Теория заточки ножей. 2. Качество режущей кромки

Опубликовано Дмитрий Ледовской 07.06.2019 0 Комментариев
 В предыдущей статье мы рассмотрели под микроскопом углы заточки ножа, толщину режущей кромки и посмотрели несколько примеров острых лезвий. Давайте еще раз посмотрим на одном снимке расположенные одновременно с увеличением 10 000 крат человеческий волос и режущую кромку. На снимке видно несколько слоёв кутикулы волоса и режущую кромку одноразового лезвия Olfa. Надеюсь, эта визуализация даёт представление о том, что без качественной заточки разрезать волос не получится. 
 
Сравнение волоса и режущей кромки
Также давайте определим, что может быть 2 варианта движения абразива по отношению к режущей кромке
  • От кромки (edge trailing). 
  • На кромку (edge leading)
Заточка на коже производится от кромки. Заточка камнями чаще всего подразумевает оба варианта движения абразива. 
 

Отличие при заточке от кромки и на кромку.

 Заточка абразивными камнями на кромку не вызывает образования заусенца на режущей кромке, однако камень не только стирает металл, но и вырывает небольшие кусочки. Режущая кромка становится более неравномерной по высоте и более широкой. Этот эффект ограничивает остроту ножа при данном способе движения абразива при заточку. 
 Заточка от кромки вызывает образование заусенца на обратной стороне кромки, однако не оказывает излишних повреждений режущей кромки зернами выкрошившегося металла. Минус этого способа только в образовании заусенца на обратной стороне, однако от заусенца вполне можно избавиться в дальнейшем. 
 Применительно к набору для заточки ножей Almaz Knife рекомендуем для быстрого снятия металла принять возвратно поступательные движения (на крому+от кромки). Например. При первоначальном формировании угла заточки грубым камнем или при исправлении видимых дефектов и сколов.
Заточка на режущую кромку
 Выше пример 10 000 кратного увеличения режущей кромки, заточенной камнем зернистостью 1000 единиц в направлении на кромку. Видны выщерблины металла.
 
 
Заточка режущей кромки в направлении от кромки
 Как видим на рисунке выше при заточке режущей кромки ножа по направлению от кромки образуется заусенец или "фольга". Однако достигаемая острота лезвия в этом случае будет выше. Заточка также производилась камнем 1000 единиц. 
 
 
Заточка на кромку камнем 16000 единиц
 При заточке на кромку камнем зернистостью 16 000 единиц наблюдаются такие же эффекты - большой разброс высоты пиков кромки и соответственно снижение остроты ножей.
 
Заточка от кромки камнем 16 000 единиц
 При увеличении в 10 000 крат заточка от кромки камнем зернистостью 16 000 единиц показывает лучшие результаты, чем на кромку. Увеличим еще больше это изображение:
Заточка от кромки увеличение микроскопом
 На увеличении 50 000 крат можно также видеть образование заусенца при заточке от кромки. Можно сделать вывод, что при данном способе заточки заусенец всегда образуется и необходимо производить действия для его удаления.
 

Анализ кромки при заточке разной зернистостью

Давайте проанализируем как будет меняться кромка при заточке последовательно разными камнями. 
Заточка брусок 1000 фото 1 Заточка бруском 1000 фото 2 Заточка бруском 1000 фото 3
Заточка ножа бруском 1000 единиц
Заточка бруском 2000 фото1 Заточка бруском 2000 фото2 Фото 3 заточки ножа 2000 единиц
Заточка бруском 2000 единиц
Заточка бруском 4000 единиц Фото 2 заточки ножа бруском 4000 единиц Заточка ножа бруском 4000 единиц Фото 3
Заточка бруском 4000 единиц 
Заточка бруском 8000 единиц Фото 2 заточки ножа бруском 8000 единиц Углы идентичны результату 16000
Заточка бруском 8000 единиц
Заточка бруском 16000 единиц Фото 2 заточки ножей бруском 16000 единиц Анализ углов заточки на бруске 16000 единиц
Заточка бруском 16000 единиц
 Произведя анализ фотографий с микроскопа с увеличением от 5000 до 10 000 крат можно сделать следующие выводы:
  • Боковой обзор кромки демонстрирует уменьшение риски при повышении зернистости бруска. Также перепад высоты вершин становится более равномерным. 
  • Вид самой кромки демонстрирует уменьшение ширины режущей кромки. Она менялась с повышением зернистости 1к-2к-4к-8к-16к на соответствующие значения в микронах: 0,7-0,4-0,3-0,15-0,10 мкм. 
  • Анализ поперечного сечения на высоте 3 микрона от вершины: 1,4 микрона - 1,2 микрона и 1,05 микрона на камне зернистостью 4000 единиц . 
  • Обратите внимание, что с увеличением зернистости с 4000 до 8000 и 16000 практически не менялась ширина поперечного сечения режущей кромки. 
  • Можно сделать вывод, что до уровня 4000 единиц  окончательно формируется профиль режущей кромки, а после 4000 единиц вершина окончательно заостряется. В нашем случае с 0,3 мкм до 0,1 мкм!
 
 

Анализ результата при заточке от кромки и на кромку

Используя набор для заточки Almaz Knife возможна заточка как на кромку, так и от кромки. Давайте проанализируем разницу и попробуем объяснить результаты. 
Ниже фото при небольшом увеличении 150х заточенной кромки на бруске зернистостью 320 единиц с движениями на кромку. Видно явную зубастость режущей кромки. В том числе виден огромный скол в центре фото. Царапины на сторонах кромки также присутствуют, однако обратите внимание, что есть отдельные очень глубокие борозды. 
Заточка ножа на кромку
Объяснение этого результата следующее: Алмазный камень (см. фото ниже) имеет достаточно крупные зёрна алмазов, порядка 20-30 микрон и даже больше. При этом вершина режущей кромки имеет толщину 1-2 микрона. При движении на вершину алмазный камень вырывает куски металла из кромки. 
Для примера из нашего макромира представьте листовой пластик толщиной 1мм. Вы заводите за него на 2-3 см ниже пластины пластика камень и резко тянете вверх. Искромсанная кромка гарантирована. 
Движение на кромку позволяет очень быстро снимать слой металла и не формирует заусенец. 
Алмазный камень зернистостью 320
Давайте оценим глубина нашего самого большого скола - это порядка 23 микрон. Также сильно выступающие из алмазного камня частицы не только рвут кромку, но и оставляют более глубокие царапины (риски) на сторонах кромки. 
Сколы на кромке при заточке
В данном эксперименте провели еще один важный показательный элемент. После зернистости 320 единиц продолжили заточку на зернистости 16000 единиц. Было произведено около 100 циклов на каждой стороне. Движением производилось от кромки. 
Глубина скола уменьшилась с 23 до 14 микрон. Боковая кромка стала более гладкой, однако единичные глубокие царапины остались. 
Шлифовка на камне 16 000 единиц
Можно сделать вывод, что вывести кромку в идеал возможно, но потребует огромной неэффективной работы. Поэтому разумнее применять промежуточные значения зернистости камней. Америка этим выводом не открыта. Но! Важно понять, что применение более мелких камней влияет не столько на полировку кромки, как принято думать, сколько необходимо для избавления от микросколов, появившихся в результате заточки на кромку!
Заточка финишная 16000
 
 
Благодарим блог Todd Science of Sharp за предоставленные материалы для статьи

Комментарий