Processer for at lave knive af høj kvalitet

Varmebehandling til fremstilling af knive involverer en række processer, der hjælper med at opnå den ønskede hårdhed, sejhed og holdbarhed af stålet. Vakuum- og dybfryserbehandlinger bruges almindeligvis som en del af den samlede proces, især i hærdnings- og tempereringsstadierne. Her er en oversigt over, hvordan vakuum- og dybfryserbehandlinger anvendes under knivfremstillingsprocessen:

1.Vakuumvarmebehandling (vakuumhærdning)

         Formål: Målet med vakuumvarmebehandling er at hærde stålet og samtidig bevare stålets overfladeintegritet, forhindre oxidation og sikre en ren overflade uden afkulning (tab af kulstof fra ståloverfladen).

         Vakuumovn: En vakuumovn bruges til at opvarme stålet i et iltfrit miljø. Dette hjælper med at reducere risikoen for oxidation, som kan kompromittere stålets kvalitet, og afkulning, som kan føre til en uønsket reduktion af kulstofindholdet på bladets overflade.

Behandle:

-  Forvarmning: Stålbladet placeres i vakuumovnen, hvor det gradvist opvarmes til austenitiseringstemperaturen (den temperatur, hvorved stålet omdannes til austenit, typisk omkring 800°C til 1.050°C, afhængig af typen af stål).

-  Austenitisering: Stålet opvarmes til sin austenitiseringstemperatur, hvor det bliver fuldt austenitisk (en højtemperaturfase).

- Bratkøling: Når stålet når den passende temperatur, afkøles det hurtigt (quenched) for at omdanne austenitten til martensit. Dette er stadiet, hvor stålet får sin hårdhed.

- Køling: Fordi der ikke er ilt i vakuumet, er afkølingshastigheden mere kontrolleret, og stålet gennemgår mindre oxidation og afkulning.

      Fordele:

1.       Renere overfladefinish (ingen oxidation eller skældannelse).

2.       Mere kontrolleret køling og bratkøling.

3.      Kan bruges til både højkulstof og højlegeret stål.

Anvendte materialer: Typisk bruges denne proces til højtydende stål som højkulstofstål (f.eks. 1095, O1) eller værktøjsstål (f.eks. D2, A2, CPM-stål).

2. Dybfryserbehandling (Subzero Quenching)

Formål: Dybfryserbehandlingen er en efterhærdningsproces, der typisk bruges til yderligere at øge stålets hårdhed og slidstyrke, efter at det er blevet hærdet gennem bratkøling.

Behandle:

• 1. Bratkøling: Efter at stålet er opvarmet og bratkølet i olie eller et andet bratkølingsmedium (såsom luft eller vand), er næste trin at placere stålbladet i en dybfryser eller et miljø under nul.
• 2. Subzero-behandling: Stålet afkøles til temperaturer fra -40°F til -300°F (-40°C til -184°C). Denne behandling er mest effektiv med stål med højt kulstofindhold eller værktøjsstål.
• 3. Martensitisk transformation: Formålet med denne behandling er yderligere at omdanne eventuel tilbageholdt austenit (en fase af stål, der er mindre stabil end martensit) til martensit. Dette kan øge stålets hårdhed og stabilitet.
• 4. Temperering efter frysning: Efter dybfrysning er bladet typisk hærdet (opvarmet til en lavere temperatur) for at afhjælpe eventuelle belastninger og gøre bladet hårdt nok til praktisk brug.

Fordele:

- Øger hårdhed og slidstyrke.

-Reducerer mængden af tilbageholdt austenit, som kan føre til ustabilitet i klingen, hvis den ikke behandles.

- Forbedrer sejheden uden at ofre hårdheden.

Anvendte materialer: Dybfryserbehandling bruges generelt med stål med højt kulstofindhold (såsom 1095, 440C eller D2) og visse værktøjsstål (f.eks. A2, O1). Denne proces er især fordelagtig for stål, der har tendens til at tilbageholde austenit efter bratkøling.

3. The Combined Process (Vacuum Hardening + Deep Freezing)

Den kombinerede proces (vakuumhærdning + dybfrysning)

Nogle knivproducenter kombinerer vakuum varmebehandling med dybfrysning for at opnå overlegne resultater. Sådan kan de arbejde sammen:

• Vakuumhærdning: Vingen hærdes først i vakuumovnen for at sikre, at klingen er ren, oxidationsfri og ordentligt hærdet.

• Dybfrysning: Efter vakuumhærdningsprocessen udsættes bladet øjeblikkeligt for dybfrysning for yderligere at omdanne eventuelt resterende austenit til martensit og øge hårdheden.

• Anløbning: Efter begge varmebehandlingstrin hærdes bladet typisk i en ovn for at reducere skørhed og forbedre sejheden.

Denne kombinerede proces er især anvendelig til højtydende knivstål, såsom CPM-stål, som drager fordel af både den rene hærdning i et vakuum og den yderligere martensitiske transformation, der leveres af behandling under nul.

Oversigt over fordele

•  Vakuum varmebehandling:

•  Eliminerer oxidation og afkulning.

•  Giver en renere overflade med færre fejl.

•  Sikrer præcis kontrol af hærdning.

•  Dybfryserbehandling.

•  Øger hårdhed og slidstyrke.

•  Reducerer tilbageholdt austenit, hvilket forbedrer stabiliteten.

•  Forbedrer klingens samlede sejhed og holdbarhed.

Ved at inkorporere begge teknikker kan en knivmager opnå klinger med optimal hårdhed, sejhed og slidstyrke, afgørende egenskaber for højtydende skæreværktøjer.

Konklusion

Vakuum varmebehandling og dybfryser behandling (subzero quenching) er avancerede varmebehandlingsmetoder, der bidrager til at lave knive med overlegne egenskaber. Vakuumvarmebehandling giver et kontrolleret, iltfrit miljø til hærdning, mens dybfryserbehandling sikrer fuldstændig martensitisk transformation, hvilket reducerer tilbageholdt austenit og øger hårdheden. Når de bruges sammen, kan disse metoder forbedre ydeevnen af knive betydeligt, især for high-end, højtydende stål.