были весьма эффектные Дамасские клинки, по форме не имеющие ничего общего с Японскими. Франки также изготавливали хорошую сталь, которая не нуждалась в складывании для достижения однородности. В плане технологического сталелитейного и кузнечного процесса, нацеленного на требуемые свойства материала, и особенностей обработки поверхности Японские стальные изделия не имели сходства с Европейскими, что обусловлено принципиально разными боевыми техниками и различиями в конструкции доспехов.