Pokus o slovanskou sekeru

Má vize a úkol byly jasné. Z jedné „čistší“ houby s nižším obsahem uhlíku vytvořit kus železa, bez prasklin a pokud možno bez překládání a s minimální ztrátou materiálu z tohoto kusu vykovat tělo sekery. Na ostří pak navařit kvalitnější kalitelnou ocel s vyšším obsahem uhlíku, která by déle držela ostří.

Výroba vysokouhlíkaté oceli

Rozhodl jsem se zužitkovat odpadlé kusy či nepodarky z předešlých pokusů o zpracování houby, které mi bylo líto vyhodit a které jsem uschoval pro případ „co kdyby se to někdy hodilo“. Větší kusy jsem rozkoval na menší placky a nasekal na kusy maximálně o velikosti 3x2x1 cm. Všechny použité kousky jsem podrobil jiskrové zkoušce, abych aspoň orientačně zjistil obsah uhlíku a vybral jsem ty méně nauhličené ze strachu abych nevytvořil litinu. K nauhličení jsem použil letmou výheň ve stylu té adamovské, poskládanou z cihel, s přívodem vzduchu ze strany. Jako přívod vzduchu jsem pohodlně použil ventilátor z turbokotle Dakon, který ještě před dvěma lety zajišťoval teplo mého domova. Vzduch je přiveden železnou trubkou a aby nedocházelo k utavování, tak jsem ji ochránil směsí kaolínu, písku a prachu z dřevěného uhlí v objemovém poměru 1:1:1.

Po zažehnutí výhně a zapnutí ventilátoru jsem za 15 minut začal přihazovat pečlivě vybraný houbovitý železný šrot. A postupoval jsem jako při tavbě železné rudy, takže při poklesu uhlí jsem přiložil lopatku uhlí (0,5kg) a velmi 'exaktní' míru: hrst železa. Po ukončení tavby jsem vzniklou houbu ihned nemilosrdně zpracoval na bucharu do nevzhledné placky připomínající nepovedený bramborák z velmi hrubého těsta. Výsledná houba byla velmi tvrdá a pórovitá. Při prvním zpracování se oddělilo několik větších kusů železa o celkové hmotnosti 0,9 kg, které jsem uskladnil bokem pro případ, že by se někdy hodily.

Po prohledání výhně jsem nalezl zbytek vsázky, který se „nepřipekl“ k hlavní houbě. Celková váha nepřipečeného zbytku činila 0,5 kg. Kousky byly přidány k odpadlým kusům z hlavní houby pro pozdější zpracování.

Po vychladnutí placky jsem provedl jiskrovou zkoušku, která připomínala vánoční prskavkovou světelnou show. To mě utvrdilo, že uhlíku je v železe dostatek a že by mohl být můj pokus o vytvoření vysokouhlíkaté oceli úspěšný.

Recyklační, nauhličovací nebo chcete-li cementační tavba trvala 1h 10min od zapnutí ventilátoru po vytáhnutí houby. Vsázka byla přesně 3 kg železa, vytažená houba vážila 1,9 kg a spotřebovalo se cca 15 kg dřevěného uhlí.

Zpracování vysokouhlíkaté „placky“

Jako další krok jsem se ručně kladivem snažil vkovat vystouplé laloky dovnitř a pokoušel se vytvořit pravoúhlý kvádr s minimem prasklin tzv. kubické-gane viz Dominikův příspěvek o japonském názvosloví.
Materiál jsem ohříval do momentu, než jsem uviděl jiskřičky hořícího železa a samotné kování jsem prováděl pouze při světlejších barvách než žlutooranžová. Během kování za oranžové barvy už docházelo k trhání materiálu.

Pro začátek jsem se nepouštěl do pokusů bez použití boraxu, protože jsem byl rád, že jsem železo udržel určitým způsobem při sobě, naopak jsem boraxem nešetřil a prosypával jsem houbu tímto tavidlem každý druhý ohřev. Pokusy s pradávnou bezboraxovou technologii budu provádět někdy v budoucnu, až si budu jistý svými výsledky s touhle jednodušší moderní cestou. Zhruba po 3 ohřevech se tento kus železa stal kompaktnějším a méně křehkým. Přistoupil jsem tedy k opracování na bucharu a v tento moment bylo možné kovat až po červenooranžovou barvu, aniž by vznikaly nové praskliny. Tuto kostku jsem vytahoval do formy podlouhlého hranolu do rozměrů cca 300x30x15 mm.

Překládání

I když měl vykovaný hranol stále několik prasklin, usoudil jsem, že se následným překládáním svaří a vyčistí od nečistot, takže jsem jej nasekl na 3 stejné kusy. Než jsem poskládal paket, důkladně jsem očistil povrch od okují pomocí ocelového kartáče a mokrého kladiva, kdy tvořící se pára doslova odstřeluje vzniklé okuje z povrchu za výtečných zvukových efektů, které nejvíce oceňují mí sousedé. Přeložil jsem hranol jako harmoniku na 3 vrstvy a nechal ohřát na oranžovou barvu. Po vytažení jsem okartáčoval povrch a prosypal boraxem. Následně ohřál vzniklý paket na svařovací teplotu a možná i lehce přes ní, protože jsem opět čekal na jiskřičky hořícího železa. Během ohřevu jsem s paketem sem tam pootočil, abych dosáhl co nejrovnoměrnějšího ohřevu a poté jej rychlými údery kladivem svařil. Následné vytažení svařeného paketu do délky na bucharu už bylo téměř bezproblémové, až na jeden kousek mezi dvěma vrstvami, který se nechtěl ani napotřetí svařit, tak jsem si úspěšně nalhal, že se to podaří při dalším kole překládaní, a opět jsem paket rozdělil na 3 kusy. Tento proces jsem opakoval ještě několikrát, jen s tím rozdílem, že následující kus jsem přehnul pouze na půl a následně opět na třetiny. Nesvařený kousek, který jsem zmínil při 2. přeložení, se nedokázal spojit ani při čtvrtém přeložení, jen se rozklepal na tenký plíšek, který jsem nakonec byl přinucen odseknout.

Na základě mého subjektivního, ničím nepodloženého a velmi nezkušeného dojmu jsem došel k závěru, že tento kus oceli je už dostatečně homogenizovaný a vyčištěný pro daný účel. Celkový počet vrstev by měl být přibližně 50 (3x3x2x3-ztráty=54-ztráty). U výsledného plocháče jsem zkusil zakalit konec z jasně červené barvy do vody a následně nechal popustit zbytkovým teplem na světlou slámu. Tvrdost zakalené části nemám jak přesně změřit, ale pilník o neznámé tvrdosti po této části klouzal, takže jsem prohlásil kalbu za úspěšnou. Celý plocháč jsem odložil do žhavého dřevěného uhlí a nechal vyžíhat. Z původní kilové houby po překládání zbyl 400 g těžký plocháč. Ztráty tedy činí 60%.

Jsem si jistý, že zkušenější kováři by tento proces zvládli na menší počet ohřevů a celkově si troufám tvrdit, že by se ztrátovost mohla snížit minimálně na 50% nebo i méně. Možnosti, jak snížit ztráty, bych viděl následovně:

1) Snížením teplot pro kování
• V mém případě jsem téměř každý ohřev prováděl až na svařovací teplotu v domnění, že pakety budou lépe prokovány a dokonaleji svařeny. Bohužel jsem tím zapříčinil to, že odhořelo velké množství materiálu. V ideálním případě bych měl svařovací teploty dosahovat pouze v případě nutnosti svařit rozdělený paket a pokud možno jej svařit na první ohřev. Následující ohřevy za účelem vytahování plocháče provádět při kovacích teplotách 900°C -1100°C.

2) Zamezení přístupu vzduchu k železnému paketu
• Na některých „instruktážních“ videích na youtube jde vidět, jak Japonští kováři paket před svařením obalí do mokrého rýžového papíru a polijí to celé bahenní břečkou. Domnívám se, že tento krok je dělán z důvodu omezení přístupu vzduchu a tímpádem menší oxidaci železa během ohřevu a tedy usnadnění sváru za menšího úbytku materiálu.

3) Být šikovnější, přesnější, rychlejší
• Kdyby byl člověk trochu zručnější a nevypadávalo mu žhavé železo z kleští na podlahu a pak se ho marně nesnažil opět chytit, mezitím co mu chladne na podlaze, tak by ušetřil určitě několik ohřevů. A kdyby kovář dodržoval kovací teploty a neřezal do paketu za červené barvy, tak by pak nemusel po následujícím ohřevu opravovat vytvořené trhliny.

Tělo sekery

Na tělo sekery jsem použil lupu vytavenou z limonitu nasbíraného v Olomučanech. Lupa měla přesně 4kg, a jelikož v kovárně nemám žádného živého pomocníka, můj pérový buchar má příliš malý zdvih a také abych nemusel nahřívat takovou masu železa, musel jsem rozdělit lupu za tepla na půl pomocí sekáče. Rozdělení lupy se povedlo asi na 5. ohřev do stavu, jaký je vidět na obr. 12 a následně byla „rozlomena“ za studena.

Začal jsem se zpracováním větší poloviny lupy s hmotností 2,1 Kg. V seku bylo vidět, že lupa měla minimum dutin a celkově byla velice kompaktní. Ohřev jsem prováděl na světle žlutou barvu a lupu jsem překoval do krychle a poté do hranolu cca 5x5x15 cm (Obr. 14). Během zpracování se začaly místy objevovat trhliny, které se vždy v následujícím kroku podařilo (alespoň na první pohled) svařit.

Následně jsem konec zúžil v domnění, že to bude týl sekery a pak jsem probil oko průbojníkem. Po vložení kalibračního trnu a tvarování oka se na jedné straně objevila příčná trhlina po celé výšce oka.

Poučení pro příště: Kalibrační trn odebíral rychle teplo tenkým bokům oka sekery a teplota padá pod mez kovacích teplot a při úderech kladivem došlo k tvorbě k trhlin. Dále jsem zjistil, že i kdyby k roztrhnutí oka nedošlo, na bocích oka by nezbylo dostatek materiálu pro vytáhnutí patřičných trnů.

Pokud nabýváte při tomto čtení dojmu, že jsem v životě nevykoval žádnou sekeru, tak vás musím ubezpečit, že máte naprostou pravdu. A jestliže vás napadá otázka, proč jsem si to panebože nezkusil napřed na levném kusu moderní oceli, tak odpověď je velice jednoduchá. Protože jsem strašně línej člověk a zkouška na nečisto je prostě strašně moc práce a času. No co, naši předci se to museli také naučit na této oceli. Po několika zoufalých pokusech svařit tuto trhlinu, které ji ještě zvětšily, jsem se rozhodl, že sekerku zkusím dodělat, i když nebude nefunkční, abych objevil další úskalí při tvarování čepele a hlavně navařování břitu.

Do středu čepele jsem vysekl drážku hlubokou cca 1cm a roztáhl do tvaru Y. Do odrážky jsem nasypal tavidlo a vložil klín vykovaný z připravené nauhličené oceli. Poté jsem nahřál připravenou drážku dožluta, zarazil jsem do ní klín co nejvíce to šlo, sklepl boky čepele, aby pevně objímaly vložený klín, vše očistil od okují drátěným kartáčem a posypal spáry tavidlem. V dalším kroku jsem již nahřál čepel na svařovací teplotu a poté několika údery svařil.

Navaření ostří proběhlo podle mého názoru uspokojivě, ale k mému překvapení jsem ztenčil čepel více, než jsem předpokládal. Poučen z toho, že bych měl nechávat více materiálu na bocích před svařováním, jsem tento výkovek odložil do svého recyklačního kyblíku, vzal zbytek houbového hranolu a vrhl se na pokus č. 2.

U pokusu č. 2 jsem už byl poučen a nechal jsem více materiálu na bocích probíjeného oka a taktéž nechal masivnější čepel. Bohužel se mi nepodařilo pořádně vytáhnout trny po bocích oka, jako je tomu u předlohy.
Dalším krokem bylo navaření ostří, úplně stejným způsobem jako u pokusu č. 1.

Po navaření břitu jsem ještě dolaďoval tvary a detaily, problém nastal, když jsem dolaďoval oko pro násadu. Při mé snaze roztáhnout „trny“ co nejvíce a přizpůsobit otvor pro násadu originálu se opět objevily trhliny.

Tentokrát už jsem neměl to srdce hodit několik dalších hodin svého času do šrotu, rozhodl jsem se tedy, že praskliny zamaskuji moderními metodami, za které se velmi stydím a sekerka bude sloužit jako dekorace v obýváku nebo tam, kde to má žena dovolí (nakonec povolila obývák).

Z houbového hranolu mi zbyl materiál na 3. pokus. Tentokrát jsem se rozhodl nikoliv pro metodu probíjení otvoru pro násadu, ale přehnutím pásoviny a svařením jako je tomu na obr 22 B.

Zbytek hranolu jsem tedy vytáhl do cca 1 cm tlusté pásoviny s naznačenými ostny po bocích oka, materiál se zdál být kompaktní a netrhající se. V místě přehnutí jsem nechal záměrně trochu více materiálu, abych mohl vytvarovat kladívkový týl sekery. Svaření se povedlo více či méně uspokojivě až na část u oka sekery. Při opakovaném pokusu o svaření se zúžil krk sekery a jako opravu jsem vložil klín, široký u oka sekery a zužující se směrem k ostří, ukončený cca. v půlce krku. Navaření neproběhlo zrovna na výbornou. Opět se mi nepodařilo sjednotit ocel v těsné blízkosti u oka, dále jsem prodloužil krk sekery a tím se značně odklonil od předlohy. Šířka nakonec byla přibližně stejná jako před „opravným“ vložením klínu. Takže výsledný produkt už nebudu nazývat replikou slovanské bradatice, ale jen sekerou volně inspirovanou nálezy moravských bradatic (to také nezní špatně). Další věc, co mne příjemně překvapila, je nauhličení břitu. Při jiskrové zkoušce se ukázalo, že je v něm uhlíku nadmíru a tedy jsem uznal, že navařování ocelového ostří je zbytečné. Na toto ostří pravděpodobně padla nauhličenější část houby, což mi přineslo úsporu materiálu a práce s dalším kovářským svařováním.

Během formování oka formou přeložení mi nevznikaly žádné trhliny, jako tomu bylo při prorážení a následném rozšiřováním. Během tohoto experimentu jsem z původní 1,2 kg vážící poloviny houby vytvořil jednu nezdařenou sekerku o hmotnosti 290 g, druhou pěknou, ačkoliv si myslím, že nepoužitelnou sekeru kvůli trhlinám o hmotnosti 425 g a třetí, odvážím si říci že funkční sekeru o hmotnosti 390 g a několik odseknutých částí, které dohromady váží 100 g. V prvních dvou případech je navařeno ostří z nauhličené oceli o celkové hmotnosti 150 g. Tedy ztráty odhořením oceli bez překládání jsou: 1-[(290+425+390+100-150)/1200]= 12 %, když bychom počítali do ztrát i odseknuté kusy, tak jsou ztráty 20%, což je stále výrazně nižší než 60% ke kterým jsem došel při čtyřnásobném přeložení při přípravě nauhličené oceli.

Využití zbytku nauhličené oceli

Ještě mi zbyl kousek nauhličené překládané oceli, který jsem se rozhodl zužitkovat do menšího nože, kde na výbrusu alespoň uvidím kvalitu jednotlivých svárů. Na výbrusu je patrno několik kazů a vměstků mezi vrstvami. To bylo pravděpodobně způsobeno tím, že jsem jednotlivé vrstvy před svařením čistil pouze vodou a ocelovým kartáčem, jak jsem popisoval výše. A nikoliv odbroušením vrchní zoxidované vrstvy, jako to dělám obvykle při tvorbě svářkového damašku. Dále na to může mít vliv nízký počet přeložení.
Nůž byl zakalen parciálně, tedy pouze ostří, jako chladící médium jsem zvolil vodu. Po naleptání nože kyselinou dusičnou jsou viditelné jednotlivé vrstvy a také ostrá hranice mezi zakalenou a nezakalenou částí nože.