Valitsin kahvan materiaaleiksi leppäpahkan ja lämpökäsitellyn koivun. Halusin tehdä kahvaan yksityiskohtia käyttämällä useaa puulajia. Pidän myös symmetriasta, joten päätin tehdä kahvan, jossa keskellä on vaaleaa puuta, sen reunoilla tummaa puuta ja päädyissä on saman väriset helat, jotka aivan kalkkiviivoilla vaihtuivat messingistä uushopeaksi.
Leppäpahka oli valmis aihio, joka riittäisi yhteen puukkoon. Tiesin, etukäteen että leppä on pehmeää puuta, mutta olin vähän pettynyt leppäpahkan laatuun, sillä pahkan päissä oli pieniä halkeamia ja muutenkin pahka vaikutti melko huokoiselta. Muita vaaleita puita oli kyllä paljon tarjolla, mutta leppäpahkassa oleva loimukuvio miellytti silmääni, ja toisaalta hinta oli sen verran edullinen, että päätin tässä kohdassa hieman säästää. Mittasin, että omaan käteeni sopiva kahva olisi noin 11 cm, joten jouduin joka tapauksessa katkaisemaan osan pois leppäpahkasta. Sahasin pyörösahalla leppäpahkan 70 mm pituiseksi, jonka jälkeen sahasin 10 mm paksuisen palan lämpökäsitellystä koivusta. Halusin tehdä puukkooni viiston pään, ja minulla oli jäänyt virvelin teosta pari lämpökäsiteltyä koivua olevaa segmenttiä yli, joten päätin sahata yhdestä segmentistä sopivan päätypalan puukkoon.
Tässä vaiheessa päätin tehdä myös lestan. Lesta on puukon tupen sisään tuleva terää suojaava kappale. Lesta siis estää terää puhkaisemasta tupen nahkaa ja samalla se toki suojaa puukon kantajaa esimerkiksi vahinkoviilloilta. Lesta voi olla yksi tai kaksipuolinen ja se on usein puuta. Jos lestan hankkii valmiina, saattaa se olla myös muovia.
Päätin käyttää epäonnistuneesta puuntaivutuskokeilusta ylijäänyttä leppää, sillä se oli juuri sopivan kokoista lestaa varten. Sahasin aluksi selkäsahalla sopivan kokoisen palan leppäsoirosta. Asetin terän leppää vasten ja piirsin terän muodon puuhun lyijykynällä. Tämän jälkeen ryhdyin kovertamaan puuta pois rajatun alueen sisäpuolelta. Käytin kovertamiseen talttaa sekä lovileikkausveistä. Lesta oli valmis siinä vaiheessa, kun terä oli samalla tasolla kuin lestan reunat. Sahasin lepästä toisen puolen ja kokeilin, ettei terä jää kantamaan yhtään. Kun molemmat puolet painuivat tiukasti toisiaan vasten, lesta oli muotoiltu oikein. Seuraavaksi levitin liiman leppäpalojen reunoihin ja puristin palat yhteen pienellä puristimella. Sain myöhemmin Pertulta vinkin, että lestan suuhun kannattaa tehdä kunnolliset viisteet, jotta puukko ohjautuu hyvin tuppeen joka kerta. Tämä olisi ollut parempi tehdä ennen liimausta, sillä nyt pystyin käyttämään ainoastaan neulaviiloja. Kun liima oli kuivunut, muotoilin lestan ulkomuodon nauhahiomakoneella ja porasin siihen ilmareikiä pylväsporakoneella.
Tässä vaiheessa päätin tehdä myös lestan. Lesta on puukon tupen sisään tuleva terää suojaava kappale. Lesta siis estää terää puhkaisemasta tupen nahkaa ja samalla se toki suojaa puukon kantajaa esimerkiksi vahinkoviilloilta. Lesta voi olla yksi tai kaksipuolinen ja se on usein puuta. Jos lestan hankkii valmiina, saattaa se olla myös muovia.
Päätin käyttää epäonnistuneesta puuntaivutuskokeilusta ylijäänyttä leppää, sillä se oli juuri sopivan kokoista lestaa varten. Sahasin aluksi selkäsahalla sopivan kokoisen palan leppäsoirosta. Asetin terän leppää vasten ja piirsin terän muodon puuhun lyijykynällä. Tämän jälkeen ryhdyin kovertamaan puuta pois rajatun alueen sisäpuolelta. Käytin kovertamiseen talttaa sekä lovileikkausveistä. Lesta oli valmis siinä vaiheessa, kun terä oli samalla tasolla kuin lestan reunat. Sahasin lepästä toisen puolen ja kokeilin, ettei terä jää kantamaan yhtään. Kun molemmat puolet painuivat tiukasti toisiaan vasten, lesta oli muotoiltu oikein. Seuraavaksi levitin liiman leppäpalojen reunoihin ja puristin palat yhteen pienellä puristimella. Sain myöhemmin Pertulta vinkin, että lestan suuhun kannattaa tehdä kunnolliset viisteet, jotta puukko ohjautuu hyvin tuppeen joka kerta. Tämä olisi ollut parempi tehdä ennen liimausta, sillä nyt pystyin käyttämään ainoastaan neulaviiloja. Kun liima oli kuivunut, muotoilin lestan ulkomuodon nauhahiomakoneella ja porasin siihen ilmareikiä pylväsporakoneella.
Seuraavaksi liimasin ensimmäiset kahvan palat kasaan epoksiliimalla. Liimasin aluksi vain leppäpahkan ja terän puoleisen päätypalan yhteen. Koska puu elää ympäröivän ilmankosteuden mukaan, liimasauman väliin täytyy laittaa nahkan palaset, jotta puut eivät halkea ilmaston vaikutuksesta. Liiman kuivuttua oli aika upottaa ruoti kahvaan kiinni. Olisin toki voinut liimata myös kahvan toisen päätypalan, mutta ajattelin, että ruodin upottaminen on helpompaa, jos molemmat päädyt ovat tasaisia.
Upottaminen tehdään kuumentamalla ruoti kaasuliekillä hehkuvaksi, jonka jälkeen se painetaan kiinni kahvaan. Kahvaan kannattaa porata ruodille aloitusreikä, ettei ruoti lähde painumaan vinoon. Ruotia täytyy todennäköisesti kuumentaa muutamia kertoja, jotta ruoti uppoaa riittävän syvälle. Tähän vaikuttaa olennaisesti puumateriaalin kovuus. Mitä kovempi puulaji kahvaan on valittu, sitä enemmän kuumennuskertoja ja voimaa tarvitaan upotukseen.
Moni ryhmäläisistämme upotti ruodin siten, että he kiinnittivät kahvan ruuvipenkkiin päätypuoli ylöspäin. Tämän jälkeen he ottivat kahdet lukkopihdit ja kiinnittivät ne terään kahvoiksi. Tässä työvaiheessa tarvitaan kaksi henkilöä, joista toinen kuumentaa ruodin ja toinen painaa ruodin kahvaan. Ajattelin aluksi toimia samalla tavoin, mutta kun hetken pohdin asiaa, päätin kiinnittää terän ruuvipenkkiin ja painaa kahvan kiinni ruotiin. Tämä tuntui paljon helpommalta tavalta, sillä kahvasta sai suoraan hyvän otteen, eikä lukkopihtejä tai muita työvälineitä tarvittu. Laitoin terän suojaksi käsipyyhepaperia, jotta ruuvipenkin leuat eivät painaisi jälkiä terään. Kahva-aihioni pääty oli tässä vaiheessa suorakulmion muotoinen, joten otin kulmista ristimitan ja merkitsin keskipisteen. Ruoti oli sen verran leveä, että päätin porata kolmen millin terällä kolme vierekkäistä aloitusreikää, joista keskimmäisen porasin 40 mm syväksi. Ajattelin, että tämä auttaisi ruotia uppoamaan vielä paremmin suoraan.
Esivalmistelujen jälkeen ryhdyin upottamaan ruotia kahvaan. Muistaakseni Veikko taisi olla apunani kuumentamassa ruotia ja minä painoin kahvan ruotiin. Koska kahvamateriaalini olivat sen verran pehmeitä puulajeja, kahva painui lähes heittämällä ruotiin. En muista tarkkaan, mutta luulisin, että kuumennuskertoja oli maksimissaan viisi. Ruotia ei kuitenkaan kannata upottaa kokonaan kahvaan, vaan siihen on hyvä jättää pieni lyöntivara. Koska puu palaa kuuman ruodin takia, saattaa reiästä tulla vähän väljä, joten muutaman millin lyöntivara auttaa ruotia kiinnittymään paremmin. Lisäksi upotussyvyydestä täytyy vähentää myös helan paksuus, joten jätin yhteensä noin kymmenen millin verran ruotia upottamatta.
Kun olin upottanut ruodin kahvaan, siirryin jälleen liimaushommiin ja liimasin toisen päätypalan aihioon kiinni. Huomasin, ettei ruoti ole niin pitkä, että se lävistäisi myös viimeisen päätypalan. Jotta kahvan pää ei murtuisi tai hajoaisi käytössä, porasin liitoskohtien keskelle reiät 40 mm puutapille. Laitoin jälleen nahkanpalan liimasaumaan ja liimasin aihion kasaan. Olisi toki ollut helpompi tehdä kahva-aihio suorakaiteen muotoisista paloista, mutta tällöin en olisi saanut puun syiden suuntaa muutettua. Nyt kahvassa voi sivusta katsoen huomata kolmeen eri suuntaan menevät puun syyt. Terän juuressa olevassa palassa syyt ovat pystysuunnassa, keskellä olevassa leppäpalassa syyt kulkevat vaakasuunnassa ja päätypalassa syyt menevät alaviistoon.
Upottaminen tehdään kuumentamalla ruoti kaasuliekillä hehkuvaksi, jonka jälkeen se painetaan kiinni kahvaan. Kahvaan kannattaa porata ruodille aloitusreikä, ettei ruoti lähde painumaan vinoon. Ruotia täytyy todennäköisesti kuumentaa muutamia kertoja, jotta ruoti uppoaa riittävän syvälle. Tähän vaikuttaa olennaisesti puumateriaalin kovuus. Mitä kovempi puulaji kahvaan on valittu, sitä enemmän kuumennuskertoja ja voimaa tarvitaan upotukseen.
Moni ryhmäläisistämme upotti ruodin siten, että he kiinnittivät kahvan ruuvipenkkiin päätypuoli ylöspäin. Tämän jälkeen he ottivat kahdet lukkopihdit ja kiinnittivät ne terään kahvoiksi. Tässä työvaiheessa tarvitaan kaksi henkilöä, joista toinen kuumentaa ruodin ja toinen painaa ruodin kahvaan. Ajattelin aluksi toimia samalla tavoin, mutta kun hetken pohdin asiaa, päätin kiinnittää terän ruuvipenkkiin ja painaa kahvan kiinni ruotiin. Tämä tuntui paljon helpommalta tavalta, sillä kahvasta sai suoraan hyvän otteen, eikä lukkopihtejä tai muita työvälineitä tarvittu. Laitoin terän suojaksi käsipyyhepaperia, jotta ruuvipenkin leuat eivät painaisi jälkiä terään. Kahva-aihioni pääty oli tässä vaiheessa suorakulmion muotoinen, joten otin kulmista ristimitan ja merkitsin keskipisteen. Ruoti oli sen verran leveä, että päätin porata kolmen millin terällä kolme vierekkäistä aloitusreikää, joista keskimmäisen porasin 40 mm syväksi. Ajattelin, että tämä auttaisi ruotia uppoamaan vielä paremmin suoraan.
Esivalmistelujen jälkeen ryhdyin upottamaan ruotia kahvaan. Muistaakseni Veikko taisi olla apunani kuumentamassa ruotia ja minä painoin kahvan ruotiin. Koska kahvamateriaalini olivat sen verran pehmeitä puulajeja, kahva painui lähes heittämällä ruotiin. En muista tarkkaan, mutta luulisin, että kuumennuskertoja oli maksimissaan viisi. Ruotia ei kuitenkaan kannata upottaa kokonaan kahvaan, vaan siihen on hyvä jättää pieni lyöntivara. Koska puu palaa kuuman ruodin takia, saattaa reiästä tulla vähän väljä, joten muutaman millin lyöntivara auttaa ruotia kiinnittymään paremmin. Lisäksi upotussyvyydestä täytyy vähentää myös helan paksuus, joten jätin yhteensä noin kymmenen millin verran ruotia upottamatta.
Kun olin upottanut ruodin kahvaan, siirryin jälleen liimaushommiin ja liimasin toisen päätypalan aihioon kiinni. Huomasin, ettei ruoti ole niin pitkä, että se lävistäisi myös viimeisen päätypalan. Jotta kahvan pää ei murtuisi tai hajoaisi käytössä, porasin liitoskohtien keskelle reiät 40 mm puutapille. Laitoin jälleen nahkanpalan liimasaumaan ja liimasin aihion kasaan. Olisi toki ollut helpompi tehdä kahva-aihio suorakaiteen muotoisista paloista, mutta tällöin en olisi saanut puun syiden suuntaa muutettua. Nyt kahvassa voi sivusta katsoen huomata kolmeen eri suuntaan menevät puun syyt. Terän juuressa olevassa palassa syyt ovat pystysuunnassa, keskellä olevassa leppäpalassa syyt kulkevat vaakasuunnassa ja päätypalassa syyt menevät alaviistoon.
 |
| Porauskulman asettaminen käynnissä |
Kun liima oli kuivunut, siirryin nauhahiomakoneelle muotoilemaan kahvaa. En piirtänyt aihioon apuviivoja tai mittaillut mitään. Lähdin suoraan tekemään kahvaa, joka olisi omaan käteeni sopiva. Hioin aluksi terävät särmät pois ja ryhdyin vähitellen pyöristämään kahvaa. Tein tässä vaiheessa vain karkean muotoilun.
Seuraavaksi oli vuorossa teräksen lämpökäsittelyt. Puukon terältä vaaditaan kovuutta mutta myös kulutuskestävyyttä, joten terälle on suoritettava karkaisu ja päästö. Karkaisussa teräs kuumennetaan austeniittiseen lämpötilaan (yli 723 °C), jonka jälkeen se sammutetaan nopeasti kastamalla terä leikkuupuoli edellä öljyyn. Jos hiiliteräs saa jäähtyä hitaasti ilmassa, kiderakenne palautuu ferriittis-perliittiseksi. Kun teräs jäähdytetään nopeasti, hiiltä jää austeniittiseen kiderakenteeseen pakkotilaan ja tuloksena on martensiittinen kiderakenne. Martensiittinen teräs on hyvin kovaa ja lujaa, mutta haurasta. Karkaisussa terä tulee kuumentaa punahehkuiseksi lähelle oranssia, jolloin lämpötila on noin 800 °C paikkeilla. Jos olet epävarma, onko lämpötila oikea, voit kokeilla tarttuuko terä magneettiin. Nimittäin austeniittisella alueella teräksen magneettisuus häviää. Alla on taulukko karkaisulämpötilojen lämpöväreistä:
Seuraavaksi oli vuorossa teräksen lämpökäsittelyt. Puukon terältä vaaditaan kovuutta mutta myös kulutuskestävyyttä, joten terälle on suoritettava karkaisu ja päästö. Karkaisussa teräs kuumennetaan austeniittiseen lämpötilaan (yli 723 °C), jonka jälkeen se sammutetaan nopeasti kastamalla terä leikkuupuoli edellä öljyyn. Jos hiiliteräs saa jäähtyä hitaasti ilmassa, kiderakenne palautuu ferriittis-perliittiseksi. Kun teräs jäähdytetään nopeasti, hiiltä jää austeniittiseen kiderakenteeseen pakkotilaan ja tuloksena on martensiittinen kiderakenne. Martensiittinen teräs on hyvin kovaa ja lujaa, mutta haurasta. Karkaisussa terä tulee kuumentaa punahehkuiseksi lähelle oranssia, jolloin lämpötila on noin 800 °C paikkeilla. Jos olet epävarma, onko lämpötila oikea, voit kokeilla tarttuuko terä magneettiin. Nimittäin austeniittisella alueella teräksen magneettisuus häviää. Alla on taulukko karkaisulämpötilojen lämpöväreistä:
 | ||
| Lähde: http://www.westyorkssteel.com/technical-information/steel-heat-treatment/hardening-temperatures/ |
Karkaisun voi tehdä ahjossa tai kaasuliekillä. Itse käytin ahjoa, sillä se sattui olemaan sopivasti kuumana. Ruotia ei kannata karkaista, jotta se ei murru käytössä puukkoon kohdistuvan rasituksen johdosta. Kastelin käsipyyhepaperin vedellä ja käärin ruodin paperiin. Kiinnitin lukkopihdit ruotiin ja työnsin terän hiilien sekaan ahjoon. Sain terän kuumennettua nopeasti punahehkuiseksi, ja itse asiassa aluksi terä kuumentui ehkä jopa liikaakin. Annoin kuitenkin terän jäähtyä muutamia sekunteja ilmassa ennen sen kastamista öljyyn. Kokeilin myös magneetilla, että terä lämpötila oli austeniittisella alueella. Kun terä oli väriltään punahehkuinen, kastoin sen leikkuupuoli edellä öljyyn. Öljyksi käy vaikkapa auton jäteöljy. Terä kuitenkin kastetaan öljyyn vain puoleen väliin asti, sillä terän selkää ei haluta karkaista. Sammutuksen aikana öljy savuaa jonkin verran, joten hyvä ilmanvaihto on tärkeää. Pajallamme on kohdepoistoja, joten asetin yhden öljyastian ylle. Terää voi myös liikutella jonkin verran jäähdytyksen aikana. Tämä tehostaa jäähtymistä, sillä nesteen liike vie lämpöä pois terästä. Kun öljy ei enää savunnut, karkaisu oli tehty ja ylimääräisen öljyn voi pyyhkiä paperilla pois. Karkaisun onnistumisen voi testata pyyhkäisemällä terää metalliviilalla. Jos terä ei pysty ja ääni on lasimainen, tällöin karkaisu on onnistunut. Kokeilin terääni metalliviilalla, ja totesin karkaisun onnistuneeksi.
Jotta puukko pysyisi terävänä käytössä, terän täytyy olla kova, mutta esimerkiksi vuoltaessa terään kohdistuu vääntöä, joten terältä vaaditaan myös sitkeyttä. Päästö on karkaisun jälkeinen lämpökäsittelymenetelmä, jolla karkaistusta terästä saadaan sitkeämpi ja kestävämpi. Päästö voidaan tehdä uunissa tai kaasuliekillä. Oikea päästölämpötila puukolle on 235 °C. Tällöin lämpöväri on oheisen taulukon mukaan oljenkeltainen. Ennen päästöä terä täytyy kiillottaa karkaisun jäljiltä, päästövärit näkyvät paremmin. Moni ryhmäläisistämme oli päästänyt terän uunissa, mutta jostain syystä suurimmalla osalla päästö on mennyt yli, vaikka luulisi, että uunin avulla lämpötilan asettaminen olisi helppoa. Heillä tuloksena on ollut sinertävä terä, joten päästön aikana lämpötila on kohonnut ainakin 270 °C asteeseen. Tällainen terä on sitkeämpi, joten joissakin käyttötarkoituksissa sitkeämmästä terästä voi ollakin etua. Esimerkiksi nylkypuukon voi päästä 270 °C asteessa, ja tuolloin värin sanotaan olevan harakansulansininen. Tosin alla olevassa taulukossa kyseisen lämpötilan väriksi on ilmoitettu violetti.
 |
| Lähde: http://www.westyorkssteel.com/technical-information/steel-heat-treatment/tempering-temperatures/ |
Päätin itse kokeilla kaasuliekillä päästämistä. Kaasuliekin tulee olla pieni asetyleenivoittoinen liekki ja hehkutuksen tulee tapahtua terän selkäpuolelta. Suojasin ruodin jälleen märällä paperilla ja kiinnitin terän vaakatasoon ruuvipenkkiin. Hehkuttaminen aloitetaan tyvestä, sillä siinä kohtaa on suurin massa, joten myös kuumentuminen kestää pisimpään. Liekki on hyvä pitää myös koko ajan liikkeessä, jotta terä kuumenee tasaisesti. Säädin liekin sopivaksi aloin hehkuttaa terää kauttaaltaan noin 15-20 cm päästä ulkoliekillä. Kuumensin vain vähän aikaa kerrallaan ja odotin oljenkeltaisen värin ilmestymistä. Koska lämpö johtuu, myös päästöväri tulee näkyviin viiveellä lämmön tasaannuttua. On myös tärkeä huomata, että näin alhaiset lämpötilat eivät muuta teräksen väriä kuumennuksen aikana, vaan päästövärin näkee lämmön tasaantumisen jälkeen katsomalla kiillotettua osaa valoa vasten. Jos terän väri muuttuu kuumennuksen aikana punertavaksi, on terä lämmennyt aivan liian paljon. Jos terä kuumenee liikaa, karkaisu ja päästö on suoritettava uudelleen. Yritin pitää kaasuliekin koko ajan liikkeessä ja riittävän etäällä, ettei päästö olisi mennyt ylitse. Terää tarvitsi kuumentaa todella vähän aikaa ja ihme kyllä, onnistuin tässä ensimmäisellä kerralla. Terään ilmestyi tasainen kellertävä sävy.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti