Порошковая сталь. Что такое порошковая сталь.

Кованая сталь выдержала испытание временем. В древние времена других клинков не делали, и только с появлением фабричного производства появились ножи из кованой стали, качество которых отличалось от классических клинков. Это произошло в основном благодаря нержавеющей стали, которая в большинстве вариантов не поддается ковке.

Порошковая сталь

Многие, кто знаком с ножевой культурой, знают такой сплав как «порошковая сталь» — сталь, получаемая путем прессования и спекания смеси стального порошка и легирующих элементов. Она на порядок дороже обычной стали, но это справедливая цена, учитывая ее преимущества. В этой статье мы попытаемся выяснить, в чем эти преимущества заключаются.

Сама технология производства стального порошка известна давно: Некоторые источники утверждают, что она использовалась уже в Древнем Египте для изготовления ювелирных изделий. Однако широкое распространение порошковая сталь получила в 1960-х годах, когда американцы начали вводить активные легирующие добавки, делающие сплавы намного прочнее и долговечнее. С начала XXI века эта сталь стала очень популярной среди ножеделов всего мира, поскольку обладает уникальными свойствами, которых невозможно добиться в обычных условиях.

Лезвия из порошковой стали характеризуются следующими свойствами: высокой твердостью, повышенной стойкостью к коррозии и износу, термической стабильностью и длительным сохранением режущих свойств без повторной заточки. Эти свойства достигаются путем добавления в сталь большего количества легирующих элементов (хрома, молибдена, ванадия и кремния) без потери твердости. Содержание углерода в сплаве может достигать 4%, тогда как обычный сплав содержит не более 2%, не превращаясь в чугун.

Все дело в карбидах — твердых, тугоплавких карбидных соединениях. Распределение карбидов в стали определяет ее прочность. Чем их больше и чем неравномернее они распределены, тем более хрупким получается продукт. Порошковая металлургия позволяет уменьшить размер карбидов и равномерно распределить их в структуре стали.

Процесс производства порошковой стали для ножей :

  1. Расплав состава стали распыляется с помощью специального оборудования в среде азота. Получается металлический порошок с равномерным распределением карбидов за счёт их быстрой кристаллизации в «каплях» сплава;
  2. Потом обрабатывают, после чего засыпают в вакуумную пресс-форму из пластичных материалов;
  3. Содержимое контейнера спекается под давлением;
  4. Полученный при спекании слиток подвергается дальнейшей обработке (ковка, прокат).

В результате получается сталь с чрезвычайно высоким содержанием углерода и сплавов, которая может быть закалена почти до 70 по шкале Роквелла, но прочнее, чем при обычном процессе легирования.

Порошковые стали требуют больше ресурсов, технология более сложная, и поэтому лопасти стоят дороже. В то же время, в процессе производства нет никаких отходов: Все остатки могут быть переработаны в порошок, и цикл может начаться заново. Именно поэтому все больше производителей обращаются к этим процессам.

В настоящее время на ножевом рынке представлено множество порошковых сталей от различных производителей. Лидерами отрасли являются стали, производимые в США компанией Crucible Industries, и сплавы, производимые австрийским холдингом Böhler-Uddeholm. Все они отличаются по своим свойствам и качествам, но давайте рассмотрим некоторых наиболее популярных представителей.

ZDP-189

«Суперсталь» из Японии, которая используется в высококачественных ножах. Ножи из нее особенно легко режутся и затачиваются благодаря высокому содержанию углерода — до 3 %. Это одна из самых сбалансированных сталей в промышленности с твердостью до 69 по шкале Роквелла, обладающая высокой устойчивостью к коррозии и вибрации. ZDP-189 в основном встречается в ножах марки Spyderco.

Мартенситная сталь, разработанная выдающимися мастерами Диком Барбером и Крисом Ривом. Одна из лучших и наиболее популярных порошковых сталей. Содержит меньше ванадия, поэтому легче поддается шлифовке и заточке и равномерно распределяется: Такие ножи позволяют достичь максимально тонкой режущей кромки для достижения наилучшей остроты. Она часто используется известными европейскими и японскими производителями ножей.

Elmax

Европейская сталь с молибденом, ванадием и хромом. Легко затачивается, долго сохраняет заточку и очень устойчива к коррозии. Это самая лучшая сталь. Ее часто можно увидеть на клинках ножей, изготовленных местными мастерами.

Vanax 35 — это фактически богатая азотом версия таких сталей, как Elmax или M390 (с чуть более высоким содержанием молибдена). Vanax 75 имеет схожий с Vanax 35 состав, но отличается в основном содержанием ванадия и азота (с немного меньшим содержанием молибдена).

Обе стали обладают высокими механическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью (даже в присутствии хлоридов) при высокой прочности при испытаниях (я думаю, что Vanax 75 должна быть одной из ведущих сталей в этой области). Это первые стали с очень высокой стойкостью к РК ножей и коррозионной стойкостью, достаточной для использования в пищевой промышленности и при обработке морской воды.

Особенности порошковых технологий

Порошковые стали классифицируются как нержавеющие стали с углеродными сплавами. Они имеют различный состав, но их объединяет высокое содержание углерода (C) как одного из основных элементов, повышающих прочность, в то время как хром (Cr) занимает первое место в списке легирующих элементов.

  Что лучше использовать: керамогранит или керамическая плитку. Чем керамогранит отличается от плитки.

Процесс производства порошковых сталей имеет свои преимущества и недостатки. К преимуществам относятся следующие свойства:

  • за счет применения сырья малого размера происходит почти идеальное распределение карбидов в структуре, что повышает стойкость сплава;
  • возможность регулирования фазы добавления карбидов значительно улучшает механические характеристики;
  • порошковые сплавы прекрасно поддаются обработке: ковке и шлифовке;
  • закалка повышает твердость, теплостойкость, антикоррозийные свойства;
  • производственный процесс является безотходным.

К недостаткам порошковой технологии относятся:

  • большое количество неметаллических вкраплений в готовом слитке-заготовке;
  • высокую стоимость.

Другие недостатки связаны с особенностями технологии, в которых специалисты предпочитают разбираться подробно. Для обычного человека, не имеющего непосредственного отношения к производству, перечисление этих недостатков ни о чем не говорит.

Нож Джек из порошковой стали

Где используются стали

Структура порошковых сплавов подтверждает их положительные технические свойства, именно поэтому они относятся к категории быстрорежущих материалов и широко используются в производстве инструментов для металлообработки. Добавление большего количества компонентов сплава позволяет достичь необходимых свойств в процессе производства.

Отличный материал для производства ножей

Производители ножей также ценят высокие характеристики и свойства сталей с порошковым покрытием и используют их для изготовления клинков для холодного оружия и ножей различного назначения. Они ценят способность сплавов производить отличные клинки:

  • они прекрасно «держат» режущую кромку и долго сохраняют остроту заточки;
  • устойчивы к разнообразным механическим нагрузкам;
  • отличаются повышенной твердостью;
  • обладают коррозионной устойчивостью;
  • демонстрируют прекрасную стойкость к абразивному и адгезионному износу.

Используя высококлассные и среднеклассные стали с порошковым покрытием, специалисты производят высококачественные, прочные и долговечные режущие инструменты. В интернет-магазине Али Аскерова «КавказСувенир» вы можете приобрести замечательные ножи из порошковой стали с удобными рукоятками из ценных пород дерева и ножнами из натуральной кожи.

Как изготавливают клинок

Чтобы получить острое и прочное лезвие ножа, сталь проходит несколько процессов. После подготовки металлического порошка его напыляют. В результате получаются микролезвия, состоящие из отдельных частиц металла. Полученные «заготовки» подвергаются дальнейшей обработке только в случае необходимости.

Затем их помещают в вакуумную форму, где они прессуются под высоким давлением, после чего происходит процесс, называемый спеканием. Во время этого процесса температура и давление значительно повышаются, вплоть до нескольких сотен атмосфер. На этом процесс изготовления завершается, мастера готовят для него рукоятку и украшают лезвие орнаментом, если он предусмотрен.

Нож Чинук из порошковой стали Elmax

Порошковая сталь Elmax – одна из самых популярных

Для изготовления ножей используются различные сплавы. Один из самых популярных — Elmax, высококачественная порошковая сталь. Она используется для производства кухонных и разделочных ножей.

Лучшие свойства Elmax

Ножи из порошковой стали обладают высокими техническими свойствами. Они обладают отличной режущей способностью, износостойкостью и хорошей коррозионной стойкостью. Получаются отличные ножи, прочные, удобные в обращении и небьющиеся.

Они обладают высокой ударопрочностью, что повышает устойчивость к динамическим (ударным) нагрузкам и повреждению изделий. Для них характерна эластичность, которая сохраняет свойства материала при механическом воздействии. Охотничьи ножи из стали Elmax можно приобрести в интернет-магазине «КавказСувенир».

Что внутри порошковой стали?

Карбиды, мартенсит и различные неметаллические включения — так выглядит структура готовых порошковых сталей. Карбиды более твердые и хрупкие, чем мартенситная основа. Количество, плотность и распределение карбидов определяют прочность и надежность конечного продукта, то есть ножа.

На начальном этапе все компоненты кристаллизуются в однородную сталь. Для улучшения распределения в порошковых сталях увеличивают скорость и качество кристаллизации.

Затем сплав вводится в виде порошка — микрочастиц, которые больше похожи на маленькие стержни. Затем они обрабатываются и заливаются в форму с помощью пластикового пресса и вакуума, после чего происходит уплотнение под высоким давлением. Только после этого сталь расплавляется при высокой температуре и давлении. В процессе производства в легированную сталь могут быть добавлены различные компоненты, чтобы сделать ее по вашему вкусу — это могут быть особые функциональные свойства или внешний вид.

Производство порошковой стали требует больше усилий и ресурсов. Технология более сложная, поэтому клинки получаются недешевыми. Однако большим преимуществом является то, что производство практически безотходно и эргономично: все остатки можно переработать в порошок и начать цикл заново.

Какими бывают порошковые стали?

Обычно выделяют 4 категории: премиум-категория, затем высокая категория, затем средняя и низкая категории. Давайте подробнее рассмотрим первые две категории, поскольку именно они вызывают интерес к стальным порошковым продуктам.

К ним относится знаменитая ZDP-189, японская марка в категории «суперстали». Ножи этой компании довольно дороги, но их свойства превосходны. Ножи режут без помех и сохраняют остроту при любых условиях — все это благодаря высокому содержанию углерода в сплаве, по прочности сталь можно сравнить с чугуном. Твердость ножа выше средней, состав практически идеальный и сбалансированный. Вибрации в этих ножах нет.

Здесь также следует упомянуть CPM S30V. Это мартенситная сталь. Она является одной из лучших порошковых сталей и уже получила несколько наград. Она содержит меньше ванадия и поэтому легче шлифуется и затачивается. Эти ножи можно точить как можно тоньше, чтобы добиться наилучшей и наиболее точной остроты. Коррозия также не является препятствием для такого инструмента.

  Как убрать жидкие обои со стен. Как снимать жидкие обои?

В этой категории мы должны начать с 154CM. Это американская высокоуглеродистая сталь, которая не ржавеет в течение длительного времени и легко затачивается. По свойствам схожа с CPM S35VN, но классом ниже, как мы видим.

Следующая сталь — ATS-34, лучше которой не бывает, поэтому ATS-34 была разработана как японский аналог 154 SM, часто используемый для профессионального оружия и клинков.

Ножи из порошковой стали — это не только дорогой, но и сложный выбор. Мы рекомендуем обратиться к каталогам магазина «Сибирский клинок». Мы предлагаем широкий ассортимент продукции из порошковой стали, каждый бренд имеет свои уникальные характеристики. При этом вы получите выгодную цену и условия покупки. Если вам нужна помощь в выборе и консультация, не стесняйтесь обращаться к нашим сотрудникам.

Мы будем более подробно освещать распространенные виды стали в нашем блоге, так что следите за новостями!

Технология изготовления порошковой стали

От того, сколько карбида присутствует и как хорошо он распределен, зависит прочность готового ножа. Высокая доля мартенсита приводит к большей гибкости и меньшей твердости.

Карбиды представляют собой крупные частицы и распределены неравномерно.

Поэтому качество этих сталей трудно определить заранее. Их бывает трудно шлифовать, гнуть и ломать.

Для достижения высокой прочности необходимо улучшить распределение частиц.

Как этого можно достичь? Технология производства довольно сложна:

Она включает в себя изготовление карбида как можно меньшего размера путем распыления стали в виде порошка, где микрочастицы напоминают стержни. Теперь они могут быстрее охлаждаться (т.е. кристаллизоваться).

Изготовление порошковой стали

  1. Далее идёт обработка и прессовка под высоким давлением.
  2. Далее идёт сплавление твердофазное и двухфазное. В сплав возможно добавлять самые различные добавки. Это позволит улучшить необходимые показатели.
  3. Полученная из порошка сталь на выходе получается прочнее обычной (даже при одинаковой твёрдости).

Порошковая сталь для ножей плюсы и минусы.

Порошковая сталь имеет не только значительные преимущества, но и некоторые недостатки. Давайте рассмотрим си

  1. Дорогое производство. Для создания порошковой стали требуется более сложное и дорогое оборудование. На обычных станках невозможно повторить всю многоступенчатую технологию.
  2. Высокая цена готовых изделий. Она, в свою очередь, вытекает из стоимости производства.
  3. Трудность в заточке. За счёт того, что на выходе получается очень крепкий металл, снять верхний слой с него становится сложно. Обычная заточка для ножей вряд ли справится с такой задачей.

Существует несколько преимуществ:

  1. Гибкость.
  2. Прочность.
  3. Точность.
  4. Долговечность. Их гибкость, прочность, точность и долговечность превосходят во много раз обычную сталь.
  5. Экологичность. Производство таких ножей безотходное, лишних остатков металла нет.

Виды порошковых сплавов для изготовления ножей

В зависимости от предназначения ножа выбирается соответствующая сталь. Существует четыре категории порошковой стали:

  • премиум;
  • хай энд;
  • средний;
  • низкий класс.

Мы предлагаем рассмотреть две категории.

Премиум класс

Вид Описание
CPM S30V Этот сплав производят в США. Сейчас из него производят дорогие премиальные ножи. В основном это охотничьи ножи, которые обладают повышенной износостойкостью, в то же время, лезвия хорошо затачиваются.

Хай энд

Теперь рассмотрим виды порошковой стали в категории «high-end». В переводе с английского «high-end» переводится как «высший класс». Ножи этой категории считаются лучшими в категории «не-премиум». Как охотничий нож он несколько уступает ножам премиум-класса, но для не очень требовательных владельцев эта сталь — отличное приобретение.

Нож из стали high-end

  1. Производства США, противостоит коррозии и хорошо затачивается. Он очень схож с CPM S35VN, но характеристики немного скромнее.
  2. ATS-34. Сплав производства Японии, похожий свойствами на 154CM. Он часто применяется для профессиональных ножей. Очень хорошо затачивается, обладает антикоррозийными свойствами.
  3. D-2. В этой стали малое содержание хрома. Из-за этого она ржавеет, однако данный сплав более твёрдый и износостойкий, чем аналоги 154CM и ATS-34.
  4. VG-10. Японский сплав, который содержит ванадий и хром. Благодаря этому он прочнее 154CM, ATS-34 и D-2. Главный его минус – требуется частая заточка.

Рейтинг ТОП-10 лучших порошковых сталей для ножей

Порошковые ножевые стали — хороший пример практического применения современных достижений металлургии. Сплавы, изготовленные таким способом, сравнимы с аналогами, полученными «традиционным» переплавом, и показывают гораздо лучшие результаты как в синтетических тестах, так и в реальной работе в полевых условиях. Чтобы сделать правильный выбор и купить нож из порошковой стали, наиболее подходящий для использования в полевых условиях, необходимо изучить имеющиеся на рынке варианты.

Рейтинг ножевых сталей по твердости

Главной особенностью порошковой стали является метод ее производства, который, в силу особенностей технологического процесса, не только обусловил такое название рассматриваемого класса сплавов, но и значительно улучшил его рабочие параметры. В общих чертах это означает, что расплав, содержащий необходимое количество выбранных элементов, вводится в специальную охлаждающую среду на основе жидкого азота.

Образовавшийся в результате резкого охлаждения металлический порошок собирается и засыпается в специальные формы. Затем масса агломерируется при повышенном давлении и температуре, а полученные изделия отправляются на дальнейшую обработку (прокатку, ковку).

Описанный процесс делает сталь более однородной с точки зрения распределения элементов, а производитель получает тонкий подбор компонентов. На практике это означает, что порошковая сталь, изготовленная для влажной среды, лучше защищена от коррозии, чем ее обычный аналог. А материал, рассчитанный на максимальную твердость, будет превосходить свой обычный аналог, демонстрируя при этом лучшую пластичность.

На что обратить внимание при выборе

Прежде чем мы перейдем к списку лучших сталей с порошковой металлургией для ножей, важно отметить, что, несмотря на улучшенные характеристики, эти сплавы не лишены своих недостатков. Технология порошковой металлургии не является панацеей, поэтому ножи могут и будут ржаветь при неправильном уходе, их сложнее затачивать из-за большей твердости и общей стойкости к истиранию. Любой нож нуждается в регулярной заточке, и нож из порошковой стали не является исключением. В остальном, при выборе порошковой стали действуют те же правила, что и для обычного ножа — вы должны четко представлять себе задачи, для которых будет использоваться нож, и в соответствии с этим подбирать рабочие параметры стали.

Ниже представлен выбор порошковых сталей, хотя этот список не является отсортированным. Каждый из вариантов в равной степени заслуживает внимания и подходит для определенных ситуаций.

Böhler M390

Эта сталь вполне может считаться образцовой в своем классе благодаря превосходному сочетанию положительных рабочих параметров и почти полному отсутствию отрицательных свойств. Австрийские специалисты по стали создали сплав, который прекрасно справляется с широким диапазоном нагрузок и настолько распространен, что понятен как массовым производителям, так и частным мастерам.

Благодаря высокому содержанию углерода (1~1,9%), сталь способна закаляться в пределах 63-65 точек по Роквеллу. Благодаря содержанию хрома (20%), марганца, молибдена, вольфрама и других легирующих элементов, нож успешно противостоит как абразивным нагрузкам на режущую кромку, так и боковым усилиям на клинок в целом. Сталь обладает хорошей устойчивостью к ржавчине. Единственным недостатком сплава является его сравнительно высокая цена, но это касается всех представителей данного класса.

CPM 20CV

Сталь компании Crucible Industries

Этот вариант порошкового сплава можно считать полным аналогом вышеупомянутой стали, с той лишь разницей, что он был разработан американскими металлургами Crucible Industries. Слово «аналог» здесь следует понимать буквально, поскольку данные образцы имеют практически идентичный состав и, следовательно, их рабочие параметры схожи вплоть до точки смешивания. Даже знаток ножей вряд ли смог бы отличить эти стали в слепом тесте, поэтому в зависимости от личных симпатий к производителю и вашего умственного кругозора вы можете приобрести оба варианта

VANADIS 10

Эта сталь, которая также была разработана австрийскими производителями стали из группы Böhler, имеет отличные параметры для своих целей. Содержание углерода в стали составляет 2,9%, что выражается в отличных показателях твердости. Сталь закалена в среднем до 65 точек по Роквеллу, выдерживая разумную боковую нагрузку. Особенностью стали VANADIS 10 является высокое содержание ванадия (~Особенностью сплава VANADIS 10 является высокое содержание ванадия (10%), который добавляется для повышения твердости и тупости стали.

CPM S90V

Продукция Crucible Industries отличается высоким качеством и сбалансированными эксплуатационными характеристиками. Сталь обладает превосходной коррозионной стойкостью благодаря содержанию хрома и ванадия в ее составе. Последний вступает в реакцию с углеродом, образуя карбид ванадия, который еще больше повышает устойчивость стали к окислению даже в химически агрессивных средах, что делает ее идеальной для длительной рыбалки или использования в качестве походных столовых приборов.

Как заточить нож из порошковой стали

Несмотря на улучшенные по сравнению с обычными сталями свойства затупления, порошковые стали все равно необходимо затачивать. Здесь есть своя особенность: поскольку эти стали закалены до высоких значений, а их механические свойства направлены на устойчивость к абразивным нагрузкам, для заточки ножей необходимо использовать соответствующие расходные материалы и оборудование.

В зависимости от фактической твердости затачиваемой стали и ее структуры для заточки можно использовать точильные камни с карбидом кремния или алмазами. Карбид кремния лучше всего подходит для сплавов с высоким содержанием углерода, но можно обрабатывать и порошковые стали.

Алмазные камни хорошо подходят для всех вышеперечисленных марок, но могут создавать микропризму на режущей кромке из-за агрессивной работы на последних стадиях заточки. Чтобы избежать этого, лучше всего использовать натуральные камни с высокой зернистостью для тонкой заточки. Независимо от того, какой абразив вы используете, важно отметить, что абразив не является лучшим выбором.

  Мебель из МДФ или ДСП. Что лучше. Что лучше дсп или мдф.
Оцените статью
Ремонт до и после