Kalenie oceľového plechu: podrobný postup a dôležité aspekty
Nôž od dávna slúžil ako nástroj na delenie mäsa a opracovanie dreva. Jeho jednoduchosť a zároveň účinnosť spôsobila, že sa ešte stále používa aj v dnešnej modernej dobe. Každý nôž je svojim tvarom a materiálom predurčený na špecifické druhy činnosti.
Tento článok prináša foto-návod ako si môžeme vlastnoručne vyrobiť survivalový nôž, niekedy tiež nazývaný aj bushcraftový nôž. Môže sa zdať že niektoré úkony v návode sú preskočené. Je to tým, že som súčasne pracoval aj na rukoväti aj na čepeli. V texte je aj pár odstavcov doplňujúcich informácií písaných malým písmom. Tie môžete kľukne preskočiť.
Do návrhu tvaru spadá aj hrúbka čepele. Pre takéto typy nožov sa používa väčšia hrúbka materiálu. Obvykle 4mm, aby vydržal aj štiepanie dreva. Vonkajšie obrysy volíme tak, aby nôž svojím tvarom dobre padol do ruky.
Najprv si nakreslíme nejaký základný tvar. Tento tvar je dobré preniesť si na kartón alebo na drevo. Ja som použil drevenú doštičku hrubú 4mm. Dostal som tak presný drevený model budúceho výrezku. Na drevenom modeli som porobil nejaké úpravy.
Výkres už presne udáva obrysy budúceho noža vrátane otvorov na nity. Elipsy majú za úlohu znížiť hmotnosť. Posledný najväčší otvor je pre zavesenie noža na šnúrku. Výkres si môžete stiahnuť vo viacerých formátoch.
Výber materiálu
Oceľ je zliatina železa (Fe) s uhlíkom (C). V nožiarskej brandži sa pre jednoduchosť používajú výrazy uhlíková oceľ a nehrdzavejúca oceľ. Aj keď obe ocele obsahujú uhlík. Nehrdzavejúca (koróziivzdorná) oceľ obsahuje v tuhom roztoku také množstvo chrómu (Cr), aby bola zaručená odolnosť voči korózii. Zvyšovaním množstva uhlíka až do 1 hm.% sa zároveň zvyšuje aj tvrdosť materiálu.
Uhlíková oceľ má tú výhodu, že dosahuje vyššiu tvrdosť než korózii vzdorná a tým pádom nôž vydrží dlhšie ostrý. Už len malá zmena množstva niektorého prísadového prvku, výrazne mení výsledné vlastnosti a samozrejme aj cenu materiálu.
Je to martenzitická korózii vzdorná oceľ, vyrobená spôsobom práškovej metalurgie. Tavenina (tekutý kov) sa rozprašuje plynným dusíkom na aerosól. Počas dezitegrácie sa z taveniny tvoria malé kvapôčky, ktoré stuhnú skôr, ako sa dotknú nádoby, alebo inej kvapky. Prášok sa vloží do kontajneru z nízkouhlíkovej ocele (plechovej nádoby). Nádoba sa po vyvákuovaní vzduchu uzavrie zavarením otvoru. Nádoba je vystavená vysokému tlaku a teplote v izostatickom lise. Tu nastáva spekanie zrniečok kovového prášku. Okrem teploty a tlaku zohráva v speknaní podstatnú rolu aj čas. Dostávame tak materiál s veľmi jemnou štruktúrou, kde je veľkosť zrna porovnateľná s veľkosťou častíc pôvodného prášku.
Jemnozrnná štruktúra dodáva materiálu nové vlastnosti. Podľa Hall-Petchovho efektu: ak zmenšíme rozmer zrna, zvýšime tým pevnosť. Pevnosť je definovaná ako odolnosť proti porušeniu. Porušenie materiálu vždy začína v jeho najslabšom mieste. Oslabeným miestom na úrovni mikroštruktúry máme na mysli karbidy vylúčené po hraniciach zŕn, alebo nežiaduce odmiešavanie prísadových prvkov počas tuhnutia. Keďže atimizáciou tuhe veľmi malý objem veľmi rýchlo, odmiešavanie je zanedbateľné a karbidy sa vylúčia vo vnútri zrna. hm.
Delenie materiálu
Ako spôsob delenia som zvolil rezanie vodným lúčom. Voda pod vysokým tlakom prúdi cez úzku trysku a unáša abrazívne častice. Pohyb vodného lúča riadi počítač podľa výkresu. Výhodou je, že materiál nie je nijako tepelne ovplyvnený a výrezok má presný tvar ako na výkrese.
Na materiál si obkreslíme obrysy noža podľa papierovej šablóny. Materiál sa kupuje podľa dĺžky noža, ale ja som nechal po bokoch prídavok, aby sa dal plech upnúť. Ďalej môžeme tvar vyrezať laserom. Laser je rýchly a presný, avšak v mieste rezu prichádza k prehriatiu materiálu.
Ako poslednú možnosť môžeme použiť uhlovú brúsku (karbobrúsku). Okrem veľkého tepelného ovplyvnenia sa ňou zle vyrezávajú vnútorné oblúčiky.
Výbrus ostria
Výbrusom máme na mysli tvar ostria v jeho priereze. Exisuje mnoho typov výbrusov a preto si musíme vybrať taký, ktorý bude najviac vyhovovať účelu noža. Čím je výbrus vyhotovený vyššie, tým má nôž lepšie rezné vlastnosti, avšak ostrie je tenšie (menší uhol) a náchylnejšie na poškodenie. Ja som si zvolil klinový výbrus tvaru V, ktorý je vysoký 60% z celkovej výšky ostria.
Na výrezok si podľa papierovej šablóny naznačíme výšku výbrusu. Na plochu, kde bude neskôr ostrie narysujeme stred plechu. Spravíme to najjednoduchšie tak, že si na rovnú plochu položíme plech aj 4mm vrták a hrotom vrtáka urobíme rysku. Pre lepšiu viditeľnosť je vhodné túto stranu začierniť napr. čiernou liehovou fixkou.
Na začiatok vytvárame hrubý tvar ostria - navrhnutý tvar rezného klinu, ktorý zatial ešte nie je naostrený. Ak nemáme stolovú pásovú brúsku, môžeme použiť ručnú pásovú brúsku, tak že ju otočíme hore nohami. Hrubý výbru sa dá urobiť aj pilníkom, je to však poriadna makačka.
Všeobecne platí, že pri brúsení kovov na pásových brúskach je vhodné aby mala brúska pásovú rýchlosť väčšiu ako 15 m/s, podľa informácií z fór a literatúry je najpoužívanejšia rýchlosť od 25-30m/s. Samotné vybrusovanie ostria je pomerne delikátna vec. Hrubý výbrus robíme na páse 60 grit. Nôž nakloníme na uhol menší ako 45°a pomaličky brúsime a rozťahujeme ostrie smerom k chrbátu čepele. Chladíme tak často, aby nás nož v rukách nepálil a medzitým stále kontrolujeme ako sa výbrus približuje k nakreslenej linke výšky výbrusu (brúsime tak aby sme si nechali 1mm rezervu kôli ďalšiemu pásu jemnejšieho gritu).
Pri tomto kroku je treba mať v rukách cit a snažiť sa cítiť pod prstami správne naklopenie čepele aby sme na nej nevyrobili brucho, ale aby sme brúsili peknú rovnú plochu a pritom sa snažiť neprebrúsiť čepeľ nad nakreslenú líniu a tiež neprebrúsiť už vybrúsených 1,5 mm na ostrí. Ak sme z oboch strán dosiahli požadovaný výbrus, prejdeme na jemnejší pás - 120 grit a povrch jemne prebrúsime aby sme odstránili stopy po predošlom grite. Výbrus sa snažíme už viac nerozťahovať do výšky. Po 120 grite na ostrí zostane približne 1mm, podľa chuti môžeme pokračovať aj v jemnejších gritoch. Upozornenie - pri hobby aj profesionálnych pásových brúskach sa nastavuje aj presah plochy pásu na kovovej podložke brúsky.
Po vytvorení výbrusu (ostria na hrubo), nasleduje brúsenie povrchu (šmirgľovanie). Ešte pred samotným šmirgľovaním, opracujeme pilníkom všetky nerovnosti po rezaní vodným lúčom. Vodný lúč sa pohybuje po lomených krivkách a v mieste zlomu sú aj oblé tvary trochu hranaté. Na dlhých priamych rezoch vytvára vodný lúč nepatrné vlnkovanie.
Môžete si vyrobiť nôž z ocele Home Depot?
Brúsenie a leštenie
Ak sme už skončili s pilníkom, začneme brúsnym papierom vyhladzovať povrch. Buď si brúsny papier pripevníme o podložku a nožom pohybujeme po podložke, alebo si nôž upevníme na podložku a rukou prebrusujeme povrch. Pre odstránenie stôp po valcovaní musíme použiť hrubý brúsny papier a to minimálne 60 grit.
Postupne prechádzame na jemnejšie brúsne papiere. Snažíme sa brúsiť v jednom smere a pri prechode na jemnejší v smere kolmo na pôvodné ryhy. Ak nové ryhy prekryjú staré, vieme že sme sa dostali na úroveň drsnosti práve použitého gritu. Brúsne papiere sa opotrebovávajú dosť rýchlo. Pokračujeme v brúsení až po jemnú zrnitosť 1200. Ak sa abrazívne častice papiera 1200 opotrebujú, správa sa brúsny papier ako by bol zrnitosti 1500. Takto dosiahneme lesk ako na matnom zrkadle.
Filework
Filework je označenie pre ornamenty vytvorené pilníkom. Musia sa vytvoriť ešte pred kalením, zakiaľ je kov mäkký a dá sa ľahko opracovávať. Existuje mnoho tvarov a ornamentov. Najprv si ornamenty vyskúšame na kúsku dreva alebo odpadového kovu. Do dreva to ide ľahko, ale kov sa opracováva horšie ako drevo. Veľkosť oblúčikov závisí nielen od priemeru pilníka, ale aj od hĺbky do ktorej materiál opracovávame. Na značke urobíme trojuholníkovým pilníkom malý zárez.
Tepelné spracovanie (kalenie)
Tepelné spracovanie má vplyv na výsledné vlastnosti ocele. Z výroby je oceľový plech v stave po žíhaní. Jeho tvrdosť je relatívne malá čo je pre RWL oceľ 30 HRC. V tomto stave sa dobre opracováva. Kalením dosiahneme vyššiu tvrdosť ocele. Počas ohrevu na kaliacu teplotu oceľ reaguje s kyslíkom pri zvýšených teplotách. Na povrchu vznikajú oxidy a môže prísť aj k oduhličeniu materiálu. Vzniknuté oxidy sa ťažko odstraňujú a oduhličenie vedie k zníženiu tvrdosti po kalení. Ja som zvolil technologicky menej náročný postup. Oceľ sa zabalí do ohňovzdornej fólie a tým pádom nereaguje pri zvýšených teplotách s kyslíkom. Pred kalením sa fólia odstráni. Na povrchu ocele zostáva len tenký povlak oxidov.
Samotné kalenie prebieha prudkým ochladením ocele z teploty 1050°C prostredníctvom minerálneho oleja na teplotu 300°C. Potom nasleduje pozvoľné chladnutie na vzduchu, aby sme predišli vzniku trhlín. Bezprostredne po kalení musí nasledovať popúšťanie. Tým odstránime vnútorné napätia po kalení, ktoré môžu spôsobiť mikrotrhliny. Žíhanín na vysokých teplotách sa znižuje koróziivzdornosť ocele. Ja som zvolil teplotu žíhania 150°C po dobu 2 hodín. Po takomto tepelnom spracovaní dosahuje nôž tvrdosť 62 HRC.
Nakoniec nôž nabrúsime na ostro a vyleštíme čepeľ.
Gravírovanie laserom
Gravírovanie laserom je jednoduchšie ako leptanie alebo rytie. Budúci obrázok musíme prekonvertovať do kriviek, po ktorých sa potom pohybuje laserová stopa. Vyleštená čepeľ má vysokú odrazivosť a tak musí byť potretá matným práškom. Tento prášok sa laserom zapečie do povrchu kovu, čím sa zlepší kontrast obrázku.
Rukoväť noža
Najprv si rozmyslíme tvar a proporcie rúčky noža. Ak už máme rozmyslený tvar rúčky, zvolíme si materiál. Ja som si vybral Cocobolo - exotická tvrdá drevina. Hranol dreva pozdĺžne prerežeme. Krivú rezanú stranu dáme pri lepení z vonku. Na rovnú stranu prilepíme fíber. Fíber zlepšuje dosadnutie a prilepenie dreva na kov. Oba kúsky dreva pritlačíme o seba a zaistíme svorkami. Aby sa vzájomne nezlepili, dáme medzi ne dve vrstvy nejakej plastovej fólie.
Počas schnutia lepidla si narežieme gulatinu (moadznú tyčku). Na koncoch zrazíme hrany, aby sa nity pri vkladaní do dier nezasekávali. Po zaschnutí lepidla prilepíme nôž lepiacou páskou o jeden kus dreva. Podľa otvorov v kove navŕtame diery pre nity. Po vyvŕtaní každej diery do nej vložíme nit, aby sa nôž neposúval. Vyberieme nity a prilepíme páskou aj druhý kus dreva.
Odrežeme prebytočné drevo pár milimetrov od obrysovej čiary. Najlepšie by bolo na to použiť pásovú pílu. Oblúčik strienok na strane čepele musíme vytvoriť ešte pred lepením, pretože potom sa k nemu už nedostaneme. Naposledy si odskúšame či všetko sedí. Obalíme čepeľ páskou a môžeme prilepiť strienky na nôž. Prilepíme strienky a pritlačíme ich svorkami. Nity som nerozklepával, pretože aj tak budem odbrusovať veľa materiálu. Iba som ich zalial lepidlom.
Potom nôž otočíme, a podľa penového modelu nahrubo vytvarujeme aj boky. Okolo nitov sa to tvaruje dosť ťažko. Drevo je mäkšie ako nit, a preto sa skôr vydroluje. Brúsnym papierom vyhladíme ryhy po pilníku. Stačí do zrnitosti 240, inak bude drevo moc hladké a šmykľavé.
Tríciové trubičky vydávajú svetlo na princípe rozpadu izotopu vodíka. Sú dobré na označenie vecí, ktoré potrebujeme nájsť po tme. Ak sa sklo rozbije a plyn unikne, trubička už nevydáva svetlo. Trubičky vložíme do predvŕtaného otvoru a zalejeme transparentným lepidlom. Nakoniec som rúčku natrieme včelím voskom.
Puzdro na nôž
K nožu patrí aj puzdro. Chráni nôž a umožňuje mať ho stále poruke. Existuje mnoho typov a postupov na výrobu puzdra pre konkrétny účel. Na papier si obkreslíme papierový model noža a okolo neho si naznačíme proporcie puzdra. Ako materiál som zvolil hovädziu kožu hrúbky 3mm.
K opracovaniu kože sú potrebné aspoň základné nástroje: šidlo, ohraňovač a drážkovač. Môžeme si ich kúpiť alebo vyrobiť. Odrežeme kus kože, o niečo väčší ako budú konečné rozmery puzdra. Kožu namočíme do vody. Nôž obalíme v potravinárskej fólii. Ak koža zmäkne, zabalíme do nej nôž, prikryjeme molitanom a zaťažíme. Po niekoľkých hodinách puzdro z pod závažia vytiahneme. Koža sa vytvarovala podľa noža.
Pripravíme si pásik kože, ktorý sa bude vlepovať medzi vrstvy. Zatiaľ ho prilepíme len na jednu stranu. Ja som musel vložiť dva pásiky na seba. Pútko na zavesenie za opasok musíme spraviť ešte predtým ako k sebe zlepíme obe strany puzdra. Najprv ho prilepíme, aby držalo na mieste, pokiaľ ho prišijeme. Naznačíme si rozostup dierok na stehy. Šidlom alebo tenkým hrotom či vrtákom prerazíme do kože dierky. Medzi dierkami urobíme drážku.
Dierky prešijeme jedným ťahom najlepšie sedlárskym stehom. Ja som nakoniec nite ešte pretrel lepidlom, aby som ich spevnil. Lepidlom som zatrel stehy aj z vnútornej časti, ktorá bude skrytá v púzdre. Podobným postupom pripevníme aj spodnú časť pútka. Ak je pútko pripevnené môžeme obe časti puzdra zlepiť. Potom okraje navlhčíme a zahladíme. Navlhčíme aj povrch puzdra a oblým predmetom hladíme jeho povrch. Po vyschnutí puzdra vytvoríme drážku pre niť po celej jeho dĺžke. Na zadnej strane puzdra niekedy šidlo vybehne trochu mimo. Do ľavého okraja, ktorý je celý podlepený vloženým koženým pásikom, vyvŕtame otvor.
Teraz môžeme ošetriť povrch kože. Prípravky na kožu zabraňujú jej popraskaniu a zvyšujú odolnosť voči plesniam a vlhkosti. Často obsahujú pigment na zvýraznenie farby. Najviac sa mi páčil hnedý krém na topánky. Prípravky sú na báze voskov, preto puzdro nahrievame nad ohňom alebo fénom, aby sa vosk lepšie vsiakol do kože.
Poslednou operáciou je šitie. Najlepšie je použiť tupé ihly, aby hrot neprepichoval niť alebo kožu. Ja som zbrúsil hroty na pôvodne ostrých ihlách. Niť navoskujeme aby sa nestrapkala, nezadŕhala a nezafarbila sa od prípravkov na kožu. Ja som na 25 cm stehu spotreboval približne 2 m nite. Na oba konce nite navlečieme ihly. Prvou dierkou prevlečieme polovičnú dĺžku nite. Odtiaľto začíname zošívať napríklad jednoduchým sedlárskym stehom. Jeden koniec nite vytvorí na opačnej strane jednu slučku. Na jednej strane prevlečieme niť vrchom slučky a na druhej strane spodom slučky. Vytvoríme tak polovičný uzol. Tento postup musíme dodržiavať stále rovnako aby bol steh pekne symetrický. Oba konce nite utiahneme a uzol tak vtiahneme do dierky, kde sa utiahne. Pokračujeme v šití po celej dĺžke. Na konci prešijeme pár dierok ešte raz v opačnom smere. Niť odstrihneme a puzdro je hotové.
tags: #kalenie #oceloveho #plechu #postup
