При профессиональном изготовлении ножей широко используется термическая обработка стали. Этот технологический процесс необходим для повышения прочности, твердости режущей кромки, упругости материала. Также путем нагрева металла удается смягчить состав, чтобы он легче обрабатывался и не раскалывался при падении. Грамотное сочетание закалки и отпуска при различных температурах с последующим охлаждением заготовки обеспечат требуемые прочностные характеристики.
Технология подразумевает три вида обработки:
- закалка;
- отпуск;
- отжиг.
О них и поговорим более подробно.
Закалка стальных деталей
Процедура закалки обеспечивает улучшенную твердость материала, повышает износостойкость. Для этого деталь нагревают в индукционной печи до необходимой температуры, выдерживают в течение нескольких минут или часов до полного прогрева всей заготовки, затем охлаждают в воде (углеродистая сталь) или масле (инструментальная, конструкционная сталь).
Согласно технологии, конструкционную сталь требуется выдержать при температурах 880-900 градусов, инструментальную — не более 750-760 градусов Цельсия соответственно. Нержавейка — самая требовательная из этого списка, поскольку поддается обработке только после 1050-1100 градусов.
Чтобы легче ориентироваться в нагреве и цвете металла, рекомендуем сверяться с проверочной таблицей.
| Цвет каления стали | Температура нагрева |
| Темно-коричневый (виден в темноте) | 530-580 |
| Темно-красный | 650-730 |
| Вишнево-красный | 770-800 |
| Светло-красный | 830-900 |
| Темно-желтый | 1050-1150 |
| Ярко-белый | 1250-1350 |
| Коричнево-красный | 580-650 |
| Темно-вишнево-красный | 730-770 |
| Светло-вишнево-красный | 800-830 |
| Оранжевый | 900-1050 |
| Светло-желтый | 1150-1250 |
Зачем необходима закалка? Длительный прогрев частично разрушает кристаллическую решетку металла, а также избавляет будущее изделие от внутреннего напряжения (трещины, деформация, искажение геометрии).
Обратите внимание: детали сложной формы нельзя остужать в воде, поскольку это провоцирует сильное внутреннее напряжение и вызывает хрупкость. Подобные заготовки отправляют в масло до температуры 300-400 градусов, и только потом кладут в воду до полного остывания.
Чтобы облегчить теплообмен между заготовкой и жидкостью, регулярно переворачивайте металл в емкости.
Для небольших заготовок из стали марок «30», «35», «40» процесс закалки отличается. Деталь разогревают до 300-500 градусов, посыпают железосинеродным калием (кровяная соль, бура) и снова отправляют в печь, пока обсыпка не начнет плавиться (около 850 градусов). Только после этого будущее лезвие можно окунать в охлаждающую среду.
Отпуск закаленных деталей
Эта процедура используется в металлообработке для снижения хрупкости, повышения вязкости и снятия внутреннего напряжения в стали. Технологию делят по трем степеням:
- низкий отпуск;
- средний отпуск;
- высокий отпуск.
Низкий отпуск применим для производства режущего и измерительного инструмента. Предварительно закаленную заготовку прогревают до 150-250 градусов (светло-желтая побежалость), выдерживают некоторое время при таких условиях, а затем кладут остывать на свежем воздухе, или при комнатной температуре. В результате металл теряет изначальную хрупкость, оставляет твердость, не подвержен внутренним напряжениям.
При среднем отпуске основная задача мастера — добавить пружинящие свойства при сохранении прочности. Твердость при этом опускается до средних значений. В этом случае следует прогреть заготовку в диапазоне 300-500 градусов и медленно охладить в той же индукционной печи при выключенной подаче тепла.
Высокий отпуск требуется для снятия абсолютно всех напряжений внутри молекулярной решетки изделия. Для этого температура повышается до 600 градусов. Процесс остывания аналогичен среднему отпуску.
Мелкие детали отпускают за один проход. Нагретую заготовку опускают в охлаждающую жидкость, а затем вынимают. Тепло внутри металла сделает необходимую работу.
Отжиг стальных деталей
Этот прием требуется для того, чтобы подготовить металл для механической или пластической обработки. При этом снижается показатель твердости, но прочность остается неизменной. Полный отжиг заключается в нагреве заготовки до 900 градусов в течение длительного времени с последующим остыванием детали в печи до комнатной температуры.
Процесс отжига зависит от размера заготовки и мощности индукционной печи. Время может колебаться от 2 до 24 часов.
Внутренние напряжения, неизменно возникающие в процессе механической обработки, снимают низкотемпературным отжигом, нагревая деталь до 500-600 градусов и охлаждая в печи. Тот же процесс с дополнительным снижением твердости сталей потребует печь с возможностью нагрева уже до 750 градусов, но процесс охлаждения остается тем же.
Отжиг нередко используют в тех случаях, когда первичная закалка материала пошла не по плану, или мастер не учет температурный режим. Также процедура хороша для перекаливания инструмента, чтобы обработать другой металл. Яркий пример — отжиг сверла для меди, которым необходимо наделать отверстий в чугуне. При отжиге выдерживается температура, недостаточная для полноценной закалки. Затем изделие оставляют на воздухе до полного остывания.