Закалить лезвие ножа домашних условиях. Как самому закалить металл в домашних условиях. Секреты закалки: источник тепла

Наглядное видео:

Издавна закалка была окутана покровом таинственности, и существует множество легенд, перечислить которые просто не хватит времени и бумаги. Закаливали мечи и кинжалы в моче рыжего трехлетнего ребенка и в моче козы, которая неделю голодала, а потом три дня ела только лопухи.

Закаливали, протыкая тело жирного раба, поэтически описывая при этом цвет раскаленного меча: «Цвета солнца, когда оно на треть поднимется над краем пустыни». Закаливали в родниковой воде, при этом для темноты закрывали двери в кузнице, выгоняли посторонних и заодно рубили руки не в меру любопытным подмастерьям, пытающимся раньше времени узнать температуру этой воды. Нам тоже нужно закаливать, нужен отличный результат, но нет времени повторять все эти опыты, да и дорого купить раба и откормить его – сам по миру пойдешь.

Как-то так сложилось, что традиционно закалкой пытаются достичь максимальной твёрдости при жалких остатках прочности. Но ведь у ножа важна режущая стойкость лезвия, а этот параметр напрямую связан с прочностью кромки и в гораздо меньшей степени зависит от твёрдости. Сильно закалённый нож выкрашивается по кромке и от этого быстро тупится. Получается абсурд: добиваются твёрдости в ущерб режущим качествам, хотя стойкость лезвия – это величина практическая, а супертвердостью можно только абстрактно похвалиться: «У тебя нож в 58ед.?! А у меня в 72ед.!!!», совсем упуская из вида, что этот супертвёрдый точится только алмазными брусками и делать это приходится в 4 раза чаще.

Для начала уясним, что нож работает в совершенно других условиях, нежели зубило или нож электрорубанка, даже саблю нельзя сравнивать в работе с ножом. У неё большая масса и скорость, поэтому структура кромки лезвия у неё может быть грубее и тверже для лучшей работы. Сравнивать саблю и нож – это всё равно, что сравнивать две пилы: одна для лесоповала – с крупными зубьями, а вторая для тонких столярных работ.

Рабочий нож должен быть тонким и прочным. При разделке туши вы можете уронить нож на булыжник и тут же наступить на него - такое испытание нож должен выдержать. Поэтому, при закалке приоритет отдаётся прочности а не твердости. Я утверждаю, что нормально закален тот нож, который в тисках можно согнуть от 45° до 90° от вертикали. Очень сильно закаленный нож ломается при отклонении до 45° от вертикали. Так можно калить большой и толстый в обухе нож, прочность будет достигаться толщиной. Недопустимо, чтобы нож ломался при отклонениях меньше, чем 45° от вертикали – это явный перекал и такому изделию место на ковре, как украшению, а в работе он подведёт хозяина: лезвие будет выкрашиваться, кончик ножа обламываться.

Невозможно закалить идеально одну вещь (даже, если вам сказали марку стали, переврав за давностью лет). Технологический справочник – не помощник, в нем дана закалка не стали, а изделия. Т.е. подшипник калится на твёрдость, рессора – на упругость, клапан – жаропрочность. Нож тоже калится как изделие, т.е. нож может иметь зонную, или поверхностную закалку, но не равномерную.

Всё это было предисловие, а практика закаливания такова. Надо сделать несколько пластинок из того металла, что вы намерены калить. Первую пластинку греем неравномерно от max до min t° и калим в воде, чтобы легче ломалась. Неравномерность нагрева зависит от марки стали, которую надо определить пробой на искру, анализом.

Диапазон температур таков:
Низкоуглеродистые стали: от 727° до 950°
Высокоуглеродистые стали: от 680° до 850°
Легированные стали: от 850° до 1150°

Итак, первую полоску от max до min по длине, закаливаем в воде и ломаем в тисках, ищем на изломе нужное нам по размеру зерно. Излом не должен быть крупнозернистым, но и не гладким (парафиновым), отсутствие зерна - это плохие режущие свойства. Если переломить крупный напильник, то по периметру у него будет гладкий излом, а в центре – примерно такое зерно, какое нужно.

Чаще проверяйте готовые изделия на рез и вскоре будете знать, какое зерно лучше работает. Итак, нужная температура найдена. Теперь на второй полоске проверяем свой глазомер: нагреваем кончик до нужной температуры, закаливаем и ломаем, зерно должно быть одинаковое.

Теперь нужно подобрать закалочную среду. В XIX веке на любом заводе использовали до 12-ти закалочных сред: от спокойного воздуха до медных барабанов со ртутью или азотом. Нам такая роскошь не по карману, увы! Я обхожусь половиной: спокойный воздух, воздушная струя, масло +20°, масло +90°, масло +200°, вода + 25°.

Закалочные среды отличаются только скоростью охлаждения. Можно составить таблицу:

Спокойный воздух - 50° в сек.
Вентилятор или всадник на лошади - 70°в сек.
Масло комнатной температуры - 150° в сек.
Масло при температуре в 200° - 300° в сек.
Вода +27° - 450° в сек.
Ледяная вода - 600° в сек.

Если закалка в воде не противоречит здравому смыслу - чем холоднее, тем сильнее, то закалка в масле вначале смущает незрелые умы. А всё просто - с ростом температуры масло менее вязкое и быстрее охлаждает. Если это даёт нужное зерно и прочность, то закалка в дымящемся масле - одна из лучших. Нагрев изделия, потом в масло t-200°, выдержка от 15 мин до 2 часов, потом в воду - сразу и закалка и отпуск. Такая же закалка в жидком свинце, но более жесткая.

Возможно чередование сред, возможна двойная закалка, а также зонная – это всё. Любой борец скажет, что лучше знать три приёма хорошо, нежели триста – плохо. Продолжаем свои исследования. Берём пластинку, греем её до той t°, которую уже определили, последовательно закаливаем в разных средах до той степени прочности, чтобы она ломалась в тисках при отклонении в 30° от вертикали, и отпуском добиваемся того, чтобы пластинка сломалась при 45°. Вот и вся методика. Мы получили максимум прочности, при максимуме режущих свойств.

Твёрдость зависит от стали. Попытки выжать твёрдость из любой стали - приводят к потере прочности и режущих свойств. Если вы закалили две стали правильно, (с приоритетом прочности), например: Х12ФМ и У- 8А, то Х12ФМ будет иметь 60-61 единиц HRC, а У-8А - 56-58 единиц. Правда У-8А будет резать в четыре раза дольше, но зато Х12ФМ режет даже после вскрытия банки консерв – вот и выбирайте. Кстати, я не сказал, что эти две стали закаливать надо одинаково, нет – все условия разные, но одинаков результат: они имеют одинаковое зерно и ломаются в тисках при 45°.

Несколько общих слов: перед закалкой клинок отжечь - меньше крутить будет и меньше трещин. Нагрев делать медленно, не выше нужной температуры – это дает равномерность прогрева без ненужного роста зёрен. Нагрев под отпуск лучше долгий. Хорошо, если есть муфельная печь с регулировкой. Если, к примеру, сталь продержать нагретой при 190° около двух часов, то она будет вдвое прочнее, чем та, которую вы нагревали в горне 10 мин. до золотистого цвета (190°). Охлаждение после нагрева при отпуске обычно делается в той же среде, что и закаливание, хотя это правило не всегда соблюдается, лучше поэкспериментировать на той же пластинке.

Нагрев под закалку старайтесь сделать как можно равномернее, иначе получите трещины поперёк лезвия, а отпуск можно делать неравномерный. Можно обух трижды нагреть до фиолетового (285°), в то время, как остриё только однажды нагреется до жёлтого цвета – это легко делается в горне.

Такая закалка даёт более стабильные результаты, нежели опыты с обмазкой. Надо всегда помнить о прокаливаемости (глубине закалённого слоя). В воде - этот показатель равен 1 мм в сек, а в масле - вдвое меньше. Если нужно закалить двулезвийный клинок (обоюдоострый, как в народе говорят), и уже найдена температура и среда, например, вода, то вы греете очень ровно без пятен, до нужной температуры, опускаете в воду на две секунды, а потом переносите в масло. Кромки с толщиной в два миллиметра прокалились насквозь, а сердцевина осталась упругой.

Отпуск делается равномерным. На двулезвийном клинке очень трудно нагреть середину до высокой температуры, не перегревая кромки. Но если всё же нужен неравномерный отпуск, то середину клинка прогреваем прутком диаметром 10 мм, нагретым до тысячи градусов. Если требуется невысокий отпуск (до 190°), то пользуются кипящей водой, стеарином, канифолью. В воде клинок можно кипятить пару часов, потом окунуть в ледяную воду – это и будет низкий отпуск. Кусочек канифоли (свечи) кладут на клинок и греют в пламени, как только расплавится, температура достигнута (130°-150°).

Если вдруг нужна большая твёрдость, то она достигается понижением температуры нагрева (уменьшение зерна) и резким понижением температуры среды. Обычно всё делают наоборот: сильно греют, получают крупное зерно и клинок рассыпается. Сначала находим при какой температуре данная сталь дает «парафиновый» излом, и закаливаем в максимально холодной среде: соль + снег + вода приблизительно даёт -4°; ацетон + сухой лед приблизительно даёт -70°. Закаливать 2 сек, перенос в воду, отпуск по обушку. Кромку не делать тоньше 0,5мм, угол заточки 45°.

Такой нож легко вскрывает консервную банку, надрубает все ножи соседей по нарам в зимовье, после этого даже бумагу режет. Но кроме этого ничего не режет: скользит по салу (на столе) и по шкуре лося – тоже. Но иногда и такое изделие полезно иметь при себе. Если вы закаливаете стамеску, или саблю, то ищите температуру, которая даёт парафиновый излом. Это max твердости при min прочности. Так называемая точка «В» Чернова. В каждой она своя, но в основном это переход от красного цвета – к алому. Т.е. от тусклого цвета – к светящемуся. В стамеске прочность достигается толщиной, частичной закалкой (только кромка); в длинномере – тоже частичной закалкой: обмазка на японский манер, или неглубокая прокаливаемость (уголь, песок, сургуч). Отпуск при такой закалке подбирается очень тщательно.
Лезвие опускают в жидкость вертикально, иногда остриём вниз - это более жесткая закалка, остриём вверх - эта помягче, и держат неподвижно. Если будете дергать лезвием, то охлаждение будет неравномерным - лезвие поведёт и закрутит в поросячий хвост, могут появиться трещины. Хотите стабильных результатов, держите лезвие неподвижно, давая потоку жидкости забирать тепло.

Допустимо движение лезвия в воздухе и в твёрдых средах: сургуч, мокрый песок, мокрый древесный уголь, ну, и жирного раба протыкали трижды. Мокрый песок и уголь уменьшают прокаливаемость. Если песок и уголь смочены водой, то получите закалку на глубину в 1,5-2мм, а внутри останется сталь закаленная на упругость.

Так что потренируйтесь, сделайте 4 клинка из одной стали, а параметры определите заранее, т.е. поставьте цели и выполните их. Этот опыт десятикратно сэкономит время в дальнейшей работе.

При закалке изделий из одной стали в одной среде режущие свойства этих изделий напрямую зависят от достигнутой твёрдости. Пример: сталь 9 x C, закалка в масле. Резание происходило в станке с установленным давлением, резалась бумага. При закалке в разных средах иногда более мягкий нож будет резать дольше, т.е.при одном химическом составе – разная структура. И третий случай, когда стали и твёрдости разные. Вот яркий пример из моих опытов. Условия испытаний описаны выше.

То есть, нож из Р18 легко надрубит 9 х С, но точить его в быту и на охоте придётся вдвое чаще. Здесь скорее разница и в химическом составе, и в структуре. Отсюда следует, что даже работая с одной сталью, нельзя тупо добиваться какого-то max. HRC, надо доводить испытание до полевых условий, а потом выбирать лучшее не глядя уже на твёрдость. Хочу намекнуть, что испытывать надо на том материале, с которым этому изделию предстоит чаще встречаться на его жизненном пути.

Все материалы, с которыми ножам приходится работать, делятся на две группы: мягкие и твёрдые. Но группа мягких материалов несравненно больше, вот и выбирайте. Универсального режущего инструмента нет.

Нож – это незаменимый помощник для каждого. Он используется для решения различных задач как в доме, так и за его пределами. Очень важно, чтобы он был качественный и комфортный в применении. В противном случае изделие станет обычным трофеем, который украсит стену комнаты, и выполнять свои основные функции ему будет не под силу.

Производство ножа – это сложная задача, которая состоит из различных этапов. В основном этой работой занимаются мастера, у которых есть специальное оборудование, инструменты и прочее. Кроме этого, они знают особенности и тонкости формирования данного изделия. Поэтому в итоге получают высокое качество.

Но, как показывает практика, сделать нож можно и в домашних условиях. Конечно, для этого потребуется приложить немало усилий и потратить много времени. При этом полученное изделие не уступит по своему качеству заводскому. Так как во многом успех зависит не только от того, правильно ли вы обработали металл, но и от стали, которая используется. Она бывает разных марок и характеристик.

Имея нож или собираясь его сделать своими руками, важно знать характеристики, на которые следует обратить внимание. Качество изделия определяет его клинок. Так как именно он отвечает за выполнение изделием основной его функции – нарезания. Клинок должен отвечать определенным требованиям. Первый и самый важный показатель – это твердость, так как она отвечает за способность лезвия быть стойким при взаимодействии с другими материалами. Если твердость достаточно высокая, то клинок хорошо держит заточку, не ломается и не деформируется. Таким образом срок службы существенно увеличивается.

Еще один не менее важный показатель – это прочность. Она определяет сохранность внешнего вида изделия на протяжении всего периода его эксплуатации. Также не стоит забывать и о пластичности клинка, которая позволяет металлу принимать необходимую форму и возвращаться без труда в свою. Но тут стоит отметить, что она будет низкой при высокой твердости.

Определяет срок службы ножа его износостойкость, так как подразумевает способность лезвия в процессе эксплуатации не поддаваться износу. Он определяет время его использования. Как показывает практика, некоторые изделия могут использоваться более десяти лет. Во многом данный показатель зависит от основных характеристик изделия.

Закалка ножа: что это?

Чтобы обеспечить ножу данные характеристики, выполняются разные манипуляции при его производстве. Но самая важная – закалка. Она помогает сделать металл прочным. А как было сказано выше, это важный показатель, который определяет качество изделия.

Проверить прочность изделия несложно. Это можно сделать с помощью тисков. В них необходимо нож согнуть в вертикальном положении. При правильно проведенной закалке он будет стоек и только при достижении наклона 45 градусов может сломаться. Если же это произошло раньше, то была нарушена технология, и изделие низкого качества.

Как закалить нож, необходимо знать. Особенно если изделие формируется в домашних условиях. Данный процесс несложный, но требует ответственного подхода, так как определяет качество полученного изделия.

Выполнять закалку стоит после того, как с клинком выполнены уже определенные работы. Он имеет необходимую форму. После проведения отжига он намного податливее к проведению других процедур.

Значение процесса закалки ножа огромное. Особенно если он будет использоваться для различных задач. Так как нож должен не только иметь красивый внешний вид, но и быть прочным и твердым. И лишь закалка поможет сделать его таким.

Как закалить нож в домашних условиях?

Чтобы закалить нож в домашних условиях, можно использовать несколько пластинок. Это будет в качестве опыта. Так, первую можно нагреть неравномерно. При этом температура начинается от минимальной и повышаться до максимальной. Потом пластинка опускается в жидкость, в качестве которой выступает вода или масло. После этого она устанавливается в. Теперь необходимо изучить место излома. В зависимости от того, какой будет размер зерен, определяется и качество обработки металла. Они должны быть крупные.

Как видим, конкретно температура нагрева не указана. Так как ее лучше определить опытным путем для конкретного случая. Такой метод обработки будет иметь тот результат, который необходимо достичь.

Следующее, что потребуется для проведения закалки, – это среда. Данная процедура может проводиться в азоте и прочем. Но самый популярный вариант – это масло. Оно нагревается до температуры двести градусов. Потом в него опускают пластинку и оставляют на некоторое время. Оно может составить как двадцать минут, так и два часа. Его выбор зависит от того, какой металл используется. После этого окунается в холодную воду, как показано на видео.

На данном этапе можно также экспериментировать. Чередуя среду, получают двойную закалку. Она делает изделие очень прочным с отличными свойствами нарезания. Заключается данная методика в том, что пластинка нагревается до определенной температуры. Потом проверяется на прочность в тисках. При этом ломаться она должна при тридцати градусах. Потом проводится ее отпуск, чтобы излом наступал при сорока пяти градусах, как показано на фото.

При проведении закалки ножа в домашних условиях стоит учесть рекомендации специалистов. Они касаются предварительной обработки клинка, которая заключается в его отжиге. Это позволит получить минимум трещин. При этом процедура проводится медленно и равномерно. Лучше это делать при помощи муфельной печи, которая регулируется. Также процедура может проводиться и для закаленной стали.

Если проводится жесткая закалка, то лезвие опускается в жидкость вертикально. При этом нельзя ее перемещать, оно должно быть неподвижно. Это позволит получить изделие с длительным сроком службы.

Как закаляют ножи, можно посмотреть на видео, приведенном ниже. Здесь наглядно показан весь процесс с его особенностями и тонкостями, которые непременно помогут.

Многие домашние мастера увлекаются самостоятельным изготовлением ножей. Их изделия проходят сложный путь многократной ковки, травления, механической обработки. Но чтобы нож получился прочным и служил долго, его необходимо закалить — подвергнуть воздействию высокой температуры. После термообработки физико-механические свойства металла существенно улучшаются.

Выбор стали для закалки ножа

Сплав железа с углеродом называют сталью. В состав сплава добавляют и другие металлы и неметаллы, для придания стали определенных свойств. В качестве добавок используются молибден, ванадий, цинк, хром, вольфрам, кальций и многие другие. Чем ниже доля углерода в сплаве, тем он пластичнее. Такие материалы обладают высокой прочностью, но низкой износостойкостью и подвержены коррозии. Чтобы закалить нож, нужно точно знать, из какого именно сплава он изготовлен.

Высоколегированные сплавы обладают высокой прочностью и упругостью, их лезвие способно рассекать даже металл.

Как изготовить камеру для закаливания металла

Для закалки клинка лучше изготовить специализированную печь. Печь позволяет закалить металл, нагревая его до определенных температур по заданному графику и так же по плану охлаждать. Камера печи имеет габариты 20×10×7,7 см и делается из огнеупорной глины.

Сначала потребуется изготовить каркас из плотного картона. Картон надо пропитать парафином, чтобы сырая глина не прилипла к нему. На каркас наносится слой сырой глины таким образом, чтобы полностью облеплять его. Особенно тщательно нужно вылепить стыки, чтобы там не осталось щелей. Отдельно лепится дверка.

Обе заготовки нужно высушить на открытом воздухе. После высыхания их прокаливают в печи при 90-110 °С, удаляя остаточную влажность. Далее следует довести температуру до 900 °С для окончательного обжига. Остывать заготовки должны медленно, в закрытой печи. Петли для дверцы следует навесить таким образом, чтобы она открывалась в горизонтальной плоскости.

Теперь настало время сделать нагреватель. Потребуется проволока из нихрома, диаметром 0,75 миллиметра. Следует отмерить 18 м проволоки и аккуратно и ровно, виток к витку, но без касаний, намотать ее на корпус печи. Обмотку промазывают сырой глиной, чтобы исключить возможность межвиткового замыкания. В корпусе следует проделать отверстия: одно для установки измерительной термопары, другое — для визуального наблюдения. Весть самодельная печка будет около десяти килограммов.

Самый простой способ закалить заготовку — на открытом огне. Так закаляли металлические изделия наши предки. Закаливать приходится проводится «на глаз», без точных измерений температуры, поэтому для получения более или менее приемлемого качества придется потренироваться.

Для этого потребуется:

открытый огонь;
емкость с минеральным маслом;
емкость с водой;
клещи с длинными рукоятками.

Чтобы закалить заготовку, следует дождаться малинового цвета пламени и положить деталь на угли. Пламя белого цвета обладает слишком высокой температурой, в нем деталь перегреется. Нужно также следить за тем, чтобы на детали не появлялось синих или черных областей. После того, как деталь прогрелась до равномерного темно-красного свечения, ее вынимают из пламени клещами и быстро погружают на три секунды в емкость с маслом. Это действие повторяют несколько раз, задерживая изделие в масле несколько дольше.

На последнем этапе закалки ножа в домашних условиях его погружают в емкость с водой. Воду необходимо немного взболтать. Будьте осторожны — при контакте с водой капельки масла могут брызгаться.
Источник тепла
Для того, чтобы закалить металлические изделия, применяют разные источники тепла:
муфельная печка;
пропановая горелка;
кузнечный горн;
паяльная лампа.

Эксперты сходятся на том, что проведение термообработки в муфельной печи дает наилучший результат при закаливании ножа. Это объясняется стабильностью температурных параметров, равномерностью прогрева и возможностью контроля и оперативной корректировки температуры.
Неверный выбор охлаждающей жидкости может свести на нет всю работу и необратимо испортить заготовку.

Отпуск
После термообработки в заготовке накапливаются внутренние напряжения. Они снижают прочность, твердость и упругость детали. Деталь становится хрупкой и не способна выдерживать проектные нагрузки. Чтобы избавиться от внутренних напряжений и довести механические характеристики до расчетных значений, применяют процедуру отпуска.
В ходе отпуска проводится повторный нагрев заготовки до температуры пластичности, но, в отличие от закаливания, остывает она плавно, в естественных условиях. Для различных материалов существуют свои индивидуальные графики отпуска. Так, при закаливании ножа заготовку повторно нагревают до 250 °С и оставляют остывать в муфельной печи.
Правила качественной закалки
Профессионалы и опытные любители сформулировали несколько правил качественной закалки ножей:
Необходимо позаботиться о защите рукояти при нагреве, травлении и других интенсивных воздействиях. Лучше всего на время этих работ рукоятку разобрать.
Для того чтобы проверить качество закаливания, к лезвию подводят напильник и делают несколько движений. Если закалка прошла успешно — напильник скользит по лезвию. Если нет — процедуру придется повторить.
Если прислушаться к заготовке во время закаливания, то начиная с некоторого момента можно услышать легкое посвистывание. Это признак того, что закалка состоялась и нож можно доставать.
При охлаждении нож опускают в жидкость вертикально, спинкой вниз. Это позволит избежать термических деформаций.
При охлаждении в воде, перед тем, как опустить нож, следует добавить в воду щепотку соли и размешать ее.

Настоящее мастерство закалки ножей приходит только с опытом. Поэтому сначала лучше потренироваться на не очень ценных экземплярах.

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

Много столетий назад, мастера-кузнецы задавались вопросом, твердости клинка. И многие из них понимали, что сталь после нагрева нужно быстро остудить. Дамасские мастера, закаливали сталь в ущельях, где дули сильные ветра. Они считали, что сила ветра передавалась клинку, и он становился упругим, твердым и не ломался.

Закалка режущей кромки ножа.

Еще немного истории

Некоторые кузнецы использовали для этих целей мочу барана, собранную в течение трех дней. А другие применяли для такого процесса мочу мальчика, и он должен был быть непременно рыжим. Вот на какие хитрости шли мастера прошлого. Кстати, применение мочи, можно частично оправдать, так как присутствие в ней солей, сопутствовало быстрому забору тепла у раскаленного металла.

Были даже довольно варварские методы закалки, раскаленный клинок вонзали между ребер раба, и считалось, что его сила переходила в металлическую заготовку. Хорошо, что те времена миновали. Но люди постепенно замечали, что если после нагревания металла, его поместить в соленую среду, качество и характеристики его улучшались.

Шло время, и было проделано тысячи способов до достижения положительного результата. Молодой ученый металлург Д. К. Чернов, работавший над этой проблемой в 1866 году, достиг немалых успехов в определении для каждого металла определенных значений.

Завод, на котором проводил испытания господин Дмитрий Константинович Чернов, полностью избавился от брака и этого человека можно назвать прародителем современной металлургии. Сегодня любой студент, имея багаж знаний, накопленный веками, может справиться с закалкой стали.

Выбор стали для закалки ножа

Как известно, сталь это есть не что иное, как сплав углерода с железом. В них добавляются в небольших дозах добавки. Большую роль на качество будущего клинка они не играют. Важнейшим элементом является углерод. Добавки могут быть такие, как цинк, хром, молибден, кальций и т.д. А вот чем меньше углерода в стали, она приобретает высокую прочность, но изнашивается быстрее и коррозия развивается быстрее. Для правильной закалки нужно обязательно знать состав будущего клинка. Лучше всего провести углеродный анализ стали.

Идеальная закалка лезвия ножа.

Если будущее изделие будет, к примеру, из напильника или рессоры автомобиля. Закалка в данном случае просто необходима, тем более ковка такого металла подразумевает его обязательный нагрев. Проверить качество закалки, можно в домашних условиях, но он довольно «жестокий». Нужно готовый клинок затянуть в тисках и начать постепенно гнуть его, и если излом клинка произойдет на отметке приблизительно в 45 градусов. Можно смело сказать – закалка была проведена верно. Но так следует сделать, после первой вашей самостоятельной закалки клинка, нужно хорошо запомнить весь процесс и повторить его заново.

Способы закаливания

Способов закаливания существует, по сути, 2 типа. На открытом огне и в печи. Но, к сожалению, в обычном костре поднять температуру выше 900 градусов, не получится. Тогда приходит на помощь печь. Ее можно изготовить самостоятельно. Это довольно непростой процесс, но изготовив ее единожды, она прослужит вам достаточно долго. Тем более если вы начинающий мастер, она вам просто необходима.

В камере

Прогреваем печь до нужной температуры, в данном случае 1070 градусов, и погружаем клинки в печь.
Загрузив клинок в печь, разогреваем печь опять до 1070 градусов, и при данной температуре начинается отсчет времени. Принцип прост: 1 минута 40 секунд, на каждый миллиметр толщины клинка.
По прошествии нужного времени, клинок вытаскивают и охлаждают на воздухе, в течение 15 минут под небольшим прессом.
Затем производится отпуск металла в духовке при 200 градусах.

Закалка ножа в камере выполненной в домашних условиях.

При данном процессе сталь получает твердость в 56 HRC.

Но учтите, что в данном случае закалка происходила без погружения в жидкости. Для каждой стали свои условия закалки. И результат, которого вы хотите добиться, будет целиком и полностью зависеть от самого процесса.

На открытом огне

Способ, можно сказать, опробованный нашими предками и ему уже много лет. Чтобы правильно закалить сталь, без каких-либо точных измерительных приборов, так сказать «на глазок», нужна внимательность, и наберитесь терпения. Единственным способом проверки может являться магнит. Когда металл достигает определенного для него точки накала, так называемой точки Кюри, он перестает взаимодействовать с магнитом.

И еще один признак, это цвет самой заготовки, она должна стать темно-красной. Но также в процессе нужно следить, чтобы не появлялось синих или черных пятен, это говорит о перегреве. Заготовку стоит класть в угли, когда цвет пламени от них будет малиновый.

Что потребуется:

минеральное масло в емкости (можно отработку);
ведро с водой;
хорошо подготовленные угли;
длинные металлургические клещи.

Закалка ножа на открытом огне.

После того как деталь приобрела нужный оттенок и не магнитится, нужно аккуратно взять ее клещами и опустить в масло на 3-и секунды, и так нужно поступить несколько раз. С каждым разом удерживая заготовку в масле немного дольше. И в конечном этапе погружаем ее в воду.

Как изготовить камеру для закаливания металла

Понятно, что изготавливая такую камеру, к процессу лучше подойти серьезно, так как делать вы ее будете не на один день или раз. Попробуем кратко описать процесс изготовления такой камеры, также называют ее – муфельная печь.

Главное, правильно изготовить «тело» такой камеры, здесь прибегают к простому процессу. Будущая горловина изготавливается из любого бумажного твердого материала (типа картон), обмазывается огнеупорной глиной толстым слоем. Не забываем сделать тонкую прослойку парафина, между формообразующим бумажным материалом и глиной.
Вторым этапом, минимум сутки высушивается будущая камера, а затем помещается в духовой шкаф и прокаливается на невысокой температуре около 90-110 градусов по Цельсию. После этого этапа бумажную составляющую уже можно извлекать.
Окончательный обжиг конструкции происходит на открытом огне при температуре около 900 градусов, затем производится остужение при естественных условиях. Нужно дождаться полного охлаждения камеры.
После того как заготовка будет остужена, она приобретает свойства камня, становится очень жесткой как кирпич. К ней приделывают дверцы, открывающиеся по горизонтали.
Заключительным этапом можно назвать обматывание будущей печи проволокой из нихрома, диаметром сечения около 0,75 мм. На всю конструкцию потребуется около 18 метров. Для исключения короткого замыкания при обмотке обмазывать сразу лучше сырой глиной. В корпусе проделываем два отверстия, одно для термопары (измерять температуру), а второе для визуального контроля.

Изготовленная своими руками камера для закалки ножа.

На этом, можно сказать, что печь для каления металла готова. Как видите, нет ничего сложного в изготовлении муфельной печи для дома.

Закалка ножа в домашних условиях

Очень хорошо, если имеется печь для закаливания стали. Ее можно даже приобрести в специализированном магазине, но стоит удовольствие не дешево. Так как закалить нож в домашних условиях, не имея специальной муфельной печи? Выход есть и честно говоря не один.

Но для начала, нужно провести небольшие эксперименты, и подробно запомнить все ваши действия. Если результат окажется положительным, то эти же манипуляции можно производить с уже настоящей деталью.

Такой хитрый прием, поможет «набить руку» на небольших заготовках и приобрести навыки нагрева и охлаждения клинка. Нельзя забывать, что для разных сплавов, требуется разная температура и способы охлаждения, а иначе не избежать трещин и хрупкости заготовки.

Источник нагрева

В основном можно выделить несколько источников нагревания заготовки. Муфельную печь, лучше исключить, так как по всем экспертным оценкам – она самая лучшая в этом деле. Но мы попробуем оценить другие довольно распространенные приспособления для нагрева.

Кузнечный горн, довольно неплохо, справляется с накаливанием заготовок. Для такой цели может подойти паяльная лампа или пропановая горелка, способом проб и ошибок, можно достигнуть желаемого результата. Кстати, для этих двух вариантов, можно соорудить небольшую печь из огнеупорного кирпича, и процесс будет проще, а результат положительный.

Огнеупорная печь из кирпича для закалки ножа.

Ну и последний, можно сказать, совсем неприемлемый источник нагрева, это газовая плита. Если хотите, что-то испортить воспользуйтесь этим вариантом.

Температурный режим

Как уже много раз говорилось, что каждая сталь требует определенной температуры. На производстве используют специальные термометры для контроля, но в быту можно использовать магнит (также выше говорилось).

Нельзя допускать темных пятен, это перегрев, что впоследствии испортит всю заготовку. Если у мастера достаточно опыта, то он может на глаз по цвету раскаленного металла определить, достаточно или нет, разогрета заготовка. Существует и такой метод закалки: нагревается трижды затачиваемая часть клинка до температуры в 285 градусов, а режущую часть только один раз, и до предельных 950-1000 градусов.

Режимы нагрева для каждой марки стали разные:

низкоуглеродистая сталь требует нагрева в пределах 757-950 °С;
стали с большим содержанием углерода достаточно и 680-850 °С;
а вот легирующие марки требуют от 850 до 1150 °С.

Существует целая таблица цветов, цветов каления. К примеру: коричнево-красный 580-650 °С, темновато-красный 780-830 °С или оранжевый 950-1000 °С. Так что будьте бдительны и не перекалите заготовку.

Охлаждение и отпуск

Для правильной закалки нужно выдержать правильный температурный режим при охлаждении. Нержавеющие сплавы предпочтительнее охлаждать в минеральном масле с присадками. А низколегированные стали, в водных растворах с солью, и другими добавлениями.

Охлаждение ножа минеральным маслом с присадками.

Существует много вариантов охлаждения:

клинки с двусторонними лезвиями, опускают сперва в масло, а затем в водный раствор;
трижды в масло опускают заготовки раскаленные докрасна, каждое погружение, по времени чуть дольше предыдущего. И только потом опускают в воду;
для придания упругости середине клинка прогревают эту часть, затем опускают в кипяток на 2 часа, а затем в ледяную воду.

При этих всех манипуляциях стоит учитывать, что в масле металл остывает в два раза быстрее. Заготовка, прошедшая закалку, для восстановления кристаллической решетки структуры метала, подвергают специальному процессу, который называется– отпуск. В процедуре этой нет ничего сложного: клинок нужно прогреть в течение пары часов. Для легированной стали 270-320 градусов, для простой 150-200 градусов.

Определение качества работы

Пройдя все вышеописанные этапы, хотелось бы узнать, что из этого выйдет. Как проверить качество проделанной работы, довольно просто:

заточки должно хватать надолго;
лезвие не должно сминаться или крошиться при соприкосновении с плотными материалами;
клинок должен иметь пластичность, изгибаясь – восстанавливать прежнюю форму;
нормальный инструмент, при регулярной заточке и постоянном использовании, должен прослужить не менее 10 лет.

Не забывайте, что настоящее мастерство приходит с опытом. А опыт, как известно – сын ошибок трудных.

Если не получилось с первого раза, или со второго, то проявите настойчивость – с десятого выйдет не хуже, чем у других. Изучайте материал, упражняйтесь и ваяйте истинную красоту.