Переточить керамический нож можно ли?

Немного покопался в литературе по поводу обработки всякой разной керамики шлифованием. В общем и целом, при машинном шлифовании практически везде основными препятствиями для получения качественной обработки называют слишком заметное биение кругов и порядок глубин дефектного слоя.
Конкретные цифры для некоторых видов керамики названы, в частности, здесь (выдержка из книги: Алмазная обработка технической керамики. Д.Б. Ваксер, В.А. Иванов, Н.В. Никитков, В.Б. Рабинович. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1976. - с.154-156):
masters.donntu.ru

К сожалению, что-то не нашёл текста книги целиком, вот так сходу.

Ещё немного информации в т.ч. по процессу шлифования алмазными кругами есть тут:
cyberleninka.ru

и тут:
cyberleninka.ru

А здесь - про влияние и порядок температур, в т.ч. на образование дефектного слоя:
cyberleninka.ru

Ну и ещё статьи по теме:
cyberleninka.ru

cyberleninka.ru

Что полезно, в статьях приведена и библиография - это полезное направление поиска! Хотя не всё далеко удаётся найти бесплатно на почитать.
В общем, надо будет "покурить" тему поподробнее..

------
"Теория без практики мертва и бесплодна, а практика без теории бесполезна и пагубна" П.Л. Чебышев.

Провозился кучу времени с этим керамическим ножом.

Для начала, решил опробовать алмазный круг (китайский) на органической связке.
Про круг подробно писал вот здесь - пост 3 по ссылке: myabrasive.ru

Круг применил на низкооборотистом станке, смазывал уайт-спиритом без запаха. В принципе, одного смазывания круга хватало минуты на 3 работы.
И как раз первые три минуты вселили в меня дурацкий оптимизм: круг снимал весело и задорно. Однако, затем производительность стала заметно падать. Очистка разными средствами круга уже не дала практически никакого эффекта и пришлось признать, что алмазы в рабочем слое банально затупились так, что без серьёзного взбадривания круга он больше по керамике работать не станет. За это время оставляемая им шероховатость обработки стала тоньше капитально, а съём практически исчез. И это при том, что круг пытался обновляться - вот например сгон кромкой уайт-спирита с круга - в нём плавает материал связки круга:

Но такой обновляемости связки недостаточно при таком размере зерна (примерно соответствует нашим 100/80мкм.) и твёрдости/плотности связки.
Подсыхающий круг густо покрывается снятой керамикой:

Чистящим брусочком Haco-Flex отчищается, но плоховато. Отмывается с щёткой с мылом в тёплой воде прекрасно. Но так не набегаешься отмывать, да и не станешь же снимать круг для этого каждые 3-5 минут. Уайт-спиритом чистится тоже хорошо и "не отходя от кассы", знай протирай да стирай "поднятое" из рельефа круга. Но.. . многовато надо уайт-спирита - легко надышаться. В общем, по результату этих проб и информации в сети и литературе, мне всё больше кажется, что нормальная производительность и при том минимально возможные сколы будут, если обратиться к опыту спецов, занимающихся огранкой камней. У них горизонтальные алмазные планшайбы с подходящими связками и концентрацией, с минимумом биений, с адекватными скоростями и постоянной подачей СОЖ.
Отзывы по обычным всяким вариантам с обычными же кругами и чашками - слишком разнородны и противоположны, чтобы точно понять, что когда у кого почему пошло не так, или наоборот - получилось.
Я видел результаты финиша керамики на вулканитовом круге и мне показалось неплохо, но где их найдёшь, да и потом дело уже давно было, сейчас не могу даже спросить маркировку.

Да, ещё важный момент: пока круг резал, на кромке была грубая, но очень равномерная "пилка". Почти без сколов. Сколы пошли и обвально, когда круг реально затупился. И это при том, что я попытался наоборот снизить давление, а пятно контакта уже увеличилось. Но это в принципе не удивительно - подсевший, затупившийся и выгладившийся чрезмерно абразив всегда работает плоховато, по крайней мере на самой кромке. Хотя бОльший глянец фасок может обманывать, из разряда типа: "вон как гладко пошло". Но кромке хана.

Пробы круга на основе карбида кремния отложил на потом. Пока что решил перейти к брускам.
Да, попробовав алмазный круг с выходом на кромку при 40 градусах полного угла и насажав сколов, я спилил с кромки сколы подсевшей гальваникой (потому как снимать надо было много), а после неё ещё зачищал шкуркой ОА P320, чтобы царапины от гальваники убрать и с запасцем. Затем "на излёте" хоть какой-то работы круга, немного уменьшил сведение клинка, ободрав на нём края вогнутых спусков под 20 градусов полного угла и оставив здоровенный припуск на ручную заточку. Микрон в 200 не меньше.

Далее попробовал ппоработать на старом рубанковском (ИНФ-Абразив) бруске 150 на основе КЗ. Надо сказать, работает достаточно резво, по крайней мере пока фасочка узкая. Результат на кромке чутка грубее чем от алмазного круга 100/80мкм. пока он резал. Но когда фаска (попробовал сделать на 13 градусов на сторону) стала более-менее широкой, скорость упала довольно сильно. Хотя брусок обновлялся и я регулярно смывал суспензию, чтобы поддерживать её количество в рамках. Надо сказать, что она образовывалась в разумном количестве и не обвально, т.е. в принципе можно без ущерба для ресурса бруска затачивать керамику вполне, как собственно уже другие говорили про этот же брусок.

Но мне уже стало скучно и я решил дальнейшие пробы карбида кремния зелёного отложить на потом. Сделал техбарьер уже только шкуркой P320 и стал думать, что бы попробовать. У меня немалый опыт обработки стекла на брусках алмазных на медно-оловянной связке, но там не шла речь о тонких кромках. К тому же меня останавливало то, как быстро у меня затупился и стал требовать взбадривания алмазный круг. Мне совершенно не хотелось привести свои полтавские алмазы на МО связке в нерабочее состояние - мне банально лень их потом взбадривать, тем паче что они у меня уже год без взбадривания пашут по некоторым сталям и пока ничего освежать не нужно.

В общем, исходя к тому же из тезиса "мягкое затачивать на твёрдом, а твёрдое на мягком", взял алмазные бруски на полимерной связке Columbia Gorge Stoneworks Resin Bond Diamond Stones.
На полный угол 26 градусов заточил бруском 80мкм. (с водой - это рекомендованная для них СОЖ и они прекрасно смачиваются, а концентрация алмазов высокая). На остроту старался не выйти, оставить припуск.
Работа мне понравилась - ход достаточно мягкий, не слышу скалывания, алмазы не вырываются, не заметил их затупления: нормально проточил, хотя и не стал выходить на остроту, чтобы не спровоцировать сколы. Собственно поэтому и не стал фотографировать отдельно этот результат, так как кромка не проточена.

Далее, следуя своему первоначальному плану (сделать нож достаточно "дуракоустойчивым", но с резом лучше фабричного и кромкой гладкой, но при том получить необходимую агрессию реза за счёт шероховатости фасок если не финишных, то предыдущих, что возможно при малой ширине финишных), сделал микрофаски на полный угол 60 градусов алмазным бруском Columbia 5мкм. Очень боялся сколоть кромку при столь ничтожном пятне контакта, но обошлось. Да, работал с "костыльком" на стационарных брусках.
Опять-таки, боясь посадить таки сколы и из-за хрупкости клинка опасаясь протачивать до максимальной остроты, какая получится, остановился, когда клинок стал легко и чисто брить предплечье. При том, что кромка практически "гладкая", шероховатость даже микрофасок вышла заметной достаточно, чтобы кожа травмировалась - через пару минут она стала краснеть и появилось неприятное ощущение. Кожицу помидора кромка нормально преодолевает, хотя мне, как человеку привыкшему к другим совсем вариантам на кухне по углам и остроте, этого кажется мало. Но это в любом случае качественно иной результат по однородности, шероховатости и тонкости РК, по сравнению с фабричным))

Вот так выглядит результат заточки при съёмке с объективом Mitutoyo M Plan Apo 5х0.14 - видна (на таком уровне разрешения и масштаба - гладкая) финишная фаска и край заточной фаски в резкости и далее в зоне нерезкости заметна граница проточки части спуска:

Ну и, конечно же, сделал микрофото уже в информативном для этой микрофаски масштабе и разрешении - с объективом Mitutoyo M Plan Apo 20х0.42.
Тут можно увидеть, что ширина микрофаски довольно небольшая - чутка меньше 70мкм., кромка весьма гладенькая, рельеф рисок при том достаточно выраженный:

Вообще, такой вариант заточки как раз часто делают и на стальных ножах, когда впервые затачивают клиенту, не привыкшему работать ножами острыми. Т.е. делают дуракоустойчивый угол микрофаски с довольно гладкой РК, при значении которого, даже при её хорошей остроте, порезаться ещё надо постараться. При том угол заточной фаски вполне разумный и шероховатость фасок такова, чтобы нож всё-таки был способен нормально резать с разумной агрессивностью.

В общем, поставленной цели "программы минимум" я достиг в этой пробе.

------
"Теория без практики мертва и бесплодна, а практика без теории бесполезна и пагубна" П.Л. Чебышев.

Попробовал сравнить остроту (не режущую способность, а именно остроту), полученную на этом ноже, с чем-нибудь широко распространённым, чтобы дать читателям некоторое представление о том, что получилось - т.е. чтобы заинтересованные могли сравнить с чем-то, при желании, хотя бы в общих чертах то, что у них получается при заточке керамических ножей.

Попался под руку строительный сегментный нож и пара кассет сменных лезвий к нему, разных производителей. Начал сравнивать и понял, что из этой идеи мало что получится. Так как они отличаются между собой, хотя и не кардинально. Но именно остроту сравнить как раз можно.

Имея одинаковую толщину, ширину и угол первой фаски, лезвия от разных производителей имеют некоторое различие в углах и геометрии вторых, финишных фасок. Острота при том практически одинаковая.

По ногтевому тесту (т.н. "второй" его части - т.е. лёгкое касание РК поперёк влажной ногтевой пластины на предмет гладкости скольжения или подтормаживания РК, либо полного торможения - последнее демонстрирует наибОльшую остроту из вышеуказанного) картина мало отличается - оба лезвия достаточно легко скользят по ногтю, еле-еле имея намёк на подтормаживание.
При таком раскладе, ясно, что нож не особо острый, максимум будет брить предплечье и резать газету. Что и подтвердилось. Попытка строгания волоса не увенчалась успехом - против "чешуек" на тонком крашеном женском волосе еле-еле пытается кромка зацепиться, но ей это так и не удалось ни на одном, ни на втором.

Предплечье при том бреет в принципе нормально.
Что же там с остротой? Но начнём с других параметров, так как они меня немного удивили.

В интернете нередко встречалась ситуация, когда люди для тестирования использовали такие сегментные лезвия в качестве отправной точки для сравнений. И часто указывали полный угол заточки 20 градусов. Что выглядит как минимум сомнительно.
Во-первых, не новость, что такие лезвия обычно имеют ступенчатую заточку "на две фаски".
Во-вторых, замеры углов заточных фасок на обоих лезвиях оказались идентичны: 15 градусов полного угла. А вот вторые фаски отличались.

На лезвии одного производителя, полный угол вторых фасок составил 43 градуса, причём они не идентичны по ширине: одна шириной около 60мкм., а вторая - около 20мкм. Но это не выглядит специальной задумкой, так как сняв профиль лезвия путём вдавливания его в пластилин и наблюдая под микроскопом, я обнаружил, что кромка имеет отклонение от центральной плоскости лезвия. Что скорее говорит о том, что при заточке этой партии лезвий, имела место какая-то технологическая погрешность.

Углы заточки второго лезвия я даже не поленился зафиксировать и опубликовать. Кстати, для лучшей наглядности я использовал уже не пластилин, а олово - практика показала, что для оценки углов фасок шириной порядка 50мкм. и менее, и/или когда фаски не совсем плоские (а при промышленной заточке они нередко слегка вогнуты) олово подходит лучше пластилина. В качестве донора олова был взят припой в виде проволоки с сечением около 3-4мм. Фрагмент проволоки я с помощью наковаленки и молоточка превратил в пластиночку, толщиной около 1,5мм. и зачистил её на шкурке P2500. Но, поскольку, зачищенное олово очень блестящее, для лучшего контраста интересующей меня области, после съёмки я сделал инверсию кадра (т.е. превратил его "в негатив"). Потом загнал в онлайн-транспортир и сделал замеры первых и вторых фасок - вот они:

Угол заточки, т.е. непосредственно угол вторых фасок, сформировавших РК - 49 градусов. Это, конечно, очень много и больше, чем у предыдущего лезвия, которое, впрочем, вероятно просто косячно заточено и потому ориентиром служить не может.
Но вообще, конечно, при резе таким лезвием так сразу и не подумаешь, что у него такой конский угол на кромке. Потому как несмотря на остроту в принципе удовлетворительную, порезаться им не так уж легко, и первая мысль при использовании всё-таки возникает о том, что лезвие не очень острое, а не о том, что угол финишной фаски великоват.

Ну а теперь, собственно об остроте - я замерил толщину режущей кромки под микроскопом У обоих клинков она получилась практически одинаковой, в рамках "погрешности измерения", я бы сказал.
Фото я привёл в порядок для публикации второго лезвия, так как оно заточено геометрически корректно:

Тут снимок, конечно, кадрирован, но измерив ещё до кадрирования, я не нашёл отклонений от среднего значения толщины РК, попавшего в результате на конечную картинку - толщина РК, в силу довольно грубой шероховатости вторых фасок, колеблется между примерно 0,8 и 1,3мкм.

В принципе, неплохо. И хотя керамический нож у меня бреет предплечье лучше и чище этого лезвия, и лезет в помидор лучше, но это уже аспекты режущей способности. При том, что угол у него больше. А что касается именно остроты, т.е. тонкости РК - то в принципе получилось примерно одинаково и по числовому значению (на керам. ноже я намерял в среднем 0,9-1 мкм. - его шероховатость заточки тоньше и толщина РК равномернее) и по "второй части" ногтевого теста очень близко.

В целом, я считаю, что первоначально желание сделать привязку к какому-то легкодоступному режущему инструменту - не оправдалось. В силу заметного разброса его заточки, я не могу быть уверен, что в других случаях острота не будет отличаться. А если сравнивать не остроту, а режущую способность в целом - то она уже будет сильно зависеть от углов последней фаски.

Ради интереса, покопался, есть ли какие данные об остроте (т.е. толщине РК) других сегментных ножей подобного плана. Вспомнил, что такая информация попадалась у Тодда Симпсона - про лезвие Olfа - он пишет, что:
".. 40 градусов у лезвия Olfa. Лезвие Olfa также имеет небольшой заусенец на кромке, который снижает эффективную остроту". У него, как всегда, шикарные иллюстрации - источник: scienceofsharp.com
Толщину собственно кромки там оценить трудновато, так как микрозаусенка весьма выраженная. Но, похоже, не зря лезвия этого производителя считаются одними из самых острых среди подобного инструмента, если не самыми острыми.

В общем, было интересно, но говорить о лёгком и доступном типе лезвия с достаточно повторяющимися характеристиками - особо не приходится. Разницы достаточно большие. Для меня это повод к ещё более критическому восприятию информации, при чтении сравнительных тестов клинков, когда в качестве "точки отсчёта" используются какие-либо подобные инструменты, без детальных их замеров.