191 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как закалить рессорную сталь в домашних условиях

Закалка металла в домашних условиях: закаливаем сталь правильно

Если знать, как закалить металл правильно, то даже в домашних условиях можно повысить твердость изделий из него в два-три раза. Причины, по которым возникает необходимость в этом, могут быть самыми разными. Такая технологическая операция, в частности, требуется в том случае, если металлу надо придать твердость, достаточную для того, чтобы он мог резать стекло.

Закалка металла в домашних условиях

Чаще всего закалить надо режущий инструмент, причем выполняется термическая обработка не только в том случае, если надо увеличить его твердость, но также и тогда, когда данную характеристику требуется уменьшить. Когда твердость инструмента слишком мала, его режущая часть будет заминаться в процессе эксплуатации, если же она высока, то металл будет крошиться под воздействием механических нагрузок.

Немногие знают, что существует простой способ, позволяющий проверить, насколько хорошо закален инструмент из стали, не только в производственных или домашних условиях, но и в магазине, при покупке. Для того чтобы выполнить такую проверку, вам потребуется обычный напильник. Им проводят по режущей части приобретаемого инструмента. Если тот закалили плохо, то напильник будет как будто прилипать к его рабочей части, а в противоположном случае – легко отходить от тестируемого инструмента, при этом рука, в которой находится напильник, не будет чувствовать на поверхности изделия никаких неровностей.

Зависимость твердости стали от режима термобоработки

Если все же так вышло, что в вашем распоряжении оказался инструмент, качество закалки которого вас не устраивает, переживать по этому поводу не стоит. Решается такая проблема достаточно легко: закалить металл можно даже в домашних условиях, не используя для этого сложного оборудования и специальных приспособлений. Однако следует знать, что закалке не поддаются малоуглеродистые стали. В то же время твердость углеродистых и инструментальных стальных сплавов достаточно просто повысить даже в домашних условиях.

Технологические нюансы закалки

Закалка, которая является одним из типов термической обработки металлов, выполняется в два этапа. Сначала металл нагревают до высокой температуры, а затем охлаждают. Различные металлы и даже стали, относящиеся к разным категориям, отличаются друг от друга своей структурой, поэтому режимы выполнения термической обработки у них не совпадают.

Режимы термообработки некоторых цветных сплавов

Термическая обработка металла (закалка, отпуск и др.) может потребоваться для:

  • его упрочнения и повышения твердости;
  • улучшения его пластичности, что необходимо при обработке методом пластической деформации.

Закаливают сталь многие специализированные компании, но стоимость этих услуг достаточно высока и зависит от веса детали, которую требуется подвергнуть термической обработке. Именно поэтому целесообразно заняться этим самостоятельно, тем более что сделать это можно даже в домашних условиях.

Если вы решили закалить металл своими силами, очень важно правильно осуществлять такую процедуру, как нагрев. Этот процесс не должен сопровождаться появлением на поверхности изделия черных или синих пятен. О том, что нагрев происходит правильно, свидетельствует ярко-красный цвет металла. Хорошо демонстрирует данный процесс видео, которое поможет вам получить представление о том, до какой степени нагревать металл, подвергаемый термической обработке.

В качестве источника тепла для нагрева до требуемой температуры металлического изделия, которое требуется закалить, можно использовать:

  • специальную печь, работающую на электричестве;
  • паяльную лампу;
  • открытый костер, который можно развести во дворе своего дома или на даче.

Закалка ножа на открытых углях

Выбор источника тепла зависит от того, до какой температуры надо нагреть металл, подвергаемый термической обработке.

Выбор метода охлаждения зависит не только от материала, но также от того, каких результатов нужно добиться. Если, например, закалить надо не все изделие, а только его отдельный участок, то охлаждение также осуществляется точечно, для чего может использоваться струя холодной воды.

Технологическая схема, по которой закаливают металл, может предусматривать мгновенное, постепенное или многоступенчатое охлаждение.

Быстрое охлаждение, для которого используется охладитель одного типа, оптимально подходит для того, чтобы закаливать стали, относящиеся к категории углеродистых или легированных. Для выполнения такого охлаждения нужна одна емкость, в качестве которой может использоваться ведро, бочка или даже обычная ванна (все зависит от габаритов обрабатываемого предмета).

Охлаждение заготовки ножа в масле

В том случае, если закалить надо стали других категорий или если кроме закалки требуется выполнить отпуск, применяется двухступенчатая схема охлаждения. При такой схеме нагретое до требуемой температуры изделие сначала охлаждают водой, а затем помещают в минеральное или синтетическое масло, в котором и происходит дальнейшее охлаждение. Ни в коем случае нельзя использовать сразу масляную охлаждающую среду, так как масло может воспламениться.

Для того чтобы правильно подобрать режимы закалки различных марок сталей, следует ориентироваться на специальные таблицы.

Режимы термообработки быстрорежущих сталей

Режимы термической обработки легированных инструментальных сталей

Режимы термической обработки углеродистых инструментальных сталей

Как закалить сталь на открытом огне

Как уже говорилось выше, закалить сталь можно и в домашних условиях, используя для нагрева открытый костер. Начинать такой процесс, естественно, следует с разведения костра, в котором должно образоваться много раскаленных углей. Вам также потребуются две емкости. В одну из них надо налить минеральное или синтетическое масло, а в другую – обычную холодную воду.

Для того чтобы извлекать раскаленное железо из костра, вам понадобятся кузнечные клещи, которые можно заменить любым другим инструментом подобного назначения. После того как все подготовительные работы выполнены, а в костре образовалось достаточное количество раскаленных углей, на них можно уложить предметы, которые требуется закалить.

По цвету образовавшихся углей можно судить о температуре их нагрева. Так, более раскаленными являются угли, поверхность которых имеет ярко-белый цвет. Важно следить и за цветом пламени костра, который свидетельствует о температурном режиме в его внутренней части. Лучше всего, если пламя костра будет окрашено в малиновый, а не белый цвет. В последнем случае, свидетельствующем о слишком высокой температуре пламени, есть риск не только перегреть, но даже сжечь металл, который надо закалить.

Цвета каления стали

За цветом нагреваемого металла также необходимо внимательно следить. В частности, нельзя допустить, чтобы на режущих кромках обрабатываемого инструмента появлялись черные пятна. Посинение металла свидетельствует о том, что он сильно размягчился и стал слишком пластичным. Доводить до такого состояния его нельзя.

После того как изделие прокалится до требуемой степени, можно приступать к следующему этапу – охлаждению. В первую очередь, его опускают в емкость с маслом, причем делают это часто (с периодичностью в 3 секунды) и как можно более резко. Постепенно промежутки между этими погружениями увеличивают. Как только раскаленная сталь утратит яркость своего цвета, можно приступать к ее охлаждению в воде.

Цвета побежалости стали

При охлаждении водой металла, на поверхности которого остались капельки раскаленного масла, следует соблюдать осторожность, так как они могут вспыхнуть. После каждого погружения воду необходимо взбалтывать, чтобы она постоянно оставалась прохладной. Получить более наглядное представление о правилах выполнения такой операции поможет обучающее видео.

Есть определенные тонкости при охлаждении закаливаемых сверл. Так, их нельзя опускать в емкость с охлаждающей жидкостью плашмя. Если поступить таким образом, то нижняя часть сверла или любого другого металлического предмета, имеющего вытянутую форму, резко охладится первой, что приведет к ее сжатию. Именно поэтому погружать такие изделия в охлаждающую жидкость необходимо со стороны более широкого конца.

Для термической обработки особых сортов стали и плавки цветных металлов возможностей открытого костра не хватит, так как он не сможет обеспечить нагрев металла до температуры 700–9000. Для таких целей необходимо использовать специальные печи, которые могут быть муфельными или электрическими. Если изготовить в домашних условиях электрическую печь достаточно сложно и затратно, то с нагревательным оборудованием муфельного типа это вполне осуществимо.

Самостоятельное изготовление камеры для закаливания металла

Муфельная печь, которую вполне возможно сделать самостоятельно в домашних условиях, позволяет закалить различные марки стали. Основным компонентом, который потребуется для изготовления этого нагревательного устройства, является огнеупорная глина. Слой такой глины, которой будет покрыта внутренняя часть печи, должен составлять не более 1 см.

Схема камеры для закалки металла: 1 — нихромовая проволока; 2 — внутренняя часть камеры; 3 — наружная часть камеры; 4 — задняя стенка с выводами спирали

Для того чтобы придать будущей печи требуемую конфигурацию и желаемые габариты, лучше всего изготовить форму из картона, пропитанного парафином, на которую и будет наноситься огнеупорная глина. Глина, замешанная с водой до густой однородной массы, наносится на изнаночную сторону картонной формы, от которой она сама отстанет после полного высыхания. Металлические изделия, нагреваемые в таком устройстве, помещаются в него через специальную дверцу, которая тоже изготавливается из огнеупорной глины.

Камеру и дверцу устройства после просушки на открытом воздухе дополнительно просушивают при температуре 100°. После этого их подвергают обжигу в печи, температуру в камере которой постепенно доводят до 900°. Когда они остынут после обжига, их необходимо аккуратно соединить друг с другом, используя слесарные инструменты и наждачную шкурку.

Глиняный нагреватель с замурованной нихромовой спиралью

На поверхность полностью сформированной камеры наматывают нихромовую проволоку, диаметр которой должен составлять 0,75 мм. Первый и последний слой такой намотки необходимо скрутить между собой. Наматывая проволоку на камеру, следует оставлять между ее витками определенное расстояние, которое тоже надо заполнить огнеупорной глиной, чтобы исключить возможность короткого замыкания. После того как слой глины, нанесенный для обеспечения изоляции между витками нихромовой проволоки, засохнет, на поверхность камеры наносится еще один слой глины, толщина которого должна составлять примерно 12 см.

Готовая камера после полного высыхания помещается в корпус из металла, а зазоры между ними засыпаются асбестовой крошкой. Для того чтобы обеспечить доступ к внутренней камере, на металлический корпус печи навешиваются дверцы, отделанные изнутри керамической плиткой. Все имеющиеся зазоры между конструктивными элементами заделываются при помощи огнеупорной глины и асбестовой крошки.

Готовая самодельная камера

Концы нихромовой обмотки камеры, к которым необходимо подвести электрическое питание, выводятся с задней стороны ее металлического каркаса. Чтобы контролировать процессы, происходящие во внутренней части муфельной печи, а также замерять температуру в ней при помощи термопары, в ее передней части необходимо выполнить два отверстия, диаметры которых должны составлять 1 и 2 см соответственно. С лицевой части каркаса такие отверстия будут закрываться специальными стальными шторками. Самодельная конструкция, изготовление которой описано выше, позволяет в домашних условиях закаливать слесарные и режущие инструменты, рабочие элементы штампового оборудования и др.

Самостоятельное изготовление такой печи (как и закалочного оборудования другого типа) позволяет не только получить в свое распоряжение устройство, полностью соответствующее вашим потребностям, но и хорошо сэкономить, так как серийные модели стоит достаточно дорого.

Советы по закалке стали в домашних условиях

Как закалить нож в домашних условиях? Такой вопрос возникает у многих домашних умельцев. Закалка металла — это один из видов термообработки, которая позволяет деформировать и изменять состояние вещества.

Читать еще:  Для чего предназначены монтерские лазы

Таким способом улучшения свойств оружия пользовались еще с давних времен. К примеру, в Средневековье закалку использовали для повышения прочности и твердости различных предметов: начиная от обычных ножей и заканчивая топорами и серпами.

Благодаря развитию технологий, сейчас данная термообработка доступна не только на промышленных предприятиях, где есть специальное оборудование, но и в домашних условиях. Об этом мы подробно поговорим в данной статье.

Особенности закалки стали

Как уже говорилось ранее, закалка является одним из видов термообработки металлов. Она подразумевает нагрев температуры тела до такой степени, что становится доступным изменение его кристаллической решетки. После такой обработки нож или другой объект из металла становится несколько тверже и прочнее, плюс к этому полностью теряется его пластичность до следующей закалки.

Также существует понятие отпуска. Это другой вид термообработки, с помощью которого понижается напряжение металла, которое он приобретает в процессе закалки.

Стоит знать, что закалка производится исключительно над нержавеющими стальными телами, а также сплавами, из которых они изготавливаются. Благодаря своей структуре изделие обладает высоким показателем твердости, который влияет на его хрупкость. При правильной термообработке, а также последующем быстром отпуске можно снизить хрупкость объекта и позволить его использование во множестве сфер.

Правильное охлаждение (отпуск)

Для того чтобы добиться необходимых свойств металла, нужно с ответственностью подойти к выбору охлаждающей среды, в которой данный процесс будет протекать.

Перечень охлаждающих сред, которые подойдут для нашего дела, выглядит следующим образом:

  • Одна среда с жидкостью. Лучше всего подойдет холодная вода. Тело помещается внутрь и находится там до своего полного охлаждения.
  • Две среды с разными жидкостями. Как и в первом случае, в первую среду помещается вода, и изделие первым делом отправляется туда. После первостепенного охлаждения оно помещается в масло или солевой раствор.
  • Далее идет стандартное струевое охлаждение. Здесь ничего сложного и особенного: изделие просто размещается под струю холодной воды до охлаждения. Отлично подойдет для случаев, когда необходимо нагреть какой-то отдельный элемент всего изделия.
  • Метод специального ступенчатого охлаждения, в котором используется несколько различных температурных режимов.

Правильный температурный режим

Перед началом процесса закалки стали в домашних условиях необходимо разобраться в температурном режиме, который обязательно нужно соблюдать для достижения качественного результата. Изделие необходимо равномерно нагреть до температуры порядка 700−850 градусов Цельсия, после чего быстро отпустить до 400−500 одним из вышеописанных способов.

Как закалить металл в домашних условиях

Существует большое количество способов, подразумевающих различную технику и другие приспособления. Однако в данной статье мы рассмотрим два наиболее популярных, которые лучше всего подойдут для домашних условий: в печи или духовке и на костре.

Принципиального различия между данными способами не существует. Главное — поместить нож или другое изделие в печь или костер и следить за его температурой.

Первым делом происходит отжиг, то есть главный шаг термообработки. Важно следить за температурой стали и не допустить перегрева. Если нет специального прибора, которым можно измерить ее текущий показатель, можно оценивать его по цвету каления:

  • Оранжевый — от 950 до 1000 градусов;
  • Красно-оранжевый — от 900 до 950;
  • Красный — от 800 до 900;
  • Темновато-красный — от 750 до 800 градусов;
  • Красно-бордовый — от 700 до 750;
  • Бордовый — от 650 до 700;
  • Коричнево-красный — от 550 до 650;
  • Красновато-коричневый — от 500 до 550 градусов.

Также проверить готовность закалки можно с помощью обычного магнита. Если он перестал «липнуть» к металлу, то его температура составляет порядка 760 градусов, и необходимо как можно быстрее переходить к охлаждению.

Для более удобного отпуска также можно сверяться по цвету изделия, таким образом:

  • Серый — 350 градусов;
  • Голубой — 300−350 градусов;
  • Синий — 300 градусов;
  • Фиолетовый — 280 градусов;
  • Красно-коричневый — 260 градусов;
  • Желто-коричневый — 250 градусов;
  • Соломенно-желтый — 240 градусов;
  • Светло-желтый — 200−240 градусов.

Итак, как видите, довольно просто произвести закалку изделия из стали в домашних условиях. Однако всегда нужно помнить о мерах безопасности, а также иметь в виду инструкцию, описанную в данной статье.

Делаем надежный нож из рессоры

Как сделать нож из рессоры

Чтобы получить нож из рессоры в домашних условиях, подготовим список таких материалов и инструментов:
• рессора автомобиля;
• кусок древесины для отделки рукояти;
• эпоксидный клей;
• болгарка;
• дрель или сверлильный станок;
• наждачная бумага с разной зернистостью;
• печь для закалки металла, масло;
• лобзик или другие инструменты для резки дерева;
• струбцины.

Ковка ножа из рессоры проходит в несколько этапов

Этап 1.
В первую очередь нужно собрать все материалы для работы, чтобы они были наготове. У автора исходным материалом послужил лист рессоры от старой машины.

Поскольку рессора выполнена в изогнутой форме, то ее необходимо выгнуть. Это делается так: металл нагревается, после чего постепенно остывает. Для нагрева подойдет горелка, также можно просто положить лист рессоры в хорошо разожженный костер.
После того, как заготовка остынет, нужно взять молоток и наковальню, и обработать рессору так, чтобы она стала прямой пластиной. После отпуска металл стал более мягок, он будет легко поддаваться резке, сверлению, и т. д.

Этап 2.
Сначала нужно изготовить шаблон ножа. Автор использовал готовый шаблон из интернета. Если есть желание – его можно улучшить. После распечатки шаблона бумагу нужно наклеить на картон и ножницами вырезать шаблон. Подержав его в руках, мы можем прикинуть, как будет выглядеть нож из рессоры.
После этого нужно приложить шаблон к металлу и обвести маркером.

Этап 3.
Сейчас мы приступаем к самому тяжелому этапу работы – нам нужно вырезать профиль ножа. Это делается с помощью болгарки – орудуя этим инструментом, не рекомендуется перегревать металл. Если в месте резки сталь начинает менять цвет – это значит, что он перегревается. В таком случае металл нужно полить водой. В тех местах, где нельзя вырезать, металл можно просверлить рядом отверстий и потом эту часть обломать.

Этап 4.
Это заключительный этап формировки основного профиля лезвия. Для такой работы очень удобен и прост ленточный шлифовальный станок. Умельцы с большим опытом могут использовать болгарку. Наружную плоскость ножа следует отшлифовать, чтобы она блестела. Для прижатия заготовки к шлифовальной ленте автор воспользовался бруском. Здесь также нужно следить, чтобы металл не перегревался.

Другой ответственный момент шлифовки заключается в изготовлении на ноже скосов.

Этап 5.
Чтобы надежно закрепить накладки на рукоятке, в данном ноже используется 4 штифта. Для них нужно просверлить отверстия. Для подбора диаметра ориентируемся на имеющиеся штифты, которыми традиционно служат стержни из латуни. Для этого случая подойдут и обычный стальные гвозди.

Этап 6.
После закалки клинок приобретает твердость и долго не тупится. Чтобы закалить лезвие, нужно взять масло – подойдет моторное или растительное, печка или хороший костер. Металл необходимо нагреть до такого состояния, при котором к нему не будет притягиваться постоянный магнит. Как отмечает автор, во время нагрева металл отличается тусклым красным цветом. После этого нужно опустить заготовку в масло. Следует быть осторожными, поскольку масло часто воспламеняется с дымом и брызгами, летящими в разные стороны. Емкость для закалки нужно брать металлическую.

Случается, что во время закалки металл начинает деформироваться. Такую ситуацию можно исправить. Для решения проблемы нужно нагреть заготовку, выровнять, и затем опять попробовать закалить.

Этап 7.
Для изготовления накладок на рукоятку, берем две дощечки небольшой толщины. Вырезаем их до требуемого размера и сверлим в них отверстия для штифтов.

Теперь склеиваем заготовки при помощи эпоксидного клея, нанеся по хорошему слою на обе накладки. Затем нужно вставить штифты и хорошо зажать ручку струбциной. Оставляем в таком виде на 24 часа, чтобы клей полностью высох. Сразу для удаления остатков клея берем тряпочку или туалетную бумагу.

После того, как клей высохнет, нож нужно достать и окончательно сформировать форму рукояти. Для этих работ используем ленточный шлифовальный станок.

На завершающем этапе нож полируем, если нужно – делаем поверхность клинка зеркальной. Можно отполировать и рукоятку, так она станет гладкой.
Деревянные накладки в обязательном порядке пропитываем льняным маслом или другими пропитками. Иногда для этого нагревают пчелиный воск и смешивают его со льняным маслом.

В конце работы наш нож нож из рессоры своими руками следует хорошо наточить. Самым доступным вариантом является мелкозернистая наждачная бумага.

Закалка и отпуск стали 65Г

Термообработка стали 65Г

Конструкционная высокоуглеродистая сталь марки 65Г, поставляемая соответственно техническим требованиям ГОСТ 14959, представляет собой сталь рессорно-пружинной группы. Она должна сочетать в себе высокую поверхностную твёрдость (для чего в её состав вводится до 1% марганца) и повышенную упругость. Все эти характеристики обеспечиваются в результате выполнения надлежащей термической обработки изделий, изготовленных из рассматриваемой стали.

Исходный химсостав стали и требования к деталям, изготавливаемым из неё

Относясь к разряду экономнолегированных, сталь 65Г относительно дешёвая, что обуславливает её широкое и эффективное применение. В числе главных её компонентов находятся:

  1. углерод (в пределах 0,62…0,70 %);
  2. марганец (в пределах 0,9…1,2 %);
  3. хром и никель (до 0,25…0,30 %).

Все остальные составляющие – медь, фосфор, сера и т.д. – относятся к примесям, и допускаются в химическом составе данного материала в количествах, ограничиваемых госстандартом.

При достаточной твёрдости (например, после поверхностной нормализации она должна составлять не менее 285 НВ), и прочности на растяжение (не ниже 750 МПа), сталь 65Г обладает достаточно высокой для своего класса ударной вязкостью – 3,0…3,5 кг∙м/см 2 . Это даёт возможность использовать материал для производства ответственных деталей подъёмно-транспортного оборудования (в частности, ходовых колёс мостовых кранов, катков), а также пружинных шайб и пружин неответственного назначения.

Читать еще:  Подключение двухфазного счетчика электроэнергии

Стоит отметить, что детали пружин, изготовленные из стали 65Г, плохо свариваются, а также не могут противостоять периодически возникающим растягивающим напряжениям (относительное удлинение не превышает 9%), а потому не подлежат применению в неразъёмных конструкциях машин и механизмов. При проведении процессов холодного пластического деформирования сталь становится весьма малопластичной уже при малых (до 10%) деформациях, поэтому, при необходимости изготовления из неё пружин больших размеров, приходится применять нагрев исходных заготовок, даже под листовую штамповку. Впрочем, и в горячем состоянии предельные степени деформации стали 65Г не превышают 50…60%.

Химический состав стали 65Г

Несмотря на то, что в ходе деформационного упрочнения предел временного сопротивления материала увеличивается до 1200…1300 МПа, этих показателей недостаточно для того, чтобы придавать конечной продукции (например, пружинам) необходимую эксплуатационную прочность. Поэтому закалка и отпуск стали 65Г обязательны.

Оптимальные технологические процессы термической обработки материала

Выбор режима термообработки диктуется производственными требованиями. В большинстве случаев для придания надлежащих физико-механических характеристик используют:

  • нормализацию;
  • закалку с последующим отпуском.

Температурно-временные параметры термической обработки и выбор её вида зависят от исходной структуры стали. Данный материал принадлежит к сталям доэвтектоидного типа, поэтому в его составе при температурах выше нижней точки аустенитного превращения — 723 °С — на 30…50 °С содержится аустенит в виде твердой механической смеси с незначительным количеством феррита. Поскольку аустенит – более твёрдая структурная составляющая, чем феррит, то интервал закалочных температур для стали 65Г будет существенно ниже, чем для конструкционных сталей с более низким процентным содержанием углерода. Таким образом, температурный интервал закалки стали данной марки должен находиться в пределах не более 800…830 °С.

Примерно такой же температурный диапазон применяют и для проведения нормализации – технологической операции термообработки, которую используют с целью исправления структуры материала изделия, для снятия внутренних напряжений, а при последующей механической обработке полуфабриката – и для улучшения его обрабатываемости.

Поскольку ударная вязкость у закалённой стали 65Г – пониженная, то после закалки изделия из неё, в частности, пружины, обязательно должны пройти высокий отпуск. Происходящие в ходе отпуска мартенситно-аустенитные превращения снижают уровень возникающих во время закалки внутренних напряжений, снижают хрупкость и несколько поднимают показатели ударной вязкости.

Переход высокого отпуска исключается из режима только в том случае, когда заготовка проходит изотермическую закалку. В результате высокого отпуска сталь 65Г приобретает структуру сорбита, характерными особенностями которой являются мелкодисперсность структуры при сохранении изначально высоких показателей твёрдости, что полностью соответствует эксплуатационным требованиям.

Режимы закалки стали 65Г

Для соблюдения тех характеристик, которые заданы техническими условиями на эксплуатацию деталей, при выборе режима закалки учитывают следующие составляющие:

  1. способ и оборудование для нагрева изделий до требуемых температур;
  2. установление нужного температурного диапазона закалки;
  3. выбор оптимального времени выдержки при данной температуре;
  4. выбор вида закалочной среды;
  5. технологию охлаждения детали после закалки.

Интенсивность нагревания предопределяет качество получаемой структуры. Для малолегированных сталей процесс ведут достаточно быстро, поскольку при этом минимизируется риск обезуглероживания материала, и, как следствие, потеря деталью своих прочностных параметров. Однако чересчур быстрый нагрев вызывает к жизни иные неприятности. В частности, для крупных деталей, с большими перепадами поперечных сечений это может вызвать неравномерное прогревание металла, с перспективой дальнейшего появления закалочных трещин, выкрашивания углов и кромок.

Температура заготовки в зависимости от цвета при нагреве

Для достижения максимальной степени равномерности нагрева сталь сначала подогревают в предварительных камерах термических печей до температур, несколько ниже закалочных – от 550 до 700 °С, и только потом деталь направляется непосредственно в закалочную печь. Быстрее всего нагрев осуществляется в расплавах солей, медленнее – в газовых печах, и ещё медленнее – в электрических печах. Именно поэтому поверхностная закалка изделий из стали 65Г в индукционных печах выполняется достаточно редко. Индуктор, как закалочный агрегат, используется лишь для изделий с малым поперечным сечением. При выборе вида нагревательного устройства важен также состав атмосферы, которая в нём создаётся. В частности, для термических печей, работающих на газе, стараются всемерно снижать длительность пребывания детали в печи, поскольку в противном случае происходит выгорание части углерода поверхностного слоя.

Исходя из нормируемой для стали 65Г температуры закалки в 800…820 °С, предельная величина обезуглероженного слоя не должна быть более 50…60 мкм.

Температурный диапазон закалочных температур может корректироваться в зависимости от конфигурации изделия. Например, если деталь имеет сложные очертания, малые габариты и изготовлена из листового металла, то оптимальной температурой будет нижняя граница указанного выше диапазона. Управляя температурой закалки (например, с помощью автоматических датчиков температуры), можно менять толщину закалённого слоя и величину зоны, которая прокалилась менее остальных. К подобным техническим решениям прибегают, когда различные части детали работают в разных эксплуатационных условиях.

Сталь 65Г не боится перегрева, однако при закалке по верхнему значению температурного диапазона ударная вязкость материала начинает уменьшаться, что сопровождается ростом зерён в микроструктуре.

Для снижения коробления деталей, которые имеют тонкие рёбра и перемычки, пользуются нагревом в соляных закалочных ваннах. Чаще применяют расплав хлористого натрия, а для раскисления в рабочий объём ванны добавляют буру или ферросилиций.

Выдержка при закалке изделий из стали 65Г при заданном температурном интервале происходит до тех пор, пока полностью не произойдёт перлитное превращение. Этот процесс зависит от размера поперечного сечения детали и способа нагрева. Для наиболее употребительных случаев можно воспользоваться данными таблицы:

Временя нагрева и выдержки в зависимости от закалочной среды и габаритов заготовки

Наибольший габаритный размер детали, ммЗакалка в пламенной печиЗакалка в электропечи
Время нагрева, минВремя выдержки, минВремя нагрева, минВремя выдержки, мин
До 5040105010
До 10080208820
До 1501203013030
До 2001604017540

Охлаждение изделий после закалки производят не в воду, а в масло, это позволяет избежать возможной опасности растрескивания.

Технология последующего отпуска

Как уже указывалось, для получения структуры сорбита изделия из стали 65Г подвергают только высокому отпуску при температурах 550…600 °С, с охлаждением на спокойном воздухе. Для особо ответственных деталей иногда проводят дополнительный низкий отпуск. Диапазон его температур — 160…200 °С, с последующим медленным охлаждением на воздухе. Такая технология позволяет избежать накапливания термических напряжений в изделии, и повышает его долговечность. Для отпуска можно применять не только пламенные, но и электрические печи, оснащённые устройствами для принудительной циркуляции воздуха. Время выдержки изделий в таких печах — от 110 до 160 мин (увеличенные нормативы времени соответствуют деталям сложной конфигурации и значительных поперечных сечений).

В качестве рабочих сред при закалке стали 65Г не рекомендуется использовать воду и водные растворы солей. Ускорение процесса охлаждения, которое вызывает вода, часто сопровождается неравномерностью прокаливания.

Итоговый контроль качества закалки состоит в оценке макро- и микроструктуры металла, а также в определении финишной твёрдости изделия. Поверхностная твёрдость продукции, изготовленной из стали 65Г, должна находиться в пределах 35…40 НRC после нормализации, и 40…45 НRC – после закалки с высоким отпуском.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Как сделать нож из рессоры

Умельцы ножевого ремесла, ухитряются выполнять клинки из чего угодно. Завалялась железяка в сарае – пара дней работы, клинок готов. Не удивляться таким людям просто нонсенс. Неизменно отдельные изделия получаются произведением искусства. А нож из рессоры – выглядит уникально по-своему. Освятим тему кропотливого труда мастера.

Особенности ножа из рессоры

Характерной чертой рессорных марок стали, является свойство изделия принимать первоначальную форму после деформирования – скручивания или изгиба. Детали, принимающие участие в механизмах со специфическими нагрузками, обязаны иметь непростые свойства.

Сплав активно использующийся профессиональными ножеделами, позволяет получить клинок с уникальными свойствами. Высочайшая прочность плюс пластичность и износостойкость материала, позволяет мастерам изготавливать достойные внимания клинки.

Рессорно-пружинная сталь – недорогой вариант углеродистой стали. Химсостав придаёт ей упругость и ударную вязкость. Закалка сплава придаёт твёрдость 60-62 единицы по Роквеллу. Современные мастера берутся изготавливать изделия из стали 65Г, считая её самой подходящей.

Свойства рессорной стали

Существует множество мнений о рессорах автомобилей родом из СССР. Якобы они являются реально хорошим материалом для клинка. Спорить бесполезно, проще узнать из какой марки стали состоит изделие. Бывалые металлурги утверждают, что рессорно-пружинная сталь включает в себя немало марок:

  • пружины для железнодорожных вагонов и рессоры для автомобилей производят из: 50ХГ и 50ХГА, 50ХГФА;
  • машиностроение, тракторостроение использует 55С2;
  • сверхпрочные пружинные механизмы и рессоры изготавливают из55С2ГФ;
  • детали наименее подверженные ударным нагрузкам используют 65Г.

Список довольно продолжительный и освящать весь нет смысла. Но отметить приблизительную сходность данных марок стали и по химсоставу, и по физическим свойствам, стоит.

Главным ориентиром создания таких изделий, является способность восстановления первоначальной формы, после различных нагрузок, т.е. – пружинить. Недопустима малейшая деструкция во время работы изделия. В соответствии с ГОСТом к подобным сплавам предъявляются завышенные требования.

Применение рессорной стали для изготовления ножа

Пружинный материал 65Г применяют для изготовления ножей ножеделы любители. Благодаря уникальным характеристикам металл находит своё применение в различных сферах.

Клинки для кухни, охоты, туризма – все показывают отличные режущие качества. При особой надобности, реально выковать меч либо топор. После закалки сталь приобретает хорошую жёсткость, что позволяет изделием рубить. Примеры использования рессорной стали:

  1. Кухонный нож. В не лучшие времена для страны, после распада СССР, не все люди могли позволить себе хороший кухонный набор ножей. Приходилось выкручиваться. Рессоры и пластины из стали 65Г были легкодоступны. На кухнях постсоветского пространства часто встречались самодельные изделия. Рукоять изготавливали из подручного материала: дерево, простая эпоксидка, и изолента – не мешали ножам оставаться на высоте.
  1. Туристический нож. Минус пружинного металла – он подвержен коррозии, требует постоянного ухода после использования. Нож подойдёт для применения в походных условиях. Важным моментом является закалка. При слабой – лезвие быстро затупится о консервную банку. Следует знать твёрдость ножа.
  2. Армейский. Тактические или в нынешнее время – армейские ножи, отлично справляются со своими обязанностями. Серрейторная заточка увеличит сферы применения клинка. Колющие удары выдерживает без проблем. В бытовых условиях бойцу или «выживальщику» станет ценным помощником.
  3. Топор, мачете или меч. Сплав 65Г и аналоги, позволяет изготовить действительно грозное оружие. Непременно толщина изделия играет немалую роль. Производя такой шедевр, необходимо запастись рессорой от грузовика, или раздобыть длинную пластину.
Читать еще:  Как правильно пользоваться цешкой

При правильной обработке металла мы гарантировано получим отличный клинок. Мало опыта с изготовлением изделий из стали, ерунда. Далее, в статье предоставим подробное описание изготовления ножей из рессоры, различными способами.

Как сделать нож из рессоры с помощью ковки

Работа с металлом – дело тонкое. Ковка изделия требует определённых навыков. Нет ничего зазорного, испортить одну заготовку. Полученный опыт пригодится при очередной попытке. Работать будем с рессорой, ориентировочно марки стали 65Г, выяснить точно сплав поможет цвет заготовки при накаливании.

Профессионалы считают ковочный метод более практичным. При многократном нагревании и охлаждении металла происходят процессы на молекулярном уровне. Уплотнение металла и изменение структуры, скажутся на качестве изделия.

Инструменты и материалы

Работы следует проводить на свежем воздухе или в просторном гараже с вытяжкой. Стоит позаботиться о своём здоровье, найти маску и жаропрочные перчатки. Набор для ковки выглядит так:

  • стальная заготовка из рессоры;
  • горн или печь;
  • молот большой 4-5 кг, молот маленький 1-1,5 кг;
  • наковальня, щипцы;
  • шлифовальный станок;
  • сварочный аппарат, УШМ.

В качестве нагревательного элемента вполне подойдёт простой костёр с подачей воздуха. Закинуть каменного угля и трудностей с нагревом не возникнет.

Ковка клинка

Все пружинные изделия проходят закалку на предприятии. Сталь необходимо отжечь. Процесс производят постепенным нагреванием заготовки до температуры до 800-900 °С и оставляют остывать на воздухе. Деталь готова к работе:

  1. После отжига металл становится более податливым к любым манипуляциям. Проще приварить пруток, для удобства в дальнейшей работе, щипцы не понадобятся.
  2. Если заготовка имеет изогнутую форму, стоит её нагреть докрасна и малым молотом выпрямить. Следить за температурой обязательно. Не работать с остывшим металлом.
  3. Ковочная температура 1000-1100 °С, не имея термометра, определять её стоит на глаз (темно-жёлтый), либо магнитом – заготовка перестанет прилипать к нему. Цвет и термометр подсказывают, что сталь реально марки 65Г.
  4. Крупным молотом проковываем изделие и вытягиваем в длину. Рессоры в основном имею толщину в 5-6 мм, вытягивание следует продолжать до толщины в 3-4 мм.
  5. Лучше выковать спуски и носик к острию клинка сразу, в будущем меньше мороки на шлифовальном станке.

Приобретя вид клинка, изделие следует остудить на воздухе, срезать болгаркой пруток. Разметив конкретнее спуски и хвостовик, продолжить обработку на шлифовальном станке. Процессы изготовления рукояти и закалки клинка, обязательно опишем ниже.

Как выточить нож из рессоры своими руками

Резать или ковать – персональный выбор ножедела. Чтобы выгнуть заготовку нужна печь. Рессору лучше взять потоньше, иначе будет много возни с толщиной заготовки: устанешь её убирать и сотрёшь несколько кругов. Требуемый инструмент немного отличается от ковочного варианта

  • УШМ, шлифовальный станок, круги к ним с разным зерном;
  • печь и заготовка рессоры;
  • напильники, молоток, наковальня;
  • маркер, бумага;
  • наждачка с разным зерном.

Молотом работать не придётся, больше мороки с болгаркой и шлифстанком. Приступая к работе, защитите глаза и руки.

Процесс изготовления ножа из рессоры

Следуя инструкции, клинок выйдет не хуже кованного. Важно, не перегреть заготовку и точно провести закалку:

  1. Произведя процесс отжига, и выпрямив заготовку, необходимо изготовить шаблон будущего клинка. Фантазия ножедела и интернет позволят создать уникальный шаблон клинка.
  2. Эскиз выполнить необходимо с запасом в пару миллиметров, на случай перегрева металла. Обвести его маркером на заготовке и приступить к трудоёмкому процессу – вырезанию.
  3. Толстую рессору придётся снять до 3-4 мм, сделать это поможет УШМ или шлифстанок. Снарядив болгарку отрезным кругом, и закрепив заготовку в тиски, вырезаем по контуру будущий клинок. Следите за цветом металла, не допускайте его изменения. Меняет цвет – перегрев. Поливайте больше водой.
  4. По заключению процесса вырезания снять заусенцы помогут напильники. Разметьте симметрично спуски и на шлифмашине снимите их.

Получив изделие близкое к клинку, затачивать сразу не следует. Не забывайте обработать хвостовик. Нож почти готов, осталось несколько нюансов.

Закалка лезвия

Вариантов закалки достаточно. Работая со сталью 65Г и аналогами, профессионалы рекомендуют, производить её в масле. Но присутствует мнение, что предпочтительнее процесс провести на воздухе. Остановимся на масляном методе.

Разогрев печь до 900 °С, ниже отметки ковки, аккуратно помещаем клинок и следим за нагревом. Достигнув оранжевого цвета детали, вынимаем клещами и на 3-и сек опускаем в масло. Вытаскиваем, ждём полного остывания. Опять помещаем в печь, нагреваем и в масло. Время выдержки увеличиваем на 1-у сек.

Сделать процедуру необходимо 3-и раза с постепенным увеличением времени окунания на 1-у сек. Клинок приобретёт высокую твёрдость и не потеряет пластичных качеств. Наш ресурс содержит более подробную процедуру закалки ножей в домашних условиях.

Важный момент – отпуск клинка. Производят отпуск при температуре от 200 до 300 °С. Процесс произвести реально в духовом шкафу газовой плиты. Нагрев заготовку до необходимой отметки, следует оставить её на 2-3 часа, не уменьшая показатели термометра.

Изготовление рукоятки

Существует 2-а типа рукояти: накладная и всадная. Для клинков с высокой твёрдостью применяют 1-ый вариант.

Способ несложный, потребуется:

  • брусок древесины;
  • дрель, свёрла;
  • эпоксидный клей, штифты;
  • наждачку;
  • шлифовальный станок.

Древесину дозволительно заменить на: пластик, оргстекло и т.д. Материал подойдёт для применения различный. Вырезав подходящие по размеру накладки, насверливаем отверстия в хвостовике. В заготовках рукояти аналогично.

Доведя накладки наждачной бумагой до идеальной плоскости, приклеиваем их к хвостовику и вставляем штифты – их можно заклепать. Струбцинами закрепляем конструкцию, оставляем на 24 часа высыхать. На шлифовальном станке доводим рукоять до необходимых размеров.

Дерево обязательно требуется пропитать маслами или средствами против старения древесины. На нашем ресурсе имеется подробная статья о монтаже рукояти.

Заточка ножа

Твёрдость получившегося ножа составит 60-62 единицы по шкале Роквелла. Убедившись в симметричности спусков, можно приниматься за заточку. Процесс начинается с грубого точильного бруска с крупным зерном. Профессионалы советуют использовать алмазные камни для заточки ножей.

Движения осуществляются вдоль бруска до появления заусенца. Переходим к камню с зерном чуть меньше, двигая клинок поступательно. Процесс не требует быстрых и резких движений. Проводя заточку необходимо держать постоянный угол. Зависит он от будущего применения ножа. Оптимальным углом называют вариант в 20-25 град.

Для снятия заусенца необходимо работать на самом мелком зерне. Не забываем смачивать водой брусок. Заточка ножа потребует немалых усилий. Рессорно-пружинная сталь, после закалки, очень твёрдая.

Учитывая условия эксплуатации, наточив лезвие единожды – клинок затупится нескоро. Правильно заточенное изделие, способно резать жестяные листы без потери своих качеств.

Изготовление ножа из рессоры своими руками, советы новичкам

Из автомобильных рессор получаются очень качественные ножи, отличающиеся прочностью, износостойкостью. По этой причине они обрели широкое распространение среди профессиональных мастеров. Правильно изготовленный нож из рессоры выдерживает тяжелые нагрузки и может использоваться по прямому предназначению. Изучение всех тонкостей создания этого клинка поможет избежать ошибок и изготовить действительно качественный нож.

Особенности

Чтобы уяснить, как из рессоры сделать нож, обязательно нужно изучить особенности материала. Сталь имеет повышенную износостойкость, хорошие показатели пластичности, вязкости, стойкости к ударным нагрузкам. Перечисленные характеристики необходимы таким ножам, как охотничьи, туристические, армейские, кухонные и мачете.

Популярность изделий из рессоры также связана с доступностью материала – его можно найти практически в любом гараже. Для обработки понадобится минимум инструментов. Чаще всего клинки изготавливаются из стали 65Г, реже встречаются варианты из 50ХГСА и 50ХГА – разница между тремя вариантами будет незаметна и никак не отразится на свойствах изделия.

Этапы изготовления

Поскольку материал имеет не самый подходящий вид для заготовки, необходимо поработать над ним кузнечным молотом или болгаркой, чтобы придать необходимую толщину в 3-6 мм (зависит от вида изделия). Первый этап в изготовлении ножа из рессорной стали – снятие внутреннего напряжения металла. Для этого его нужно раскалить до температуры 420-460 градусов Цельсия и, не вынимая из кузнечного горна, дать остыть. При отсутствии термометра заготовка делается на глаз, то есть до полного равномерного покраснения.

Следует придерживаться принципа: лучше не перегревать сталь, а опытным путем, проверяя свойства материала после каждого отпуска, увеличивать время, пока не будет достигнуто состояние, при котором сталь приобретет желаемую пластичность.

После процедуры отпуска можно начинать слесарные работы. Если нет специального профессионального инструмента, используется ручной – с ним на придание нужной формы заготовке будет потрачено больше времени. Добившись правильных параметров клинка с помощью наковальни и шлифовальных инструментов, необходимо провести закалку – тогда рессорная сталь для ножей вернет прежние свойства.

Материалы и инструменты

Для изготовления клинка подойдет практически любая автомобильная рессора, однако желательно использовать запасную часть от грузового транспорта. Рукоятка ножа выполняется из материала, выбранного мастером. Это могут быть древесина, пластмасса, оргстекло и так далее. Слесарные работы по изготовлению ножа из рессорной стали лучше всего проводить с использованием оборудования, помогающего ускорить процесс производства:

  • угловая шлифовальная машинка (болгарка);
  • дрель или сверлильный станок;
  • напильники и наждачная бумага разной зернистости;
  • кузнечный горн, наковальня, молот;
  • масло для закалки и печь для отпуска стали;
  • точильный станок для ножей.

Для изготовления ножей из рессорной стали необязательно пользоваться профессиональным инструментом – всегда можно найти альтернативу и создать качественное изделие в кустарных условиях. За неимением перечисленных выше приспособлений можно использовать подручные средства: ножовку по металлу, напильник, обычную печь или костер для закалки и отпуска.

Клинок

Его размер и форма зависят от того, какой вид ножа планируется получить (армейский, кухонный, охотничий, туристический и так далее). Перед началом кузнечных и слесарных работ сталь необходимо обязательно отпустить – после этого металл будет легко обрабатывать. Если человек не пользуется кузнечным молотом и наковальней, можно выпиливать заготовку болгаркой или ножовкой. Рессорную сталь для ножа во время работы обязательно нужно остужать, чтобы не перегреть ее. В месте заготовки, куда будут присоединяться элементы рукояти, нужно просверлить отверстия, затем вставить в них крепежные штифты.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector