Hartowanie głowni

noże, nożyki, nożyczki

Moderatorzy: Nomad, Nikiel, BANAN, Marcin

Awatar użytkownika
killrathi
Posty: 363
Rejestracja: 10 wrz 2009, 10:09
Lokalizacja: Ełk
Kontakt:

Hartowanie głowni

Post autor: killrathi » 27 sie 2010, 21:32

Na wstępie zaznaczam, że wszelka wiedza tu zawarta oparta jest na własnych doświadczeniach i nie gwarantuję że jest pozbawiona błędów.

Do prawidłowo przeprowadzonego procesu hartowania niezbędne są:
1. wiedza o gatunku obrabianej stali. Znając gatunek stali łatwo można znaleźć informacje o temperaturze hartowania oraz ośrodku chłodzącym. Informacje takie można zaczerpnąć chociażby tu:
http://akrostal.pl/pl/NC6.html
Co zrobić jeżeli gatunek stali jest nieznany? np. pochodzi z odzysku? Najprościej jest przygotować kilka fragmentów tej stali - tzw. pilotów i każdy z nich zahartować w innej temperaturze oraz ośrodku chłodzącym. Następnie łamiąc np. na kowadle poszczególne fragmenty badać który z nich ma najdrobniejsze ziarno oraz był najtwardszy - oczywiście odpowiednio zapisując warunki hartowania dla każdego pilota.

Dlaczego wiedza o gatunku jest tak istotna? Niektóre stale hartujemy w wodzie inne w oleju. Stale hartowalne w wodzie najprawdopodobniej nie zahartują się w oleju, natomiast te hartowalne w oleju najprawdopodobniej pękną przy gaszeniu w wodzie. Kolejną istotną informacją jest temp. grzania której nie powinno się przekraczać, gdyż dla większości stali narzędziowych (a z takich najczęście powstają noże) wiąże się to z rozrostem ziarna - a co za tym idzie kruchości

2. odpowiednie warunki grzania - najłatwiej i najpewniej hartować jest w piecach elektrycznych ze sterownikiem elektronicznym umożliwiającym precyzyjne ustawienie pożądanej temperatury lub piec gazowy. Zakładam, że nie posiadamy takiego pieca, wówczas zostaje palenisko kowalskie. Te najlepiej opalać jest do hartowania węglem drzewnym ze względu na czystość paliwa. Węgiel drzewny jest pozbawiony siarki, ta natomiast dostając się do stali ze zwykłego węgla lub koksu tworzy siarczki zwiększające kruchość klingi.

3. dokładny pomiar temperatury oraz określenie czasów - chyba najistotniejsza rzecz, a zarazem najtrudniejsza do kontroli w warunkach kowalskch bez użycia termopar lub pirometrów.
Osobiście do określenia temperatury używam tabeli kolorów:
Obrazek
Do jak najdokładniejszego określenia koloru najlepiej zaciemnić pomieszczenie, wyłączyć światła itp. Im mniej zewnętrznych źródeł światła tym porównanie barwy będzie lepsze.
Określenie czasu grzania - przyjmuje się, że czas niezbędny do pełnej przemiany austenicznej dla stali narzędziowych to 15 minut. Oczywiście niemożliwe jest przytrzymanie detalu 15 minut w palenisku kontrolując przy tym temperaturę i nie przepalając stali, dlatego też można grzać trochę wyżej niż wynika ze specyfikacji (ok. 50 stopni) w czasie 1 minuta / grubość blanka.

4. odpowiednie dla danej stali chłodziwo. Stale hartowalne w wodzie zawsze hartujemy w wodzie, stale wymagające gaszenia w oleju zawsze w oleju - tu nie ma dowolności, istnieje za duże ryzyko zniszczenia noża. Zbyt szybkie chłodzenie może spowodować, że stal nie wytrzyma powstałych naprężeń, zbyt wolne natomiast nie zapewni przemiany austenitu w martenzyt lecz wydzieli się cementyt. Czasami spotkać się można, że zamiast oleju dopuszczalne jest stosowanie ciepłej wody z mydłem, lub 5% roztworu wody i NaCl. Nie praktykowałem tego więc się nie wypowiadam o skuteczności tych metod.

Przygotowanie noża do hartowania
Zaleca się aby przed hartowaniem klinga była maksymalnie wykończona - wszelkie krzywizny wyrównane, miejsce styku gardy/jelca z głownią dopasowane - zaoszczędzi to później pracy w twardym już materiale. Zalecane jest również usunięcie wszystkich rys ze szlifów. Raz, że łatwiej je usunąć na miękkiej głowni. Dwa, że każda pionowa rysa (zwłaszcza głęboka) to miejsce potencjalnego pęknięcia w trakcie gaszenia blanka.
Szlify powinny być zrobione z lekkim naddatkiem na krawędzi tnącej. Cienka krawędź nagrzewa się dużo szybciej niż np. grzbiet klingi stąd duże ryzyko spalenia krawędzi (osobiście zostawiam krawędź tnącą o grubości ok 0,5mm - oczywiście w zależności od noża).

Po hartowaniu
W trakcie grzania blanka stal się odwęgla, stąd też po zakończeniu całego procesu obróbki cieplnej należy usunąć warstwę odwęgloną. Można to zrobić na taśmówce lub ręcznie papierem ściernym (identycznie jak przy usuwaniu rys) - ręcznie trwa to znacznie dłużej, ale istnieje mniejsze ryzyko uszkodzenia szlifów niż na taśmie. Może również się zdarzyć, że na głowni pojawią się niewielkie wżery - je również należy usunąć.

Jak przeprowadzam proces hartowania:
1. w pierwszej kolejności po kuciu stal normalizuję. Polega to na wygrzaniu stali w temperaturze 50 stopni wyższej od temp. przemiany austenicznej oraz schłodzeniu swobodnym na powietrzu. Zabieg ten usuwa naprężenia powstałe w trakcie kucia oraz ujednolica strukturę w całym przekroju. Normalizację powtarzam również po zakończeniu prac szlifowania - czyli jako ostatni etap pracy przed hartowaniem. Normalizacja zmniejsza również ryzyko wytrącenia się siatki węglików na granicach ziaren.
2. przed włożeniem noża do paleniska należy go odtłuścić - zabrudzone lub zatłuszczone ostrze nie będzie nagrzewało się jednolicie
3. stale narzędziowe nie przepadają za szokiem termicznym - dlatego też przed prawidłowym nagrzaniem kładę detal na węglu w celu lekkiego podgrzania a po kilku chwilach całkowicie zakrywam go węglem. Węgiel drzewny najlepiej jest rozbić na niewielkie kawałki średnicy monety 50 groszowej - drobne kawałki zagwarantują dokładniejsze obłożenie noża oraz równomierne grzanie całości.
4. Po odpowiednim dla grubości noża czasie grzania sprawdzam jego kolor i jeżeli porównanie z tabelą kolorów wypadnie pozytywnie dla pewności sprawdzam jeszcze magnesem - nie powinien "kleić" się do stali w żadnym miejscu. Uwaga na przegrzewanie!!! Tu zasada im więcej tym lepiej nie działa!
5. Detal gaszę w odpowiednim chłodziwie. Umieszczenie noża w pojemniku z chłodziwem powinno być możliwie szybkie. Najbezpieczniej jest gasić pionowo, sztychem do dołu - zmniejsza to ryzyko wygięcia bocznego głowni - zwłaszcza głowni długich bądź cienkich.
Po czasie gdy temp. blanka zrówna się z temp. chłodziwa nóż można spokojnie wyciągnąć oraz wytrzeć z resztek oleju.
6. odpuszczanie. Nóż po zahartowaniu jest twardy ale i kruchy (im wyżej zahartowany tym bardziej kruchy), aby usunąć naprężenia pohartownicze oraz polepszyć właściwości plastyczne noża nie tracąc jego twardości (zmiana tetragonalności martenzytu na martenzyt o sieci regularnej) należy go odpuścić. Polega to na nagrzaniu noża do temp. 175 stopni (dla stali NC6 oraz większości narzędziówek) oraz przytrzymaniu w tej temp. ok 1,5h. PRzy tak niskim odpuszczaniu twardość noża nie spadnie a nabierze on dużo wytrzymałości. Odpuszczam zawsze w piekarniku elektrycznym w domu. Nie praktykuję odpuszczania polegającego na położeniu blanka na skraj paleniska - w tym przypadku nie mamy absolutnie zagwarantowanej prawidłowej temperatury. Odpuszczanie należy przeprowadzić jak najszybciej po hartowaniu, nie później niż 2 godziny po. Po tym czasie struktura martenzytu utrwali się i odpuszczanie nie przyniesie już efektu.

Jak zbadać poprawność hartowania.

Prawidłowo zahartowany nóż to połączenie twardości i sprężystości. Nie wykonując testów zniszczeniowych ciężko jest jednoznacznie określić powodzenie całej operacji hartowania. Oczywiście można pokusić się o testy typu gięcie noża (test na sprężystość), badanie wytrzymałości czubka (wyłamywanie itp...), odporność na ścieranie (jak szybko się stępi) itp... Osobiście jednak wolę raz na jakiś czas poświęcić jeden z noży (najczęściej ten najmniej udany) na zniszczenie. Wówczas jasno widać przy jakim ugięciu klinga się łamie, jaka jest wytrzymałość krawędzi tnącej, jakie jest ziarno w przełomie (prawidłowy przełom powinien być pozbawiony wybłyszczeń, być jednolity i "jedwabisty" w barwie).
Ziarno należy porównać ze skalą Jernkontoret:

zdjęcie usunięte

Jeżeli ziarno mieści się w przedziale 1-5 to stal została drastycznie przegrzana i tak zahartowany nóż jest nie nadający się do użytku. Ideałem jest osiągnięcie 9-10 - zapewnia to idealny stosunek twardości do sprężystości (wymagana świetnie dobrana temp. oraz czas).

Przykład ziarna na poziomie 8-9 wg. skali Jernkontoret:
Obrazek


Podsumowanie
Powyższy tekst opisuje hartowanie na martenzyt. Hartowanie bainityczne różni się sposobem gaszenia detalu. Zamiast szybkiego schłodzenia do niskiej temp. występuje szybkie schłodzenie do temp. ok 250-260 stopni i przytrzymanie w tej temp. ok 2h przy stałej kontroli temp. chłodziwa. Stal zahartowana na bainit posiada ciut niższą twardość niż ta hartowana na martenzyt ale rekompensuje to sprężystością i plastycznością.
Jescze kilka słów o hartowaniu selektywnym. Polega to na zahartowaniu tylko części przy krawędzi tnącej noża z zachowanie miękkiego grzbietu klingi. Otrzymujemy przez to dobre połączenie wysokiej twardości ze sporą udarnością. Aby uzyskać efekt hartowania selektywnego część klingi która ma pozostać miękka pokrywa się mieszaniną gliny, drobnego piasku kwarcowego oraz węgla drzewnego (mieszanina musi bardzo dobrze wyschnąć na głowni) lub po prostu silikonem żaroodpornym. Reszta czynności jest standadowa. Dodatkowym atutem jest powstanie pięknej linii hamon na granicy twardości głowni.
Niektóre stale po hartowaniu można wymrażać (stale wysokostopowe typu N695) - wymrażanie powoduje rozpuszczenie się austenitu szczątkowego w stali poprawiając właściwości noża. Oczywiście wymrażanie stali narzędziowych nie ma sensu, wspominam tylko o tym jako ciekawostce.


---------------------------------------------------------
Podając zdjęcia czy też inne materiały znalezione w necie, a konkretnie przed ich publikacją warto by było podać źródło. W tym wypadku zostały wykorzystane materiały użytkownika melonmelon.
-------------------------------- G. K.


od autora:
niestety musiałem usunąć zdjęcie przedstawiającą skalę jernkontoret, na szczęście wyszukanie jej w google nie stanowi obecnie problemu. Wbrew temu co napisał powyżej Grzegorz użyty w treści materiał nie był autorstwa melonmelon (czego jestem w stanie dowieść). Usunąłem go jednak aby nie wzbudzać innych podejrzeń o łamaniu praw autorskich (był to skan z książki)
Szkoda tylko że ucierpiał przez to artykuł.
M.

update:
co zrobić jak rzuci przy hartowaniu

Zdarza się że w trakcie hartowania klingę wygnie. Zdarza się to najczęściej przy głowniach cienkich i długich. Przyczyn może być wiele - od niesymetrycznych szlifów przez nierównomierne grzanie po złe chłodzenie. Co wówczas zrobić?
Prostowanie na zimno najczęściej kończy się głownią w co najmniej dwóch częściach. Można wyżarzyć, wyprostować i hartować ponownie - lecz i tu nie mamy 100% pewności że skrzywienie się nie powtórzy.
Ja robię to tak:
po chłodzeniu blanka w oleju natychmiast wkładam go pomiędzy dwie płyty stalowe i przyciskam ciężarem ok 15kg

Po wyjęciu z oleju nóż ma jeszcze ok 100C i przemiany w nim się jeszcze nie zakończyły. Umieszczenie go pomiędzy dwoma płaskimi elementami spowoduje że nawet w przypadku wygięcia ciężar którym przyciskamy jest w stanie krzywiznę wyprostować. Gdy ostrze ostygnie - będzie proste.

Metodę tę stosuję od jakiegoś już czasu. Hartuję najczęściej stal grubości 3mm, nawet długości ok 300mm wychodzą idealnie proste (zahartowałem tak ok 40 ostrzy), wcześniej zdarzało się że już 200mm potrafiło rzucić.
Ostatnio zmieniony 26 lip 2013, 22:45 przez killrathi, łącznie zmieniany 8 razy.

Awatar użytkownika
Marek
forumoholik
Posty: 1042
Rejestracja: 14 mar 2010, 13:45
Lokalizacja: Białystok

Post autor: Marek » 03 wrz 2010, 12:15

brak mi słów :P dokładniej chyba się nie da tego opisać. Dzięki wielkie :)
:evil:

Awatar użytkownika
killrathi
Posty: 363
Rejestracja: 10 wrz 2009, 10:09
Lokalizacja: Ełk
Kontakt:

Post autor: killrathi » 03 wrz 2010, 20:25

Marek pisze:brak mi słów :P dokładniej chyba się nie da tego opisać. Dzięki wielkie :)
oj dałoby się dało :) Ale starałem się to w skrócie zrobić coby nie nudzić :)

ps.
jeżeli administracja uzna że tekst jest ok to może by podwiesić aby nie umknął?

Awatar użytkownika
Nomad
Moderator
Posty: 2263
Rejestracja: 28 sie 2009, 10:34
Lokalizacja: Jasło

Post autor: Nomad » 03 wrz 2010, 20:28

A mam pytanie, co do hartowania selektywnego.
Czy przy odpuszczaniu hamon się nie rozmyje?
I czy potrzebne jest wogóle odpuszczanie?

Awatar użytkownika
killrathi
Posty: 363
Rejestracja: 10 wrz 2009, 10:09
Lokalizacja: Ełk
Kontakt:

Post autor: killrathi » 03 wrz 2010, 20:38

jak będziesz odpuszczał w temp <200 stopnie to nie powinien.
Odpuszczanie jest potrzebne mimo wszystko - w hartowaniu selektywnym to nie jest tak, że grzbiet się całkowicie nie zahartuje. Będzie po prostu niżej utwardzony niż część przy krawędzi, stąd też należy usunąć naprężenia pohartownicze.

Awatar użytkownika
Nomad
Moderator
Posty: 2263
Rejestracja: 28 sie 2009, 10:34
Lokalizacja: Jasło

Post autor: Nomad » 03 wrz 2010, 20:45

Dobra, dzięki, przy najbliższym blanku spróbuje zrobic nóż z wyraźnym hamonem!

Awatar użytkownika
killrathi
Posty: 363
Rejestracja: 10 wrz 2009, 10:09
Lokalizacja: Ełk
Kontakt:

Post autor: killrathi » 07 wrz 2010, 11:12

mała aktualizacja tekstu. Dodałem punkty
- przygotowanie noża do hartowania
- po hartowaniu

edzia:
wszelkie uwagi mile widziane - widzisz błąd to daj znać, naprawię :) Czegoś brakuje - dopiszę :)

Awatar użytkownika
mikador
Posty: 131
Rejestracja: 14 wrz 2010, 19:53
Lokalizacja: Olkusz-okolice
Kontakt:

Post autor: mikador » 19 sty 2011, 21:27

Czyli nóż odpuszczamy po hartowani w tem. 200 stopni czy tak i ile go trzymamy w tej temperaturze.

Awatar użytkownika
Marek
forumoholik
Posty: 1042
Rejestracja: 14 mar 2010, 13:45
Lokalizacja: Białystok

Post autor: Marek » 19 sty 2011, 22:17

różnie. 1h75min do 2,5h zależy jaka stal i co chcesz uzyskać
:evil:

Awatar użytkownika
mikador
Posty: 131
Rejestracja: 14 wrz 2010, 19:53
Lokalizacja: Olkusz-okolice
Kontakt:

Post autor: mikador » 19 sty 2011, 22:49

A tak na chłopski rozum jak zahartuje nóż czy siekiere to odpszczanie nie spowodje rozhartowania i znów bedzie miekki metal? i czy po tym czasie odpszczania co napisałes wyżej to chłodzimy odrazu w wodzie czy musi materiał ostygnąć na powietrzu lub popiele

Awatar użytkownika
Nomad
Moderator
Posty: 2263
Rejestracja: 28 sie 2009, 10:34
Lokalizacja: Jasło

Post autor: Nomad » 20 sty 2011, 08:47

Rozhartuje ci sie jak podgrzejesz zbyt wysoko, 200 stopni zmniejsza naprężenia wewnętrzne, zmniejszając minimalnie twardośc. I odpuszczac można maks. do 2h po hartowaniu, później to nie ma sensu.

Awatar użytkownika
Marek
forumoholik
Posty: 1042
Rejestracja: 14 mar 2010, 13:45
Lokalizacja: Białystok

Post autor: Marek » 20 sty 2011, 11:20

w piekarniku nie osiągniesz takiej temperatury żeby Ci się rozhartował. Chłodzimy w powietrzu normalnie. Dla porównania sprężynówkę można odpuszczać nawet do lekkiego wiśniowego a i tak jest w miarę twarda i wtedy najbardziej sprężynuje bodajże
:evil:

metacom 911
Posty: 3
Rejestracja: 27 wrz 2011, 19:40
Lokalizacja: Poznań

Post autor: metacom 911 » 28 wrz 2011, 20:03

Marek pisze:w piekarniku nie osiągniesz takiej temperatury żeby Ci się rozhartował.
a mi sie po takim czyms szybko noz tempił
Ostatnio zmieniony 28 wrz 2011, 21:26 przez metacom 911, łącznie zmieniany 1 raz.

Awatar użytkownika
Matthan
Posty: 400
Rejestracja: 28 sie 2009, 22:01
Lokalizacja: Augustów

Post autor: Matthan » 28 wrz 2011, 22:06

zależy z czego zrobiłeś...
a poza tym... jeśli chcesz mieć twardy trzymający ostrość to licz się z tym, że będzie kruchy i łamliwy... Potrzeba równowagi albo sprecyzowanego oczekiwania od ostrza...
Nie ma jak dym z kuźni, fajka w zębach
<Duch wieje przez świat>
Moje zdjęcia

dara

Post autor: dara » 28 wrz 2011, 23:41

może to tak z gruszki ale każdy kucharz wie że noży nie myje się w gorącej wodzie,tak samo brzytwę płucze się w zimnej i cycki prysznicowane zimnym prysznicem są twardsze i jędrniejsze

ODPOWIEDZ

Wróć do „NOŻOWNICTWO - knifemaking”