Корзина
320 отзывов
Успей купить Naviforce Black за 695грн!В наличии 1шт!
+380668315520
+380668315520
+380
66
831-55-20
+380
98
841-37-63
Интернет магазин 4asovoy.com.ua - мы продаем не только часы!

Изготовление дамасской стали

Изготовление дамасской стали
Дамасская сталь – это слои различных по содержанию углерода сортов стали, которые чередуются между собой.

22.09.18

Работая с дамаском, при его изготовлении, не обойтись без ряда материалов. Прежде всего, это, естественно, сталь. Чем больше у мастера различных ее сортов, тем лучше. При этом важно понимать, что в работах по изготовлению дамаска, нержавеющие сорта стали не используются.

 

Наиболее удобна для использования сталь пластинами, но подходят и обычные круглые прутки, которые можно расковать в нужные формы. Все заготовки должны быть ровными, одинаковыми по толщине и с минимумом забоин.

 

Наиболее используемые и доступные сорта стали, легко находимые и которые используются для дамаска: 

  •  Ст3 – низкоуглеродистая конструкционная сталь. Углерода содержится: 0,3%.
  • У8, У9 – инструментальные стали. Числа обозначают сколько в них содержится углерода – 0,8 и 0,9% соответственно. Обычно применяются в массовом производстве напильников, полотен для пил и т. п.
  • Рессорная сталь. Используются буквально любые рессоры. Углерода в них, в зависимости от сорта, 0,5-0,7%. 
  • Чугун. Подходит самый обычный и часто встречающийся – как для отопительных батарей. Углерода содержится в нем до 6%. Приобретая те или иные заготовки, различное сырье, естественно, нужно всегда изучать типы стали, их состав и характеристики.

К тому же, при изготовлении дамаска используются отрезки арматуры, имеющие диаметр 10 миллиметров, различные по длине. Идут на изготовление подручных приспособлений. К примеру, рукояток, которые привариваются к заготовкам, что позволяет работать без клещей.

 

Немаловажной частью производственного процесса дамаска являются химические реактивы и их использование.

 

Бура, используемая в качестве флюса (вспомогательного вещества, защищающего области сварки металлов). Бура – тетраборат натрия, натриевая соль борной кислоты, является наиболее распространенным и используемым соединением бора.

 

Чтобы проявлять узоры на клинке, топорище или другом изделии из дамаска, нужна кислота. Обычно это кислота азотная (ее 5%-й раствор). Также используется обычный столовый уксус и (9%-й) и раствор хлорного железа – десятипроцентный. Данные вещества обеспечивают практически один и тот же результат.

 

Примерно таков базовый комплект для работы по созданию дамасской стали.

 

О среднем содержании углерода в дамасской стали

Дамасская сталь – это слои различных по содержанию углерода сортов стали, которые чередуются между собой.

 

 

При этом немаловажно среднее содержание углерода в создаваемом дамаске. Рассчитывается оно таким образом:

 

  • Например, имеется сваренный пакет из тридцати граммов Ст3 и семидесяти граммов У8. То есть, получается, что в дамаске 30% стали с 0,3% углерода и 70% стали с 0,8% углерода.
  • Подытоживая данные, получаем формулу вычисления (0,3 х 0,003 + 0,7 х 0,008) х 100 = 0,65.
  • Выходит, что среднее содержание углерода равно 0,65%. Этого мало. Особенно с учетом того, при первых же нагревах пакета до температур сварки, сразу выжигается сразу около 0,3% углерода, а каждый следующий нагрев – дает до 0,03% выгорания углерода.

 

Поэтому и используются стали, которые являются наиболее высокоуглеродистыми. Либо просто увеличивают в пакте содержание стали У8. Подобные расчеты и помогают выяснять и понимать каково количество углерода в пакете, и, опираясь на это, выбирать нужный режим закалки.

 

Увеличить содержание углерода может процесс, который называется науглероживанием. При этом нужно учитывать, что лучшая контрастность узора получается, если используются стали, у которых различие по углероду равно 0,4%, либо повышает этот показатель.

 

Протравливается готовое изделие с применением одного из упомянутых выше реактивов. К данному этапу оно должно быть уже закалено (закаливание только способствует контрастности узора, она повышается) и отполировано. Изделие обезжиривается и полностью помещается в раствор для протравки, операцию продолжают пока узор не проявится четко и полностью.

 

Среднеуглеродистая дамасская сталь

Важнейший момент при создании дамасской стали – качество сваривания пакета. Нужно, чтобы слоев было как можно больше, а дефектов как можно меньше. Наиболее частые и вредные дефекты при изготовлении дамасков – это пережог и непровар.

 

Пережог – это такой дефект, который получается в результате того, что часть заготовки существенное для нее время (20-30 секунд) нагревается при температуре больше 1200 градусов. В таких условиях, сталь вступает в реакцию с кислородом – практически начинается ее горение. Пережженные части заготовки не годятся для дальнейших работ и, как правило, удаляется.

 

Дамаск сваривается, в целом, при температуре, которая близка температуре пережога, поэтому этот дефект, который зачастую губит все предыдущие этапы работы, возникает нередко. Важно для мастера тут уметь "лавировать" между этими показателями температуры, балансировать на грани ее перепадов.

 

Непровар – это другой дефект. Суть в том, что по какой-то причине слои просто не сварились между собой. Причина может заключаться в не удаленной окалине, может это произойти и оттого, что сближение было недостаточным, или температура сварки не была сильной.

 

Непровар выглядит как трещина на изделии, среди дамасского узора. Как говорят опытные кузницы – непровар лучше, чем пережог. Поскольку непровар еще устраним, хоть это и нелегко, а пережженную заготовку остается только выкинуть.

 

Дамаск для начинающих

Существует ряд простых рецептов, позволяющих избежать ошибок и судорожных движений, один из них можно назвать просто «дамаском для начинающих». Берется десять двусторонних ножовочных полотен по металлу. Они более широкие, чем односторонние и удобнее как сырье. При производстве таких полотен используется сталь У8.

 

При этом важно выяснить заранее, как сделаны полотна – целиком из стали, а то встречаются варианты, когда сделано твердое напыление на мягкую основу. Для изготовления дамаска подходит только первый вариант. Также нужна мягкая железная лента, каковая используется для обивания деревянной тары – ящиков и тому подобного. Плюс, полосы любой стали, нот только не нержавеющей. Хорошо, если той же У8. Используются и старые напильники, желательно с толщиной около двух миллиметров. Их длина равняется половине длины ножовочного полотна, а ширина – равняется ширине железной ленты. Для спасения внутренних, более тонких слоев, от превращения в окалину, эти полосы используются как внешние слои пакета.

 

У ножовочных полотен, при помощи электроточила или шлифмашины, удаляются зубья. После чего они получаются равными по ширине железной ленте. Полотна разрезаются по длине на две равные полосы. Получается 20 отрезков. Нарезается и соответствующее количество отрезков железной ленты.

 

Затем все это взвешивается – знать вес нужно для расчета состава получаемой стали.

 

После всего этого происходит уже наборка пакета. Это тщательный и нескорый процесс. Берется отрезок стали, имеющий толщину два миллиметра. Этот отрезок можно даже не чистить от ржавчины, но, если используется напильник, то его рабочие поверхности стачиваются.

 

Кроме того, он смачивается водой, потом наносится значительный слой буры (порядка 2-3 мм). На этот слой кладут железную полосу, тоже ее увлажняют, и кладется бура. Потом – следующий отрезок полотна, который также увлажняется, и кладут буру.

 

Получается многослойный бутерброд – в который включены перемежающиеся слои железа, буры и стали. Его укладывают,  пока не будут закончатся все отрезки ножовочного полотна. 

 

Затем, при помощи струбцин, пакет осторожно стягивается по краям и проваривается обычной электрической дуговой сваркой. При этом нужно действовать аккуратно: может высыпаться бура . Чтобы снизить расслаивание, проваривается и по длине. Для дополнительной гарантии на пакет, поперек его боковой поверхности, еще накладывают отрезки проволоки или гвозди, которые тоже провариваются.

 

При сварке, и после нее, порошок буры подсыпается туда, где она высыпалась или повытекала, когда заготовка нагревалась.

 

На финальном этапе ручка приваривается к одному из концов. Для этого и нужна арматура. Берется ее отрезок длиной примерно 20 сантиметров (если будут использоваться клещи) или достигающий одного метра (если работают без клещей). Приваривать нужно максимально прочно. Иначе, когда пакет нагреется в горне, она может просто отвалиться. А вынуть его будет не так уж и просто и быстро. После чего, вероятнее всего, пакет, из-за пережога, уже будет непригоден для работ.

 

Есть один остроумный лайфхак. Вместо одного из слоев используется прут арматуры, который с одной стороны раскован в пластину, а другая сторона, нераскованная, используется как ручка. Это наиболее надежный вариант.

 

Какой бы способ ни использовался, должно получиться четыре пакета, одинаковых по конструкции.

 

Альтернатива электросварке

Некоторые любители аутентичности, ну или просто не имеющие возможности использовать электросварку, используют альтернативные решения.

 

Например, пакет на начальном этапе собирают не используя буру. После чего дрелью сверлятся сквозные отверстия в начале пакета и в его конце. Далее, весь процесс сборки идет аналогично вышеописанному, уже с использованием буры и стягивается при помощи болтов через просверленное. Подобное решение иногда гораздо эффективнее – так как оно придает стяжке наибольшей надежности. Сварка же не гарантирует, что пакет не развалится в раскаленном горне.

 

Некоторые мастера, работающие с дамасской сталью, собирают пакеты, не используя буру вообще, разве что посыпают ею пакет, который уже прогрелся в горне. Но этот способ не относится к рекомендованным. Поскольку при его использовании вероятно, что в пакете будут места, в которые бура, расплавившись, не попадет. Там и получаются непровары.

 

Высококлассные мастера, конечно, умеют нафлюсовывать, и сваривать пакеты, которые собирались без использования буры, но это повышает и степень риска получения брака. К тому же, когда бура была заложена предварительно, это дает возможность использовать в пакете неочищенную сталь – с ржавчиной, окалиной и так далее. В ином случае каждый слой стали требует тщательной очистки.

 

Итак, было собрано четыре пакета. Затем они внимательно осматриваются и проверяются. Все щели, имеющиеся между слоями, плотно забиваются бурой, а ручки прочно привариваются к заготовкам.

 

В массу горячих углей закладывают первый из пакетов, после того как пламя становится устойчивым, а горн разгорается на полную мощность. Нагреваться пакет должен равномерно, за горном и заготовкой постоянно наблюдают, заготовка вращается и перемещается.

 

Следует всегда помнить, что когда заготовка находится в горне, цвету всегда выглядит горячее, чем есть на самом деле.

 

Для мастера-ножедела очень важным является умение улавливать тот самый момент, когда заготовку уже нужно вытаскивать и ковать. Хорошим обозначением этого является появление мелких искорок, как у бенгальских огней, исходящих от заготовки. Они как предупредительный сигнал – сообщают сразу о двух вещах -- что приближается тот самый максимум сварочной температуры и о начале горения металла.

 

Как правило, дожидаются того, что искры начинают лететь от всей заготовки, а не только с одной какой-то стороны. В этот момент заготовка быстро достается из горна. Цвет ее должен колебаться от лимонно-желтого до белого, а искры обильны. Она укладывается на наковальне, и, используя частые удары, небольшой кувалдой проковывается от одного края к другому и обратно. Потом переворачивается и проковывается еще раз от края до края и обратно.

 

Заготовка куется при помощи равномерных плоских ударов, до достижения красного цвета. Сваривать кузнечным способом можно и при более низких температурах, когда металл имеет всего лишь светло-оранжевое свечение, но этот только повышает риск непровара.

 

Если заготовка не получается идеально прямоугольной, то она нагревается снова, до оранжевого цвета. Подправлять заготовку нужно таким образом, чтобы ее форма была наиболее близка к прямоугольной, а поверхности – максимально плоскими и ровными.

 

После первой сварки должна получиться заготовка толщиной 4-5 миллиметров. Таким образом проковываются и свариваются все четыре пакета. В итоге получается четыре пластины, из которых также собирается пакет, который затем и проваривается. 

 

Этот этап подходит для того, чтобы передохнуть и проверить качество сварки. Дав поковкам остыть, можно снять шлифмашиной или электроточилом небольшой слой металла сбоку пакета. 

Если виднеется блестящая поверхность монолитной стали, то все прошло как надо.

 

Если видны темные линии – границы между слоями, то значит, что получился непровар. Один-два небольших непровара – это еще допустимо для последующего процесса. Расслоение не случится, а непровар ликвидируется последующими сварками.

 

В более серьезных случаях пакет разогревают, непроваренное место покрывают слоем буры. Опять нагревают до сварочной температуры, и проблемное место проковывается еще раз, по всей длине пластины.

 

Итак, в результате получается четыре пластины с 13 чередующимися слоями. Если собрать их в пакет и проварить – получится пластина в 52 слоя.

 

В горячем состоянии она разрубается зубилом вдоль на две или, если дает возможность ширина, на три части. Некоторые, упрощая процесс, не используют зубило, и пластина разрезается тонким отрезным кругом.

 

Если собирать в пакет и сваривать полученные пластины, то в теории можно получить чуть ли не любое количество слоев. Однако нужно понимать, что изначально в пакет закладываются весьма тонкие слои металла. Поэтому, если делать более 200 слоев, то узор получается исключительно тонким и различать его трудно. Поэтому оптимальны 150 слоев, не более 200.

 

Итак, получился исходный кусок дамасской стали. Он содержит примерно 0,6% углерода – среди японских мастеров кузнечного дела, она считается оптимальной. Такой дамаск называется «диким». 

 

 

Когда протравливаются изделия, которые из него получились, то проступает узор из почти параллельных, но разнящихся по толщиной линий. Поэтому такой дамаск называют «полосатым». Зачастую, хватает и его, но, конечно, попытки как-то усложнить узор никто не прекращает.

 

Вариант дамаска «Павлиний глаз» 

Это узор с концентрическими окружностями, овалами или квадратами. Он получается таким образом. Перед тем, как формовать изделие из полученной пластины, на ее боковых поверхностях, при помощи любого сверлильного приспособления, в выбранных местах, делаются неглубокие (один-два миллиметра) углубления – круглые или эллипсовидные.

 

 

Затем разогретую пластину подвергают ковке, пока поверхность ее не становится опять плоской. При этом на поверхность выходят нижние слои, которые и образуют концентрические фигуры. Данный способ обеспечивает весьма широкие возможности для формирования узоров.

 

«Турецкий» или «Крученый» дамаск

для его получения нужно, чтобы исходный материал – пакет, имеющий нужное количество слоев, получил форму прутка – круглого или квадратного в сечении. Можно для этого разрубить широкую толстую пластину или разрезать ее на полосы вдоль, чтобы ширина их была примерно равна толщине.

 

Прутки разогревают до светло-оранжевого цвета, затем один конец зажимают в тисках, а другой захватывают клещами с плоскими губками. И начинается закручивание вдоль продольной оси в несколько оборотов, осторожное, чтобы пруток не лопнул.

 

Полученную заготовку, имеющую спиральную форму, проковывают в пластину, при температуре, которая близка к сварочной, используя флюсом, дабы избежать возможных расслоений. Сформированное из такой пластины, изделие получает непростой узор в виде повторяющихся, концентрических, четырехлучевых звезд.

 

При работе с дамаском возможно получение великого множества узоров. Пределу фантазии тут практически нет. Мастера, работающие с дамасскими сталями, обычно не останавливаются в экспериментировании, ищите новые формы узора и методы их получения.

 

Мозаичный дамаск и его вариации 

«Мозаичным дамаском» называется разновидность дамаска, в которой свариваются вместе участки, имеющие разные по типу узоры. Возможности реализации различных вариаций тут поистине безграничны. Одной из наиболее интересных разновидностей тут является дамаск с узором «дым двух свечей Саттон Ху» (название дано по захоронению восточно-английского короля Редвальда). Реализуются подобные вариации так. Используется три стали – Ст3 (обеспечивает будущее изделие белым металлическим цветом при травлении), У8 (отвечает за черный цвет) и любой рессорной стали (серый цвет), которые свариваются в один пакет. Последовательность их чередования, что интересно, может быть какой угодно.

 

Пластина должна получиться достаточно широкой и толстой – из нее нарубают восемь прутков, квадратных в сечении. Толщина и ширина – примерно 7-8 миллиметров. Длина прутков должна быть равна примерно 30 сантиметрам.

 

На каждом прутке намечаются участки по четыре сантиметра. Прутки нагреваются и зажимаются в тисках, при этом часть из них закручивается в одном направлении, а другая в противоположном. Скручивание производится участками: закрученные чередуется с незакрученным.

 

Как скрученные, так и нескрученные участки на всех заготовках должны оказаться в одних и тех же местах. После чего каждый из прутков проковывается еще раз, для восстановления квадратного сечения по всей длине.

 

Потом берутся четыре прутка – парами, закрученными в разных направлениях. Они складываются боковыми поверхностями. При этом нужно, чтобы слои металла в каждом прутке «смотрели» на кующего. Скрученные участки соприкасаются и чередуются.

 

Пруток, скрученный по часовой стрелке рядом с прутком, скрученным против часовой стрелки, и так далее. Получается пакет, который напоминает сложенные пальцы руки.

 

Поперек пакета с каждой стороны накладывается несколько крупных гвоздей –которые потом можно удалить – и провариваются, скрепляя пакет, при помощи электросварки. Приваривается также и рукоятка.

 

Так как толщина пакета небольшая, то флюсовать можно непосредственно перед кузнечной сваркой.

 

Пакет разогревается до алого цвета, густо посыпается бурой с двух плоских сторон, и нагревайте дальше.

 

Сварку производят при максимально возможной, но без пережога, температуре. Удары молотка очень легки (не допускается расслоение пакета). Бьют по боковой поверхности пакета, а не по широкой плоскости. Это называется торцовой сваркой.

 

По итогу получается две монолитные пластины, состоящих из четырех, скрученных в противоположных направлениях участков, брусков. Такая сталь сама по себе, не отличается особой прочности, поэтому она наваривается на основу. Которая может быть, как из дамаска, так и простой стали (к примеру, пластина из отпущенной и прокованной рессоры).

 

Она должна совпадать с полученными мозаичными пластинами. Затем основа собирается в пакет с полученными пластинами и сваривается вместе. В результате получается стальная заготовка для будущего клинка, поверхности которой, обладают изумительными узорами, имеющими сходство с  дымом свечи.

 

Изделия из такого дамаска следует ковать предельно аккуратно, Обтачивание заготовки шлифмашиной или кругом может просто испортить узор.

 

К шлифовальным работам переходят только после того, когда форма будущего изделия обозначена практически во всех нюансах. Важно, чтобы деформация металла была равномерной при ковке, чтобы у сердечника и узорчатых внешних пластин не было не смещения относительно друг друга.

 

Не только изготовление мозаичного, но и других разновидностей дамасков – увлекательное дело. Ради необычных результатов, неповторимых в своей красоте и свойствах изделий, каждый мастер ищет свои решения, пробует несколько вариантов и бросает вызов, казалось бы, неразрешимым задачам.

Предыдущие статьи