Воронение ножа и современные способы антикоррозийной обработки стального холодного оружия. Формирование клинка ножа
Инструкция
Подготовьте нож для полировки. Для этого желательно снять клинок с рукоятки, однако можно и просто завернуть рукоятку в ткань или малярную ленту во избежание повреждения оружия.
Чтобы приготовить такой полировальный раствор, возьмите: 350 мл фосфорной концентрированной кислоты, 50 мл азотной концентрированной кислоты, 100 мл серной концентрированной кислоты и 0,5 г сернокислой или азотнокислой меди. Все смешайте.
Если необходимо отполировать какие-то малодоступные металлические поверхности, особенно на небольших ювелирных изделиях, то полирование выполняйте палочками из (липы, осины). Палочки вырежьте такой формы, которая подойдет к обрабатываемым поверхностям с цилиндрическим, прямоугольным, треугольным сечением, с вогнутой и выпуклой рабочей частью. Эту часть палочки натрите приготовленной пастой.
Каждодневно мы используем огромное количество металлических предметов. Это могут быть как столовые приборы, так и инструменты для ремонта чего-либо. Металл имеет свойство окисляться. Его поверхность начинает мутнеть, со временем начинается коррозия и появляется ржавчина. Поэтому металлические предметы требуют периодической полировки.
Вам понадобится
- Паста для полирования, старая зубная щетка, полировальные круги, старый электродвигатель от швейной машинки, паста ГОИ.
Инструкция
Полирование может быть механическим и бесконтактным. Проще всего полировать первым способом. Он не требует каких-либо особых . Второй же, наоборот, может быть произведен только при наличии некоторых факторов. Также бесконтактный способ более затратный, поэтому его стоит только для тех случаев, когда механический способ не помогает или не может быть произведен из-за особых характеристик полируемого предмета.
Самый простой вариант - полировать предмет с помощью пасты ГОИ. Это зеленое вещество, которое в твердых брусках. Его необходимо наносить на полировальные круги или на хлопчатобумажную ткань которой вы производите полирование. ГОИ № 1, 2, 3 и 4. Она используется для грубого, среднего и тонкого полирования. Полировать нужно, надев войлочный круг на специальную полировальную машинку. Будьте очень аккуратны при полировании, так легко пораниться работающим прибором.
Небольшие предметы можно полировать вручную, не используя полировальную машинку. Для полирования небольших предметов со сложной формой возьмите старую зубную щетку. Нанесите на нее немного пасты и начните быстрыми движениями полировать поверхность. Помимо пасты ГОИ, для полирования металлов можно использовать наждачную, хромовую, крокусную и известковую пасты. Если у вас нет полировальной машинки, то можно использовать двигатель старой швейной электромашинки. Нужно тщательно закрепить полировальные круги на оси .
Самый сложный способ полирования - электрохимический. При таком способе обрабатываемое изделие помещают в специальную ванночку. В ней все неровности металла исправляются под воздействием тока и электролита. Этот способ очень сложен и . Поэтому не следует им в .
После полировки сталь не только начинает блестеть. Благодаря снижению шероховатости поверхности, а значит, и площади контакта с воздухом, уменьшается склонность изделия к коррозии. В домашних условиях для полировки стали можно использовать дрель с соответствующей насадкой.
Вам понадобится
- - матерчатые перчатки для слесарных работ;
- - защитные очки;
- - респиратор;
- - наждачная бумага;
- - полировальная паста;
- - дрель;
- - полировальные насадки;
- - фен.
Инструкция
Перед полировкой обязательно отшлифуйте поверхность стального изделия. Без этого полирование вряд ли будет успешным. Используйте для шлифования наждачную бумагу. Если поверхность является плоской, для удобства бумагу можно клеить (но не прибить, чтобы не выступали гвозди) к деревянному бруску с небольшой ручкой. Работайте в перчатках. Вначале шлифуйте наждачной бумагой с крупным зерном, а затем постепенно меняйте ее на все более мелкозернистую, дойдя до бумаги с нулевым номером (« »).
Тщательно очистив поверхность от металлической пыли щеткой-сметкой, можно браться за дрель. Вставьте в нее насадку для полирования, имеющую войлочную нижнюю поверхность. Ее диаметр должен примерно соответствовать размерам полируемого изделия. Обязательно установите в дрели ограничение вращающего момента. Запаситесь несколькими видами полировальных паст, которые, аналогично наждачным бумагам, отличаются друг от друга зернистостью. Все они должны быть рассчитаны на обработку стали, а не цветных металлов, пластмасс или каких-либо иных материалов. Наденьте защитные очки и респиратор.
Нанесите на войлок немного самой грубой из паст, слегка прижмите круг к полируемой поверхности, после чего включите двигатель дрели на максимальные обороты. Водите кругом по изделию, не меняя силы прижима. Иногда останавливайте двигатель и наносите на круг еще немного пасты.
Обнаружив, что поверхность стала более блестящей, нанесите более мелкозернистую пасту. Продолжите полирование с ней, а затем со следующей в сторону уменьшения размера зерна, и так до самой мелкозернистой.
С широким распространением коррозионностойкой стали на клинках, люди стали мало-помалу забывать о такой неприятности, как поржавевший нож. Но увы, нет на земле совершенства: у « » есть свои недостатки, заставляющие потребителей и производителей обращаться к старым, проверенным десятилетиями, маркам инструментальных сталей. Появление в конце XX века высокоуглеродистой хромистой стали с высокими режущими свойствами, но ограниченным антикоррозионным потенциалом, а также «открытого заново» и булата, вновь придало актуальность борьбе с вездесущей ржавчиной. Историческому обзору этой борьбы и ее современным методам посвящен данный материал.
Дедовские методы
Для защиты клинков издавна применялось полирование, смазка и воронение. Сущность полирования и защиты поверхности клинка смазками общеизвестна: полировка ножа уменьшает площадь поверхности металла, контактирующего с окружающей средой, а смазка изолирует ее. Недостатки очевидны: полированная поверхность клинка требует регулярного ухода, а смазка – периодического удаления и возобновления.
Эти процедуры требовали не только времени и расходных материалов, но и высокого профессионального мастерства. К примеру, у японских самураев отдельной строкой ухода за оружием стояла полировка клинка, который потом защищали маслом камелии для предотвращения окисления. Японские повара и краснодеревщики пользуются им и сегодня для ухода за ножами и инструментами из углеродистых сталей.
В Европе и Северной Америке для защиты кухонных ножей применялось растительное масло. Видимо, тогда же было подмечено, что в результате нагревания и обработки растительным маслом появляется патина – пленка различных оттенков, образующаяся на поверхности изделий из металла, защищающая его от дальнейшего окисления.
Окисление металлов – это реакция соединения металла с кислородом, сопровождающаяся образованием окислов (оксидов). В более широком смысле окисление металлов – реакции, в которых атомы теряют электроны и образуются различные соединения, например хлориды, сульфиды и т.п. Пленки некоторых окислов способны весьма неплохо защищать металлическую поверхность, находящуюся под ней, от действия коррозии.
Еще в глубокой древности было подмечено, что при производстве металлургической продукции окисление может привести к образованию окалины, высокий антикоррозионный потенциал которой можно использовать в защитных целях. Этот процесс, известный под названием оксидирование, до сих пор широко применяется на кустарных ножах северных народностей — финнов, саамов, коряков, чукчей и др. Слой окалины защищает от коррозии тело клинка и пользователю достаточно следить только за состоянием режущей кромки.
То, что хорошо работало на Севере, не всегда подходило для Юга. Неровный, пористый слой окалины подчас служил питомником для болезнетворных бактерий. Поэтому в странах с теплым климатом большей популярностью пользовалась другая разновидность оксидирования клинков – воронение металла .
Так в Фергане, историческом средневековом центре производства оружия, поступавшего во все области мусульманского мира, оно считалось необходимой операцией. Ножовщики Ферганской долины издавна использовали для этих целей сернокислую глину из Наукатских гор (Ошская область Киргизии). После шлифования и полирования полотна клинка, его обезжиривали и покрывали водным раствором наукатской глины. В результате этой операции полотно ножа приобретало темный цвет, а если клинок делали из булата или дамасска, то узор становился четким и ясным. Такое покрытие придавало клинку антикоррозийную стойкость.
В этой связи уместно привести наблюдения П. П. Аносова, который писал: «Персидский железный купорос, содержащий часть сернокислой глины, считается лучшим средством для вытравки клинков. Для составления протравы он предварительно кипятится с водой в свинцовом сосуде. Клинок заранее очищают мелкою золою с водой или щелоком, потом его обмывают в чистой воде. Далее его опускают в чистый раствор или им часто поливают, держа клинок над сосудом с раствором. Когда узоры и грунт обнаружатся, клинок вынимают, обмывают несколько раз щелоком и холодной водой. Потом, с возможной скоростью обтирают клинок досуха стараясь как можно слабее прикасаться сухой льняной ветошью к клинку. Узоры на булате появляются весьма скоро, но вытравку продолжают, дабы резче отличить его от грунта, который теряя следы полировки, приобретает свойственный металлу цвет и отлив…» Далее автор подчеркивает, что вообще вытравка способствует предохранению булатов от ржавчины.
В настоящее время воронение клинка производят раствором железного купороса и даже автола, а травление узорчатых металлов – хлорным железом и растворами кислот. Отголоском популярности этих методов являются многочисленные рецепты и современные готовые составы для воронения в домашних условиях стволов охотничьего оружия в черно-бурый и черный цвета. Они основаны на химическом воздействии на сталь тех или иных реактивов. С их помощью получают прочно держащиеся, тонкие матовые или блестящие черные пленки, удовлетворительно защищающие металл от ржавчины.
Промышленное воронение производится разнообразными способами: щелочное – в щелочных растворах с окислителями, при температуре 135 – 150°С; кислотное – в кислотных растворах химическим или электрохимическим способами; термическое – окисление стали при высоких температурах. Суть наиболее популярного в промышленности термического воронения состоит в получении на поверхности клинка из углеродистой или низколегированной стали слоя окислов железа толщиной 1-10 микрон.
Структура покрытия мелкокристаллическая, микропористая, а его цветовые тона – шоколадные, коричневые, серые, черные, черные с синим («воронье крыло») и т. п. – соответствуют естественной окраске химических соединений, входящих в состав пленок. Так на заводских клинках, из популярных в конце XIX века марок углеродистой стали, окраску в цвета побежалости соединяли с отпуском.
Обычно для этого пользовались ваннами из расплавленного металла (как правило, сплав в разных пропорциях олова со свинцом), точка плавления которого как раз соответствует температуре отпуска и, одновременно, температуре появления требуемого цвета побежалости. Например, могли иметь при 220 – 240°С цвета от бледно – желтого до темно-желтого, перочиные ножи при 265 – 275°С – пурпурный, большие ножи при 293°С – темно-синий и т. д.
Выбор цвета окраски клинка был связан с его назначением, формой рабочей части, родом материала, по которому будет работать инструмент и т. п. Обычно сталь клинков, от которых требуется высокая твердость (бритвенные лезвия, хирургические инструменты и т. п.), отпускалась на побежалость до желтого цвета. До пурпурно-красных тонов отпускались , деревообрабатывающие инструменты. Цвет от лилового до черно-синего придавали изделиям, от которых требовалась упругость (пилы, длинные ножи, вилы и т. д.). Уже позже, выбор цвета стал диктоваться соображениями незаметности и антибликовости.
Немного меньшее распространение с XVIII века получило плакирование клинков – термомеханический метод нанесения на защищаемую поверхность тонких слоев коррозионностойкого металла (как правило серебра и золота, наносимого на парадное и наградное холодное оружие), осуществляемый в процессе горячей прокатки. Сегодня столовые приборы также покрываются слоем серебра толщиной около 20 микрон, но делают это уже гальваническими методами.
Технологии XX века
К сожалению, защитные свойства пленок, образующихся при воронении, довольно низкие. Поэтому для повышения антикоррозийной стойкости, такие клинки дополнительно покрывают жировой смазкой или лаком. Уже к концу Первой Мировой войны на смену воронению пришла паркеризация . Это название одного из способов фосфатирования, который был запатентован американской фирмой Паркер (Parker R. RC.) в 1918 году. Суть этого метода заключается в создании химическим путем на поверхности металлических изделий пленки нерастворимых фосфатов, предохраняющей металл (при дополнительном нанесении лакокрасочного покрытия) от атмосферной коррозии.
Фосфатированию подвергают главным образом углеродистую и низколегированную сталь. Пленка, толщиной 2-5 микрон хотя и не особенно эффективно защищает клинки от коррозии, но хорошо удерживает смазку, что снижает влияние влажности. Кроме того, благодаря высокому удельному электрическому сопротивлению, фосфатные покрытия выдерживают напряжение 300 – 500 В, и сохраняют устойчивость до температур в 400 – 500С. Оно осуществляется погружением изделий в нагретый до 90 – 100°С раствор фосфатов железа, марганца, цинка и кадмия. Обычно процесс продолжается около 1 часа, по завершению которого изделие сушится и пассивируется.
Применяется также электрохимическое фосфатирование на переменном или постоянном токе. Такое покрытие получило распространение на армейских моделях ножей в первой половине XX века, но сегодня оно сохранилось только на огнестрельном оружии.
С 20-х годов XX века его начало вытеснять хромирование – нанесение хрома или его сплава на клинок из углеродистой стали для придания поверхности комплекса физико-химических свойств: износостойкости, высоких механических свойств и сопротивления коррозии. Оно уменьшает или полностью устраняет коррозию основного металла в порах покрытия, т. е. обеспечивает электрохимическую защиту.
К сожалению, хромирование ножа не может защитить от действия коррозии режущую кромку, постоянно подвергаемую заточке. Впрочем, этого недостатка не лишено ни одно из используемых ныне поверхностных покрытий. Наиболее распространенным способом нанесения хрома стал гальванический процесс, при котором пленку хрома, толщиной до 15 микрон наносят методом электролитического осаждения на поверхность клинка.
Хромовое покрытие характеризуется высокой химической стойкостью, обусловленной способностью хрома пассивироваться. Из-за трудностей получения тонкого беспористого покрытия, надежная защита ножа от коррозии может быть достигнута при нанесении более экономичного, трехслойного защитно-декоративного покрытия: «медь-никель-хром» (толщина слоя хрома до 1 микрон). Таким образом, формируются поры, удерживающие смазку. Осажденный на предварительно отполированную поверхность, хром имеет зеркальный блеск и серебристый с синеватым отливом цвет. Иногда для снижения блеска поверхность клинка не полируется, а шлифуется. Сходным образом для покрытия использовался и никель.
На сегодняшний день в продаже имеется достаточно большое количество различных ножей. Однако данный инструмент можно сделать и самостоятельно, если знать некоторые нюансы обработки и закалки.
Ножи, изготовленные из напильников, отличаются высокой прочностью и долговечностью.
Как закалить нож из напильника?
Изготовление клинка из напильника следует начинать с составления эскиза. Прежде всего нужно будет прорисовать форму лезвия, рукоятки, изобразить метод ее закрепления. В результате на бумаге должен отображаться инструмент, который планируется получить в реальности. В качестве заготовки можно использовать напильник, который можно приобрести в любом строительном супермаркете или применить старый инструмент. Инструмент изготавливается из прочной углеродной стали, которая имеет отличные режущие качества.
В большинстве случаев встречаются старые напильники, которые являются наиболее практичными. Из них можно легко изготовить заточенный клинок в домашних условиях.
Вернуться к оглавлению
Какие подготовительные работы нужно будет выполнить?
Сам процесс закалки ножа несложный, так как напильник является стальной заготовкой, которая и создана для подобных работ. Если же будет возможность найти инструменты старого образца, которые изготавливаются из однородной углеродистой стали, то можно будет получить качественную конструкцию.
Элементы, которые будут необходимы для того, чтобы закалить нож из напильника:
- рукоятка для ножа;
- заклепки из латуни;
- хлорное железо;
- эпоксидная смола;
- магнит;
- болгарка;
- абразивная наждачная бумага;
- тиски;
- машинка для заточки инструментов.
Вернуться к оглавлению
Как производится обжиг заготовки?
Прежде всего понадобится произвести обжиг напильника. Рекомендуется продержать приспособление 4-5 часов в нагретой плите или печке и дать охладиться вместе с ней. Однако подойдет и обыкновенная плита, которая работает на газу. Суть обжига заключается в том, чтобы дать металлу прокалиться при температурах 650-700°, после чего постепенно охладиться. Обжигать нужно лишь ту часть, которая в будущем будет использоваться в качестве лезвия. Следует учитывать этот момент, если планируется использовать газовую плиту.
При обжиге заготовки нужно прокалить металл до 700 градусов.
Плита может дать лишь небольшую температуру, потому надо будет дополнительно соорудить тепловой экран. Сделать это можно намного проще, чем может показаться на первый взгляд. Цель заключается в том, чтобы сделать над напильником небольшую возвышенность из гаек и болтов, на которую устанавливается пластинка из металла. В результате температура от горения газа будет гораздо меньше уходить в воздух и больше нагревать инструмент.
Подогреваемый участок надо будет посыпать обыкновенной кухонной солью. Соль будет использоваться в качестве индикатора: если при нагревании она расплавится, значит, все сделано правильно. Если соль плавиться не будет, значит, понадобится увеличить температуру и повторить процесс еще раз. Во время нагревания под пластинкой у инструмента должен быть ровный цвет раскаленной заготовки, который надо будет продержать примерно 3-4 часа.
После обжига уменьшать температуру нужно поэтапно. Первым делом следует уменьшить силу горения на ¼, через 30 минут еще немного прикрутить. Действия нужно продолжать до полного охлаждения. Ни в коем случае не допускается игнорировать данную рекомендацию. Если упустить этот момент, то металл может начать крошиться.
Вернуться к оглавлению
Формирование, закалка и отпуск ножа
После того, как клинок будет достаточно прокален, нужно охладить его.
На следующем этапе понадобится в мастерской зажать напильник в тисках, после чего отсечь лишние элементы. Напильник также можно сточить на крупнозернистом абразивном диске, придавая используемому инструменту абсолютно другую форму — шаблон будущего клинка. Если изделие будет оформляться деревом или какими-либо другими накладными пластинками, то в ручке надо будет подготовить отверстия для заклепок или же прорезать паз с помощью использования болгарки.
Следующим этапом является закалка клинка. Достаточно часто мастера ориентируются в степени закалки по свечению нагретой заготовки. Следует знать, что это ошибка. Правдивого результата можно добиться исключительно при использовании магнита. Если нагретый металл никак не реагирует на присутствие магнита, то это значит, что закалка была доведена до необходимой степени.
Прогревать изготавливаемый нож необходимо равномерно.
Исключением является участок ручки — в данном случае прогреть надо будет лишь участок в 3 см у основания лезвия. Для этого рекомендуется использовать горелку, которая способна дать более высокую температуру.
После этого нужно будет подготовить емкость с водой, в которой в дальнейшем можно будет охлаждать заготовку. Когда будет получен равномерный цвет металла и на него перестанет реагировать магнит, изделие нужно будет прогревать еще несколько минут, после чего резко погрузить в подготовленную емкость. Если с точностью выполнить подобные действия, то подобным металлом можно будет поцарапать стекло, что является лучшим признаком отличной закалки.
Из-за высокого внутреннего давления закаленный металл может начать ломаться, растрескиваться и крошиться в процессе заточки. Чтобы этого избежать, следует выполнить отпуск — процесс, с помощью которого снимается внутреннее напряжение при небольшом снижении твердости материала.
Следует знать, что таким же способом изготавливаются и сверла для металла. Сам процесс достаточно прост: надо поместить изделие в духовой шкаф и прогревать его 1,5 часа при температуре минимум 200°С. Охлаждаться напильник должен вместе с духовым шкафом.
Вернуться к оглавлению
Как правильно произвести чистовую обработку лезвия и рукоятки?
После того как формирование, закалка и отпуск инструмента будут завершены, можно перейти к завершающей обработке лезвия. В данном случае могут использоваться любые имеющиеся подручные средства, которые предназначаются для шлифовки. Это может быть наждачная бумага, щетки для работы с металлом, войлок, шлифовальная машинка и другие элементы. Сильно шлифовать не стоит, так как в дальнейшем надо будет произвести травление. В данном случае понадобится придать лезвию гладкость и привести его основание в аккуратный вид.
Перед тем как производить травление, на ручку можно установить накладки из любого понравившегося материала. Заготовку можно обмотать и кожаной полоской, все будет зависеть от личных предпочтений. В первом случае завершающую обработку надо будет выполнять сразу после травления. Если планируется обмотать заготовку кожей, то это нужно сделать на данном этапе. Будет нужен отрезок длиной минимум 0,5 м. Первым делом нужно выполнить простую обмотку, чтобы понять, как может выглядеть нож в подобном оформлении, достаточную ли длину имеет кожаная полоска, насколько удобно будет располагаться изготавливаемый инструмент в руке. Если все еще есть желание произвести подобную обмотку, то следует сначала размотать рукоятку, после чего нанести на обратную сторону полоски из кожи специальную клеящую смесь. Затем следует аккуратно обмотать ручку.
Если есть желание обработать рукоятку деревом, следует знать, что этот процесс является более сложным. Отверстия под заклепки надо будет заполнить эпоксидной смолой, после чего скрепить рукоятку заклепками и зафиксировать в тисках до полного охлаждения смолы. В данном случае понадобится использовать 2-3 заклепки. Когда смола засохнет, рукоятке нужно будет придать понравившуюся форму, но не стоит спешить с завершающей обработкой. Первым делом производится травление. Если поблизости имеется магазин по продаже радиодеталей, то в нем можно купить хлорное железо, в котором нужно будет протравливать лезвие до получения матового серого цвета.
Пленка, которая будет образовываться на лезвии, сможет защищать его от коррозии, потому ее удалять не нужно ни в коем случае. Если подобное железо приобрести нет возможности, то травление можно произвести с помощью использования подручных средств: уксуса, лимонного сока или перемолотого картофеля. Лезвия надо будет обязательно очистить от каких-либо загрязнений, так как во время травления на них могут проявляться даже отпечатки пальцев. Если это произойдет, то понадобится удалять оксидную пленку и производить все действия заново.
Для новичка имеются два способа придать клинку форму -съем припуска и ковка. При ковке сталь клинка разогревается до пластичного состояния (1800-2000 градусов по Фаренгейту), а затем молотком ему придается форма, близко напоминающая окончательную.
Были времена, когда все клинки были коваными. В те дни сталь дорого стоила и редко встречалась. Снятие припуска считалось непрактичным, так как при этом уничтожалось такое количество металла, из которого можно было сделать еще один или два ножа.
Из одного и того же куска стали можно изготовить путем ковки два ножа, а путем снятия припуска - только один с полным хвостовиком. Изобретение шлифовального станка позволило быстро удалять лишнюю сталь, и данный процесс стал общепринятым при изготовлении ножей.
Хвостовик - это кусок железа, фиксированный к клинку методом кузнечной сварки. Конечно же, для тех из нас, у кого есть неограниченные запасы стали, с которой можно работать, это означает большой объем дополнительного труда.
Сварка металлолома с целью получения более крупных кусков металла была обычным делом для кузнецов, работавших на свое племя. Не следует забывать и о ветви дерева, из которой была изготовлена рукоятка, и о грубом черенке, не позволявшем рукоятке расщепиться. Отверстие в рукоятке для хвостовика точно соответствует его размерам. Это говорит о том, что хвостовик в раскаленном состоянии прожог это отверстие.
Начинающему ножовщику, который выковывает свой клинок, не нужна шлифовальная машина, если, конечно, он сможет выковать клинок близко к окончательной форме. Хорошо выкованный клинок можно доработать с помощью напильников, наждачных камней и абразивной бумаги. Это позволяет начинающему ножовщику начать свою работу по изготовлению ножей с минимальным набором инструментов.
По-моему, ковка хороша тем, что это процесс созидательной энергии. Мне уже надоело шлифовать и шкурить ножи в своей мастерской. Шлифовка оставляет много пахучей пыли, которая забивается в кожу и одежду. Мелкая стальная и деревянная пыль наполняет воздух и забивается во все углы.
Я же предпочитаю свежий воздух моей небольшой кузницы, расположенной на пятачке за мастерской. Мне нравится уединиться в кузнице, разжечь горн, взять кусок горячей стали и начать махать молотком. Это разгоняет кровь, и я наполняюсь энергией, чтобы поработать дополнительный час или два. Эту энергию трудно объяснить, ее нужно прочувствовать.
Процесс съема припуска
По определению этот процесс означает: взять заготовку стали и с помощью шлифовки удалить все, что не относится к клинку. Думаю, это правильно. Профиль клинка выпиливается или шлифуется до нужной формы, а затем сведенный на конус профиль, представляющий собой режущую грань, шлифуется на абразивном колесе или ленте.
Стальная заготовка, выбранная для изготовления клинка методом снятия припуска, не должна быть намного толще и шире размеров предполагаемого клинка. Если вы подберете материал соответствующего размера, то сэкономите много времени на шлифовке. Для начинающего толщина клинка должна быть не более 1/8 дюйма, чтобы ему не пришлось долго заниматься его шлифовкой.
А. Самодельный шлифовальный станок 2 на 72 дюйма, созданный в 1983 году. В. При шлифовке плоской поверхности на станке летят искры
Сегодня существует тенденция изготавливать охотничьи и утилитарные ножи из стали толщиной 1/4 дюйма. Я с этим не согласен и для своих рабочих ножей обычно использую заготовки толщиной 1/8 или 5/32 дюйма. Ширина клинка проектируемого ножа составляет 1 дюйм, а у меня как раз имеется заготовка такой ширины толщиной 1/8 дюйма.
Для охотничьих ножей я предпочитаю плоскую шлифовку, хотя сейчас более популярна заглубленная заточка. Я считаю, что заглубленная заточка больше подходит для заготовок толщиной 1/4 дюйма. Так думаю я, но со мной не обязательно соглашаться. Я не собираюсь защищать свои идеи или методы, я просто скажу: «Так делаю я».
Профилирование клинка ножа
Прижмите струбциной ваш шаблон к стали, просверлите два отверстия для временных заклепок, вставьте их и очертите форму клинка на стали. Отрежьте материал до нужной длины либо металлорежущей ленточной пилой, либо абразивным режущим колесом, или же отшлифуйте профиль целиком из стальной заготовки. На фотографии показаны три способа резки заготовки клинка.
А Краска для разметки, а также чертилка и кернер, изготовленные из старых напильников Крупным планом показано нанесение центральной линии В Рейсмус с высокопрочной чертилкой для разметки центральной линии клинка Клинок и рейсмус помещаются на плоскую поверхность Центр определяется с помощью регулирующего винта Линия наносится путем передвижения клинка по острию чертилки
Еще один способ вырезать клинок из заготовки - просверлить ряд отверстий и затем сломать заготовку. Хорошо заточенное сверло легко проходит через металл. Вы скоро убедитесь, что сверлить и обламывать металл быстрее, чем пользоваться ручной ножовкой по металлу. Вверху соответствующей фотографии показана стальная заготовка с нанесенным рисунком концов двух клинков. Внизу: заготовка просверлена и разломана на две части.
Другой способ отделить клинок от заготовки - начертить на ней профили двух клинков так, чтобы их концы соприкасались. Как показано на фотографии, шлифовка профилей приводит к разделению двух клинков.
Важно добиться хорошего и гладкого радиуса в том месте, где хвостовик соединяется с клинком. Хороший способ добиться такого радиуса с помощью двух просверленных отверстий.
Самодельный шаблон предназначен для проверки скоса клинка. На трех картинках показаны детали его конструкции. Его длина примерно 4 дюйма, а ширина - 1 1/2. Важно, что само соединение вынесено отдельно, и грань клинка может полностью уходить в дно измерительного прибора
После отделения клинка от заготовки металла его профиль тщательно шлифуется вплоть до начерченной линии. Для обработки профиля хорошо использовать шлифовальный станок с твердым колесом, однако наполовину засалившиеся керамические ленты, такие, как Norton SG Hogger на ленточном шлифовальном станке, удаляют лишнюю сталь раза в четыре быстрее. После процесса шлифовки скоса постоянно остаются наполовину засалившиеся ленты, которые хорошо использовать для шлифовки профиля.
Шлифовка скосов
Любой тип шлифовки клинка имеет две стадии. Первая предшествует термообработке клинка, а вторая проводится после. Лучше всего оставлять примерно 20% стали для ее удаления после термообработки. Если грани слишком тонкие, они могут коробиться или трескаться во время процесса закалки. Если же оставить немного материала для снятия после термообработки, операция по закалке будет намного безопаснее для самого клинка.
Клинки могут и действительно деформируются во время процесса закалки, и припуск материала позволит впоследствии выровнять его при шлифовке. Шлифовка до процесса термообработки не обязательно должна быть точной. Маленькие недоделки обычно удаляются в процессе завершающей шлифовки.
Занимающийся съемом припуска ножовщик начинает с обработки прямоугольного профиля стали и придает ей форму клина. Этого можно добиться различными методами.
Шлифовка скосов на твердом колесе
Съема припуска металла можно добиться различными методами. Лучший и наиболее широко применяемый метод - работа на ленточной шлифовальной машине с использованием либо плоской платформы для клинка с плоской заточкой, либо шкива для клинка с заглубленной заточкой.
Эту же работу можно выполнить на верстачном шлифовальном станке, который иногда называют твердым колесом. Это колесо оставляет множество маленьких царапин, которые потом приходится заравнивать вручную напильником или на точильном камне, либо с помощью электроприводного плоского диска или гибкого диска. На фото показано, как автор обрабатывает скос клинка на самодельном шлифовальном станке.
Когда я начал изготовлять ножи, у меня был только самодельный шлифовальный станок с твердым диском для профилирования и шлифовки грубых скосов. Сначала я сглаживал клинки с помощью гибкого диска в виде насадки на электрическую дрель. Но вскоре уже установил электрический мотор на вертикальную раму и укрепил гибкий диск на его оси в горизонтальном положении.
На фронтальном фото шлифовальной машины показан укрепленный на оси патрон с насадкой наждачного диска. Справа - операция по шлифовке шкуркой/сглаживанию клинка.
Это позволило мне контролировать положение клинка обеими руками и хорошо видеть, что я делаю. Я испортил достаточное количество абразивных дисков, прижимая их к сторонам клинков, где диски врезались в грани. В такой ситуации хорошо было бы иметь реверсивный мотор. Таким образом я изготовил примерно три сотни ножей перед тем, как приобрести ленточный шлифовальный станок.
Когда я собрал свой первый ленточный шлифовальный станок, то использовал шлифовальное колесо только для грубой шлифовки профилей клинков, чтобы сберечь наждачные ленты. Однако недостаток времени положил конец моей экономии на лентах. Эта экономия выглядела глупо, когда я оценивал свое время в деньгах.
Для аккуратной обработки скосов нужны острые новые ленты. Причиной многих ошибок шлифовки, характерных для новичков, является использование засаленных лент. Смиритесь с тем, что каждый охотничий нож обойдется вам по крайней мере в две новые ленты. А создание ножа Боуи потребует аж пять таких лент.
Если вас смущают расходы на материалы для изготовления ножей, то сейчас в самый раз пересмотреть свои планы. Материалы считаются бесплатными, если вы закладываете их стоимость в цену вашего товара. Получается, что за ваш материал платит заказчик. Расходы относятся на ваш счет лишь в том случае, если вы не можете продать свой нож.
Плоская шлифовка
Плоскую поверхность сравнительно легко сделать на ленточном шлифовальном станке. Выполнить это на шлифовальном колесе гораздо сложней. Чтобы сделать клин, потребуется выполнить несколько различных «дорожек», а затем их необходимо сравнять в одну поверхность стали с помощью дискового наждака или напильника.
Для разметки клинка перед каждым новым уровнем зернистости используйте красный водостойкий маркер. Для грубой обработки клинка я использую ленту зернистостью 60, затем перехожуна ленту зернистостью 120, чтобы достаточно отполировать его перед термической обработкой. Для контроля за ходом работы пользуйтесь OptiVISOR или другим фиксируемым на голове увеличительным стеклом. Красные чернила четко покажут любые, оставшиеся после шлифовки царапины. Проверьте наличие таких остаточных царапин при хорошем освещении. Осмотрите клинок от острия до хвостовика, а затем - от лезвия до спинки. Плоскую шлифовку легче проводить на ленточном шлифовальном станке с плоской платформой (см. фото).
Последовательность шлифовки скосов:
1) Еще раз осмотрите профиль клинка, чтоб выявить все недостатки.
2) Чтобы установить толщину грани, я наношу две линии приблизительно на расстоянии 1/32 дюйма между ними. Шлифовка до этой линии с каждой стороны позволит получить приблизительно правильную толщину грани, что обезопасит клинок во время операции по его закалке. Если скосы свести до тонкой, почти острой грани, она может потрескаться или деформироваться во время закалки. На фото показаны два способа нанесения центральной линии.
3) На сторонах клинка пометьте место, где скосы должны закончиться. Это место иногда называют шлифовкой спуска или конечным пунктом.
4) Отшлифуйте плоский скос примерно под 45 градусов вниз к начертанной линии с каждой стороны клинка.
Для создания радиуса на спинке клинка используется средний камень Crystalon После многолетнего использования на этом камне остались заметные углубления. Когда, изнашиваясь, углубление становится слишком широким, начните другое Для смазки камня используйте керосин без запаха или масло для лампы.
5) Затем отшлифуйте серию неглубоких углублений, или дорожек, по длине клинка, пока ширина скоса не определится и не станет достаточно плоской. Другой метод: по ходу работы вы можете придать клинку выпуклую форму. Используйте прямую грань для проверки хода работы либо с плоской, либо с выпуклой шлифовкой. Если шлифовка у вас не получается, потренируйтесь на более мягкой стали.
6) При шлифовке старайтесь не заходить за начертанные линии, отмечающие конечную ее точку. Также не шлифуйте слишком высоко к спинке, чтобы не сделать ее тоньше, чем хотите.
7) Отшлифуйте несколько проходов с одной стороны клинка, а затем проведите ту же работу с другой его стороны. Это позволит распределить напряжение по всему клинку более равномерно. Если снимать весь лишний материал сначала с одной стороны клинка, а затем перейти к обработке другой стороны, это может привести к деформации клинка.
8) И снова повторяю, не делайте грань слишком тонкой до термообработки. Оставьте примерно 20% стали, которую необходимо удалить. Снимите этот припуск после того, как клинок будет закален и отпущен.
9) Соберите вместе шаблон для проверки клина клинка, изготовленный из дерева или другого материала (см. фото). Укрепите этот шаблон на клинке ножа, имеющего необходимый вам клин, завинтите барашковую шайбу и поместите обрабатываемый вами клинок в измерительный прибор, чтобы определить, достаточно ли он тонок.
10) Если у вас нет ленточного шлифовального станка, используйте наждачный диск, чтобы сравнять следы, оставшиеся после шлифовального колеса. Если зернистость шлифовального колеса была 36-40, возьмите наждачный диск зернистостью 80, затем 120 и, наконец, 240. Этого будет достаточно, чтобы затем перейти к стадии термообработки. Я использую самоклеящиеся диски на насадке гибкого диска (см. фото). Обрежьте с диска лишний материал, это даст вам возможность обработать достаточно острые углы.
11) Вы можете обнаружить, что ваш клинок получился слегка выпуклым, но это нестрашно, если он не слишком толстый.
12) Загладьте спинку клинка или оставьте ее квадратной, но мне кажется, что последний вариант выглядит немного незаконченным. Я всегда делаю фиктивную грань или просто закругляю спинку клинка. Рабочий нож получит закругленную спинку, если его сначала обработать напильником, а затем отполировать на камне с канавками. На фото показано, как я использую средний камень Crystal-on с канавкой на нем, чтобы придать красивый радиус спинке клинка.
13) С помощью тонкого камня или наждачной бумаги удалите все царапины, оставшиеся после шлифовки грани, двигая камень или наждачную бумагу от рикассо клинка (между клинком и хвостовиком) к острию и назад. Так мы удаляем любые «напряженные возвышенности», из-за которых грань может потрескаться во время закалки. Наличие грубых следов шлифовки, царапин и других неровностей можно проверить ногтем. Их называют напряженными возвышенностями. Напряжение металла, возникающее во время закалки, может привести к его растрескиванию у напряженной возвышенности, а этого следует избегать.
14) Не обрабатывайте рикассо на гибком диске. Это следует делать на тонкой ленте на плоской платформе или на гибком диске, либо вручную, как показано на картинке. На фото показано, как кусок влажной или сухой бумаги складывается пополам, прижимается зажимами к стальной пластине, и рикассо полируется вручную. Этот метод требует времени, но дает хорошие результаты, когда работа завершается на бумаге зернистостью 600.
15) Обязательно сделайте соединение между хвостовиком и рикассо плавно закругленным. Снова внимательно осмотрите весь клинок. Теперь он готов к термообработке.
Работа напильником при изготовлении ножа
Работа напильником относится к старой школе. Этот метод позволяет сделать поверхность исключительно плоской. Такой навык весьма полезно освоить, если у вас нет ленточного шлифовального станка. При изготовлении ножа перед термообработкой клинок делается плоским с помощью напильника. После закалки и отпуска клинок будет слишком твердым для напильника.
Напильник нужно взять за оба конца и обрабатывать деталь, двигая им вперед-назад. При этом напильник проходит вдоль всего клинка. На фото показана обработка клинка напильником.
Если толкать напильник вперед, как принято при обычной работе, его зубцы глубже врезаются в сталь и полировка получается грубой. Для гладкой полировки лучше использовать стандартный драчовый напильник. Напильник с перекрестной насечкой снимает припуск быстрее, но оставляет небольшие возвышенности, которые следует заравнивать драчовым напильником.
Ручная обработка наждаком делает рикассо плоским и без царапин. Влажная или сухая наждачная бумага складывается вдвое на стальной пластине По краям бумагу удерживают пружинные зажимы. Начните с бумаги зернистостью 80-1 20, затем все мельче и мельче, пока не добьетесь желаемой полировки. Обычно автор заканчивает работу на бумаге зернистостью 600. Таким образом, деталь можно сделать плоской и блестящей, если у вас нет машины с плоским диском.
Чтобы зубцы напильника не врезались слишком глубоко, ваши движения должны быть легкими. Всегда держите под рукой игольчатую ленту и после нескольких движений очищайте на ней зубцы напильника. Если зубцы забиваются, это может привести к истиранию поверхности и лишь добавит вам работы. Считается, что если покрыть напильник меловой пылью, это предотвратит загрязнение его зубцов. Я испытал оба метода и не заметил большой разницы. Возможно, это зависит от типа обрабатываемого материала.
В продаже имеется множество дешевых импортных напильников. Я испробовал некоторые из них и понял, что это напрасная трата денег. Вполне оправдано покупать хорошие качественные напильники, я же предпочитаю марку Nicholson. Время - деньги, а они работают быстрее и глаже.
Термообработка ножа
Мы все знаем, что цивилизация не была бы возможной, если бы человек не научился использовать железо и сталь в той степени, как это делается сегодня. Сталь уникальна и полезна, потому что, обработав ее, сталь можно сделать исключительно твердой, пружинистой или относительно мягкой.
Будучи ножовщиками, мы можем использовать экстремальные формы термообработки, чтобы получить нужную нам сталь. Лучшим примером этому может служить клинок, который был избирательно закален или избирательно отпущен. Такой клинок может иметь исключительно твердую грань и вместе с тем выдерживать тест на изгиб до 90 градусов. Это становится возможным, если грань ножа твердая, центральная часть клинка пружинистая, а спинка относительно мягкая. На фото показан успешный тест на изгиб, демонстрируемый Эдом Каффри.
Работа напильником: для безопасности клинок прижат к поддерживающей доске.
Термообработку можно охарактеризовать как определенную, временную/температурную обработку металла для получения конкретной прочности, ковкости или других качеств. Термообработка клинка лежит в сердце любого ножа. Термообработка считается успешной, если клинок может выполнять предназначенную ему работу.
Если клинок слишком мягкий, он не сможет держать заточку и будет сильно сгибаться при тяжелой работе. Если слишком твердый - сломается даже при нормальном использовании. При правильной термообработке ножа его клинок не слишком тверд и не слишком мягок. Лучше всего определять это путем проб и ошибок, сравнивая ваши клинки с клинками из новых типов стали либо с клинками, прошедшими известную термообработку.
Кузнец из Монтаны Эд Каффри демонстрирует прочность клинка, прошедшего селективную термообработку, в мастерской Дейва Брендона.
Любой процесс термообработки состоит из трех этапов: нагревание, остывание и время. Любое незначительное изменение температуры может значительно воздействовать на результат. Элемент времени, возможно, наименее важен, но именно правильное сочетание времени и температуры необходимо для довершения трансформаций, приносящих нужные результаты. Каждый тип стали имеет свою собственную уникальную комбинацию циклов времени/температуры, которая позволяет получить клинок отличной прочности и режущей способности.
Способность ножа держать грань почти полностью зависит от его относительно высокой твердости. По моей прикидке, 95% ножей, изготовленных вручную, обладают твердостью 57-61 по шкале Рокуэлла. Специфические элементы сплавов некоторых типов стали делают их более прочными по сравнению с другими типами стали той же твердости.
Предполагаемое использование ножа определяет его максимально допустимую твердость.
Меня часто спрашивают, какой тип стали лучший или какой тип я предпочитаю. Обычно я отвечаю, что все зависит от термообработки. Как правило, соответствующая термообработка более важна, чем тип стали. При правильной термообработке сравнительно простая сталь будет работать лучше, чем изысканная сталь после неправильной термообработки. Я убеждался в этом много раз.
По мнению психологов, в ближнем бою блестящий клинок оказывает деморализующее действие на противника и тем самым дает владельцу такого клинка тактическое преимущество. Если же нужно использовать нож по аналогии, например, огнестрельного оружия с глушителем, то наверняка следует отдать предпочтение матовому клинку. Он не выдаст владельца своим блеском. В равной степени это относится, разумеется, и к использованию ножа в качестве инструмента во время тактических операций.
При обработке поверхности клинка фирмы проявляют все больше и больше изобретательности. Наряду с простым матированием клинков приобретают значение, в частности, закалка поверхностного слоя металла и защита от коррозии. В основном различают два способа: изменение поверхности за счет механической обработки или покрытия.
Виды механической обработки поверхности клинка.
Сатинирование клинка.
Во время сатинирования поверхность металла за счет использования щеток или в результате шлифования приобретает штриховой узор. Чем крупнее зернистость шлифовального материала, тем более матово выглядит поверхность. Штриховой узор можно наносить как машинным способом, так и вручную. Например с помощью шкурки, как это делают многие мастера. Клинок имеет матовый оттенок, но при этом отражает прямые солнечные лучи.
Шлифование клинка.
У американцев такой способ обработки известен как «stonewashed» (выстиранный с камнями). При этом клинок в прямом смысле слова промывается или полируется с помощью перекатывающихся камешков и добавленных шлифующих материалов. Так же, как и при сатинировании, величина камешков, шлифующий материал и продолжительность шлифования определяют внешний вид поверхности. Она может быть матовой, иметь неравномерный рисунок и быть довольно прочной.
Струйная обработка клинка.
Данный вид обработки является самым простым способом придания клинку матового оттенка. Частички вещества под большим давлением разбрасываются по поверхности клинка. Эти частички могут быть корундовыми или стеклянными. От этого зависит получаемый при этом серый оттенок поверхности и ее структура.
Струйная обработка корундом делает поверхность сильно шероховатой, что способствует образованию ржавчины. Стеклянные бусинки уплотняют поверхность и делают ее более стойкой против . Поверхности, прошедшие струйную обработку, могут сравнительно быстро оцарапать кожу.
Виды покрытия поверхности клинка.
В данном случае, в отличие от механической обработки, на поверхность клинка наносится слой того или иного материала. В зависимости от вида покрытия оно может не только придавать поверхности матовый оттенок, но и дополнительно создавать защиту от коррозии и делать поверхность чрезвычайно прочной на износ.
Стоимость покрытия может широко варьироваться. Порошковое или лаковое покрытие относительно недороги. Покрытия из твердого материала с титано-алюминиевым нитридом в значительной степени повысят стоимость изделия. Следует заметить, что для клинков подходит не всякий способ покрытия.
Если температура материала во время процедуры покрытия выше, чем температура клинка, то последний теряет свою твердость. Поэтому следует следить, чтобы температура не поднималась слишком высоко. Воронение вряд ли защитит клинок от ржавчины или износа. Поэтому такой способ покрытия используется обычно для тех сортов стали, из которых изготавливаются главным образом штыки и недорогие ножи.
Порошковые и лаковые покрытия клинка.
С учетом различных свойств покрытий выбирать их всегда необходимо в зависимости от качества стали клинка и профиля его тактического использования. Порошковые и лаковые покрытия в первую очередь применяются для стальных сплавов, подверженных коррозии. Слой таких покрытий полностью защищает стальную поверхность от внешних воздействий.
Лезвие, разумеется, остается при этом слабым местом. Поскольку во время последующих покрытие снимается. После чего лезвие легко поддается воздействию коррозии. Порошковые и лаковые покрытия поэтому не такие износостойкие, как покрытия из твердых материалов, но в отношении стоимости они являются недорогими методами, позволяющими воронить ржавеющие клинки и одновременно защищать их от коррозии.
Такие фирмы, как «Крис Рив Найфс», «Бекер Найф & Тул», «Онтарио», «Колд Стил», «Колумбия Ривер Найф & Тул» или используют такой метод покрытия вот уже в течение многих лет, и это лишь некоторые фирмы-изготовители.
Наиболее распространенными видами порошкового покрытия являются эпоксидный порошок или тефлон. За счет электростатического заряда частички порошка наносятся на поверхность клинка. После чего спекаются под воздействием высокой температуры. К сожалению, слой покрытия в большинстве случаев бывает довольно толстым. В результате чего углы и края клинка выглядят неуклюже.
Кальгард представляет собой вид лака. Он с помощью пульверизатора наносится на поверхность клинка. Причем толщину слоя можно менять по желанию. После нанесения лака клинок кладут в печь на один час при температуре 160 градусов, где частички лака спекаются в твердый слой.
Твердые покрытия клинка.
У ножей с клинками из высококачественной, нержавеющей стали антикоррозийное покрытие играет второстепенную роль. Поэтому речь здесь скорее идет о том, чтобы защитить матовую поверхность клинка от износа и царапин. В середине 90-х годов первые изготовители ножей пришли к этому, использовав для своих клинков метод «Physical-Vapor-Deposition» - PVD (вакуумный метод покрытия).
Он находит применение главным образом при изготовлении инструментов. Например, для покрытия фрез и сверл, предназначенных для резания металлов и очень твердых материалов. Или же в деформирующей технике для штамповки, растяжения, сгибания и прессовки металлических заготовок.
Обычно такое покрытие имеет золотистый оттенок. Но может быть также черным или серым. К наиболее известным твердым покрытиям относятся титано-карбоновый нитрид (TiCN), титано-алюминиевый нитрид (TiAIN) и хром-нитрид (CrN).
Покрытие из твердых материалов не только делает поверхность чрезвычайно прочной, но и выполняет еще одну не менее важную функцию, которую используют лишь немногие изготовители. Покрытие инструментов увеличивает срок их службы. Свойство, которое также можно использовать для лезвий ножей.
Если покрыть твердым материалом остро заточенное лезвие, срок его службы значительно увеличивается. При покрытии происходит незначительное, но все же ощутимое снижение остроты лезвия. Это можно компенсировать односторонней его . При этом слой твердого покрытия сохраняется на другой стороне клинка. При последующих заточках следует постоянно следить за тем, чтобы всегда обрабатывалась одна и та же сторона лезвия.
По материалам книги «Современные боевые ножи».
Д. Поль.