Я инженер, «переболел» заточкой ножей. Поделюсь наименее очевидными элементами теории; и простейшей техникой поддержания кухонного ножа острым, тратя одну минуту в неделю.
Чем грань тоньше и меньше образующий грань угол, тем давление лезвия на материал выше и рез легче. Высокое давление воздействует и на саму грань. Чем нож острее, тем менее прочно острие, и одновременно выше давление ему приходится выдерживать. Поэтому острый нож тупится быстро.
Можно добиться сверхвысокой остроты, позволяющей «воткнуть меч в дно ручья и наблюдать, как плывущие по воде листья, коснувшись лезвия, распадаются», но стоимость оборудования и количество потраченного времени будут катастрофичны.
После первых нарезанных бутербродов острота станет обычной. Через несколько дней нож перестанет быть острым, а еще через месяц превратится в «да как таким можно резать, неужели в доме нет мужчины?». Поэтому высокая острота оправдана для карманного ножа, который по факту не эксплуатируется. Для кухни нужна достаточная острота, которая держится приемлемое количество дней, и затем быстро восстанавливается.
Критерием достаточной остроты кухонного ножа предлагаю считать возможность режущим движением разрезать лист бумаги. А критерием несложности заточки предлагаю считать затраты времени в 1 минуту на нож.
Работа абразивов
Заточка — это шлифование. На высоких скоростях абразивы быстрее нагревают материал, чем шлифуют. Предполагаю, на большой скорости материал просто не успевает поддаться давлению зерна абразива. Поэтому все правильные машинки для шлифовки низкоскоростные. На дешевые полировальные и шлифовальные машинки, переделанные из болгарок и другого скоростного инструмента, покупатели оставляют гневные отзывы «слишком быстро для шлифовки».
Ненужность скорости при шлифовании — первая причина актуальности ручной заточки.
Разница между производством/ремонтом/заточкой/полировкой
На схеме ножа (рис. 1) изображены спуск, подвод и режущая кромка (РК). Спуск нужен, чтобы создавать или обновлять подводы, шлифуя меньшую площадь. Подводы нужны, чтобы создавать или обновлять РК, шлифуя крайне малую площадь.
Образование спусков — это производство ножа с помощью мощного гриндера с грубой шлифовальной лентой огромной площади.
Образование или обновление подводов — это ремонт ножа, операция устранения повреждений лезвия. Благодаря наличию спуска площадь подвода невелика, и для ремонта достаточно небольшого шлифовального станка (минигриндер, дрель с насадкой для шлифовки и т. д.) со средним абразивом.
Образование или обновление РК — это заточка. Благодаря подводам требуется шлифовать крайне малую площадь (ширина РК — порядка 0,1 мм, см. рис. 2), и даже ручное шлифование тонким абразивом образует новую РК быстро. А так как используется тонкий абразив, материал ножа расходуется крайне медленно, и геометрия ножа остается неизменной даже после большого числа заточек. В этом вторая причина актуальности ручной заточки.
Экспериментируя с типами абразивов дошел до крайности; попробовал точить ножи полировочными пастами, полируя РК. И выяснил, что полировка действительно полирует металл, особенно хорошо получается полировать спуски установленным на аккумуляторную дрель кругом 3M Trizact 3000. Но полировка не точит, хотя казалось бы.
В поисках идеальной заточной машины опробовал шесть разных шлифровальных машинок (два минигриндера, три дисковых шлифовальных машины, и аккумуляторную ленточную шлифмашину). В итоге остановился на ленточной шлифмашине с абразивной лентой Р320, которой только обновляю спуски, не пытаясь точить.
Поэтому я ремонтирую ножи ленточной шлифмашиной; полирую спуски абразивным кругом; а затачиваю мусатом. Впрочем, свои ножи требуют только заточки.
Можно ли обойтись без ремонта?
Маленькие повреждения РК за несколько заточек сошлифовываются. Крупные повреждения устранить заточкой трудно, необходимо обновление подводов, то есть ремонт лезвия.
«Друзьями» ножа, увеличивающими межремонтный интервал, являются деревянные или пластиковые доски и системы хранения ножей (рис. 3).
Примером «врага» является показанная на рис. 3 стеклянная масленка, о грани которой острие повреждается при каждом использовании.
Заточка/ремонт а-ля «дом быта»
Совместить заточку и ремонт удается коммерческой заточке эконом‑класса, которая быстро затачивает пачку ножей разной степени убитости.
Механизированный точильный круг крупной зернистости работает быстро, снимает большие площади, и под стандартным углом обновляет подводы. Режущей кромкой на таком ноже будет продолжение обновленных подводов. Грубый абразив не обещает остроты; но так как угол подвода 2β меньше рекомендуемого для РК угла 2α, такая кромка достаточно остра. А образованная грубым зерном «пилка» делает рез более «агрессивным».
Нормальная РК под углом 2α после такого ремонта образуется заново при первой же самостоятельной ручной заточке.
Главным плюсом заточки в «домах быта» является автоматический ремонт режущей кромки. Главным минусом — нужно отдавать сразу все ножи пачкой и ждать пару дней. А еще с ножа снимается много металла, и при регулярном затачивании нож превратится в шило.
Фабричная заточка
Дорогие ножи при производстве затачиваются на станке несколькими камнями все меньшей абразивности последовательно; а затем полируются. Получается очень красивый полированный подвод, выполняющий роль режущей кромки.
Заточные приспособления
Приспособления для заточки, такие как точилка «Жук» (см. рис. 5), позволяют закрепить нож и выставить под нужным углом абразив. Затем предлагается водить абразивом по режущей кромке, постоянно переворачивая нож, чтобы стачивать образующийся заусенец и меняя абразивы от грубого к тонкому, что позволяет получить острый нож за неприлично большое время. Я купил эту точилку, необходимый опыт получил, и отдал товарищу.
Свой опыт и изучение профильных форумов позволило мне прийти к мнению, что такие приспособления позволяют восстанавливать заводскую заточку, при которой роль РК выполняет подвод. Метод позволяет получить очень широкую, ровную, при желании полированную, очень красивую РК (рис. 6). Ее ширина может составлять несколько миллиметров, что соответствует шлифуемой площади на порядок больше необходимой.
(изображение с форума «MyRavei и Цапля Заточные системы»)
Величина шлифуемой площади влечет на порядок большее время шлифовки и соответствующий расход абразива. Но режет‑то все равно грань кромки; и когда эта грань затупится, придется снова сошлифовывать огромную площадь. Для рабочего ножа это крайне нерационально. Но для затачивания дорогих и редко используемых «полочных» ножей, особенно руками мастера, метод оправдан, — красиво.
Красота и высокая стоимость решения формируют рынок, соревнование авторитетов, диалоги, и круг ценностей заточной субкультуры из которой не так‑то легко выбраться. Даже я, инженер, на подбор одних только «престижных» абразивов потратил больше десяти тысяч рублей, пока не понял, что иду в неправильном направлении.
Прозрение наступило после просмотра часовой лекции про разницу двух малоизвестных сортов японской ножевой стали. Рассказывая, автор одновременно точил нож, и в конце показал, как его бесконечно красивый нож безумной стоимости режет бумагу даже не режущим движением, а прикосновением. И тогда я принял решение идти в другом направлени, — найти оптимальный способ на регулярной основе точить кухонные ножи.
Роль углов заточки
Обоснованных критериев нет, есть легенды, гласящие, что угол заточки японских ножей — 15°, европейских кухонных — от 18° до 22° в зависимости от нагрузки на нож и желаемого времени без заточки. Топорики для рубки костей затачивают под углами 30° и выше.
Роль заточных приспособлений сводится к поддержанию постоянного угла заточки во время шлифования. Но что, если угол удерживается вручную и будет «гулять»?
На рисунке 7 слева в схематичном виде показана форма РК при шлифовании под целевым углом α, и неустойчивостью угола шлифования в диапазоне ±Δα. Видно, что РК приобрела форму «линзы», и итоговый угол заточки, то есть угол при вершине, оказался равным α + Δα.
Линзовидная заточка прочнее и держится дольше. Выраженная линзовидность РК, как на рисунке 7 слева, хороша для колуна, предназначенного для огромных нагрузок.
Эксперименты с электронным угломером показывают, что адекватная и даже несколько пессимистичная неточность выставления угла рукой относительно заданного — ±2°. При базовом угле 18° такая погрешность дает линзовидную заточку с углом при вершине 20° — идеально для кухонного ножа. Реальная форма получающейся линзовидности показана на рисунке 2 справа, — настолько слаба, что почти не видна.
Виды мусатов
Материал мусата должен быть на порядок тверже шлифуемой стали. Алмазные мусаты в теори должны работать хорошо, но на практике большинство из них имеют лишь тонкое напыление алмазной пыли, которое быстро стирается.
Стальные мусаты непригодны. Я опробовал дорогой стальной мусат известной «ножевой» марки, и был удивлен тем, что он работает на порядок медленнее керамического.
Керамические мусаты работают хорошо, если имеют ровную поверхность. Мне больше всего нравится купленный в России мусат из «рубиновой керамики», подозрительно напоминающей корундовую керамику ВК 94–1. У него идеально гладкая, очень прочная и хорошо шлифующая поверхность.
Техника работы мусатом
В мусате наиболее благоприятным образом сошлись все принципы заточки.
Чем меньше площадь контакта абразива со сталью, тем выше давление и быстрее шлифование. Мусат кругл в сечении, площадь его «пятна контакта» со сталью практически равна нулю, даже без нажима давление в пятне контакта огромно. Что позволяет даже гладкому мусату работать эффективно.
Во время работы на мусате образуется темный налет. Этот налет — сошлифованная сталь и свидетельсво эффективности шлифования. Смывается губкой для посуды с моющим средством.
Мусаты держат по‑разному. Я упираю мусат под необходимым углом в опору и веду нож по мусату острием вперед от пятки лезвия к кончику (рис. 8).
Я спроектировал бумажный шаблон угла наклона мусата и ножа под 18° (рис. 9).
Вначале предполагал разработать шаблон для печати на 3д-принтере с жесктой фиксацией в нем мусата, но понял, что обычных принтеров на несколько порядков больше, и бумажный шаблон принесет на несколько порядков больше пользы.
Рассчитать сгибы листа А4, чтобы собрался шаблон в виде устойчивой пирамидки, оказалось непросто, — это была почти олимпиадная задачка. Но в итоге, даже если принтер напечатал шаблон непараллельно краям бумаги, но сгибать по линиям сгиба, — верхняя грань пирамидки оказывается ориентирована к опоре под углом ровно 18°.
Вторая цель, которую удалось достичь, — шаблон собирается по распечатке только с одной стороны листа (рис. 10), инструкция прямо в шаблоне и ее необходимые элементы видны при сборке.
Угол 18° выбран как оптимальный. Реальная погрешность при нетвердой руке в ±2° даст итоговый угол заточки 20°, что хорошо. Экстремально нетвердая рука, гуляющая в пределах, например ±4°, даст угол заточки 22°, что хорошо для нечастных заточек. Случайное или намеренное уменьшение базового угла до 16° и неточностью удержания угла в 2° дадут итоговый угол 18°, что вначале кажется более острым, но вскоре станет таким же как при 20°. Итого, для кухонного ножа получается хорошо как ни крути.
Скачать шаблон можно по ссылке: https://disk.yandex.ru/i/4aaAN34AdlezhA.
Так как мусат гладкий, можно вести лезвием на абразив — это минимизирует образование заусенца. Но так как небольшой заусенец все же образуется, его убирают шлифовкой второй стороны РК; а затем наоборот. Чтобы не гонять заусенец туда‑сюда, нужно постепенно уменьшать число проходов.
Лайфхак: , чтобы защитить стол или скатерть от порезов, стоит упирать мусат в разделочную доску на краю стола.
По моему опыту оптимальна схема: 20 раз туда и 20 раз обратно, затем 10 и 10, затем 5 и 5 раз, и наконец 2 и 2 раза. Для регулярной заточки этого достаточно. Если бумагу режет недостаточно чисто — повторить.
Лайфхак: слушайте характер шуршания стали по керамике, и ощущайте это шуршание рукой. Когда режущая кромка будет сформирована — звук и ощущения в руке изменятся. Через некоторое время удерживать углы можно будет по звуку; и на слух же понимать, что необходимая острота достигнута.
Если предстоит точить чужие ножи, желательно режущее движение попрактиковать заранее, чтобы получалось эффектно, и произнести «— Как бритва!», чтобы хозяин/хозяйка были довольны.
Автор: iva2000
