Сделай Сам! make-1.ru
ГЛАВНАЯ Строительство Дома Ремонт Дома Швейные Машины Автомобиль Изделия
Обработка Древесины Обработка Металла Усилители и Антенны Нож своими руками Ремонт обуви Заправить картридж принтера Модели кораблей
Строительство Бани Строительство гаража Малярные работы Ремонт сантехники Строительство бассейнов Мебель Видео

Нож своими руками

Делаем сами складной нож

Делаем сами складной нож часть 2

Делаем сами складной нож часть 3

Делаем сами складной нож часть 4

Делаем сами складной нож заключение

Изготовление повседневного ножа

Изготовление повседневного ножа

Материалы рукоятки ножа

Материалы рукоятки ножа

Формирование клинка ножа

Закалка ножа

Полировка клинка ножа

Защитное покрытие клинков ножа

Ножи Рика Данкерли

Изготовление мозаичной дамасской стали

Укладка стальной заготовки для дамасской стали

Учебный класс по изготовлению дамасской стали

Красиво украшенная дамасская сталь

Дон Фогг

Изготовление меча

Ковка длинного клинка

Придание окончательной формы мечу

Обкладка клинка меча глиной

Полировка клинка меча

Джон Льюис Йенсен

Изготовление черенков для ножа

Многослойные черенки для ножа

Пометки хорошего мастера ножовщика

Фиксация деталей при изготовлении ножа

Механический напильник при изготовлении ножа

Джо Шиласки

Изготовление томагавков

Ковка биллета

Определение положения и просверливание глаза томагавка

Подготовка томагавка к термообработке

P. Дж. Мартин

Искусство и наука шлифовки клинка ножа

Операции при шлифовке клинка ножа

Шлифовка скоса ножа модели Kwaiken

Мастерство шлифовки клинка ножа

Руки работают в унисон при шлифовке клинка ножа

Чертежи ножей, 280 вариантов

загрузка...
Loading

Закалка ножа

Если сталь ножа нагреть до определенной температуры, а затем быстро остудить, она становится твердой, хрупкой и напряженной. Это называется закалкой. Такая форма стали известна под названием «мартенсит». Пройдя процесс закалки, мартенсит становится хрупким, напряженным и не подходит для изготовления ножа. Если нагреть мартенсит до меньшей температуры, он станет несколько мягче, выпустит напряжение, и если температура была выбрана правильно, в результате получится прочный и пригодный продукт. Обработка стали при меньшей температуре, обычно между 375 и 500 градусами по Фаренгейту, называется отпуском или получением нужной степени твердости.

Источник тепла

Источник тепла для процесса закалки должен обеспечивать равномерный нагрев и возможность контролировать температуру. Если источник тепла слишком разогрет, трудно медленно и единообразно нагреть клинок. Если нагревать клинок слишком быстро или если источник тепла чересчур раскален, тонкие участки клинка, как правило, перегреваются. Газовый горн — прекрасный источник тепла для процесса закалки, если, конечно, температуру нагрева можно контролировать и регулировать.

Вот как работает газовый горн: пламя разогревает футеровку горна или печи, и радиируемое ей тепло нагревает материал. Горелка или паяльная лампа, нагревающие деталь на открытом воздухе, по моим расчетам, теряет 200% и более потенциального тепла. Если пламя ограничивается нагревательной камерой или чем-то таким простым, как теплоулавливатель, описанный ниже, вы сможете равномерно нагреть крупную деталь. Пламя горелки или паяльной лампы никогда не должно быть направлено непосредственно на обрабатываемую деталь. Его нужно направить так, чтобы пламя обходило саму деталь и одновременно нагревало футеровку печи.

Моя первая самодельная цилиндрическая печь Dragon Breach предназначалась прежде всего для кузнечной сварки при температуре примерно 2300 градусов по Фаренгейту. Она была оснащена горелкой с поддувом, которую трудно было регулировать. Решением вопроса стало создание второго горна, который работал при более низких температурах, достаточных для термообработки.

Для этого у него должны были быть меньшие по размеру камера и горелка с пропорционально меньшим отверстием. Такой меньший по размерам горн вполне подходил для термообработки и ковки. Более того, я больше не беспокоился о загрязнении клинков флюсом буры, как это происходило, когда для ковки и термообработки я пользовался сварочным горном.

Горн из одного кирпича для ножа

Создание горна из одного кирпича, который я построил самостоятельно, начиналось именно с одного кирпича и оказалось исключительно полезным. Когда я больше узнал о работе с мягкими кирпичами и нашел лучшую горелку, у меня получилось то, что я теперь называю Extendo Forge. Для удлинения камеры печь состоит из полутора кирпичей.

 

Так выглядит Extendo Forge.

 

Главное, чтобы эти кирпичи относились к мягкому огнеупорному типу. Маленькую печь разогревает пропановая горелка в стиле BenzOmatic. Такой маленький горн не новшество. Я пользуюсь им практически каждый день. Он заменил мне мою печь среднего размера Dragon Breach при выполнении множества работ, связанных с нагреванием. Обычно я использую горн для ковки клинков, их отжига, термообработки, а иногда для отпуска клинков с помощью шаблона для отпуска спинки клинка. На фото показан Extendo Forge с удлинением горелки.

Для создания печи вам потребуется два типа огнеупорных кирпичей: один-два кирпича мягкого высокотемпературного типа и два-три кирпича твердого низкотемпературного типа для подпорки мягких кирпичей. Если у вас под руками не оказалось никаких кирпичей, вы можете найти адрес изготовителя на желтых страницах в разделе «Огнеупорные материалы». Если и это не принесет результатов, обратитесь к каменщикам, и они подскажут вам, где найти огнеупорные кирпичи.

 

Здесь показан горн из одного кирпича и клинок, нагретый для закалки. Эта картинка демонстрационная. При фактическом нагреве для закалки цвет клинка более однообразен. Обратите внимание на противень с «пастой для закалки», приготовленной на заднем плане фото.

 

Обычные твердые кирпичи не годятся для сооружения маленького горна. Для этого абсолютно необходимы огнеупорные кирпичи, которые иногда называют изоляционными. Температурные границы для мягких кирпичей составляют 2800 — 3000 градусов по Фаренгейту.

Я рекомендую только одну марку и модель пропановой горелки. Это шланговая горелка BenzOmatic JTH-7. Она так названа из-за 4-футового шланга с наконечником на конце. Естественно, на баллоне имеется регулирующий клапан.

Такой клапан необходим для регулирования температуры. Верхний конец шланговой горелки очень сильно нагревается, но его можно регулировать, и он будет значительно прохладней при отжиге и закалке мелких деталей. Работая на максимуме, вы получите дополнительное тепло для скорейшего разогрева камеры.

С помощью горна из огнеупорного кирпича с горелкой JTH-7 вы легко нагреете заготовку толщиной 1 х 1/4 дюйм для ковки клинков длиной 4—6 дюймов. Достаточно часто горелки можно только «включать», не имея возможности регулировать нагрев. На фото показан проектируемый клинок в нагретом состоянии.

Проверьте работу вашего горна из одного кирпича, поместив в нагревательную камеру заготовку размером 1 х 1/4 дюйма. Зажгите горелку и посмотрите, сколько времени вам понадобится, чтобы разогреть деталь до температуры ковки. Доведение 3-дюймовой или более длинной заготовки до температуры ковки не должно занимать больше 5—6 минут.

Для безопасности пропанового баллона весом 16 унций крайне необходимо иметь держатель. Маленькая пропановая горелка может оказаться весьма опасной, если ее обронить или она упадет с верстака. Клапан легко отламывается, и пропан начитает быстро выходить из баллона, создавая опасную ситуацию. Безопасный держатель можно соорудить из большого баллона из-под сока, укрепив его на фанерное основание. В таком виде держатель можно фиксировать к верстаку шурупами.

Такой безопасный держатель для горелки мог бы предотвратить пожар, который случился у нас по соседству. Велосипед упал на верстак и столкнул пропановую горелку на пол. Горелка не была включена, но когда ударилась о цементный пол, раскололась, и газ стал выходить. От контрольной лампы водонагревателя газ воспламенился, и пламя пошло по стене на верхний этаж через широко открытую дверь.

Чтобы изготовить мини-горн, вырежьте нагревательную камеру размером 1х1,5 дюйма так, чтобы ее отверстие проходило через весь кирпич. Для этого воспользуй-тесь старым ножом либо просверлите отверстие старым сверлом, а затем выскоблите его. 1-дюймовое отверстие сбоку называется отверстием для огня и доходит только до нагревательной камеры. На фотографии видно положение нагревательной камеры.

Пламя должно охватывать нижнюю часть детали и нагревать ее более равномерно. Линия на кирпиче обозначает дно нагревательной камеры. Не направляйте сопло горелки прямо в нагревательное отверстие, держите его примерно на дюйм от отверстия. Поэкспериментируйте с вашей горелкой. Определите, куда нужно направить пламя, чтобы получить больше жара.

Если вы куете только маленькие клинки, нагревательная камера не обязательно должна проходить по всей длине кирпича. Половина кирпича, просверленная только частично, располагается сзади горна. Если эту половинку кирпича придвинуть к нагревательной камере просверленной стороной, то можно нагревать клинки длиной до 10 дюймов для ковки или закалки. Когда же вы нагреваете короткие клинки, половинка кирпича прислоняется к концу нагревательной камеры глухим концом.

Вырежьте выемку сбоку мягкого огнеупорного кирпича, чтобы полость была достаточно большой для нагревания таких деталей, размер которых больше, чем отверстие в мини-горне. Таким образом можно выпрямлять скрученные пружины или другие изогнутые детали. Нагреваемая часть детали помещается в углубление, где пламя может охватить ее и нагревать со всех сторон.

Кислородно-ацетиленовая горелка

Кислородно-ацетиленовая горелка является прекрасным источником тепла для процесса закалки, и я пользуюсь ей многие годы. С ее помощью я закалил более трех тысяч клинков. Я перестал пользоваться ей, когда приступил к сооружению домашних газовых горнов из одного кирпича. Единственный недостаток такой горелки — это стоимость газа. По сравнению с ацетиленом пропан работает в четыре раза дольше. Хотя пропан не дает такого жаркого пламени, как кислород и ацетилен, для нашей работы этого вполне достаточно.

Пламя кислородной/ацетиленовой горелки дает более 5000 градусов по Фаренгейту, однако легко можно научиться управлять им и равномерно нагревать клинок. Полезно попрактиковаться в равномерном нагреве на старом лезвии ножа или ненужном куске стали.

Эту горелку хорошо использовать для закалки грани, когда до температуры закалки нагревается только крайняя часть клинка. Спинка клинка остается такой температуры, при которой она не полностью твердеет, когда весь клинок погружается в масло. Клинки, у которых с помощью такой горелки нагревается только грань, могут быть закалены полностью или только по грани.

Регулирующий блок для закалки грани

Когда необходимо провести закалку грани в масле, хорошо использовать регулирующий блок. Я использую для этого тяжелый кусок стали, устроенный таким образом, что помещенная на него грань клинка лишь на полдюйма погружается в масло. Масло нагревается до температуры 90—140 градусов по Фаренгейту. Клинок нагревается и погружается в масло острием вниз под углом примерно 45 градусов, а затем опускается на регулирующий блок. Затем клинок несколько раз быстро раскачивается вперед-назад, пока вся его грань не пройдет необходимое быстрое охлаждение. Регулирующий блок можно поднимать или опускать в зависимости от того, какую твердость необходимо придать грани.

Отпуск ножа

Отпуск — это цикл или циклы слабого нагрева, необходимые для незначительного размягчения (отпуска) мартенсита и одновременного снятия напряжения металла, возникшего при закалке. Окончательной формой стали в законченном клинке является отпущенный мартенсит. Отпуск клинков, изготовленных из углеродистой стали или ее сплавов, проводится при температуре 375 - 500 градусов по Фаренгейту.

 

Сбоку видно, что пламя проходит перед центром. Отверстие на передней стенке, куда вставляется деталь, приводит к потере тепла, поэтому, если пламя входит в камеру ближе к этому отверстию, это позволяет добиться более равномерного ее нагрева Линия на кирпиче указывает на дно нагревательного отверстия. Такое расположение позволяет пламени охватывать нагреваемую деталь вокруг. Обратите внимание на проволоку, удерживающую кирпичи вместе. Без нее кирпичи будут трескаться и рассыпаться Вместе с тем, если поместить твердый кирпич с противоположной стороны огневого отверстия, а другой сверху, маленький горн будет остывать медленней и почти снимет проблему растрескивания кирпичей.

 

В результате процесса отпуска нужно получить правильную степень твердости. Важно, чтобы клинок ножа имел мелкозернистую структуру. В результате перегрева во время ковки или нагрева для отпуска клинок может получиться слабым крупнозернистым. Клинок с мелкозернистой структурой всегда будет превосходить по силе клинок той же твердости, но крупнозернистый.

 

Три вида этой штуковины для закалки показывают, как используется прокладка из нержавеющей стали для того, чтобы узкие клинки не уходили слишком глубоко в медную оправу.

 

Изучая результаты проводимых Американским обществом кузнецов тестов по резке, рубке и сгибанию, я заметил, что немногие сломанные при этом клинки все имели крупную или сомнительную зернистость. Клинки не проходили испытания из-за плохого качества термообработки. Как правило, это не зависит от качества самой стали. Из плохой стали, но при правильной термообработке можно изготовить превосходный клинок, который даже трудно сравнить с клинком из хорошей стали, но испорченным плохой термообработкой.

Для отпуска только что закаленных клинков вам потребуется тостер или обычная домашняя печь. Отпуск клинка необходимо проводить незамедлительно, чтобы снять высокое напряжение мартенсита, возникшее при успешной закалке. Я использовал домашнюю печь долгие годы, и семья всегда жаловалась на запах, если я забывал удалить с клинков все масло. Потом мне пришла хорошая идея использовать для отпуска тостер в мастерской. Для этого подходит любая печь, дающая равномерный нагрев до температуры 325—500 градусов по Фаренгейту.

На полку устанавливается 4-долларовый термометр в качестве визуального индикатора температуры. Перед тем как приступить к отпуску любых клинков, проведите следующую проверку вашей печи: включите ее и установите регулятор на 325 градусов по Фаренгейту; подождите 20 минут, пока температура не станет постоянной; поместите в печь только что отшлифованный кусок стали; оставьте его там на 45 минут; извлеките сталь; дайте ей остыть; посмотрите, какого она будет цвета.

Оттенок углеродистой стали должен быть чем-то средним между цветом соломы и коричневым цветом. Этот оттенок должен равномерно распределяться по всей длине стали. Такой цвет дает оксид, возникающий при нагреве, и этот оттенок является достаточно точным индикатором температуры для всех аналогичных типов стали.

Если вам покажется, что одна часть клинка нагрелась больше, чем другая, то, возможно, вам потребуется положить кусок стали между нагревательным элементом и полкой. Установите регулятор нагрева так, чтобы в результате получался цвет темной соломы или коричневый. Вы должны иметь возможность потом обработать грань напильником.

Сейчас для отпуска углеродистых сталей и их сплавов я использую печь Farberware Convection (она нагревается до 550 градусов по Фаренгейту). Я приобрел эту печь в эконом-магазине за 5 долларов. У нее большой объем, а поскольку источник тепла находится вне камеры, жар распределяется равномерно.

Другой метод отпуска — это использование, как я его называю, шаблона (см. фото). Этот шаблон изготовлен из меди, но может быть сделан из нержавеющей или мягкой стали. Мягкая сталь изнашивается быстрее и не прослужит вам так долго, как медь или нержавеющая сталь. Размеры боковых медных пластин составляют 3/8х1х5 дюймов. Проем для клинка составляет четверть дюйма, либо делается настолько широким, чтобы воспринять самый толстый клинок, который вы захотите отпустить с помощью этого шаблона.

 

Процесс закалки грани проводится с использованием самодельной пасты автора в качестве закаливающего раствора.

 

Шаблон для закалки должен быть довольно тяжелым, чтобы удерживать достаточно тепла для адекватной селективной закалки крупных клинков. Удлинение на месте прокладки для клинка необходимо для того, чтобы за него можно было держать клинок и шаблон клещами или плоскогубцами, когда вы помещаете их в горн или вынимаете из него. При определенной практике можно добиться хорошего селективного отпуска. Попрактикуйтесь с этим перед тем, как использовать данный метод на закаленном клинке. Как я уже говорил, большинство навыков по изготовлению законченного ножа можно приобрести только на практике.

Шаблон для отпуска должен быть довольно небольшим, чтобы помещаться в нагревательной камере кирпичной печи. Шаблон нагревается до оранжевого цвета, вынимается и помещается на огнеупорный кирпич. Спинка клинка удерживается в этом шаблоне.

 

Свежезакаленный клинок.

 

Клинок следует шевелить, двигая его вперед-назад в проеме, при этом особое внимание нужно уделять рикассо. Если не проследить, то более тонкое острие может перегреться. Спинка клинка должна стать голубого цвета, а режущая грань — цвета темной соломы.

Под рукой необходимо иметь емкость с водой, чтобы остудить грань, если цвет будет слишком быстро распространяться к ней. Грань охлаждают, быстро окуная ее в воду и вынимая. Клинок ни в коем случае не следует оставлять в воде, так как в результате термального шока могут появиться микроскопические трещины, которые погубят нож в будущем.

Отжиг

Отжиг — это процесс термообработки, в результате которого сталь становится максимально мягкой. Потом ее легче обрабатывать напильником или формировать на фрезерном или токарном станке. От поставщиков сталь обычно поступает в форме прямоугольных заготовок либо в виде горяческатной отожженной формы. Горячая скатка и отжиг являлись первым этапом процесса термообработки, и в таком виде сталь готова к обработке методом съема припуска.

Последовательность термообработки проектного клинка

1)  Я включаю печь для отпуска и жду, когда жар станет стабильным.

2)  Рядом я ставлю емкость с подготовленным раствором для закалки. Раскаленный клинок следует опускать в закаливающий раствор без промедления. Если вы промедлите несколько секунд, полной закалки может не получиться.

3)  Разогрейте клинок для закалки в печи из одного кирпича или в другом имеющимся у вас источнике тепла. Нагревайте медленно и единообразно до тех пор, пока клинок не перестанет притягивать прислоняемый к нему магнит.

4)  Быстро окуните клинок вперед острием либо в теплое масло, используя регулирующий блок, либо в кастрюлю с пастой. Постарайтесь как можно быстрее опустить грань клинка в закаливающий раствор хотя бы на полдюйма. Я использую пасту для закалки ножей исключительно с одной режущей гранью. (Состав пасты дан в разделе «Материалы».) Двугранные клинки следует погружать в масло острием вперед достаточно глубоко, чтобы клинок и хвостовик погрузились в раствор полностью. На фото показана закалка грани клинка в емкости с пастой.

5) Держите грань ножа в закаливающем растворе до тех пор, пока его спинка не потеряет цвет. По мере того, как паста тает, я часто быстро вынимаю грань и окунаю ее снова в пасту. Это необходимо, чтобы охлаждение происходило постепенно.

6)  Продолжайте остужать клинок до тех пор, пока не сможете взять его голыми руками.

7)  Оботрите остатки раствора с клинка и проверьте его грань углом старого напильника. Процесс закалки можно считать успешным, если напильник не врезается, а просто скользит по стали.

У меня есть контейнер со стружками и грубая проволочная щетка для очистки остатков масла или пасты с клинка. Бросьте клинок в опилки и хорошенько его очистите, а потом тщательно обработайте проволочной щеткой. Светлосерый участок свежезакаленного клинка обозначает твердую секцию (см. фото). Клинок, на режущей грани которого такой цвет не проявляется, вероятно не отреагировал на процесс закалки.

8)  Быстро обработайте наждаком одну сторону клинка до чистого металла и поместите его в печь для отпуска на 45 минут или час. Пусть печь продолжает работать, но клинок нужно вынуть и положить на полку, чтобы он остыл до комнатной температуры. Когда до него можно будет дотронуться рукой, поместите клинок снова в печь, по крайней мере на 45 минут еще для одного цикла отпуска.

9)  Выключите печь, но клинок выньте только тогда, когда он достигнет комнатной температуры.

10)  Проверьте грань клинка напильником, которым вы пользовались ранее. Напильник должен врезаться в металл, но не слишком глубоко.

11) Завершите окончательную шлифовку клинка и проведите его проверку на латунном стержне.

Тест ножа на латунном стержне

Приклейте кусок латунного стержня диаметром 1/4 дюйма на кусок твердого дерева либо зажмите стержень в тисках так, чтобы его верхняя половина выступала над губами тисков (см. фото).

 

Так автор проводит тест на латунном стержне.

 

Приложите край ножа к латунному стержню под тем же углом, под которым проводите заточку, что составляет примерно 15 градусов. Приложите достаточное усилие, пока не увидите, что грань ножа изогнулась на стержне. Если оказать аналогичное давление на стержень, когда он находится на индикаторе со шкалой, вы обнаружите, что давление на прогиб составляет 35—40 фунтов.

 

Здесь показаны держатели для наждачных камней для полировки вручную

 

За участком теста необходимо установить хороший источник света, чтобы вы могли видеть изгиб. Если при незначительном давлении на стержень грань отщепляется, то вполне вероятно, что она будет отщепляться и при использовании. Если же грань остается согнутой в месте изгиба, то скорее всего она будет сгибаться и во время использования и окажется слишком мягкой, чтобы сохранять режущую грань. Грань превосходного клинка деформируется на стержне, но затем выпрямляется.

С помощью латунного стержня можно быстро определить, обладает ли клинок хорошим балансом гибкости и твердости, достаточным для того, чтобы держать грань. Этот тест используется для класса охотничьих ножей. Филейные ножи или толстые походные ножи реагируют на данный тест по-другому.

В том виде, как я его использую, тест на латунном стержне не заменяет тест на твердость, с помощью которого определяют, полностью ли закален клинок. Иначе вы можете подумать, что им можно заменить тест Рокуэлла. Тест на латунном стержне представляет

собой только сравнительную проверку того, что, по моему мнению, представляет собой твердость, необходимая для нормального использования ножа. Я начал пользоваться им примерно 27 лет назад и до сих пор считаю, что это лучший не полевой тест, который я знаю.

Далее>> Полировка клинка ножа