Клинки из нержавеющей стали: изготовление ножей

Стальная поковка и отливка

Оба производственных процесса требуют применения высоких температур к стальному сырью (для его разжижения или податливости) и выполнения механической обработки с ЧПУ (устройство числового программного управления) в конце процесса для получения конечного продукта.

Конечные продукты могут также подвергаться поверхностной обработке, такой как покраска, порошковое покрытие, полировка, различные типы покрытий (например, цинкование) и защита от износа / упрочнение (нанесение покрытия из карбида вольфрама).

Наконец, что немаловажно, литые и кованые детали могут быть собраны, сварены, спаяны с твердым покрытием перед отправкой в качестве конечного продукта.

Продукты, полученные в результате процессов литья и ковки, имеют различные свойства с точки зрения пористости поверхности (как правило, лучше для кованых и литых изделий), зернистой структуры (лучше для кованых изделий), прочности на растяжение (как правило, лучше для кованых изделий) и устойчивости к усталостным нагрузкам.

Поэтому эти альтернативные производственные процессы используются (и подходят) для различных обстоятельств и областей применения.

Процесс литья предпочтителен для:

• деталей и компонентов, которые были бы слишком сложными или дорогостоящими для изготовления ковкой стали (например, большие корпуса клапанов);
• частей, которые имеют внутренние полости;
• крупногабаритных деталей (практически нет ограничений по размеру с точки зрения веса деталей, которые могут быть изготовлены в процессе литья);
• деталей из специальных сплавов (некоторые конкретные сплавы подделать сложнее, чем литье, например, с высоким содержанием никеля и молибдена, которые обладают значительной стойкостью к механическим воздействиям);
• деталей, требующих массового производства и небольших партий.

Процесс ковки предпочтителен для:

• деталей, требующих чрезвычайно высокой прочности, ударной вязкости и сопротивления (действительно, в процессе ковки структура стальных зерен модифицируется в соответствии с формой конечного продукта — с высокой однородностью состава и металлургической рекристаллизацией);
• частей, которые должны противостоять более сильным ударам и механическим воздействиям;
• участков, где пористость, риск образования газовой полости, карманов и возможного образования полостей (даже микрогранулированных) неприемлемы;
• производства механически прочных деталей без использования дорогих сплавов;
• деталей, которые требуют высокой износостойкости;
• деталей, подверженные высоким нагрузкам и нагрузкам;
• высокопроизводительных приложения, когда целостность и качество детали является главной целью в процессе производства, а не время и стоимость.

Развитие технологий литья уменьшило разрыв между физическими свойствами литых и кованых изделий, что делает современные литые изделия очень конкурентоспособными с точки зрения качества, прочности и износостойкости: однако во многих областях ковка стали остается, тем не менее, предпочтительный вариант изготовления (пример: клапаны небольшого размера, то есть кованые клапаны или клапаны высокого давления).

Основные требования к стали для изготовления ножей

Хороший нож – это тот, клинок которого имеет длительный срок эксплуатации, устойчив к агрессивным средам и влаге, нехрупкий и легко затачиваемый.

Как известно, влажность и различные среды способствуют образованию ржавчины (коррозии), которая особенно «опасна» для режущей кромки лезвия. Она представляет собой тонкую режущую полосу с мельчайшими зубцами, из-за чего она так чувствительна к любому виду воздействия. Поэтому долгое время мастерам по изготовлению ножей не удавалось найти «идеальный» состав стали, количество углерода и примесей в которой, удовлетворяли бы все приведенные выше требования.

Каждый тип стали в зависимости от химического состава, обладает определенным уровнем основных свойств, которыми в будущем отражаются на основных свойствах режущей части ножа. И не существует марок, которые имели бы максимально высокие показатели по всем характеристикам. Наиболее правильные пропорции основных примесей стали гарантируют баланс ее основных характеристик. Так, более твердые марки стали отлично сохраняют режущие свойства. Массовая часть углерода в них составляет минимум 0,5%, что обеспечивает высокий показатель прочности клинка и остроту лезвия. Мягкая сталь легче поддается заточке, однако имеет низкий срок износоустойчивости.

Какая бы не была сталь, с низким или высоким количеством углерода в ней, без содержания дополнительных компонентов она всегда будет обладать одним существенным недостатком – низкой устойчивостью к коррозии (материал ржавеет).

Чтобы повысить уровень показателей основных параметров стали (в том числе стали для ножей), в нее добавляют различные примеси тяжелых металлов и некоторых неметаллов (легирование стали). При этом не только вид примеси, но и его массовая часть способны оказать влияние на качество определенного параметра. Химический состав стали отражается не только на ее свойствах, но и на ее стоимость и возможность ее обработки во время производства.

Основными компонентами-примесями стали, которые повышают износостойкость ножей, продлевают срок их эксплуатации (за счет более долгого сохранения заточки), поднимают степень устойчивости к коррозии, перепадам температур, агрессивным средам, сильным окислителям, а также усиливающим прочность, являются хром, никель, молибден, титан, марганец и фосфор. Именно их наличие в составе стали клинка отличает обычные ножи от действительно качественных ножей.

Стальная отливка

Основными типами процессов литья являются:

Отливка в песчаной форме

Литье в песчаные формы является наиболее традиционным методом литья и заключается в заливке жидкого металла в связующие, которые противостоят расплавленному металлу (такие как глиняная связка / твердый связанный зеленый песок / смола, термореактивная смола, песок и оболочка).

Прецизионная отливка

Этот термин относится к точному формованию, выполняемому путем введения жидкого металла в металлическую головку и керамическое покрытие. Материал пресс-формы может быть твердым воском, выплавляемым модельным составом, с расходуемой моделью и т.п.

Эти процессы используются для различных применений с точки зрения размеров деталей (литье в песчаные формы используется для крупных деталей, литье по выплавляемым моделям для мелких деталей весом до 100 кг и до 1,5 м максимальной длины), допустимые отклонения (литье по выплавляемым моделям создает более точные детали) и целевые показатели (литье по выплавляемым моделям, как правило, более экономично, чем литье в песчаные формы).

Можно ли из нержавейки сделать нож

Предлагаю к рассмотрению надежный, прочный, долговечный, простой нож из нержавеющей стали. Этот металл не ржавеет, что очень хорошо для ножа, не нужно следить за лезвием, ручкой и прочими узлами, нож всегда будет оставаться блестящим. Конструкцию ножа автор решил сделать максимально простой, благодаря этому увеличивается его надежность. Для сборки используются винты с потайной головкой. Это позволит в случае чего разобрать нож и починить, ну или почистить.

В целом нержавеющая сталь отлично подходит как для изготовления клинка, так и для изготовления ручки. Этот металл довольно прочен, он поддается закалке. Но нержавеющая сталь бывает тоже разных марок. При закалке клинка металл меняет цвет, что делает клинок довольно красивым. Найти такую сталь не должно составить у вас особого труда. Итак, рассмотрим более подробно, как же изготовить такой нож.

Список материалов и инструментов, которые использовались автором:

Список материалов:

— пластинка нержавеющей стали; — винты с потайной головкой.

Список инструментов:

— ленточный отрезной станок; — ножовка по металлу; — напильники; — ножницы; — бумага; — наждачная бумага разной зернистости; — линейка; — метчик для нарезания резьбы; — отвертка; — шуруповерт; — сверлильный станок; — токарный станок; — дисковая шлифмашина.

Процесс изготовления ножа:

Шаг первый. Разрабатываем дизайн и вырезам шаблон

Первым делом разработаем дизайн ножа на бумаге. Далее вам нужно будет его вырезать, должно получиться две половинки ручки, а также клинок. Фиксирующий механизм на ноже очень простой, он представляет собой часть ручки. То есть это кусок пластинки из нержавейки, которая пружинит. В закрытом состоянии она поджимает и удерживает клинок, чтобы тот не выпадал. А в открытом состоянии для клинка создается упор. Для складывания нужно нажать пальцем на эту самую пластину. Также в конструкции предусмотрена распорка, чтобы получить нужный зазор между половинками ручки.

Шаг второй. Вырезаем заготовки

Теперь нужно перенести шаблоны на металл, есть масса способов, как это сделать. Можно просто обвести шаблоны маркером. А можно их приклеить, но для этого используйте хороший клей, чтобы шаблон не оторвался в процессе работ. Наилучшим образом для таких работ подойдет ленточная отрезная пила, это позволит получить практически идеальные заготовки. Можно использовать и болгарку, только после этого останется много шлифовальных работ.

Шаг третий. Сверлим отверстия и нарезаем резьбу

Для сборки ножа понадобится просверлить три отверстия, для этого будет нужен сверлильный станок и скорее всего, понадобятся сверла со специальными наконечниками. Нержавеющая сталь довольно прочная и обычное сверло ее обычно не берет. После сверления сделайте еще небольшие углубления под потайные головки винтиков.

Вот и все, теперь вам остается нарезать резьбу под винты. Тут вам на помощь придет метчик подходящего размера. С помощью двух винтиков собирается задняя часть, а с помощью еще одного крепится клинок. Как только отверстия будут готовы, вы уже сможете в качестве эксперимент.

А собрать нож и проверить, хорошо ли работает фиксирующий механизм.

Шаг четвертый. Доработка клинка

Клинок у нас уже есть, но на нем нужно сформировать скосы. Способов их изготовления масса, автор решил использовать болгарку со шлифовальной насадкой. Скосы делаем на свое усмотрение, у автора они сливаются с клинком, то есть скос плавно переходит по всей ширине клинка. Чем тоньше будет лезвие, тем легче оно будет точиться и тем острее будет нож.

После обработки болгаркой на поверхности будет иметься много глубоких царапин. Их все нужно убрать, для этого сначала используем крупную наждачную бумагу. Затем потихоньку уменьшаем зернистость, выбираем наждачку все мельче и мельче. В итоге вы сможете воспользоваться полировальным станком и сделать лезвие зеркальным.

Шаг пятый. Финишная шлифовка

Обработайте при помощи наждачной бумаги половинки ручек, их можно сделать идеально гладкими или даже зеркальными. Обрабатываем не только снаружи, но и изнутри, так нож прослужит дольше. Чтобы наждачка работала лучше, ее можно смачивать в воде.

Шаг шестой. Закалка клинка

Закалка – неотъемлемая процедура при изготовлении качественного ножа. Благодаря закалке клинок обретает высокую прочность и долго не тупится. Для закалки вам понадобится масло или обычная вода. Но в масле закалять лучше, так как меньше шансов, что клинок деформируется, или треснет. Греет клинок автор газовой горелкой, водя ей вдоль клинка для равномерного прогрева. Подойдет также кузнечная печь. Греем сталь до ярко-красного цвета, а затем погружаем в масло или воду. Температура закалки для каждой стали индивидуальна, никогда об этом не забывайте.

После закалки цвет клинка изменится, смотрится эта патина довольно красиво, так что есть смысл ее оставить. Но при желании вы все же сможете отполировать клинок до блеска. Помимо закалки клинка автор также закалил фиксирующий механизм, чтобы он был прочнее и пружинил.

Стальная поковка

Стальная ковка появилась в Китае в древние времена для производства различных видов металлических изделий.

Принимая во внимание, что процедуры и инструменты, используемые для производства кованых деталей, менялись на протяжении веков (от использования наковален, молотков и рабочей силы до автоматических машин в качестве гидравлических прессов), основной процесс ковки стали по-прежнему основан на приложении тепловой энергии к твердому веществу. стальные блоки и их дальнейшая обработка в готовые изделия путем приложения механических (ударных) сил.

Процесс ковки

Основной процесс ковки состоит из нескольких традиционных этапов:

• сырье (стальные блоки, слитки, заготовки) нарезают на более мелкие части, если необходимо,
• сырье нагревают до достижения требуемой температуры ковки (применение тепла необходимо для того, чтобы сделать материал пластичным и податливым); температура ковки зависит от типа металла и достигается путем помещения материала в термокамеру / печь;
• нагретый металл придает механическую силу (давление) необходимой форме;
• полуфабрикат подвергается механической обработке, чистовой обработке и термообработке

В конце процесса полученный продукт обладает исключительной прочностью, ударной вязкостью и износостойкостью благодаря металлургической рекристаллизации и измельчению зерен в результате применяемой термической и механической обработки.

В зависимости от температуры, применяемой к сырью в процессе ковки, ковка делится на:

• холодная ковка стали: когда нагрев не применяется, то есть процесс ковки происходит при комнатной температуре (в этом случае требуются более высокие механические силы, и металл имеет более низкую формуемость по сравнению с методами теплой или горячей ковки);
• Теплая ковочная сталь: сырье нагревают при температуре от 800 до 950/1000 C°;
• Сталь горячей ковки: когда температура нагрева выше 950/1000 C° (и, как правило, ниже 1300 C°), чтобы придать металлу высокую пластичность и сделать возможной ковку даже при умеренном механическом давлении.

Виды стальных поковок

Ковка в закрытом штампе
«Кованая сталь с закрытым штампом» — это процесс ковки, при котором штампы движутся навстречу друг другу и полностью или частично покрывают заготовку. Нагретое сырье, которое приблизительно соответствует форме или размеру конечной кованой детали, помещают в нижнюю часть штампа.
Ковка в открытых штампах
«Кованая сталь с открытой штамповкой» — это процесс деформации куска металла между несколькими штампами, которые не полностью герметизируют материал. Металл формируется под действием штампов, которые «забивают» или «штампуют» материал посредством серии движений, пока не будет достигнута нужная форма.

Различия между ковкой в закрытом и открытом штампе

Медицинская сталь

К группе самых популярных сталей для производства ножей относится марка 65Х13. Буква «х» в названии сорта обозначает в ее составе хром, что относит металл к отряду нержавеющих. Из этого металла наиболее часто делают хирургические скальпели и прочие медицинские инструменты, что видно из самого названия. Это сравнительно мягкая сталь, ножи из нее быстро затачиваются, но и легко тупятся, а к неоспоримым достоинствам относится то, что она и в правду не ржавеет. Медицинская сталь применяется для производства всего отечественного ширпотреба рабочих ножей, с оптимальным соотношением цена – качество.

Области применения стальных отливок и поковок

Стальное литье и ковка используются для производства деталей для следующих отраслей промышленности:

• нефтехимические заводы (например, кованые клапаны, кованые фитинги, фланцы и т. д.)
• производство электроэнергии и переработка отходов
• добыча и переработка полезных ископаемых
• сельское хозяйство и животноводство
• очистка воды
• воздухоплавание
• автомобильная промышленность (шкивы и шестерни)
• обработка материалов
• кирпичный завод
• асфальтовые заводы
• части ливневой канализации
• рендеринг растений
• железнодорожные пути