DSC® Stainless Damascus SuperClean (Schmiedewerkstätte Markus Balbach, Germany)
Компания Эдуарда Балбаха (Eduard Balbach) была основана как небольшая кузница полвека назад, в 1963 году. Расположенная в районе Зауэрланд в Германии, он по-прежнему работает как семейный бизнес сегодня.
В 1991 году сын Эдуарда Балбаха - Маркус Балбах (Markus Balbach) на новом месте открыл современное производство (Schmiedewerkstätte Markus Balbach). Компания производит в первую очередь широкий спектр композиционных материалов, а именно дамасской стали.
Аббревиатура DSC® расшифровывается как «Damascus Steel SuperClean» и запатентованна как торговая марка в Германии. В сталелитейной промышленности термин SuperClean «суперчистый» обозначает чрезвычайно тонкий и чистый сплав. Особый процесс сварки и обработки стали предотвращает накопление нежелательных примесей в стали.
К примеру сера и фосфор являются вредными технологическими примесям в сталях и сплавах. Увеличение содержания фосфора даже на доли процента, повышая прочность, одновременно повышает хрупкость. Вредное влияние фосфора особенно сильно сказывается при повышенном содержании углерода. Увеличение содержания серы существенно снижает механические и физико-химические свойства сталей, в частности, пластичность, ударную вязкость, сопротивление истиранию и коррозионную стойкость.
Технология SuperClean придает сплаву свойства, которых не имеют многие другие стали традиционного производства плавок, используемые в производстве клинков ножей. Это лучшая пластичность (повышение стойкости к излому), ударная вязкость, твёрдость, износоустойчивость и устойчивость к коррозии, характеризуется превосходной стабильностью, однородностью и жесткостью
Пакет нержавеющего дамаска Schmiedewerkstätte Markus Balbach, состоит из двух видов стали - Сталь Böhler N690 - светлые области + Сталь Buderus nitro-B (1.4916-nitrogen-alloyed) - темные области.
Bohler N690 — мартенситная, легированная кобальтом сталь, производства компании Böhler - Uddeholm AG (Бёлер Уддехольм АГ) - металлургический концерн, один из ведущих мировых поставщиков высокосортной инструментальной стали. Выпускает листовую сталь, трубы, проволоку, ковочную технику, элементы газовых турбин, сварочные электроды марки "фокс" (FOX). Заводы в Австрии, Германии, Северной и Южной Америке, сбытовые фирмы на всех континентах. Акционерное общество, 25% акций принадлежат государству (Австрийскому индустриальному холдингу). Образован в 1991 в результате слияния государственной фирмы "Бёлер Гез.м.б.Х." (Böhler Ges.m.b.H.) и шведской "Уддехольм АБ" (Uddeholm AB).
Добавление кобальта делает структуру сплава однородной, также этому способствует уникальная технология прокатки листов стали в продольном и поперечном направлении. Сплав обладает великолепными режущими свойствами, прекрасно сопротивляется ударным нагрузкам, и отлично затачивается.
По составу эта сталь приблизительно соответствует 440C, но содержит больше молибдена и кобальт. Иногда ее называют австрийской 440C или австрийской кобальтовой нержавейкой. Отличается очень высокой коррозионной стойкостью и возможностью закалить ее до 60 HRC.
Считается хорошей сталью для outdoor длинномеров и тактических ножей, которым необходимо иметь не только стойкую кромку, но и способность выдерживать ударные и боковые нагрузки (на поворот и на излом). Из этой стали делают ножи многие европейские филиалы, включая Boker и Spyderco. Также некоторые модели Benchmade и почти все Extrema Ratio.
Сталь Buderus nitro-B (1.4916-nitrogen-alloyed) - нержавеющая сталь обогащенная азотом, производства немецкой компании Buderus Edelstahl. Благодаря своему необычному химическому составу обладает повышенной коррозийной стойкостью. Также может похвастаться высокими режущими характеристиками и способностью долго удерживать заточку.
Сталь Buderus nitro-B (1.4916-nitrogen-alloyed), содержащая азот (азот тоже формирует в сплаве кристаллическую структуру твердых соединений — нитридов), демонстрирует очень высокую коррозионную стойкость, обладая к тому же хорошими режущими свойствами.
После специальной закалки жидким азотом при температуре -80 °C, твёрдость клинка из стали Buderus nitro-B (1.4916-nitrogen-alloyed) достигает 59–60 HRC по Роквеллу.
Углерод C) — наиболее важный элемент в стали, он повышает ее прочность, придает металлу хорошую твердость.
Хром (Cr) — серовато-белый блестящий твердый металл. Хром влияет на способность стали к закаливанию, придает сплаву антикоррозийные свойства и повышает его износостойкость. Содержится в нержавеющей стали любой марки.
Молибден (Mo) — серебристо-белый металл, применяется для изготовления специальных и быстрорежущих сталей. Молибден — твердоплавкий элемент, он предотвращает ломкость и хрупкость клинка, придавая ему необходимую жесткость, делает его достаточно стойким к высоким температурам.
Ванадий (V) — серовато-белый блестящий металл, обладающий большой твердостью. Применяется при производстве специальных сортов стали, в том числе инструментальных. Он отвечает за упругость и усиливает свойства хрома, придает металлу инертность к агрессивным химическим средам.
Кобальт (C0) — серебристо-белый, слегка желтоватый металл с розоватым или синеватым отливом. Повышает жаропрочность, улучшает механические свойства. Из сплавов с применением кобальта создают обрабатывающий инструмент: свёрла, резцы, и. т. п.
Азот (N) — азот применяют в сталях как заменитель углерода и никеля. Азот повышает стойкость к коррозии и износостойкость стали для ножа. И позволяет стали с очень низким содержанием углерода принимать закалку. Например японская сталь Н1, в которой всего лишь 0,12% углерода, но 0,1% азота позволяют закалять её на 58 HRC и делают её практически абсолютно нержавеющей.
Марганец (Mn) — марганец применяется на стадии выплавки стали. Способен повышать твёрдость стали. Из сталей со значительным содержанием марганца делают различные прочные вещи — рельсы, сейфы и так далее.
Кремний (Si) — кремний увеличивает прочность и износоустойчивость стали. Как и марганец, он делает сталь более стабильной и надежной.
Дамаск - это сплав, составленный из двух или трех разных типов сталей с различным содержанием углерода, соединенный путем многократного проковывания. Ддя проявления рисунка дамаска его подвергают травленю. Суть процесса в том, что фрагменты с различным содержанием углерода обладают различной стойкостью в отношении едких растворов, приобретая в них разные оттенки и фактуру. Рисунок на нем получается от того, что сам материал слоев и сварочные плоскости по разному взаимодействуют с реактивом. Традиционно в качестве «проявителя» использовался раствор железного купороса, а в новейшие времена ему на смену пришли сочетания всевозможных кислот.
Наметившийся в конце XX века ренессанс в изготовлении дамаска вызвал к жизни и огромное количество спекуляций на этой ниве. Как ни странно это звучит, по настоящему качественный рабочий дамаск, в отличие от декоративного, производят единицы. Главной причиной этого видится малая информированность и коммерческая раскрученность данного направления: спрос рождает предположение, и на рынке появляется все больше и больше изделий из материала, отнести который к дамаску можно только по внешнему виду. Недостаток информации обусловил ряд заблуждений, господствующих в массовом сознании на счет такого материала.
Секрет хорошей дамасской стали заключается именно в правильной подборке и пропорциях различных металлов. Обязательное условие – то, что твердых сталей берут больше, чем мягких. Количество типов сталей, количество слоев, методика ковки придают клинку специфический узор. Качественно изготовленный дамаск обладает хорошими механическими свойствами, прекрасными режущими качествами и привлекательным внешним видом.
Кузнечная сварка является ключевой операцией в создании дамасской стали. Этот процесс требует температуры и давления для создания прочного сварного соединения. Наиболее популярный метод изготовления дамасской стали заключается в компоновке из контрастных слоёв стали пакета, его нагрева и непосредственной сварки составляющих при определённой температуре. При этом необходимо, чтобы сопрягаемые поверхности составляющих пакета были очищены от оксидных плёнок и шлаков. Отлично отполированные и плотно подогнанные бруски металла «прилипают» друг другу (как в случае с калибрами) и в идеальных условиях могут быть скованы и без нагрева. При нагреве металла электроны обретают подвижность и при правильно выбранной температуре и давлении приобретают возможность мигрировать в прилегающие поверхности соседних сопряженных металлов, формируя прочный сварочный шов.
Главным при комбинировании различных сталей является их ковкость и температуры сварки. Если одна из составляющих пакета при сварочной температуре начинает течь, в то время как другая еще сохраняет твердость, сварочный шов начинает искажаться при последующей вытяжке пакета. Большое количество нержавеющих сталей имеет этот недостаток.
В качестве главной характеристики дамасской стали, определяющей ее достоинства, обычно называют чередование слоев с высоким содержанием углерода, придающим клинку остроту, и низким, придающим ему прочность. На самом деле, в ходе кузнечной сварки слоев стали с разным содержанием углерода, имеет место его диффузия (т.е. перемещение из областей с высоким содержанием в область с низким). Это ухудшает режущие свойства высокоуглеродистых составляющих пакета за счет объединения по углероду, причем из-за обилия сварочных швов даже могут ухудшаться прочностные свойства всего клинка. На завершающей стадии поковки пакета среднее содержание углерода у большинства мастеров варьирует от 0,6 до 0,8%, и поэтому перед его сборкой обязателен перерасчет относительного количества углерода по каждой отдельной весовой составляющей пакета. Кроме того, выгорание углерода при многократной кузнечной сварке может снижать его содержание на 0,3-0,4%. Дабы компенсировать такие значительные потери, многие мастера идут на более жестокие режимы закалки, что сказывается на прочностных свойствах РК.
Количество сварок соотносится к количеству слоев не прямо пропорционально, а в геометрической прогрессии. Например, начав со сваренной из 4 слоев заготовки, первое сворачивание и сварка дает 8 слоев, вторая – 16, третья – 32, 4 – 64, пятая – 128, шестая – 256, седьмая – 512 и т.д. С другой стороны, есть объективные физические законы, которые не дают создавать пакеты с количеством слоев более 40 – 50 тысяч. При многократном сворачивании углерод имеет тенденцию к выравниванию своей концентрации по всему объему пакета вследствие диффузии, в конечном итоге формируется квазигомогенную заготовку. Оптимальным для дальнейшего развития узора являются пакеты с 300 – 500 слоями. Взяв пакет с количеством слоев, близким к 1000 мастер рискует получить чересчур тонкий узор, а взяв пакет с количеством слоев менее 300 наоборот – слишком толстый и широкий.
Господствует мнение, что качество дамасской стали прямо пропорционально количеству слоев (и, соответственно, числу сворачиваний и сварок). Это справедливо для популярного в XIX веке и ранее процесса рафинирования стали, который имел целью получение однородной структуры, но при изготовлении дамаска из современных, достаточно качественных исходных материалов, это подчас просто потеря времени и сил. Да и с увеличением количества слоев возрастает риск появления брака. Иногда для изготовления качественного прочного пакета достаточно всего нескольких операций по складыванию и сварке. Таким образом, даже диффузия углерода становится на службу мастеру, помогая избежать наличия крупных низкоуглеродистых областей на режущих кромках.
Из-за сложности сварки легированных сталей, наибольшее распространение имеет углеродистый дамаск. Сварка нержавеющего дамаска сопряжена с освоением очень сложной технологии. Технология сварки нержавеющего дамаска включает сваривание между собой углеродистых и нержавеющих сталей, что требует создания на предприятии особых условий (промышленные кузнечные прессы, прокатные станы, электродуговые печи с контролируемой атмосферой и т.п.). Поэтому клинок из нержавеющего дамаска очень дорого стоит и их мало в продаже. Только единичные и крупные производители ножей могут позволить себе выпуск нержавеющего Дамаска. Его и не должно быть много, поскольку не каждый желающий сможет приобрести клинок или нож с клинком из нержавеющего дамаска.
В промышленных масштабах нержавеющий дамаск на основе порошковых технологий выпускает компания Damasteel (Швеция). Отличается высокими режущими свойствами, за счет образования на режущей кромке микропилы с карбидами хрома и углерода. Также наряду с высокой твердостью 57...63 HRC обладает превосходной пластичностью, за счет чего отсутствует выкрашиваемость режущей кромки. Обладает высокими прочностными характеристиками по отношению к любой ножевой стали.
После сформирования пакета создается узор дамаска. Вообще существует бесконечное множество узоров, формируемых в узорчатой сварочной стали, но все они разбиты на несколько основных групп:
1. «Древесная» или «дикая» структура формируется в результате проковки пакета произвольным образом и напоминает рисунок древесного шпона. Она может задаваться преднамеренно, но чаще формируется произвольно в результате воздействия молота при придании клинку заданной формы. Ценна отражающаяся в ней внутренняя природа металла и внешняя ограниченность узора.
2. Торсирование (закручивание) прямоугольного сварного пакета в горячем состоянии с целью «крученого» узора. Крученый узор («турецкий») обычно предусматривает небольшое количество слоев в исходном пакете. Пакет вытягивается в прут или брусок, после чего закручивается в горячем состоянии. Большое разнообразие узора можно получить различной техникой кручения.
3. Штемпельный, врезанный узор получают путем фрезерования или штамповки поверхности прямослойного пакета. После этого на поверхность проглядывают нижележащие слои. Затем пакет нагревается и проковывается в полосу снова, в результате чего дно выточки поднимается на поверхность клинка и раскрывается на фоне наружных слоев. Наиболее популярным видом рисунка врезанного узора является «лестница», получаемая путем проточки канавок или поясков поперек клинка и «павлиний глаз» - серия концентрических окружностей. Такой дамаск обычно именуют штемпельным.
Обычный многослойный пакет может быть подвергнут ряду комбинированных техник, то есть может быть врезанным, крученым и пр. Специфические узоры могут быть получены и при особых техниках ковки. Например, волнистый узор – кованный кувалдой с чуть закругленными поверхностями бойков, сетчатый получается косой ковкой узкими бойками (обжимками, кувалдами с оттянутыми узкими носиками, как у молотков). Удары наносятся крестообразно узкой частью кувалды или молотка сначала по одной стороне, а затем по другой, с обязательным проглаживанием. Элементы в виде колечек, напоминающих гроздья винограда, получаются при косой ковке нанесением ударов кувалдой или пневмомолотком по узким обжимкам крест на крест под углом 45 градусов. Получаются глубокие вмятины, а на месте пересечений вмятин остаются возвышения, холмики. При проглаживании эти холмики расплющиваются и получаются колечки. Сходные техники применяются и для улучшения узора булатов.
4. Мозаичный дамаск отличается от традиционного, полученного кузнечной сваркой тем, что узор проектируется заранее и создается путем размещения контрастных металлов различного размера и профиля внутри заготовки. Когда части сковываются вместе внутри заготовки, формируется сложносоставной пакет. Аналогичным образом создаются и мозаичные полотна – контрастные части композиции, приходя в соприкосновение, формируют определенный узор.
