Для получения нужных характеристик будущего ножа из напильника в качестве заготовки на бумаге прорисовывается его эскиз. Лучше выбирать старый инструмент со стертой насечкой. Высокоуглеродистая сталь обеспечивает будущему ножу высокие режущие характеристики. Изготовление такого инструмента обойдется недорого, а по качеству он превзойдет многие заводские образцы.
Общие характеристики самодельного ножа
Зная, из какой стали делают напильники, становится понятным, почему их применяют для изготовления ножей. В качестве материала используются высокоуглеродистые стали таких марок, как У10А, Х12М, ШХ15.
Благодаря высокому содержанию углерода этот материал поддается закалке до 64−66 единиц по Роквеллу. Это обеспечивает ему достаточную твердость . Именно поэтому в домашних условиях делают нож из напильника.
Качественный самодельный нож можно сделать из:
- Толстого сверла по металлу. Следует учитывать, что закаленная часть только рабочая. Хвостовик сырой.
- Поршневой шатун двигателя.
- Торцевого ключа.
- Рессоры.
- Напильника.
При изготовлении финки на профессиональной основе все эти вещи предварительно куются. Особенно удобно ковать напильник, который имеет для этого подходящую форму. В процессе ковки металл приобретает нужные свойства, становится эластичнее.
Толщина напильника имеет такую величину, что требует снятия слоя металла, чтобы правильно сформировать спуск. Во время ковочных работ металл не убирается, он приобретает другую форму. Для того, чтобы выковать заготовку потребуется значительно меньше времени, чем при изготовлении ее на станке.
Технология и этапы изготовления
На первой стадии ведется подбор материала. Чем он будет лучше, тем качественнее получится клинок. Лезвие должно отвечать требованиям :
- быть приспособленным к конкретной работе;
- выдерживать ударные нагрузки;
- острота лезвия должна сохраняться длительное время;
- не подвергаться коррозии.
Чтобы получился хороший самодельный кинжал, сначала нужно сделать его проект. Форму лучше выбирать простую. Обратить внимание на место стыка лезвия с рукояткой. Здесь не нужно сложностей. Переход лучше вести по плавному радиусу.
Процесс изготовления своими руками в домашних условиях состоит из нескольких стадий. Порядок их следующий:
- отжиг заготовки;
- формирование лезвия;
- закалка;
- отпуск;
- изготовление рукоятки.
Отжиг исходной заготовки
Основной проблемой является высокая твердость напильника. Если обрабатывать железо на наждачном станке, потребуется много времени
. Для снижения твердости заготовка подвергается термообработке в виде отжига.
Суть его заключается в нагреве стали до температуры 650−700 градусов, выдержки в течение нескольких часов с последующим медленным охлаждением.
Чтобы провести отжиг в домашних условиях, можно воспользоваться печью, костром или камином. Заготовка закладывается вместе с топливом и нагревается в процессе его горения. Затем все вместе остывает. После такой процедуры материал готов для дальнейшей обработки. Без отжига заготовка не поддается работе слесарным инструментом.
Процесс изготовления лезвия
В зависимости от сферы применения выбирается форма поперечного сечения лезвия . Она может быть нескольких разновидностей:
- Прямой клин в виде равнобедренного треугольника. Хорошо выдерживает равномерные удары, и обладает устойчивым сопротивлением к резу.
- Вогнутые спуски. Острая режущая кромка не выдерживает больших усилий и бокового удара. С увеличением глубины реза сопротивление возрастает.
- Выпуклая линза - предназначена для выполнения тяжелых работ.
После охлаждения заготовки приступают к ее обработке. Она состоит из этапов:
Закалка готового лезвия
Размеры готового лезвия проверяются штангенциркулем. Чтобы клинок обрел былую твердость, нужно знать, как правильно закалить нож. Для этого он нагревается до температуры 900 градусов и быстро охлаждается в жидкости.
В домашних условиях закалка ножа из напильника проводится с помощью паяльной лампы. Для этого струя пламени направляется вдоль лезвия. Важно обеспечить равномерность прогрева.
Другим вариантом является использование древесного угля, в который закапывается клинок . Прогрев его ведется с помощью паяльной лампы. В процессе нагрева нужно точно достичь нужной температуры. Это определяется по цвету металла, который меняется в зависимости от нагрева. Как только температура достигает 850−900 градусов, железо приобретает малиновый или светло-вишневый цвет.
Охлаждение ведется в отработанном масле или воде:
- Отработка заливается в ведро. Нож держится за хвостовик и опускается в жидкость. Благодаря вязкости идет оптимальный процесс теплообмена. Время выдержки - несколько минут. Следует соблюдать осторожность, потому что масло может воспламениться.
- При использовании воды в нее добавляется соль или рассол. Чистую жидкость применять не рекомендуется. Чтобы избежать ведения металла, лезвие следует опускать вертикально вниз.
Секреты отпуска ножа
Благодаря закалке идет увеличение твердости изделия. Однако, вместе с этим возрастает и его хрупкость. В случае удара стали об твердую поверхность она может расколоться. Чтобы этого не происходило, нужно сталь отпустить. Этот вид термообработки называется отпуском
.
Для этого клинок нагревается в течение часа до температуры 180−200 градусов, а потом охлаждается на воздухе. В качестве прибора нагрева используется газовая и электрическая духовка. Допускается вести нагрев в расплавленном свинце. Однако его температура плавления составляет 327 градусов, что приводит к уменьшению твердости финки.
Этап изготовления ручки
Из дерева выполняются 2 накладки на хвостовик ножа. Точно по их форме вырезается 2 вставки из кожи в качестве прокладок. В лезвии, накладках и вставках сверлятся 3 отверстия. По толщине пакета отрезаются 3 латунные трубки.
Все детали смазываются клеем, трубки вставляются и весь пакет зажимается струбцинами. Через несколько часов клей высохнет и прижим можно снять.
На последнем этапе идет устранение наждачной бумагой всех неровностей как с лезвия, так и ручки. Чтобы изделие было защищено от коррозии, его нужно отполировать .
Изготовление самодельного ножа из напильника в домашних условиях - процесс кропотливый. Однако получаемый клинок будет полностью удовлетворять необходимые требования для выполнения конкретной работы. Сталь, из которой изготавливается напильник, обладает высокими характеристиками, что является залогом высокого качества самодельного ножа.
Даже если лезвие ножа изготовлено из высококачественной стали, оно все равно будет непрочным без предварительной закалки. Такой клинок может сломаться уже при небольшом нажиме, да и заточить его будет проблематично. Многих пользователей не зря интересует вопрос, как закалить нож в домашних условиях, ведь именно после термообработки физико-механические свойства металла существенно улучшаются. В процедуре нет ничего сложного, однако, если выполнить ее неверно, режущая часть инструмента будет быстро тупиться, что сделает эксплуатацию малоэффективной.
Основной целью закалки металла является изменение его структуры и перестроение атомной решетки. При повышении температуры выше пиковой отметки, называемой точкой Кюри, сталь обретает особую прочность и износостойкость. Последующее быстрое охлаждение позволяет снизить хрупкость металла, возникающую вследствие внутреннего напряжения, и повысить его пластичность. Сломать хорошо закаленную сталь будет уже непросто – трещины на ней появятся лишь при сгибании под углом свыше 45°. Однако нарушение технологии закалки может привести к переходу атомной решетки в промежуточное состояние. При этом прочность материала, напротив, снизится.
Правильная закалка ножа в домашних условиях не так уж сложна. Главное – точно соблюдать время, температуру нагрева и охлаждения. При отсутствии специального оборудования не каждый вид стали получится закалить. Для этой цели подходят лишь металлы с высоким содержанием углерода. Узнать, какой вид стали использовался для изготовления лезвия, можно по маркировке – клейму на клинке.
Проще всего работать с изделиями из конструкционной разновидности марок 45, 50, жаропрочной 40´13 или инструментальной. Причем, чем выше содержание углерода, тем прочнее будет лезвие, однако обрабатывать (затачивать) его будет сложнее. Клинки из стали высокоуглеродистых марок и легирующих сплавов закаливают при довольно высоких температурах в специальных камерах. Малоуглеродистые стали, содержащие в маркировке цифры 10, 20 и 25, и чугун данной процедуре не подвергают.
В качестве охладителя используются жидкая среда, машинное масло (отработка) или вода. Слишком быстрое снижение температуры нежелательно – оно может привести к появлению трещин. Поэтому важно соблюдать точное время не только закалки, но и дальнейшего охлаждения.
Чтобы определить, насколько качественно закалена сталь, следует провести напильником по режущему краю клинка. Инструмент должен идти ровно, без усилий, легко отходить от поверхности, не прилипая к металлу.
Способы закаливания
Для прокаливания простейших клинков из конструкционной стали можно использовать обычный костер. Поднять температуру выше требуемых 900 °С при обработке высокоуглеродистых сплавов на открытом огне невозможно. Для этой цели потребуется специальная муфельная печь (камера), изготовить ее можно своими руками.
В камере
При желании заняться самостоятельным изготовлением ножей, лучше использовать для этих целей печь из огнеупорной глины с обмоткой из нихрома. Термообработка будет проходить в идеальных условиях, при достаточно высокой температуре по заданному графику. Размер такой конструкции – 200х100х77 мм.
Вначале делается заготовка из картона, который покрывается парафином. Далее используется глина – ее наносят на бумагу слоем достаточной толщины таким образом, чтобы не осталось щелей. Особенно тщательно промазывают стыки. Дверку изготавливают отдельно.
Глина наберет необходимую прочность после тщательной просушки и дальнейшего прокаливания в духовом шкафу при 90-110 °С. Окончательный обжиг производится в печи на открытом огне при 900 °С. Остужать конструкцию следует медленно, поэтому раньше времени ее открывать не следует. После полного остывания глиняной камеры к ней крепят дверцы: делают это так, чтобы они распахивались горизонтально.
Хорошо просохшую заготовку обматывают проволокой из нихрома, которая будет служить нагревательным элементом. Ее понадобится около 18 метров. Витки должны идти плотно. Во избежание межвиткового замыкания проволоку следует предварительно обмазать влажной глиной. Нельзя забывать о проделывании в печи 2 отверстий. Одно необходимо для вставки термопары, измерительного прибора, с помощью которого можно будет контролировать процесс нагрева. Второе отверстие понадобится для контроля за процессом.
Схема: 1 - нихромовая проволока; 2 - внутренняя часть камеры; 3 - наружная часть камеры; 4 - задняя стенка с выводами спирали
Делаем глиняный кожух
Готовый вариант камеры
Закалить лезвие клинка, изготовленного из металла марок 45 и 50, можно на обычном костре или с помощью газовой горелки. Для проведения работ понадобятся топливо для костра (угли), а также пара больших емкостей. В одной будет находиться машинное масло, во второй – вода. Для удержания горячего лезвия используют кузнечные клещи.
Так как длительное наблюдение за открытым огнем может повлиять на зрение, глаза следует защитить специальными очками. Не помешает также надеть спецодежду из хлопка – синтетика при попадании искры способна быстро воспламениться.
Как провести процедуру самостоятельно
Для этого не обязательно иметь какой-либо опыт – достаточно точно следовать инструкции, которая подскажет, как закалить ножи в домашних условиях своими силами. Процедура может применяться для любого типа лезвий – топора, ножниц, прочего режущего инструмента.
Источник нагрева
На открытом воздухе часть тепла, исходящая от костра, улетучивается – полученной температуры, особенно при термообработке высокоуглеродистой стали, может оказаться недостаточно. В этих случаях лучше использовать муфельную печь, резак, паяльную лампу, кузнечный горн, даже обычную электро или газовую плиту. При изготовлении партии ножей время закалки лучше определить экспериментально с помощью теста. Для этого несколько пластин из металла нагревают: одну по максимуму, другую – чуть меньше.
Топливом выступают угли, которые разогревают максимально до белого цвета. Оттенок пламени при этом – желто-оранжевый или малиновый. Огонь должен распределяться равномерно по всей площади костра. После термообработки раскаленный предмет трижды опускается на несколько секунд в масло. Последний этап – погружение в емкость с водой. Жидкость следует предварительно хорошо перемешать (взболтать).
Газовая плита
Температурный режим
Существует несколько способов закалки стали с разной температурой нагрева, временем выдержки и скоростью охлаждения. Для каждой марки металла нужен определенный температурный режим:
- для ножей из низкоуглеродистой стали диапазон температур должен составлять 757-950 °С;
- клинки из высокоуглеродистых марок закаливают при 680-850 °С;
- легирующим сплавам потребуется разогрев до 850-1150 °С.
В производственных условиях для определения степени нагрева используют прибор для бесконтактного измерения – пирометр, в быту применяют обычный магнит. При значительном повышении температуры магнитные свойства металла снижаются: если стальная заготовка к нему не притягивается – температура оптимальна.
Опытные мастера способны определить качество закалки по цвету стали: чем он светлее, тем сильнее нагрев. Перекаливать металл не следует, иначе он почернеет и отчистить его будет невозможно. Затачиваемая часть клинка нагревается 3 раза до почти фиолетового цвета, то есть до температуры 285 °С. Режущую же часть обрабатывают на огне только раз, но нагревают сильнее, до появления желто-оранжевого оттенка, то есть до 950-1000 °С.
Красный цвет свидетельствует о нагреве до 720-950 °С. Малиновый или светло-вишневый оттенки стали означают, что температура разогрева соответствует 800-850 °С. Появление в пламени бордового цвета свидетельствует о том, что лезвие накалилось недостаточно, лишь до 650-720 °С, коричневого – температура не выше 530-580 °С.
Светлая радужка может образоваться и вследствие появления слоя окислителя. В этом случае ситуация обратная: чем светлее этот тончайший верхний слой, тем ниже температура.
Охлаждение и отпуск
В зависимости от метода термообработки и типа клинков используют разные способы охлаждения, к примеру, в минеральном масле (отработке) или обычной воде с добавлением соли. Варианты:
- если закаляемые лезвия нагревают докрасна, их остужают в масле, окуная в него трижды, чтобы каждое последующее охлаждение было продолжительнее предыдущего; последний этап – погружение в предварительно размешанную воду;
- для ножей с двухсторонними лезвиями, для придания им большей остроты и упругости, клинки, напротив, вначале опускают в воду на пару секунд, а затем в отработку;
- чтобы середина лезвия была максимально упругой, можно вначале прогреть ее металлическим прутком, затем на пару часов погрузить нож в кипяток, далее – в ледяную воду.
Следует учесть, что в масле (отработке) металл остывает в 2 раза быстрее. Для определения скорости охлаждения материала в разных растворах можно обратиться к сводной таблице.
Прошедшая закалку и охлаждение сталь все еще слишком хрупкая. Для дальнейшего увеличения характеристик пластичности и вязкости ее следует вновь прогреть в течение часа, но лишь до 150-200 °С (данную процедуру и называют отпуском). Для легированного металла температура должна быть в пределах 270-320 °С, для быстрорежущего – еще выше. Чтобы клинок при быстром охлаждении не прогнулся, его необходимо опускать в жидкость строго вертикально, режущая кромка должна быть внизу, а лезвие при этом – оставаться неподвижным.
Охлаждение в масле
Определение качества работы
Качество работы правильно закаленного ножа определяется следующими параметрами:
- лезвие должно сохранять прочность при соприкосновении с другими материалами;
- твердость металла обеспечивает и качество заточки – ее должно хватать надолго;
- срок службы ножа определяет также его износостойкость, то есть длительность использования без потери режущих свойств. Хороший инструмент при регулярной заточке способен прослужить до 10 лет.
Не менее важным показателем является пластичность. Материал должен достаточно легко гнуться, а при разгибании без проблем принимать прежнюю форму. Только при соблюдении вышеперечисленных требований клинок прослужит долго.
Срок использования ножа определяется качеством заточки
Клинок должен оставаться твердым во время использования
Видео
Вопрос о том, как закалить нож самостоятельно в домашних условиях, не случайно является столь актуальным, ведь именно данная технологическая операция позволяет придать лезвию режущего инструмента требуемую прочность и твердость. Если пренебречь данной процедурой или выполнить ее неправильно, режущая часть вашего ножа будет быстро тупиться, что сделает его использование малоэффективным.
Даже в том случае, если самодельный нож выполнен из твердого металлического изделия (напильника, рессоры, клапана и др.), ему все равно требуется закалка, так как в процессе изготовления лезвие подвергалось интенсивной механической обработке и, соответственно, нагреву. Проверить, насколько правильно выполнена закалка самодельного ножа в домашних условиях, достаточно просто. Для этого необходимо зажать его лезвие в тисках и начать сгибать по вертикали. Если нож сломается при угле сгиба больше 45°, значит, закалка выполнена правильно.
Тем, кто не любит вдаваться в тонкости и детали процесса, можно сразу посмотреть видео с подробным описанием и демонстрацией одного из способов закалки ножа в домашних условиях. Если же вы хотите ознакомиться с технологией более подробно, рекомендуем прочитать всю статью.
Температурный режим
Может показаться, что в закалке ножа нет ничего сложного, но, как и в любой другой технологической операции, при ее выполнении надо учитывать ряд нюансов. Первое, что следует контролировать, чтобы правильно закалить клинок, – это равномерность и постепенность нагрева. Если пренебречь этим требованием и выполнять нагрев ножа слишком быстро, это приведет к тому, что в структуре металла будут формироваться слишком крупные зерна, что сделает изделие хрупким. Для стальных сплавов, относящихся к различным категориям, используются разные температурные режимы выполнения закалочных операций:
- стали, относящиеся к группе низкоуглеродистых сплавов, – 727–950°;
- высокоуглеродистые стальные сплавы – 680–850°;
- стали, содержащие в своем составе легирующие элементы, – 850–1150°.
В домашних условиях не всегда можно воспользоваться таким прибором, как пирометр, при помощи которого определяют температуру нагрева металла. Между тем определить степень нагрева изделия из стали можно, если воспользоваться обычным магнитом. Суть этой несложной методики заключается в том, что у каждого металла есть так называемая точка Кюри, при которой из ферромагнитного он превращается в парамагнитный материал, то есть перестает притягиваться к магниту.
Следовательно, если лезвие разогретого ножа перестало притягиваться к магниту, температура его нагрева достигла точки Кюри (посмотреть ее значение для различных металлов можно в специальных таблицах).
Особенности технологии
В домашних условиях, если правильно подойти к делу, можно качественно закалить любой нож. Это может быть охотничий или складной нож, штык-нож или изделие в виде крюка, клинок, выполненный из напильника или подшипника, нож-бабочка и др. Несколько сложнее закалить в домашних условиях изделия, изготовленные из нержавеющих сталей, но и такая задача решаема, если внимательно изучить технологию процесса и подобрать соответствующее нагревательное оборудование.
В качестве охлаждающей среды при выполнении закалки как в производственных, так и в домашних условиях используют различные материалы. Так, наиболее распространенные охлаждающие среды – вода и масло – обеспечивают следующие скорости охлаждения нагретого стального изделия:
- масло при комнатной температуре – 150°/с;
- масло, нагретое до температуры 200°, – 300°/с;
- вода, температура которой составляет чуть выше 20°, – 450°/с;
- ледяная вода – 600°/с.
В некоторых случаях закалку выполняют с охлаждением изделия в промежуточной среде, в качестве которой может использоваться расплавленный свинец. Такую методику, в частности, используют, закаливая ножи, которые изготовлены из напильников.
Самой главной проблемой, с которой вы можете столкнуться, пытаясь в домашних условиях закалить нож, является перекаливание металла, что приводит к значительному увеличению его хрупкости. Надо также очень внимательно следить за равномерностью нагрева закаливаемого ножа, чтобы не столкнуться с образованием поперечных трещин на его лезвии.
Существует несложное правило, которого следует придерживаться, чтобы не столкнуться с такой проблемой: та часть лезвия, которая не будет затачиваться, нагревается трижды до фиолетового цвета, что соответствует температуре 285°, а режущая часть нагревается только один раз до желтого цвета, после чего степень ее нагрева проверяют при помощи магнита. Более подробно познакомиться с такой методикой можно, просмотрев соответствующее видео.
Различные охлаждающие среды обеспечивают и разную глубину закаленного слоя (прокаливаемость). Так, при охлаждении при помощи воды сталь прокаливается со скоростью 1 мм в секунду, а при использовании в качестве охлаждающей среды масла эта скорость уменьшается почти в два раза. Чтобы закалить обоюдоострый нож, получив твердые режущие кромки и упругую сердцевину, надо сделать следующее: нагретый до требуемой температуры клинок сначала опускают на две секунды в воду, а затем помещают в масло.
Еще одной технологией, позволяющей качественно закалить режущую кромку у лезвия со значительной толщиной, является закалка ножа в графите. Используя такую технологию, подробности которой также легко изучить по видео, можно качественно закалить ножи различных моделей и конфигураций (охотничий, штык-нож, нож-бабочка и др.). При этом качественно выполнить такую закалку можно и в домашних условиях.
Нередко требуется осуществить зонный отпуск уже закаленного ножа, чтобы сделать его среднюю часть более упругой, сохранив твердость режущих лезвий. В домашних условиях такая технологическая операция выполняется по нижеприведенному алгоритму.
- Средняя часть клинка разогревается при помощи металлического прутка диаметром 10 мм, раскаленного до максимума.
- После прогрева средней части клинка его опускают в кипяток и выдерживают в нем на протяжении 2 часов.
- После выдержки в кипятке клинок опускают в ледяную воду.
После выполнения всех вышеописанных манипуляций вы получите нож, средняя часть лезвия которого подвергнута низкому отпуску.
Если вы пробуете закалить свой нож в домашних условиях, следует придерживаться двух правил, которые позволят вам получить качественный результат.
- Объем используемой охлаждающей жидкости должен быть достаточно большим (минимум 20 литров). В противном случае жидкость будет сильно нагреваться, что изменит температурный режим и скорость охлаждения, а это в свою очередь отрицательно повлияет на результат всей технологической операции.
- Чтобы теплоотдача от нагретого ножа была равномерной и его не повело в процессе закалки, им нельзя двигать в охлаждающей среде – надо держать его неподвижно.
Правила качественной закалки
Существует еще несколько несложных правил, которые позволяют сделать закалку ножа в домашних условиях максимально качественной.
Приветствую любителей помастерить, сегодня мы будем делать простой нож для бытового использования из старого напильника. Напильник нам понадобится именно старый, так как в те годы напильники делались целиком из качественной углеродистой стали, а не как сейчас. Нож изготавливается довольно просто, без закалки и кузнечных работ, автор лишь отпустил клинок в духовке. Такой нож будет крепким и надежным, лезвие будет долго сохранять остроту. Конечно, для выполнения работы качественно, хорошо бы иметь ленточную шлифовальную машину. Если вас заинтересовал проект, предлагаю изучить его более детально!
Материалы и инструменты, которые использовал
Список материалов:
- старый напильник;
- дерево для накладок;
- масло для дерева;
- эпоксидный клей.
Список инструментов:
- ленточная шлифовальная машина;
- болгарка;
- точильный станок;
- духовка;
- наждачная бумага;
- зажимы;
- лобзиковый станок.
Процесс изготовления ножа:
Шаг первый. Профиль ножа
Перед тем как делать нож, рекомендуется отломить маленький кусок напильника, металл должен быть равномерного серебристого цвета. Хорошая сталь будет крошиться, это нормально для напильника.
Рисуем на напильнике нужный профиль ножа маркером и приступаем к резке. Автор работает при помощи болгарки, напильник прижимаем к столу струбциной.
После грубой резки приступаем к шлифовальным работам, нам нужно сточить лишнее. Для решения задачи автор использует точильный станок. Профиль клинка довольно простой, так что при его обработке не должно возникнуть проблем.
Шаг второй. Спуски
Когда профиль клинка будет готов, можно сделать спуски, но лучше эту работу выполнить после отпуска стали, так как отпускать тонкий металл не очень хорошо, он может отпуститься слишком сильно.
Спуски автор делает на глаз, в качестве инструмента используется болгарка с толстым шлифовальным диском, а также точильный станок. Завершающие штрихи по шлифовке автор осуществляет при помощи ленточной шлифовальной машины.
Шаг третий. Отпуск
Сталь напильника закалена слишком сильно, она твердая, но хрупкая, если все оставить как есть, лезвие будет ломаться. Для решения проблемы сталь нужно отпустить, тогда она станет гибкой. Для процедуры нам понадобится духовка, температура отпуска должна быть около 200 градусов Цельсия. Греть клинок нужно до тех пор, пока он не станет соломенного цвета. Более темные цвета могут говорить о том, что сталь отпущена слишком сильно.
После правильного отпуска должен получиться отличный клинок, сталь будет пружинить, а лезвие сможет долго держать заточку. В завершении проводим шлифовку с помощью мелкой наждачной бумаги, работать можно с водой.
Шаг четвертый. Рукоять
Собираем рукоять, для этого нам понадобится две досочки подходящей толщины. Автор вырезает две заготовки примерно по форме рукояти при помощи лобзикового станка, но справиться можно и при помощи ручного лобзика.
Теперь рукоять можно склеить, для этого лезвие предварительно заматываем липкой лентой, чтобы не вымазать клеем. Для клея автор использует эпоксидный. Хорошо обмазываем накладки и прижимаем их к ручке с помощью зажимов, можно воспользоваться и тисками.
Когда клей высохнет, придаем ручке окончательный профиль при помощи напильника по дереву, а далее переключаемся на наждачную бумагу. Шлифуем ручку до идеально гладкого состояния, это сделает древесину красивой, а ручка будет приятной на ощупь.
Дерево обязательно защищаем от влаги, пропитываем его маслом для дерева. Теперь рукоять и нож смотрятся великолепно.
Точим нож, хорошую сталь можно наточить до состояния лезвия, если это вам нужно. Для заточки обычно используются точильные камни.
На этом проект окончен, надеюсь, вам
Если сталь ножа нагреть до определенной температуры, а затем быстро остудить, она становится твердой, хрупкой и напряженной. Это называется закалкой. Такая форма стали известна под названием «мартенсит». Пройдя процесс закалки, мартенсит становится хрупким, напряженным и не подходит для изготовления ножа. Если нагреть мартенсит до меньшей температуры, он станет несколько мягче, выпустит напряжение, и если температура была выбрана правильно, в результате получится прочный и пригодный продукт. Обработка стали при меньшей температуре, обычно между 375 и 500 градусами по Фаренгейту, называется отпуском или получением нужной степени твердости.
Источник тепла
Источник тепла для процесса закалки должен обеспечивать равномерный нагрев и возможность контролировать температуру. Если источник тепла слишком разогрет, трудно медленно и единообразно нагреть клинок. Если нагревать клинок слишком быстро или если источник тепла чересчур раскален, тонкие участки клинка, как правило, перегреваются. Газовый горн - прекрасный источник тепла для процесса закалки, если, конечно, температуру нагрева можно контролировать и регулировать.
Вот как работает газовый горн: пламя разогревает футеровку горна или печи, и радиируемое ей тепло нагревает материал. Горелка или паяльная лампа, нагревающие деталь на открытом воздухе, по моим расчетам, теряет 200% и более потенциального тепла. Если пламя ограничивается нагревательной камерой или чем-то таким простым, как теплоулавливатель, описанный ниже, вы сможете равномерно нагреть крупную деталь. Пламя горелки или паяльной лампы никогда не должно быть направлено непосредственно на обрабатываемую деталь. Его нужно направить так, чтобы пламя обходило саму деталь и одновременно нагревало футеровку печи.
Моя первая самодельная цилиндрическая печь Dragon Breach предназначалась прежде всего для кузнечной сварки при температуре примерно 2300 градусов по Фаренгейту. Она была оснащена горелкой с поддувом, которую трудно было регулировать. Решением вопроса стало создание второго горна, который работал при более низких температурах, достаточных для термообработки.
Для этого у него должны были быть меньшие по размеру камера и горелка с пропорционально меньшим отверстием. Такой меньший по размерам горн вполне подходил для термообработки и ковки. Более того, я больше не беспокоился о загрязнении клинков флюсом буры, как это происходило, когда для ковки и термообработки я пользовался сварочным горном.
Горн из одного кирпича для ножа
Создание горна из одного кирпича, который я построил самостоятельно, начиналось именно с одного кирпича и оказалось исключительно полезным. Когда я больше узнал о работе с мягкими кирпичами и нашел лучшую горелку, у меня получилось то, что я теперь называю Extendo Forge. Для удлинения камеры печь состоит из полутора кирпичей.
Так выглядит Extendo Forge.
Главное, чтобы эти кирпичи относились к мягкому огнеупорному типу. Маленькую печь разогревает пропановая горелка в стиле BenzOmatic. Такой маленький горн не новшество. Я пользуюсь им практически каждый день. Он заменил мне мою печь среднего размера Dragon Breach при выполнении множества работ, связанных с нагреванием. Обычно я использую горн для ковки клинков, их отжига, термообработки, а иногда для отпуска клинков с помощью шаблона для отпуска спинки клинка. На фото показан Extendo Forge с удлинением горелки.
Для создания печи вам потребуется два типа огнеупорных кирпичей: один-два кирпича мягкого высокотемпературного типа и два-три кирпича твердого низкотемпературного типа для подпорки мягких кирпичей. Если у вас под руками не оказалось никаких кирпичей, вы можете найти адрес изготовителя на желтых страницах в разделе «Огнеупорные материалы». Если и это не принесет результатов, обратитесь к каменщикам, и они подскажут вам, где найти огнеупорные кирпичи.
Здесь показан горн из одного кирпича и клинок, нагретый для закалки. Эта картинка демонстрационная. При фактическом нагреве для закалки цвет клинка более однообразен. Обратите внимание на противень с «пастой для закалки», приготовленной на заднем плане фото.
Обычные твердые кирпичи не годятся для сооружения маленького горна. Для этого абсолютно необходимы огнеупорные кирпичи, которые иногда называют изоляционными. Температурные границы для мягких кирпичей составляют 2800 - 3000 градусов по Фаренгейту.
Я рекомендую только одну марку и модель пропановой горелки. Это шланговая горелка BenzOmatic JTH-7. Она так названа из-за 4-футового шланга с наконечником на конце. Естественно, на баллоне имеется регулирующий клапан.
Такой клапан необходим для регулирования температуры. Верхний конец шланговой горелки очень сильно нагревается, но его можно регулировать, и он будет значительно прохладней при отжиге и закалке мелких деталей. Работая на максимуме, вы получите дополнительное тепло для скорейшего разогрева камеры.
С помощью горна из огнеупорного кирпича с горелкой JTH-7 вы легко нагреете заготовку толщиной 1 х 1/4 дюйм для ковки клинков длиной 4-6 дюймов. Достаточно часто горелки можно только «включать», не имея возможности регулировать нагрев. На фото показан проектируемый клинок в нагретом состоянии.
Проверьте работу вашего горна из одного кирпича, поместив в нагревательную камеру заготовку размером 1 х 1/4 дюйма. Зажгите горелку и посмотрите, сколько времени вам понадобится, чтобы разогреть деталь до температуры ковки. Доведение 3-дюймовой или более длинной заготовки до температуры ковки не должно занимать больше 5-6 минут.
Для безопасности пропанового баллона весом 16 унций крайне необходимо иметь держатель. Маленькая пропановая горелка может оказаться весьма опасной, если ее обронить или она упадет с верстака. Клапан легко отламывается, и пропан начитает быстро выходить из баллона, создавая опасную ситуацию. Безопасный держатель можно соорудить из большого баллона из-под сока, укрепив его на фанерное основание. В таком виде держатель можно фиксировать к верстаку шурупами.
Такой безопасный держатель для горелки мог бы предотвратить пожар, который случился у нас по соседству. Велосипед упал на верстак и столкнул пропановую горелку на пол. Горелка не была включена, но когда ударилась о цементный пол, раскололась, и газ стал выходить. От контрольной лампы водонагревателя газ воспламенился, и пламя пошло по стене на верхний этаж через широко открытую дверь.
Чтобы изготовить мини-горн, вырежьте нагревательную камеру размером 1х1,5 дюйма так, чтобы ее отверстие проходило через весь кирпич. Для этого воспользуй-тесь старым ножом либо просверлите отверстие старым сверлом, а затем выскоблите его. 1-дюймовое отверстие сбоку называется отверстием для огня и доходит только до нагревательной камеры. На фотографии видно положение нагревательной камеры.
Пламя должно охватывать нижнюю часть детали и нагревать ее более равномерно. Линия на кирпиче обозначает дно нагревательной камеры. Не направляйте сопло горелки прямо в нагревательное отверстие, держите его примерно на дюйм от отверстия. Поэкспериментируйте с вашей горелкой. Определите, куда нужно направить пламя, чтобы получить больше жара.
Если вы куете только маленькие клинки, нагревательная камера не обязательно должна проходить по всей длине кирпича. Половина кирпича, просверленная только частично, располагается сзади горна. Если эту половинку кирпича придвинуть к нагревательной камере просверленной стороной, то можно нагревать клинки длиной до 10 дюймов для ковки или закалки. Когда же вы нагреваете короткие клинки, половинка кирпича прислоняется к концу нагревательной камеры глухим концом.
Вырежьте выемку сбоку мягкого огнеупорного кирпича, чтобы полость была достаточно большой для нагревания таких деталей, размер которых больше, чем отверстие в мини-горне. Таким образом можно выпрямлять скрученные пружины или другие изогнутые детали. Нагреваемая часть детали помещается в углубление, где пламя может охватить ее и нагревать со всех сторон.
Кислородно-ацетиленовая горелка
Кислородно-ацетиленовая горелка является прекрасным источником тепла для процесса закалки, и я пользуюсь ей многие годы. С ее помощью я закалил более трех тысяч клинков. Я перестал пользоваться ей, когда приступил к сооружению домашних газовых горнов из одного кирпича. Единственный недостаток такой горелки - это стоимость газа. По сравнению с ацетиленом пропан работает в четыре раза дольше. Хотя пропан не дает такого жаркого пламени, как кислород и ацетилен, для нашей работы этого вполне достаточно.
Пламя кислородной/ацетиленовой горелки дает более 5000 градусов по Фаренгейту, однако легко можно научиться управлять им и равномерно нагревать клинок. Полезно попрактиковаться в равномерном нагреве на старом лезвии ножа или ненужном куске стали.
Эту горелку хорошо использовать для закалки грани, когда до температуры закалки нагревается только крайняя часть клинка. Спинка клинка остается такой температуры, при которой она не полностью твердеет, когда весь клинок погружается в масло. Клинки, у которых с помощью такой горелки нагревается только грань, могут быть закалены полностью или только по грани.
Регулирующий блок для закалки грани
Когда необходимо провести закалку грани в масле, хорошо использовать регулирующий блок. Я использую для этого тяжелый кусок стали, устроенный таким образом, что помещенная на него грань клинка лишь на полдюйма погружается в масло. Масло нагревается до температуры 90-140 градусов по Фаренгейту. Клинок нагревается и погружается в масло острием вниз под углом примерно 45 градусов, а затем опускается на регулирующий блок. Затем клинок несколько раз быстро раскачивается вперед-назад, пока вся его грань не пройдет необходимое быстрое охлаждение. Регулирующий блок можно поднимать или опускать в зависимости от того, какую твердость необходимо придать грани.
Отпуск ножа
Отпуск - это цикл или циклы слабого нагрева, необходимые для незначительного размягчения (отпуска) мартенсита и одновременного снятия напряжения металла, возникшего при закалке. Окончательной формой стали в законченном клинке является отпущенный мартенсит. Отпуск клинков, изготовленных из углеродистой стали или ее сплавов, проводится при температуре 375 - 500 градусов по Фаренгейту.
Сбоку видно, что пламя проходит перед центром. Отверстие на передней стенке, куда вставляется деталь, приводит к потере тепла, поэтому, если пламя входит в камеру ближе к этому отверстию, это позволяет добиться более равномерного ее нагрева Линия на кирпиче указывает на дно нагревательного отверстия. Такое расположение позволяет пламени охватывать нагреваемую деталь вокруг. Обратите внимание на проволоку, удерживающую кирпичи вместе. Без нее кирпичи будут трескаться и рассыпаться Вместе с тем, если поместить твердый кирпич с противоположной стороны огневого отверстия, а другой сверху, маленький горн будет остывать медленней и почти снимет проблему растрескивания кирпичей.
В результате процесса отпуска нужно получить правильную степень твердости. Важно, чтобы клинок ножа имел мелкозернистую структуру. В результате перегрева во время ковки или нагрева для отпуска клинок может получиться слабым крупнозернистым. Клинок с мелкозернистой структурой всегда будет превосходить по силе клинок той же твердости, но крупнозернистый.
Три вида этой штуковины для закалки показывают, как используется прокладка из нержавеющей стали для того, чтобы узкие клинки не уходили слишком глубоко в медную оправу.
Изучая результаты проводимых Американским обществом кузнецов тестов по резке, рубке и сгибанию, я заметил, что немногие сломанные при этом клинки все имели крупную или сомнительную зернистость. Клинки не проходили испытания из-за плохого качества термообработки. Как правило, это не зависит от качества самой стали. Из плохой стали, но при правильной термообработке можно изготовить превосходный клинок, который даже трудно сравнить с клинком из хорошей стали, но испорченным плохой термообработкой.
Для отпуска только что закаленных клинков вам потребуется тостер или обычная домашняя печь. Отпуск клинка необходимо проводить незамедлительно, чтобы снять высокое напряжение мартенсита, возникшее при успешной закалке. Я использовал домашнюю печь долгие годы, и семья всегда жаловалась на запах, если я забывал удалить с клинков все масло. Потом мне пришла хорошая идея использовать для отпуска тостер в мастерской. Для этого подходит любая печь, дающая равномерный нагрев до температуры 325-500 градусов по Фаренгейту.
На полку устанавливается 4-долларовый термометр в качестве визуального индикатора температуры. Перед тем как приступить к отпуску любых клинков, проведите следующую проверку вашей печи: включите ее и установите регулятор на 325 градусов по Фаренгейту; подождите 20 минут, пока температура не станет постоянной; поместите в печь только что отшлифованный кусок стали; оставьте его там на 45 минут; извлеките сталь; дайте ей остыть; посмотрите, какого она будет цвета.
Оттенок углеродистой стали должен быть чем-то средним между цветом соломы и коричневым цветом. Этот оттенок должен равномерно распределяться по всей длине стали. Такой цвет дает оксид, возникающий при нагреве, и этот оттенок является достаточно точным индикатором температуры для всех аналогичных типов стали.
Если вам покажется, что одна часть клинка нагрелась больше, чем другая, то, возможно, вам потребуется положить кусок стали между нагревательным элементом и полкой. Установите регулятор нагрева так, чтобы в результате получался цвет темной соломы или коричневый. Вы должны иметь возможность потом обработать грань напильником.
Сейчас для отпуска углеродистых сталей и их сплавов я использую печь Farberware Convection (она нагревается до 550 градусов по Фаренгейту). Я приобрел эту печь в эконом-магазине за 5 долларов. У нее большой объем, а поскольку источник тепла находится вне камеры, жар распределяется равномерно.
Другой метод отпуска - это использование, как я его называю, шаблона (см. фото). Этот шаблон изготовлен из меди, но может быть сделан из нержавеющей или мягкой стали. Мягкая сталь изнашивается быстрее и не прослужит вам так долго, как медь или нержавеющая сталь. Размеры боковых медных пластин составляют 3/8х1х5 дюймов. Проем для клинка составляет четверть дюйма, либо делается настолько широким, чтобы воспринять самый толстый клинок, который вы захотите отпустить с помощью этого шаблона.
Процесс закалки грани проводится с использованием самодельной пасты автора в качестве закаливающего раствора.
Шаблон для закалки должен быть довольно тяжелым, чтобы удерживать достаточно тепла для адекватной селективной закалки крупных клинков. Удлинение на месте прокладки для клинка необходимо для того, чтобы за него можно было держать клинок и шаблон клещами или плоскогубцами, когда вы помещаете их в горн или вынимаете из него. При определенной практике можно добиться хорошего селективного отпуска. Попрактикуйтесь с этим перед тем, как использовать данный метод на закаленном клинке. Как я уже говорил, большинство навыков по изготовлению законченного ножа можно приобрести только на практике.
Шаблон для отпуска должен быть довольно небольшим, чтобы помещаться в нагревательной камере кирпичной печи. Шаблон нагревается до оранжевого цвета, вынимается и помещается на огнеупорный кирпич. Спинка клинка удерживается в этом шаблоне.
Свежезакаленный клинок.
Клинок следует шевелить, двигая его вперед-назад в проеме, при этом особое внимание нужно уделять рикассо. Если не проследить, то более тонкое острие может перегреться. Спинка клинка должна стать голубого цвета, а режущая грань - цвета темной соломы.
Под рукой необходимо иметь емкость с водой, чтобы остудить грань, если цвет будет слишком быстро распространяться к ней. Грань охлаждают, быстро окуная ее в воду и вынимая. Клинок ни в коем случае не следует оставлять в воде, так как в результате термального шока могут появиться микроскопические трещины, которые погубят нож в будущем.
Отжиг
Отжиг - это процесс термообработки, в результате которого сталь становится максимально мягкой. Потом ее легче обрабатывать напильником или формировать на фрезерном или токарном станке. От поставщиков сталь обычно поступает в форме прямоугольных заготовок либо в виде горяческатной отожженной формы. Горячая скатка и отжиг являлись первым этапом процесса термообработки, и в таком виде сталь готова к обработке методом съема припуска.
Последовательность термообработки проектного клинка
1) Я включаю печь для отпуска и жду, когда жар станет стабильным.
2) Рядом я ставлю емкость с подготовленным раствором для закалки. Раскаленный клинок следует опускать в закаливающий раствор без промедления. Если вы промедлите несколько секунд, полной закалки может не получиться.
3) Разогрейте клинок для закалки в печи из одного кирпича или в другом имеющимся у вас источнике тепла. Нагревайте медленно и единообразно до тех пор, пока клинок не перестанет притягивать прислоняемый к нему магнит.
4) Быстро окуните клинок вперед острием либо в теплое масло, используя регулирующий блок, либо в кастрюлю с пастой. Постарайтесь как можно быстрее опустить грань клинка в закаливающий раствор хотя бы на полдюйма. Я использую пасту для закалки ножей исключительно с одной режущей гранью. (Состав пасты дан в разделе «Материалы».) Двугранные клинки следует погружать в масло острием вперед достаточно глубоко, чтобы клинок и хвостовик погрузились в раствор полностью. На фото показана закалка грани клинка в емкости с пастой.
5) Держите грань ножа в закаливающем растворе до тех пор, пока его спинка не потеряет цвет. По мере того, как паста тает, я часто быстро вынимаю грань и окунаю ее снова в пасту. Это необходимо, чтобы охлаждение происходило постепенно.
6) Продолжайте остужать клинок до тех пор, пока не сможете взять его голыми руками.
7) Оботрите остатки раствора с клинка и проверьте его грань углом старого напильника. Процесс закалки можно считать успешным, если напильник не врезается, а просто скользит по стали.
У меня есть контейнер со стружками и грубая проволочная щетка для очистки остатков масла или пасты с клинка. Бросьте клинок в опилки и хорошенько его очистите, а потом тщательно обработайте проволочной щеткой. Светлосерый участок свежезакаленного клинка обозначает твердую секцию (см. фото). Клинок, на режущей грани которого такой цвет не проявляется, вероятно не отреагировал на процесс закалки.
8) Быстро обработайте наждаком одну сторону клинка до чистого металла и поместите его в печь для отпуска на 45 минут или час. Пусть печь продолжает работать, но клинок нужно вынуть и положить на полку, чтобы он остыл до комнатной температуры. Когда до него можно будет дотронуться рукой, поместите клинок снова в печь, по крайней мере на 45 минут еще для одного цикла отпуска.
9) Выключите печь, но клинок выньте только тогда, когда он достигнет комнатной температуры.
10) Проверьте грань клинка напильником, которым вы пользовались ранее. Напильник должен врезаться в металл, но не слишком глубоко.
11) Завершите окончательную шлифовку клинка и проведите его проверку на латунном стержне.
Тест ножа на латунном стержне
Приклейте кусок латунного стержня диаметром 1/4 дюйма на кусок твердого дерева либо зажмите стержень в тисках так, чтобы его верхняя половина выступала над губами тисков (см. фото).
Приложите край ножа к латунному стержню под тем же углом, под которым проводите заточку, что составляет примерно 15 градусов. Приложите достаточное усилие, пока не увидите, что грань ножа изогнулась на стержне. Если оказать аналогичное давление на стержень, когда он находится на индикаторе со шкалой, вы обнаружите, что давление на прогиб составляет 35-40 фунтов.
Здесь показаны держатели для наждачных камней для полировки вручную
За участком теста необходимо установить хороший источник света, чтобы вы могли видеть изгиб. Если при незначительном давлении на стержень грань отщепляется, то вполне вероятно, что она будет отщепляться и при использовании. Если же грань остается согнутой в месте изгиба, то скорее всего она будет сгибаться и во время использования и окажется слишком мягкой, чтобы сохранять режущую грань. Грань превосходного клинка деформируется на стержне, но затем выпрямляется.
С помощью латунного стержня можно быстро определить, обладает ли клинок хорошим балансом гибкости и твердости, достаточным для того, чтобы держать грань. Этот тест используется для класса охотничьих ножей. Филейные ножи или толстые походные ножи реагируют на данный тест по-другому.
В том виде, как я его использую, тест на латунном стержне не заменяет тест на твердость, с помощью которого определяют, полностью ли закален клинок. Иначе вы можете подумать, что им можно заменить тест Рокуэлла. Тест на латунном стержне представляет
собой только сравнительную проверку того, что, по моему мнению, представляет собой твердость, необходимая для нормального использования ножа. Я начал пользоваться им примерно 27 лет назад и до сих пор считаю, что это лучший не полевой тест, который я знаю.
