Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как закалить лезвие ножа в домашних условиях

Советы по закалке стали в домашних условиях

Как закалить нож в домашних условиях? Такой вопрос возникает у многих домашних умельцев. Закалка металла — это один из видов термообработки, которая позволяет деформировать и изменять состояние вещества.

Таким способом улучшения свойств оружия пользовались еще с давних времен. К примеру, в Средневековье закалку использовали для повышения прочности и твердости различных предметов: начиная от обычных ножей и заканчивая топорами и серпами.

  • Особенности закалки стали
  • Правильное охлаждение (отпуск)
    • Правильный температурный режим
  • Как закалить металл в домашних условиях

Благодаря развитию технологий, сейчас данная термообработка доступна не только на промышленных предприятиях, где есть специальное оборудование, но и в домашних условиях. Об этом мы подробно поговорим в данной статье.

Особенности закалки стали

Как уже говорилось ранее, закалка является одним из видов термообработки металлов. Она подразумевает нагрев температуры тела до такой степени, что становится доступным изменение его кристаллической решетки. После такой обработки нож или другой объект из металла становится несколько тверже и прочнее, плюс к этому полностью теряется его пластичность до следующей закалки.

Также существует понятие отпуска. Это другой вид термообработки, с помощью которого понижается напряжение металла, которое он приобретает в процессе закалки.

Стоит знать, что закалка производится исключительно над нержавеющими стальными телами, а также сплавами, из которых они изготавливаются. Благодаря своей структуре изделие обладает высоким показателем твердости, который влияет на его хрупкость. При правильной термообработке, а также последующем быстром отпуске можно снизить хрупкость объекта и позволить его использование во множестве сфер.

Правильное охлаждение (отпуск)

Для того чтобы добиться необходимых свойств металла, нужно с ответственностью подойти к выбору охлаждающей среды, в которой данный процесс будет протекать.

Перечень охлаждающих сред, которые подойдут для нашего дела, выглядит следующим образом:

  • Одна среда с жидкостью. Лучше всего подойдет холодная вода. Тело помещается внутрь и находится там до своего полного охлаждения.
  • Две среды с разными жидкостями. Как и в первом случае, в первую среду помещается вода, и изделие первым делом отправляется туда. После первостепенного охлаждения оно помещается в масло или солевой раствор.
  • Далее идет стандартное струевое охлаждение. Здесь ничего сложного и особенного: изделие просто размещается под струю холодной воды до охлаждения. Отлично подойдет для случаев, когда необходимо нагреть какой-то отдельный элемент всего изделия.
  • Метод специального ступенчатого охлаждения, в котором используется несколько различных температурных режимов.

Правильный температурный режим

Перед началом процесса закалки стали в домашних условиях необходимо разобраться в температурном режиме, который обязательно нужно соблюдать для достижения качественного результата. Изделие необходимо равномерно нагреть до температуры порядка 700−850 градусов Цельсия, после чего быстро отпустить до 400−500 одним из вышеописанных способов.

Как закалить металл в домашних условиях

Существует большое количество способов, подразумевающих различную технику и другие приспособления. Однако в данной статье мы рассмотрим два наиболее популярных, которые лучше всего подойдут для домашних условий: в печи или духовке и на костре.

Принципиального различия между данными способами не существует. Главное — поместить нож или другое изделие в печь или костер и следить за его температурой.

Первым делом происходит отжиг, то есть главный шаг термообработки. Важно следить за температурой стали и не допустить перегрева. Если нет специального прибора, которым можно измерить ее текущий показатель, можно оценивать его по цвету каления:

  • Оранжевый — от 950 до 1000 градусов;
  • Красно-оранжевый — от 900 до 950;
  • Красный — от 800 до 900;
  • Темновато-красный — от 750 до 800 градусов;
  • Красно-бордовый — от 700 до 750;
  • Бордовый — от 650 до 700;
  • Коричнево-красный — от 550 до 650;
  • Красновато-коричневый — от 500 до 550 градусов.

Также проверить готовность закалки можно с помощью обычного магнита. Если он перестал «липнуть» к металлу, то его температура составляет порядка 760 градусов, и необходимо как можно быстрее переходить к охлаждению.

Для более удобного отпуска также можно сверяться по цвету изделия, таким образом:

  • Серый — 350 градусов;
  • Голубой — 300−350 градусов;
  • Синий — 300 градусов;
  • Фиолетовый — 280 градусов;
  • Красно-коричневый — 260 градусов;
  • Желто-коричневый — 250 градусов;
  • Соломенно-желтый — 240 градусов;
  • Светло-желтый — 200−240 градусов.

Итак, как видите, довольно просто произвести закалку изделия из стали в домашних условиях. Однако всегда нужно помнить о мерах безопасности, а также иметь в виду инструкцию, описанную в данной статье.

Как закалить нож в домашних условиях: остроте — быть

Есть в обиходе человека разумного такие обыденные инструменты, о необходимости которых мы как-то и не задумываемся. Но так бывает не всегда: например, стоит нашему ножу затупиться, и сразу же появляется ощущение дискомфорта. Для того, чтобы счастливо избежать подобных ситуаций, надо разобраться, как закалить нож в домашних условиях, ведь вопрос этот актуален, так как без правильной операции столь нужный инструмент становится абсолютно неэффективным, а значит, и вовсе бесполезным.

Если же самодельный нож в прошлой жизни был, например, рессорой или напильником, то ему в любом случае потребуется закалка, ведь механическая обработка лезвия всегда подразумевает его нагрев. Проверить качество ее можно и дома. Для этого зафиксируйте нож в тисках, а потом начинайте его сгибать. Если он сломается, когда угол сгиба минует отметку в 45°, то изделие ваше было, увы, качественным.

Температурный режим: особенности

Они есть, поэтому закалка ножей — операция, которую нельзя назвать элементарной. Первое правило гласит, что нагрев клинка должен происходит постепенно и равномерно. Если на это условие махнуть рукой, то очень быстрый нагрев приведет к формированию довольно крупных зерен в структуре металла, а следствием станет чрезмерная хрупкость изделия. Потому для каждого стального сплава подойдет только свой температурный режим. Например:

  • высокоуглеродистые сплавы способны выдержать температуру от 680 до 850°С;
  • низкоуглеродистые — от 727 до 950°С;
  • легированные сплавы могут устоять при температуре от 850 до 1150°С.

Как можно определить температуру нагрева дома? Пирометр, могущий помочь, в отличие от ножей, присутствует далеко не в каждом доме, но есть другой доступный метод — использование простейшего магнита. У всех металлов есть одно интересное свойство: каждый из них имеет свою точку Кюри: пройдя ее, он переходит из ферримагнитного состояния в парамагнитное. Если говорить человеческим языком, то он просто перестает «страстно» реагировать на магнит. Когда у разогретого лезвия к магниту «притяженья больше нет», значит, температура нагрева добралась до критической — точки Кюри.

Как избежать неприятностей?

При домашней процедуре закалки существует самая большая проблема — перекаливание металла, приводящее к тому, что хрупкость материала увеличивается очень сильно. Если не обращать пристального внимания на равномерность прогрева, можно получить другой дефект — на лезвии образуются поперечные трещины.

Однако есть возможность избежать печальных последствий — заучить правило, позволяющее без проблем закалять ножи и в будущем. Оно гласит, что режущую часть лезвия можно нагревать лишь единожды до желтого цвета, проверяя магнитом, а часть, которая не будет принимать участие в заточке, нагревается три раза до температуры, равной 280°С, что будет соответствовать фиолетовому цвету.

Домашняя закалка и ее хитрости

Качественная закалка может быть успешно выполнена и дома, надо только иметь правильный подход к столь увлекательному процессу и вашему инструменту — складному или охотничьему ножу, самоделке из напильника или ножу бабочке. Проблема станет немного серьезнее, если ваше изделие выполнено из нержавейки, но и в этом случае решение найдется, надо лишь познакомиться с нюансами процедуры и подготовить необходимое оборудование для нагрева.

Пара абзацев об охлаждающих средах

Такой охлаждающей средой способны быть различные вещества. Наиболее же популярными, ввиду их доступности, являются масло и вода. Поэтому ознакомьтесь со скоростями охлаждения изделий из стали:

  1. Вода. Если ее температура немного превышает отметку в 20°, то скорость охлаждения будет 450°/с. Когда она ледяная, то значение выше — 600°/с.
  2. Масло. Его комнатная температура позволить охладить клинок со скоростью 150°, если же его разогреть до 200°, то это значение возрастет вдвое.

Надо отметить и такое явление, как прокаливаемость. Она означает глубину закалки слоев. Если в качестве охлаждающей среды выступает вода, скорость прокаливания стали составляет 1 мм/с, если же используется масло, скорость уменьшается почти вдвое. Выход есть, однако, даже для обоюдоострого инструмента: сначала клинок нагревается до нашей точки, потом опускается на пару секунд в воду, после чего его перемещают в масло.

Графитовая закалка

Закалка в графите замечательно подойдет для закалки режущей кромки у ножа с довольно толстым лезвием. Такая технология позволяет сделать качественную обработку разнообразных моделей, а проведение этой процедуры в домашних условиях не составит особого труда. Ознакомиться с процессом можно, но лучше сделать это, посмотрев видео.

Отправляем нож в зонный отпуск

Возможна и зонная закалка ножа, если лезвия вас устраивают, но хочется, чтобы и средняя часть приобрела большую упругость. Тогда алгоритм обработки следующий:

  1. Берется прут, диаметр которого 10 мм. Он разогревается «до белого каления», после чего прикладывается к средней части ножа.
  2. После того, как эта часть основательно прогрелась, клинок отправляют в кипяток, в котором его оставляют на 2 часа.
  3. Когда выдержка подойдет к концу, нож следует опустить в ледяную воду.

Такая операция называется низким отпуском. То, что надо учесть для качественного резуль5ек4утата:

  1. Малый объем жидкости не сможет обеспечить должный результат: жидкость быстро нагреется, а из-за этого произойдет как изменение необходимой скорости охлаждения, так и нарушение температурного режима. Минимальное количество воды в этом случае составляет 20 литров.
  2. Положение клинка в охлаждающей среде должно быть зафиксированным, в ином случае возникнут проблемы с равномерностью теплоотдачи, что приведет к неутешительным для ножа последствиям.

Несколько правил, способных изменить нож

Они достаточно просты, но позволят вам и вашему ножу выйти из сложной «передряги» с честью.

Любая закалка изделия определенной марки должна начинаться с предварительных проб, для которых используются несколько пластин, изготовленных из аналогичного материала. Первый тестовый образец используется для выбора оптимальной температуры нагрева: одну часть греют по максимуму, другую же минимально.

Потом пластина помещается в охлаждающую среду, в роли которой выступает или масло, или вода. Когда образец полностью остыл, его фиксируют в тисках и разламывают, после чего с лупой изучают место излома. При идеально проведенной закалке металл должен приобрести крупнозернистую структуру.

Теперь берется следующий опытный образец. Его участью станет проверка охлаждающего вещества. Их необходимо использовать несколько, можно добавить к нашим «героям» и жидкий свинец. После того, как закаленная пластина будет ломаться при отклонении ее на 30°, можно продолжать эксперименты — как с температурными режимами, так и с охлаждающими веществами. Результат будет достигнут, если после этих манипуляций пластина сломается именно при угле 45°.

Для защиты режущих инструментов от трещин им требуется предварительный отжиг. Эта операция должна производиться на определенном оборудовании — в муфельной печи, оснащенной регулятором температуры. Надо помнить, что процесс нагрева обязан быть медленным и равномерным.

В том деле, что называется «Как закалить нож в домашних условиях» нужно разобраться со всем тщанием, тогда ваши ножи останутся целыми, а их лезвия всегда будут острыми.

Посмотрите видео, относящееся к этому процессу:

Читать еще:  SamsPcbGuide, часть 10: Технологии — пайка бессвинцовых компонентов

Как закалить нож

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.

Самодельная камера для закаливания металла

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.

Закалка стали в домашних условиях

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.

Закалка стали в домашних условиях

Как закалить нож

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.

Следующими по качеству будут горелка и паяльная лампа, если не полениться выложить для них временную печку из огнеупорных кирпичей.

Температура нагрева

Температурный режим имеет исключительное значение для качественного закаливания ножа. Если заготовку недогреть – закалить ее не получится, если же перегреть — она потеряет прочность, деформируется или разрушится. Сплавы с низким содержанием углерода следует закалить при температуре 730-945 °С. Высокоуглеродистые нужно закалить в диапазоне 678-851 °С. Чтобы закалить легированные сплавы, их нагревают до 850-1150 °С

Охлаждение

Что бы качественно закалить металл, очень важно не только выдержать правильный температурный режим охлаждения, но и подобрать подходящую охлаждающую жидкость. Нержавеющие сплавы должны охлаждаться в минеральном масле с определенными присадками. Низколегированные стали охлаждают в водных растворах, содержащих специальные добавки.

Охлаждение ножа в минеральном масле

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.

Как самому закалить металл в домашних условиях

Термообработка металлов – это один из основных способов улучшения их механических и физико-химических характеристик: твердости, прочности и других.

Одним из видов термообработки является закалка. Она успешно применялась человеком кустарным способом еще с давних времен. В Средневековье этот способ термической обработки использовали, чтобы улучшить прочность и твердость металлических предметов быта: топоров, серпов, пил, ножей, а также боевого оружия в виде копий, сабель и других.

И сейчас используют такой способ улучшения характеристик металла, не только в промышленных масштабах, но и в домашних условиях, в основном для закалки металлических предметов быта.

Что такое закалка металлов и ее виды

Под закалкой понимают вид термообработки металла, состоящий из его нагрева до температуры, при достижении которой наступает изменение структуры кристаллической решетки (полиморфное превращение) и дальнейшего ускоренного охлаждения в воде или масляной среде. Целью такой термообработки является повышение твердости металла.

Применяется также закалка, при которой температура нагрева металла не дает состояться полиморфному превращению. В этом случае фиксируется его состояние, которое свойственно металлу при температуре нагрева. Это состояние называют пересыщенным твердым раствором.

Технологию закалки с полиморфным превращением используют в основном для изделий из стальных сплавов. Цветные металлы подвергают закалке без достижения полиморфного изменения.

После такой обработки стальные сплавы становятся тверже, но при этом они приобретают повышенную хрупкость, теряя пластичность.

Чтобы снизить нежелательную хрупкость после нагрева с полиморфным изменением, применяется термообработка, называемая отпуском. Она проводится при более низкой температуре с постепенным дальнейшим охлаждением металла. Таким способом снимается напряжение металла после процесса закаливания, и уменьшается его хрупкость.

При закалке без полиморфного превращения нет проблемы с излишней хрупкостью, но твердость сплава не достигает требуемого значения, поэтому при повторной термической обработке, называемой старением, ее наоборот повышают за счет распада пересыщенного твердого раствора.

Особенности закалки стали

Закаливаются в основном нержавеющие стальные изделия и сплавы, предназначенные для их изготовления. Они имеют мартенситную структуру и характеризуются повышенной твердостью, приводящей к хрупкости изделий.

Если провести термообработку таких изделий с нагревом до определенной температуры с последующим быстрым отпуском, то можно добиться повышения вязкости. Это позволит использовать такие изделия в различных сферах.

Виды закаливания сталей

В зависимости от предназначения нержавеющих изделий, можно провести закалу всего предмета или только той его части, которая должна быть рабочей и иметь повышенные прочностные характеристики.

Поэтому закалку нержавеющих изделий подразделяют на два способа: глобальный и локальный.

Охлаждающая среда

Достижение необходимых свойств нержавеющих материалов во многом зависит от выбора способа их охлаждения.

Разные марки нержавеющих сталей подвергаются охлаждению по-разному. Если низколегированные стали охлаждают в воде или ее растворах, то для нержавеющих сплавов для этих целей применяют масляные растворы.

Важно: При выборе среды, в которой проводят охлаждение металла после нагрева, следует учитывать, что в воде охлаждение проходит быстрее, чем в масле! Например, вода температурой 18°C способна охладить сплав на 600°C за секунду, а масло всего на 150°C.

Для того, чтобы получить высокую твердость металла, охлаждение проводят в проточной холодной воде. Также для повышения эффекта закалки для охлаждения готовят соляной раствор, добавляя в воду около 10% поваренной соли, или используют кислотную среду, в которой не менее 10% кислоты (чаще серной).

Кроме выбора охлаждающей среды немаловажным является режим и скорость охлаждения. Скорость снижения температуры должна быть не меньше 150°C за секунду. Таким образом, за 3 секунды температура сплава должна снизиться до 300°C. Дальнейшее снижение температуры может проводиться с любой скоростью, т. к. зафиксированная в результате быстрого охлаждения структура при низких температурах уже не разрушится.

Важно: Слишком быстрое охлаждение металла приводит к его излишней хрупкости! Это следует учитывать при самостоятельной закалке.

Различают следующие способы охлаждения:

  • С использованием одной среды, когда изделие помещают в жидкость и держат там до полного охлаждения.
  • Охлаждение в двух жидких средах: масле и воде (или солевом растворе) для нержавеющих сталей. Изделия из углеродистых сталей сначала охлаждают в воде, т. к. она является быстро охлаждающей средой, а потом в масле.
  • Струйным методом, когда деталь охлаждается струей воды. Это очень удобно, когда требуется закалить определенную область изделия.
  • Методом ступенчатого охлаждения с соблюдением температурных режимов.

Температурный режим

Правильный температурный режим проведения закалки нержавеющих изделий является важным условием их качества. Для достижения хороших характеристик их равномерно прогревают до 750-850°C, а потом быстро проводят охлаждение до температуры 400-450°C.

Важно: Нагрев металла выше точки рекристаллизации приводит к крупнозернистому строению, ухудшающему его свойства: излишней хрупкости, приводящей к растрескиванию!

Для снятия напряжения после нагрева до нужной температуры упрочнения металла, иногда используют поэтапное охлаждение изделий, постепенно снижая температуру на каждом из этапов нагрева. Такая технология позволяет полностью снять внутренние напряжения и получить прочное изделие с нужной твердостью.

Как закалить металл в домашних условиях

Пользуясь элементарными знаниями, можно провести закалку стали в домашних условиях. Нагревание металла обычно проводят с помощью костра, муфельных электропечей или горелок с использованием газа.

Закалка топора на костре и в печи

Если требуется придать дополнительную прочность бытовым инструментам, например, сделать топор более прочным, то самый простой способ его закалки можно провести в домашних условиях.

Читать еще:  Маркировка труб из полипропилена: подробная расшифровка

На топорах при изготовлении ставится клеймо, по которому можно узнать марку стали. Мы рассмотрим процесс закалки на примере инструментальной стали У7.

Выполнять технологию нужно с соблюдением следующих правил:

1. Отжиг. Перед обработкой затупить острую кромку лезвия и поместить топор в горящую кирпичную печь для нагрева. За процедурой термообработки нужно внимательно следить, чтобы не допустить перегрева (допустимый нагрев 720-780°C). Более продвинутые мастера температуру узнают по цвету каления.

А новички, температуру могут узнать с помощью магнита. Если магнит перестал приставать к металлу, значит топор нагрелся свыше 768°C (цвет красно-бордовый) и пришло время охлаждения.

Кочергой придвинуть раскаленный топор к дверце печи, жар убрать вглубь, закрыть дверцу и задвижку, оставить нагретый металл в печи на 10 часов. Пусть топор постепенно остывает с печкой.

2. Закалка стали. Нагреть топор на костре, буржуйке или печи до темно-красного цвета — температура 800-830°C (магнит перестал магнитится, подождать ещё 2-3 минуты).

Закалка выполняется в подогретой воде (30°C) и масле. Опустить лезвие топора в воду на 3-4 см, интенсивно двигая его.

Далее топор поместить в емкость с маслом, в случае возгорания масла нужно накрыть емкость плотной тканью. Выдерживать в масле нужно до полного остывания.

3. Отпуск лезвия топора. Отпуск уменьшает хрупкость стали и снимает внутренне напряжение. Зачистить металл наждаком, чтобы лучше различать цвета пебежалости.

Выдержать топор в течение 1 часа в духовке, при температуре 270-320°C. После выдержки, достать и остудить на воздухе.

Видео: термообработка топора в домашних условиях, три стадии: отжиг, закалка, отпуск.

Закаливание ножа

Самостоятельно для закалки металлов целесообразно использовать печи. Для предметов быта в виде ножей, топоров, сверл и других, наиболее подходящими являются муфельные печи небольшого размера. В них можно достичь температуры закалки намного выше, чем на костре и проще добиться равномерного прогрева металла.

Такую печь можно изготовить самостоятельно. В интернете можно найти множество простых вариантов ее конструкции. В таких печах можно разогреть металлическое изделие до 700-900°C.

Рассмотрим, как закалить нож из нержавейки в домашних условиях, используя муфельную электропечь. Для охлаждения вместо воды или масла используется расплавленный сургуч (можно достать в воинской части).

Последовательность процесса закалки следующая:

  • нож (без ручки, если она деревянная) кладут в холодную печь;
  • включив закрытую печь, нагревают ее вместе с ножом до получения ярко-красного цвета лезвия (800-900°C);
  • раскаленным лезвием ножа режут сургуч до 10 раз, погружаясь в него на 1,5 см;
  • процедуру повторяют до 5 раз, нагревая лезвие ножа и остужая в сургуче;
  • остатки сургуча снимают скипидаром с помощью смоченной ткани.

Процедуру лучше делать на свежем воздухе, сургуч при плавке пахнет ужасно. Также, лезвие ножа можно греть на открытом огне.

Видео: другие способы закалки ножа в домашних условиях.

Как закалить лезвие ножа в домашних условиях

Закалка – кульминация всей работы кузнеца. 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°
Мой учитель все сведения о закалке выдал одной фразой: «Есть сталь и полусталок, сталь калить в масле, полусталок в воде, а железо и чугун – не калятся»
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.
Наиболее полно термообработка стали освещена в учебнике «Металловедение», А.П.Гуляев. стр.285-311 и стр.369-508.

Читать еще:  Устройство для отбортовки кромок листового металла

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.

Закалка ножа в домашних условиях: видео, инструкция, советы

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.

Долговечность и режущая способность ножа определяются твердостью клинка

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°.

Режимы обработки коррозионно стойких жаропрочных сталей

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.

Отжиг ножа на открытом огне требует пристального внимания

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.

Цвета каления и побежалости углеродистых и малолегированных сталей

На нержавеющих сталях цвета побежалости появляются в той же последовательности, но при более высоких температурах

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.

Самодельный нож после закалки в графите

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.

Определять температуру отпуска можно по цветам побежалости – радужной пленке, появляющейся при нагреве зачищенной поверхности ножа: от светло-желтого (поз. 1) до голубоватого (поз. 6)

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.

  1. Прежде чем приступать к поверхностной или глубокой закалке ножа, изготовленного из определенной марки стали, можно подобрать режимы выполнения такой технологической операции, воспользовавшись пластинками, выполненными из такого же материала. Первую пластинку используют, чтобы более точно подобрать требуемую температуру нагрева. Для этого металлическую пластину необходимо нагреть неравномерно: одну часть – до максимальной температуры, вторую – до минимальной. Затем нагретую пластину опускают в воду или масло и после полного остывания зажимают в тисках, ломают и смотрят на излом металла. Качественно закаленный металл, если температурный режим был подобран правильно, должен иметь крупнозернистую структуру.
  2. Следующим этапом экспериментов с металлическими пластинками является подбор оптимальной охлаждающей среды. Используя различные охлаждающие среды (вода, масло, жидкий свинец и др.), закалите пластину до такого состояния, чтобы она, будучи зажатой в тисках, ломалась при отклонении в 30°. После этого необходимо выполнить отпуск пластины, также подбирая различные охлаждающие среды и температурные режимы. В результате такой операции вы должны добиться того, чтобы пластина, зажатая в тисках, ломалась при угле ее отклонения в 45°.
  3. Чтобы избежать появления на лезвии закаливаемого ножа поверхностных трещин, изделие требуется предварительно отжечь. При выполнении такой технологической операции, для которой желательно использовать муфельную печь с регулятором температуры, надо придерживаться следующих правил: нагрев ножа выполняют как можно дольше, медленно и равномерно.

Следуя таким несложным рекомендациям, вы даже в домашних условиях сможете закалить нож правильно, получив в итоге прочный и долговечный инструмент с отличными режущими свойствами.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector