Исследование качества популярных моделей топоров
Цель работы – провести экспертизу качества и соответствия с ГОСТ 18578-89 трёх строительных топор. Один топор китайской фирмы «Geolia» (рис. 1), российской фирмы «Новосад» (рис. 2), «Gardena» (рис. 3) чешской фирмы.
Экспертиза проводилась на кафедре «Материаловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» Самарского государственного технического университета.
Использовалось следующее оборудование: Стационарный твердомер для измерения твердости по методу Роквелла «ТР5006М», настольный заточной станок «PACKARD SPENCE PSBG-250A».
Согласно заявлениям производителей, топоры имеют следующие характеристики:
Образец № 1 – фирма Geolia, бренд –Россия, производство – Китай.
Тип – топор.
Вид –строительный.
Материал топорища – дерево.
Вес – 1 кг.
Вес топора – 0,6 кг.
Длина – 250 мм.
Марка стали клина – Сталь 15
Материал топора с твердостью – сталь марки 8ХФ, с твердостью 48-50 HRC.
Рис. 1. Молоток фирмы Geolia
Рис. 2. Молоток фирмы Новосад
Рис. 3. Молоток фирмы Gardena
Образец № 2 – фирма Новосад, бренд – Россия, производство – Россия.
Тип – топор.
Вид – строительный.
Материал топорища –дерево.
Вес – 0,8 кг.
Вес топора – 0,6 кг.
Длина – 375 мм.
Марка стали клина – Сталь 15
Материал топора с твердостью –сталь марки 9ХС, с твердостью 55-57HRC.
Образец № 3 – фирма Gardena, бренд – Чешская республика, производство – Чешская Республика.
Тип – топор.
Вид – строительный.
Материал рукояток – волокно.
Вес – 0,96 кг.
Вес топора – 0,7 кг.
Длина – 340 мм.
Марка стали клина – Сталь 10
Материал топора с твердостью – сталь марки ХВГ, с твердостью 52-55 HRC.
По ГОСТу 18578-89 образцы №1, 2, 3 должны иметь следующие характеристики.
Топоры должны быть изготовлены из стали марок 8ХФ, 9ХФ, 9ХС, ХВГ по ГОСТ 5950; 35ХГСА по ГОСТ 4543; 60Г по ГОСТ 14959 или У7А, У8, У8А, У8ГА, У9, У9А по ГОСТ 1435.
Клинья должны быть изготовлены из стали марок 10, 15 или 20 по ГОСТ 1050 или из любых марок сталей по ГОСТ 380. Допускается изготавливать клинья из древесины твердых лиственных пород по ГОСТ 2695
Полотна топоров должны быть термически обработаны. Твердость полотен на высоте до 25 мм от лезвия должна быть 48…57 HRC.
На поверхности каждого топора должны быть нанесены:
· товарный знак предприятия-изготовителя;
· типоразмер топора;
· цена для топоров, изготовленных для розничной продажи через торговую сеть.
Допускается дополнительно наносить на топорище красочный знак (эмблему) предприятия-изготовителя.
Остальные требования к маркировке и упаковке транспортной и потребительской тары – по ГОСТ 18088 или ГОСТ 23170, категория КУ-1.
Первый этап экспертизы – органолептический метод. Он показал, что все образцы имеют довольно плотную сборку. Топорище образца № 3 изготовлены из волокна для удобства в работе, препятствуя выскальзыванию рукоятки из руки.
Инструменты № 1, 2, 3 удобно держать в руке.
В результате замеров было установлено, что не все показатели соответствуют ГОСТ.
Последний этап – проверка твердости. Установлено, что рабочая поверхность слесарных молотков имеет следующие значения твердости образец № 1 – HRCср = 49 (48;49;50), образец № 2 – HRCср = 56 (55;56;57), образец № 3 – HRCср = 53,3 (52;53;55), что полностью соответствует требованиям ГОСТ.
Таким образом, анализ трех образцов различных производителей показывает, что все показатели образцов соответствуют требованиям ГОСТ.
Не любите ШХ15? Вы просто не умеете ее готовить!
Не любите ШХ15? Вы просто не умеете ее готовить!
Вопрос «А почему вы используете сталь ШХ15?» нам задают так же часто, как пишут в комментариях «А что так дорого?». Пришло время подробно рассказать, почему мы избрали сталь этой марки основным материалом для наших топоров.
Во всех марочниках написано, что сталь ШХ15 не используется для инструмента.
Точнее, там прописаны назначения, среди которых нет инструментального. И поначалу нас это тоже смущало. Долгое время считалось, что подшипниковая сталь хрупкая. Однако многие опытные российские кузнецы еще 5-6 лет назад уже ковали топоры из этой стали, и мы начали разбираться, почему они это делают. Нам потребовалось разбить не одну поковку и поучиться у опытных металлургов и термистов, чтобы избавиться от предубеждения насчет ШХ15 и понять, как грамотно проводить термообработку заготовок из нее.
Подавляющее большинство топоров в СССР делали из У6-У7, так как она в этом случае удобнее всех остальных для производства топоров — легко обрабатывается и не капризна в термообработке. Заметим справедливости ради, что в ГОСТе на режущий инструмент указаны марки 9ХС, ХВГ и некоторые другие, но скорее всего из-за более сложного и дорогого производства такие топоры не производились. Во всяком случае, мы ни разу не сталкивались с таким продуктом. Надо понимать, что перед советской промышленностью стояла задача обеспечить всю страну дешевым инструментом, исходя из этой задачи и происходил отбор сырья.
В силу того, что у нас малосерийное производство, мы можем использовать более сложную в обработке сталь, чтобы получить продукт лучшего качества.
Сегодня в качестве материала для топора в России чаще всего встречается сталь У8. Если говорить о термообработке, корректнее будет сравнивать ШХ15 с этой маркой. Наша практика показывает, что топор из ШХ15 дает большую стойкость режущей кромки при более низкой твердости, чем из У8 при одинаковом сведении и угле заточки..
Первое свойство, которое имеет значение для топора — стойкость режущей кромки, то есть способность сохранять остроту кромки под воздействием ударных нагрузок, давления и трения. Если мы будем закаливать поковку на твердость 60HRC, то из ШХ15 она будет плохо выдерживать ударные нагрузки. Но если снизить планку до 57-58 HRC, то мы получим оптимальное сочетание твердости и вязкости. Топор из ШХ15 при такой твердости можно точить и править простейшими подручными средствами, тем более на стойкости кромки это никак не сказывается.
Но при этом его кромка будет более стойкой, чем у топора из У8. Стойкость достигается достаточно большим содержанием углерода в стали ШХ15 и легирующим компонентом — хромом. В составе У8 хрома нет вообще, а углерода меньше.
Сталь мы закупаем в прутках. На поковку всегда отрезается кусок с запасом — часть сгорит в процессе нагрева и ковки.
Это видео расскажет вам, как наиболее эффективно заточить наш топор дома.
Второе, что важно в работе со сталью для топора — ее прокаливаемость. Под прокаливаемостью мы понимаем свойство стали закаливаться на определенную глубину от поверхности. Во время работы со сталью у кузнеца есть четко ограниченное количество времени, чтобы остудить раскаленную заготовку так, чтобы она получила определенную твердость, и эти интервалы у каждой марки разные. Для нас важно, чтобы лезвие топора было твердым, а проушина и обух-молоток остались мягкими и пластичными. В случае с У8 это время слишком короткое, прокаливаемость низкая. ШХ15 имеет более высокую прокаливаемость в сравнении с У8.
Другие «конкуренты» подшипниковой стали в производстве топоров — 9ХС и 65г — за счет наличия кремния в составе дают больше запаса по времени и прокаливаемость у них чуть выше, чем у ШХ15. Но в нашем случае максимально высокая прокаливаемость не означает лучший выбор: так, у поковки из 9хс при остывании тонкие стенки проушины тоже подкалятся, а это минус для конечного изделия. Кроме того, кремний также повышает упругость стали — слабо закаленные участки (например, проушина и обух) будут больше пружинить, чем деформироваться, в связи с чем будут со временем накапливать напряжение. В конце концов это напряжение может привести к трещине.
Многие из высоколегированных сталей, инструментальных и штамповых, — например, Х12МФ, 95Х18 и т.п., разумеется, превзойдут по рабочим показателям ШХ15 и другие легированные стали. Но надо понимать, что большинство из них крайне трудны в ковке и для прошивания на горячую вообще не предназначены. Мы практически не используем их для производства топоров, равно как и многие другие производители.
Таким образом, марка ШХ15 для нашей производственной «кухни» имеет наилучший баланс свойств. Наш опыт показывает, что кованый топор из ШХ15 — это лучший вариант из того, что вы можете найти на отечественном рынке.
True Craft: Распознавание топоров премиум-класса среди стаи
Изображение Карла Павловски, через Treehouse Communications
Существует точность и мобильность, которые такие компании, как шведская Hults Bruk, привносят в свое семейство топоров премиум-класса.
Если бы вы взмахнули топором премиум-класса, вы бы сразу это узнали. Захват, баланс, точность края — ничто из типичного сетевого ритейлера обычно не сравнится.
По общему признанию, причинный пользователь топора может не заботиться об этих тонкостях, по крайней мере, не до такой степени, как энтузиаст топора. Точно так же, как многие люди хотят простого подхода из точки А в точку Б при выборе автомобиля, для некоторых использование топора может быть таким же простым.
Возможно, топором пользуются всего пару раз в год, или есть удобство в одноразовости пластиковых рукояток и низкопробной стали.
Для таких, как он, мало кто задумывается над отточенной функциональностью различных топоров.
«Если вы посмотрите на то, что продается в хозяйственном магазине, это, как правило, ваш более громоздкий и массивный топор, сделанный из азиатской стали», — говорит Джеймс Грейвен из Treehouse Communications. «Поэтому он не прослужит так долго, как коррозионная стойкость, а качество материалов не такое хорошее».
Graven представляет Hults Bruk, одну из ведущих мировых компаний по производству топоров премиум-класса. Завод компании расположен в долине реки Хулта к северу от шведского города Норрчёпинг. В Швеции брук сродни «заводу», такому как металлургический или угольный завод, где деревня поднимается в поддержку центрального работодателя. В случае Халтса Брука бизнес начался в конце 1600-х годов с изготовления гвоздей для судостроения, а затем превратился в кузницу топоров.
Изображение Романа Калера, через Treehouse Communications
Сегодня каждый топор изготавливается из высококачественной шведской стали для топоров, искусно закаленной, чтобы сохранить очень острую кромку даже после многократной заточки. Hults Bruk использует ковку в открытых штампах (также известную как свободная ковка или кузнечная ковка), которая представляет собой процесс удара молота для придания формы куску металла, обычно помещаемому на неподвижную наковальню.
Он вызывает в воображении истинное чувство мастерства и преданность поколениям качества, смешанные с более современными инновациями и распространением.
Вот почему держать в руке топор Hults Bruk так не похоже на любой другой, а история и мастерство этих инструментов имеют глубокие корни.
Из чего вы сделаны
Выбор правильного топора зависит от потребностей человека. Большинству тех, кто работает по дому или на даче, может понадобиться что-то менее специализированное и более доступное.
Тем не менее, для тех, кто ищет что-то более дорогое, топор премиум-класса будет иметь лезвие, созданное для мобильности и точности.
«Большинство людей, которые приходят, чтобы найти наши продукты, — энтузиасты, — говорит Грейвен, и они могут легко определить разницу в форме головы и некоторых особенностях.
Hults Bruk использует шведскую сталь с высоким содержанием углерода. Это сталь под названием HB3, которая в прошлом веке была приобретена и изготовлена специально для Hults Bruk.
Изображение Карла Павловски, через Treehouse Communications
В то время как китайские или другие азиатские стали часто изготавливаются из переработанного металла и имеют непостоянные характеристики, Hults Bruk использует чистую сталь, полученную из одного источника — шахты на севере Швеции. Сталь HB3 фрезеруется в Швеции в соответствии с производственными директивами Европейского Союза, которые являются более строгими, чем во многих азиатских странах.
Несколько поколений назад головки топоров во всем мире часто изготавливались из отдельных кусков стали, сложенных друг с другом и сваренных, но Hults Bruk и многие другие ведущие компании начали изготавливать головки топоров из цельного куска металла в 1950-х годах.
. Как правило, это лучший стиль строительства.
И хотя Hults Bruk использует первоклассный процесс свободной ковки для изготовления своих лезвий, ожидайте, что более дешевые топоры будут выкованы и сформированы полностью на станке.
Процесс свободной штамповки — это нечто, на что стоит обратить внимание. Когда сталь горячая и по ней ударяют с силой, это реструктурирует атомы внутри нее. Начиная с индустриальной эры, это делается с помощью механического молота, а не руки кузнеца, который не создает достаточной силы, чтобы сделать металл настолько прочным, насколько это возможно.
Изображение предоставлено Treehouse Communications
Ковка в открытых штампах требует большего мастерства, чем ее аналоги, потому что рабочий формирует головку лезвия, когда ее помещают под молот. Это более трудоемко и дорого, но также более индивидуально и персонализировано.
«Это похоже на разницу между стеклянной посудой, — объясняет Грейвен. «Вы получаете выдутый вручную кусок стекла, и, хотя будут небольшие вариации, люди, которые разбираются в ремесленном искусстве, не будут жаловаться».
Вы увидите следы щипцов фальсификатора, и могут быть небольшие различия в размере головки. Даже после первоначальной грубой обработки в кузне топор проходит процесс шлифовки, и именно здесь происходит еще большая обработка.
«При обработке чего-либо возникает определенное соответствие», — говорит Грейвен. «В то время как на головах Hults Bruk обычно можно увидеть клеймо производителя».
Это помогает создать связь между производителем топоров и пользователем, и это традиция, которой гордятся такие производители топоров, как Hults Bruk.
Изображение предоставлено Treehouse Communications
Эти лезвия также бывают острыми, потому что среди любителей активного отдыха существует давнее понимание того, что тупые лезвия способствуют соскальзыванию и, как правило, более опасны.
А сталь HB3 не ржавеет так быстро, как высокоуглеродистые стали, применяемые в ножах (например, популярная углеродистая сталь 1090). Сталь для ножей имеет другие свойства по сравнению со сталью для топора, а сталь для топора в Hults Bruk выкована более плотно.
«За ним нужно немного ухаживать, но не так сильно, как за ножевой сталью», — говорит Грейвен. «Вы бьете его, он немного ржавеет, вы чистите его, и это придает ему немного характера».
Что особенно удивительно, так это то, что так много каналов по восстановлению инструментов в социальных сетях демонстрируют долговечность и долговечность скандинавских сталей. Даже сильно заржавевшие топоры можно очистить и использовать повторно.
Однако сталь — это только часть качества топора. Дизайн головки топора — и рукоятки — действительно является ключевым разделителем между топориками высокого класса и более дешевыми.
В Hults Bruk рукояти сделаны из гикори, плотной твердой древесины с открытыми волокнами, которую любят производители инструментов.
Изображение Карла Павловски, через Treehouse Communications
Дизайн многих голов основан на американских инновациях, уходящих корнями в глубь веков.
Они стилизованы под американские топоры 19-го века, включая режущую кромку, бороду и заднюю часть топора, называемую обухом или древком.
Примечательно, что древко нельзя использовать в качестве молотка — эта часть инструмента намеренно не закалена, чтобы дать металлу немного прогнуться и предотвратить растрескивание по всей головке топора.
Вместо этого шест действует как противовес, что было нововведением для американских пограничных топоров. Неясно, где именно он был представлен, но кузнецы использовали этот дизайн примерно в 1700-х годах. У старых торговых топоров, которые европейцы привезли в Новый Свет, его не было, поскольку эти инструменты не были приспособлены для работы с твердыми породами дерева, распространенными по эту сторону Атлантики.
«Американская изобретательность заключалась в том, чтобы изменить форму топоров, чтобы на их задней части был больший кусок металла, — говорит Грейвен. «Если у вас нет сбалансированного правильного топора, это не будет хорошим ударом».
Соответствие инструмента задаче
Выбор топора, соответствующего потребностям человека, может быть сложной задачей, еще более сложной из-за разнообразия стилей и различий в рейтингах внутри самих брендов.
Hults Bruk, например, имеет более 15 топоров в своей продуктовой линейке, включая топоры лесника, топора плотника и топорика. У компании даже есть топор с двумя лезвиями, хотя это больше для ностальгии, чем для современной функциональности.
Люди могут использовать топоры в утилитарных целях (рубка деревьев и рубка дров), для рукоделия (вырезание весла или длинного лука) или в экстренных или кризисных ситуациях (строительство убежища для выживания или разбивание автомобиля, замерзшего во льду).
«Если бы мне пришлось выбрать один топор, чтобы взять его с собой, это был бы Анеби или Алмайк, потому что у него более длинная рукоять, и это дает мне больше возможностей», — говорит Грейвен. «Так что я смогу сделать с ним всего понемногу».
Aneby имеет 20-дюймовую ручку, а Almike меньше – 16 дюймов. Более толстые рукояти топора более прочные и предназначены для интенсивного использования, но, как правило, они не такие удобные. Напротив, более тонкие ручки предлагают пользователю некоторую гибкость, но могут быть более склонны к поломке.
Изображение Карла Павловски, через Treehouse Communications
Тем не менее, это во многом зависит от навыков и силы пользователя, а также от того, сколько времени он хочет провести с инструментом. Топоры меньшего размера подходят для таких задач, как обработка дичи, и, хотя их, безусловно, можно использовать для колки дров или борьбы с небольшими деревьями, они не заменяют эффективность колющей дубинки или топора лесника с более длинной ручкой, такого как Akka.
Кроме того, сужение правого лезвия требует внимания к форме лезвия. Например, Анеби и Альмике имеют скипидарный узор, включая выемку для пальца, и имеют тенденцию быть более узкими, чем другие. Подобные выемки обеспечивают идеальное место для рук, чтобы задохнуться.
Топоры плотника также будут иметь выемки для пальцев на головке, чтобы помочь в точной работе, включая резьбу по дереву.
Такие плотницкие топоры, как Hults Bruk’s Tibro, похожи на рубящие топоры и умеют делать плоские пропилы.
Их история включает в себя эпохи, связанные с созданием трансконтинентальной железной дороги через Вайоминг и лес Уайт-Ривер в 19 веке. Бригады в то время делали железнодорожные шпалы вручную — они начинали с массивной вырубки пиломатериалов, а затем использовали большие рубящие топоры, чтобы выровнять и выпрямить шпалы.
Изображение Карла Павловски, через Treehouse Communications
Найти правильный топор означает найти инструмент, который снижает усталость и позволяет уделять время правильному уходу за деревом и сталью.
«Это как купить хороший кухонный нож или любой качественный инструмент: если вы потратите на что-то 100 или 200 долларов, вам также захочется потратить деньги на масло, точильный камень, напильник, чтобы можно было взять позаботься об этом, — говорит Грейвен.
Райан Типпс — главный редактор ActionHub. Он живет в горах Голубого хребта, заядлый турист, турист и бегун по пересеченной местности, а с 2005 года является частью сообщества по поиску и спасению в дикой природе.
«True Temper» — Закалка и отпуск стали для топора – Брант и Кокран
Мы знаем, что «закалка» — важный этап в изготовлении топоров. Должно быть важно, чтобы один бренд назывался «True Temper», такие компании, как Emerson & Stevens, выбивали инициалы закалщика прямо на топоре, а многие компании подчеркивали закалку в своей рекламе и на этикетках.
Закалка – это только один этап термической обработки стали.
Сталь представляет собой сплав железа и углерода. Железо само по себе слишком мягкое, чтобы из него можно было сделать много полезного. «Высокоуглеродистой» сталью считается сталь с содержанием углерода от 0,5% до 1%. Например, сталь 1055 имеет содержание углерода 0,55%. Что делает высокоуглеродистую сталь такой привлекательной для производителей кромочных инструментов, так это то, что с помощью термической обработки вы можете сделать кромку более твердой и долговечной. Другими словами, меньше точить и больше рубить!
Химия действительно классная.
Закалка возможна из-за двух характеристик железа и углерода, присутствующих в стали: (i) железо может существовать в различных кристаллических структурах, и (ii) атомы углерода составляют 1/30 размера атомов железа. Я знаю, что потерял тебя на «кристаллическом», но подожди, все наладится. . .
При комнатной температуре высокоуглеродистая сталь состоит из кристаллов феррита с атомами железа в каждом углу куба и одним в середине. При нагревании стали примерно до 1500 F углерод растворяется в кристаллической структуре феррита, создавая новую структуру, называемую «аустенит». Другой способ думать об этом состоит в том, что аустенит представляет собой раствор железа и углерода. Если позволить медленно остыть до комнатной температуры, атомы углерода выходят из раствора, и сталь возвращается в исходное состояние.
А что, если быстро охладить нагретую сталь? Если взять горячую сталь и быстро закалить ее в воде, рассоле или масле, углерод не успеет покинуть кристаллическую решетку железа или иным образом выйти из раствора.
Отпуск — это просто повышение температуры закаленной стали для уменьшения напряжения в стали, вызванного термической обработкой. Это немного снижает твердость, но значительно снижает хрупкость. Большинство сталей необходимо закаливать при температуре около 450 ° F для достижения максимальной пригодной для использования твердости, но каждая сталь немного отличается.
Большинство осей термообработаны только на торце. На многих старых топорищах вы можете увидеть четкую границу между сталью, которая была закалена на лезвии, и более мягкой сталью, составляющей остальную часть головки топора. Это называется «линия хамона».
Конечно, химия (и мастерство), связанные с термообработкой инструментальной стали, включает в себя гораздо больше.
