закалка клинка уставная что это
Как сделать зонную закалку на клинке, и будет ли она похожа на традиционную японскую?
Вроде бы ничего сложного тут и нет, намазал клинок глиной частично – вот тебе и зонная закалка получится. Но только ингредиенты этой самой замазки не раскрываются, а именно они способны придать клинкам те мифические свойства, что вовсю тиражируются в фильмах.
Но наши российские кузнецы тоже не лыком шиты, они давно уже научились делать такую же зонную закалку клинков как в Японии. Такую же, но только внешне, так как твердость стали в Японии всё равно получается выше.
Сейчас мы разберем два популярных способа получения зонной закалки, после которых на клинках появляется характерный хамон.
Первый способ – зонная закалка инструментальной стали
Зонная закалка даёт мечу огромное преимущество перед полностью закалённым клинком – он становится не таким хрупким, и может легко сломать полностью закалённый меч. Сейчас это, конечно не актуально, но многие хотят получить «правильную» катану, а не обычный клинок, с непонятным травлением вместо хамона.
Проще всего получить зонную закалку клинка можно нанеся на обух и часть боковых стенок клинка обмазку из глины. Чтобы хамон получился правильным, края обмазки с каждой стороны нужно сделать волнообразными. Волну можно делать любую, хотите мелкую, хотите крупную, как вам больше нравится. Но лучше присмотреться к старинным японским мечам и скопировать узор там.
После того, как обмазке будет придана нужная волнообразная форма снизу, нужно обязательно высушить глину. После этого клинок разогревается до нужной температуры для закалки (это зависит от стали, из которой он сделан). Разогретый клинок вместе с обмазкой нужно погрузить в ту жидкость, в которой и будет осуществляться закалка.
Так как у глины низкая теплопроводность, то и те части клинка, которые не будут ей обмазаны, будут слабо закаляться. А та часть клинка, которая будет без глины, наоборот получит полноценную закалку.
Лучше всего использовать для зонной закалки таким способом сталь У10. Эта углеродка закаливается до 64 HRC в месте, свободном от обмазки и до 46 HRC там, где будет нанесена глина. Естественно, что твёрдость в 64 HRC для меча слишком высока, поэтому нужно обязательно подвергнуть клинок процедуре отпуска. Готовое изделие получит нормальную твёрдость для уверенного реза, и не будет выкрашиваться при сильных ударах.
Чтобы линия хамон выделялась, клинок нужно хорошо отшлифовать, потом подвергнуть полировке, и аккуратно протравить кислотой. Именно на клинках из стали У10 получается самый чёткий и хорошо различимый хамон.
Главная проблема при проведении закалки таким способом – это то, что в глину нужно добавлять некое количество песка и древесного угля. Вот тут и кроются все проблемы. Японские кузнецы что-то добавляют в состав, и глина не отваливается в процессе нагрева и закалки. У большинства мастеров по всему миру эта глиняная обмазка слетает во время нагрева или закалки.
Приходится всячески извращаться, чтобы избежать этого. Проще всего сделать своеобразный чехол-кожух из жести, который одевается на меч и набивается глиной. Таким образом, обмазка не слетит.
Второй способ получения хамона на клинках
Чтобы получить линию хамон вторым способом, нужно взять готовый клинок из стали с низким содержанием углерода. Подойдёт что-нибудь типа 20Х. После нанесения слоя обмазки, клинок нужно подвергнуть цементации. Во время этой процедуры клинок насыщается углеродом.
Кстати, в Азии процедуру цементации часто использовали для изготовления необычных мечей и сабель. Их особенность заключалась в том, что на поверхности клинка были видны изображения драконов, зверей, птиц или людей. Для тёмных средневековых воинов такие клинки казались настоящим чудом. Именно от них пошла легенда про знаменитые булатные мечи, с узорами.
А получить этот самый узор просто – достаточно в глиняной обмазке сделать отверстия в форме нужного силуэта – и всё. Только качество таких мечей было ниже, чем у сделанных по стандартной технологии зонной закалки, так что самые лучшие и качественные мечи были лишены таких изысков.
Термообработка клинка
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.
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.
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 требует ся точное соблюдение индивидуальных режимов.
Относительно охлаждающих сред рецепт таков: все углеродистые стали калят в воде, а легированные — в масле. Понятно, что вода стремительно отбирает тепло, поэтому скорость охлаждения в ней высока. Масло действует мягче и постепенней. 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.
Очень важным, если не сказать принципиальным, является способ погружения клинка в закалочную среду. Для заготовок разной формы он различен, хотя и предстает перед нами в сего в двух ипостасях: прямые обоюдоострые клинки опускают в жидкость строго вертикально, отвесно, а ножеподобные (независимо от кривизны и длины) — наклонно, острием вниз и вперед, лезвием книзу. При этом первым соприкоснувшееся с жидкостью лезвие мгновен но 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 виртуоз ы 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 должн о 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».
Закалка клинка уставная что это
Криминалистические требования к холодному оружию. Часть 2.
1. Область применения
2. Основное назначение
Принадлежность к национальным костюмам и казачьей форме.
Конкретные виды (образцы) сабель, шашек и кинжалов, предназначенных для ношения с казачьей формой и национальными костюмами народов РФ, определяются Постановлением Правительства РФ.
4. Конструктивные особенности
5. Технические характеристики
5.1 До издания соответствующих ГОСТов, в результате анализа технических условий на изготовление различных образцов сабель и шашек и обобщения криминалистической практики, настоящими требованиями установлены оптимальные размеры сабель и шашек, являющихся принадлежностью национальных костюмов и казачьей формы:
1. Область применения
2. Основное назначение
Использование в походных условиях при занятиях оздоровительным и спортивным туризмом, а так же в качестве специальных ножей при занятиях альпинизмом, водным туризмом и т.п.
Ножи туристические подразделяются на три вида:
Ножи туристические нескладные могут изготавливаться по типу ножей для выживания.
4. Конструктивные особенности
4.1 Ножи туристические состоят из клинка и рукояти, а так же могут иметь упор (или ограничитель) либо подпальцевые выемки на рукояти, обеспечивающие прочное удержание ножа и безопасность использования при выполнении хозяйственных или специальных работ в походных условиях.
4.2 Соединение клинка ножей туристических нескладных и разборных с рукоятью должно быть достаточно плотным и прочным.
4.3 Клинок складных туристических ножей в раскрытом положении может жестко фиксироваться (т.е. допускается наличие фиксатора).
4.4 Ножи туристические могут иметь дополнительные предметы и приспособления бытового (шило, консервооткрыватель, отвертку и т.п.) и специального назначения (пилку для дерева, которая может быть расположена на обухе основного клинка либо в виде отдельного предмета; компас на торце рукояти), а так же иные предметы и приспособления, которые могут располагаться в полости рукояти.
4.5 Конструкция ножей туристических складных может быть и с беспружинной фиксацией клинка (рамочные, инерционные, типа «бабочки» и т.п.)
В соответствии с требованиями ст. 6 Федерального закона запрещены к обороту на территории РФ ножи туристические (с длиной клинка свыше 90 мм), автоматические пружинные, инерционные, типа «бабочки» и иные, конструкция которых позволяет извлекать клинок ускоренным движением.
5. Технические характеристики.
5.1 До издания соответствующих ГОСТов, в результате анализа технических условий на изготовление различных образцов ножей туристических и обобщения криминалистической практики, настоящими требованиями установлены предельные размеры клинков туристических ножей:
Измерение толщины обуха производится в наиболее толстом месте клинка (например, на пяте).
Толщина обуха ножей туристических складных, нескладных и разборных может быть более 2,4 мм, если длина клинка менее 90 мм.
5.2 Твердость клинков ножей туристических должна быть относительно прочными, но могут иметь деформацию при изгибе.
Прочность и упругость конструкции ножей туристических может определяться по схеме (см. п. 8 раздела «Общие положения»). После испытания остаточная деформация на клинке может превышать 1 мм.
1. Область применения
2. Основное назначение
4. Конструктивные особенности
макета в масштабе, не позволяющем использовать его в качестве соответствующего оружия;
5. Технические характеристики
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.
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.
Относительно охлаждающих сред рецепт таков: все углеродистые стали калят в воде, а легированные — в масле.
Понятно, что вода стремительно отбирает тепло, поэтому скорость охлаждения в ней высока. Масло действует мягче и более постепенно.
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.
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?
Какую сталь выбрать для заготовки ножа?
Сегодня марочник стали и сплавов может предложить металл в нескольких тысячах наименований и сортов. В состав сплава стали, могут кроме железа входить и вольфрам, и никель, и ванадий, и цинк. От этого зависит физико-химические свойства металла, с вольфрамом он становится жестким и прочным, цинк делает его мягким, а алюминиевая составляющая позволяет делать вытяжку. Но для ножа важно не это, здесь определяющим моментом выступает, сколько углерода содержит металл. Чем больше углеродная составляющая, тем он прочнее, но при этом он и более хрупкий. А вот чем меньше углерода, тем металл пластичнее, нет, не мягче, а именно пластичнее.
Поэтому, выбирая металл для ножа, рекомендуется обращать внимание на марочные стали и высоколегированные марки, клинок из такого металла будет и прочным, и гибким, оставаясь острым долгое время.
В чем состоит смысл процесса закаливания?
Высокотемпературная обработка металла позволяет изменить его внутреннюю структуру – при нагревании до определённой температуры содержание углерода в нем изменяется, а при резком остывании металл сохраняет приобретенную структуру. При чередовании процесса нагрева – остывания происходит приобретение металлом прочности. А вот нагрев в определенном температурном режиме позволяет при этом сохранить упругость металла.
Что нужно для закалки?
Ключевым моментом в процессе обработки клинка выступает процесс нагрева и поддержания в процессе определенного времени металла при высокой температуре. Для этого используются:
Каждый из методов имеет свои плюсы и минусы. К плюсам горелки и лампы относится их мобильность, чего не скажешь о горне и печи, но горелка и лампа не дают возможности поддерживать температуру нужное время. С другой стороны, отрегулировать температуру нагрева с точностью до 50 градусов можно только в печи, да и сам процесс работы с ней удобнее.
Закалка в классическом виде осуществляется нагревом до 700-1000 градусов, после чего делается охлаждение в емкости с минеральным маслом. Поэтому работать рекомендуется в специально подготовленном помещении, где есть возможность установить и печь, и емкость для масла.
В кузнечном горне разогреть заготовку довольно просто – при подаче воздуха угли раскаляются и заготовка может достичь нужной температуры. Здесь главное не перегреть клинок. Ориентироваться лучше по специальной температурной шкале, в которой температура соответствует определенному цвету металла. Правда, для того чтобы не ошибиться шкалу нужно изучить основательно, поскольку при перегреве, сталь теряет свои свойства и становится мягкой.
Процесс остывания заготовки проводится в емкости с минеральным маслом, без доступа кислорода. Емкость необходима довольно большая – клинок должен весь погружаться в масло, при этом масло не должно закипать.
Для работы с разогретой докрасна заготовкой понадобятся и кузнечные клещи с длинными рукоятками и брезентовые или кожаные перчатки. В домашних условиях для работ нужно предусмотреть и одежду из негорючего материала, и маску для защиты лица.
Процесс закалки клинка в домашних условиях
При работе с кузнечным горном или горелкой заготовка должна ложиться на угли, когда пламя приобретает малиновый оттенок. Пламя белого или голубого свечения для закалки не подходит – при белом цвете температура достигает 1000-1100 градусов, и металл быстро перегревается, а при голубом 500-600 он просто не успевает прогреться до нужной температуры.
Когда клинок равномерно окрашивается в пурпурно-красный а затем желтый цвет и при этом на поверхности исчезают видимые темные пятна заготовку можно вынимать и опускать в масло.
В емкости с маслом первый раз заготовка окунается на 3-4 секунды, после чего снова отправляется для обжига в печь или горн. По достижению темно-красного цвета металла ее снова вынимают и опускают уже на 4-5 секунд. Процесс повторяется 4-6 раз, при этом время увеличивается на 1-2 секунды.
В последний раз заготовка опускается в емкость с водой для охлаждения – здесь нужно быть особенно осторожным, поскольку вода может спровоцировать разбрызгивание капелек масла, оставшихся на лезвии.
До какой температуры нужно разогревать заготовку?
В зависимости от марки стали разогрев осуществляется в следующих диапазонах температур:
Отпуск заготовок
Обработка высокой температурой приводит к созданию в металле внутреннего напряжения. Это отрицательно сказывается на гибкости и прочности металла. Заготовка становится хрупкой – при неправильном нажиме или перекосе она начинает крошиться или лопается.
Для того чтобы металл стал более пластичным проводится процедура отпуска – доведение температуры заготовки до момента наивысшей пластичности металла и постепенное, естественное его охлаждение. В муфельной печи для этого разогревают металл до необходимой температуры, а после, при закрытой дверце плавно охлаждают в течение 2-3 суток.
Проверить правильно ли закалился клинок довольно просто – достаточно провести напильником по лезвию – если лезвие скользит, закалка прошла удачно, ну а если задевает металл, то процедуру придется повторить.