Что такое порошковая сталь для ножей и как ее делают

Традиционным способом производства стальных заготовок для последующего изготовления ножей до недавнего времени считалась выплавка металла в дуговых или индукционных печах, прокатка и последующая проковка слитка. Последний этап – наиболее трудоёмкий и малопроизводительный. Но иначе вроде бы невозможно получить хорошую инструментальную сталь, поскольку с увеличением числа проковок растёт мелкодисперсность микроструктуры металла – свойство, благодаря которому ножи приобретают высокую стойкость к ударным нагрузкам и напряжениям изгиба.

Альтернативой такой технологии является порошковая металлургия. Способ спекания известен давно, но до недавнего времени использовался лишь для получения керамических изделий. Позже очередь дошла и до ножевых сталей.

Как делают порошковую сталь: методы и этапы

Технология порошковой металлургии представляет собой идеально контролируемый и автоматизированный процесс, основанный на получении и последующем спекании чрезвычайно мелкодисперсных металлических порошков.

Исходное измельчённое сырьё высыпается в ёмкость, объём которой соответствуют химическому составу производимого сплава. Содержимое резервуара доводится до температуры плавления с помощью находящихся под током графитированных электродов и непрерывно перемешивается с применением электромагнитов. Когда смесь достигает идеальной однородности, расплав поступает в камеру, где он распыляется мощной струёй химически нейтрального газа (например, аргона или азота).

Обладая огромной кинетической энергией, газовый поток превращает цельную струю жидкого металла в совокупность мельчайших капель, которые мгновенно охлаждаются. Полученный порошок полностью однороден и не содержит каких-либо примесей (или включений). Идеальная сферическая форма и размер зерна (от 0,1 до 1 000 мкм) образуются в соответствии с природой желаемого сплава.

После получения определённого количества металлопорошка его собирают в капсулу, которую герметизируют путём сварки и перемещают в печь. Там полуфабрикат подвергается воздействию высокотемпературного изостатического давления. Далее порошок спрессовывается и агломерируется с образованием химически чистой стальной заготовки.

Преимущества

Что собой представляет порошковая сталь для ножей? Применительно к изготовлению данных изделий описанная технология обладает рядом преимуществ:

• Заготовка приобретает чрезвычайно мелкое и равномерное зерно, что обеспечивает получение высококачественных ножевых клинков;
• Порошковые стали характеризуются отличным удержанием кромки;
• Ножи, получаемые из металлопорошков, легко затачиваются и полируются;
• Отсутствие кислорода на всех этапах получения порошковых заготовок придаёт им высокую коррозионную стойкость;
• Порошковые стали выделяет идеальная структурная однородность и (что особенно ценно) оптимальное распределение карбидов – микрочастиц, отвечающих за твёрдость.

Отсутствие посторонних примесей обеспечивает будущему инструменту также и устойчивость к распространению трещин.

Эксплуатационные характеристики лучших ножевых порошковых сталей

Чем хороша порошковая сталь? Ответим на этот вопрос несколькими примерами.

Сталь S30V от SRM

Высококачественная нержавеющая сталь, известная своим превосходным сочетанием удержания кромки, ударной вязкости и коррозионной стойкости. Обычно используется в высокостойких ножах и режущих инструментах.

Химсостав, %:

• Углерод - 1,45;
• Хром – 14;
• Ванадий – 4;
• Молибден – 2.

Высокое содержание ванадия способствует отличной стойкости режущей кромки. Твёрдость – на уровне 58-61 HRC. Охотничьи и рыбацкие ножи из этой стали обладают хорошей прочностью, могут выдерживать удары, противостоять сколам и растрескиванию. Высокое содержание хрома обеспечивает хорошую коррозионную стойкость. Недостаток – сложность заточки, что устраняется правильным подбором заточной оснастки и приспособлений.

Сталь S30V относится к материалам премиум-класса. Она широко используется и в складных ножах, и в инструментах с фиксированным лезвием – везде, где решающее значение имеют долговечность и производительность.

Cталь S35VN от SRM

Является улучшенной версией стали S30V и тоже относится к ножевым сталям премиум-класса.

Химсостав, %:

• Углерод - 1,4;
• Хром – 14;
• Ванадий – 3;
• Молибден – 2;
• Ниобий – 0,5.

По параметрам твёрдости, коррозионной стойкости и удержания кромки соответствует стали S30V, но, благодаря наличию ниобия, характеризуется более высокими значениями прочности и – главное - ударной вязкости. Это делает материал менее подверженным сколам и разрушениям под действием динамической нагрузки. S35VN легче затачивается, чем S30V, благодаря улучшенной ударной вязкости и меньшему содержанию ванадия. Используется в тех же целях, что и сталь S30V.

Сталь М390 от Uddeholm — Böhler AG

Нержавеющая сталь с хорошо удерживаемой кромкой, высокой коррозионной стойкостью и ударной вязкостью. Является популярным выбором для ножей и инструментов премиум-класса.

Химсостав, %:

• Углерод - 1,9;
• Хром – 20;
• Ванадий – 4;
• Молибден – 1;
• Кремний - 0,7;
• Вольфрам – 0,6;
• Марганец – 0,3

Рекомендуется для изготовления ножей, которым необходимо сохранять остроту при длительном использовании. Твёрдость после закалки 60-62 HRC. Несмотря на высокую твёрдость и износостойкость, M390 сохраняет хорошую ударную вязкость, снижая риск сколов и поломки при критически сложном изгибе клинка. Обладает отличной коррозионной стойкостью, подходит для использования во влажных средах. Одновременно отличается сложностью заточки и нуждается в специальном заточном инструменте. Используется в промышленных и в бытовых применениях, где высокая износостойкость и коррозионная стойкость имеют решающее значение.

Сталь ZDP-189 от Hitachi Metals Ltd

Нержавеющая сталь, отличающаяся хорошей твёрдостью и удержанием краёв. Используется в ножах и режущих инструментах премиум-класса.

Химсостав, %:

• Углерод - 3;
• Хром – 20;
• Ванадий – 0,1;
• Молибден – 1,4;
• Вольфрам – 0,6.

Материал известен своим превосходным удержанием режущей кромки в течение длительного времени, что делает его идеальным для высокопроизводительных режущих инструментов. Твёрдость после закалки составляет 64-67 HRC. ZDP-189 обладает хорошей коррозионной стойкостью, хотя и не так устойчива к коррозии, как некоторые другие нержавеющие стали (причина – высокое содержание углерода). При интенсивном использовании или ударных нагрузках материал более подвержен сколам, чем рассмотренные выше стали. Подходит для тех областей применения, где удержание кромки важнее, чем прочность. Сложно затачивается, поэтому нуждается в применении специализированных инструментов и методов заточки.

Эти и другие порошковые стали были подробно описаны в рейтинге «ТОП-10 лучших порошковых сталей для ножей».

Существуют ли ножевые стали высшего класса?

В этой связи упомянем о сталях «High-end» (так на профессиональном жаргоне именуют ножевые стали высшего класса). На самом деле, это просто незамысловатый маркетинговый ход, ибо таких сталей нет и быть не может. Просто некоторые производители публично утверждают, что они разработали суперсталь, чтобы временно (!) превзойти своих конкурентов. Те в ответ выпускают свою суперсталь, и так будет продолжаться всегда.

Действительно ли такие новые стальные композиции так хороши, как шумиха вокруг них?

И да, и нет. Да, потому что это (при правильной термообработке) могут действительно быть отличные стали, но нет, они не так уж и далеко опережают, например, классическую сталь D2. Технически сплавы High-end, возможно, и существуют, но конечному пользователю всё равно придётся провести довольно значительные сравнения, чтобы почувствовать какую-то практическую разницу.

Ясно лишь одно: лучшими ножевыми сталями в настоящее время на профильном рынке являются сплавы порошковой металлургии 3-го поколения, а их создателями - специалисты компаний Uddeholm-Bohler (ФРГ) и SRM (Китай).

Благодарим за внимание! Статья подготовлена экспертами мастерской Семина. Мы делаем качественные ножи ручной работы.

Ознакомьтесь с каталогом

Популярные ножи из порошковых сталей от мастерской Ю.М. Семина