Как закалить: на огне, в масле или печи

Как закалить металл в домашних условиях: видео, способы

1. Технологические нюансы закалки
2. Как закалить сталь на открытом огне
3. Самостоятельное изготовление камеры для закаливания металла

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.

сделайте закалку вала и отпуск своими руками

05Дек

Содержание статьи

1. Введение
2. Технологические нюансы: как правильно закаливать металл
3. Термообработка: как лучше закалить железо в домашних условиях
4. Проверка твердости после закаливания металла в домашних условиях
5. Закалка и отпуск металла в домашних условиях своими руками в масле
6. Как закалять сталь в домашних условиях: особенности процесса
7. Изготовление горна
8. Как самому накалить металл?
9. Оборудование и особенности закалки

Процесс термической металлообработки кажется сложным. Но его можно провести даже дома, правда – с дополнительной подготовкой. Перед началом лучше почитать нашу статью о том, как правильно своими руками закалить мягкий металл, сталь или вал в домашних условиях в масле.

Введение

Есть характеристика – наследственная и приобретенная зернистость. Размер зерна может быть меньше и больше, а также он меняется под воздействием высоких температур. Насколько быстро – зависит от количества примесей. Нельзя однозначно сказать, какая кристаллическая решетка, какие соединения лучше. В одних случаях от этого зависит прочность, в других пластичность. Этот показатель необходимо менять в зависимости от того, какая обработка предстоит. Если стальной лист или профиль планируют подвергнуть резке, то следует провести процедуру, приводящую к укрупнению зерна. А если работа предстоит с высокоуглеродистым типом, то лучше обрабатываются заготовки с мелкозернистой структурой. Изменить зернистость достаточно трудно. При этом нужно учитывать наследственную склонность. Это не значит, что сплав в любом случае будет иметь крупные зерна, но при одинаковом нагреве двух брусков с различной наследственностью один быстрее другого произведет рост соединений. Понимать, как правильно закалять металл в домашних условиях можно только выборочно, следует знать химический состав. Сплав имеет множество примесей. Среди них:

• Феррит. Это основополагающий элемент, которого больше всего. Он несет основные свойства, остальные вещества только увеличивают или уменьшают их.
• Перлит. Увеличивает твердость и прочность на растяжение и сжатие.
• Цементит. Химическая формулы – железо с углеродом. И хоть элемент «С» увеличивает прочностные характеристики, если применять FeC чистым, то можно удивиться его хрупкости.
• Графит. Высокоуглеродистые дамасские стали получаются при насыщении этой примесью в момент обработки методом ковки.
• Аустенит. Формируется в момент очень высокого нагрева. При этом увеличивается пластичность, а также исчезают магнитные свойства.

Если углерода в составе от 0% до 2,18%, то мы имеет дело с низкоуглеродистой (до 0,8%) или углеродистой. А если его больше, чем 2,18%, то перед нами прочный чугун. Делаем вывод: характеристики зависят от двух причин:

• количество примесей;
• степень термальной обработки.

И если первое вы не сможете изменить самостоятельно, то второе – наверняка.

Технологические нюансы: как правильно закаливать металл

Сама процедура включает в себя три шага – нагрев, выдержку и остывание. Оттого, какой результат вы хотите получить и на каком материале работаете, выбирают различные параметры: предел, продолжительность, а также способы охлаждения. Приведем таблицу с несколькими марками стали:

Есть две основные цели термообработки:

• повышение прочности – это необходимо для ножей, топоров, сверл и других инструментов, которыми обрабатывают твердые поверхности;
• увеличение пластичности изделия. Например перед тем, как ковать или гнуть – применяется скорее не в быту, а при небольшом частном деле.

При проведении технологии нагрева следует следить за цветом заготовки. Он должен быть насыщенно-красным с оранжевым или желтоватым отливом в зависимости от типа. На поверхности не должно образовываться черных или иных цветных пятен.

Он должен быть насыщенно-красным с оранжевым или желтоватым отливом в зависимости от типа.  Как правильно закаливать металл и железо, если нет специальной печи для обжига? Применять паяльную лампу или развести обычный костер – его температура и продолжительность горения достаточно велики для того, чтобы выполнить работу, не превышающую бытовых нужд. Охлаждение можно проводить различными способами. Если срочно нужно сбить нагрев на одном участке изделия, то можно воспользоваться направленной струей холодной воды. Водное, а значит быстрое, остывание необходимо для легированных и углеродистых сталей. После нагрева следует взять элемент щипцами (если это небольшой нож, топор) и поместить в заранее подготовленную емкость с жидкостью. При отпуске нужно охлаждать постепенно – сперва водой, а затем маслом. И третий вариант – постепенное остывание на свежем воздухе. Тоже эффективный способ, когда нужно оставить небольшой эффект пластичности. Посмотрим видео по этой теме:

Термообработка: как лучше закалить железо в домашних условиях

Это процесс нагрева с дальнейшим охлаждением для изменения свойств. Помещаем в печь обычный сплав, а достаем – закаленный, который менее восприимчив к внешним деформациям. Для чего это нужно? При первичной обработке, например при штамповке, резке или литье, внутри сплава появляются внутренние напряжения, которые очень негативно воздействуют на прочностные характеристики и увеличивают хрупкость. Есть четыре типа термообработки:

• Отжиг. Необходим для образования феррита и перлита. Заключается в нагреве в печи до 680-740 градусов, когда уже пройдет порог рекристаллизации. В результате распадаются старые молекулярные связи и образуются новые. Затем следует некоторая выдержка при температурном режиме 400-500, в конце – остывание, медленное, вместе с нагревательным элементом и просто открытыми дверьми.
• Нормализация – аналогичная процедуре для снятия внутреннего напряжения, но нагрев – выше, а охлаждение гораздо быстрее.
• Закалка. Основной происходящий процесс – изменение зернистости, что приводит к нужным результатам. Остывание очень быстрое, часто в воде или масле.
• Отпуск. Бывает в нескольких режимах. О нем поговорим отдельно.

Проверка твердости после закаливания металла в домашних условиях

Привычное для всех в обиходе слово является точным термином и применяется преимущественно к цельным изделиям. Для проверки в поверхность вдавливается шарик или конус из инструментальной стали, а дальше по формулам производится расчет в зависимости от того, насколько глубокий след остался и какая сила была приложена. Есть еще один вариант – прибор Роквелла, но его использование дома или в квартире практически невозможно. Единица измерения твердости – HRC. Для сравнения значений:

• нож кухонный, крепкий, дорогой — от 55 до 63;
• мелкие шестеренки в машинух — от 52 до 58;
• наконечники, инструменты для дрели, сверла — от 60 и выше.

Правильная закалка и отпуск металла в домашних условиях своими руками в масле

Для углеродистых и легированных сталей, лучше всего использовать масляную жидкость. Причины следующие:

• на поверхности заготовки не находится пузырьки;
• поток стимулирует более активную теплоотдачу;
• чтобы не менять тару, чтобы получить две ступени остывания.

Есть специальный аппарат – пирометр – он напоминает градусник, но измерения проводят без непосредственного контакта. Он дорогостоящий, поэтому для работы дома покупать его не стоит. Посмотрим таблицу, как по ней определять температуру:

Отпуск

Обработка требуется для того, чтобы убрать напряжения, образованные при первичной обработке. Различают три степени:

• низкая — для ножей, медицинских инструментов, ножниц, лезвий;
• средняя — для топоров, пил, дисков для распиловки дерева;
• высокая — для деталей, необходимых в машиностроении.

Для определения побежалости также есть таблица цветов:

Выбор режима следует осуществлять согласно данным:

Как закалять сталь в домашних условиях: особенности процесса

Рекомендации:

• нагрев — медленный и постепенный;
• образование темных пятен на поверхности говорит о быстром перегреве;
• дождитесь насыщенного алого цвета;
• режим отпуска должен соответствовать степени закала.

Последний совет можно выполнить, если ознакомиться с таблицей:

Изготовление горна

Это оборудование можно купить или сделать самостоятельно. Это специальная печь, позволяющая достигать высоких температур. Посмотрим, можно ли ее сделать дома.

Инструкция по изготовлению простого горна

• Купите шамотный кирпич, он устойчив к нагреву до 2500 градусов.
• Внутри трубы – цилиндр диаметром около 10 см.
• Снаружи кирпичная облицовка.
• Для укрепления используйте стальные уголки.
• Сверху цилиндра, посередине горна установите чугунный колосник.
• К трубе снизу прикрепите вентилятор и заглушку, чтобы очищать золу.
• Оборудуйте систему вентилями, чтобы можно было при необходимости прочистить ее.
• Поставьте новое оборудование на ножки по росту мастера.

Как самому накалить металл

Инструкция по использованию печи:

• Разведите огонь.
• Подготовьте 2 емкости — с маслом и с водой.
• Добавьте угли и включите поддув.
• Положите деталь клещами, подождите 15-20 минут.
• Положите заготовку в первую емкость, а затем в воду.

Возможность процедуры дома

Посмотрим на видео, как закалка произведена дома самостоятельно без дополнительного оборудования:

Изготовление камеры для закаливания

Название такой конструкции – муфельная печь. Она делается из огнеупорной глины, которую нужно заливать в любую форму, например, подготовленную из картона. Слой должен быть – 0,8-1 см. Нагревательный элемент – нихромовая спираль из проволоки. Посмотрим видео с подробной инструкцией:

Оборудование и особенности закалки железа

Дома могут быть использованы:

• электрическая или муфельная печь;
• паяльник;
• большой костер на улице.

Выбор нужно осуществлять согласно размерам детали и типу сплава, максимальной температуре нагрева.

Повышение твердости на открытом огне

Если вы не хотите делать горн с поддувом, можно использовать обычный мангал или камин, посмотрим, как это делают на видео:

В статье мы рассказали про закалку стали в домашних условиях, как нагреть металл. Так как процедура сопряжена с риском, просим соблюдать технику безопасности. Обращайтесь в ООО «Роста», если вы решили купить приспособления для промышленного пользования. У нас в наличии и на заказ имеются ручные и полуавтоматические ленточнопильные станки, а также маятниковые, вертикальные и двухстоечные агрегаты. Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с менеджерами, мы с радостью поможем в выборе оборудования.

Закалка стали с помощью этих простых методов

Иногда полезно знать, как закалить сталь. Хотя токарную обработку дерева можно выполнять с помощью очень небольшого количества инструментов, я никогда не могу устоять перед тем, чтобы попробовать что-то новое. Иногда я покупаю инструменты, но чаще делаю их сам. Еще до того, как стали доступны заводские инструменты, токари знали, как закалять сталь и закалять ее. Они делали свои собственные инструменты из высокоуглеродистой стали или получали их у местного кузнеца. Конечно, лучший способ закалить сталь и отпустить ее — сделать это правильно, используя современные методы, основанные на хорошей науке и металлургии. Для этого требуется подходящая сталь для работы с тщательным контролем температуры и времени, а также скорости нагрева и охлаждения. Приемлемые результаты для многих целей обычно можно получить, используя более грубые методы, описанные здесь. Но лучше всего подходят современные режущие инструменты из быстрорежущей стали, особенно если они будут часто использоваться.

Инструментальная сталь

Токарные инструменты в настоящее время редко изготавливаются из углеродистой стали, но она по-прежнему используется для многих других целей. Даже для токарных инструментов он по-прежнему работает так же хорошо, как и тогда, когда старые токари зарабатывали им на жизнь. Вы можете купить высокоуглеродистую сталь различных марок у производителей стали, некоторые из которых подходят для закалки в воде, а другие — в масле.

Лом углеродистой стали легко найти. Если вы хотите закалить сталь для изготовления инструментов, пружины, напильники, пилы, каменные гвозди, ломы, холодные долота, столярные долота, старые отвертки, рубанки и многое другое делают из стали, подходящей для переработки. Я использовал зубья старых садовых вил и кольца от старых беговых дорожек. Имейте в виду, что если вы подвергаете инструмент значительным нагрузкам, сталь, которая имеет или может образоваться трещины, непригодна. Например, впадины между зубьями напильника являются слабыми местами, где могут начаться трещины.

Если вы используете лом, старая сталь часто является лучшим выбором, потому что некоторые современные стальные сплавы могут плохо поддаваться этим основным процедурам термообработки. Один из способов узнать, что у вас есть, — прикоснуться к стали на шлифовальном станке. Множество ярких искр, похожих на детский фейерверк, означают, что это, вероятно, высокоуглеродистая сталь. Для сравнения попробуйте кусок мягкой стали, такой как обычный гвоздь. Также будет много искр, но взрывов будет меньше. Использование металла до того, как он превратился в лом, является ключом к разгадке – если он подвергался сильным нагрузкам, металл, вероятно, представляет собой высокоуглеродистую сталь. Но существует континуум содержания углерода — чтобы быть уверенным, перед изготовлением инструмента закалите деталь.

Мягкая низкоуглеродистая сталь

Обычная низкоуглеродистая сталь не подходит для большинства режущих инструментов. Вы не можете закалить сталь такого типа, и она не будет держать острую кромку. Для закалки стали металл должен иметь достаточно высокое содержание углерода. Этот металл тверже дерева, а режущая кромка мягкой стали может прослужить достаточно долго для разовой работы. Но если кромка тонкая, она просто прогибается под давлением.

Мягкую сталь можно цементировать. Это дает ему очень тонкий слой с более высоким содержанием углерода на его поверхности. Затем вы можете использовать его для некоторых легких режущих инструментов, если вы не стачиваете затвердевшую кожу при заточке. Чтобы цементировать, вы должны покрыть металл специальным составом перед его нагреванием. Вы можете использовать мягкую сталь в качестве держателя для вставных или припаянных резцов.

Необходимое оборудование

Чтобы закалить сталь, вы должны сначала нагреть ее. Вы можете использовать магнит, чтобы проверить, что он достаточно горячий для закалки — когда магнит перестанет его притягивать, сталь готова. Проще говоря, просто нагрейте его докрасна, что также является температурой, необходимой для горячей ковки. Чем больше кусок, тем больше тепла вам потребуется. Если изделие небольшое, закалить сталь можно с помощью горелки на газовой плите. Вы можете использовать угольный костер с воздуходувкой для подачи воздуха. Вы можете многое сделать с достаточно мощной паяльной лампой. Большие куски стали могут рассеивать тепло так же быстро, как и прикладывают, никогда не нагреваясь достаточно. Если вы используете паяльную лампу, вы можете сложить несколько сухих кирпичей, чтобы сделать ограждение для удержания тепла.

Простую кузницу, работающую на твердом топливе или пропане, нетрудно импровизировать. На YouTube есть видео о том, как сделать простую, но очень эффективную пропановую горн. Я сделал угольную кузницу, в которой сжигался антрацит, и без особых проблем работал с прутьями диаметром 7/8 дюйма. Совсем недавно я сделал пропановую кузницу, используя всего два изолирующих огнеупорных кирпича и паяльную лампу, и смог согнуть стальную полосу шириной около 2 дюймов и толщиной 3/8 дюйма.

Горячая ковка

Если вы сделаете два куска стали раскаленными добела, вы можете сварить их вместе кузнечным молотком. Еще горячее металл сгорит и испортится. Но таких температур труднее достичь с помощью описанного оборудования.

Если вы хотите заняться горячей ковкой, вам понадобится что-то вроде наковальни, молотка, тисков и тяжелых плоскогубцев. Также вам может понадобиться ножовка, угловая шлифовальная машина, напильник, настольная шлифовальная машина и сверлильный станок. Для работы с толстой сталью вам понадобятся более тяжелые инструменты и горн. Если она достаточно горячая, сталь на удивление легко согнуть с помощью тисков или гаечных ключей или придать ей форму на наковальне. Таким же образом можно ковать высокоуглеродистую сталь и обычную мягкую сталь.

Отжиг

Вы можете обнаружить, что некоторые отходы углеродистой стали слишком тверды для распиливания или придания формы напильником. Вам придется отжечь его, чтобы сделать его более мягким и пригодным для обработки. Для этого сначала нужно раскалить металл докрасна. Пока он горячий, вы можете его выковать, но не пытайтесь обрабатывать металл, когда он потерял свой красный жар, иначе он может треснуть. Нужно «куй железо, пока горячо». После любой ковки снова нагрейте сталь докрасна, а затем отожгите ее, медленно охлаждая. Чем медленнее он остывает, тем лучше — традиционно металл оставляли остывать в горячем пепле. Если вы используете пропановую горн, вы можете просто оставить металл охлаждаться в горне, чтобы остаточное тепло замедлило охлаждение. Вы хотите, чтобы весь кусок был равномерно размягчен, поэтому старайтесь нагревать и охлаждать его равномерно.

После охлаждения отожженная сталь должна быть достаточно мягкой, чтобы ее можно было подпиливать. Убедитесь, что все детали мягкие, затем выполните необходимые дальнейшие операции. Придайте форму инструменту, включая черновое шлифование режущей кромки.

Как закалить сталь

Чтобы закалить сталь, снова нагрейте закаливаемую деталь до ярко-красного цвета, по возможности немного «замочите» ее в тепле, затем закалите. Именно быстрый переход от раскаленного к холодному закаляет сталь. Вы можете использовать различные охлаждающие жидкости, но обычно достаточно ведра воды. Погрузите раскаленный докрасна металл прямо внутрь и вращайте его, чтобы охладить как можно быстрее. Если сталь деформируется или трескается при закалке, попробуйте использовать масло вместо воды или используйте другую сталь. При использовании масла необходимо соблюдать меры пожарной безопасности. Используйте металлический контейнер, а не пластиковое ведро. Горячая сталь нагреет и воспламенит масло, поэтому имейте под рукой металлическую крышку, чтобы потушить пламя.

Не всегда нужно закаливать все части инструмента до одинаковой степени. Если он должен выдерживать нагрузки при использовании, вы можете оставить его большую часть мягкой для прочности и прочности, закалив только режущий кончик.

После закалки сталь должна стать твердой, как стекло, и напильник будет просто соскальзывать с нее, не разрезая. Не переусердствуйте с напильником, твердый металл скоро затупит его.

Закалка

Свежезакаленный инструмент становится хрупким. Если бы вы использовали его в таком состоянии, край мог бы отколоться или он мог бы разбиться. В большинстве случаев вам необходимо нагреть его еще раз, чтобы закалить перед использованием. Закалка снимает хрупкость. Он делает металл жестче, но мягче. Чем выше температура, достигнутая при отпуске, тем мягче и менее хрупкой станет сталь. Каждый инструмент имеет свой оптимальный компромисс между твердостью и вязкостью.

Перед закалкой очистить металл абразивами. Вы хотите, чтобы сталь была яркой и блестящей для этого этапа. Очень осторожно нагрейте инструмент над, а не в чистом пламени. Внимательно наблюдайте за яркой металлической поверхностью, когда она нагревается. Пусть тепло начинается от края и ползет к нему, стремясь к равномерной температуре по всей поверхности. Край и любые другие тонкие части нагреваются слишком быстро, если подвергаются прямому воздействию тепла.

Наблюдайте за изменением цвета

По мере нагревания вы увидите яркую сталь, которая меняет цвет. Он будет меняться от серебристого до бледно-желтого, от коричневого до синего, а затем до серого. Вы должны поймать момент, когда желаемый цвет окисления достигает края. Обычно бледно-желто-коричневый цвет на краю режущего инструмента подходит для резки дерева, но для разных инструментов могут потребоваться другие цвета. Синий цвет сделает сталь жесткой и прочной, но недостаточно твердой, чтобы сохранить режущую кромку. (Пружины закалены до синего цвета, а некоторые стальные компоненты, такие как винты, окрашены воронение в декоративных целях. )

Не допускайте перегрева

Если вы позволите металлу перегреться, вам придется повторить стадию закалки. Вы можете повторить отжиг, закалку и отпуск без вреда для металла. Но слишком долгое пребывание при высокой температуре может привести к выгоранию углерода из поверхностных слоев. Когда цвет станет правильным, снова закалите инструмент. Затем он готов к окончательной очистке и заточке перед использованием.

Иногда требуется более точная закалка, например, если требуется равномерная закалка большей детали. Вы можете сделать это, нагрев изделие в духовке при заданной температуре или в масле. Для этих методов вам понадобится термометр. Они позволяют замачивать при правильной температуре, что может дать лучшие результаты.

Как закалить сталь с помощью моторного масла

••• Nature/iStock/GettyImages

Ларри Парр

Закалка стали с помощью моторного масла — это способ выполнения так называемой поверхностной закалки стали. Чистая сталь на самом деле слишком мягкая для многих применений. Чтобы нанести на сталь твердый слой, углерод должен быть сплавлен на молекулярном уровне в верхний сантиметр или около того стали. Один из способов сделать это — раскалить сталь докрасна, а затем погрузить ее в моторное масло. Углерод в моторном масле связывается с верхним слоем молекул раскаленной стали и образует прочное внешнее покрытие на стали. Однако необходим последний шаг, прежде чем ваша закаленная сталь будет готова к работе.

Нагрейте сталь с помощью горелки или печи с сильфоном. Продолжайте, пока сталь не раскалится докрасна. Работайте в хорошо проветриваемом помещении и надевайте защитную одежду, плотные перчатки и защитные очки.

Возьмите клещами раскаленную сталь и немедленно погрузите ее в моторное масло. Оставьте сталь в масле примерно на 30–60 секунд.

Выньте сталь из масла и вымойте изделие водой с мылом для мытья посуды. Будьте осторожны, чтобы не уронить и не ударить сталь, так как на этом этапе она будет хрупкой (как стекло) и может разбиться.

Разогрейте уже чистую сталь, пока она не станет раскаленной до синего цвета. Синий — это цвет, в который сталь превращается непосредственно перед тем, как раскалить докрасна.

Возьмите раскаленную сталь щипцами и немедленно погрузите ее в чан с водой комнатной температуры. Дайте стали остыть в воде. Теперь ваша сталь закалена. Внешний слой стали будет как минимум на 40 процентов тверже, чем в начале, и ваша сталь будет податливой, а не хрупкой, как стекло.

Вещи, которые вам понадобятся

• Сталь
• НДС
• Моторное масло
• Факел
• Тяжелая защитная одежда
• Тонг
• Защита глаз
• докрасна после первой масляной ванны и дайте ему вторую масляную ванну. После второй масляной ванны продолжите с шага 3.

Предупреждения

• Подготовьте огнетушитель на случай возгорания масла при попадании раскаленной стали. Если масло загорится, просто бросьте стальной предмет в чан и используйте огнетушитель или накройте чан крышкой, чтобы потушить огонь.