Spegnimento della lama in tempra in olio o in acqua?

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Spegnimento della lama in tempra in olio o in acqua?

Spegnimento della lama in tempra in olio o in acqua?

La scelta tra il raffreddamento in olio o in acqua per lo spegnimento della lama in un processo di tempra dipende principalmente dal tipo di acciaio utilizzato e dalle specifiche richieste per la lama.

La conoscenza del processo di spegnimento della lama durante la tempra è fondamentale per comprendere le scelte e le considerazioni coinvolte nella produzione di coltelli e utensili da taglio.

La selezione tra l’uso dell’olio o dell’acqua come refrigerante è una decisione critica che influisce sulle proprietà finali della lama e richiede una valutazione accurata delle esigenze specifiche del materiale e dell’applicazione.

In questo post esploreremo le ragioni e i criteri dietro la scelta tra l’olio e l’acqua per lo spegnimento durante la tempra, nonché le implicazioni di questa scelta sui risultati desiderati ma anche i consigli su come eseguire la tempra fatta da maker professionisti.

Entrambi i metodi hanno le loro caratteristiche e vantaggi:

  1. Raffreddamento in olio:
    • Vantaggi: Il raffreddamento in olio è più lento rispetto all’acqua, il che consente un raffreddamento più uniforme e meno probabilità di deformazione o crepe dovute a shock termici. È particolarmente utile per lame più spesse o acciai ad alto tenore di carbonio.
    • Svantaggi: Il raffreddamento in olio può richiedere più tempo, ed è possibile che il materiale non raggiunga la massima durezza possibile rispetto all’uso dell’acqua. Inoltre, l’olio deve essere attentamente gestito e può richiedere misure di sicurezza aggiuntive a causa del rischio di incendio.
  2. Raffreddamento in acqua:
    • Vantaggi: Il raffreddamento in acqua è molto più rapido dell’olio, il che può portare a una maggiore durezza superficiale. È adatto per lame sottili o acciai con basso tenore di carbonio.
    • Svantaggi: L’acqua può causare un raffreddamento molto più drastico e rapido, il che può portare a deformazioni, crepe o addirittura alla rottura della lama se non gestita correttamente. Questo metodo è meno adatto per lame spesse o per alcune leghe di acciaio.

La scelta dipende dalla specifica applicazione e dai risultati desiderati. In molti casi, è consigliabile effettuare dei test di tempra su campioni di prova per determinare quale metodo di raffreddamento produce le proprietà desiderate per la lama in questione.

Inoltre, è importante seguire le procedure di sicurezza appropriate quando si lavora con oli o acqua calda per la tempra, poiché entrambi i metodi comportano rischi potenziali.

La fase di spegnimento dopo la tempra è un momento fondamentale per una buona riuscita della tempra!

Di trattamenti di tempra ne esistono diverse tipologie:

  • quella di durezza o ordinaria,
  • quella sottovuoto e
  • la tempra a induzione

Ciascuna con le proprie caratteristiche e applicazioni specifiche:

  1. Tempra di durezza ordinaria: Questo è il metodo più comune di tempra ed è spesso utilizzato per migliorare la durezza e la resistenza all’usura di materiali come l’acciaio. In questo processo, il materiale viene riscaldato a una temperatura critica (generalmente sopra la linea di austenite) e successivamente raffreddato rapidamente in acqua o olio. Questa rapida raffreddatura “blocca” la struttura cristallina del materiale in una forma più dura, aumentando la sua durezza.
  2. Tempra sottovuoto: Questo tipo di tempra avviene in un ambiente privo di aria o in vuoto parziale. La tempra sottovuoto è spesso utilizzata per materiali sensibili all’ossidazione o per pezzi di forma complessa. Il vantaggio principale di questo metodo è la capacità di controllare con precisione la velocità di raffreddamento, il che può produrre risultati specifici in termini di durezza e microstruttura.
  3. Tempra a induzione: La tempra a induzione coinvolge il riscaldamento del materiale mediante campi magnetici alternati. Questo metodo è noto per la sua rapidità ed efficienza nel riscaldamento localizzato di parti specifiche di un oggetto, come ingranaggi o alberi. La tempra a induzione può essere una soluzione efficace per migliorare la durezza superficiale di un componente senza influenzare la sua parte interna.

Ogni tipo di tempra ha le sue applicazioni specifiche e viene scelto in base ai requisiti del materiale e dell’applicazione.

La selezione del metodo di tempra adeguato è fondamentale per ottenere le proprietà desiderate nel materiale trattato.

Queste sono tra le più utilizzate ma chiaramente se sei un knife maker o fai temprare il coltello in aziende specializzate oppure eseguirai la Tempra di durezza ordinaria con spegnimento in olio o tra piastre in alluminio con aria compressa.

Oggi va anche molto di moda tra i knife maker la tempra criogenica ma faremo un post specifico per questa tipologia di trattamento termico.

La tempra criogenica è una fase aggiuntiva del processo di tempra che coinvolge il raffreddamento del materiale a temperature estremamente basse, generalmente al di sotto di -100 gradi Celsius (-148 gradi Fahrenheit) utilizzando agenti criogenici come l’azoto liquido o l’elio.

Questa fase di raffreddamento a basse temperature segue la tempra iniziale in olio o acqua ed è spesso utilizzata per migliorare ulteriormente le proprietà del materiale, come la durezza, la resistenza e la stabilità dimensionale.

La tempra criogenica offre diversi vantaggi, tra cui:

  1. Aumento della durezza: Il raffreddamento criogenico può aumentare ulteriormente la durezza del materiale, rendendo il prodotto finale più resistente all’usura e all’abrasione.
  2. Miglioramento della stabilità dimensionale: La tempra criogenica può ridurre al minimo la deformazione o la distorsione del materiale, migliorando la stabilità dimensionale e mantenendo le tolleranze specificate.
  3. Riduzione delle tensioni interne: Il raffreddamento criogenico può aiutare a ridurre le tensioni interne che possono svilupparsi durante la tempra iniziale, migliorando la resistenza alle crepe e alla frattura.
  4. Miglioramento delle proprietà meccaniche: La tempra criogenica può migliorare le proprietà meccaniche del materiale, come la resistenza alla fatica e la tenacità.

Questo processo è spesso utilizzato per lame di coltelli, utensili da taglio, parti metalliche ad alte prestazioni e componenti in acciaio inossidabile.

La tempra criogenica è una fase critica nella produzione di materiali di alta qualità che richiedono elevate prestazioni e durata.

Tuttavia, è importante notare che la tempra criogenica richiede attrezzature specializzate e un controllo accurato delle temperature per ottenere i risultati desiderati.

 

In comune hanno il brusco raffreddamento che segue alla fase di riscaldo e mantenimento che avviene all’interno dei forni che può avvenire in:

  • acqua;
  • olio;
  • aria.

il mezzo di spegnimento ha il compito di assorbire il più velocemente possibile l’energia del pezzo da temprare per far si che stiamo all’interno della velocità critica superiore (la linea rossa con indicazione fast cool).

Personalmente uso sia lo spegnimento in olio di raffreddamento ad alte prestazioni tipo il DURIXOL che il metodo con aria usando la procedura di inserire la lama estratta dal forno da tempra all’interno di due piastre spesse di alluminio e abbassare la temperatura velocemente con aria compressa.

Considerate che oggi ci sono molte aziende specializzate nella tempra e che hanno negli anni ottimizzato il processo sia come ciclo termico, che come raffreddamento che come rinvenimento oltre naturalmente a certificare la durezza raggiunta.

Quindi anche se usiamo dei forni da tempra adatti per i coltelli e sempre più performanti per quanto riguarda la possibilità di scegliere il ciclo termico corretto in base al tipo di acciaio, tutte le fasi sono comunque home made!

Ma come fare la tempra in casa riuscendo ad avere dei risultati professionali?

Perchè oltre a raggiungere la durezza corretta in base all’acciaio utilizzato ci sono molte altre caratteristiche da rispettare.

Oggi molti maker si fanno la tempra in casa ma negli ultimi anni è anche facile vedere immagini di coltelli usati in ambito survival ma non solo dove per esempio dove si usano tecniche che stressano il coltello come il batoning e ritrovarsi con una lama spezzata.

Bisognerebbe fare dei coltelli da usare per fare dei test come fanno le grandi aziende!

Spegnimento della lama in tempra in olio o in acqua? coltellimania.com

 

Ora oltre a scegliere un acciaio adatto per i giusti impieghi bisogna anche considerare che le lame sono comunque temprate home made!

Per questo è importante fare tutto al massimo di quello che si può fare con attrezzature home made, compreso il rinvenimento.

Oggi molti maker non usano più i forni da cucina per il rinvenimento perchè anche il rinvenimento ha temperature diverse in base al tipo di acciaio.

Quindi usano due forni da tempra per poter fare il rinvenimento subito dopo il raffreddamento oppure aspettano che il forno usato per il ciclo termico arrivi alla temperatura per il rinvenimento.

Ecco già qui come puoi notare anche per il rinvenimento ci sono due filosofie:

  • Chi fa il rinvenimento subito dopo il raffreddamento
  • e Chi crede che anche farlo dopo ore o il giorno dopo non cambia nulla.

Chi ha ragione?

Non è facile rispondere a questa domanda!

Entrambe le approccio hanno le loro ragioni e vantaggi, e la scelta dipende spesso dalle specifiche esigenze dell’applicazione e dalle caratteristiche del materiale.

Ecco una breve descrizione di entrambi gli approcci:

  1. Rinvenimento immediato dopo il raffreddamento: Questo approccio coinvolge il rinvenimento del materiale subito dopo il raffreddamento dalla tempra. Le ragioni principali per farlo sono:
    • Controllo delle tensioni residue: Rinvenendo immediatamente dopo la tempra, si possono ridurre le tensioni residue nel materiale, il che può contribuire a evitare la deformazione o la rottura del pezzo.
    • Miglioramento delle proprietà meccaniche: Il rinvenimento immediato può contribuire a migliorare la tenacità e la resistenza del materiale, fornendo un equilibrio ottimale tra durezza e resilienza.
  2. Rinvenimento posticipato (dopo ore o giorni): Alcuni professionisti preferiscono effettuare il rinvenimento in un momento successivo, anche dopo diverse ore o giorni dalla tempra. Le ragioni principali per farlo sono:
    • Aumento della stabilità dimensionale: Dopo la tempra, il materiale potrebbe subire cambiamenti dimensionali. Il rinvenimento posticipato può consentire al materiale di stabilizzarsi completamente prima di ulteriori lavorazioni o assemblaggi.
    • Migliore uniformità: Il rinvenimento posticipato può contribuire a ottenere una distribuzione più uniforme delle proprietà meccaniche nel materiale, evitando potenziali punti di tensione o regioni più fragili.

Entrambi gli approcci sono validi e possono essere appropriati a seconda delle esigenze specifiche del progetto.

La scelta tra rinvenimento immediato e posticipato dipende da fattori come il tipo di materiale, le tolleranze richieste, la geometria del pezzo e l’uso finale.

In molti casi, i test e la sperimentazione sono necessari per determinare quale approccio produce le proprietà desiderate per il materiale trattato.

Ma tornando al tema del post di oggi è meglio spegnere la lama in tempra in olio o in acqua?

Si preferisce l’olio per un discorso di viscosità.

Lo spegnimento in olio è meno drastico perché essendo più denso dissipa il calore della lama più dolcemente dell’acqua ed avendo un punto di ebollizione maggiore dell’acqua e non evaporando è anche più “omogeneo”.

E’ importante riscaldare l’olio prima a 70°C perché diventando più fluido dissipa il calore più velocemente ma con meno shock termico.

Questo è importante perchè così si riduce di molto il rischio di cricche, storture della lama, ecc.

La discesa della temperatura è più dolce rispetto a quella in acqua.

Se il spegnimento avviene in olio conviene impostare o puntare ad una temperatura al limite massimo del range dettato dal produttore dell’acciaio, mentre se si vuole spegnere in acqua conviene stare al limite inferiore della temperatura di austenizzazione.

Come esempio se abbiamo un acciaio la cui temperatura di austenizzazione consigliata dal produttore di 790°C fino a 820°C, sceglieremo una temperatura di poco superiore ai 790°C se lo spegnimento lo viene fatto in acqua e a limite superiore di 820°C se lo spegnimento viene fatto in olio.

Ma come puoi intuire non è semplice verificare queste temperature!

Per evitare ulteriormente le storture della lama e  le cricche, conviene dopo aver completato le lavorazioni di sgrossatura e sagomatura della lama eseguire un trattamento di ricottura.

Il procedimento di ricottura consiste nello portare il pezzo oltre alla temperatura di austenizzazione, una permanenza adeguata allo spessore e dimensione e successivo raffreddamento molto lento, nel grafico della CCT in alto corrisponde alla Slow Cool (linea rossa destra).

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L’austenitizzazione è una trasformazione di struttura cristallina degli acciai, consistente nell’ottenimento nell’acciaio stesso di una struttura austenitica.

Poiché l’austenite è una forma cristallina metastabile, non può sussistere a temperatura ambiente; l’austenitizzazione costituisce quindi la prima fase dei trattamenti di:

  • tempra, nel qual caso viene seguita da un rapido raffreddamento, volto a congelare la struttura austenitica e far precipitare la lega ferro-carbonio in forma di martensite.
  • ricottura, quando è seguita da un raffreddamento più o meno lento, teso a risolubilizzare l’austenite in ferrite e cementite.

Non è semplice perché ha bisogno di determinate discese di temperatura molto blande, se non si ha disposizione un forno con controller delle rampe questo risulta essere un procedimento difficile.

In alternativa, chi lavora con la forgia lascia il pezzo in mezzo alle braci per farlo raffreddare lentamente, oppure fa un procedimento di normalizzazione che è una sorta di tempra ma senza spegnimento dove il pezzo va raffreddato in aria calma.

L’utilizzo dell’acqua come mezzo di spegnimento va evitato perché è un mezzo di raffreddamento troppo drastico ed è facile ritrovarsi la lama storta (storcere il coltello) o criccarlo.

Il mezzo di spegnimento ad acqua a temperatura ambiente se come indicato nel grafico in precedenza deve stare all’interno della curva della velocità critica superiore, in questo caso è troppo drastica la pendenza della velocità di raffreddamento.

Il problema viene generato dall’acqua per le sue caratteristiche:

  • Capacità termica dell’acqua. L’acqua ha una grande capacità termica (grandezza fisica legata al calore specifico) che proprio per questa sua caratteristica riesce a “rubare” alla nostra lama parecchia energia in tempo breve.
  • Temperatura evaporazione acqua, che come noto essere di 100°C. Il problema sussiste quando le particelle di acqua a contatto con la lama evaporano. In questo turbinio di stato liquido e gassoso fa si che abbiamo discontinuità della di discesa della temperatura e a zone eterogenee. Per questo abbiamo una serie di zone dove l’energia viene dispersa in maniera differente rispetto ad altre.

Questo può provocare delle cricca soprattutto nelle parti “deboli della lama“, come la bisellatura e la zona del ricasso. Il cambio di geometria, velocità di spegnimento e la non omogeneità di discesa della temperatura nei vari punti della lama può generare storture e crettature se non addirittura rotture.

Come dicevo la scelta dell’olio come mezzo di spegnimento ha una capacità termica dell’olio che è metà di quella dell’acqua e la sua temperatura di ebollizione è oltre due volte superiore.

Questo permette una diminuzione di temperatura meno drastica e una maggiore omogeneità di distribuzione della temperatura sulla lama che evita teoricamente le storture e le crettature.

Un secondo fattore che potrebbe portare a problemi in fase di spegnimento è la temperatura troppo alta di austenizzazione.

In questo caso oltre al problema di ritrovarci un grano cristallino grosso abbiamo anche maggiore energia da disperdere.

Per avere una prova oggettiva servirebbe una strumentazione per poter misurare la loro dimensione ma si può fare una prova visiva dove solitamente quando trovi omogeneità e un aspetto “setoso” questo garantisce una certa qualità del risultato.

tempra ad olio

Che olio usare?

Va bene anche olio di semi o olio di oliva scartato ma ti consiglio di comprarlo nuovo se vuoi evitare la puzza di fritto.

Un olio da tempra abbastanza conosciuto in ambito industriale è il Catrol Iloquench 77 ed è un olio usato industrialmente per la tempra industriale ma il problema è che questi oli vengono venduti in grosse quantità (fusto da 200 litri di olio da tempra).

Ha la caratteristica di:

  • Essere a bassa viscosità… quindi molto liquidi e tendono a scivolare via dal pezzo temprato molto in fretta.
  • Ogni tipo di olio da tempra ha poi particolari utilizzi, alcuni hanno bassa presenza di zolfo per non rovinare determinati acciai ecc…
  • Si esauriscono (perdono le loro caratteristiche) dopo centinaia di tempre.
  • Hanno punti di innesco di incendio molto alti.

Anche se si tratta di uso hobbistico sono comunque caratteristiche che sono importanti ma essendo venduti a barili devi cercare qualcuno che ti vende qualche litro.

Se si va in un’azienda specializzata non credo abbiano grossi problemi a venderti qualche litro.

Il mio consiglio è di usare oli di raffreddamento ad alte prestazioni DURIXOL, con effetto di raffreddamento molto rapido, sono caratterizzati da un comportamento di raffreddamento particolarmente intenso.

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Vengono utilizzati soprattutto per il raffreddamento in impianti a ciclo continuo e in forni a pozzo con sistemi di raffreddamento aperti, nonché per la tempra in bagno sommerso dopo il riscaldamento a fiamma e induzione.

Un vantaggio particolare è l’elevata sicurezza del processo grazie alla stabilità superiore del prodotto.

Gli oli hanno una durata praticamente illimitata e richiedono un minimo sforzo per il monitoraggio e la cura del bagno.

Grazie all’elevata resistenza all’evaporazione, al basso livello di viscosità, ai bassi consumi specifici e all’ottima pulizia, si ottiene inoltre una redditività senza pari anche nelle applicazioni più difficili, per essere utilizzato anche per indurire acciai per utensili designati come indurenti all’acqua.

Non ho mai usato l’olio di oliva ma sempre prodotti specializzati quindi non do dirti se cambia sostanzialmente la tempra rispetto a un olio più comune ma le loro caratteristiche sono più idonee alle industrie con grandi numeri e sono pensati per questo.

Ps. Il mio consiglio è di cercare le caratteristiche tecniche (data sheet) dell’olio da tempra top e poi di cercare caratteristiche simili in qualche olio che trovi più facilmente in commercio.

Alcuni usano olio di ambra 68 venduto in fusti da 5 litri che lascia poca patina di sporco, anche se non e’ proprio ad uso tempra ma olio per impianti idraulico in pressione.

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Partiamo dalle basi

La tempra si ottiene per shock termico tra l’acciaio rovente ed un “refrigerante” che può essere acqua olio o aria.

Più è freddo il refrigerante e maggiore sarà lo sbalzo termico.

Si predilige l’olio riscaldato perché lo sbalzo termico è inferiore e diminuisce il rischio di fratture dell’acciaio e storture della lama.

L’olio ha il rischio di incendiarsi quindi un olio specifico ha una temperatura di combustione più alta rispetto ad uno da cucina (è comunque sempre opportuno tenere una coperta antincendio a portata di mano) i liquidi a contatto della lama si surriscaldano a loro volta dissipando meno rapidamente il calore.

Un olio più fluido (o “mescolando” con la lama) permette alla lama di essere in contatto con liquido non surriscaldato.

Ci sono acciai che si temprano bene anche con aria forzata e alcuni che potresti temprarli in acqua gelata (come nel film The Hunted!) ma sono tecniche che solitamente i maker non praticano.

La scelta del refrigerante e delle condizioni di tempra dipende davvero da diversi fattori, tra cui il tipo di acciaio, la forma del pezzo, le proprietà meccaniche desiderate e le competenze dell’operatore.

Ecco alcuni punti chiave di riepilogo:

  1. Sbalzo termico: L’intensità dello sbalzo termico, cioè la differenza di temperatura tra l’acciaio rovente e il refrigerante, influisce sulle proprietà finali del materiale. Sbalzi termici più intensi tendono a produrre una maggiore durezza superficiale, ma possono aumentare il rischio di deformazione o di crepe, specialmente in acciai sensibili.
  2. Rischi dell’olio: L’olio riscaldato è spesso preferito per la sua moderata intensità di sbalzo termico, che può contribuire a ridurre il rischio di fratture e deformazioni. Tuttavia, è importante prestare attenzione al rischio di incendio, e quindi l’uso di oli specifici per la tempra con temperature di combustione più alte è una pratica comune per ridurre questo rischio.
  3. Aria forzata: Come hai sottolineato, in alcuni casi è possibile utilizzare l’aria forzata come refrigerante, ma è una tecnica meno comune e richiede una conoscenza più avanzata delle proprietà dell’acciaio e delle condizioni di tempra. L’uso dell’aria può comportare sbalzi termici più elevati rispetto all’olio, il che può influire sulle proprietà del materiale.
  4. Specifiche dell’acciaio: I diversi tipi di acciaio hanno comportamenti di tempra diversi. Alcuni acciai possono essere temprati in acqua, mentre altri richiedono metodi più moderati come l’olio. La conoscenza delle specifiche dell’acciaio è essenziale per ottenere i risultati desiderati.

Infine, è importante sottolineare che la tempra è un processo critico nella produzione di lame e utensili da taglio, e richiede una combinazione di competenze tecniche, esperienza e attrezzature adeguate.

La sicurezza è sempre una considerazione fondamentale quando si lavora con temperature elevate e sostanze infiammabili, quindi è essenziale seguire le pratiche di sicurezza appropriate, come l’uso di oli specifici per la tempra, la presenza di estintori e coperte antincendio, e l’attenta supervisione durante il processo.

Gli esperimenti con le barrette di acciaio

Se vuoi divertirti e comprendere davvero le differenze fai un piccolo esperimento.

Prendi 4 barrette di acciaio uguale della stessa dimensione, le porti alla stessa temperatura e provi a spegnerle rispettivamente in:

  • acqua ghiacciata,
  • acqua normale,
  • olio e
  • aria compressa e piastre di acciaio.

Ps. Puoi anche usare olio diversi per vedere le differenze anche perchè usando le plachette di piccole dimensioni non devi usare grandi quantità di olio, ecc. ma importante lavora sempre in sicurezza!

Dopodiché fai un rinvenimento nello stesso forno e della stessa durata e poi misuri con il durometro la durezza ottenuta o fai il test della lima.

Il momento del rinvenimento del coltello è anche questa una operazione importante che va a eliminare le tensioni interne all’acciaio causate dallo shock termico dello spegnimento.

Il procedimento va a modificare la struttura martensitica annullando, per quanto possibile, le tensioni e la fragilità.

Per capirci, nel processo di bonifica allo stato temprato l’acciaio ha la massima durezza ottenibile però ha una bassa tenacità.

Per contro all’aumento della tenacità va a diminuire la durezza, quindi in base alla destinazione di uso del coltello devi decidere le caratteristiche che deve avere una lama.

Il rinvenimento lo puoi fare in un normale forno da cucina: lo porti  a 200 C° e ci lascio il coltello per 90 minuti, poi, spento il forno, attendo che si raffreddi in modo naturale.

Ma in realtà ogni acciaio ha una sua temperatura ottimale di rinvenimento e quindi andrebbe fatta con un forno da tempra portato alla temperatura indicata sui data sheet per il tempo indicato.

L’unico modo concreto per comprendere le differenze è fare i test con dei campioncini della stessa dimensione in condizioni diverse e misurare le durezze ottenute.

Alcune indicazioni generali

In generale per tutti gli inossidabili è valido il raffreddamento in aria:

L’obbiettivo è scendere repentinamente sotto i 200°C entro i 120 secondi dall’estrazione.

Più veloce sei e migliori risultati hai, ma generalmente si sfrutta il raffreddamento in aria perchè, con l’uso di piastre in alluminio, riesci a contenere le deformazioni e a recuperarle parzialmente mentre il pezzo è ancora caldo, le restanti le recuperi forzando il pezzo durante il rinvenimento.

L’aria forzata senza piastre può comunque introdurre deformazioni che potevano comunque essere ridotte con una distensione prima di lavorare la lama.

Anche per l’inserimento del coltello nel forno

Le teorie sull’infornata sono le più varie:

  • chi inforna a freddo,
  • chi a caldo.

L’infornata, ovvero il processo di inserimento del coltello nel forno prima della tempra, è un’altra fase critica nella produzione di coltelli e utensili da taglio. Anche in questo caso, esistono diverse opinioni e approcci tra i maker e i fabbricanti di coltelli. Le due teorie principali sono:

  1. Infornare a freddo: Questo approccio prevede di inserire il coltello nel forno quando il forno è ancora freddo o a una temperatura molto bassa. In questo modo, il coltello si riscalda gradualmente insieme al forno mentre la temperatura aumenta. L’infornata a freddo è spesso preferita da coloro che vogliono minimizzare il rischio di deformazione del coltello dovuto a shock termici e da coloro che lavorano con acciai sensibili alle temperature.
  2. Infornare a caldo: Alcuni maker e fabbricanti preferiscono invece infornare il coltello quando il forno è già pre-riscaldato alla temperatura desiderata per la tempra. Questo metodo può essere utilizzato quando è necessario un raffreddamento più rapido e un maggior sbalzo termico per ottenere determinate proprietà del materiale.

La scelta tra infornare a freddo e infornare a caldo dipende da vari fattori, tra cui il tipo di acciaio, la geometria del coltello, le proprietà desiderate e le preferenze dell’operatore.

Alcune considerazioni da tenere in considerazione includono:

  • Gli acciai ad alto tenore di carbonio o sensibili alle temperature potrebbero beneficiare di un’infornata a freddo per ridurre il rischio di deformazione.
  • Gli acciai ad alta lega o quelli che richiedono una tempra più rapida potrebbero richiedere un’infornata a caldo.
  • L’infornata a freddo può richiedere un tempo di permanenza più lungo nel forno per raggiungere la temperatura desiderata, il che può influire sul ciclo di lavoro complessivo.

In definitiva, la scelta tra infornare a freddo o a caldo dipende dalle specifiche esigenze del progetto e dalle esperienze dell’artigiano o del fabbricante di coltelli.

È importante sperimentare e adottare l’approccio che produce i risultati desiderati in termini di durezza, resistenza e forma del coltello.

Il tempo di rampa è critico, quindi se il forno non alza la temperatura ad una velocità sufficiente la cosa non fa bene al materiale, se è troppo veloce può essere critica per via delle geometrie dei pezzi che inforni ed introdurre cricche e/o tensioni…

Il tempo di permanenza a temperatura di austenizzazione per gli acciai legati “parla” di 0,8 s/mm di spessore, di solito si tiene conto di 60 s/mm, quindi devi calcolare il tuo caso specifico e paradossalmente in 60″ la temperatura al cuore è già raggiunta, ma è anche vero anche che al filo hai 0,5 mm quindi a te l la scelta!

Lasci del tempo per essere sicuro che le trasformazioni siano complete e spegni!

5 minuti di solito sono più che sufficienti per spessori da 5 mm.

Nella tempra domestica si usano prodotti come antiscale oppure condursal per evitare la decarburazione, ed in quest’ultimo caso per esempio la lama deve essere inserita a Temperature (T) non inferiore ai 600°C quindi l’infornata è condizionata.

Hai ragione, quando si esegue la tempra domestica o la fabbricazione artigianale di coltelli, possono essere utilizzati prodotti come antiscale e condursal per proteggere la lama dall’ossidazione e dalla decarburazione durante il processo di riscaldamento e tempra.

Ecco come funzionano questi prodotti:

1. Antiscale: Gli antiscale sono sostanze chimiche o rivestimenti applicati sulla superficie della lama per proteggerla dall’ossidazione durante il riscaldamento. Questi prodotti formano uno strato protettivo sulla lama che impedisce all’ossigeno dell’aria di reagire con il metallo mentre si trova a temperature elevate. Gli antiscale aiutano a mantenere la composizione chimica della lama intatta e prevengono la formazione di scale o croste superficiali.

2. Condersal: Il condursal è un prodotto utilizzato per evitare la decarburazione durante il riscaldamento. La decarburazione è la perdita di carbonio dalla superficie del metallo a causa dell’alta temperatura. Il condursal crea un ambiente ricco di carbonio intorno alla lama, impedendo la perdita di carbonio durante il riscaldamento. Di solito, il condursal viene applicato sulla lama prima del riscaldamento, e la lama viene quindi riscaldata a temperature superiori a 600°C per assicurare che il condursal abbia l’effetto desiderato.

L’uso di antiscale e condursal è comune nella produzione di coltelli artigianali, specialmente quando si lavora con acciai ad alto tenore di carbonio.

Questi prodotti aiutano a garantire che la lama mantenga la sua composizione chimica e le sue proprietà durante il processo di tempra.

È importante seguire le istruzioni del produttore per l’applicazione e l’uso corretti di questi prodotti per ottenere i migliori risultati possibili.

Tuttavia, è fondamentale prestare attenzione alla sicurezza durante il processo di riscaldamento e tempra, in quanto comporta temperature molto elevate.

La corretta manipolazione dei materiali e la gestione delle temperature sono essenziali per garantire la sicurezza dell’operatore e la qualità del coltello finito.

L’immersione nel liquido del coltello

Anche nel fare l’operazione di immersione della lama nel liquido ci sono diversi metodi!
Dopo aver immerso il coltello in acqua o olio è necessario muoverlo energicamente dal basso verso l’alto per scongiurare la tensione di vapore che aderendo alle pareti del coltello impedirebbe il raffreddamento.
Oppure immergi con calma il coltello nell’acqua o nell’olio (ovviamente ricordati sempre di lavorare in sicurezza usando guanti, una pinza adatta, occhiali protettivi, ecc. ma non immergendo subito tutto il coltello ma solo la parte inferiore lato del filo della lama e lo lascio immerso parzialmente per un paio di secondi (conta 1001, 1002), poi estrai il coltello e subito lo immergi di nuovo ma questa volta completamente, muovendolo continuamente in direzione orizzontale.
Questa procedura di movimento orizzontale allontana di molto il rischio che il coltello si deformi durante lo spegnimento, e ho notato che molti maker utilizzano questo movimento rispetto a immergerlo in profondità verticalmente.
Personalmente la trovo assolutamente da provare e sembra che dia buoni risultati.
Una volta spento il coltello lo lasci immerso che riposi nell’olio o nell’acqua in attesa di fare il rinvenimento.
Come vedi c’è chi fa l’immersione totale del coltello, c’è chi fa l’immersione parziale della lama prima del filo e poi totale, chi lo immerge e lo muove verticalmente e chi lo immerge e lo muove orizzontalmente.

Alla fine di questa operazione il coltello è piuttosto sporco!

Questo sporco si elimina con la pulizia tramite carta abrasiva se non ci sono segni profondi di decarburazione (serie di piccoli avvallamenti irregolari sulla superficie del metallo) partendo con la grana 240 fino a ad arrivare alla  800 o più (questo in base a quanto lo si voglia lucido).
In casi di decarburazione evidente, parto da carta più grossa (60 o 90) per eliminarla più facilmente ma significa che c’è stato qualche problema e forse è tutto da rifare.
Anche per quanto riguarda la “caramella” con l’inconel, dove alcuni maker immergono la lama incandescente estraendola dalla caramella o chi lo immerge direttamente con la caramella!

La “caramella” con l’Inconel è un termine che si riferisce a una tecnica di tempra utilizzata nella fabbricazione di coltelli, in particolare quando si lavora con acciai inossidabili come l’Inconel.

Questa tecnica può essere utilizzata per migliorare le proprietà del coltello, in particolare la resistenza alla corrosione e la durezza.

La “caramella” con l’Inconel coinvolge il riscaldamento del coltello in un forno a temperature elevate, spesso superando i 1000°C, e quindi avvolgendo la lama in una sottile lamina di Inconel.

L’Inconel funge da rivestimento protettivo per la lama durante la tempra.

Questo rivestimento impedisce all’ossigeno di entrare in contatto con la superficie del coltello durante il raffreddamento, riducendo così la formazione di ossidi e migliorando la resistenza alla corrosione.

Dopo che la lama è stata riscaldata e coperta con l’Inconel, viene successivamente temprata raffreddandola rapidamente in acqua o olio, a seconda delle specifiche del processo.

Questo raffreddamento rapido conferisce alla lama la durezza desiderata.

La “caramella” con l’Inconel è una tecnica avanzata che richiede attrezzature specializzate e competenze specifiche.

È utilizzata soprattutto quando si lavora con acciai inossidabili ad alte prestazioni come l’Inconel per ottenere coltelli che abbiano eccellenti proprietà anticorrosione e allo stesso tempo siano molto duri e taglienti.

Se non vuoi usare l’olio, per tutti i motivi che hai letto e che ti ho riportato, puoi provare a spegnerlo fra le piastre di alluminio opportunamente raffreddate da aria compressa ma il coltello deve essere di spessore modesto.
Questo metodo è usato con alcuni acciai particolari (alcuni inox e alcuni acciai realizzati con metallurgia delle polveri) che appunto vengono raffreddati proprio con aria compressa e la lama stretta fra due grosse piastre di alluminio per aumentare lo scambio di calore.
Fai dei test!
Spegnimento della lama in tempra in olio o in acqua? coltellimania.com

Conclusioni

In conclusione, la fabbricazione di coltelli è un’arte che coinvolge una serie di processi critici, tra cui la tempra, che contribuiscono a definire le proprietà e le prestazioni del coltello finito.

La scelta dei metodi di tempra, dei refrigeranti, dei rivestimenti protettivi come l’Inconel e dei tempi di rinvenimento dipende dalle specifiche esigenze dell’applicazione, dal tipo di acciaio e dalle preferenze dell’artigiano o del fabbricante.

La sicurezza è fondamentale durante l’intero processo, date le elevate temperature coinvolte.

La conoscenza e l’esperienza nella tempra dei coltelli sono fondamentali per ottenere lame di alta qualità che siano taglienti, durevoli e resistenti alla corrosione.

La continua sperimentazione e l’adattamento delle tecniche di tempra in base alle esigenze specifiche sono caratteristiche essenziali dei maestri coltellinai e degli artigiani coinvolti in questa affascinante arte.

In sintesi, la tempra dei coltelli è una parte cruciale del processo di fabbricazione che combina la scienza dei materiali con l’arte dell’artigianato per creare strumenti affilati e funzionali che soddisfano le esigenze di una vasta gamma di applicazioni.

Il mio consiglio è quello di fare dei test e di parlare con persone che sono espresse di trattamenti termici perchè bisogna trovare la soluzione migliore per la tipologia di oggetto.

Ci sono tanti metodi ma la metallurgia è una scienza empirica basata su tabelle e pratica.

Fare dei test può aiutare sia a comprendere le differenze ma anche per ottenere il miglior risultato per le tue lame perchè la tempra del coltello è una fase fondamentale che incide pesantemente sulla qualità del coltello e le sue performance.

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Andrea


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Andrea F

Maker and Enthusiast of Knifemaking. Other: Engineer / Professional Blogger / Bass Player / Instructor of Boxing / Muay Thai / Brazilian Jiu Jitsu / Grappling / CSW / MMA / Self Defence / FMA / Dirty Boxing / Silat / Jeet Kune Do & Kali / Fencing Knife / Stick Fighting / Weapons / Firearms. Street Fight Mentality & Fight Sport! State Of Love And Trust!

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