загляните в наш магазин
загляните в наш магазин

Термическая обработка ножей и лезвий

Автор:
Алекс Немцев
Обновлено:
7 января 2024
термическая обработка

Noblie: Эта платформа обслуживает коллекционеров, энтузиастов и профессионалов, поощряя их участие в авторские ножи сообщество и исследование обширной вселенной ножей, уделяя особое внимание искусству и науке термической обработки.

термическая обработка

Что такое термическая обработка

Термическая обработка — это контролируемый процесс, используемый для изменения физических, а иногда и химических свойств металла. Этот процесс включает нагрев металла до определенной температуры, выдерживание его при этой температуре в течение определенного периода, а затем быстрое или медленное охлаждение. Основная цель — улучшить механические свойства металла, сделав его более прочным, долговечным или более гибким, в зависимости от желаемого результата. Обычные процессы термообработки включают закалку, отпуск и отжиг, каждый из которых предназначен для достижения определенных характеристик металла, таких как повышенная твердость, улучшенная эластичность или повышенная устойчивость к износу.

Термическая обработка – незаменимый процесс, превращающий клинок из мягкого куска металла в закаленную сталь, обладающую должной прочностью и гибкостью. Правильная термическая обработка придает готовому изделию необходимые эксплуатационные характеристики. Некоторые характеристики можно изменить или улучшить с помощью термической обработки: различные процедуры могут повысить твердость стали, уменьшить хрупкость и устранить напряжение или загрязнения в металле.

Термическая обработка стали: основные этапы

Основными этапами являются аустенитизация (нагрев стали до определенной температуры), закалка (быстрое охлаждение стали) и отпуск (повторный нагрев до более низкой температуры для достижения желаемых свойств).

Во время термической обработки металл нагревается до критической температуры, а затем охлаждается, чтобы изменить его структуру и придать некоторые желаемые характеристики, чтобы готовое изделие имело идеальный баланс между твердостью и пластичностью. Точная степень твердости, необходимая для лезвия, будет зависеть от назначения ножа. Металл должен быть достаточно твердым, чтобы хорошо держать режущую кромку, и в то же время достаточно гибким, чтобы выдерживать интенсивное или даже грубое использование. Соответственно, вся процедура, и температура отпуска в частности, в каждом конкретном случае будет разной, в зависимости от желаемого уровня твердости готового лезвия. 

лезвие услышать лечить

Подготовкаd

После закалки сталь уже не будет такой работоспособной, как раньше. После термообработки лезвие будет сложнее напиливать и шлифовать, поэтому после этого будет добавлена ​​лишь незначительная финишная полировка. Поэтому перед наступлением тепла лечение скос на лезвии и доведите поверхность до нужного состояния. 

Подготовьте необходимые инструменты: 

  • Источник тепла (например, мини-горн или газовая горелка)
  • Огнеупорный контейнер с крышкой
  • Блок регулятора (например, алюминиевая трубка)
  • Масло для закалки
  • Магнит 
  • Щипцы или плоскогубцы с тисками
  • Кухонная печь 

Как правило, термическая обработка включает четыре этапа, а именно: 

  • Закаливание 
  • гашение 
  • Отжиг (или отпуск)
  • Окончательная полировка

 

изготовленные на заказ дамасские ножи

Термическая обработка, шаг 1: Закалка

Процесс ковки вносит большую деформацию в металл; в частности, это приводит к слипанию карбидов. Такая сталь не будет достаточно твёрдой и прочной. правильно удерживать край. Первый этап термической обработки — закалка — необходим для восстановления однородного состояния металла, чтобы сделать его прочным и пригодным для обработки. 

На этапе закалки сталь нагревается до критической температуры примерно от 1600 до 1750°F или даже до 1900°F (приблизительно от 871 до 954°C или даже 1038°C), в зависимости от типа закаливаемой стали. затем быстро остывает (закаливается). Вы можете использовать различные источники тепла, чтобы нагреть лезвие до критической температуры. Если вы используете горелку, убедитесь, что вы не фокусируетесь только на одной стороне, и не забывайте регулярно вращать металл над пламенем. Правильную температуру можно определить с помощью магнита: сталь теряет магнетизм при температуре около 1425°F (около 774°C)., так что, как только это не-магнитный; это означает, что вы почти достигли цели. Нагрейте сталь еще немного, и вы должны достичь правильной точки нагрева. 

Термическая обработка, шаг 2: гашение

Требуется закалка или охлаждение. быстро трансформироваться кристаллическая структура металла от аустенита до мартенсита. Мартенсит — это очень твердое состояние стали, что и является целью этого этапа. При быстром охлаждении стали после закалки молекулярная структура преобразуется в мелкозернистую структуру с максимально возможной твердостью.

Подготовьте резервуар для закалки маслом с крышкой. Для любителя вполне подойдет нетоксичное минеральное или пищевое масло. Масло лучше предварительно нагреть до 120°F (49°C). Вы также можете разогреть масло, нагрев кусок стали и погрузив его в масло перед закалкой. Будьте осторожны при нагревании масла – оно легко воспламеняется и может вызвать ожоги.

Как только масло будет предварительно нагрето до необходимой температуры и лезвие достигнет немагнитного состояния, выполните закалку. Делайте это как можно быстрее, вынув клинок из горна, не давая ему остыть. На этом этапе настоятельно рекомендуется использовать сварочные перчатки и щипцы с длинной ручкой. взять лезвие и быстро погрузите его в масляный бак. Подвинь это вперед и назад для предотвращения образования пузырьков воздуха вокруг стали. Затем положите лезвие на блок регулятора, погруженный в масляный бак – это обеспечит равномерное охлаждение обеих сторон лезвия. 

Подождите около 10-15 секунд, , а затем вытащить лезвие из бака. Проверить твердость лезвия можно, проскоблив сталь напильником. Вместо использования станка для измерения твердости по Роквеллу (который может оказаться слишком дорогим для любителя-ножмейкера) вы можете использовать напильники или даже набор напильников с последовательно маркированной твердостью. Вынув лезвие из масляного бака, пробуйте каждый напильник, пока один из них не вонзится в сталь. Хотя этот метод не дает вам точной твердости, он позволит вам узнать диапазон твердости, в котором находится ваше лезвие. 

После закалки сталь становится намного тверже, но и более хрупкой: при падении она может разбиться, как стекло. Он должен быть закален перед использованием. Правильно закаленное лезвие сохраняет заточку, сохраняя при этом прочность и пластичность. 

термообработка металла

Термическая обработка, шаг 3: Отжиг (или отпуск)

Отжиг или отпуск стали включает нагрев ее до некритической температуры (около 400°F или примерно 204°C), чтобы слегка размягчить металл и снять накопившиеся напряжения. Для этого можно использовать различное оборудование, в том числе обычную кухонную духовку. Крайне важно обеспечить разумное время после закалки (не менее часа или около того): перед закалкой лезвие следует охладить до комнатной температуры. Это необходимо для правильного превращения в мартенсит и, следовательно, для упрочняющих свойств и качества конечного продукта. Процедура отжига снимает напряжения и повышает пластичность, что делает сталь прочной и способной выдерживать деформации во время эксплуатации. Сталь понижается с высочайшей твердости до нужной твердости для достижения оптимального баланса между удержанием кромки, шлифуемостью и ударной вязкостью. 

Снова нагрейте лезвие, на этот раз до 400°F (около 204°C), затем дайте ему очень медленно остыть в течение четырех или более часов. Вы можете оставить лезвие в горне (или в духовке) после его выключения. Альтернативный процесс включает два одночасовых цикла, в которых лезвие охлаждается между каждым из них. 

На этом этапе существует несколько вариантов в зависимости от желаемого уровня твердости лезвия. Различные уровни твердости могут быть достигнуты путем изменения температуры на этапе отжига. Закалка в течение 2 часов при температуре 350°F (около 177°C) может привести к получению твердости до 63 HRC, а закалка при 660°F (около 349°C) доведет твердость вашего лезвия примерно до 53 HRC. Необходимо учитывать компромисс между твердостью и вязкостью: более высокая температура отпуска дает более мягкую сталь с более высокой вязкостью, тогда как более низкая температура отпуска дает более твердую и хрупкую сталь. Выбор зависит от назначения вашего ножа: например, нож выживания, который предназначен для крепкий май быть закален при самой высокой температуре 660°F (около 349°C), чтобы сделать его очень прочным и способным выдерживать грубое обращение. Напротив, если ожидается, что острый и упругий край будет сильная сторона ножа, пока прочность может быть снижена (например, для тонкого хирургического инструмента), такое лезвие можно закалить при низкой температуре для достижения максимальной твердости.

Окончательная полировка

После завершения трех этапов термообработки остается только отшлифовать окалину, которая могла скопиться на лезвии. Используйте ленточную шлифовальную машинку с мелким абразивом. тщательно очистить поверхность лезвия, пока она не станет идеально чистой. Затем при желании можно нанести дополнительный скос и нанести мелкую зернистость для окончательной заточки и полировки.

Видео предоставлено: Outdors55

FAQ

 

Почему термическая обработка важна для ножей?

Термическая обработка улучшает структуру стали, улучшая ее характеристики, такие как твердость, ударная вязкость и износостойкость. Этот процесс гарантирует, что нож сможет сохранять острую кромку, противостоять повреждениям и иметь более длительный срок службы.

Как закалка влияет на сталь?

Закалка быстро охлаждает сталь от температуры аустенизации, образуя твердую, но хрупкую структуру. Конкретная среда, используемая для закалки (вода, масло, воздух), может влиять на конечные свойства стали.

Почему необходим отпуск после закалки?

Отпуск проводится для уменьшения хрупкости, вызванной закалкой. Это позволяет стали достичь баланса между твердостью и вязкостью.

Можно ли применять одну и ту же термическую обработку ко всем типам стали?

Нет. Различные составы стали требуют специальных процессов термообработки для оптимизации их свойств. Такие факторы, как температура нагрева, скорость охлаждения и продолжительность отпуска, должны быть скорректированы соответствующим образом.

Что такое дифференциальная термическая обработка?

Дифференциальная термообработка предполагает обработку различных участков лезвия с разной степенью твердости. В результате получится лезвие с твердым краем для остроты и более мягким обухом для гибкости.

Влияет ли термообработка на коррозионную стойкость?

Косвенно, да. Хотя основной целью термообработки не является повышение коррозионной стойкости, определенные процессы могут влиять на микроструктуру стали, что может повлиять на ее устойчивость к ржавчине и коррозии.

Вывод:

В огромном мире лезвий термическая обработка является ключевым процессом, определяющим саму суть работы ножа. Речь идет не только о формировании металла; речь идет о доработке и оптимизации его для решения самых разных задач: от повседневной нарезки до специализированного ремесленного ремесла. Благодаря термообработке простой кусок стали превращается в упругий, острый и долговечный инструмент, воплощающий тонкий баланс твердости и гибкости. Для любителей ножей понимание этого процесса углубляет понимание искусства и науки изготовления лезвий. Независимо от того, выбираете ли вы нож для кухни, мастерской или приключений на природе, признание важности термической обработки гарантирует, что вы оцените не только лезвие, но и путь, который потребовался для достижения его совершенства. Помните, душа клинка не только выкована его создателем, но и закалена огнем.

Автор: Алекс Немцев | Свяжитесь со мной в LinkedIn

Ссылки:

https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_treating

Оставьте ответ

Мы не разрешаем ссылки в комментариях. Любой комментарий, содержащий ссылки, будет отклонен.

Спасибо за комментарий, сейчас он находится на рассмотрении.
Заполните все поля для комментирования!

Комментарии

  • К.Э. Нюлунд

    Понятно и хорошо, но использовал Цельсий для удвоенного ада.

    Noblie

    ОК.Информация обновлена.

  • Артур

    Отличная презентация процедур.

Материалы по теме
07.12.2022
Испытание на твердость по Роквеллу является широко используемым методом измерения твердости материала. Испытание включает приложение определенной нагрузки к индентору, который вдавливается в материал, и измеряется глубина полученного вдавливания. Этот тест широко используется при контроле качества, выборе материалов, исследованиях и разработках и является важным инструментом для определения механических свойств материала. 
Читать
07.11.2022
Качество отделки лезвия определяется зернистостью чистовой шлифовки. Они могут варьироваться от слабоблестящей зернистости 280-320 до зеркального блеска. Высокий блеск полировки может быть достигнут путем полировки оксидом хрома (например, белый хром, зеленый хром), ручной шлифовкой очень тонкой влажной или сухой наждачной бумагой или японским водным камнем, который имеет приблизительную зернистость 10,000 12,000. -800 XNUMX. Большинство высококачественных ножей имеют зернистость около XNUMX.
Читать
26.11.2022
Ножны важны для обеспечения безопасности и защиты ножа, который вы носите каждый день. Сделать ножны своими руками не так сложно, если у вас есть набор необходимых инструментов, материалов и немного страсти. Узнайте, как сделать ножны своими руками, выполнив несколько простых шагов.
Читать
Рейтинг: 4,9 - 63 с отзывами