Как закалить нож в домашних условиях: способы, описание процесса

С тех самых пор как люди научились обрабатывать металл, перед всеми кузнецами постоянно вставал вопрос — как придать твёрдости клинку. Большинство мастеров догадывались, что для этого нагретую сталь следует сразу же охладить. Ходят легенды, что мастера из Дамаска свои клинки закаляли в горных ущельях, где они остужались сильными ветрами. Кузнецы полагали, что оружие станет более упругим, получит твёрдость и не будет ломаться, если в него войдёт сила ветра.

Методика

Для того чтобы провести работу по закалке стали нужно учитывать то, как выполняется подобный процесс правильно. Закалка – процесс повышения твердости поверхности железа или сплава, который предусматривает нагрев образца до высокой температуры и его последующее охлаждение. Несмотря на то, что с первого взгляда рассматриваемый процесс прост, различные группы металлов отличаются своеобразной структурой и характеристиками.

Термическая обработка в домашних условиях оправдана в нижеприведенных случаях:

• При необходимости упрочнить материал, к примеру, в месте режущей кромки. Примером можно назвать закалку зубил и стамески.
• При необходимости повышения пластичности предмета. Это зачастую необходимо в случае горячей ковки.

Профессиональная закалка стали – дорогостоящий процесс. Стоимость 1 кг повышения твердости поверхности стоит примерно 200 рублей. Организовать закалку стали в домашних условиях можно только с учетом всех особенностей повышения твердости поверхности.

Основные процессы

Обычно домашнему закаливанию подвергаются самодельные клинки, выполненные из стали или имеющихся в наличии подручных средств, утративших свою актуальность (напильники, клапаны и прочее).

Важно понимать, что только лезвие, прошедшее правильный процесс закаливания, будет максимально прочным и износоустойчивым.

Слабая закалка чревата не только появлением трещин на клинке, но и быстрым его затуплением. Если же нож был закален по всем правилам, то он будет ломаться только при деформации, угол которой превысит 45 градусов. При этом залогом успеха является правильно подобранный температурный режим, который должен соответствовать выбранной марке стали.

Подбор температуры

Не стоит полагать, будто для того, чтобы нож мог хорошенько закалиться, его нужно удерживать на максимальном огне, ведь больше далеко не всегда означает лучше. Определить оптимальный диапазон температур для закаливания можно по специальным сводным таблицам, в которых указана маркировка сплавов. Есть и более простой метод определения, который не требует знания точных характеристик обрабатываемого металла:

• Для закалки клинков, выполненных из низкоуглеродистой стали, подходит температура от 757 до 950 градусов Цельсия.
• Обработка высокоуглеродистых марок стали требует меньшего температурного режима, колеблющегося в интервале от 680 до 850 градусов.
• Если лезвие ножа было выполнено из сплава, в состав которого входят легирующие компоненты, то оптимальным в этом случае будет диапазон от 850 до 1150 градусов.

Для определения степени нагрева клинка используется специальный измерительный прибор, именуемый пирометром. Но даже если у начинающего мастера нет такого вспомогательного приспособления, это вовсе не повод для того, чтобы отказываться от идеи закалить металл для ножа, ведь степень нагрева можно определить и с помощью обычного магнита.

Так, согласно физическим законам, стальное лезвие перестает притягивать магнит, если накалить его до так называемой точки Кюри — пиковой отметки, когда происходит качественное закаливание металла. Если же пренебречь этим правилом и передержать лезвие на огне, то оно станет чересчур хрупким и шансы его сломать или наколоть при использовании в быту будут гораздо выше.

Технология и особенности домашнего каления

Для того чтобы закалить нож правильно, не только не повредив его лезвие, но и сделав его прочнее и острее, рекомендуется ознакомиться с основными правилами и нюансами этого процесса. И первая рекомендация заключается в том, что вместо клинка необходимо обрабатывать другой фрагмент, выполненный из такого же сплава, проводя над ним всевозможные эксперименты. Такой простой прием поможет подобрать оптимальный температурный режим нагрева и охлаждения, не испортив при этом сам клинок кухонного или охотничьего ножа.

Кроме того, настоятельно рекомендуется проводить предварительный обжиг металлического клинка, помещая его в специальную печь (муфельную). Такое накаливание рекомендуется проводить максимально долго при соблюдении наиболее низкого температурного режима, который обеспечит равномерное прогревание стали и убережет ее от появления поверхностных сколов и трещин при дальнейшей обработке.

Правильно закалить нож из напильника и любого другого элемента в домашних условиях можно с помощью таких подручных средств и инструментов:

• Источник тепла, в качестве которого можно использовать открытое пламя (костер или газовую горелку), муфельную печь, специальное оборудование для закалки (кузнечный горн) и обыкновенную паяльную лампу. Стоит признать, что закаливание в муфельной печи является самым продуктивным, так как оно позволяет добиться максимальной равномерности прогревания стали.
• Довольно широкие емкости с водой и специальным минеральным маслом, которые необходимы для правильного охлаждения раскаленного лезвия.
• Кузнечные железные клещи с длинными ручками, которые позволят удерживать деталь над открытым пламенем. Для того чтобы не повредить рукоятку ножа при нагревании, особенно если она выполнена из пластика или дерева, рекомендуется временно освободить от нее клинок.

Начинать процедуру закаливания следует только после того, как пламя приобретет насыщенный малиновый оттенок. Если же использовать белый огонь, то существует риск перегрева из-за того, что температура такого пламени является самой высокой. При этом необходимо следить за тем, чтобы на поверхности металлического изделия не образовывалось черных или синих очагов (не путать с побежалостью, представляющую собой тонкий окисный слой с характерными радужными переливами).

Проведение процедуры

Сам процесс закалки настолько прост, что при желании справиться с ним сможет даже самый неопытный мастер, использующий собственный дом в качестве мини-мастерской. А проводится он следующими двумя способами:

• Разная степень нагрева для определенных областей. Для того чтобы по максимуму увеличить срок эксплуатации клинка, рекомендуется обеспечивать разные температурные режимы для его режущей и нейтральной зоны. То есть участок, который будет подвергаться заточке в дальнейшем, следует накаливать только один раз, причем не до красного, а до желтого цвета, после чего в дело идет проверочный магнит. Та же часть лезвия, которая не будет затачиваться, нагревается трижды и каждый раз до фиолетового оттенка (приблизительная температура — 285 градусов).
• Вторая методика предполагает трехразовое равномерное закаливание клинка по всей площади до ярко-красного цвета. В этом случае в промежутках между закалкой необходимо прибегать к охлаждению клинка, каждый раз увеличивая время его нахождения в охлаждающих субстанциях.

Определить температуру нагрева стали можно и по ее внешнему виду непосредственно во время процедуры закаливания. Так, существует 4 основные группы оттенков закаленной стали, по которым можно понять, до какой температуры она прогрелась:

• Оранжевая группа — от 950 до 1000 градусов.
• Красная группа, включающая в себя 4 подгруппы — от 720 до 950 градусов.
• Бордовая — от 650 до 720 градусов.
• Красно-коричневая и ее 2 подгруппы — от 530 до 580 градусов.

То есть чем светлее становится железо, тем более горячим оно является в этот момент и наоборот. При обработке гладкой стальной поверхности посредством ее нагревания начинает образовываться тонкий радужный слой окисления, именуемый среди специалистов побежалостью. По цвету этого слоя также можно определить температурный режим в сплаве, правда, в этом случае светлые оттенки будут свидетельствовать о более низкой температуре в нем.

Меняется цвет побежалости в определенной последовательности начиная со светло-соломенного, коричневого и лилового и заканчивая тёмно-синим, голубым и графитовым серым. Вместе с этим процессом претерпевает определенные изменения и температурный режим, варьирующийся в интервале от 220 до 350 градусов.

Немного иначе будут обстоять дела при закаливании хромистой стали, которая имеет более высокий температурный режим (от 300 до 700 градусов) при сохранении той же цветовой гаммы и последовательности изменения оттенков побежалости.

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.

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.

Технология закалки ножа в печи, правила выбора температуры

Чтобы правильно закалить клинок, необходимо знать состав сплава, из которого он сделан:

• сплав с низким содержанием углерода закаливают при температуре 750-950 С;
• для высокоуглеродистой стали оптимальный температурный диапазон – 680-850 С;
• легирующие сплавы стали с примесями подвергают разогреву до 850-1150 С.

Методика проведения закалки очень проста, с ней справится даже начинающий мастер. Чтобы закалить нож, сделанный из пилы, подшипника или рессоры, необходимо трижды прогреть клинок до заданной температуры в муфельной печи до ярко-красного цвета. В промежутках между нагревом изделие необходимо правильно охлаждать, при этом с каждым разом увеличивая время нахождения изделия в охлаждающей субстанции.

Как узнать, до какой температуры прогрелась закаляемая сталь? На производстве для этой цели используют специальное оборудование – пирометр. В домашних условиях мастера определяют температуру прокаливания по цвету стали.

Существует 4 группы оттенков, которые приобретает железо во время закалки:

• красно-коричневый – температура закалки достигла 530-600 С;
• бордовый – сплав нагрелся до 650-700 С;
• ярко-красный – температура в муфельной печи в районе 750-950 С;
• оранжевый – пик каления при температуре 950-1000 С.

По цвету стали легко можно определить температуру каления – чем светлее материал, тем жарче в муфельной печи. Если калению подвергается изделие с гладкой поверхностью, при нагреве на нем образуется разноцветный слой в виде радуги, свидетельствующий о протекающем процессе окисления. Чем ярче цвета, тем выше температура нагрева.

Общая последовательность работ

Чтобы правильно закаливать нож из нержавейки, нужно:

• Нагреть металлическую часть изделия. Рукоятку греть не нужно.
• Дождаться, пока нож станет алого цвета. Металл должен равномерно нагреться.
• Греть лезвие нужно не больше 10 минут, после этого его помещают в сургуч и сразу же вынимают.

После работы нужно убрать с лезвия остатки сургуча. Далее поверхность протереть скипидаром.

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.

Отпуск стали

Оборудование и особенности проводимого процесса

Для нагрева поверхности зачастую используется специальное оборудование. Это связано с тем, что провести нагрев стали до точки плавления достаточно сложно. В домашних условиях зачастую используется нижеприведенное оборудование:

• электропечь;
• паяльная лампа;
• термопечь;
• большой костер, который обложен вокруг для перенаправления жара.

Передвижной горн для нагрева деталей

При выборе источника жара следует учитывать тот момент, что деталь должна полностью помещаться в печи или костре, на котором проводится разогрев. Правильно будет подбирать оборудование также по типу металла, который будет подвержен обработки. Чем выше прочность структуры, тем больше разогревают сплав для придания пластичности.

В случае, когда нужно провести закалку лишь части детали, используется струйная закалка. Она предусматривает попадание струи холодной волы только на определенную часть детали.

Для охлаждения стали часто используется ванна с водой или бочка, а также ведро. Важно учитывать тот момент, что в некоторых случаях проводится поэтапное охлаждение, в других быстрое и резкое.

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:

• Вода. Если ее температура немного превышает отметку в 20°, то скорость охлаждения будет 450°/с. Когда она ледяная, то значение выше — 600°/с.
• 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:

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

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

• 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.
• Положение клинка в охлаждающей среде должно быть зафиксированным, в ином случае возникнут проблемы с равномерностью теплоотдачи, что приведет к неутешительным для ножа последствиям.

Повышение твердости на открытом огне

В быту зачастую закалку проводят на открытом огне. Этот метод подходит исключительно для разового проведения процесса повышения твердости поверхности.

Всю работу можно разделить на несколько этапов:

• для начала следует провести разведение костра;
• на момент разведения костра подготавливаются две большие тары, которые будут соответствовать размеру детали;
• для того чтобы костер давал больше жара нужно обеспечить большое количество углей. они дают много жара на протяжении длительного времени;
• в одной емкости должна содержаться вода, в другой – моторное масло;
• следует использовать специальные инструменты, при помощи которых будет удерживаться обрабатываемая раскаленная деталь. на видео часто можно встретить кузнечные клещи, которые наиболее эффективны;
• после подготовки необходимых инструментов следует положить предмет в самый центр пламени. при этом можно деталь зарыть в самую глубь углей, что обеспечит нагрев металла до плавкого состояния;
• угольки, которые имеют ярко белый цвет – раскалены больше других. за процессом плавки металла нужно следить пристально. пламя должно быть малиновым, но не белым. если огонь белый, то есть вероятность перегрева металла. в этом случае эксплуатационные качества значительно ухудшаются, а срок службы уменьшается;
• правильный цвет, равномерный по всей поверхности, определяет равномерность нагрева металла;
• если происходит потемнение до синего цвета, то это говорит о сильном размягчении металла, то есть он становится излишне пластичным. этого нельзя допускать, так как значительно нарушается структура;
• при полном разогреве металла его следует убрать с очага высокой температуры;
• после этого следует раскаленный металл поместить в тару с маслом с частотой 3 секунды;
• завершающим этапом можно назвать погружение детали в воду. При этом периодически проводится взбалтывание воды. Это связано с тем, что вода быстро нагревается вокруг изделия.

При выполнении работы следует уделять внимание осторожности, так как раскаленное масло может нанести вред коже. На видео можно обратить внимание на то, какого цвета должна быть поверхность при достижении нужной степени пластичности. Но для закалки цветных металлов зачастую нужно оказывать воздействие температуры в промежутке ль 700 до 900 градусов Цельсия. На открытом огне провести нагрев цветных сплавов практически не возможно, так как достигнуть подобной температуры без специального оборудования нельзя. Примером можно назвать использование электропечи, которая способна нагревать поверхность до 800 градусов Цельсия.

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:

Отжиг заготовки ножа

Основная сложность, связанная с приданием пластине рашпиля необходимой формы клинка связана с высокой твердостью детали. Конечно, можно обработать заготовку и на наждачном станке, но при этом придется потратить массу времени и израсходовать несколько камней. Альтернативой является снижение твердости напильника. Для этого используется один из видов термической обработки сталей (обработки температурными режимами), имеющий название отжиг. Он заключается в нагреве детали до сравнительно высоких температур (порядка 650 – 700 С), выдержке при этих температурах в течение нескольких часов и медленном охлаждении.

В домашних условиях отжечь заготовку для ножа можно, прогрев ее в дровяном костре, в духовке, в камине или в печи, протопив их как следует вместе с уложенной в топку заготовкой и оставив металл до полного остывания отопительного прибора. При такой процедуре твердость металла значительно снижается, и он может быть обработан как ручным слесарным инструментом, так и электрическим.

Добившись оптимального снижения твёрдости , с помощью болгарки изготовьте заготовку будущего ножа.

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).

» data-lazy-type=»iframe» src=»data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>

Выбор формы спусков

Геометрия спусков или форма поперечного сечения клинка выбираются исходя из назначения ножа и предполагаемой сферы применения. Чаще всего встречаются такие профили:

• Прямой клин от обуха. Сечение представляет собой равнобедренный треугольник. Наиболее универсальная форма, сочетающая в себе устойчивость режущей кромки к ударам умеренной силы и невысокое сопротивление во время реза.
• Вогнутые спуски. Такой профиль характерен для опасных бритв: очень нежная режущая кромка, не терпящая ударов и боковых нагрузок, высокие режущие качества. Ножи с таким профилем удобны при небольшой глубине реза, с ее увеличением значительно возрастает сопротивление.
• Выпуклая линза. Наиболее простой в освоении профиль. Линзовидные клинки предназначены для тяжёлых работ и особенно популярны у туристов и выживальщиков. Один из самых известных примеров – шведский Fallkniven «F1»

Существуют также несимметричные спуски, например, у традиционных японских ножей, которыми пользуются профессиональные повара. Для их выведения необходим определенный опыт и специальное оборудование.

Особенности работы со сталью

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 ножа

Вариантов для подобной обработки не так уж и много. В принципе их всего две разновидности. Закалить сталь можно, используя открытый огонь или же сделать это в печи. Однако при всём старании костёр не сможет выдать температуру пламени выше, чем девятьсот градусов. И вот здесь и понадобится печь. Даже собственными руками сложить её вполне возможно. И хотя процедура эта не совсем проста, но достаточно лишь раз её осилить и сооружение будет исправно служить долгое время. А уж для начинающих мастеров, такая печь — предмет первой необходимости.

В камере

Порядок действий:

• Следует поднять температуру внутри печи до требуемого значения. Каждый случай уникален, но в нашем нужно достичь отметки в 1070 градусов. После этого клинок можно отправлять в печь.
• Её вновь следует нагреть до 1070 градусов и засечь время. Всё достаточно просто. Выдерживаем сто секунд для каждого миллиметра толщины.
• Извлекаем клинок на воздух и даём ему охладиться. Лучше положить его под небольшой пресс на пятнадцать минут.
• Теперь следует провести отпуск металла. Для этого кладём его в духовку, температура которой должна быть 200 градусов.

Если в точности выдержать всю технологию, то получим твёрдость 56 HRC.

Следует учитывать, что в примере рассмотрен вариант, когда в закалке не участвовала жидкость. То есть предмет в неё не погружался. Каждая сталь требует для себя особые условия. Конечный результат напрямую зависит от технологии процесса закалки.

На открытом огне

Этим способом обрабатывали металл ещё в далёком прошлом наши предки. Без измерительных приборов, чтобы добиться верной закалки, требуется особая внимательность и терпение. Единственное, что поможет, это магнит. Во время нагрева металл постепенно доходит до определённого состояния, которое в науке называют точка Кюри. При этой температуре металл не притягивается к магниту.

Ориентироваться можно и на цвет заготовки. Нужный момент наступает, когда металл приобретает тёмно-красный оттенок. Следует избегать появления синих и чёрных пятен. Всё это свидетельствует, что произошёл перегрев. Клинок опускается в угли, как только пламя, исходящее от них, приобретёт малиновый цвет.

Секреты закалки: температура нагрева

Один из самых важных моментов при самостоятельной закалке стали – достижение заготовкой оптимальной температуры нагрева. В производственных условиях эта величина контролируется специальными высокотемпературными термометрами. В быту же лучше использовать старинные, дедовские способы.

Первый из них – определение температуры по цвету накала заготовки. Замечено, что при нагревании металл изменяет свой цвет в зависимости от достижения той или иной температуры. Для закалки стали наиболее оптимален светло-вишневый или малиновый, что соответствует нагреву в 800-850 С.

Второй способ – изменение магнитный свойств. Еще одно свойство стали при нагреве – изменение ее магнитных свойств. Достаточно прислонить нагретую заготовку к сильному магниту и отсутствие «притяжения» между ними так же даст сигнал о достаточности нагрева заготовки.

Секреты закалки: охлаждение

Для охлаждения нагретой до нужных температур заготовки возьмите удобную по объему емкость и налейте в нее отработку. Держа нож за хвостовик клещами с длинными рукоятками, опустите его в масло и подождите некоторое время. Вязкость жидкости обеспечивает оптимальное течение теплообмена. Будьте осторожны, на поверхности масло может воспламениться!

Второй способ охлаждения – использование воды. При этом чистую жидкость лучше не использовать. Перед работой растворите в ней несколько ложек поваренной соли или примените рассол для охлаждения металла. В старину, когда соль имела очень высокую цену, кузнецы в качестве соляного раствора применяли собственную мочу.

Одним из неприятных моментов, иногда возникающих во время закалки, является поводка клинка или его деформация, возникающая из-за неравномерного нагрева или охлаждения. Чтобы избежать ее, клинок лучше всего опускать в охлаждающую среду строго вертикально режущей кромкой вниз.

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).

Паяльная лампаПечьГорнГазовая 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.

Используемая среда	Скорость охлаждения, °С
Вода, нагретая до 27 °С	450
Масло комнатной температуры	150
Ледяная вода	600
Машинное масло, прогретое до 20 °С	150

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 маслеОтпуск

Сборка самодельного ножа

Выполнив все указанные выше операции и доведя сталь ножа до необходимой твердости, переходим к сборке. Подгоняем форму накладок к хвостовику ножа и вырезаем дополнительно две вставки из кожи.

Затем смазываем детали клеем, устанавливаем на клею латунные вставки и оставляем сушиться на несколько часов.

Крайнюю вставку лучше изготовить не из стержня, а из трубочки требуемого диаметра. Это поможет крепить готовое изделие при эксплуатации на кожаный ремешок, что предохранит его потерю в походах, на рыбалке или охоте.

После высыхания клея тщательно обработайте рукоятку и лезвие наждачной бумагой. Для защиты клинка от коррозии его достаточно хорошо отполировать после окончательной заточки и доводки.

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами 😉

Главная » Мастерим своими руками

Вибростол своими руками — различные варианты изготовления

Сушилка для рыбы, сборка из подручных материалов

Изготовление лодки своими руками: из стеклопластика, фанеры или пенопласта?

Дымогенератор из огнетушителя для холодного копчения продуктов своими руками — пошаговое руководство

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 заточкиКлинок должен оставаться твердым во время использования

Изготовление закалочной печи

Строительство подобной конструкции — дело весьма серьёзное. Ведь сооружается она не для разового применения. Как же выложить печь для закалки? Постараемся разобраться с этим более подробно:

• Прежде всего нужно правильно сделать основание камеры. Горловина формуется из картона, который снаружи обмазывается толстым слоем огнеупорной глины. Перед тем как её наносить, картон покрывается парафином.
• Как только форма будет готова, её на сутки оставляют сушиться. После высыхания её нужно отправить в духовку, которая нагревается до ста десяти градусов. И уже потом можно будет извлечь картонную основу.
• Дальнейший этап предполагает обжиг всей конструкции на костре. Температура должна составлять девятьсот градусов. Необходимо, чтобы огонь полностью прогорел, и будущая печь остыла сама.
• Когда заготовка охладится, ей уже будут присущи свойства камня. Бывшая глина приобретёт твёрдость, словно у кирпича. Теперь можно приделать дверцы, которые открываться должны горизонтально.
• Настало время обмотать всю печь нихромовой проволокой. Диаметр её сечения должен примерно равняться 0,75 мм. Чтобы покрыть всю конструкцию, придётся потратить восемнадцать метров. Намотанная проволока замазывается сырой глиной. Таким образом мы предотвращаем возникновение короткого замыкания. Корпус сооружения должен иметь два отверстия. В одном будет размещена термопара для осуществления температурного контроля. А через второй мы будем визуально контролировать происходящее.

Вот теперь можно точно сказать, что производство конструкции завершено.

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 изготовить камеру для закаливания?

Лучше всего для проведения процедуры закаливания подходит камера, в которой изделие постепенно нагревается до нужной температуры, а затем плавно охлаждается. Чтобы изготовить такую печь, потребуется огнеупорный материал – обычно используют глину.

Для начала следует сделать заготовку печи из твердого картона. Размеры заготовки – 20*10*7,7 см. Картон заранее следует пропитать парафином. Когда картонная коробка готова, на нее следует нанести слой сырой глины, особое внимание уделяя стыкам – в них не должно быть щелей. Отдельно из глины лепится дверь камеры.

Далее заготовку следует высушить, а затем нагреть в печи при температуре 90-100 С, чтобы удалить остатки влаги. После этого изделие обжигают при температуре 900 С, а затем медленно остужают, не открывая дверцу печи.

Для создания нагревателя будущей камеры используют проволоку из нихрома диаметром 0,75 мм. Потребуется около 18 м проволоки, которую нужно аккуратно намотать на корпус камеры. Затем обмотку следует промазать сырой глиной, чтобы предотвратить замыкание. После этого в корпусе камеры проделать 2 отверстия – для визуального контроля за процессом обжига и для установки измерительной термопары. Готовая печь для обжига получается легкой – ее вес не превышает 10 кг.

Как закалить нож без печи

Необходимо подготовить:

• ёмкость с минеральным маслом;
• бак с водой;
• основательно раскалённые угли;
• клещи на длинной рукояти.

Как только стало заметно, что у металла появился необходимый цвет и он уже не реагирует на магнит, заготовку окунают в масло. Долго там её держать не стоит — для первого раза достаточно трёх секунд. Это повторяется несколько раз. Каждое погружение в масло следует выдержать чуть дольше. На конечном этапе клинок опускается в ёмкость с водой.

Как закаливают нож с помощью графита?

Чтобы придать прочность самодельному ножу с толстым лезвием, используют процедуру закалки с помощью графита. По этой технологии закаливанию подвергается не весь инструмент, а лишь его режущая часть, что значительно упрощает работу. Другое название такой закалки – цементация. Главная ее цель – повысить твердость и износостойкость металла.

Графит можно получить из обычных пальчиковых батареек или простого карандаша. Для процедуры цементации потребуется измельчить графитовый стержень до состояния порошка. Затем необходимо подготовить лист металла – например, оцинкованный профиль, на котором будет размещен графитовый порошок. Для проведения закалки потребуется источник питания – в идеале, импульсный сварочный аппарат постоянного тока. При его отсутствии подойдет другой прибор, выдающий постоянный или переменный ток напряжением 30-60 вольт.

Технология закаливания выглядит следующим образом:

• на лист металла насыпать порошок графита;
• к основанию металлической подложки подключить «плюс» сварочного аппарата, к кромке ножа – «минус»;
• с помощью настроек выставить минимальную мощность и включить прибор;
• медленно, плавными движениями проводить кромкой ножа по графитовому слою, не допуская соприкосновения с металлической подложкой;
• следить за тем, чтобы графитовый слой не загорелся.

Вся процедура закалки занимает не более 5 минут. Как только кромка лезвия нагревается, нож необходимо сразу убирать.

Охлаждение ножа

Закалённая сталь охлаждается двумя различными способами. Это можно делать водой или же маслом. Если закалке подвергается нержавеющий сплав, то его охлаждают в минеральном масле, а низколегированную сталь погружают в воду, в которую добавляют поваренную соль. Охлаждение — очень важный этап. Если неправильно определиться с его вариантом, то вся работа может пойти насмарку. Нежелательно комбинировать погружение в воду и масле.

Как не ошибиться с методикой? Здесь главное — цель и способ каления:

• Заготовки из стали, которые раскалили докрасна, следует остужать маслом. После чего их вновь нагревают и опять окунают в масло, уже на более длительное время. Под конец охлаждают их в воде.
• Если клинок имеет лезвие с двух сторон, то здесь уже иная схема. Сперва его нужно опустить в воду, а потом охлаждать в ёмкости с маслом.
• Чтобы сделать металл упругим по максимуму, нагретую заготовку опускают в кипящую воду на два часа, а уж потом охлаждают в холодной.

Оценка качества закалки

По окончании работы самодельный нож, который был перекован из старой пилы или любого иного отслужившего своё инструмента, следует проверить на качество. Для этого берётся напильник и делаются круговые движения по лезвию. Если удалось хорошо закалить, то он будет с лёгкостью скользить. Но если нож липнет к его поверхности и кромка гнётся, то это признак того, что процесс прошёл неправильно. Его явно необходимо провести повторно.

Проверяется качество по следующим признакам:

• хорошо закалённый нож сохраняет свою заточку долгое время;
• если клинок вступает в контакт с твёрдыми металлами, то он не деформируется;
• лезвие остаётся прочным, но одновременно с этим обладает гибкостью и пластичностью.

Во время охлаждения изделие опускают в жидкость только вертикально, при этом его спинка должна смотреть строго вниз. Это предотвратит термическую деформацию.

Если приспособление, которое подвергается закалке, выковано из стали с низким содержанием углерода, то охлаждать его в чистой воде нежелательно. В неё нужно насыпать немного обычной пищевой соли.

Закаливание ножа — процедура ответственная и требует определённого навыка и внимания. Но если соблюдать все нюансы технологического процесса, то результат себя оправдает. В любом случае не боги горшки обжигают! Затратив некоторое время на приобретение определённого навыка, можно будет уверенно показывать друзьям и знакомым результаты своих кузнечных трудов.