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Apprendre et survivre

Traitement thermique simple pour une lame de couteau en acier à haute teneur en carbone, par Steve A.

(Suite de la partie 1. Ceci conclut l'article.)

Le forgeron chauffait l'acier à un rouge cerise brillant, le vérifiait avec un aimant, mettait le feu de forge sur l'acier et le laissait refroidir dans le feu mourant pendant la nuit, assurant une vitesse de refroidissement très lente. Un atelier de traitement thermique moderne chaufferait l'acier à température dans un four à atmosphère contrôlée, puis éteindrait le four jusqu'à ce que l'acier ait suffisamment refroidi.

Une autre façon de faire cela consiste à serrer la lime par son tenon droit dans un étau métallique et à la recuire avec une torche. Si vous chauffez lentement et uniformément la lime à la température critique avec une torche oxyacétylénique, vous pouvez réduire lentement la chaleur sur une période d'environ dix minutes en éloignant la torche de la lime pour réduire la chaleur jusqu'à ce que l'acier ne fonctionne pas. briller puis laisser refroidir l'acier dans l'air calme. Cela ne ramollira pas l'acier aussi uniformément que les méthodes plus lentes, mais le ramollira suffisamment pour lui permettre d'être plus facilement travaillé. L'oxydation de surface ou le tartre formé pendant le chauffage doit être éliminé par brossage métallique avant de continuer. Des étaux peuvent être utilisés pour maintenir la lime pendant les étapes de recuit, de chauffage et de trempe. Dans l'ancien temps, les forgerons fabriquaient ou modifiaient un jeu de pinces pour tenir une forme spécifique en cours de travail.

La lime ramollie peut maintenant être sciée à métaux, limée, fraisée, meulée, forgée ou autrement façonnée en une lame de couteau de votre conception. À un moment donné au cours de ce processus, meuler ou retirer toutes les dents de la lime et l’acier juste sous les dents pour éviter d’éventuelles augmentations de tension plus tard. Si des points durs sont rencontrés; répétez l'étape de recuit. Terminez maintenant de façonner complètement la lame du couteau pendant que l'acier est facile à travailler.

Une fois la lame souple façonnée, elle doit être à nouveau durcie, puis trempée. Pour ce faire avec une torche oxy-acétylène, utilisez une flamme neutre et jouez la flamme le long de la zone de la lame qui deviendra le tranchant. Vous chauffez la lame à environ un quart de pouce du tranchant du couteau et laissez la chaleur et la couleur se propager jusqu'au bord de la lame. Le cône de flamme intérieur bleu de la torche ne doit à aucun moment toucher la lame, mais uniquement le cône extérieur secondaire. La chaleur se propage rapidement vers la partie la plus fine du couteau qui deviendra le tranchant et l'amènera à pleine température.

Tournez fréquemment la lame d'un côté à l'autre et chauffez alternativement la zone des bords de chaque côté de la lame à un rouge cerise uniforme et brillant. Une bande d'au moins 1/4 "de large le long du bord de coupe doit être à la température critique. Cela deviendra la partie la plus dure de la lame. Une bande d'acier dur de cette largeur offre un soutien de pointe et permet au couteau d'être affûté plusieurs fois.

Ne laissez pas le bord de la lame surchauffer pendant cette étape. Un aimant ne doit pas être attiré par la zone chauffée au rouge. Lorsque la zone de la lame qui deviendra le tranchant est uniformément chauffée, maintenez la température critique existante pendant une minute ou deux, puis éteignez très rapidement la lame.

Le bain de trempe doit être proche de la zone de travail afin que peu de chaleur soit perdue en déplaçant la lame chaude de la source de chaleur vers le bain de trempe. Plongez rapidement la lame entière dans le bain de trempe et déplacez-la d'avant en arrière de haut en bas comme si vous vouliez couper le liquide. Surveillez les poussées. Déplacer la lame d'un côté à l'autre aura tendance à la déformer en raison de la vitesse de refroidissement inégale entre les deux côtés. Le mouvement de coupe permet de maintenir le bain de trempe en meilleur contact avec l'acier chaud que de simplement maintenir l'acier stationnaire. Si l'acier était maintenu stationnaire, la température élevée de celui-ci ferait bouillir le bain de trempe loin de la surface de l'acier, réduisant le contact avec le liquide et abaissant la vitesse de refroidissement.

Extinction en toute sécurité

Le milieu de trempe utilisé pour refroidir soudainement et ainsi durcir l'acier chauffé au rouge sera la même huile légère. Les grandes boîtes de café font de bons réservoirs de trempe pour une utilisation occasionnelle. Une longueur de tuyau en acier soudée à une plaque de base en acier est meilleure. Découpez le fond d'une boîte et empilez-la sur une deuxième boîte pour former un grand réservoir. Utilisez du ruban adhésif pour joindre les canettes et remplissez d'huile jusqu'à environ 1 po du haut. Placez l'assemblage du réservoir dans un récipient peu profond, tel qu'un moule à gâteau ou mieux encore un plateau de vidange d'huile automobile en acier. Le bac servira à récupérer toute huile qui pourrait déborder du réservoir pendant la trempe. Soyez prêt si de l'huile brûlante chaude se répandait hors du réservoir et du récipient peu profond pour une raison quelconque pendant la trempe. Cela arrive.

Chauffer l'huile à environ 130 degrés F avant de tremper l'acier en remuant avec une tige d'acier chauffée jusqu'à ce que l'huile soit à température. Un thermomètre de cuisson fonctionne bien pour cela. Lors du chauffage ou de la trempe de l'acier, portez toujours des vêtements de protection et des lunettes de protection appropriés. Sachez que l'huile s'enflamme souvent lorsque la lame est trempée. La flamme s'éteint généralement lorsque la lame est totalement immergée dans le bain de trempe. Si la flamme ne s'éteint pas rapidement, placez une plaque métallique sur le dessus du réservoir de trempe pour l'étouffer. Gardez un extincteur à proximité et ne travaillez pas à proximité d'autres substances inflammables.

Gardez la lame dans la trempe pendant une minute après le moment où elle cesse de vibrer sous le choc du refroidissement rapide. Retirez la lame et nettoyez-la rapidement avec une brosse métallique, de la laine d'acier ou du papier de verre fin. Testez la dureté de la lame encore chaude en essayant de couper le bord avec une lime. Le fichier doit sauter par-dessus le tranchant sans mordre dans l'acier, indiquant un durcissement complet.

Si l'acier n'a pas complètement durci: vous n'avez peut-être pas atteint la température critique appropriée; vous avez peut-être laissé refroidir l'acier sur le chemin du bain de trempe; le bain de trempe peut être trop chaud; ou l'acier peut ne pas contenir suffisamment de carbone pour durcir complètement. Corrigez le problème et essayez de réchauffer à nouveau.

Avant que la lame puisse refroidir à la température ambiante, essuyez tout excès d'huile et mettez la lame dans un four de cuisine qui a été préchauffé à 450 ° F. Laissez la lame dans le four pendant deux heures pour tempérer l'acier. Des températures de revenu plus élevées donneront une lame légèrement plus douce mais plus résistante. Cette trempe réduit la dureté et la fragilité de la lame du couteau, ce qui lui confère une certaine flexibilité et peut être plus facilement affûtée.

Retirez la lame du couteau du four et laissez-la refroidir lentement à température ambiante. La lame a maintenant été durcie et trempée. Le tranchant de la lame n'est pas aussi dur qu'une lime, mais reste assez dur. En fonction d'un certain nombre de facteurs, le tranchant de la lame sera désormais autour de Rockwell 57-61.

Comme le tranchant de la lame était chauffé à la température critique, la zone au-dessus de la zone de bord atteignait probablement quelque chose de moins que la température critique. Lorsque la lame a été trempée, cette zone n'a pas été complètement durcie et une partie de celle-ci est effectivement devenue un ressort. Les zones plus éloignées de la chaleur de durcissement sont encore plus molles. Ceci est une bonne chose et ajoute à la ténacité de la lame.

Si la lame entière du couteau, peut-être une petite lame, était devenue rouge pendant le chauffage, la dureté dans les zones éloignées du tranchant peut être réduite. Placez le tranchant dans une casserole d'eau jusqu'à environ la moitié de la hauteur de la lame du couteau pour protéger sa dureté et chauffez les autres zones de la lame loin du bord avec une torche au propane jusqu'à ce qu'elles deviennent bleues. Certains couteliers font cela à chaque lame pour assurer la cohérence des performances de la lame. Ne laissez pas la couleur bleue pénétrer dans le tranchant de la lame ou elle ramollira également cette zone. Vérifiez que les zones de la lame ainsi adoucies peuvent être facilement coupées avec une lime.

Un couteau trempé et revenu de cette manière aura un tranchant relativement dur soutenu par un acier progressivement plus doux et plus résistant. Les couteliers appellent cela la trempe sélective. Un tel couteau, correctement conçu avec une géométrie de lame et une construction de poignée appropriées, peut être incroyablement résistant et subir d'énormes abus. Il aura tendance à fléchir puis à se plier sans se casser sous des forces qui feraient briser une lame de couteau uniformément dure de conception similaire. Ces attributs rendent le couteau excellent pour les tâches de coupe générales. On peut également compter sur le moment où il doit être utilisé pour creuser, percer, construire un abri, faire levier, marteler ou être autrement maltraité.

La trempe est toujours un compromis. Certaines lames sont durcies uniformément. Ils tiendront un bord mais peuvent être quelque peu cassants. La plupart des couteaux d'usine et personnalisés fabriqués à partir d'aciers inoxydables complexes sont traités thermiquement de cette manière. Si un couteau n'est pas maltraité, c'est parfaitement acceptable. Certaines lames sont uniformément trempées à une dureté plus faible, semblable à un ressort, ce qui donne de la ténacité, de la flexibilité et de la résistance aux chocs au détriment de la dureté des bords. Des exemples seraient des baïonnettes et des machettes militaires.

En raison de leur petite taille, il peut être difficile d'adoucir le hack des petites lames de couteau que l'on trouve dans les couteaux d'atelier ou les couteaux à copeaux sans nuire à l'état du tranchant. Ce n'est pas un problème tant qu'ils ne seront pas soumis aux abus qu'un couteau de service général pourrait subir. Cependant, adoucissez la zone de la soie de la poignée jusqu'au début du tranchant pour réduire le risque que la lame se détache à la jonction lame-poignée.

Il y a quelques compromis à prendre en compte lors de l'utilisation de lames en acier à haute teneur en carbone. Les couteaux fabriqués à partir de ces aciers se décolorent avec le temps et rouilleront en un clin d'œil. Un nettoyage et une légère couche de pâte de cire ou d'huile après utilisation contribueront grandement à préserver vos couteaux. Ne les stockez pas dans une gaine en cuir ou dans un environnement humide, sinon ils rouilleront rapidement.

Il ne reste plus que l'assemblage final. Vous devrez polir la lame, installer le protège-doigts s'il est utilisé, installer la poignée et affûter le couteau. Si un protège-doigts est utilisé, il doit être épinglé et soudé ou époxy en place. Enveloppez la lame dans un chiffon humide pour la garder au frais si vous soudez la protection. Époxy et boulonner, épingler ou riveter la poignée sur la lame et façonner la poignée. L'époxy et la soudure agissent certainement comme des adhésifs, mais leur utilisation principale est d'empêcher l'humidité de pénétrer sous la poignée et la protection. Cela empêchera la rouille cachée et la corrosion.

N'oubliez pas que même une lame de couteau non finie, non durcie et non aiguisée peut vous couper et vous poignarder gravement, alors soyez prudent. Vous souhaiterez peut-être coller fortement la zone de la lame lorsque vous travaillez sur la poignée ou le protège-doigts. Le ruban adhésif fonctionne bien à cet effet. Les gants épais offrent une certaine protection pour les doigts. De nombreux couteliers portent des tabliers d'atelier en cotte de mailles pour moudre ou polir les couteaux. Aiguisez le couteau comme dernière étape.

Les méthodes utilisées par les forgerons et de nombreux couteliers pour fabriquer un couteau, un ciseau ou d'autres petits outils de coupe à partir de matériaux nouveaux ou recyclés sont toutes basées sur des principes métallurgiques bien connus. Quelques livres sur la forge et la fabrication de couteaux comprenant des sections sur la théorie et la pratique du traitement thermique de l'acier seraient un bon investissement. Cette compréhension élargit considérablement vos capacités.

Et rappelez-vous toujours: La sécurité d'abord.

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