Оружие и домашние самоделкиОружие и домашние самоделки

Sekach.ru - все о холодном и метательном оружии, а также самодельных технологиях

Поиск
Текст поиска*
Введите текст для поиска
Последние комментарии

Сталь Гадфильда и ножи из нее

Вероятно, вы уже догадались, что в этой статье снова речь пойдет о холодной ковке. Ну а что мне еще остается делать, если нет средств? Нет, да и Бог с ними, тем более что можно как говориться быть нормальным героем и пойти в обход.

Итак, сталь Гадфильда. Марка 110Г13Л, т.е. 1,1% углерода, 13% - марганец, «Л» обозначает, что сталь для литья.

Где ее найти и как отличить? Эта сталь почти вся льется, ее не прессуют, не куют и не штампуют. Почему? Об этом ниже. Из нее делают зубья для ковшей экскаваторов, плиты для дробильных машин, вероятно ударную часть отбойных молотков.

С одной стороны это несколько облегчает жизнь: найти изношенный экскаваторный зуб – не такая уж проблема. С другой стороны, это же ее сильно усложняет: каким образом этот зуб распустить на полосы, пригодные для изготовления ножа или другого инструмента?

Но сначала о свойствах этой стали.

  1. высокая ударная вязкость. Эта сталь отлично держит удары, даже если есть надрезы и трещины. Не колется и не ломается.
  2. Наклеп. У этой стали он по истине колоссальный. Твердость ее дорастает до 80 единиц по Роквеллу (это притом, что хрупкости особо не наблюдается)! И это не просто теория. Если ножом из этой стали бить по наковальне, то сначала ничего не происходит, а затем он начинает оставлять заметные зарубки на закаленной поверхности. После повторной заточки рубит и режет толстый медный провод без всякого вреда для себя.
  3. Но с другой стороны повышенная слабость к коррозии. Марганец – активный металл и ржавчина съедает эту сталь быстрее, чем обычную чернягу. Это существенный минус.
  4. Быстрый, очень быстрый рост наклепа. Это накладывает определенные трудности. Если переусердствовать, то раздираемая внутренними напряжениями эта сталь развалится на куски. Самая первая поковка при усадке на 40% у меня рассыпалась как размоченное печенье.
  5. Закаливается, но, как и в случае с нержавейкой все происходит наоборот. После застывания отливки качество стали довольно низкое, т.к. на границах зерен аустенита, из которого она собственно и состоит, есть мелкие включения карбидов, которые легко образуют трещины между зернами и приводят к быстрому разрушению. Для устранения этого сталь закаливают при температуре 1100 по Цельсию в воде, нагрев должен быть очень медленным, 150 град./час с последующей выдержкой в соответствии с сечением отливки или заготовки. Закалка выравнивает структуру металла, полностью переводя его в аустенит и убирая наклеп. Соответственно твердость стали после закалки – низкая, вязкость высокая.

Вот то, что нужно знать об этой стали, приступая к работе.

Делаем нож из Гадфильдовой стали 

Идея проста: воспользоваться свойством наклепа как упрощенным вариантом закалки, в отличие от которой не нужно строго выдерживать температуру, подбирать охлаждающую среду и прочее, прочее. И все было бы здорово, если бы эта сталь была в пластинах,…но как всегда все не просто так. Для получения заготовки нужно умудриться выпилить из массивной отливки полосу толщиной 3-4 мм достаточной длины и самое главное ширины. Не вздумайте отдавать фрезеровщику: заставят покупать новую фрезу взамен сломанной об вашу заготовку, помните про наклеп! Это кстати основное препятствие к резке и обычной обработке (токарные, фрезерные, штамповочные работы) определяющая черта для промышленного применения. Эту сталь в подавляющем большинстве случаев льют, и только мы с вами пойдем не как нормальные люди. Другое дело, если у вас есть бронепластины для замков (из этой же стали делают) или вы работаете в литейном цехе, тогда такие проблемы у вас не возникают, не забудьте только закалить после застывания.

Конкретно я вырезал пластины болгаркой диском 125 мм. Да, мне понадобилось порвать и сточить в общей сложности 15 дисков, чтобы научиться ловить надрез и отрезать-таки нужный кусок, но оно того стоило. Как удобнее всего резать? Сначала провести надрез глубиной 2-3 мм, а затем, выбрав одно какое-либо место резать до тех пор, пока не достигните нужной глубины или не источите диск. На сильный нагрев внимания не обращаем, это не играет никакой роли, т.к. в основной массе сталь не наклепана, состоит из вязкого аустенита, наоборот, термические разводы помогут вам примерно определить докуда вы уже дорезали. Самое сложное – заводить диск в глубокий надрез, но к этому можно приспособиться со временем. Когда прорезь по всей длине будет уходить на глубину 2-2,5 см можно с помощью зубила слегка отогнуть полосу для облегчения захода диска. Только делайте это равномерно по всей длине, иначе потом придется выправлять витую заготовку, а это не слишком удобно. Если диск износился и не достает до нужной глубины, им лучше проделать торцевой надрез, чтобы потом не тратить на него новый диск.

В отливке обязательно попадутся раковины и к этому нужно быть готовым.

На фото это маленькое темное пятно на углу, представляющее собой полость в металле. Раковины могут сильно испортить вам форму будущего ножа.

 Вот схема резания отливки.

Сечение отливки будет сложнее, но суть та же. Сначала срезаем ржавый неправильный кусок стали, подготавливая плоскости для дальнейшей разделки.

Затем уже распускаем отливку на полосы, причем желательно сделать скосы, чтобы меньше потом спуски точить.

Вот так лучше резать эту сталь. Синий – то, что уже прорезано, серый – то, что осталось. Красные линии – линии отрезов. (Нижняя горизонтальная – торцевая прорезь, верхняя – граница намеченной линии глубиной 3-4 мм). Диск желательно один раз завести в подготовленный рез и не вынимать до тех пор, пока он не дойдет до торцевого реза. Соединять вырезы можно движением диска вперед, но, не вынимая его после того, как он опустится и  делать все нужно медленно, он сам должен пропилить себе дорогу. Болгарку нужно держать крепко, ее может начать дергать, возить по разрезу и прочее. В этом случае нужно постараться удержать ее на одном месте и очень медленно изменить угол поворота диска в прорези, возможно вы его незаметно для себя сместили. Поворачивать диск можно в двух плоскостях и совсем не сильно, иначе его просто разорвет. Часть его может остаться в прорези и его будет трудно, потом удалить оттуда, он съест изрядную долю следующего, которым вы его будете вытачивать оттуда (надеюсь ясно, что пытаться расширить зубилом прорезь и выковырять его оттуда отверткой – глупая затея?).

Красные – воображаемые рычаги, за которые поворачивают диск в ту или иную сторону (по стрелкам).

Ну, вот допустим, вы вырезали полосу, она у вас получилась и даже не слишком кривая и страшная. Полдела сделали. Теперь нужно выточить из нее лезвие ножа, что, в общем-то, не слишком трудно, но стоит сделать несколько замечаний. Точить лучше всего на наждаке, болгарочный зачистной диск быстро замылится, залижется, и будет плохо и медленно точить, наждачная бумага тоже. Корундовый камень тоже будет хорошо сыпаться, но он хотя бы точит нормально. Сильного перегрева бояться особо не стоит, но во избежание жженых пальцев,…а греется она быстро. Обязательно оставьте место на кромке, не затачивайте сразу остро. Отшлифуйте свой нож, доведите до полноценного внешнего вида.

Теперь приступаем к закалке. Закалка производится методом наклепа, как было сказано выше. Стоит сначала потренироваться на неровных кусках, разбить один так, чтобы он развалился от внутренних напряжений, чтобы выяснить и почувствовать предел прочности этой стали, за который нельзя заходить.

Отбиваем кромку и часть спуска легкими, несильными ударами шаровидного молотка (я поднимал его не 15 см над заготовкой и, по сути, просто ронял его на нее. Молоток весит грамм 350-400). Сталь будет хорошо осаживаться, проминаться, но не увлекайтесь. Как только почувствуете упругую отдачу в руку или молоток – снижаем силу удара до минимума (поднимаем не выше 5-6 см). Выравниваем кромку, ее в процессе отбивки обязательно поведет.

Однако до окончательной твердости доводить ковкой не стоит. Как показывает опыт отбитая, и осаженная кромка довольно быстро выкрашивается даже при широком угле заточке. Это происходит не потому, не хватает вязкости, а из-за усталости металла. Даже если вы не превысили предел наклепа, и кромка не выкрошилась, а остановилась на своей максимальной твердости, то в процессе резания она доберет недостающую деформацию (а там надо совсем немного) и начнет разрушаться.

Поэтому заточка и «закалка» производится методом накатки.

Заточка и накатка лезвия

Сначала затачиваем на камне как обычный нож, формируем фаски, задаем угол заострения и т.д. затем берем квадратный закаленный брусок или нож с твердым обушком и с, силой проводим ножом, так же как и по точильному бруску. В процессе накатки будет образовываться заусенец с противоположной стороны кромки. Его необходимо перегнуть на каждую сторону по 2-3 раза до появления характерного скрежета.

После этого на предельно мелком алмазном оселке снимаем стружку, заусенцы и прочее. Здесь придется потрудиться, т.к. это непросто, хотя и закаленный слой невелик совсем. Напоследок можно заправить на ремне пастой ГОИ, но это особо ничего не даст, брить он все равно не будет, только хорошо резать. Очень хорошо и очень долго.

Это примерная схема принципа холодной закалки. Красное – деформированный отвердевший слой металла. Сплошная заливка – заусенец, где металл наклепан до предельной степени, он нам не нужен и его снимают алмазным оселком. Накатка осуществляется на скругленном угле т.к. он давит, а не срезает слой стали, а нужно именно давление. Наклеп набирается довольно медленно и это позволяет не переусердствовать. На то чтобы  перенаклепать у вас чисто физически не хватит сил. Синяя стрелка – направление действия силы на кромку, зеленая – направление движения лезвия относительно бруска.

Вот что должно получиться по структуре в идеале. Серый – вязкий и прочный аустенит (это в любом учебнике по ТКМ вузовском написано), а красное – наклепанный слой, имеющий прежнюю высокую вязкость и высокую твердость. По сути – идеальное сочетание для ножа.

Такой нож (как на рисунке, например) легко расправится с костью, пробьет ее и не сломается, не погнется. Сохраняет остроту на многих материалах, кость, дерево, алюминиевые сплавы, мягкие стали даже. Да, на чугуне он садится, поэтому чугунные сковородки им все же не рекомендуется чистить. У всего есть предел. Многое зависит от мастерства изготовителя. У меня с первого раза не получилось, т.к. я отбивал кромку. И со второго тоже. А вот когда я снял весь перенаклеп и накатал, то получилось, то, что надо. Рекомендую слегка отбить поверхность ножа (слегка! Если вы перебьет заготовку – будет мучительно обидно. Поэтому слегка-слегка наносим удары и чутко относимся к отдаче. Как только молоток отскакивать начинаем – значит хватит). Тогда он будет прочнее и начнет пружинить, будет меньше гнуться (хотя и для неотбитого ножа нужны немалые усилия)

Для крепления рукояти в этой стали дырки не просверлишь, но их вполне можно заменить косыми прорезями, расположенными под углом этак градусов 90 друг к другу (но не к линиям контура заготовки!). Здесь легко догадаться, рисовать не буду. 

Это обычный универсальный кухонный нож, ему не страшны хрящи, кости семечки и прочее. Единственный существенный недостаток – требует особого ухода, иначе быстро заржавеет.

По результатам использования: Чистил сковороду – снимает стружку с силуминовой сковороды и не тупится сильно. Резал на консервной банке – банка порезана, ножу все равно. Качественную заточку держит долго и упорно.

Если у вас что-то не получилось – не вините меня и не говорите, что руки растут из седалища. У меня тоже не с первого раза все получилось. Необходимо привыкнуть и почувствовать эту сталь.

Автор: Андрей Галкин

Материал защищен авторскими правами. При перепечатке указывать авторство.