Термообработка – важнейший процесс при изготовлении кастомного ножа. В этой статье я постараюсь приблизительно объяснить что нужно делать и как.
Очередная порция мудрости американского Фила Вилсона под редакцией русского Фила Вилсона.
Phil (Philip) Wilson — инженер-механик, владелец фирмы «Seamountknifeworks», Калифорния, США. Сочетание тяги к искусству и опыта отличного механика позволяет Филу Вилсону создавать отличные современные ножи для рыбалки, охоты и кухни. Он всегда использует самые современные материалы и новейшие изыскания материаловедения.
Термообработка – важнейший процесс при изготовлении кастомного ножа. В этой статье я постараюсь приблизительно объяснить что нужно делать и как.
Заготовки в мастерскую приходят незакалёнными. Это значит, что они относительно мягкие и их можно сверлить, шлифовать, в общем делать всё, чтобы превратить заготовку в нож. Но чтобы заготовка стала ножом, её нужно закалить. Процедура состоит из нескольких этапов, каждый из которых занимает строго определённое время. Строгий контроль обязателен – минимальная разница температур порой вызывает большую разницу в конечной твёрдости. Сталь также должна быть изолирована от внешней среды дабы углерод не выгорел при контакте с кислородом. Если углерод выгорит, сталь на финише будет значительно мягче ожидаемого. А мерилом успеха здесь является финальный тест на твердомере, который покажет, насколько мы всё правильно сделали.
Шаг 1. Предварительный нагрев
В некоторых фирмах, занимающихся термообработкой, есть муфели с нейтральной средой (азот или аргон), для исключения выгорания углерода. Это дорогое удовольствие, которое оправдывает себя только при огромных объёмах работ. Для единичных проектов проще будет поместить заготовку в «конверт» из нержавеющей стали. Так делают большинство знакомых мне ножеделов. Итак, мы поместили будущий нож в стальной конверт и поместили в предварительно нагретый муфель. Температура может немного отличаться, но для большинства нержавеющих сталей это будет около 1500 градусов по Фаренгейту (815 по Цельсию). Клинок разогреется от комнатной температуры до 815 градусов за несколько минут, после чего его нужно оставить в этом состоянии на 15 минут. Предварительный нагрев снижает механические напряжения в стали, что хорошо для сверления и формирования спусков в будущем, а также снижает вероятность поводки заготовки при дальнейшей термообработке.
Шаг 2. Высокотемпературный цикл
Греем муфель до 1800-2150 (980-1180 Цельсия) градусов в зависимости от типа стали. При данной температуре структура стали называется «аустенитной». В данном режиме заготовку следует подержать полчаса.
Шаг 3. Охлаждение
Клинок быстро извлекается из муфеля и охлаждается на воздухе или в масле до комнатной температуры. На данном этапе происходит трансформация кристаллической структуры. Аустенитная структура должна полностью перейти в мартенситную. Мартенсит представляет собой очень твердую и высоконапряжённую кристаллическую структуру. Некоторые высоколегированные нержавейки не преобразуются в мартенсит полностью при комнатной температуре. Для завершения трансформации необходимо охладить их как минимум до 100 (-73 Цельсия) градусов ниже нуля по Фаренгейту. Проще всего сделать это при помощи жидкого азота. Это называется криообработка. (Прим. Икит Минов – «Жидкий азот охлаждает до -179 по цельсию, а -79 температура сухого льда. Думаю Фил просто дает значение из даташита») .
Шаг 4. Отпуск
После крио клинок извлекается из жидкого азота и греется до комнатной температуры. В этот момент он окончательно перейдёт в стан мартенситов, из-за чего будет очень твёрдым и хрупким, почти как стекло. Чтобы он не разбился, нужно его отпустить, дабы мартенситная структура стала чуть мягче и гораздо менее напряжённой. Для этого снова разогреваем заготовку, не более чем до 1000 градусов по Фаренгейту (538 по Цельсию) в зависимости от марки стали и держим режим в течение часа или около того. В идеале этот процесс стоит повторить несколько раз с цель полной трансформации в преобразованный мартенсит.
Некоторые мастерские используют в процессе термобработки расплав солей (расплавленный хлорид смеси солей обычно используются в качестве ванн). Это отличный способ получить равномерный прогрев и точный контроль за температурой.
Недостаток метода в том, что некоторые соли особенно при температурах выше 2000 градусов по Фаренгейту (1100 по Цельсию) выделяют токсичные пары, с ними сложно работать и утилизировать после использования. Поэтому большинство ножеделов просто используют обычные муфели. Увы, в большинстве таких устройств сложно выставить температуру идеально точно, в результате чего конечный результат процесса порой слегка отличается. Поэтому очень важны замеры твёрдости на каждом этапе термообработки и внесение корректировок на основании полученных таким образом данных.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ Муфельная печь за копейки своими руками
Пользуясь случаем выражаем благодарность «нашему Филу Вилсону» - Икиту Минову из Project Hoof за редактуру перевода с целью максимально точного донесения мысли г-на Вилсона до аудитории.
#переводыnzhvch