Материалы для рукояток боевых ножей разделяются на две группы: синтетические материалы и металлы. Чем отличаются друг от друга материалы с примесью стекловолокна, такие, как цитель, кратон, G-10 или микарта, и какая разница в цене готовых ножей? Порой наряду с различной стоимостью самого исходного материала цены нередко повышаются во время изготовления ножа, что обусловлено продолжительностью работы машин и значительным износом инструментов.
Материалы для рукояток боевых ножей, синтетические материалы, пластмассы, сталь, титан и алюминий.
Синтетический материал для изготовления рукояток боевых ножей — фенол-формальдегидная смола (PF) — использовался уже во время Второй мировой войны. Фенольные смолы в какой-то степени положили начало эпохе синтетических материалов. Уже в начале XX века Л.Х.Бэкеленд (L.H.Baekeland) работал над проблемой конденсации фенола и альдегида. Впоследствии первый синтетический материал стал всемирно известным под названием бакелит.
Исходные материалы фенол и формальдегид, имевшиеся в неограниченном количестве, позволяли без проблем производить ножи в больших количествах. Типичным примером ножа времен Второй мировой войны, имеющим на рукоятке бакелитовые накладки, является нож для рукопашного боя «Пума».
Настоящий подъем пережили синтетические материалы с началом производства тактических боевых ножей. В поисках постоянно новых современных и прочных материалов мастера по изготовлению ножей находили большое количество синтетических материалов, пригодных в качестве накладок на рукоятки.
Даже если большинство рукояток не должны выдерживать нагрузки в силу свойств материала, то, исходя из соображений подготовки изделия к реализации, клиента никогда не следует вводить в заблуждение и не делать самонадеянных высказываний о том, что рукоятка может выдержать пулю 45 калибра. Насколько разумно подобное высказывание, каждый читатель может решить сам для себя.
Самым, пожалуй, главным преимуществом синтетического материала для рукояток ножей перед всеми другими сопоставимыми с ними материалами является небольшой вес в соотношении с нагрузкой. Именно это качество синтетического материала, вместе с недорогим его производством, привлекает к нему внимание мастеров и фирм-изготовителей ножей.
Термопластические синтетические материалы для рукояток боевых ножей.
Термопластические материалы под воздействием тепла деформируются. В производстве рукояток ножей они используются, как правило, в тех случаях, когда форма рукоятки создается методом литья под давлением. Когда материал в форме остыл и затвердел, его можно вновь разогреть и придать новую форму. При этом материал не теряет своих качеств.
Преимуществом такого способа изготовления рукояток ножей является то, что все формы абсолютно одинаковы по размерам, и цены поэтому ниже при изготовлении большого количества изделий. В зависимости оттого, изготавливаются ли детали рукоятки по отдельности с последующим монтажом, или рукоятка в конце рабочего цикла формируется на хвостовике клинка целиком, экономится время на трудоемкой окончательной обработке рукоятки.
За счет грубой эродированной структуры отливочной формы рукоятка не нуждается в дополнительной пескоструйной обработке для придания матовой небликующей поверхности. Другие детали также без проблем составляют форму, и уже нет необходимости также подвергать их обработке, отнимающей много сил и времени.
Если рукоятка наплавляется непосредственно на хвостовик, то в этом случае она хорошо изолирована от электрического напряжения. От сорта материала зависят его качества, например, твердость. В зависимости от требований, предъявляемых к рукоятке, можно выбрать более мягкий материал, который лучше «прилипает» к руке, или очень твердый, позволяющий использовать рукоятку как молоток.
Недостатки метода литья рукояток ножей.
Недостатками метода литья являются высокая себестоимость изделия, а также недостаточные возможности в отношении изменения формы рукояток ножей. Изготовление оборудования для литья под давлением стоит больших денег, которые окупаются только в результате изготовления большого количества изделий.
Нередко возникает такая проблема, как сжимание деталей, что иначе называется величиной усадки. В зависимости от формы рукоятки во время ее охлаждения часто возникают так называемые провалы, выправлять которые не так-то легко. Раз изготовленная литейная форма может подвергаться лишь небольшим усовершенствованиям.
Если же речь идет о значительных изменениях, то это будет означать изготовление новой формы с помощью нового оборудования, что потребует больших финансовых затрат. Но если все функционирует нормально и изделия можно реализовывать, то данный способ производства очень эффективен и рационален. Синтетические материалы можно окрашивать практически в любой цвет, что также позволяет создавать различные варианты.
Полиамид (РА), поликарбонат (PC), и акрилнитрил-бутадиен-стирол (ABS).
К трем самым распространенным термопластическим материалам, используемым для изготовления рукояток, относятся полиамид (РА), поликарбонат (PC), и акрилнитрил-бутадиен-стирол (ABS). Полиамид, созданный в 30-е годы американской фирмой DuPont, относится к самым используемым в технике синтетическим материалам.
Основными свойствами полиамида являются высокая механическая прочность, стойкость к деформации под воздействием тепла, хорошие электрические и огнеупорные качества, а также износостойкость и невосприимчивость к химикалиям. В 1957 году американская фирма «Дженерал Электрике» и немецкая фирма «Байер AG» разработали независимо друг от друга и почти одновременно способ производства поликарбоната.
Поликарбонат, как и полиамид, отличается поверхностной твердостью, высокой механической прочностью и стойкостью к деформации под воздействием тепла, но, кроме этого, обладает прекрасной светопроницаемостью.
ABS (акрилнитрил-бутадиен-стирол) представляет собой смесь смолы и эластомера. Популярным он стал благодаря таким своим замечательным свойствам, как твердость, ударопрочность и поверхностная устойчивость — все эти свойства объясняются соединением трех указанных компонентов.
Как и поликарбонат, ABS был создан в 50-е годы. Различия между тремя перечисленными синтетическими материалами проявляются во время производства в температуре плавления и величине усадки. К самым распространенным сортам полиамида, используемым для изготовления рукояток, относятся цитель фирмы «Дюпон» и грилон фирмы «EMS».
Среди поликарбонатов таким сортом является лексан фирмы «Дженерал Электрике». Фирма «Мишн Найфс» использует термопластический полиэфир-эластомер, известный под названием хитрел (Hytrel), также фирмы «Дюпон». Этот материал сочетает в себе самые важные свойства эластомеров, устойчивых к большим нагрузкам, а также гибких синтетических материалов. Необычайная жесткость и упругость, эластичность при низких температурах, сохранение своих физических качеств при высоких температурах.
За счет примеси волокон (длина волокон 0,1-0,5 мм) либо стеклянных шариков, кевлара или углерода, свойства синтетического материала меняются. Материал приобретает внешний контур и, как окружающая жидкость (матрица), перенимает силу, направленную в волокна, сопротивление волокон во время действия на них силы давления и перемещение нагрузки между пучками волокон.
Термореактивные пластмассы (дуропласты).
При изготовлении рукояток ножей некоторые предпочитают механическую обработку для создания определенной формы. В этом случае прибегают к термореактивным пластмассам, изменяющим свои химические свойства в процессе обработки до приобретения окончательной формы. В процессе реакции они объединяются в пространственную решетку.
Такое затвердевание в результате изменения молекулярной структуры необратимо. После того как дуропласт приобрел какую-либо «форму», он уже не может претерпеть каких-либо изменений. Как и у термопластических пластмасс здесь также имеется матрица, где уложены волокна.
Для изготовления пластмасс, усиленных длинными волокнами, в промышленности как матрицы используются в частности полиэфирные, эпоксидные, фенольные и акриловые смолы. Стекловолокно, известное в производстве ножей под названием G-10, уже много лет является в качестве усиливающего волокна постоянным компонентом термореактивных пластмасс.
В первую очередь используется высококачественное бесщелочное стекло, обозначаемое буквой Е, чья прочность на разрыв по ряду показателей выше, чем у стали. За счет небольшой плотности (2,5г/см3) по сравнению с плотностью стали (7,85 г/см3) и алюминия (2,7 г/см3) при меньшем весе возникают значительные преимущества по прочности.
Стекловолокна, кроме того, не горят, поэтому безопасны в пожарном отношении. Среди мастеров, утверждавших, что они первыми открыли G-10 в качестве материала для рукояток ножей, следует назвать экспериментатора Боба Терзула. За ним следуют фирмы «Бенчмэйд» и «Спидерко».
Стекловолокно G-10 можно обрабатывать двумя способами: можно, например, как это делают с другими материалами для накладок, отшлифовать, а затем отполировать контур рукоятки, после чего вылощить или подвергнуть пескоструйной обработке. При таком способе обработки стекловолокнистые соединения прерываются и возникает интересный эффект слоистости.
Тот, кто предпочитает шероховатую, удобную для держания поверхность рукоятки, может использовать G-10 в качестве плоской накладки, обработав ее следующим образом: в начале пластина материала шлифуется до необходимой толщины, после чего с помощью фрезерного станка с ЧПУ из пластины вырезается нужная форма.
Существует возможность с помощью специальной фрезы придать краям оптимальную для ладони форму. После этого накладки подвергаются пескоструйной обработке, чтобы переместить вовнутрь более мягкие эпоксидные смолы. Стекловолокно остается в виде выступающей вперед структуры, за счет чего создается шероховатая поверхность.
Накладка из стекловолокна G-10 после рабочего процесса подвергается пескоструйной обработке, в результате чего приобретает серый цвет. Чтобы она вновь приобрела насыщенный черный цвет, поверхность следует пропитать маслом. Кроме черного цвета стекловолокно G-10 может также иметь различные цвета, например, коричневый, голубой или красный.
Мастер Грег Лайтфут снабжает рукоятки некоторых своих тактических боевых ножей накладками из стекловолокна G-10 голубого цвета. Кроме G-10 существует также стекловолокно G-11, используемое фирмой «Мэд Дог Найфс» (Mad Dog Knives) для своих моделей ножа АТАК.
Пластмассы усиленные длинноволокнистыми материалами для рукояток ножей.
В пластмассах, усиленных длинноволокнистыми материалами, кроме стекловолокна находят применение также углеродистые волокна, состоящие на 90% из углерода и изготавливаемые или из смолы, или из полиакрилнитриловых волокон посредством коксования. Плотность углеродистых волокон, составляющая 1,6-2,0 г/см3, еще меньше, чем плотность стекловолокна, поэтому они обладают очень хорошими качествами при меньшем весе.
В медицине углеродистые волокна известны как материалы-имплантаты, очень хорошо приживающиеся в организме человека, кроме того, они обладают самыми лучшими динамическими свойствами среди всех материалов. Основное применение углеродистых волокон в производстве ножей — декоративное оформление. Кроме того, что такой материал отличается чрезвычайной прочностью, наблюдается еще и интересный ламинирующий эффект.
Рукоятки ножей, выполненные из углеродистых волокон, немного скользкие для ладони по сравнению с рукоятками из G-10. Накладки из углеродистых волокон, так же как и накладки из G-10, могут быть смонтированы и отшлифованы, но в данном случае ламинирующий эффект снижается. Как правило, накладки вырезаются с помощью фрезерного станка из цельного плиточного материала, после чего уже готовы к монтажу.
В отличие от G-10 накладка из углеродистого волокна не подлежит пескоструйной обработке и пропитке маслом. При резке очень твердых углеродистых волокон фреза испытывает большие нагрузки и стачивается, что в дополнение к высокой стоимости исходного сырья делает изделие намного дороже.
Мастер Уоррен Томас (Warren Thomas) использует оптический эффект углеродистых волокон не только для рукояток, но также и для других функциональных элементов, связанных с клинком.
Микарта для рукояток ножей.
К наиболее традиционным усиливающим волокнам в семействе термореактивных пластмасс, больше известных под названием «микарта» — зарегистрированный товарный знак фирмы Paper International — относятся бумага или лен.
Матрицей служит фенольная смола. По прочности на разрыв микарта является, безусловно, самым слабым материалом по сравнению со стекловолокном или углеродистым волокном. Тем не менее микарта может выдерживать очень большие нагрузки, поэтому уже в течение многих лет используется в качестве материала для рукояток тактических боевых ножей.
Ножи «Аттак 14» и «Эйрмэн 15» фирмы «Рэндл Мэйд Найфс» относятся к первым моделям, рукоятки которых уже в 60-е годы, во время вьетнамской войны, были сделаны из микарты. Преимущество рукояток, выполненных из этого материала, по сравнению с распространенными кожаными рукоятками очевидно. Микарта отличается прочностью и не гниет даже в условиях влажного и горячего климата джунглей.
Микарта на основе льна имеет более привлекательный оптический эффект во время шлифования волокон. После шлифовки поверхность можно отполировать или подвергнуть пескоструйной обработке, что опять-таки в значительной степени улучшает шероховатость и придает поверхности рукоятки матовый оттенок. Микарта может иметь различную окраску, хотя применительно к боевым тактическим ножам главным образом преобладают черный, оливково-зеленый и коричневый цвета.
Эластомеры для рукояток ножей.
Если же у кого-то есть желание иметь более мягкую, но одновременно выдерживающую достаточные нагрузки рукоятку, как, например, рукоятки ножей, созданных фирмой «Колд Стил» в начале 80-х годов, то эластомер будет в данном случае правильным выбором. Что касается свойств эластомера, его можно сравнить с резиной. Эластомеры легко деформируются, после чего вновь приобретают исходную форму. Поэтому рукоятки из эластомера на ощупь кажутся немного липкими, что является в общем положительным качеством.
Изготовление изделий из эластомера осуществляется также методом литья под давлением. Твердость и сопротивляемость воздействиям окружающей среды зависят от различных типов эластомеров и их смесей. К наиболее известным эластомерам в области производства ножей относятся кратон фирмы «Шелл» и сантопрен (Santoprene) фирмы Advanced Elastomer Systems.
Металлы для рукояток ножей.
Металлы используются для изготовления рукояток преимущественно складных ножей, что объясняется их устойчивостью и высокой точностью. Разумеется, современные синтетические материалы могут выдерживать большие нагрузки, но они далеко не универсальны и имеют определенный предел использования.
Когда в 90-е годы мастера по изготовлению ножей стали применять стекловолокно G-10, крепящие винты фиксировались еще в накладках. То же самое происходило с зажимами — для крепления к брюкам снаружи. В то время производители ножей использовали в рекламе тот аргумент, что ножи должны быть разборными, чтобы их удобно было чистить, поэтому покупатели охотно использовали эту возможность.
Однако после многократного развинчивания-свинчивания резьба изнашивалась и становилась непригодной для дальнейшего использования. Даже зажим для брюк, который, как правило, не отвинчивали, чтобы снять, расшатывался из-за постоянных нагрузок на резьбу. Как временное решение этой проблемы производители предлагали использовать винты большего диаметра.
Но и в этом случае через определенное время наступал момент, когда резьба также изнашивалась, и ремонтировать или чистить нож после этого было уже невозможно. Многие изготовители на основе этих недостатков сделали для себя соответствующие выводы и стали дополнять винтовое соединение промежуточными деталями из стали или титана.
К сожалению и сейчас можно встретить достаточно известных производителей, использующих старый метод, может быть, потому, что просто не так хорошо знакомы с новыми методами, или просто игнорируют их из-за более высоких затрат.
Следующее преимущество металла в отношении устойчивости по сравнению с синтетическими материалами касается оси клинка. Укладка оси в металлическую основу предотвращает сдвиг накладок рукоятки при больших поперечных нагрузках, а вместе с этим и возможную разблокировку стопорной пружины и выскакивание клинка.
Рукоятки, имеющие сложную механику, выполнены, как правило, из металла. Лучшим примером для этого служат рукоятки для современных ножей с выкидным клинком, выточенные на фрезерном станке с ЧПУ. Такие рукоятки, изготовленные из массивных алюминиевых болванок, имеют допуск в 0,01 мм, что обеспечивает необходимую точность. В производстве современных тактических ножей первое место занимают три металла: сталь, титан и алюминий.
Сталь для рукояток ножей.
Сталь стала использоваться в качестве материала для рукояток боевых ножей раньше всех прочих металлов. Начало использованию стали для рукояток складных ножей было положено фирмой «Спайдерко», которая уже в начале 80-х годов снабжала модели своих ножей накладками, сделанными из нержавеющей высококачественной стали.
Ножи японского производства имеют накладки из сортов стали 410 или 420. Последний сорт стали сравним в Германии со сталью 1.4034, которая используется для изготовления клинков. По мнению Глессера, стальная накладка обеспечивает наилучшую устойчивость клинка в области оси.
Наряду с преимуществом в отношении устойчивости стальная накладка имеет также и недостатки, как, например, большой вес, бликующую поверхность и слабую шероховатость — аспекты, которые в начале 80-х годов еще не имели такого значения, как сегодня.
Впоследствии фирма «Спайдерко» стала постоянно производить специальные модели боевых ножей с воронеными рукоятками и клинками, однако они никогда не задерживались долго в ассортименте ее изделий, так как Глессер никогда не был окончательно удовлетворен различными покрытиями.
В производстве боевых ножей со статичным клинком стальные рукоятки встречаются, как правило, у ножей для выживания — изготовленные в виде трубок, они крепятся на хвостовике клинка или выполняются из цельного куска металла, как у мастера Криса Рива.
Титан для рукояток ножей.
Использование титана в качестве материала для рукояток ножей также началось в 80-е годы, когда фирма «Бак» представила свой первый серийный карманный нож с титановыми накладками. Мастер Боб Терзула создал свой стилистический образ этого типа тактических боевых ножей.
Титан находит применение главным образом в авиационной и космической технике, в химической промышленности (благодаря его прочности), а также в медицине — для изготовления имплантатов. Титан обладает такими свойствами, как прочность, на 40% меньший вес, чем у стали, антимагнетизм, биологическая совместимость и способность менять цвет в результате анодирования; но особенно важным свойством является его коррозионная стойкость.
На поверхности титана уже при комнатной температуре образуется прочная, самовосстанавливающаяся оксидная пленка, лишенная пор и препятствующая образованию коррозии в течение длительного времени. К наиболее часто используемым титановым сплавам, применяемым в производстве ножей, относится 6AI-4V, известный в Германии как материал под номером 3.7165. Этот сплав, состоящий на 6% из алюминия (5,5-6,75%), на 4% из ванадия (3,5-4,5%), имеет степень твердости 5 и относится к титановым материалам, выдерживающим наибольшие нагрузки.
Примечание для обработки: 6AI-4V можно резать и точить, что является важным условием для вырезания фрезой точных деталей для рукояток, на которые затем монтируются различные функциональные элементы. Однако можно обойтись и без дорогих и трудоемких процессов, связанных с фрезерным станком, и создавать титановые формы холодной обработкой давлением, как это делает фирма «Бокер».
Для этого, правда, необходимо иметь очень мощный пресс, а титановый материал должен иметь степень твердости 1. Так как при штамповке титан должен заполнить всю форму, необходимым условием для этого должна быть вязкость материала, поэтому для этого вида работ выбирают более мягкий титановый сплав под номером 3.7025. Все остальные свойства титана при этом сохраняются.
В середине 90-х годов мастер Крис Рив разработал модель ножа Sebenza, представляющую собой сочетание рукоятки и фиксатора. При «Frame Lock», что означает «рамочная фиксация», накладка рукоятки по принципу «Лайнер Лок» (Liner Lock) берет на себя функцию обычной фиксирующей пружины.
Чтобы и здесь была обеспечена длительная и качественная работа устройства, Рив использовал хорошо зарекомендовавший себя титан 6AI-4V. Между тем та же система, но, разумеется, под несколько иным названием, находит применение также у моделей фирм «Колумбия Ривер Найф & Тул», «Бенчмэйд» или «Мишн Найфс».
Особой популярностью в конструкции тактических боевых ножей пользуется сочетание титана в качестве материала для щек и G-10, микарты или углеродистого волокна в качестве материала для накладок на рукоятках. Чтобы придать титану как можно более матовый тон, в большинстве случаев его подвергают пескоструйной обработке или шлифуют на щеточных машинах или на абразивной ленте.
Алюминий для рукояток ножей.
Уже в 60-е годы Гербер создал модель боевого ножа «Марк II» с алюминиевой рукояткой. Алюминий не обладает, разумеется, такой твердостью, как сталь или титан, но все же имеет значительные преимущества перед сталью в полевых условиях. Как и титан, алюминий очень легкий, антимагнитный и антикоррозийный материал. На воздухе гладкая алюминиевая поверхность, вступая в реакцию с кислородом, покрывается тонкой, но плотной естественной пленкой из окиси алюминия, защищающей поверхность от дальнейших воздействий окружающей среды.
За счет анодного оксидирования или анодирования (в немецком лексиконе этот процесс часто называется электролитным оксидированием алюминия) окисная пленка может стать еще прочнее, а поверхность алюминия — более устойчивой против коррозии и износа. Кроме того, пленка делает поверхность металла более красивой и позволяет окрашивать ее в любые тона. У боевых тактических ножей это в большинстве случаев черный или оливково-зеленый цвета, что вполне логично.
Существуют два метода изготовления алюминиевых рукояток: литье под давлением или, если это деформируемый сплав, фрезерование или штамповка из цельного куска металла. Кроме Гербера литейный сплав для рукояток использует также фирма «Бокер» в модели «Спидлок». Чтобы алюминий можно было использовать для литья, к нему добавляют определенную лигатуру меди.
Недостатком литейных сплавов является то, что они плохо поддаются анодированию, а во время литья могут образовываться небольшие воздушные пузырьки (раковины), которые после пескоструйной обработки становятся заметными. Поэтому такие алюминиевые детали покрываются пленкой методом гальваники. Для «Спидлока» фирма «Бокер» предпочла хромированное покрытие, которое не только эстетично с декоративной точки зрения, но и защищает алюминиевую поверхность от царапин.
Многие фирмы изготавливают рукоятки также из гибкого алюминиевого сплава, имеющего американское обозначение 6061-Т6. Он относится к AIMgSi-сплавам, поддающимся дисперсионному затвердеванию, и обладает высоким пределом прочности при растяжении. Поскольку в его состав не входит медь, то и без покрытия он отличается большой устойчивостью против внешних воздействий, кроме того, он хорошо поддается анодированию, включая твердое анодирование.
При твердом анодировании речь идет об особом варианте анодного оксидирования, в результате которого образуются толстые, твердые и прочные на износ окисные слои. Большим стимулом для использования фрезы при изготовлении накладок для рукояток из гибких сплавов на основе алюминия стало в 90-х годах внедрение в технологические процессы современного оборудования с компьютерным управлением, с помощью которого достигалась чрезвычайно высокая точность в размерах деталей.
Такие фирмы, как «Бенчмэйд» и «Микро Тех» пользуются большой популярностью именно благодаря производству качественных ножей с выкидным клинком и алюминиевыми накладками на рукоятках. Недостатком накладок, изготавливаемых на фрезерном станке с программным управлением, являются угловатые края формы рукоятки. Чтобы края были округлыми, фреза должна была бы постоянно обрезать края с учетом параметров округления, что увеличивало бы время работы станка и тем самым стоимость изготавливаемой детали.
По материалам книги «Современные боевые ножи».
Д. Поль.