Современные изделия приносят своим владельцам немало разочарований. Эргономичные новинки популярных брендов отличает прекрасный дизайн. Однако по своим потребительским свойствам они часто ненамного превосходят дешевый ширпотреб. Подобная беда не миновала рынок ножей. Лезвия новомодных моделей ножей быстро тупятся, непрочные режущие кромки покрываются зазубринами. Полной противоположностью станет нож из подшипника, в изготовлении которого используется особо прочная сталь. По отзывам владельцев, острием такого самодельного ножа можно царапать стекло, металлическое лезвие режет мясо с костями без образования зазубрин.
Плюсы и минусы ножа из подшипника
Существуют самые разные способы изготовления ножей. В качестве металлической заготовки используются рессоры, поршневые клапаны судовых двигателей, ж/д костыли, стальные тросы, полотна пил, напильники, сверла. Не разочарует любителей качественного режущего инструмента и самодельный нож из подшипника.
Не стоит забывать, что по российским законам согласно ст. 223.4 УК РФ запрещено незаконное изготовление холодного оружия. На его изготовление и продажу требуется специальная лицензия.
Не проще ли вырезать стальное полотно из полосы подходящей толщины, чем разгибать и плющить толстостенное кольцо подшипника? Однако весь смысл такого выбора заключается в том, чтобы задействовать особопрочную марку низколегированной стали. Большие трудозатраты в процессе обработки оправданы неординарными свойствами получаемых ножей. Секрет заключается в особом химическом составе «подшипниковой» стали ШХ15, о котором можно судить по таблице.
| Наименование | С | Si | Mn | Cr |
| % содержания | 0,95 — 1,0 | 0,17 — 0,37 | 0,2 — 0,4. | 1,35 — 1,65 |
Следует обратить внимание на достаточно низкое процентное содержание хрома, что позволяет оставаться Cr в составе цементита. Если говорить о самой структуре металла, то она отличается однородностью, что повышает пластичность и вязкость металла подшипника. Это позволяет стали показывать высокую стойкость к смятию в составе изделий, отлично держать кромку ножа. Отличительным свойством стали считается способность в результате температурной обработки:
- заметно улучшать показатели прочности до 61-64 HRC;
- приобретать высокую износоустойчивость.
Благодаря высокой контактной выносливости заточка ножа производится не чаще 1 раза в полугодие. Закаливать нож из «подшипниковой» стали лучше в диапазоне температур от 810 ºС до 850 ºС, а отпускать при 160–200 ºС. К недостаткам ножей из подшипника следует отнести обезуглероживание металла при неправильной термообработке и появление пятнышек ржавчины при хранении во влажном помещении.
Необходимые материал и инструменты
Помимо самого подшипника в процессе изготовления ножа понадобятся:
- деревянные накладки для рукояти;
- латунные штифты для заклепок;
- эпоксидная смола с отвердителем;
- масло, антисептическая пропитка для дерева;
- расходные материалы: бумага, полиэтиленовая лента, маркер.
Масло для закалки берется минеральное или растительное, подойдет старое трансформаторное или автомобильная отработка. Понадобится бумага для ксерокса формата А4 или А3, оберточная для зажима лезвия в тисках, шлифовальная разной зернистости для ошкуривания металла и древесины.
Необходимо иметь в наличии соответствующее оборудование и инструменты, а также запастись следующей оснасткой:
- болгаркой с абразивным диском и шлифовальным кругом;
- наковальней или аналогом из обрезка двутавра;
- молотом 4 кг, молотком 1 кг, кузнечными клещами и струбцинами;
- слесарными тисками, зубилом;
- печью или кузнечным горном;
- бытовой духовкой;
- настольным сверлильным станком;
- полировальной машиной;
- ленточной шлифовальной машиной (гриндером);
- дремелем;
- электролобзиком и стамеской.
Особые требования предъявляются к печи, она должна разогреваться до 1100 ºС, что в зоне горения обычного очага недостижимо. Необходима толстостенная печь из металла, растапливаемая древесным углем. Обычную вытяжку необходимо переоборудовать, оснастив приточным вентилятором.
Диск болгарки лучше всего брать абразивный, чтобы проще было распилить обойму подшипника. Подойдет насадка с алмазным покрытием. Не стоит пытаться использовать в болгарке фрезу – она только будет скользить по поверхности подшипника из закаленного металла.
Дополнительно, если отсутствует достаточный опыт работы с кузнечными клещами, потребуется электросварка. С ее помощью к заготовке приваривается арматурина, которая станет удобным держаком заготовки ножа при ковке металла тяжелым молотком.
Если следовать рекомендациям владельцев ножей из подшипника, не помешает изготовить или приобрести специальное приспособление для заточки инструмента. Оно позволит поддерживать на высоком уровне режущие свойства ножа в процессе последующей эксплуатации.
Обработка подшипника и подготовка детали к ковке
В качестве заготовки ножа подойдет подвесной подшипник карданного вала автомашины или любой другой диаметром 100–150 мм. Например, допускается использовать экземпляры требуемых размеров от осевого механизма и приводного оборудования станков, подвижных агрегатов. Непосредственно исходником служит самая массивная часть изделия, называемая наружной обоймой подшипника. Она изготовлена из конструкционной стали марки ШХ15.
Способы разборки подшипника бывают разными. Поскольку кроме наружной обоймы ничего не понадобится, а расколоть обечайку ни в коем случае нельзя, применим самый «гуманный» способ – пиление металла болгаркой. Подшипник лучше зажать в тиски и распилить по возможности и внутреннее кольцо. Пилить внешнее кольцо лучше наискосок, тем самым формируя носик ножа. После распила зубилом разрушается сепаратор и удаляются все внутренности вместе с шариками. Если требуется, место среза разжимается слесарным инструментом. Окружность должна быть на 1–2 см длиннее ножа, поэтому лишние сантиметры заготовки отпиливаются.
Отжиг и ковка заготовки
Сталь легирована хромом, поэтому перед ковкой ее обязательно следует отжечь. Нужно сначала деталь нагреть докрасна в печи и, не давая остыть, выправить молоточком на наковальне. Сталь становится пластичной и после медленного остывания в печи со скоростью 20–40 градусов в час готова к ковке.
Самый ответственный этап ковки подшипниковой стали следует проводить в интервале температур от 800 ºС, которой соответствует вишнево-красный цвет каления, и до 1100 ºС, сопровождаемой темно-желтым свечением. При наличии бесконтактного пирометра температуру поверхности металла можно определить с точностью ± 1,5 ºС.
Следует предварительно потренироваться в нагреве и ковке металла на обычном прутке. Чтобы не сломать заготовку под ударами молота, лучше лишний раз накалить металл, чем продолжать обрабатывать охлажденным. Контролировать температуру проще по цвету каления, при появлении тусклого вишневого свечения надо сразу помещать деталь в печь.
Деталь ножа после нагрева укладывается на наковальню и плющится молотками до требуемой толщины. При отсутствии опыта работы в кузне, можно ограничиться выпрямлением заготовки, заменив операцию ковки обдиркой заготовки. Правильной считается такая техника ковки ножа, при которой:
- проковка производится смещением металла с середины полотна к кромке лезвия, постепенно истончаясь;
- округливание острия производится c одновременной оттяжкой заготовки ножа по длине;
- после окончательной раскатки пластины остается припуск не более 2 мм.
Обдирка и шлифовка поковки, перенос контуров с шаблона
После этого деталь обдирается на точиле или ленточной шлифовальной машине. В процессе обработки снимаются лишние слои металла и неровности, а поверхность становится идеально ровной и блестящей.
На следующем этапе на бумаге подготавливается шаблон режущего инструмента в масштабе 1:1. Ножницами вырезается бумажная копия и обводится маркером на отшлифованной пластине. Случается, перенесенный на заготовку абрис трудноразличим или стирается в процессе последующего выпиливания. В этом случае следует продублировать контуры ножа, процарапав линии на металле чертилкой. Вместо нее подойдет любой слесарный инструмент с острием из инструментальной стали.
Пластина зажимается в тисках и обрезается болгаркой по шаблону. В наиболее криволинейных участках делается много надрезов, «ступенькой» вырезают маленькие фрагменты металла. С целью убрать оставшиеся кусочки и зазубрины полуфабрикат ножа обтачивается шлифовальной насадкой.
Заточка и шлифовка лезвия
Переходим к такому важному моменту, как заточка ножа. При ее осуществлении важна симметричность заточки с обеих сторон лезвия. Также необходимо создать необходимый угол скоса лезвия ножа, который для обычных ножей делается 15 – 25º. На бритвах угол наименьший 8–15 градусов, на туристических ножах 25–30º. Вручную на оселке острить полотно ножа непроизводительно. Просто и качественно это делается на ленточном шлифовальном станке, называемом гриндером.
Если требуется заточить нож до остроты бритвы, используются специальные точильные приспособления со сменными абразивными брусками. С помощью такой оснастки не проблема создать любой угол наклона спуска от обушка ножа или спуска режущей кромки ножа.
Когда грубая формовка и заточка ножа завершены, наступает очередь тонкой обработки металла на шлифовальной машине и дремеле с насадкой. Сверлятся сквозные отверстия под штифты крепления рукояти ножа. С целью лучшего склеивания деревянных накладок с металлом делается около десятка несквозных отверстий по обеим сторонам хвостовика ножа.
Закалка и отпуск клинка
Термическая обработка производится с целью достижения сталью требуемых параметров и проводится в два этапа. На этапе закалки металл приобретает высокую твердость, прочность и износостойкость. Следует нагреть клинок в печи до 830 ºС и сразу поместить на один час в кюветку с маслом, разогретым до 50–60 ºС.
Как закалить нож из подшипника при отсутствии пирометра? Определить достижение требуемой температуры изделия в печи можно двумя способами:
- посыпаем инструмент поваренной солью и отмечаем момент плавления NaCl, он наступает по достижении t = 800 ºС;
- магнит перестает «прилипать» к металлу при температуре перестройки кристаллической решетки материала, наступающей перед плавлением.
Нагревать масло требуется для разжижения, чтобы оно лучше обволакивало самодельный инструмент. Во время обработки не следует переворачивать изделие, нельзя доливать или взбалтывать закалочную субстанцию. Следует быть особенно аккуратным с маслом. При погружении раскаленного металла оно имеет свойство воспламеняться.
На этапе отпуска достигают оптимального сочетания прочности, пластичности и ударной вязкости стали. Одновременно снимается внутреннее напряжение материала. Инструмент помещается в духовку, разогретую до температуры 170–200 ºС, где выдерживается в течении двух часов.
Охлаждение полуфабриката ручной работы до температуры окружающей среды происходит естественным путем в выключенной духовке.
Проверить качество закалки можно с помощью надфиля. Если при проведении по ребрам клинка он скользит, закалка ножа из подшипника достигла результата. Также способ тестирования заключается в попытке разрезать стеклянную бутылку, от лезвия на стекле должны остаться царапины. Таким клинком бреют волосы на руке, строгают подвешенный лист бумаги.
Очистка и травление
Неприглядная окалина и следы сгоревшего масла на откованном клинке убираются гриндером с шлифовальной лентой зернистостью 240–320. Оставшиеся после машинной обработки царапины удаляются вручную с помощью абразивной бумаги зернистостью 320–400. Обработка проводится прямолинейными движениями наждачной бумаги, направленными под углом 90 относительно направления царапин гриндера.
От шлифовки «нулевкой» Р400 переходят к полировке материалом с зернистостью 600–800. Смачивание абразивной шкурки водой позволяет эффективнее полировать изделие. Зеркальный блеск появляется после обработки пастой ГОИ или другим полировальным составом, нанесенным на кусочек кожи.
Дополнительной операцией травления на металлическую поверхность ножа наносят надписи, орнаменты, рисунки. Обычно используется техника, при которой на область изображения приклеивается трафарет, а поверхность вокруг заклеивается малярным скотчем. Затем наносится протрава на определенное время, после чего нож моется в воде.
Подготовка накладок
От правильного выбора материала для изготовления рукояти зависит эргономичность и общее восприятие ножа. В качестве исходного материала для изготовления рукояти ножа используют сплавы металлов, пластмассы, натуральная кожа, эластомеры. Незаменимы в этом качестве твердые и ценные породы древесины.
Накладные ручки, наиболее подходящие под хвостовик подшипникового ножа, состоят из 2 идентичных половин. Потребуется запастись обрезками металлического прутка для штифтов ручки ножа. В случае использования древесины, следуeт придерживаться следующей последовательности:
- обработанный антисептиком брусок зажимают в тисках и распиливают на 2 одинаковые части;
- чтобы устранить зазоры, тщательно ошкуривают стороны, соприкасающиеся с металлом;
- наносится контур рукояти ножа, вырезаются лобзиком две плашки;
- половинки накладываются на хвостовик, размечаются и сверлятся отверстия под штифты.
Сборка
Требуется развести эпоксидный клей. На соединяемые плашки следует нанести риски или продавить неглубокие вмятины для лучшей адгезии слоя эпоксидки. Обязательно следует обезжирить металлическую часть ножа, которая будет находиться внутри рукояти. Сборка производится в следующей последовательности:
- наносится эпоксидный клей на поверхности накладок со стороны рисок;
- половинки накладываются с обеих сторон хвостовика, в отверстия продеваются штифты, собранная рукоять оборачивается бумагой и плотно сжимается струбциной;
- после застывания эпоксидки резаком по дереву снимают фаски с ребер накладок ножа;
- наждаком на матерчатой основе с зернистостью 80 производят грубую обработку деревянных плашек ручки ножа;
- полосками наждачной бумаги полируют рукоятку вчистую.
Отполированная поверхность покрывается разогретым до 50–60 градусов льняным маслом. После впитывания процедура повторяется 2–3 раза. В последующем покрывать лаком рукоять ножа нет необходимости. Под воздействием ультрафиолетовых лучей масло полимеризуется, превращаясь в твердую эластичную субстанцию. Она заполняет мельчайшие поры древесины, защищая лучше любого лака рукоятку ножа от влаги и внешних воздействий.
