Технологические нюансы закалки
Закалка, которая является одним из типов термической обработки металлов, выполняется в два этапа. Сначала металл нагревают до высокой температуры, а затем охлаждают. Различные металлы и даже стали, относящиеся к разным категориям, отличаются друг от друга своей структурой, поэтому режимы выполнения термической обработки у них не совпадают.
Режимы термообработки некоторых цветных сплавов
Термическая обработка металла (закалка, отпуск и др.) может потребоваться для:
- его упрочнения и повышения твердости;
- улучшения его пластичности, что необходимо при обработке методом пластической деформации.
Если вы решили закалить металл своими силами, очень важно правильно осуществлять такую процедуру, как нагрев. Этот процесс не должен сопровождаться появлением на поверхности изделия черных или синих пятен
О том, что нагрев происходит правильно, свидетельствует ярко-красный цвет металла. Хорошо демонстрирует данный процесс видео, которое поможет вам получить представление о том, до какой степени нагревать металл, подвергаемый термической обработке.
В качестве источника тепла для нагрева до требуемой температуры металлического изделия, которое требуется закалить, можно использовать:
- специальную печь, работающую на электричестве;
- паяльную лампу;
- открытый костер, который можно развести во дворе своего дома или на даче.
Закалка ножа на открытых углях
Выбор источника тепла зависит от того, до какой температуры надо нагреть металл, подвергаемый термической обработке.
Выбор метода охлаждения зависит не только от материала, но также от того, каких результатов нужно добиться. Если, например, закалить надо не все изделие, а только его отдельный участок, то охлаждение также осуществляется точечно, для чего может использоваться струя холодной воды.
Быстрое охлаждение, для которого используется охладитель одного типа, оптимально подходит для того, чтобы закаливать стали, относящиеся к категории углеродистых или легированных. Для выполнения такого охлаждения нужна одна емкость, в качестве которой может использоваться ведро, бочка или даже обычная ванна (все зависит от габаритов обрабатываемого предмета).
Охлаждение заготовки ножа в масле
В том случае, если закалить надо стали других категорий или если кроме закалки требуется выполнить отпуск, применяется двухступенчатая схема охлаждения. При такой схеме нагретое до требуемой температуры изделие сначала охлаждают водой, а затем помещают в минеральное или синтетическое масло, в котором и происходит дальнейшее охлаждение. Ни в коем случае нельзя использовать сразу масляную охлаждающую среду, так как масло может воспламениться.
Для того чтобы правильно подобрать режимы закалки различных марок сталей, следует ориентироваться на специальные таблицы.
Режимы термообработки быстрорежущих сталей
Режимы термической обработки легированных инструментальных сталей
Режимы термической обработки углеродистых инструментальных сталей
Подбор рабочих материалов
Прежде чем рассказать, как сделать нож из металла, следует рассмотреть, какие материалы потребуются для его изготовления. Если в качестве заготовки будет использоваться напильник, лучше взять изделие советского производства, выпущенное 35−50 лет назад. Даже при наличии ржавчины сталь У-13 этого периода отличается высоким качеством и однородностью углеродистости благодаря строгому соблюдению стандартов легирования металлургической промышленностью СССР.
Желательно подобрать напильник ромбовидной формы, с прямоугольным сечением и шириной 30−40 мм. При использовании изделия с плоской конфигурацией лезвие будет менее прочным. Для создания рукояти можно взять древесину, бересту, отрезок кожи, кость, пластмассовые пластины, олений рог. Крепление ручки к клинку выполняется с помощью заклёпок из латуни или алюминия, эпоксидной смолы.
Для работы понадобятся следующие инструменты:
- тиски;
- ножовка по металлу;
- пара струбцин;
- верстак;
- удобный напильник с крупной рукоятью;
- болгарка;
- древесный уголь для разжигания огня в горне;
- брусок, железная щётка;
- наждачная бумага с крупной и мелкой зернистостью;
- заточной станок или шлифмашина;
- отработанное моторное масло (для закаливания металла);
- магнит, стекло;
- хлорное железо (для травления лезвия).
Чехол для ножа
Чтобы обезопасить себя и окружающих, нож мачете должен находиться в чехле. Для его изготовления подойдет кусок толстой кожи или пластика и ткани. Также понадобятся крепкие нитки или заклепки. Чтобы сделать чехол, надо обернуть лезвие куском кожи. Затем очертить его с большим запасом. Этот запас нужен для того, чтобы впоследствии можно было поставить заклепки. После этого кожа обрезается по контуру.
Перед тем как соединить края заготовки, следует сделать прорези для ношения чехла на ремне. Можно вместо прорезей пришить кожаные петли. После того как изготовлены петли, заготовка складывается пополам и фиксируется заклепками.
Как выточить нож из рессоры своими руками
Резать или ковать – персональный выбор ножедела. Чтобы выгнуть заготовку нужна печь. Рессору лучше взять потоньше, иначе будет много возни с толщиной заготовки: устанешь её убирать и сотрёшь несколько кругов.
Выточенный нож из рессоры.
Требуемый инструмент немного отличается от ковочного варианта
- УШМ, шлифовальный станок, круги к ним с разным зерном;
- печь и заготовка рессоры;
- напильники, молоток, наковальня;
- маркер, бумага;
- наждачка с разным зерном.
Молотом работать не придётся, больше мороки с болгаркой и шлифстанком. Приступая к работе, защитите глаза и руки.
Процесс изготовления ножа из рессоры
Следуя инструкции, клинок выйдет не хуже кованного
Важно, не перегреть заготовку и точно провести закалку:
- Произведя процесс отжига, и выпрямив заготовку, необходимо изготовить шаблон будущего клинка. Фантазия ножедела и интернет позволят создать уникальный шаблон клинка.
- Эскиз выполнить необходимо с запасом в пару миллиметров, на случай перегрева металла. Обвести его маркером на заготовке и приступить к трудоёмкому процессу – вырезанию.
- Толстую рессору придётся снять до 3-4 мм, сделать это поможет УШМ или шлифстанок. Снарядив болгарку отрезным кругом, и закрепив заготовку в тиски, вырезаем по контуру будущий клинок. Следите за цветом металла, не допускайте его изменения. Меняет цвет – перегрев. Поливайте больше водой.
- По заключению процесса вырезания снять заусенцы помогут напильники. Разметьте симметрично спуски и на шлифмашине снимите их.
Получив изделие близкое к клинку, затачивать сразу не следует. Не забывайте обработать хвостовик. Нож почти готов, осталось несколько нюансов.
Закалка лезвия
Вариантов закалки достаточно. Работая со сталью 65Г и аналогами, профессионалы рекомендуют, производить её в масле. Но присутствует мнение, что предпочтительнее процесс провести на воздухе. Остановимся на масляном методе:
- Разогрев печь до 900 °С, ниже отметки ковки, аккуратно помещаем клинок и следим за нагревом.
- Достигнув оранжевого цвета детали, вынимаем клещами и на три секунды опускаем в масло.
- Вытаскиваем, ждём полного остывания.
- Опять помещаем в печь, нагреваем и в масло. Время выдержки увеличиваем на одну секунду.
Сделать процедуру необходимо три раза с постепенным увеличением времени окунания на одну секунду. Клинок приобретёт высокую твёрдость и не потеряет пластичных качеств.
Наш ресурс содержит более подробную процедуру закалки ножей в домашних условиях.
Важный момент – отпуск клинка. Производят отпуск при температуре от 200 до 300 °С. Процесс произвести реально в духовом шкафу газовой плиты. Нагрев заготовку до необходимой отметки, следует оставить её на 2-3 часа, не уменьшая показатели термометра.
Изготовление рукоятки
Существует два основных типа рукояти: накладная и всадная. Для клинков с высокой твёрдостью применяют первый вариант.
Чертеж элементов рукоятки ножа.
Способ несложный, потребуется:
- брусок древесины;
- дрель, свёрла;
- эпоксидный клей, штифты;
- наждачку;
- шлифовальный станок.
Древесину дозволительно заменить на: пластик, оргстекло и т.д. Материал подойдёт для применения различный. Вырезав подходящие по размеру накладки, насверливаем отверстия в хвостовике. В заготовках рукояти аналогично.
Доведя накладки наждачной бумагой до идеальной плоскости, приклеиваем их к хвостовику и вставляем штифты – их можно заклепать. Струбцинами закрепляем конструкцию, оставляем на 24 часа высыхать. На шлифовальном станке доводим рукоять до необходимых размеров.
Дерево обязательно требуется пропитать маслами или средствами против старения древесины. На нашем ресурсе имеется подробная статья о монтаже рукояти.
Заточка ножа
Твёрдость получившегося ножа составит 60-62 единицы по шкале Роквелла. Убедившись в симметричности спусков, можно приниматься за заточку. Процесс начинается с грубого точильного бруска с крупным зерном. Профессионалы советуют использовать алмазные камни для заточки ножей.
Заточка ножа бруском.
Движения осуществляются вдоль бруска до появления заусенца. Переходим к камню с зерном чуть меньше, двигая клинок поступательно. Процесс не требует быстрых и резких движений. Проводя заточку необходимо держать постоянный угол. Зависит он от будущего применения ножа. Оптимальным углом называют вариант в 20-25 град.
Для снятия заусенца необходимо работать на самом мелком зерне. Не забываем смачивать водой брусок. Заточка ножа потребует немалых усилий. Рессорно-пружинная сталь, после закалки, очень твёрдая.
Учитывая условия эксплуатации, наточив лезвие единожды – клинок затупится нескоро. Правильно заточенное изделие, способно резать жестяные листы без потери своих качеств.
Особенности ножа из напильника
Самодельный нож из старого инструмента имеет отличительные особенности. Напильник, произведенный во времена СССР, изготовлен из углеродистой стали высокого качества и идеально подойдет для режущего инструмента. Он прочный, легко обрабатывается, в процессе эксплуатации просто и быстро затачивается.
Рашпиль, напильник с крупными зубьями, также подойдет в качестве заготовки, больше в качестве охотничьего или походного ножа. Если с одной стороны оставить зубья напильника, то нож становится многофункциональным: им можно в случае необходимости очистить любую поверхность, снять стружку, подготовить хворост для костра.
Плюсы и минусы
Ввиду отсутствия условий для обработки металла на наковальне получить кинжал из напильника с тонким лезвием сложно. Для этого понадобится много времени и усилий, так как углеродистая сталь плохо затачивается бытовым инструментом, не приобретает нужной степени упругости. Поэтому проектирование ножа с грубым дизайном и минимальной степенью обработки сокращает время работы над лезвием.
Благодаря свойствам металла, и которого изготовлен напильник, можно изготовить много видов режущего инструмента:
- свинокол;
- финку;
- танто;
- стилет;
- метательное оружие.
Нож из углеродистой стали редко тупится, хорошо режет, из-за большого веса легко справляется с твердыми текстурами. Лучше всего, если в распоряжении мастера будет наковальня, возможности для закалки металла. Без этого материал значительно более хрупкий. Изготовление ножа возможно без ковки и нагрева, тогда нужен альтернативный способ закалки металла.
Недостатком ножа из старой заготовки является его низкий уровень гибкости. Он сломается при попытке изгиба лезвия ввиду особенностей материала. Второй минус – если во время работы допустить ошибку или неточность, то заготовка придет в негодность, или нож будет иметь дефект.
Применение рессорной стали
65Г считается одной из самых дешевых пружинных сталей. При этом она обладает рядом уникальных свойств, делающих ее незаменимой для создания пружин. Рессорная сталь для ножа содержит хром, никель, марганец, кремний. Эти элементы придают свойства, за которые изготовителями выбирается именно этот материал:
- хорошая гибкость;
- высокая ударная вязкость;
- твёрдость;
- износостойкость;
Термообработка играет большую роль в улучшении качеств материала. Сталь становится прочнее, повышается ее твердость. К сожалению, она недостаточно устойчива к коррозии – имеет обыкновение ржаветь. Но достоинства перевешивают недостатки и ее часто используют как материал для клинка.
Такие ножи применяют в самых разных сферах. В первую очередь в качестве кухонных – крепкие, прочные, долговечные – что ещё нужно для ежедневной работы на кухне и, например, для разделки мяса? Те же соображения заставляли охотников, рыбаков и туристов стараться заполучить в свой арсенал эту качественную «самоделку». Поэтому многие мастера делали на продажу туристические и охотничьи ножи.
Благодаря хорошим характеристикам стали, эти ножи были популярны среди военных. Солдаты срочной службы, имевшие доступ к инструментам для металлообработки, в кустарных условиях изготавливали армейские ножи.Со временем, изготовители начали замахиваться на более серьёзные изделия: топоры, мечи, мачете, катаны. Из-за хорошей ударной вязкости рессорные стали прекрасно подходят для ковки. Ковкой можно изготовить клинок любой формы, даже самой причудливой.
Что такое хороший нож
Для начала договоримся о функциональном назначении ножа, который вы собираетесь делать своими руками. Скорее всего, самым оптимальным выбором будет ориентация на изготовление качественного охотничьего ножа. С охотничьими ножами тоже нужна ясность: какой именно является самым универсальным?
Опытные охотники могут иметь солидные коллекции охотничьих ножей самого разного размера и качества, но на охоту они ходят только с одним.
Ковка ножа из троса.
Он будет самым подходящим. После анализа и опросов в охотничьих источниках появилось описание усредненного ножа охотников, который может считаться самым универсальным.
Для российских условий охоты таким будет нож, средний по размерам со следующими габаритами:
- Клинок может быть длиной от 12 до 14 сантиметров, шириной — не более 3-х см.
- Толщина лезвия – примерно 3 – 4 мм.
- Общая длина ножа насчитывает от 23 до 27 сантиметров.
Как сделать нож из рессоры с помощью ковки
Работа с металлом – дело тонкое. Ковка изделия требует определённых навыков. Нет ничего зазорного, испортить одну заготовку. Полученный опыт пригодится при очередной попытке.
Работать будем с рессорой, ориентировочно марки стали 65Г, выяснить точно сплав поможет цвет заготовки при накаливании. Профессионалы считают ковочный метод более практичным.
При многократном нагревании и охлаждении металла происходят процессы на молекулярном уровне. Уплотнение металла и изменение структуры, скажутся на качестве изделия.
Кованый нож из рессоры.
Инструменты и материалы
Работы следует проводить на свежем воздухе или в просторном гараже с вытяжкой. Стоит позаботиться о своём здоровье, найти маску и жаропрочные перчатки. Набор для ковки выглядит так:
- стальная заготовка из рессоры;
- горн или печь;
- молот большой 4-5 кг, молот маленький 1-1,5 кг;
- наковальня, щипцы;
- шлифовальный станок;
- сварочный аппарат, УШМ.
В качестве нагревательного элемента вполне подойдёт простой костёр с подачей воздуха. Закинуть каменного угля и трудностей с нагревом не возникнет.
Ковка клинка
Все пружинные изделия проходят закалку на предприятии. Сталь необходимо отжечь. Процесс производят постепенным нагреванием заготовки до температуры до 800-900 °С и оставляют остывать на воздухе. Деталь готова к работе:
- После отжига металл становится более податливым к любым манипуляциям. Проще приварить пруток, для удобства в дальнейшей работе, щипцы не понадобятся.
- Если заготовка имеет изогнутую форму, стоит её нагреть докрасна и малым молотом выпрямить. Следить за температурой обязательно. Не работать с остывшим металлом.
- Ковочная температура 1000-1100 °С, не имея термометра, определять её стоит на глаз (темно-жёлтый), либо магнитом – заготовка перестанет прилипать к нему. Цвет и термометр подсказывают, что сталь реально марки 65Г.
- Крупным молотом проковываем изделие и вытягиваем в длину. Рессоры в основном имею толщину в 5-6 мм, вытягивание следует продолжать до толщины в 3-4 мм.
- Лучше выковать спуски и носик к острию клинка сразу, в будущем меньше мороки на шлифовальном станке.
Приобретя вид клинка, изделие следует остудить на воздухе, срезать болгаркой пруток. Разметив конкретнее спуски и хвостовик, продолжить обработку на шлифовальном станке. Процессы изготовления рукояти и закалки клинка, обязательно опишем ниже.
Применение рессорной стали для изготовления ножа
Пружинный материал 65Г применяют для изготовления ножей ножеделы-любители. Благодаря уникальным характеристикам металл находит своё применение в различных сферах.
Клинки для кухни, охоты, туризма – все показывают отличные режущие качества. При особой надобности, реально выковать меч либо топор. После закалки сталь приобретает хорошую жёсткость, что позволяет изделием рубить.
Примеры использования рессорной стали:
- Кухонный нож. В не лучшие времена для страны, после распада СССР, не все люди могли позволить себе хороший кухонный набор ножей. Приходилось выкручиваться. Рессоры и пластины из стали 65Г были легкодоступны. На кухнях постсоветского пространства часто встречались самодельные изделия. Рукоять изготавливали из подручного материала: дерево, простая эпоксидка, и изолента – не мешали ножам оставаться на высоте.
- Туристический нож. Минус пружинного металла – он подвержен коррозии, требует постоянного ухода после использования. Нож подойдёт для применения в походных условиях. Важным моментом является закалка. При слабой – лезвие быстро затупится о консервную банку. Следует знать твёрдость ножа.
- Армейский. Тактические или в нынешнее время – армейские ножи, отлично справляются со своими обязанностями. Серрейторная заточка увеличит сферы применения клинка. Колющие удары выдерживает без проблем. В бытовых условиях бойцу или «выживальщику» станет ценным помощником.
- Топор, мачете или меч. Сплав 65Г и аналоги, позволяет изготовить действительно грозное оружие. Непременно толщина изделия играет немалую роль. Производя такой шедевр, необходимо запастись рессорой от грузовика, или раздобыть длинную пластину.
При правильной обработке металла мы гарантировано получим отличный клинок. Мало опыта с изготовлением изделий из стали — ерунда. Далее, в статье предоставим подробное описание изготовления ножей из рессоры, различными способами.
Ковка ножа из рессоры проходит в несколько этапов
Этап 1. В первую очередь нужно собрать все материалы для работы, чтобы они были наготове. У автора исходным материалом послужил лист рессоры от старой машины.
Поскольку рессора выполнена в изогнутой форме, то ее необходимо выгнуть. Это делается так: металл нагревается, после чего постепенно остывает. Для нагрева подойдет горелка, также можно просто положить лист рессоры в хорошо разожженный костер.После того, как заготовка остынет, нужно взять молоток и наковальню, и обработать рессору так, чтобы она стала прямой пластиной. После отпуска металл стал более мягок, он будет легко поддаваться резке, сверлению, и т. д.
Этап 2.Сначала нужно изготовить шаблон ножа. Автор использовал готовый шаблон из интернета. Если есть желание – его можно улучшить. После распечатки шаблона бумагу нужно наклеить на картон и ножницами вырезать шаблон. Подержав его в руках, мы можем прикинуть, как будет выглядеть нож из рессоры.После этого нужно приложить шаблон к металлу и обвести маркером.
Этап 3.Сейчас мы приступаем к самому тяжелому этапу работы – нам нужно вырезать профиль ножа. Это делается с помощью болгарки – орудуя этим инструментом, не рекомендуется перегревать металл. Если в месте резки сталь начинает менять цвет – это значит, что он перегревается. В таком случае металл нужно полить водой. В тех местах, где нельзя вырезать, металл можно просверлить рядом отверстий и потом эту часть обломать.
Этап 4.Это заключительный этап формировки основного профиля лезвия. Для такой работы очень удобен и прост ленточный шлифовальный станок. Умельцы с большим опытом могут использовать болгарку. Наружную плоскость ножа следует отшлифовать, чтобы она блестела. Для прижатия заготовки к шлифовальной ленте автор воспользовался бруском. Здесь также нужно следить, чтобы металл не перегревался.
Другой ответственный момент шлифовки заключается в изготовлении на ноже скосов.
Этап 5.Чтобы надежно закрепить накладки на рукоятке, в данном ноже используется 4 штифта. Для них нужно просверлить отверстия. Для подбора диаметра ориентируемся на имеющиеся штифты, которыми традиционно служат стержни из латуни. Для этого случая подойдут и обычный стальные гвозди.
Этап 6.После закалки клинок приобретает твердость и долго не тупится. Чтобы закалить лезвие, нужно взять масло – подойдет моторное или растительное, печка или хороший костер. Металл необходимо нагреть до такого состояния, при котором к нему не будет притягиваться постоянный магнит. Как отмечает автор, во время нагрева металл отличается тусклым красным цветом. После этого нужно опустить заготовку в масло. Следует быть осторожными, поскольку масло часто воспламеняется с дымом и брызгами, летящими в разные стороны. Емкость для закалки нужно брать металлическую.
Случается, что во время закалки металл начинает деформироваться. Такую ситуацию можно исправить. Для решения проблемы нужно нагреть заготовку, выровнять, и затем опять попробовать закалить.
Этап 7.Для изготовления накладок на рукоятку, берем две дощечки небольшой толщины. Вырезаем их до требуемого размера и сверлим в них отверстия для штифтов.
Теперь склеиваем заготовки при помощи эпоксидного клея, нанеся по хорошему слою на обе накладки. Затем нужно вставить штифты и хорошо зажать ручку струбциной. Оставляем в таком виде на 24 часа, чтобы клей полностью высох. Сразу для удаления остатков клея берем тряпочку или туалетную бумагу.
После того, как клей высохнет, нож нужно достать и окончательно сформировать форму рукояти. Для этих работ используем ленточный шлифовальный станок.
На завершающем этапе нож полируем, если нужно – делаем поверхность клинка зеркальной. Можно отполировать и рукоятку, так она станет гладкой.Деревянные накладки в обязательном порядке пропитываем льняным маслом или другими пропитками. Иногда для этого нагревают пчелиный воск и смешивают его со льняным маслом.
В конце работы наш нож нож из рессоры своими руками следует хорошо наточить. Самым доступным вариантом является мелкозернистая наждачная бумага.
Изготовление рукоятки
Ручку можно изготовить практически из любого сырья, но особой популярностью пользуются дерево, пластик, кожа, кость. Красиво выглядят наборные ручки с чередующимися слоями, например, кожи и бересты.
Кость – это традиционный материал, для изготовления разнообразных безделушек и предметов быта. Обладая навыком резьбы по кости можно сделать уникальную, красивую ручку. Но проще всего взять две деревянные или пластиковые накладки, поместить их по обе стороны от хвостовика и закрепить между собой заклепками, а для большей прочности ещё и эпоксидным клеем. Иногда для крепления используют винты и гайки, но если важен внешний вид, то лучше их не применять.
Рукоять должна быть удобной, поэтому требуется уделить большое внимание ее обработке. Для этого используются сначала напильники, а затем наждачная бумага
Если накладки деревянные, то их обязательно надо пропитать маслом, чтобы обеспечить долговечность древесины. Пропитка подчеркивает структуру дерева и придает изделию привлекательный внешний облик. После закрепления рукоятки проводят ее окончательную шлифовку.
Каким бывает дизайн?
Ножи мачете имеют много разновидностей. Перед тем как самостоятельно изготовить подобный инструмент, надо определиться, для каких задач он будет использоваться. Если цель – создать универсальный инструмент, то можно сделать нож мачете с широким массивным лезвием, которым удобно пользоваться как топором, так и саперной лопаткой.
У классического варианта отсутствовала какая-либо защита для руки. Потому что он использовался только для рубки кустарника. Военные разновидности уже получили гарду, чтобы ладонь была защищена во время удара. При изготовлении самодельного ножа можно сделать небольшой упор для руки. Это даст необходимую защиту, но при этом не позволит отнести нож к категории холодного оружия.
Особенности конструкции кованого ножа
Конструктивные элементы кованого ножа.
Перед тем как вы решите приступить к ковке ножа, необходимо обязательно подготовить его эскиз. Кованый нож — довольно простая конструкция. Его основными элементами является рукоятка и режущий клинок. Однако каждый из этих элементов состоит из набора различных частей.
Не будет лишним разобраться в том, каким может быть профиль клинка. Это поможет вам определиться с наиболее подходящим вариантом.
Выберите самый подходящий профиль ножа и уже после этого приступайте к оформлению эскиза. Опытные кузнецы, как правило, работают без таких зарисовок, но если никогда ранее вам не приходилось выполнять подобную работу, лучше подготовьте эскиз и постоянно держите его возле себя во время ковки ножа.