Тонкости, которые необходимы при ковке клинка

Ковка ножей в домашних условиях своими руками, технология ковки

Тонкости, которые необходимы при ковке клинка

Хороший нож – вещь крутая, нужная и красивая. Хороший нож своими руками – уже не вещь, а символ человека, который его сделал. Это непросто, но если задаться целью, то добиться успеха в ковке ножей собственного дизайна реально.

Несмотря на то, что речь идет о технологии горячей ковки с использованием качественной легированной стали, подготовка работ и изготовление ножа — процессы вполне доступные для каждого человека. Главное – принять решение.

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?

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.

Сталь и только сталь

Выбор металла небогатый, если точнее – выбора у вас нет вообще. Только сталь для ковки ножей, без вариантов. Разберемся, что такое сталь в принципе: это сплав железа с углеродом. Обычный углеродный диапазон содержания в стали — от 0,1% до 2,5%. Чем выше уровень его содержания, тем сталь прочнее и устойчивее к внешним воздействиям, но она сразу же теряет пластичность и вязкость.

Свойства стали, которые оказывают самое прямое влияние на хорошее качество изделия:

  • Высокая устойчивость к износу зависит от твердости стали, которая, в свою очередь, зависит от содержания в сплаве углерода.
  • Высокая прочность – сохранение целостности изделия под действием внешних сил.
  • Твердость – ее сопротивление деформации.
  • Высокая пластичность – способность стального изделия гнуться под влиянием внешних сил, а затем восстанавливать форму.
  • Красностойкость – это устойчивость металла к высоким температурам. Твердые марки стали – самые красностойкие.

Немаловажно то, что все пять показателей тесно взаимосвязаны. Чем, например, пластичнее марка стали, тем ниже ее твердость. Свойствами сплавов можно управлять с помощью добавок и легирующих элементов.

Нам же достаточно понимать общие принципы, чтобы найти подходящую сталь для нашего ножа. Далеко за ней ходить не нужно, ковка ножа производится из подшипников, напильников, рессор, сверл и даже металлических тросов. В каждом случае есть технические нюансы, но общие правила ковки ножей дома одинаковые и строгие.

Дизайн клинка, нож и закон

Речь не о красоте, а о форме клинка, которую необходимо выбрать и сделать эскиз на старте подготовительных работ. Основных форм профилей клинков немного: кинжал, прямой обух, профили с повышенной или пониженной линей обуха, финка или «боуи, козья ножка, «танто».

Сразу заметим, что, например, «танто» или финка и «боуи» относятся к холодным видам оружия.

Инструменты для ковки ножей

Какие инструменты потребуются для ковки:

  • большой молот до 4 кг и маленький молоток до 1 кг;
  • наковальня;
  • аппарат для сварки и болгарка;
  • точильный станок;
  • печь;
  • щипцы и разводной ключ.

Кованые ножи – работы лучших мастеров.

Нож из сверла, этапы работы

Как правильно сделать нож из сверла:

Кузнец создает заготовку ножа.

  1. Разбираемся со сверлами и сталью. Сверло – один из самых популярных источников стали для самодеятельных кузнецов.

    В самом деле, у легированной вольфрамом и молибденом стали Р6М5 великолепные характеристики для будущего классного ножа: она чрезвычайно прочная, обладает высокой устойчивостью к износу и к тому же легко затачивается, а это особенно важно для ножей. Аналогичная сталь на импортных, исключая китайские, сверлах обозначается как HHS – High Speed Steel, сталь для работы на больших скоростях.

    Самым лучшим вариантом будет сверло из стали, в которую кроме вольфрама и молибдена добавлен кобальт, она еще устойчивее и называется Р6М5К5. Ну а импортные сверла станут в этом случае HHS-Co. Итак, запоминаем: ищем отечественные сверла из Р5М5 с добавлением кобальта, или импортные, исключая китайские) HHS тоже с добавкой Co.
    Если у вас в руках большое сверло, рассмотрите его внимательно.

    Обычно они состоят из двух частей: хвостовика из самой обычной стали и рабочей спирали из нужной нам стали Р6М5. Границу можно определить по искрам при проточке сверла вдоль его длины. Сноп искр на участке легированной стали будет красноватый и редким. На участке обычной стали искры выйдут желтыми, сноп будет большим.

  2. Обжиг стали. Это простой и «спокойный» этап работы.

    Печь нужно разжечь и нагреть в ней заготовку примерно до 600° — 700°, выдержать такой режим около четырех часов, затем дать остыть печке вместе с заготовкой.
    Внимание! Этот этап во многих источниках и руководствах не описан. Зачем это делать? Дело в том, что большинство кустарных мастеров делают ножи из уже готовых и закаленных инструментов.

    Их обжиг нужен именно в таких случаях, иначе при дальнейшей ковке в структуре металла может возникнуть ненужное напряжение. Для справки: температуру в 700° легко проверить с помощью соли – при этой температуре она начинает плавиться.

  3. Разогрев сверла. Затапливаем печь с подачей воздуха, после разогрева углей размещаем сверло в печке с помощью клещей.

    Если ковка ножа выполняется вами впервые, вы можете сделать ошибку с определением температуры нагрева – или перегреть, или нагреть недостаточно. В любом случае температура нагрева должна быть выше 1000° с оранжевым цветом заготовки. Сразу же сверло вынимается из печки и хвостовиком зажимается в тисках. Самое первое и срочное дело – расправить спираль сверла, зажав верхушку разводным ключом.

    Если вы не успеете раскрутить спираль, сверло может сломаться. Если за один раз спираль не раскрутилась, можно нагреть сверло повторно. В итоге вам нужно получить ровную стальную полоску.

  4. Ковка и раскатка. Снова раскаливаем стальную полоску и начинаем выравнивать ее ударами тяжелого молота. В итоге полоска должна стать шире и тоньше: от 4-х до 5-ти мм.

    Ковка ножа — это постоянный контроль цвета стальной полоски. Если она начинает тускнеть и появляются вишневые оттенки, сразу же отправляем ее в печку снова нагреться.

  5. Внимание! Главное правило печки: лучше лишний раз нагреть и даже перегреть, чем сломать остывшее изделие ударами молота. В помощь кузнецам существует специальная шкала температур и окраски стали.

    Если при низких температурах уровня 500° – 600° сталь будет темно-коричневого цвета, то при 1000° сталь станет оранжевой. Ну а при самом высоком разогреве до 1300° она станет ослепительно белой.

  6. Ковка острия лезвия. Один из самых сложных этапов, это и есть та самая ковка ножа по сути.

    Лезвию нужно придать нужную форму, не изменяя при этом толщину — вы уже добились нужной толщины в 4 – 5 мм на предыдущих этапах. Здесь нужна кое-какая практика: острие нужно постепенно закруглять, а лезвие одновременно оттягивать в длину. Эта работа может не получиться с первого раза, будьте готовы к такой ситуации.

    Вы ведь обладаете личным качеством под названием «терпение»?

  7. Ковка режущей кромки. Тоже непростой и важный этап. Он выполняется малым молотком: аккуратными ударами режущая кромка делается как можно тоньше, начиная с середины лезвия. Лезвие при этом должно оставаться ровным.

    На этом этапе также чрезвычайно важен нагрев заготовки: следить за цветом и при необходимости подогревать его в печке.

  8. Проковка хвостовика. Здесь все намного проще. Раскаливаем хвостовик в печке и раскатываем его большим молотом. Форма будет зависеть от вашего выбора дизайна ручки, что в данном обзоре не рассматривается.
  9. Шлифовка.

    Благодарная и приятная работа: снять лишние слои и неровности, выровнять поверхность до блестящего состояния – одно удовольствие. Следует помнить, что при шлифовке толщина уменьшится, может потеряться до 2-х мм. В итоге нож станет легче и тоньше. Заточка также делается на этом этапе.

  10. Закалка ножа.

    Ни в коем случае не пренебрегать этим этапом, несмотря на то, что ваш нож великолепно выглядит и кажется полностью готовым к употреблению. От закалки будут зависеть главные рабочие свойства ножа. После шлифовки и полного остывания нож подогревают в печке до оранжевого или светло-красного цвета, температура примерно 500° – 700°. Затем его быстро опускают в подсоленную воду или масло. В воде сталь начинает «дрожать» — это и есть процесс закалки. Некоторые производят еще одну операцию «на дорожку»: отпускают клинок. Отпуск заключается в небольшом финишном нагреве до появления тонкой оранжевой пленки: тут же убираем нож из печки и даем ему самостоятельно остыть.

Ножи из напильника, рессоры, троса, подшипника

Особенности обработки заготовок:

Создание заготовки в кузнечной мастерской.

  • Нюансы с подшипником. Очень популярный материал. Обычно используется внутренний обод подшипника. Работа практически такая же, как со сверлом. Разница лишь в неудобстве на первых этапах: заготовку из обода очень неудобно держать, поэтому ее лучше приварить к пруту арматуры. Стальную полоску выковывать легче, чем из сверла – здесь ее достаточно выровнять.
  • Автомобильная рессора. Великолепный материал с высокой упругостью и стойкостью к износу. Заготовку отрезаем болгаркой, привариваем ее к пруту арматуры так же, как обод подшипника – в этом случае работать намного комфортнее.
  • Напильник — второй по популярности вид подручного материала для высококлассных ножей. Особенности стали в напильниках – редкая долговечность и отличная режущая кромка. Нюансы работы с напильником заключаются в обязательной очистке поверхности напильника от насечек с помощью болгарки.
  • Ножи из металлического троса. Вариант довольно редкий. Сталь в тросах отвечает далеко не всем требованиям для хорошего ножа. Чаще всего такие ножи делают из-за остающегося рисунка на клинке, который напоминает дамасскую сталь. Такого рода производством нередко занимаются жулики, чтобы продать дилетантам ножи невысокого качества, похожие на знаменитые дамасские. Ковка ножа из троса – сложный процесс, который вряд ли подойдет в качестве дебюта для новичков.

Ковка ножа своими руками – интереснейшее занятие, которое принесет вам серьезную практическую пользу, эстетическое удовольствие и повышение самооценки. Скорее всего, вы не остановитесь на одном ноже.

Нигде нет пределов совершенству, а уж в кузнечном мастерстве тем более. Желаем хорошего металла, горячей печки и добрых друзей!

Нож своими руками Ссылка на основную публикацию

Источник: https://tutsvarka.ru/kovka/kovka-nozhej

Всё о холодном оружии: термообработка клинка

Практически каждому хорошо известно, что сталь требуется закаливать.

Способность сплава «железоуглерод» после соответствующих термических операций приобретать повышенные твердость, упругость и прочность зависит от процентного содержания углерода: чем оно выше, тем легче сталь принимает закалку. Нижний порог лежит в пределах 0,3-0,4 %, после чего все ваши старания, нагревы и охлаждения будут бесплодны.

При этом наличие или отсутствие каких бы то ни было легирующих добавок почти не влияет на результат, поскольку данные присадки служат в основном для выравнивания и уплотнения кристаллической структуры, уменьшения «зерна» и придания дополнительной вязкости и стойкости к растрескиванию, увеличению коррозионной инертности и так далее.

Грубо говоря, закалка есть процесс нагрева стали (не будем вдаваться в детали) до высокой температуры порядка 750-1100°C с последующим резким охлаждением, чтобы произошедшие фазовые превращения не успели вернуться к исходному состоянию. Разумеется, температуры нагрева, охлаждающая среда и прочие тонкости для каждой конкретной стали сугубо индивидуальны.

В прежние времена любой нагрев мог производиться только в угольном горне с дутьем, и, как мы уже знаем, это предотвращало выгорание углерода из заготовки, а порой даже повышало его содержание. Опытный кузнец легко регулировал процесс, перемещая клинок выше или ниже в слое угля, угадывая притом температуру исключительно «на глаз», для чего в кузнице всегда стоял отнюдь не случайный полумрак.

На деле это не так сложно, умение автоматически приходит с опытом, но не зря во все века профессия кузнеца считалась загадочной, окруженной многочисленными мистическими проявлениями, не зависящими от видимых реальных причин. Интуитивное чутье и элементарная удача всегда предъявляли большие права на конечный результат, нежели пунктуальное соблюдение технологической цепочки.

Достаточно сказать, что по сей день у легендарных японских мастеров, которых в стране считанные единицы и которые официально признаны «живым национальным сокровищем», почти 50% клинков уходит в брак именно на стадии закалки, несмотря на талант, полувековой стаж и немыслимый опыт.

Современного заводского технолога могут насмешить подобные цифры, однако выделка превосходного клинка все же отличается от налаженного конвейера закалки каких-нибудь шпилек или метчиков.

Безусловно, массовое производство охотничьих, туристских, боевых и бытовых ножей также обходится минимальным процентом отхода, хотя мне доводилось не раз видеть клинки, «поведенные» буквально свиным хвостом.

Если это не брак, то что?

Полный цикл термической обработки включает, помимо закалки, целый ряд категорически обязательных процессов, каждый из которых решает свою задачу и совершенно необходим. Применительно к холодному оружию такая цепочка выглядит следующим образом:

— ковка; — отжиг; — формообразующая обработка (обдирка); — отжиг; — правка остаточных искривлений; — закалка;

— отпуск.

Выделены собственно термические операции, перемежаемые на начальных этапах механическими операциями. Хотелось бы обратить особое внимание на операцию отжига, весь тайный смысл которой станет понятным из дальнейших объяснений.

Отжиг — медленное охлаждение раскаленной детали (вместе с печью, в золе, в песке и т. д.). Выравнивает кристаллическую структуру, снимает внутренние напряжения, измельчает зерно, ликвидирует последствия перегрева, улучшает механические свойства стали.

Закалка — форсированное охлаждение раскаленной стали. Измельчает структуру, повышает твердость, прочность, износоустойчивость.

Отпуск — производится немедленно (!) после закалки путем нагрева стали до температуры 150-550°C (зависит от марки стали) и охлаждения на воздухе, в масле или воде. Снимает внутренние напряжения, повышает пластичность без заметной потери твердости, стабилизирует кристаллическую структуру.

Читайте также  Легендарный нож НР-40 в юбилейной упаковке

Японские мастера, перед тем как отдавать закаленный и отпущенный клинок для финальной шлифовки и полировки подвергали его дополнительной операции, именуемой старение.

При этом изделие нагревают до 110-200°C, выдерживают пару часов и дают остыть. Цикл повторяется до десяти раз. Это окончательно стабилизирует структуру клинка и его геометрические формы. Для короткого оружия старение будет лишней роскошью, но мечу не повредит.

Впрочем, если вы не собираетесь рубиться им каждый день не на жизнь, а насмерть, то не возитесь.

Механические свойства некоторых сталей значительно улучшаются после обработки холодом (разумеется, если сталь уже закалена) в диапазоне температур от -20 °C до купания в жидком азоте. Но эта операция применима только к редким легированным маркам и требует скрупулезного соблюдения режима времени (когда именно охлаждать) и прочих тонкостей.

Существует мнение, подтверждаемое также исследованиями, 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°C, при которых и происходили соответствующие кристаллические изменения.

Нет смысла приводить здесь обширную таблицу режимов ковки и термической обработки изрядного перечня сталей, пригодных для выделки клинков. В любом хорошем справочнике вы найдете исчерпывающие данные на этот счет.

Однако можно попытаться дать некий минимальный объем информации, применение которой ничем плохим не грозит, являясь своего рода универсальным рецептом на все случаи жизни.

Феноменального результата таким путем не достичь, но и катастрофической порчи не будет.

Итак, температура ковки практически всех сталей лежит в пределах: — начало ковки: 1100-1200°C

— конец ковки: 750-900°C.

Если заготовку нагреть свыше 1200°C, то вы ее сожжете, а попытки стучать по остывшей ниже 750°C железке приведут к ее растрескиванию.

Закалочная, отпускная и прочие температуры были приведены выше. Но повторяю, для получения качественного результата требуется точное соблюдение индивидуальных режимов.

В принципе, высокоуглеродистую сталь можно закалить и в масле, а низколегированную — в воде, но результат будет средним. Чаще всего такие попытки приводят к недокалу первой и растрескиванию второй.

Опытные мастера, играющие на тонких оттенках процесса, регулируют скорость охлаждения посредством различных добавок. Уксус и поваренная соль ее увеличивают, а растворы мыла и прочие эмульсии — снижают.

Соответственно, жидкое трансформаторное или машинное масло охлаждают заготовку интенсивнее, нежели более густые сорта. Диапазон огромен, и всякий специалист всегда имеет собственные, обычно интуитивные, секреты и наработки в этом деле.

Если учесть, что температура жидкости также играет принципиальную роль, то становится понятной причина бешенства одного кузнеца из японской легенды, который отрубил руку коллеге, словно бы ненароком опустившему ее в закалочную ванну для пробы.

Следует иметь в виду, что только жидкость создает условия для равномерного и форсированного охлаждения клинка.

Попытки засунуть раскаленную железку, скажем, в сугроб, обречены на провал — мгновенно возникшая паровая подушка надежно изолирует металл, и он довольно медленно остынет, не приняв закалку.

Вместе с тем отдельные марки высоколегированных сталей успешно калят, охлаждая детали в струе воздуха, но — предварительно нагрев аж до 1050-1100°C, т.е. добела.

Читайте также  Малоизвестное о стреляющих ножах-гибридах

Очень важным, если не сказать принципиальным, является способ погружения клинка в закалочную среду. Для заготовок разной формы он различен, хотя и предстает перед нами всего в двух ипостасях:

— прямые обоюдоострые клинки опускают в жидкость строго вертикально, отвесно;

— ножеподобные (независимо от кривизны и длины) — наклонно, острием вниз и вперед, лезвием книзу. При этом первым соприкоснувшееся с жидкостью лезвие мгновенно охлаждается и приобретает высокую твердость, а само тело клинка (особенно спинка) остается более пластичными.

Здесь крайне важно соблюдать вертикальность плоскости клинка, так как малейший завал вбок приведет к неминуемому искривлению. Некоторые виртуозы так четко чувствуют динамику температурного режима, что ловко извлекают заготовку из ванны в тот самый момент, пока остаточное тепло не ушло окончательно, успевая свершить процедуру отпуска. Но это порочный способ.

Само по себе погружающее движение должно быть решительным, быстрым и плавным, без робости и судорог.

Японцы тысячу лет назад поняли, что дух мастера переходит в металл в момент соединения стихий огня и воды, и оттого, каков это дух, зависит норов изделия.

А с точки зрения современной технологии малейшие перемещения клинка в жидкости приводят к неравномерности охлаждения, следствием чего станут неисправимые «поводки».

Относительно «поводок» стоит подчеркнуть, что их появление обязано многим факторам, большинство из которых вполне поддается нашему контролю и устранению.

Так, пустив клинок в закалку непосредственно после механической обработки, мы обязательно получим ту или иную кривизну.

Для того-то и следует неукоснительная процедура отжига, снимающего все внутренние напряжения как основную причину поводок.

Некоторые специалисты предлагают во время погружения (да и нагрева тоже) располагать ось клинка строго по линии север-юг, поскольку магнитные силы реально влияют на зыбкий раскаленный металл.

И еще советуют обязательно учитывать фазу луны, рекомендуя в качестве единственно приемлемого времени исключительно полнолуние, когда сияет «цыганское солнце».

Весьма вероятно, что в этом есть сермяжная правда, так как ночное светило чрезвычайно активно влияет на все стороны земного бытия, и отчего бы ему не оказывать воздействия также на термообработку стали?

К счастью, подобные эманации не столь существенны. Если вы равномерно нагреете предварительно отожженный клинок по всей длине, а затем спокойно и решительно погрузите его в закалочную среду, не бултыхая и не вертя им в глубине, то извлечете на белый свет замечательно ровный и отменно твердый нож, кинжал и так далее.

Затем вам останется вооружиться терпением, чтобы неторопливо отшлифовать, отполировать и заточить желанный предмет. Но о способах того, другого и третьего поговорим чуть позже, а пока следует очень коротко рассмотреть основные формы клинков и типы их поперечного сечения.

/Алекс Варламик, по материалам stilet.pp.ua и klinok.zlatoff.ru/

Источник: http://army-news.ru/2012/09/vsyo-o-xolodnom-oruzhii-termoobrabotka-klinka/

Технология изготовления меча, ковка оружия своими руками, тайны искусства производства японских и европейских кузнецов, самурайская катана

Сложно назвать изобретение, которое бы оказало такое значительное влияние на развитие нашей цивилизации, каким может похвастать меч. Его нельзя рассматривать, как банальное орудие убийства, меч всегда был чем-то большим.

В разные исторические периоды это оружие представляло собой символ статуса, принадлежности к воинской касте или благородному сословию.

Эволюция меча как оружия неразрывно связана с развитием металлургии, материаловедения, химии и горного дела.

Практически во все исторические периоды меч был оружием элиты. И дело здесь не столько в статусности этого оружия, сколько в его высокой стоимости и сложности производства качественных клинков.

 Изготовление меча, которому можно было доверить свою жизнь в бою, было не просто трудоемким процессом, а настоящим искусством. А кузнецов, занимавшихся этой работой, можно смело сравнить с виртуозами-музыкантами.

Недаром с древнейших времен у разных народов существуют предания о выдающихся мечах с особыми свойствами, изготовленных настоящими мастерами кузнечного дела.

На протяжении столетий в разных регионах мира сформировались развитые металлургические центры, продукция которых была известна далеко за их пределами. Они существовали в Европе, на Ближнем Востоке, в Индии, Китае и Японии. Труд кузнеца был почитаем и весьма хорошо оплачивался.

Сегодня в СМИ много пишут о мастерстве японских кузнецов и качестве стали, которая использовалась для создания традиционной катаны.

Да, действительно, изготовление самурайского меча требовало огромного мастерства и глубоких познаний, но можно ответственно заявить, что европейские кузнецы практически ни в чем не уступали своим японским коллегам.

Хотя о твердости и прочности катаны ходят легенды, но изготовление японского меча принципиально не отличается от процесса ковки европейских клинков.

Человек стал использовать металлы для изготовления холодного оружия еще в V тысячелетии до нашей эры. Сначала это была медь, которую довольно быстро заменила бронза, – прочный сплав меди с оловом или мышьяком.

Железная эра началась в конце II – начале I тысячелетия до нашей эры. Хотя, оружие из бронзы использовалось еще многие сотни лет. В XII веке до н. э. кованое железо уже использовали для изготовления оружия и инструментов на Кавказе, в Индии и Анатолии. Примерно в VIII веке до н. э.

сварное железо появилось в Европе, довольно быстро новая технология распространилась по континенту. Дело в том, что количество месторождений меди и олова в Европе сравнительно невелико, зато запасы железа значительны. В Японии железный век начался только в VII столетии новой эры.

Изготовление меча. От руды до крицы

Очень продолжительное время технологии получения и обработки железа оставались практически на одном месте, они не могли должным образом удовлетворить постоянно растущий спрос на этот металл, поэтому изделий из железа было мало и стоили они дорого. Да и качество инструментов и оружия из этого металла было крайне низким. Удивительно, но на протяжении практически трех тысяч лет металлургия не претерпела никаких принципиальных изменений.

Прежде чем перейти к описанию процесса изготовления холодного оружия в древности, следует дать несколько определений, связанных с металлургией.

Сталь – это сплав железа с другими химическими элементами, прежде всего с углеродом. Он определяет основные свойства стали: большое количество углерода в стали обеспечивает ее высокую твердость и прочность, снижая при этом пластичность металла.

Основным способом получения железа в эпоху Античности и в Средние века (до XIII века) был сыродутный процесс, названный так из-за того, что в печь вдували неподогретый («сырой») воздух.

Главным методом обработки полученного железа и стали была ковка. Сыродутный процесс был очень неэффективным, большая часть железа из руды уходила вместе со шлаком.

Кроме того, полученное сырье не отличалось высоким качеством, и было очень неоднородным.

Получение железа из руды происходило в сыродутной печи (сыродутный горн или домница), которая имела форму, напоминающую усеченный конус, высотой от 1 до 2 метров и диаметром основания 60-80 см.

Такую печь делали из огнеупорного кирпича или камня, сверху обмазывали глиной, которую потом обжигали. В печь вела труба для подачи воздуха, его нагнетали с помощью мехов, а в нижней части домницы находилось отверстие для отвода шлаков.

В печь загружали большое количество руды, угля и флюсов.

Позже для подачи воздуха в печь стали использовать водяные мельницы. В XIII веке появились более совершенные печи – штукофены, а затем блауофены (XV век). Их производительность была гораздо выше. Настоящий прорыв в металлургии состоялся только в начале XVI века, когда был открыт передельный процесс, в ходе которого из руды получалась качественная сталь.

Топливом для сыродутного процесса служил древесный уголь. Каменный уголь не использовали из-за большого количества вредных для железа примесей, которые он содержит. Коксовать уголь научились только в XVIII столетии.

В сыродутной печи происходит сразу несколько процессов: пустая порода отделяется от руды и уходит в виде шлаков, а оксиды железа восстанавливаются, вступая в реакции с угарным газом и углеродом.

Оно сплавляется и образует так называемую крицу. В ее состав входит чугун.

После получения крицы, ее разбивают на мелкие куски и сортируют по твердости, в дальнейшем с каждой фракцией работают отдельно.

От железа к стали. Ковка меча

Железо, полученное в сыродутной печи, отличалось крайней неоднородностью и низким качеством. Нужно было приложить еще массу усилий, чтобы превратить его в прочный и смертоносный клинок. Ковка меча заключала в себе сразу несколько процессов:

  • очистку железа и стали;
  • сварку разных слоев стали;
  • изготовление клинка;
  • тепловую обработку изделия.

После этого кузнецу необходимо было изготовить крестовину, головку, рукоять меча, а также сделать для него ножны.

Естественно, что в настоящее время сыродутный процесс не используется в промышленности для получения железа и стали. Однако силами энтузиастов и любителей старинного холодного оружия он был воссоздан до мельчайших подробностей. Сегодня эта технология изготовления меча используется для создания «аутентичного» исторического оружия.

Полученная в печи крица состоит из низкоуглеродистого железа (0-0,3% содержания углерода), металла с содержанием углерода 0,3-0,6% и высокоуглеродистой фракции (от 0,6 до 1,6% и выше).

Железо, в котором мало углерода, отличается высокой пластичностью, но оно очень мягкое, чем выше содержание углерода в металле, тем больше его прочность и твердость, но одновременно сталь становится более хрупкой.

Для придания нужных свойств металлу кузнец может либо насыщать углеродом сталь, либо же выжигать его избыток. Процесс насыщения металла углеродом называется цементацией.

Существует описание использования длинных мечей кельтами, сделанное римским историком Полибиосом. По его словам, мечи варваров были изготовлены из такого мягкого железа, что становились тупыми и гнулись после каждого решительного удара.

Время от времени кельтским воинам приходилось исправлять их клинки с помощью ноги или колена. Однако и очень хрупкий меч представлял огромную опасность для своего хозяина.

Например, сломавшийся меч едва не стоил жизни Ричарду Львиное Сердце – английскому королю и одному и самых прославленных бойцов своего времени.

В ту эпоху сломавшийся меч означал примерно то же самое, что отказавшие автомобильные тормоза в наши дни.

Первой попыткой решить эту проблему было создание так называемых ламинированных мечей, в которых мягкие и твердые слои стали чередовались друг с другом.

Клинок подобного меча представлял собой многослойный сендвич, что позволяло ему одновременно быть и прочным и эластичным (при этом, правда, большую роль играла правильная тепловая обработка оружия и его закалка).

Однако с такими мечами была одна проблема: при затачивании поверхностный твердый слой клинка быстро стачивался и меч терял свои свойства. Ламинированные клинки появились уже у кельтов, по мнению современных экспертов, такой меч должен был стоить раз в десять дороже обычного.

Еще одним способом сделать прочный и гибкий клинок было поверхностное цементирование. Суть этого процесса заключалась в науглероживании поверхности оружия, изготовленного из сравнительно мягкого металла.

Меч помещали в сосуд, наполненный органическим веществом (чаще всего это был уголь), который затем ставили в печь. Без доступа кислорода органика обугливалась и насыщала металл углеродом, делая его прочнее.

С цементированными клинками была такая же проблема, как и с ламинированными:  поверхностный (твердый) слой довольно быстро стачивался, и лезвие теряло свои режущие свойства.

Более продвинутыми были многослойные мечи, изготовленные по схеме «сталь-железо-сталь».

Она позволяла создавать клинки отменного качества: мягкое железо «сердцевины» делало клинок гибким и упругим, хорошо гасило колебания при ударах, а твердая «оболочка» наделяла меч отличными режущими свойствами.

Следует отметить, что вышеприведенная схема компоновки клинка является наиболее простой. В Средние века кузнецы-оружейники часто «строили» свои изделия из пяти или семи «пакетов» металла с различными характеристиками.

Любопытно, но уже в раннем Средневековье клинки известных оружейников нередко подделывали. Например, мечи знаменитого мастера Ульфбрехта (жил в IX веке) отличались великолепным балансом и были выполнены из отлично обработанной стали. Они отмечались личным знаком оружейника.

Однако кузнец просто физически не мог сделать всех клинков, которые ему приписываются. Да и сами клинки уж очень сильно отличаются по качеству. В период позднего Средневековья золингенские мастера подделывали продукцию кузнецов из Пассау и Толедо. Остались даже письменные жалобы последних на такое «пиратство».

Позже стали подделывать мечи самого Золингена.

Подобранные полосы нагревают, а затем с помощью ковки сваривают в единый блок. Во время этого процесса важно выдержать правильную температуру и не пережечь заготовку.

После сварки начинается непосредственно ковка клинка, в ходе которой формируется его форма, изготавливаются долы, выделывается хвостовик.

Одним из основных этапов ковки является процесс уплотнения лезвий, который концентрирует слои стали и позволяет мечу дольше сохранять свои режущие свойства.

На этой стадии окончательно формируется геометрия клинка, определяется расположение его центра тяжести, задается толщина металла у основания меча и у его острия.

Затем начинается тепловая обработка будущего меча. Этот этап крайне важен, он позволяет изменить молекулярную структуру стали и добиться от клинка необходимых характеристик.

Дело в том, что кованая сталь, сваренная из различных кусков, имеет грубую зернистую структуру и большое количество напряжений внутри металла.

С помощью нормализации, закаливания и отпуска кузнец должен максимально избавиться от этих недостатков.

Первоначально клинок нагревают примерно до 800 градусов, а затем подвешивают за хвостовик, чтобы металл не «повело». Этот процесс называется нормализация, для разных типов стали данную процедуру проводят несколько раз. После нормализации следует мягкий отжиг, в ходе которого меч нагревают до коричнево-красного цвета и оставляют остывать, завернув в изолирующий материал.

После нормализации и отжига можно приступить к наиболее важной части процесса ковки – закаливанию. Во время этой процедуры клинок нагревают до коричнево-красного цвета, а затем быстро охлаждают в воде или масле. Закаливание как бы замораживает структуру стали, полученную в ходе нормализации и отжига.

Абсолютно понятно, что на любом этапе описанного выше процесса кузнец может допустить ошибку, которая будет фатальной для качества будущего изделия. В Японии любой кузнец, дорожащий своим именем, должен был безжалостно ломать неудавшиеся клинки.

Чтобы улучшить качество будущего меча нередко применяли метод нитрования или азотирования, то есть обработку стали соединениями, содержащими азот.

Сразу после закалки клинок еще раз отпускают. После окончания процесса тепловой обработки начинается шлифовка, причем она проводится в несколько этапов. Во время этого процесса меч должен постоянно охлаждаться водой. Шлифовкой и полировкой меча, а также установкой на него крестовины, рукояти и навершия в Средние века обычно занимался не кузнец, а специальный мастер – швертфегером.

Дамасская сталь и булат

Каждому, кто хотя бы раз в жизни интересовался историческим холодным оружием, известно словосочетание «дамасская сталь».

Оно и сегодня очаровывает своим налетом таинственности, экзотики и мужественности.

На самом деле, дамасская сталь – это еще одна попытка решить вечное противоречие между хрупкостью стали и мягкостью железа. И надо сказать, что данная попытка получилась одной из самых удачных.

Неизвестно, кому первому пришла в голову мысль соединить воедино большое количество слоев мягкой и твердой стали, но этого человека можно смело назвать гением кузнечного дела. Хотя, сегодня историки считают, что подобная технология была независимо разработана в разных регионах мира.

Уже в начале нашей эры оружие из дамасской стали изготавливали в Европе и Китае. Ранее считали, что этот вид стали был изобретен на Ближнем Востоке. Однако сегодня доподлинно известно, что он был придуман европейскими мастерами.

Да и вообще, пока не найдено никаких доказательств, что Дамаск когда-либо был серьезным центром изготовления оружия.

Дамасские ножи, клинки и т.п. легко отличить по внешнему виду, на их поверхности хорошо различим характерный узор, который получается после протравливания клинка кислотой. Что же представляет собой этот вид стали? Нередко, когда говорят о дамаске, имеют в виду в виду булат – особую сталь, которую изготавливали совсем по другой технологи в Индии и Персии. Это неверно.

Дамасская сталь или сварной дамаск – это сложный комбинированный материал, состоящий из множества слоев с разным содержанием углерода, надлежащим образом прокованный и подвергнутый соответствующей термической обработке. Сразу следует сказать, что японский меч катана к дамасской стали никакого отношения не имеет.

В зависимости от способа изготовления различают несколько типов дамасской стали:

  • полосовой;
  • дикий;
  • крученный;
  • штампованный.

Наиболее древним и примитивным считается полосовой дамаск. Для его изготовления брали четыре полосы железа и три полосы стали, раскаляли их и сваривали ковкой.

После этого из заготовки выковывали прут, который сгибали в виде латинской буквы V, заваривали внутрь него железный сердечник, а на внешние стороны заготовки наваривали стальные лезвия.

После протравливания на таком клинке проявлялся характерный для дамасской стали узор.

Дикий дамаск получался, если исходную заготовку разрубывали пополам, половинки накладывали друг на друга и опять проковывали.

Подобную операцию обычно проводили несколько раз, постоянно удваивая количество слоев металла, улучшая тем самым его свойства.

Несложный математический расчет показывает, что заготовка, перекованная семь раз, получает 896 слоев высокоуглеродистой и низкоуглеродистой стали.

В Средние века в Европе был популярен так называемый крученый дамаск. Во время его получения бруски из разных сталей перекручивались спиралью и сваривались ковкой. Этот процесс повторялся несколько раз. Обычно из такой стали изготавливалась центральная часть клинка, на которую затем наковывались лезвия из обычной твердой стали.

Булат или вутц – это сталь, изготовленная особым образом, благодаря которому она имеет своеобразную внутреннюю структуру, характерный узор на поверхности и высочайшие характеристики по прочности и упругости.

Его изготавливали в Иране, Средней Азии и Индии. Эта сталь имела большое содержание углерода, близкое к чугуну (около 2%), но при этом сохраняла способность к ковке и значительно превосходила чугун по прочности.

Об этом материале существует множество легенд. Долгое время считалось, что секрет изготовления булат утрачен, хотя сегодня множество мастеров утверждают, что они владеют тайнами производства настоящего вутца.

Одним из способов его получения основан на частичном расплавлении частиц железа или низкоуглеродистой стали в чугуне. Общее количество добавок должно составлять 50-70% от массы чугуна. В результате получается расплав, имеющий кашицеобразную консистенцию.

После охлаждения и кристаллизации получается булат – материал с высокоуглеродистой матрицей, в которую вкраплены низкоуглеродные частицы.

https://www.youtube.com/watch?v=_CqdItraHaM

Есть информация и о других способах получения булатных сталей в наши дни, вероятно, и древности их существовало несколько. Современные методы связаны с особыми способами ковки и термической обработки металлов.

Одним из достоинств любого меча из узорчатой стали, будь то дамаск или булат, специалисты называют микроволнистость его лезвия. Оно автоматически возникает из-за неоднородности слоев или волокон металла, из которых состоит клинок. По сути, режущая кромка такого оружия является «микропилой», что значительно повышает его боевые свойства.

Источник: https://MilitaryArms.ru/oruzhie/holodnoe/izgotovlenie-mecha/

Секреты изготовления холодного оружия. Различия кованных и прокатных клинков

Какой нож лучше, сделанный на заводе, по современным технологиям, или по старинке, выкованный вручную? Вид холодного оружия заставляет сердце любого мужчины биться чаще.

Никакие любовные приключения, вечеринки, рыбалки, или кампании друзей, не сравнятся с чувством, когда берешь в руки холодное оружие, красивое холодное оружие, пусть даже обыкновенный нож. Из чего только люди не делали нож. Из камня, кости, меди, бронзы, драгоценных металлов, и наконец, железа.

Ножи известны еще со времен палеолита, фактические это, древнейшее оружие и инструмент человека. Но, все-таки, какой же, нож, можно считать самым лучшим? Как можно выбрать лучший нож, скажем,  из двух клинков?

Давайте возьмем абсолютно два одинаковых клинка, которые были изготовлены разными способами. Один выкован вручную в кузне, а другой изготовлен на заводе, прокатным методом.

Как делаются клинки ножей в заводских условиях

На заводе используется специальный станок, по сути, выполняющий функцию мощного пресса. Он расплющивает раскаленную сталь до нужной толщины. Чем толще, тем больше раз кусок стали должен пройти, через прессующие его валики.

Поэтому станок так и называется – прокатным. А получившуюся заготовку именуют – прокатанным металлом.

Далее на этом прокатном металле рисуется форма ножа, нож вырезается, закаливается, затачивается и пускается на дальнейшую окончательную доработку.

Изготовление ножей кузнечным способом

Кузнец изготавливает клинок вручную. Сталь раскаляют в печи. Этот процесс довольно аутентичный. Например, в качестве топлива используется древесный уголь. Далее производится ковка вручную, либо с использованием механического молота. Металлическую болванку расплющивают с разных сторон. Металл сминают несколько раз, будто это тесто.

В это время внутри стали происходят очень важный процесс. Этот процесс на профессиональном жаргоне именуют – подготовкой структуры металла. После этого из получившейся заготовки придается форма ножу. Кованый нож под ударами механического молота, а затем и обычного, постепенно приобретает нужную форму. Его несколько раз разогревают в печи и снова куют.

Более подробно о ковке металла вы можете посмотреть, перейдя по ссылкам.

После получения кованой заготовки ножа, ее отшлифовывают и закаливают. Ножи нагревают до определенной температуры и опускают в машинное масло. Машинное масло дает гораздо меньшую скорость охлаждения и благотворней влияет на металл, чем вода. В воде есть риск, что сталь может просто лопнуть. После закалки клинка его затачивают.

Самой лучшей для холодного оружия, считается ручная заточка. Делается она в несколько приемов. Сначала используется крупнозернистый камень, смоченный в воде, потом более гладкий, и так далее.

Конкурс на самое острое лезвие

Вы никогда не задумывались, какое лезвие самое острое в мире? Режущая кромка хорошо заточенных вручную ножей составляет 40 микрометров. Что может быть острее? Давайте посмотрим.

На пятом месте офтальмологический инструмент под названием «микрокиратом». Толщина его режущей кромки составляет 30 микрометров. На четвертой позиции находятся хирургические скальпели. Острота некоторых доходит до 30 микрометров.

Фемтосекундный лазер, его еще называют – фемтосекундным скальпелем, находится на третьем месте. Толщина его луча меньше одного микрона, что позволяет вести операции над одной единственной клеткой, например, разрезать ее и проникать внутрь. Второе место по остроте лезвия занимает – опасная бритва.

После специальной лазерной заточки, толщина ее кромки может составлять менее одного микрометра. А есть патенты заточки бритвы до остроты – 120 нанометров. На первом месте находится электронный микроскоп. В теории пучок зараженных частиц внутри него можно сфокусировать до размеров атома.

И толщина разреза будет составлять 4 нанометра. Это в двадцать тысяч раз тоньше человеческого волоса.

Тестирование кованного и прокатанного ножа

Итак, какой из клинков, кованный или прокатный, окажется лучшим, если провести над ними специальные тесты. Один из тестов – это рубка свободно висящего пенькового каната. Если канат перерубается, вешается два каната, и так до тех пор, пока один из ножей не выйдет из «соревнования».

Это вполне традиционное соревнование кузнецов – рубка пеньковых канатов. Таким образом, можно проверить и сабли, и мечи, и любое другое холодное оружие.

К сожалению, у меня нет видео, где тестируются, таким образом, ножи, так что придется вам, поверить мне на слово, что прокатный заводской нож, хорошо перерубает два каната, однако, при рубке трех канатов одновременно, он не смог перерубить до конца третий канат.

Кованный же нож, с легкостью перерубил полностью все три каната, потом четыре, и пять. Хочется отметить, что форма, вес и заточка ножей была абсолютно одинаковой. Так почему имеется такая явная разница? Два идентичных ножа из одинаковой стали, одинаково заточены, но один справляется с тремя канатами, а другой нет?

Чем отличается нож, изготовленный ручным способом, от заводского ножа

Ответ кроется в способе обработки металла. Ручная ковка лучше измельчает внутреннюю структуру стали. Делает ее более плотной, причем плотной именно там, где это необходимо кузнецу, то есть, ближе к режущей кромке клинка.

Если взглянуть на срез кованого ножа, то видно, что ближе к острию, его зерно мельче. А чем оно мельче, тем крепче металл. В отличие от прокатанного ножа, где плотность структуры осталась везде одинаковой. Вот и весь секрет.

Однако у прокатного стали тоже есть свои преимущества. Она более пластична, чем сталь кованная, которая обладает большей твердостью, чем прокат. И если хорошо ударить по кованому клинку молотком, то он сломается, а прокатанный нож, удар молотка выдержит с легкостью.

Современные технологии, помимо ускорения процесса рождения различных товаров, привели и к частичному снижению их качества. И выражение «сделано вручную» все чаще означает – сделано хорошо.

А как еще объяснить то, что вещь фирменная, то есть, изготовленная промышленным способом, будет всегда цениться меньше, чем что-то выполненное руками человека и в единственном экземпляре.

И что касается холодного оружия, эта аксиома настолько очевидна, что так и хочется спросить, а где в нашем городе ближайшая кузница? А то, что-то все ножи дома совсем затупились, надо бы их, поменять.

Источник: http://sekach.ru/oruchie/razlichiya-klinkov

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector