sobota, 8 marca 2014

Robimy nóż cz. 4

Dziś najważniejszy etap... moment w którym kawałek wyszlifowanej blachy stanie się pełnowartościowym, nadającym się do użytku ostrzem. Czyli hartowanie... Jest to trudny etap, wymagający wiedzy, doświadczenia i niezłego przygotowania, zwłaszcza robiąc to metodą tradycyjną - bez pieców elektrycznych sterowanych elektronicznym sterownikiem.
Hartując w ten sposób można uzyskać bardzo dobre efekty, lecz ma to swoje ograniczenia - nie każdą stal da się tak zahartować. W zasadzie ograniczony jestem do stali węglowych niskostopowych, wszystkie wysokostopowe jak D2 lub nierdzewne jak N690 są poza moim zasięgiem. Dodatkowo technika ta wymaga uczenia się każdej stali z osobna, gdyż różne gatunki wymagają innych temperatur, czasów itp...

Niektóre zdjęcia i filmy są słabej jakości... zmuszony zostałem nagrywać telefonem bo w aparacie oczywiście skończyły się baterie... typowa złośliwość rzeczy martwych ;)

Ale do dzieła.
Będę potrzebował:
1. Oleju. Używam zwykłego oleju jadalnego z supermarketu. Olej przelewam do rury z przyspawaną u podstawy blachą - tak by była szczelna i mogła stać pionowo. Olej będzie podgrzany do ok 70C dzięki czemu będzie rzadszy i będzie lepiej odprowadzał ciepło


2. kleszczy kowalskich do wkładania/wyciągania ostrzy, profilu/rury którą umieszczę w palenisku i przysypię paliwem, oraz narzędziem jakie nazywam "grzebień" - czyli podstawki umożliwiającej umieszczenie w profilu 3 ostrzy na raz. Grzeję klingi w takim profilu nie bezpośrednio w koksie - dzięki temu głownie są równomiernie nagrzane (grzeją się od temp. powietrza, nie od bezpośredniego kontaktu z paliwem), oraz łatwo mogę kontrolować temp. na podstawie barwy żarzenia.



3. Haczyki - każde ostrze ma wywiercony otwór w trzpieniu. Za pomocą tych haczyków będę mógł zawiesić hartowane głownie w rurze z olejem bez stałego trzymania ich w kleszczach. Oszczędność czasu i energii :)


4. Pilot - kawałek stali dokładnie z tego samego gatunku z jakiego zrobione są hartowane głownie. Pilot zahartuję razem z klingami i złamie sprawdzając twardość, wytrzymałość i ziarno - im mniejsze tym lepsze. Dzięki temu będę wiedział czy ostrza nie zostały przegrzane.



Hartowane klingi dokładnie odtłuszczam rozpuszczalnikiem


Samo hartowanie to proces teoretycznie prosty: nagrzać do odpowiedniej temp. utrzymać w tej temperaturze odpowiednią ilość czasu i szybko schłodzić w oleju.

Najlepiej pokaże to film z całego procesu:

Jak widać na filmie ostrza po wyjęciu z oleju przyciskam szyną - kawał żelaza o wadze ok 15kg. Jeżeli zdarzy się że głownię skrzywi w hartowaniu to przyciskając ją takim ciężarem prostuję. Ostrze po wyjęciu z oleju ma jeszcze temperaturę ok 100C i przemiany nie zdążyły się zakończyć - możliwe jest wyprostowanie.

po wszystkim jest to:

Oczywiście nie mogłem się powstrzymać przed szybkim przeszlifowaniem głowni zahartowanych selektywnie by zobaczyć jak wyszedł hamon.

Widać nawet po wstępnym szlifowaniu taśmą 100 i bez trawienia. Czyli będzie świetnie :)

Oczywiście hartowany wcześniej pilot został połamany, przełom wygląda bardzo dobrze (nie wiem na ile na zdjęciu to widać ale na żywo jest ziarno jest jak mąka - drobniutkie i jedwabiste). Stal zahartowała się na ok 60 HRC



W następnym odcinku będzie wykończeniówka :) 

uzupełnienie:
jak słusznie zauważono w komentarzu, zapomniałem napisać o bardzo ważnej rzeczy - odpuszczaniu. Jest to kolejny etap obróbki cieplnej mający na celu usunięcie naprężeń pohartowaniczych. Proces hartowania jest dla stali niezwykle "stresujący", zachodzące w stali przemiany powodują różne naprężenia oraz inne niekorzystne zjawiska. Stal zahartowana i nieodpuszczona jest krucha. Bardzo krucha. Nawet prawidłowo zahartowana i twarda ma kruchość niemal szkła - złamanie w palcach sztabki grubości 4mm jest banalnie proste.
Odpuszczać należy jak najszybciej po hartowaniu, inaczej pewne niekorzystne zmiany mogą być już nieodwracalne (np. utrwalenie austenitu szczątkowego). W tym celu używam zwykłego kuchennego piecyka elektrycznego - stale węglowe odpuszczam w temperaturze 175C przez 1-1,5 godziny. Głownie zahartowane selektywnie tylko w 160C. 
Po tym zabiegu stal jest twarda i wytrzymała.


9 komentarzy:

  1. Napisz proszę coś jeszcze o odpuszczaniu :)

    pozdr
    Peppers1

    OdpowiedzUsuń
  2. Takie mam w sumie pytanie:)

    Jak dokładnie hartujesz, czytałem że "metodą tradycyjną".

    tzn. że jak kowale w XV wieku ?:) bo to mnie tak zainteresowało i dalej interesuje jak oni uzyskiwali temperatury austenityzowania :)

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. w odróżnieniu od XV wiecznych kowali ja dysponuję stosownymi wykresami i danymi dotyczącymi konkretnych gatunków stali jaką hartuję. Dzięki temu wiem jakiej temperatury i w jakim czasie użyć by efekt był odpowiedni.
      Temperaturę oceniam "na oko" - czyli nie używam do pomiaru termometrów, termopar itp. Da się to zrobić na podstawie barwy żarzenia stali. Dodatkowo stale których używam już znam - przeprowadziłem wiele prób wytrzymałościowych, przełomów oraz pomiarów twardości na twardościomierzu Rockwella itp. by nauczyć się sterować procesem bez użycia zaawansowanej technologii. Ma to oczywiście swoje ograniczenia - pracuję tylko w wybranych stalach.

      Nie bardzo wiem jak się odnieść do pytania "jak dokładnie..." - mogę napisać że na tyle dokładnie że noże jakie robię są funkcjonalnym narzędziem.

      Usuń
  3. "Jak dokładnie" tzn miałem na myśli czy używasz pieca hartowniczego, czy może hartujesz, palnikiem?

    Co do krzywych, badań udarności, czy tam pomiary twardości, wykresów itd. to domyśliłem się dysponujesz takowymi wykresami, badań innych niż udarność nie zrobiłbym raczej ze względu na brak możliwości, ale rozumiem wszystko w sumie to jest powiązane z moim kierunkiem studiów. Więc tak jak powiedziałem na początku pod słowami "jak dokładnie", miałem na myśli w czym zachodzi nagrzewanie materiału hartowanego, czy w jakichś piecach hartowniczych, czy w płomieniu palnika acetylenowego?

    Przepraszam za nieporozumienie :)

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. ani piec hartowniczy ani palnik. Używam zakrytego paleniska na węgiel drzewny/koks.

      Usuń
    2. Dziękuję bardzo, właśnie o to mi chodziło, bo zamierzam też spróbować, aczkolwiek mam do dyspozycji też tylko węgiel drzewny bądź koks.

      Życzę miłego dnia :)

      Usuń
    3. zachęcam do prób :)
      Bardzo ciekawe doświadczenie - ja osobiście lubię ten etap w którym kawałek blaszki staje się ostrzem (lub nie jak coś pójdzie nie tak ;))

      Usuń
    4. A dziękuję za zachętę :)

      tak czytałem trochę i chciałbym spróbować zrobić coś samemu :)

      Pozdrawiam :)

      Usuń