Народні винаходи, технології - Виготовлення булатної (дамаскою) сталі
Секрет виготовлення булатної (дамаскою) сталі
Матеріал клинка - загартована сталь - має ту властивість, що твердість і
пружність її у певних межах перебуває у зворотній залежності. Твердість леза повинна бути досить великою, щоб ніж не скоро затупився, але й не надмірною, інакше викришиться ріжуча кромка або зламається лезо.
Давно помічено, що стійкість (зносостійкість) леза не завжди залежить від
твердість клинка. Непоодинокі випадки, коли м'який клинок тупився в роботі менше, ніж
твердіший. На Златоустівському заводі відомий металург Аносов, намагаючись
відновити секрети технології виготовлення булатної сталі, визначав
зносостійкість леза шляхом розрізання рулонів повсті. У ході робіт
з'ясувалося, що зразки лез, взяті з одного шматка стали і пройшли
однакову термообробку мають різні характеристики.
Ріжучі властивості леза визначаються параметрами тієї мікропили, яка
утворюється при його заточуванні і видно, якщо подивитися на край леза під
мікроскоп. Зубці цієї пили повинні бути дрібні і однакові, їх вершини повинні мати максимальну твердість і не фарбуватися. Це забезпечується
мікроструктурою матеріалу та способом заточування леза. Чим гостріший кут заточування, тим з
більшою легкістю меч проникає в оброблюваний матеріал. Але оскільки тонке лезо — тендітніше, то для того, щоб воно не зламалося, необхідно підвищити пружність, тим самим зменшивши зносостійкість.
У давнину оптимальне поєднання цих властивостей забезпечував булат - матеріал,
котрий привозили з Індії. У країни Близького Сходу він надходив у вигляді злитків і потім у процесі кування та загартування особливими методаминабував унікальних властивостей, поєднуючи високу твердість і велику пружність порівняно з такими якостями, що не володіли, в нашому розумінні, рядовими клинками.
Однак і булати теж були різними. Наприкінці минулого століття, коли вкотре спалахнув інтерес до технології виготовлення булату, в Україні було створено комісію, яка взяла на облік усі зразки булатної зброї, що були в країні. Так, із зібраних приблизно 4000 клинків половина виявилася підробкою, а серед інших лише один відсоток мав визначні властивості.
Дамаск - матеріал (сталь, як армована більш пружними волокнами),
одержуваний в результаті проковування мало-і високовуглецевих смуг в один моноліт
з особливої технології. Дамаск і булат часто плутають, оскільки на обох матеріалах під час протруювання проступає малюнок, що демонструє структуру металу. І все-таки це різні за відсотковим вмістом вуглецю матеріали.
За вмістом вуглецю (в особливій кристалічній формі) булат займає
проміжне положення між високовуглецевою сталлю та чавуном, а в дамаску
на виготовлення стволів мисливських рушниць, які, за деяким винятком,
коштували значно дорожче за сталеві, так як виготовлення дамаска є більш трудомістким процесом.
Наразі виробництво клинків переживає черговий бум відродження традицій виготовлення візерункової сталі. Більшість солідних зарубіжних фірм, та й багато приватних виробників як в Україні, так і в далекому зарубіжжі, відновили виробництво дамаскових клинків, наскільки я розумію, використовуючи в основному декоративні властивості матеріалу. Вже створено нові, невідомі раніше поєднання матеріалів у дамаску, наприклад, нержавіючий дамаск.
Іноді впечатки з'являються повідомлення про те, що в різний спосіб вдалося отримати і булатну сталь, але її промислове виробництво налагоджено лише на українському НВО "Булат" (Зброя та Полювання, 1999). Причому булатні ножі, які використовують, наприклад, при виготовленні фанери, різанні паперу, приготуванні тріски для паперового виробництва та виробництва ДСП мають стійкість на порядок вище, ніж аналогічні ножі із кращої шведської сталі.
Після правильного проковування, загартування, шліфування і травлення на булатному клинку проступає характерний візерунок, що не повторюється (у дамасках візерунок складається з елементів, що повторюються). Навіть при твердості HRC 36-40 такий клинок неможливо пиляти надфілем, який добре дряпає сталь, загартовану до HRC 54-56. Недоліком булату вважається його схильність до ржавлення. Є відомості, що вже отримано нержавіючий булат, проте чи це булат?
Свого часу в Україні були й інші відмінні клинкові сталі. Наприклад, великою популярністю користувалися в українській імперії кинджали та ножі Єгора Самсонова з Тули. Багато його виробів включені у всі дореволюційні каталоги мисливських магазинів. Весь технологічний ланцюжок, починаючи від виплавки сталі до термообробки, а також обробки ножів, він виробляв вдома.
Помер Самсонов вже за радянської влади, не залишивши учнів і нікому не передавши секрети своєї майстерності. Кажуть, коли він уже був немічний, то звернувся до влади з проханням допомогти в ремонті будинку, бо не мав ні сил, ні коштів, а за це він обіцяв розповісти про всі тонкощі вичинки своєї сталі. Але радянські органи не відгукнулися на пропозиції вмираючого і спосіб виготовлення такої сталі втрачено.
Вона має унікальну мікроструктуру (при спеціальній термообробці), що дозволяє виконатизаточування з малим кутом при HRC 58-60. C таль CPMT 440 V, за складом близьку до булату, одержують методом порошкової металургії. Фірми гарантують твердість, але це все ж таки не означає, що леза, виготовлені з такої
сталі, позбавлені недоліків.
Мій колега привіз зі США ніж, випущений однією з найстаріших фірм у світі.
фірмою Buck. Сертифікат, що засвідчує якість, гарантував твердість HRC 60 .
Випробувавши лезо зі сталі 450С на приладі Роквелла, ми в цьому самі переконалися. Ніж був ув'язнений до бритвової гостроти (хоч і до цього був досить гострий) вручну із застосуванням спеціальної рідини (щоб, не дай Боже, не відпустити край) за допомогою пристосування типу "Лански". Однак на першому ж полюванні край благополучно зам'явся на звичайному ялиновому сучку.
Дешевші ножі зарубіжні фірми роблять зі сталей простіше, на яких стоять звичайні клейма 420, 440, 440А або просто вказують на те, що це нержавіюча сталь — INOX, ROSTFREI, SINOXID. Загартовані вони до HRC 50-54, і по зносостійкості не краще звичайних столових ножів, тому заточувати край під гострим кутом зовсім не обов'язково. Якось мені попався ніж виробництва НДР, я досі так і не з'ясував, з якого матеріалу він був виготовлений. Так от, при його заточуванні на колі майже не було іскор, тільки рідкісні червоні рідкі ниточки. Заточити його я так і зміг, задирок ніяк не обламувався, хоча лезо було дуже тверде.
Серед "радянських" сталей замість колишніх, що користуються особливою популярністю у кустарів і виробників ширвжитку вуглецевих і легованих сталей типу У7-У8, 65Г, 60С2, ШХ15, 9ХФ, Х6ВФ і т.д. Зараз досить поширеною є нержавіюча сталь типу 40Х13, 40Х13НВ. Ці конструкційні сталі тепер неменш "улюблені" серед умільців, сотні яких працюють кожному ПТО чи заводі-гіганті.
Склад деяких зарубіжних сталей, що використовуються для виготовлення клинків ножів
(за матеріалами зарубіжних періодичних видань)
Менше схильна до корозії сталь 95Х18, яка містить 18% хрому і за складом майже "дотягує" до 440С (ближче до 440В). Це справді чудова сталь і, природно, дорожча. Однак добитися отримання таких властивостей можливо лише при ретельному дотриманні технології кування та термообробки.
Сьогодні тільки солідні фірми, що добре зарекомендували себе, можуть забезпечити такі умови термообробки — нагрівання у вакуумних печах з високоточним регулюванням температури, багатогодинну відпустку, кріогенну обробку (витримку при низьких температурах для отримання особливо дрібного зерна). А ось кустарі, не дотримуючись всіх тонкощів техпроцесу, не зможуть отримати хороших результатів і виявиться, що якість ножа з 95Х18 нітрохи не краща, ніж зроблений зі сталі 40Х13 і загартований майстром-віртуозом. З цієї сталі виготовляють деяку відповідальну продукцію заводи України. Згадується також "диверсійна сталь", з якої, можливо, робили "ножі розвідників" Радянської армії.
Мені доводилося бачити такий ніж. Його рукоятка була буквально вимочена від промахів при метанні в ціль, а лезо злегка затуплене на вістря, та й то лише тому, що, як казав господар ножа, при промаху він постійно потрапляв у огорожу.
Сталь 65Х13 (аналог шведської 13С26) при гарному загартуванні - один з найбільш прийнятних для мисливського ножа матеріалів, так як при твердості HRC 54-56 вона досить пружна і зносостійка.
Іноді місцеві умільці роблять непогані леза навіть із простої маловуглецевої сталі, посипаючи під часкування смугу чавунною крихтою. Металеву смугу проковують, багаторазово складаючи її. Вуглець, що міститься в чавуні, дифузуючи в сусідні ділянки, перетворює їх на сталь. Виходить щось на кшталт дамаска. Звичайно, гарне лезо можна отримати, лише маючи великий досвід роботи та "чуття" металу.
При масовому виробництві смуги ножа (леза) виготовляють методом гарячого штампування, при кустарному вирізкою з листового матеріалу або куванням з прута. Кажуть, що кований клинок міцніший, можливо, але на етапах подальшої обробки відбувається перекристалізація деталі, і ця додаткова міцність багато в чому втрачається, на відміну від клепки (відтяжки) у загартованому стані, наприклад коси, лопати, де така нагартовка значно покращує властивості. матеріалу. При кустарному виробництві заготовку з 95Х18 легко зіпсувати за недотримання теплового режиму кування.
Після термообробки клинка слід остаточне шліфування, оздоблення та заточування ріжучої кромки. Зазвичай кут сходження фасок на смузі клинка, які утворюють лезо, менше кута заточування ріжучої кромки - так простіше забезпечити швидке її заточування і редагування, особливо зручно заточувати лезо з увігнутим у поперечному перерізі профілем. Кут заточування для різноманітних робіт роблять різним. Наприклад, 8-12 ° - для бритв, 10-15 ° - для скіннера, 12-20 ° - для мисливського обробного ножа, 20-30 ° - для робіт по дереву (стамеска, сокира), 30-45 ° - для рубки сирих кісток, 40-60 ° - у шаблях.
Фальшлезвіе, на відміну від бойових ножів, не повинно бути гостро заточено, тому що при розтині очеревини це тільки заважає, проте його можна використовувати при рубанні, звільняючи від цієї роботи тонке основне лезо.
Близько п'яти часто роблять великий кут заточування для виконання важких робіт, або застосовують для цьогоділянка з так званим серрейторним заточуванням - хвилястою
пилкоподібним заточуванням, що складається з однакових або чергуються більш і менше
глибоких канавок, що йдуть поперек ріжучої кромки.
Варіантів такого заточування безліч, до того ж лезо з таким заточенням
ефективно при роботі з твердими частинами м'язової тканини, хрящів, сухожиль,
мотузок (стропорізи парашутистів). Старі фінські ножі та ножі, леза яких
поступово тоншають до вістря, мають змінний кут заточування (площина заточування скручена пропелером з кожного боку). Деякі північні народи України
Зазвичай користуються ножами з одностороннім заточуванням.
Для обробки сучасних клинків фірми-виробники застосовують метод
електрополірування і тонке шліфування металу, що увійшло в моду.
З метою маскування бойові ножі найчастіше тонують. Мисливський ніж достатньо
лише добре відполірувати для підвищення антикорозійних властивостей металу та
меншого засолювання клинка при обробці трофею.