Складной нож из подшипника

Содержание

Критерии для выбора ножа

Так как по умолчанию складные ножи носятся в городе, и чаще всего используются для мелких работ – очистка яблока, открывание различной упаковки и писем, нарезка простейшей еды в офисе и командировки. И крайне редко по-настоящему нагружаются на пикниках, либо походах выходного дня, то можно выделить следующие требования к складному ножу:

Удобный механизма открывания, желательно с возможностью открыть/закрыть нож одной рукой;
Надежный и удобный замок;
Облегченная конструкция обеспечивающая малый вес ножа, так как он будет больше носится, чем использоваться;
Удобная рукоять, при этом достаточно компактная, чтобы делать ношение удобным;
Современные материалы. Использование на складном ноже углеродистой стали верный шаг к тому, что клинок будет постоянно ржаветь. Из-за специфики ношения, особенно летом. Аналогично дерево в качестве материала накладок заметно увеличивает вес, а современные пластики позволяют одновременно снизить вес и обеспечить необходимый запас прочности рукояти.
Клипса умеренно жесткая, позволяющая нож носить на кармане незаметно для окружающих.

Температурный режим

Может показаться, что в закалке ножа нет ничего сложного, но, как и в любой другой технологической операции, при ее выполнении надо учитывать ряд нюансов. Первое, что следует контролировать, чтобы правильно закалить клинок, – это равномерность и постепенность нагрева. Если пренебречь этим требованием и выполнять нагрев ножа слишком быстро, это приведет к тому, что в структуре металла будут формироваться слишком крупные зерна, что сделает изделие хрупким. Для стальных сплавов, относящихся к различным категориям, используются разные температурные режимы выполнения закалочных операций:

стали, относящиеся к группе низкоуглеродистых сплавов, – 727–950°;
высокоуглеродистые стальные сплавы – 680–850°;
стали, содержащие в своем составе легирующие элементы, – 850–1150°.

Режимы обработки коррозионно стойких жаропрочных сталей

В домашних условиях не всегда можно воспользоваться таким прибором, как пирометр, при помощи которого определяют температуру нагрева металла. Между тем определить степень нагрева изделия из стали можно, если воспользоваться обычным магнитом. Суть этой несложной методики заключается в том, что у каждого металла есть так называемая точка Кюри, при которой из ферромагнитного он превращается в парамагнитный материал, то есть перестает притягиваться к магниту.

Подшипниковая сталь ШХ15

Развитие металлургии привело к появлению сталей с особыми эксплуатационными характеристиками. Они применяются при изготовлении определенных изделий, которые должны обладать особыми качествами. Примером назовем подшипниковую сталь ШХ15, которая хорошо выдерживает воздействие высокой температуры. Стандарт ГОСТ для ШХ15 определяет применение определенных стандартов при маркировке.

Углеродистая сталь ШХ15

Основные свойства стали

В промышленности шарико-подшипниковая сталь ШХ 15 получила широкое распространение. Это связано с особыми эксплуатационными характеристиками, которые позволяют применять металл при создании подшипников и лезвия. Название стали связано с тем, что практически все подшипники изготавливаются при применении этого материала.

Характеристики стали ШХ15 следующие:

Повышенная твердость поверхности. Подшипники и режущая кромка лезвия при эксплуатации подвергаются износу. Для того чтобы поверхность изделия не реагировала на механическое воздействие существенно повышается показатель твердости.
Износостойкость определяет то, что поверхность не реагирует на трение и другое воздействие. Металл ШХ9 и ШХ15 характеризуются высокой износостойкостью, поэтому создаваемые изделия могут прослужить в течение длительного периода.
Устойчивость к коррозии также можно назвать привлекательным качеством рассматриваемого металла. Ржавчина, которая появляется на поверхности, снижает срок службы изделия. Сталь ШХ15 не относится к нержавейкам. Поэтому на высокую устойчивость к высокой влажности и химически агрессивной среде рассчитывать не следует.
Стойкость к смятию. Точечное воздействие высокой нагрузки может привести к образованию вмятины, но рассматриваемый металл характеризуется высокой устойчивостью к подобному воздействию.
Пластичность и вязкость также учитываются при создании различных изделий.
Структура прекрасно поддается термической обработке. Как правило, проводится закалка после придания требуемой формы и размеров. Кроме закалки выполняется отжиг и ковка, которые также могут улучшить структуру материала.
Склонность к отпускной хрупкости определяет то, что после закалки могут появится структурные дефекты. Они могут повысить хрупкость получаемого изделия.
Плохая свариваемость. Повысить твердость смогли за счет повышения концентрации углерода. Однако, этот химический элемент существенно усложняет процесс сварки. Как правило, для повышения качества сварного шва проводится подогрев заготовки.

Свойства подшипниковой стали ШХ 15

Марка стали ШХ15, расшифровка которой проводится в соответствии с установленными стандартами ГОСТ, хорошо поддается различным видам обработки и обладает стойкостью к смятию. Кроме этого, поверхность характеризуется высокой твердостью. Температура критических точек довольно высока, она учитывается при проведении термической обработки.

Правила качественной закалки

Существует еще несколько несложных правил, которые позволяют сделать закалку ножа в домашних условиях максимально качественной.

Прежде чем приступать к поверхностной или глубокой закалке ножа, изготовленного из определенной марки стали, можно подобрать режимы выполнения такой технологической операции, воспользовавшись пластинками, выполненными из такого же материала. Первую пластинку используют, чтобы более точно подобрать требуемую температуру нагрева. Для этого металлическую пластину необходимо нагреть неравномерно: одну часть – до максимальной температуры, вторую – до минимальной. Затем нагретую пластину опускают в воду или масло и после полного остывания зажимают в тисках, ломают и смотрят на излом металла. Качественно закаленный металл, если температурный режим был подобран правильно, должен иметь крупнозернистую структуру.
Следующим этапом экспериментов с металлическими пластинками является подбор оптимальной охлаждающей среды. Используя различные охлаждающие среды (вода, масло, жидкий свинец и др.), закалите пластину до такого состояния, чтобы она, будучи зажатой в тисках, ломалась при отклонении в 30°. После этого необходимо выполнить отпуск пластины, также подбирая различные охлаждающие среды и температурные режимы. В результате такой операции вы должны добиться того, чтобы пластина, зажатая в тисках, ломалась при угле ее отклонения в 45°.
Чтобы избежать появления на лезвии закаливаемого ножа поверхностных трещин, изделие требуется предварительно отжечь. При выполнении такой технологической операции, для которой желательно использовать муфельную печь с регулятором температуры, надо придерживаться следующих правил: нагрев ножа выполняют как можно дольше, медленно и равномерно.

Особенности конструкции

Как правило основу рукояти складного ножа формируют стальные лайнеры, в которых выполняются отверстия для снижения веса. Иногда, для максимального облегчения рукоять выполняется целиком из пластика, и металл встречается только в пластине замка да в осевом узле. Как уде говорил, современные пластики позволяют так делать, без особого ущерба для прочности.

Осевой узел, как правило, выполняется на шайбах, металлических либо пластиковых. Это позволяет обеспечить качественную механику и высокий уровень прочности. Но одновременно требует высокого уровня качества при подгонке деталей. Поэтому все чаще на бюджетных ножах используют дешевые подшипники, это гарантирует отличную механику. Но при этом снижает уровень надежности ножа. И есть на небольших ножах EDC-формата подшипники смотрятся вполне уместно, то на так называемых «тактических ножах» вызывают удивление. Так как при серьезной боковой нагрузке, осевой узел очень быстро разбивается, и возникает неустранимый люфт клинка.

Для блокирования клинка в открытом состоянии, чтобы избежать складывания от нагрузки на пальцы, и соответственно травм, используются разнообразные типы замков.

Самым старым является бек-лок, который представляет собой подпружиненное коромысло, расположенное в спинке рукояти ножа. Зуб коромысла входит в паз на клинке, запирая его в отрытом состоянии. При нажатии на клавишу, как правило, расположенную в хвосте рукояти коромысло поднимается освобождая клинок, который можно сложить. К недостаткам такого замка можно отнести появление вертикального люфта клинка, из-за особенности конструкции. Постепенно в процессе эксплуатации происходит истирание металла в районе сцепления зуба коромысла и паза, и клинок начинает люфтить. Замки бек-лок активно использует для производства ножей компания Спайдерко.

Андрей Демко, ножевой дизайнер компании Колд Стил на базе замка бек-лок, разработал собственный, гораздо более надежный триад-лок. Его основу выполняет плавающее коромысло, которое автоматически выбирает люфт клинка. В результате чего триад-лок выдерживает колоссальные нагрузки, до 280 кг веса. И при этом обеспечивает монолитность конструкции, без намека на люфты.

Другим простейшим и популярным замком является лайнер-лок, представляющий собой упругую стальную пластину, интегрированную в рукоять, которая распрямляясь при открытом клинке, упирается в его пяту, надежно запирая клинок.

Высокотехнологичным замком является аксис-лок, от компании Бенчмейд. Для разблокировки клинка необходимо оттянуть пальцем руки подпружиненные шпеньки, в результате чего снимется блокировка клинка и появится возможность его открыть.

Компания Спайдерко использует для производства своих ножей интересный замок, который называется компрешион-лок, и представляет собой лайнер-лок на оборот. То есть лайнер-лок расположенный со спинки рукояти.

Виды складных ножей

Складных ножей существует огромное количество разновидностей, поэтому для краткой классификации будем опираться на принцип их действия. Таким образом можно выделить:

автоматические;
полуавтоматические;
ножи с фиксатором и без фиксатора лезвия;
ножи брелоки;
ножи типа бабочка;
коллекционные ножи;
ножи с дополнительными функциями.

Автоматические ножи были разработаны в середине XX века, как инструмент для тех, кто из-за физических травм не мог открывать обычный нож. К примеру, после потери одной из рук. Для выброса клинка используется энергия пружины. Автоматические ножи бывают с боковым и фронтальным выбросом. Фронталки делятся в свою очередь на одинарные и двойного действия. У одинарных ножей, после нажатия на кнопку происходит выброс клинка, чтобы его убрать в рукоять, следует потянуть за специальную рукоять. Тем самым перезарядив пружину. У фронталок двойного действия механизм более сложный, клинок открывается и складывается одним движением пальца. Вообще автоматические ножи с фронтальным выбросом являются очень сложными в производстве и как следствие дорогими. Ножи автоматы с боковым выбросом гораздо проще конструктивно и как следствие дешевле.

В конструкцию полуавтоматических ножей интегрирован механизм ускоренного открытия клинка. Клинок стоит только стронуть с места, как пружина стремительно его выбрасывает из рукояти. Для того чтобы сложить клинок, необходимо отжать замок. И преодолевая сопротивление пружины вернуть клинок в рукоять. Такие ножи зачастую производятся в странах, где ножи с автоматическим выбросом являются запрещенными.

Как правило, ножи оснащаются замком (фиксатором), для того, чтобы защитить пальцы руки от порезов при непреднамеренном складывании клинка. Но в некоторых странах ножи с замком запрещены. Поэтому там используются складные ножи вообще без замка, и клинок постоянно удерживается сжатой рукой из-за особенности конструкции. Либо клинок запирается при помощи тугой пружины, этот тип ножей называется слип-джойнт.

Ножи брелоки представляют собой миниатюры6е складные ножи, которые носятся на связке ключей. И представляют больше гаджет, нежели сколь-нибудь функциональный инструмент.

Балисонги, они же бабочки – это складные ножи пришедшие с Филиппинских островов. Конструктивно представляются из себя рукоять, состоящую из двух половинок, между которыми располагается клинок. Нож открывается при помощи акробатических вращательных движений. Приобрели мрачную репутацию оружия уличных бандитов, из-за чего в большинстве стран либо запрещены, либо ограничены к обороту.

Коллекционные ножи как понятно из названия, выпускаются небольшими партиями, а то и в единичном экземпляре мастерами мирового уровня. И предназначены для пополнения коллекций. Для их изготовления используются самые дорогие и качественные материалы. Иногда на базе коллекционных ножей, выпускаются серийные модели.

Ножи с дополнительными функциями, они же многопредметные ножи. Это всем известные швейцарские офицерские и солдатские ножи. В небольших по размеру ножах собрано огромно количество инструментов, которое позволяет справиься с любыми задачами, в городе и походных условиях. Тут и разные отвертки, открывался для бутылок и консервов, пилки для дерева и металла, плоскогубцы, шило, штопор и многое-многое другое.

Что представляет из себя сталь ШХ 15

Сталь ШХ 15 является представителем класса низколегированных хромистых сталей. Это означает, что в состав стали, помимо основных элементов, входят специальные добавки. Они то и придают ей необходимые свойства прочности, стойкости к коррозии и агрессивной среде. Сталь ШХ 15 содержит в своем составе следующие химические элементы:

В сталях этой группы количество хрома достаточно мало, что является главным отличием от высокохромистых сталей. По этой причине хром не образует собственные карбиды, а остается в твердом растворе и также входит в состав цементита. Если говорить про структурные признаки, то стоит отметить, что все карбиды мелкие. Именно этим определяется высокая контактная выносливость и однородность данной стали. В целом, как и другие «углеродистые» стали, ШХ 15 отлично держит тонкую кромку.

В промышленности данная марка стали получила широкое распространение благодаря ее повышенной твердости, износостойкости и устойчивости к коррозии. В основном из нее производят ролики и шарики для подшипников. Отсюда и пошло название «подшипниковая сталь». Ножам из такой стали присуща высокая износостойкость, твердость и контактная прочность.

ШХ 15 получила широкое распространение у изготовителей ножей благодаря тому, что она прекрасно поддается температурной обработке, после чего не только приобретает нужную форму, но и в несколько раз улучшает свои показатели прочности. Также при этом достигается очень высокая стойкость к износу, что в свою очередь обеспечивается высокой твердостью стали. Стоит отметить высокую стойкость к смятию, при сохранении таких параметров как пластичность и вязкость.

Для закалки оптимальной температурой является показатель в районе 810 — 850 градусов, а температура отпуска в свою очередь варьируется от 150 до 160 градусов. В конечном результате достигается твердость в 61-64 HRC.

Сталь данной марки также обладает рядом следующих характеристик: склонность к отпускной хрупкости или флокеночувствительность. Предел пропорциональности для этого материала составляет 370-410 мПа, а предел кратковременной прочности для данной стали находится в районе от 590 до 750 мПа. Сталь ШХ 15 обладает относительным сужением, равным 45%, а характеристика ударной вязкости составляет примерно 440 кДж/м2.

Чем различаются ножи между собой

В наше время существуют ножи совершенно разных, порою даже замысловатых форм, в зависимости от того, где они применяются. Рукояти и лезвию придается необходимый эстетические и практический вид. Но решающим фактором, отличающим один нож от другого, является то, из чего он был сделан. Конкретно речь идет о химическом составе стали, из которой изготовлено само лезвие. Не каждый способен выбрать себе именно ту сталь для ножа, которая ему необходима, так как существует огромное количество разных вариаций этого сплава, химический состав которых определяет их свойства, достоинства и недостатки, слабые и сильные стороны. Но для выбора ножа необязательно изучать всю таблицу Менделеева, достаточно лишь знать какие свойства имеет та или иная марка стали.

Вопрос задает Валерий, Московская область:

Недавно услышал от знакомого, что из подшипника можно изготовить отличный нож. Меня очень заинтересовало это, поскольку люблю все мастерить своими руками. Хотелось бы подробнее узнать об этой технологии.

Предоставляем слово нашему эксперту:

Подшипники изготовляют из стали высокого качества, поскольку они работают в трудных условиях и не теряют своих характеристик при значительных нагрузках. Если выковать из него нож, можно получить отличный инструмент. Он не потеряет остроты в самых трудных условиях эксплуатации.

Для ковки ножа из подшипника необходимо следовать представленной инструкции:

При помощи болгарки необходимо отрезать заготовку нужной длины, используя обойму подшипника. Нужно учитывать запас в 1-2 см.
Полученную заготовку необходимо приварить к прутку арматуры, исполняющей роль рукоятки.
Ковка осуществляется при достаточно низких температурах, чтобы материал изменился от светло-красного до более темного оттенка.
Перед закалкой осуществляется обдирка на точиле или при помощи напильника.
Для улучшения характеристик ножа рекомендуется произвести нормализацию металла. Для этого его разогревают до 750°С, ждут 5 минут и охлаждают на воздухе. Такие манипуляции повторяют 2-4 раза.
Производится закалка. Чаще всего это осуществляется при температуре 830°С. Для определения подходящего момента для закалки используют магнит. Когда сталь перестала магнититься, можно приступать к данному процессу. Температура плавления поваренной соли составляет 800°С. Поэтому ею посыпают заготовку, чтобы примерно определить момент достижения оптимальных характеристик для закалки.
Закалка происходит в масле, температура которого достигает 50-60°С. Заготовку помещают в емкость с подготовленным веществом на 1 час. Все это время ее нельзя шевелить и прислонять к стенкам резервуара.
После закалки проводят отпуск. Нож помещают в духовку при температуре 160-200°С на 2 часа. Для охлаждения просто гасят огонь.
Для заточки ножа используется алмазные бруски, для шлифовки – алмазная паста. В процессе данной обработки может утратиться до 2 мм толщины заготовки, что вполне нормально.

Если следовать все правильно и в точности следовать инструкции, полученный нож сможет поцарапать стекло. В процессе эксплуатации он не тупится и не разрушается при нагрузках изгибающего характера. Представленным способом легче всего делать нож с накладными рукоятками.

Итоги

Детально изучив сталь марки ШХ 15 можно однозначно указать на ее достоинства и недостатки.

Однородность.
Высокая контактная выносливость.
Хорошо поддается обработке.
Достаточно высокая твердость.
Высокая стойкость к износу.
Тонкая кромка при заточке.
Стойкость к смятию.
Пластичность и вязкость.

Относительно высокая подверженность коррозии.
Трудная заточка.

Существует множество разных марок стали. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. ШХ 15 в свою очередь представляет из себя весьма универсальную сталь, подходящую чуть ли не для любого типа ножей. На данный момент она является одной из наиболее популярных марок с невысокой стоимостью и используемой, в основном, при частной ковке клинков. Изделие из такой стали способно дать желаемый результат от работы, значительно сэкономив при этом бюджет, благодаря своей низкой стоимости.