Казанский клинок: колет, рубит, режет
Приятно осозновать, что в разработке самых современных технологий обработки режущей кромки клинка есть и российский вклад. Одна из таких оригинальных технологий реально работает в Казани.
Это ярмарок краски
Впервые посетив выставку IWA-2001 в Нюрнберге, я окунулся в мир ножевых изделий, представленных лучшими мировыми производителями. Когда понемногу улеглись эмоции от увиденного, захотелось понять, появились ли какие-либо новые разработки в области формообразования клинков и их заточки, направленные на повышение износостойкости режущей кромки. Здесь имеются в виду не единичные образцы, созданные мастерами-умельцами, а крупносерийное производство ножей для спецподразделений, бытовых, туристических, ножей для обработки мяса и рыбы. Увы! Ни на этой выставке, ни на других подобные технологии представлены не были.
О производстве и технологиях
Не буду говорить о том, что производство есть основа любой экономики. Зачем отбивать хлеб у экономистов? Отмечу только, что суть любого производства заключается в его развитии, а его-то как раз могут обеспечить только инновации.
Другого пути просто не существует. Если научно-производствен база предприятия не может обеспечить его поступательное развитие — пиши пропало.
Что нужно для серийного производства высококачественных ножей любого типа? На мой взгляд, есть три главные составляющие в решении этой задачи:
1. Упругопластичный и износостойкий металл с твёрдостью после закалки и отпуска 55-58 HRC.
2. Износостойкая режущая кромка шириной 2-5 мкм и углом режущего клина 15-25°.
3. Боковая поверхность клинка должна иметь «лёгкую» выпуклость, обеспечивающую достаточную его жёсткость и надёжность реза.
Выполнить эти условия в серийном и массовом производстве, можно только при наличии современных технологий.
Технология, появись!
В середине 80-х по вынужденному стечению обстоятельств я пришёл в медицинскую отрасль из оборонной, имея в багаже около сотни изобретений в области холодной обработки металлов давлением. Поскольку на тот момент в Советском Союзе не было качественного медицинского лезвийного инструмента (кстати, нормальных бритвенных лезвий тоже), мне было поручено заняться разработками в этой области. Итак, в 1986 году для проведения научно-исследовательских работ была выделена огромная по тем временам сумма в 7,5 млн. рублей. Однако, несмотря на имеющиеся финансовые возможности, ни одно предприятие в стране не бралось за изготовление оборудования для заточки режущего инструмента. Покупать за рубежом было дорого, да и не позволяло самолюбие.
Пришлось решать эту задачу своими силами, в результате чего возник оригинальный способ обработки металла, чем-то напоминающий отбивку косы. Рассказывать об этом можно долго, но технология, впоследствии названная ультразвуковой ковкой, была создана, что стало первым серьёзным шагом по замене абразивной обработки металла. Новая технология позволяет получать режущую кромку шириной 1—3 мкм с гораздо более высокой износостойкостью. На схеме показан принцип действия установки, работающей по новой технологии (рис. 2). 
Суть его заключается в том, что обрабатываемую режущую кромку помещают между формообразующими поверхностями оппозитно установленных бойков, колеблющихся с ультразвуковой частотой порядка 20—40 тыс. соударений в секунду. Как оказалось, новая технология весьма эффективна для формообразования режущей кромки ножей разных типов. В настоящее время готовится к запуску автоматизированная установка такого типа. Так была решена одна из важнейших составляющих серийного производства ножевой продукции.
Абразив там правит бал
Несколько слов о формах клинков и способах их получения. На сегодняшний день в придании формы клинку практически безраздельно господствует абразивный круг, производящий массу абразивной и металлической пыли. Если учесть, что от абразивного камня в пыль превращается более половины, а от металлической пластины в процессе её превращения в готовое изделие — ещё больше, можно подсчитать, какой вред, ущерб наносит окружающей среде подобное производство. Специализированные журналы пестрят многообразием разного типа ножей, но как делать серийные ножи без абразивного камня не объясняют.
Могу только согласиться с мнением, что технология часто диктует создание той или иной конструкции. Если это так, то при абразивном формообразовании клинка технология вступает в противоречие стребуемой клинка. Как известно, прямой клин — идеальная форма клинка для расщепления, раскалывания любого материала, который подвергается воздействию ножа. Почему же тогда ножи с вогнутым спуском так популярны на рынке, в том числе и модели серийного производства? Всё дело в технологии и вытекающей из нее себестоимости производства. Сами посмотрите: вогнутый спуск повторяет своей кривизной боковую рабочую поверхность шлифовального круга, остаётся только подобрать соответствующий диаметр и направить поступательное движение вдоль клинка. Значит, именно от данной технологии зависит популярность вогнутого спуска? В качестве иллюстрации к сказанному предложим фотографию подделки нашего ножа (скорее всего китайскую), где отчётливо виден вогнутый спуск, сформированный абразивным кругом при шлифовании (фото 3).
Если не мы, то кто?
На вопросы, возможно ли придание клинку формы без абразивного круга, и масштабное воспроизводство таких изделий, отвечу коротко: да, возможно. В начале 90-х нами были сделаны первые шаги в создании нового метода получения оптимальной формы клинка путём холодного пластического деформирования исходной заготовки, равной по объёму готовому изделию, в заданную форму. На фотографии № 2 видно, как происходит процесс холодного деформирования заготовки: а) исходная заготовка (пластина); б) заготовка после деформации; в) вырубленный клинок и удалённый облой. Весь процесс представлен на схеме (рис. 1).
На следующих фотографиях (фото 6, 7) представлен нож «Смерш» с клинком, выполненным по упомянутой технологии, о котором с восторгом американский журнал "Tactical Knives" (ноябрь, 2002). По свидетельству автора статьи этим ножом можно спокойно настругать щепу для костра, а затем нарезать нежный помидор. Так что же здесь главное — оригинальная авторская конструкция или новейшая технология? Разумеется, создатели ножа на стороне технологии. Ещё один пример. Несколько лет назад одна крупная немецкая ножевая фирма обратилась с просьбой изготовить из их металла и по их чертежам партию изделий для проведения сравнительных испытаний.
Заказ был выполнен, и результаты сравнительных испытаний показали явное преимущество безабразивной технологии обработки режущей кромки клинка, позволяющей повысить ее износостойкость на 30—50%.
Предлагаемая оригинальная технология безабразивной обработки металла (рис. 1) позволяет получать клинообразные изделия в строгом соответствии с заданной формой. Благодаря «мягкому» деформированию металла достигается значительная степень деформации в сочетании с высокой производительностью. В рамках журнальной статьи сложно описать все преимущества данной технологии, но стоит привести хотя бы один пример. Так, она даёт возможность получать на боковой поверхности клинка рельефное изображение практически любой сложности, при этом нисколько не нарушая функциональных свойств клинка.
Вместо заключения
Способ пластического формообразования клинообразной металлической заготовки можно условно назвать штамповкой с обкатыванием, так как он не вписывается ни в одну из классических производственных технологий (прокатка, вальцовка, объёмная штамповка и т.д.). Предложенная нами технология прекрасно зарекомендовала себя на многослойной стали VG-10, коррозионно-стойких сталях 420, 420НС, отечественных сталях 40X13, 65X13, 50Х14МФ, 70Х16МФС (по патенту RU236957C1) и др. Следует особо отметить высокое качество ножевой стали 70Х16МФС, изготавливаемой по патенту фирмы «Проммет-Сплав» (автор Б.С. Литвак).
Итак, описанная в этой статье технология позволяет осуществить принципиально новый подход к изготовлению клинкового режущего инструмента. Все новые разработки в этой области реализованы ЗАО «Мелита-К» (г. Казань) при помощи специально созданных станков и технологической оснастки, обеспечивающих серийное производство изделий в требуемом объёме.
P.S. О компании
Компания «Мелита-К» создана в 1992 году. Производственные мощности размещаются в г. Казани.
Фирма развивается на базе изобретений её основателя - Бориса Богуславского. Кандидат технических наук, много лет проработавший в оборонной отрасли, он занимался различными вопросами, связанными с обработкой металлов. Это обусловило широкую сферу интересов созданной им компании «Мелита» - от медицинских микроинструментов до боевых ножей, от технологий глубокой вытяжки листового металла до авиамоторных технологий.
Сегодня на фирме трудятся более 120 сотрудников, в том числе один доктор наук и 3 кандидата наук. Ежегодно осваиваются и внедряются в производство несколько перспективных разработок, защищенных патентами.
Борис Богуславский, журнал "Клинок булатный", №6(16) 2009.