И снова о ножах

Анатолий Шишкин
           В своих статьях я рассказывал об изготовлении рабочих ножей. Недорогих, простых в изготовлении и практичных. Но в каждом из нас сидит великий художник и частенько хочется создать своими руками что-то такое и этакое. Так чтоб дети, внуки и правнуки помнили и гордились мастером в их роду, глядя на семейный шедевр. А какой шедевр может создать настоящий мужчина, мастер золотые руки и глава рода?
         В списке настоящих, семейных шедевров может быть что угодно, от ювелирных побрякушек до самоваров и унитазов. Безусловно, что любой шедевр заслуживает уважения, однако для мужчины воина, охотника и защитника шедевром может быть только что-то, что как-то связано с оружием. Например, нож. Пускай этот нож будет такой же нефункциональный как продажные ножи для чайников, но гораздо красивей, не из серии массового ширпотреба, а единственный в своем роде и главное созданный своими руками.
        Если вы созрели для создания шедевра и не боитесь прижигать свои царапины и прочие возможные трамвы йодом, если вам не жалко нескольких месяцев потраченных на эксперименты и конкретную работу над шедевром, и если вас не пугают сложности с длительным обучением и вспомогательными работами, то читайте и смотрите как это делается. Не бойтесь включать свою фантазию, теперь вы все сможете. Предположим, что у вас нет никакого оборудования. В смысле, ну нет у вас личной кузницы, нет собственной слесарной мастерской, нет соответствующих станков и опять же греметь металлом и коптить стены вам также не позволят соседи.
       Ну и что? Это не повод, для отказа от задуманного. Запомните и повторяйте фразу: «Если надо, сделаем!» И если вам будут твердить со всех сторон: НИЗЗЗЗЯ! НИПОЛУЧИТСЯ! и НИВОЗМОЖНО! Ответьте им, что МОЖНО! ОБЯЗАТЕЛЬНО ПОЛУЧИТСЯ и ЛИЧНО Я СМОГУ!
      Только не забудьте, гладко будет на бумаге, в деле ж встретятся овраги. И еще! Ниже пойдет разговор о технологиях на примере ножей, а что вы будете творить это уже ваше, личное  дело.

                Заготовка.

       Любой нож (меч, шпага, тесак для рубки мяса...) начинается с заготовки клинка. Для изготовления заготовки клинка нужна пластинка подходящего металла, подходящего размера и подходящей толщины. Из этой пластинки надо  вырезать заготовку.
       Если пластинка не толще 2-3 миллиметров, то воспользуемся электрохимическим способом раскроя и разрезки. Этот способ универсальный и самый простой. Суть его в следующем, растворяем с помощью электрического тока метал в нужном месте. Это делается в очень крепком (до 25%) растворе поваренной соли. Плюсовой электрод это растворяющаяся заготовка, минусовой электрод остается неизменным и может быть многоразовым. Можно снять слой металла со всей пластинки-заготовки сразу, а если всю пластинку покрыть слоем какого-то вещества не пропускающего ток и процарапать этот слой до металла, то метал на пластинке будет растворяться только по царапине. Если травить заготовку недолго, то получится гравировка, а  если процесс растворения продолжать достаточно долго, то пластинка по царапине будет протравлена насквозь. Твердость растворяемой пластинки не имеет значения, травится (почти) любой металл. Даже тот (на основе железа), что не поддается механической обработке сверхтвердыми резцами, включая алмазные. Следовательно отпадают операции по отжигу и последующей закалке клинка (для ножа...). Клинок (ножа) будет такой же твердости как и пластинка, из которой изготовлен клинок.
      Для электротравления нужен источник постоянного тока. В принципе любой. Например, набрать энное количество батареек для карманного фонаря или взять автомобильный аккумулятор, а лучше всего воспользоваться возможностями домашней электросети. Небольшой трансформатор с электровыпрямителем поможет вам иметь источник постоянного тока всюду где есть электрическая сеть. Рис.1
      Кстати, потребление тока от такого выпрямителя мизерные, часто много меньше чем от слабенькой лампочки. Брать для нижеописанных устройств автотрансформаторы, например ЛАТры, нежелательно. От простого трансформатора больше проку и безопасней для владельца. Как изготовить или переделать стандартный трасформатор под свои нужды написано в моей статье «Перемотка трансформаторов.» http://www.proza.ru/2009/05/19/944
      Собираем устройство по электрической схеме (см. рисунок 1). Первоначально будет вполне достаточно силового трансформатора на 60 ватт, выходное напряжение 5-8 вольт, диодный мост для 60 ваттного трансформатора должен выдерживать силу тока не менее 25 ампер и очень желательно включить в цепь соответствующий амперметр. Сглаживающий конденсатор ставить на выпрямитель не надо.
      Затем подготавливаем металическую пластинку для раскроя и разреза. Это очень ответственная операция и отнестись к ней надо серьезно, иначе испортите свою работу в самом начале. А если честно, то наверняка испортите свою первую (и возможно, и вторую, и третью...) работу, поэтому потренируйтесь (или проэкспериментируйте) сначала с любой другой, стальной пластиной.
      Итак покрываем пластину защитной пленкой не пропускающую ток. Любая водонерастворимая краска, лак, гудрон, воск, парафин, скотч... и т.д. и т.п. Все подойдет в качестве защитной пленки, если прилипнет к металлу как следует и не отойдет-отстанет местами от поверхности металла во время электротравления. Тогда травиться будет не только там где надо, но и там где не надо. А чтобы пленка пристала, поверхность металла надо тщательно зачистить от грязи и ржавчины, далее не менее тщательно обезжирить поверхность и только потом наносить защитную пленку. Только дождавшись полного засыхания, отвердения, полимеризации и т.п. можно сначала начертить мягким карандашом линии травления, и далее процарапать иголкой эти линии до металла. Процарапанные линии надо зачистить (очень тщательно) и не менее тщательно снова обезжирить. Схема травления изображена на рис.2.
      Время травления подсчитать несложно. Одна амперминута травления растворяет примерно 2 кубических миллиметра стали. Общее количество вытравливаемых миллиметров равно длине вытравливаемой линии (в миллиметрах) помноженной на квадрат толщины пластины. Пример: Толщина пластины 2 мм, а длина вытравливаемой линии 200 мм. Сила тока во время вытравливания 8 ампер. Время травления равно: 2х2х200:8х2=50 минут.
Долго? Электрохимическое травление идет действительно долго, зато без стука и в принципе без вашего участия.
      Для резки более толстого металла, пробивки фигурных отверстий, нанесения глубокой гравировки и канавок нужен электро-искровой станок.  Принцип работы такого станка в следующем, между электродом инструментом и металлом заготовки (вторым электродом), во время касания проскакивает искра. Искра разрушает оба электрода, выбивает крохотную лунку и в заготовке, и в инструменте. То есть разрушаются и инструмент, и заготовка в месте контакта, примерно одинаково по массе и объему. Но инструмент изготовлен из дешевых и доступных материаллов: жести, кровельного железа или проволоки. Инструмента не напасешься, зато заготовка в итоге пробита, разрезана. И не просто разрезана или пробита насквозь, а с довольно неплохой точностью и при необходимости разрез или пробитое отверстие могут быть фигурными: крестообразными, треугольными и квадратными, в виде художественной завитушки или какой-то, фантастической фигурки... Вдобавок сам рез может быть очень тонким, в доли миллиметра, будто толстый кусок мерзлого сала порезали на ломтики. Чем тоньше «режущая» полоса инструмента, тем тоньше рез. И это в металле с любой твердостью. А всех затрат на инструмент, это разрезанная на полосы  пустая консервная банка, обломок «безопасного» лезвия, кусочек проволоки или жестяной трубки и прочие, не больно ценные материаллы.
      На рис.3 показана схема простейшего электро-искрового станка на базе вышеописанного трасформатора с выпрямителем. Работает станок следующим образом:
Электрод-инструмент падая на электрод-заготовку замыкает цепь и в катушке-соленоиде возникает магнитное поле притягивающее электрод-инструмент, тем самым размыкая электическую цепь в станке. Электрод-инструмент снова падает на электрод-заготовку и все повторяется.
     Самое интересное, что полярность электродов может быть любой. Металл инструмента и заготовки обычно разные и частенько бывает, что процесс разрушения одного электрода при определенной полярности будет большим. Так что начинайте работу и сами определяйте где будет выше производительность.
     В качестве электродов-инструментов можно применять сплавы на основе железа и меди, можно применять для пробивки отверстий графитовые стержни от старых электробатареек или «простых» карандашей. На рис.4 показаны образцы электродов инструментов изготовленных их жести консервных банок.
     Во время искрового разрушения металла образуются крохотные шарики, которые вылетают из лунок с такой большой скоростью, что могут прилипнуть к противоположному электроду. А это нежелательно, так как повышает размеры инструмента или снижает эфективность разрушения металла заготовки. Поэтому процесс ведут в нейтральной (неэлектропроводящей) жидкости: техническое масло, керосин, дисцилированная вода. Лучше всего в жидких, технических маслах. Надольше хватает рабочей жидкости и не пожароопасно. Рабочую жидкость время от времени меняют, так как она может стать больше металлической, чем например,  масляной.
      Между электродами показан конденсатор разрядник. Пока электрод-инструмент совершает ход вверх-вниз, конденсатор заряжается и во время касания инструмента с заготовкой выдает больший электроимпульс. С помощью переменного резистора можно регулировать подачу  напряжения и сила тока на катушку соленоид, увеличивая или уменьшая магнитную силу соленоида и частоту соприкосновения инструмента с заготовкой. 
       Во время самостоятельного изготовления станка надо предусмотреть вертикальную регулировку соленоида относительно ванночки с заготовкой и ванночка с заготовкой также должна иметь возможность к перемещениям относительно соленоида как вверх и вниз, так и в любую сторону. 
      Очень желательно еще ванночку с рабочей жидкостью соединить с помощью резиновой трубочки с дополнительной емкостью для быстрого слива и залива. Опустили дополнительную емкость и рабочая жидкость слилась в неё из рабочей ванночки, открыв положение детали относительно рабочего инструмента. Можно по необходимости переместить ванночку с закрепленной в ней деталью. Подняли дополнительную емкость и рабочая жидкость залила деталь, можно включать станок. А поднимая и опуская весь соленоид с инструментом обеспечим сами себе более свободный доступ к детали.
     Продолжение в http://www.proza.ru/2011/12/05/900