Damascenská ocel - damašek a jeho výroba je pro mne dosud neobjevenou oblastí. Se svolením autora předlohy následujícího článku jsem jej trochu zkrátil, tak aby vám poskytl nejzákladnější informace o tom co to Damašek je a v čem spočívá jeho výroba a vlastnosti. Všechny zájemce o další informace odkazuji na konci stránky na plné znění, na stránku obsahující i konkrétní návod na výrobu, kterou popsal Pike.
Damašek,
jinak též damask, damašková, damasková či
damascenská ocel je materiál, který
má nehomogenní, ale více či méně
pravidelnou vnitřní strukturu, sestávající
ze
střídajících se vrstev nejméně dvou
různých druhů oceli, popřípadě oceli a
jiného kovu. Jedná se ovšem o materiál
kompaktní, vrstvy jsou navzájem pevně
spojeny, nejčastěji metodou tzv. kovářského
svařování.
Nejtypičtější
vlastností damašku, nápadnou i pro laika na první pohled, je jeho vzhled - nápadná,
velmi dekorativní kresba, na povrchu kovu
jejíž vzor může být rozmanitý podle technik
použitých při výrobě. Tato kresba, která je
důsledkem vnitřní vrstevnaté struktury dvou různých
ocelí vynikne až po
vybroušení, naleptání a
vyleštění povrchu. Různé druhy ocelí se při
leptání kyselinou rozpouštějí různou
rychlostí a jsou tedy naleptány různě hluboko.
Kromě vysokých estetických hodnot má damašková ocel i vynikající vlastnosti mechanické. Při správném výběru ocelí pro jeho výrobu je totiž možné dosáhnout toho, že výsledné vlastnosti materiálu budou souhrnem dobrých vlastností obou (resp. všech) použitých druhů. Tak při nejčastěji používané kombinaci jedné tvrdé vysokouhlíkové oceli a jedné houževnaté oceli nízkouhlíkové (někdy technicky nesprávně označované jako "železo") bude výsledkem materiál odolný proti přelomení (jako měkká složka) a současně s vysokou odolností vůči opotřebení (jako složka tvrdá). Navíc díky vnitřní struktuře bude torzní, ohybová i rázová houževnatost tohoto materiálu dokonce vyšší než u měkké složky (podle stejného principu, podle kterého ocelové lano vydrží větší tah než tyč ze stejného materiálu a o stejném průřezu) a řezivost bude ještě větší než u složky tvrdé.
Díky této kombinaci vysokých estetických a mechanických kvalit damašková ocel v historii sloužila pro výrobu velmi kvalitních zbraní a dnes je s oblibou používána jako materiál na čepele luxusních nožů, ale i na šperky a různé ozdobné i užitkové předměty.
Historie damašku
Dnes už těžko zjistíme, kterou z několika dnes známých či alespoň tušených metod (nebo nějakou úplně jinou) byl vyráběn původní indický damašek. Je jen známo, že šlo o výrobu z jednoho kusu, nikoli tedy o použití technologie kovářského svařování.
V průběhu napodobovacích pokusů se jako nejschůdnější metoda ukázalo několikanásobné překládání a svařování materiálu, přičemž počet vrstev exponenciálně narůstá a je dosaženo žádaných vlastností. Tento tzv. svářkový, ve skutečnosti nepravý damašek se brzy rozšířil a dodnes pod pojmem "damašková ocel" bez bližší specifikace rozumíme právě jej.
K renesanci výroby damascenské oceli došlo ve 2. polovině 20. stol. zásluhou nožířů, kteří v ní našli ideální materiál pro výrobu kvalitních sběratelských nožů. Poptávka po těchto nožích rostla, a tak jich nožíři vyráběli stále více a současně začali objevovat nové a hlavně znovuobjevovat staré řemeslné postupy. Díky tomu se nyní výroba damašku rychle rozvíjí a jeho obliba stoupá.
Kovářské svařování
Ocel má při vysokých teplotách schopnost spojovat se pod tlakem v jeden kus. Za normálních okolností tomu brání vrstva okují (oxidů železa), která se při ohřívání vytváří na povrchu. Při kovářském svařování se materiál nahřeje na teplotu, kdy už se začíná natavovat. Pozná se to podle toho, že ony okuje se roztečou a vytvoří na povrchu souvislou tekutou vrstvu, železo bíle září a srší z něj drobné jiskřičky. Rozpuštění okují napomáhají tavidla, jako je přetavený borax nebo křemičitý písek se sodou. Důležité je, aby materiál byl nahřátý dostatečně, a to rovnoměrně v celém průřezu, ale aby zase nebyl přehřátý, protože tím se úplně znehodnotí. Ocel by praskala a rozpadala se pod údery a už by se nedala žádným způsobem napravit. Pak se kusy skovou k sobě - je potřeba postupovat razantně, rychle a rovnoměrně, jinak ve spoji zůstanou kazy. U větších kousků je zpravidla nutné, aby kovali alespoň dva kováři, z nich jeden s obouručním kladivem, anebo použít buchar. Při svařování odstřikují do okolí roztavené okuje. Materiál, který byl nahřát na svařovací teplotu (cca 1300°C) musí být bezpodmínečně ihned prokován, jinak dojde ke zhrubnutí zrna. Důležité je uvědomit si, že ne každý materiál je kovářsky svařitelný. Dobře se dají svařovat uhlíkové oceli, s rostoucím obsahem většiny legujících prvků pak kovářská svařitelnost prudce klesá. To je také důvod, proč prakticky není možné vyrobit klasickou metodou nerezový damašek.
Jeden z hlavních důvodů, proč je výroba damašku tak náročná, je nutnost naprosto dokonalého provedení svařování. Zatímco při běžné kovářské práci jde především o mechanické vlastnosti svařeného spoje, při výrobě damaškové oceli jakýkoliv kaz znehodnotí výslednou strukturu.
Materiály pro výrobu damašku
Obecně se pro výrobu klasického damašku používají oceli, které lze kovářsky svařovat, tedy oceli uhlíkové. Je možné použít i některé nízkolegované materiály (někteří zahraniční - a možná i naši, to nevím - nožíři používají kombinaci O1=19314ČSN + L6=19662ČSN), ale je to už náročnější. Jeden materiál by měl být tvrdý, s dobrou řezivostí a odolností proti opotřebení, druhý vysoce houževnatý. Klasikou je ocel 19191 (1% C) v kombinaci s některou ocelí třídy 11 nebo 12. Často se také používá různé staré nářadí - pilníky, pilové listy, řetězy motorových pil atd.
Výroba damašku
Výroba
začíná výběrem materiálu a jeho
poskládáním do tzv. paketu. V
nejjednodušší
podobě paket sestává ze dvou tyčí z různých
ocelí, přiložených k sobě dlouhými
stranami. Tento paket se pak provizorně spojí, aby se při
ohřívání a kování
nerozpadl. K tomu se nejčastěji používá stažení
několika očky z drátu
či kovovými svorkami, ale někdy také klasické
svaření elektrickým obloukem
na obou koncích. K paketu se také často přivaří
(kovářsky nebo elektřinou)
železná tyč, která jako držadlo usnadní manipulaci
při kování. Konec této tyče
také může být přímo součástí paketu
jako jedna z jeho složek.
Poté je paket kovářsky
svařen do jednoho kusu. Ten se pak vytáhne do délky, takto získaná tyč je
v polovině naseknuta, obě poloviny jsou přiloženy dlouhými stranami k sobě a
znovu svařeny. Tento postup se několikrát opakuje. Při každém přeložení a
svaření se počet vrstev zdvojnásobí.
Nejčastěji sestává
damašek ze 100 - 500 vrstev. Jsou ovšem i damašky o řádově desítkách až
stovkách tisíc, ba i milionech vrstev, tzv. mikrodamašky. Strukturu těch
nejjemnějších již nelze postihnout pouhým okem.
Mechanické vlastnosti damašku se do jisté míry zlepšují s rostoucím počtem vrstev až do stadia, kdy se materiál opět začne chovat jako homogenní blok. Protichůdnou tendencí je ovšem pokles kvality s rostoucím počtem kovářských svařování. Při vysokých teplotách totiž dochází jednak k okysličení a oduhličení oceli, jednak k difúzi uhlíku mezi jednotlivými vrstvami a tím k homogenizaci materiálu.
Je tedy žádoucí dosáhnout cílového počtu vrstev při co nejmenším počtu svařování. Toho se docílí precizní prací při svařování bez nutnosti jeho opakování, a dále zvýšením počtu vrstev v paketu a vícečetným (tj. více než 2x) nasekáváním a překládáním po každém svaření.
Konečná úprava damašku
Základním zdobným prvkem každého damaškového výrobku je jeho vzor. Ten se znázorní tak, že po dosažení konečného tvaru výrobku je jeho povrch přebroušen a vyleštěn. Čím vyšší je počet vrstev, tím jemnější musí být leštění. Pro standardních 100 - 500 vrstev postačuje výbrus 600 - 1200 GRIT. Pak je předmět ponořen do leptacího roztoku. Nejčastěji se používá kyselina chlorovodíková (solná, HCl) nebo chlorid železitý. Délka leptání závisí na tom, jak hluboce reliéfní vzor chceme získat. Vzor se objevuje již po několika málo minutách, s delším leptáním se stává plastičtějším. Po naleptání se povrch opět přeleští jemným smirkovým plátnem a případně ještě lešticí pastou. Vrstvy s vyšším obsahem uhlíku jsou vleptány hlouběji, nebudou tedy leštěním ovlivněny a zůstanou matné. Vystouplé vrstvy nízkouhlíkové oceli získají naopak kovový lesk.
Zpracováno podle stránky "Damašková ocel" kterou napsal Pike.