Цементация стали в домашних условиях графитом и другими методами

Как закалить режущую кромку ножа графитом своими руками мастер класс

Закалка режущей кромки ножа

Берем нож.

Закалка режущей кромки ножа графитом

Проходимся по кромке надфилем, при этом обращаем внимание на глуховатый звук и легкое стачивание металла. Все свидетельствует о том, что нож сделан из обычной стали и не закален ранее.

Закалка режущей кромки ножа графитом

Для закалки понадобиться графит. Лучше всего получить графит из графитовых щёток генератора, щеточного электродвигателя. Я, конечно, не пробовал, но также можно достать графитовые стержни из пальчиковых батареек, простых карандашей.

В общем измельчаем любым способом этот графит в порошок. Мельчить особо не нужно, без фанатизма.

Закалка режущей кромки ножа графитом

Далее мне понадобиться металлическое основание, на котором будет лежать графитовый порошок. Я взял кусок оцинкованного профиля от гипсокартона.

Закалка режущей кромки ножа графитом

Для процесса закалки кромки ножа также нужен источник питания. В идеале это импульсный сварочный аппарат постоянного тока, выставленный на минимум. Так же можно попробовать повторить процесс с помощью другого источника, вольт на 30-60 переменного или постоянного тока. Есть ещё опасный вариант: использовать напрямую сеть 220 В, последовательно с лампой накаливания, но это уже чревато, поэтому не рекомендую.

Закалка режущей кромки ножа графитом

Закалка режущей кромки ножа графитом

Насыпаем графит. К основанию подложки подключаем плюс сварочного аппарата, а к ножу – минус.

Выставляем инвертор на минимальные настройки и включаем.

Начинаем процесс закалки кромки. Для этого очень аккуратно проводим кромкой ножа по графитовой кучке.

Наша задача состоит в том, чтобы: первое – не допустить касания лезвия об основание. И второе – это не допустить горение графита. В обоих случаях лезвие будет испорчено.

Закалка режущей кромки ножа графитом

Закалка режущей кромки ножа графитом

Закалка режущей кромки ножа графитом

В идеале лезвие нужно медленно двигать, а графит мерцая искрить. Сильно нож естественно опускать не нужно.

Как только вы заметили разогрев места контакта, тут же поднимите нож.

Закалка режущей кромки ножа графитом

Закалка режущей кромки ножа графитом

Весь процесс длиться относительно не долго, минут 5. За это время я успел несколько раз пройтись по всей длине лезвия.

Особенности

Классический процесс закалки стали всегда сопровождался высокими температурами, в которых происходило полиморфное преобразование стали. При этом, нагрев всегда сопровождался резкими скачками температур, ведь на определенном этапе, сталь всегда охлаждали в воде.

Температуры воздействовали на структуру металла, поскольку при ее сильном повышении менялась структура кристаллической решетки на его поверхности, а резкий перепад температуры, который производился за счет воды, укреплял ее. В этом плане технология закалки ножей сегодня не сильно стала отличатся от той, которая применялась к мечам и клинкам тысячу лет назад.

У такой технологии всегда был один серьезный минус. При резкой смене температуры металл становился намного тверже, но в то же время, сильно страдал в плане прочности.

Если это является проблемой, нужно все так же нагревать металл, но после этого постепенно снижать его температуру. В таком случае сталь не будет становиться достаточно хрупкой.

Температурный режим: особенности

Они есть, поэтому закалка ножей — операция, которую нельзя назвать элементарной. Первое правило гласит, что нагрев клинка должен происходит постепенно и равномерно. Если на это условие махнуть рукой, то очень быстрый нагрев приведет к формированию довольно крупных зерен в структуре металла, а следствием станет чрезмерная хрупкость изделия. Потому для каждого стального сплава подойдет только свой температурный режим. Например:

  • высокоуглеродистые сплавы способны выдержать температуру от 680 до 850°С;
  • низкоуглеродистые — от 727 до 950°С;
  • легированные сплавы могут устоять при температуре от 850 до 1150°С.

Как закалить нож в домашних условиях: остроте — быть

Как можно определить температуру нагрева дома? Пирометр, могущий помочь, в отличие от ножей, присутствует далеко не в каждом доме, но есть другой доступный метод — использование простейшего магнита. У всех металлов есть одно интересное свойство: каждый из них имеет свою точку Кюри: пройдя ее, он переходит из ферримагнитного состояния в парамагнитное. Если говорить человеческим языком, то он просто перестает «страстно» реагировать на магнит. Когда у разогретого лезвия к магниту «притяженья больше нет», значит, температура нагрева добралась до критической — точки Кюри.

Как избежать неприятностей?

При домашней процедуре закалки существует самая большая проблема — перекаливание металла, приводящее к тому, что хрупкость материала увеличивается очень сильно. Если не обращать пристального внимания на равномерность прогрева, можно получить другой дефект — на лезвии образуются поперечные трещины.

Как закалить нож в домашних условиях: остроте — быть

Однако есть возможность избежать печальных последствий — заучить правило, позволяющее без проблем закалять ножи и в будущем. Оно гласит, что режущую часть лезвия можно нагревать лишь единожды до желтого цвета, проверяя магнитом, а часть, которая не будет принимать участие в заточке, нагревается три раза до температуры, равной 280°С, что будет соответствовать фиолетовому цвету.

Технологические нюансы: как правильно закаливать металл

Сама процедура включает в себя три шага – нагрев, выдержку и остывание. Оттого, какой результат вы хотите получить и на каком материале работаете, выбирают различные параметры: предел, продолжительность, а также способы охлаждения. Приведем таблицу с несколькими марками стали:

Есть две основные цели термообработки:

  • повышение прочности – это необходимо для ножей, топоров, сверл и других инструментов, которыми обрабатывают твердые поверхности;
  • увеличение пластичности изделия. Например перед тем, как ковать или гнуть – применяется скорее не в быту, а при небольшом частном деле.

При проведении технологии нагрева следует следить за цветом заготовки. Он должен быть насыщенно-красным с оранжевым или желтоватым отливом в зависимости от типа. На поверхности не должно образовываться черных или иного цвета пятен.

При проведении технологии нагрева следует следить за цветом заготовки. Он должен быть насыщенно-красным с оранжевым или желтоватым отливом в зависимости от типа. На поверхности не должно образовываться черных или иного цвета пятен.

Результат закалки ножа

Закалка режущей кромки ножа графитом

Берем надфиль и шаркаем лезвие как первый раз. Сразу слышно звонкий звук, свидетельствующий о высокой твёрдости металла. Плюс ко всему кромка практически не поддается обработке.

Закалка режущей кромки ножа графитом

Режем стеклянную банку.

Закалка режущей кромки ножа графитом

Насечки оставляет будь здоров!

Стучим по стальному гвоздю.

Закалка режущей кромки ножа графитом

Результат отменный – на ноже ни царапины.

Закалка режущей кромки ножа графитом

В конце я разрубил гвоздь ножом, ударяя по нему молотком.

Закалка режущей кромки ножа графитом

Нож не пострадал!

Я не большой знаток в закалке стали, но способ действительно наглядно работает. Местные умельца говорят, что такая закалка повышает твердость участка металла почти до 90 единиц. Не могу не согласиться или опровергнуть, так как нет твердомера. Если у вас есть вопросы или предложения, а также замечания – пишите в комментариях. Всем удачи!

Материал ножа

Все виды стали состоят из простого железа, в который добавляют углерод. Это обычный сплав для кухонных ножей. Если к нему добавить другие металлы, такие как ванадий, хром или молибден, свойства ножа будут меняться. Фото закалки ножей из самых разных материалов, без проблем можно найти в интернете. Некоторые люди применяли этот процесс даже на дамасской стали.

Проблема тут заключается в том, что закалка хороша для видов стали, в которой содержится достаточное количество углерода. Если его в сплаве мало, нож после закалки будет становиться прочнее и тверже, при этом он начнет подвергаться коррозии, защитой от которой, дамасская сталь так славиться.

Проверка твердости после закаливания металла в домашних условиях

Привычное для всех в обиходе слово является точным термином и применяется преимущественно к цельным изделиям. Для проверки в поверхность вдавливается шарик или конус из инструментальной стали, а дальше по формулам производится расчет в зависимости от того, насколько глубокий след остался и какая сила была приложена. Есть еще один вариант – прибор Роквелла, но его использование дома или в квартире практически невозможно.

Единица измерения твердости – HRC. Для сравнения значений:

  • нож кухонный, крепкий, дорогой — от 55 до 63;
  • мелкие шестеренки в машинух — от 52 до 58;
  • наконечники, инструменты для дрели, сверла — от 60 и выше.

Закалка и отпуск металла в домашних условиях своими руками в масле

Для закалки углеродистых и легированных сталей, лучше всего использовать масляную жидкость. Причины следующие:

  • на поверхности заготовки не находится пузырьки;
  • поток стимулирует более активную теплоотдачу;
  • чтобы не менять тару, чтобы получить две ступени остывания.

Есть специальный аппарат – пирометр – он напоминает градусник, но измерения проводят без непосредственного контакта. Он дорогостоящий, поэтому для домашней работы покупать его не стоит. Посмотрим таблицу цветов, как по ней определять температуру:

Как изготовить камеру для закаливания металла

Понятно, что изготавливая такую камеру, к процессу лучше подойти серьезно, так как делать вы ее будете не на один день или раз. Попробуем кратко описать процесс изготовления такой камеры, также называют ее – муфельная печь.

  1. Главное, правильно изготовить «тело» такой камеры, здесь прибегают к простому процессу. Будущая горловина изготавливается из любого бумажного твердого материала (типа картон), обмазывается огнеупорной глиной толстым слоем. Не забываем сделать тонкую прослойку парафина, между формообразующим бумажным материалом и глиной.
  2. Вторым этапом, минимум сутки высушивается будущая камера, а затем помещается в духовой шкаф и прокаливается на невысокой температуре около 90-110 градусов по Цельсию. После этого этапа бумажную составляющую уже можно извлекать.
  3. Окончательный обжиг конструкции происходит на открытом огне при температуре около 900 градусов, затем производится остужение при естественных условиях. Нужно дождаться полного охлаждения камеры.
  4. После того как заготовка будет остужена, она приобретает свойства камня, становится очень жесткой как кирпич. К ней приделывают дверцы, открывающиеся по горизонтали.
  5. Заключительным этапом можно назвать обматывание будущей печи проволокой из нихрома, диаметром сечения около 0,75 мм. На всю конструкцию потребуется около 18 метров. Для исключения короткого замыкания при обмотке обмазывать сразу лучше сырой глиной. В корпусе проделываем два отверстия, одно для термопары (измерять температуру), а второе для визуального контроля.

Камера для закалки ножа
Изготовленная своими руками камера для закалки ножа.
На этом, можно сказать, что печь для каления металла готова. Как видите, нет ничего сложного в изготовлении муфельной печи для дома.

Сборка самодельного ножа

Выполнив все указанные выше операции и доведя сталь ножа до необходимой твердости, переходим к сборке. Подгоняем форму накладок к хвостовику ножа и вырезаем дополнительно две вставки из кожи.

изготовление ручки для самодельного ножа

Затем смазываем детали клеем, устанавливаем на клею латунные вставки и оставляем сушиться на несколько часов.

изготовленин ножа в домашних условиях

Крайнюю вставку лучше изготовить не из стержня, а из трубочки требуемого диаметра. Это поможет крепить готовое изделие при эксплуатации на кожаный ремешок, что предохранит его потерю в походах, на рыбалке или охоте.

отверстие в ручке самодельного ножа

После высыхания клея тщательно обработайте рукоятку и лезвие наждачной бумагой. Для защиты клинка от коррозии его достаточно хорошо отполировать после окончательной заточки и доводки.

Рекомендуем другие статьи по теме

Сборка бетономешалки из подручных материалов собственными руками

Сборка бетономешалки из подручных материалов собственными руками

Этапы сборки декоративной мельницы для сада своими руками

Этапы сборки декоративной мельницы для сада своими руками

Разделочная доска своими руками - примеры, пошаговые инструкции

Разделочная доска своими руками — примеры, пошаговые инструкции

Колун для дров - виды приспособлений, их сборка своими руками

Колун для дров — виды приспособлений, их сборка своими руками

Особенности закалки

Чтобы разрешить вопрос о том, как правильно закалить нож в домашних условиях, нужно подобрать необходимый материал, в зависимости от того, что есть под рукой, будь то металлическая пластина, автомобильная рессора или же старые инструменты, которые по каким-либо причинам стали не нужны. В любом случае этот некогда безликий кусок металла, пройдя правильную закалку, станет первоклассным клинком, который прослужит еще долгие годы.

Закалка самодельного ножа не принесет никакого результата и даже навредит в случае, если не соблюдать все необходимые правила. Так, если нож недостаточно был нагрет над пламенем, то его лезвие покроется микротрещинами и будет тупиться в одно мгновение.

Прямо противоположный результат будет иметь излишняя закалка ножа, ведь он станет не только с трещинами, но и хрупким, и при любой возможности будет скалываться.

Действительно хорошая закалка позволит лезвию изгибаться до 45 градусов, но без нагрузки, а далее такое лезвие придет в исходное состояние. Также нож приобретет прочность, достаточную даже для экстремального использования, вплоть до резки дерева.

Как оценить качество закалки?

Чтобы проверить самодельный нож из дисковой пилы или другого инструмента на качество после закаливания, необходимо с помощью напильника сделать несколько движений по лезвию. Если закалка прошла успешно, напильник будет легко скользить. Если же изделие липнет к напильнику, а кромка лезвия сгибается, закалка выполнена не до конца – в этом случае процедуру термической обработки придется повторить.

Проверить качество закаленного изделия можно следующим образом:

  • после заточки нож должен оставаться острым длительное время;
  • лезвие не деформируется при соприкосновении с твердыми материалами;
  • металл приобретает гибкость и пластичность, при этом оставаясь прочным.

Чтобы избежать термической деформации изделия, помещать нож в охлаждающую среду следует строго вертикально, спинкой вниз. В случае с закаливанием низкоуглеродистой стали помещать горячее изделие в чистую воду не рекомендуется, следует предварительно добавить небольшое количество поваренной соли.

Методы определения температуры

Для верного нагревания клинка потребуется прибор для бесконтактного определения температуры. Не у каждого дома есть такой инструмент, ведь в повседневной жизни его практически негде применить.

Для таких случаев существуют свои хитрости. Применить их может каждый, ведь всегда хочется получить хороший результат при минимальных затратах. Закон Кюри гласит о том, что при нагревании стали до необходимой температуры закалки она теряет некоторые свои свойства, а точнее перестает магнититься. Поэтому в данном случае потребуется только магнит для проверки температуры нагревания изделия.

Легенды о закалке клинка

В кузнечном деле много легенд. И много их сложено о закалке клинка — охлаждении раскаленной стали, которое повышает твердость и прочность оружия. Интересно, что японские мастера перед тем, как отдавать клинок для финальной шлифовки и полировки, еще и подвергали его дополнительной операции, именуемой старение. При этом изделие нагревают до 110-200°С, выдерживают пару часов и дают остыть. Цикл повторяется до десяти раз. Это окончательно стабилизирует структуру клинка и его геометрические формы..

Механические свойства некоторых сортов стали улучшаются по­сле обработки холодом (разумеется, если сталь уже закалена) от -20 С. Ученые говорят, что в Древней Руси бытовала традиция изготовления так называемого харалуга (разновид­ность литого булата), изделия из которого приобретали фантастические свойства, только будучи изготовлены в особо холодные зимы с температурами ниже -30°С. А вот средневековый восточный философ аль-Фараби писал, что в старину на Востоке при изготовлении булатных клинков их охлаждали в теле молодого и сильного рыжеволосого раба, ибо «сила и молодость раба перейдут в клинок, рыжина же придаст ему неповторимое сочетание прочности и гибкости и способствует его долголетию».

А еще закалку клинка производят при помощи ветра. В 1827 году русский металлург Павел Петрович Аносов (1799 — 1851) писал фабрике, расположенной между двумя горами в окрестностях Дамаска. При ней, в направлении на север, куда обычно дуют ветры, были возведены две стены таким образом, что составляли между собой угол, в вершине которого находилось узкое отверстие с дверцей. «Работу производят токмо во время сильных ветров. Тогда нагревают клинки до красна, относят в отверстие и отворяют двери. Ветер со стремительностью дует в отверстие и охлаждает клинки… Скорость ветра в отверстие бывает столь велика, что всадник на коне близ оного мог бы быть опрокинут».

Аносов провел подобные опыты с ножами и косами, обдувая их сжатым воздухом из духовой трубы, и установил, что закаленные таким способом стальные изделия имеют явные преимущества перед теми, что подверглись обычной закалке. Использовали охлаждение поковок «на ветру» и в древней Грузии, а также на Руси (чему свидетельство найдено академиком Б.А. Рыбаковым в «Слове о полку Игореве»).

Только в движение приводился не воздух, а раскаленный клинок. На Кавказе кузнец отдавал только выкованный меч всаднику и тот скакал с поднятыми клинком, пока тот не остывал. Тот же обычай существовал и у древних кельтов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *