Много веков назад мастера-кузнецы задавались вопросом о твердости лезвия. И многие из них понимали, что сталь, нагревшись, должна быстро остыть. Дамасские мастера, закалявшие сталь в ущельях, где дули сильные ветры. Они считали, что сила ветра передается лопасти, и она становится гибкой, твердой и не ломается.
Еще немного истории
Некоторые кузнецы использовали для этого процесса мочу трехдневных овец. Другие использовали для этого процесса мочу мальчика, и он должен был быть рыжим. Эти приемы использовались мастерами прошлого.
Выбор стали для закалки ножа
Как вы знаете, сталь — это не что иное, как сплав углерода и железа. Добавки добавляются в небольших дозах. Они не играют большой роли в качестве будущего лезвия. Самым важным элементом является углерод. Добавки могут быть такими, как цинк, хром, молибден, кальций и т.д. Но чем меньше углерода в стали, тем она прочнее, тем быстрее изнашивается и тем быстрее развивается коррозия. Для правильной закалки необходимо знать состав будущего лезвия. Лучше всего провести анализ стали на содержание углерода.
Способы закаливания
В основном существует 2 типа методов закалки. На открытом огне и в духовке. Но, к сожалению, в обычном костре невозможно поднять температуру выше 900 градусов. Тогда на помощь приходит духовка. Вы можете сделать свою собственную печь. Это довольно сложный процесс, но после изготовления он будет служить вам долгое время. Особенно если вы новичок, она вам пригодится.
В камере
Далее мы поговорим о том, как сделать муфельную печь для правильной термической обработки полуфабрикатов. Теперь поговорим о процессе закалки, в нем мы будем использовать сталь 50Х14МФ:
- Мы предварительно нагреваем печь до нужной температуры, в данном случае 1070 градусов, и погружаем в нее лезвия.
- Мы загружаем лезвие в печь, предварительно нагреваем ее до 1070 градусов и начинаем обратный отсчет при этой температуре. Правило простое: 1 минута и 40 секунд на каждый миллиметр толщины лезвия.
- По истечении времени лезвие извлекается и охлаждается на воздухе в течение 15 минут под небольшим прессом.
- Затем металл закаляется в печи при температуре 200 градусов.
На открытом огне
Метод, можно сказать, испытанный нашими предками и насчитывающий много лет. Правильная закалка стали требует внимательности и терпения, без каких-либо точных измерительных приборов, «на глаз», так сказать. Единственный способ проверки — магнит. Когда металл достигает своей специфической точки свечения, так называемой точки Кюри, он перестает взаимодействовать с магнитом. И еще один признак — цвет самой заготовки, она должна стать темно-красной. Но также во время этого процесса необходимо следить за тем, чтобы не появлялись синие или черные пятна — это признак перегрева. Заготовку следует класть в угли, когда цвет пламени, выходящего из них, станет малиновым. Что вам понадобится:
- минеральное масло в емкости (можно использовать отработанное масло);
- ведро воды;
- хорошо подготовленные угли;
- длинные металлургические щипцы.
Как изготовить камеру для закаливания металла
Известно, что при изготовлении такой камеры лучше подойти к процессу серьезно, так как это будет сделано не за один день и не за один раз. Попробуем вкратце описать процесс изготовления такой камеры, также известной как муфельная печь.
- Самое главное — правильно изготовить «тело» такой камеры. Будущая шея делается из любого жесткого бумажного материала (например, картона) и покрывается толстым слоем огнеупорной глины. Не забудьте сделать тонкий слой парафина между бумажным материалом для лепки и глиной.
- Второй шаг — высушить будущую камеру в течение как минимум одного дня, затем поместить ее в духовку и зажечь при низкой температуре около 90-110 градусов Цельсия. После этого этапа бумажный элемент уже можно удалить.
- Окончательный обжиг конструкции происходит в открытом огне при температуре около 900 градусов Цельсия с последующим охлаждением в естественных условиях. Необходимо дождаться полного остывания камеры.
- После охлаждения заготовки приобретают свойства камня и становятся твердыми, как кирпич. К нему прикреплена горизонтально открывающаяся дверь.
- Последний шаг — обмотать будущую плиту нихромовой проволокой диаметром около 0,75 мм. Для всей конструкции вам понадобится около 18 метров. Во избежание короткого замыкания лучше обмотать глиной. Мы делаем два отверстия в корпусе, одно для термопары (для измерения температуры) и одно для визуального контроля.
Закалка ножа в домашних условиях
Очень хорошо, если есть печь для закалки стали. Можно даже купить его в специализированном магазине, но удовольствие это не из дешевых. Как же закалить нож в домашних условиях, не имея специальной муфельной печи? Решение есть, и, честно говоря, не одно. Однако сначала вам нужно немного поэкспериментировать и вспомнить все свои действия в деталях. Если результат положительный, то те же манипуляции можно проделать с реальной частью. Такой нехитрый метод поможет вам «натренировать руку» на мелких деталях и приобрести навыки нагрева и охлаждения лезвия. Помните, что различные сплавы требуют разных температур и методов охлаждения, иначе вам не избежать растрескивания и хрупкости заготовки.
Источник нагрева
В принципе, можно выделить несколько источников для нагрева заготовок. Муфельную печь, лучше исключить, так как по всем экспертным оценкам — она лучшая в данном случае. Однако мы попробуем оценить другие довольно распространенные отопительные приборы. Кузница вполне справляется с накаливанием заготовок. Для этой цели может подойти паяльная лампа или пропановая горелка, и методом проб и ошибок вы сможете добиться желаемого эффекта. Кстати, для этих двух вариантов можно построить небольшую печь из огнеупорного кирпича, и процесс будет проще, и результат будет положительным.
Температурный режим
Как уже много раз говорилось, любая сталь требует определенной температуры. На производстве для контроля используются специальные термометры, но в домашних условиях можно использовать магнит (также упомянутый выше). Не допускайте образования темных пятен, это перегрев, который впоследствии разрушит весь объект. Если мастер достаточно опытен, он может определить на глаз по цвету нагретого металла, достаточно ли нагрет предмет или нет. Существует также следующий метод закалки: шлифовальная часть лезвия нагревается три раза до 285 градусов, а режущая часть нагревается только один раз, до максимальной температуры 950-1000 градусов. Режим нагрева отличается для каждой марки стали:
- Низкоуглеродистые стали требуют нагрева от 757 до 950 градусов Цельсия;
- Для высокоуглеродистых сталей требуется всего 680-850 °C;
- но для легированных марок требуется от 850 до 1150 °C.
Существует целая таблица цветов, цветов свечения. Например: коричнево-красный 580-650 °C, темно-красный 780-830 °C или оранжевый 950-1000 °C. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы не перегреть заготовку.
Охлаждение и отпуск
Для правильного процесса закалки температура охлаждения должна быть правильной. В идеале сплавы из нержавеющей стали следует закаливать в минеральном масле с присадками. Для низколегированных сталей лучше охлаждать их в водных растворах с солью и другими добавками.
- двухлопастные лезвия, погруженные сначала в масло, а затем в водный раствор;
- Раскаленные заготовки трижды погружают в масло, причем каждое погружение длится немного дольше предыдущего. Только после этого их погружают в воду;
- для придания гибкости центральной части лезвия эта часть нагревается, затем опускается в кипящую воду на 2 часа, а затем в ледяную воду.
При всех этих манипуляциях стоит помнить, что в масле металл остывает в два раза быстрее. Чтобы восстановить структуру кристаллической решетки металла, закаленную заготовку подвергают специальному процессу, называемому отпуском. Эта процедура не очень сложна: лезвие нагревается в течение нескольких часов. Время нагрева составляет 270-320°C для легированной стали и 150-200°C для нержавеющей стали. https://www.youtube.com/watch?v=odFS66qMlIc&t=1s
Определение качества работы
Пройдя все описанные выше шаги, я хотел бы узнать, каков результат. Как проверить качество выполненной работы, довольно просто:
- заточки должно хватить надолго;
- лезвие не должно крошиться или ломаться при контакте с плотными материалами;
- Лезвие должно быть податливым и сгибаться, возвращаясь к своей первоначальной форме;
- Хороший инструмент при регулярной заточке и постоянном использовании должен прослужить не менее 10 лет.
Не забывайте, что настоящее мастерство приходит с опытом. А опыт, как известно, сын ошибок. Если у вас не получилось с первого или второго раза, будьте настойчивы — десятый раз ничем не хуже остальных. Изучайте материал, практикуйтесь и создавайте истинную красоту.
