Sugarcreek Forge Build Along 2014


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    Tim Troyer, citoyen des Etats-Unis d'Amérique, habitant la èpetite ville de Sugarcreek dans l'Ohio est un coutellier forgeron amateur. Il a une chaîne sur Youtube et en 2012 il avait lancé le projet de construire en communauté (chacun chez soi) un couteau fixe avec des outils simples. S'en suivirent des videos tutorielles jusqu'à la réalisation de l'étui en cuir.

    En 2014 il remet ça avec un projet de pliant à friction. Cette fois je me suis inscrit et j'ai sourcé le matos directement auprès de Tim pour la somme de 30 dollars US. Ce serait l'ocassion d'avoir un pivot montable par vis et un morceau d'acier 1095 ou O1 (1.2510, 100MnCr4) que je n'ai jamais travaillé.

 

Expédiés le 22-JUL-2014: deux plaquettes de micarta marron de 105 X 40 X 5 [mm], deux rivets aciers
de 1/16" X 40 mm, un rivet acier de 1/8" X 40 mm, 1 vis pivot de 3/16" X 3/8", 1 autre de 1/8" X 3/8"
et un plat d'acier inconnu de 130 X 32 X 4.65 [mm]. Que voulez que je fasse d'un bout de ferraille de
presque 5 mm d'épaisseur dans un pliant à friction? Je suppose que c'est pour pouvoir découper une
entretoise dans une chute du micarta de 5 mm qu'on pourra réduire à l'épaisseur du plat d'acier.



Dans la bague extérieure d'un roulement, j'avais tenté de forger un plat pour en faire un couteau d'office.
Une chauffe un instant trop long au chalumeau oxyacétylénique et un morceau s'en était détaché (en
vignette en haut à droite). Je l'ai forgé pour obtenir un plat approximatif moins épais que celui du kit.
Brut, il fait environ 3 mm au niveau du talon de la lame (au pivot) et s'amincit vers 2 mm.



Je repars sur un projet de "Borel II" mais cette fois la palette/lentille sera beaucoup plus courte et arrondie pour ne pas abîmer les vêtements ou
blesser le porteur à la couenne. Je compte aussi intégrer un ou plusieurs petits aimants pour assurer un peu la position fermée en cas de jeu au
pivot (bien que rattrapable à cause des vis).



Report du contour sur une plaquette.



Maintien des deux plaquettes ensemble par pince étaut et perçage du trou d'axe (le pivot).



Puisque forgée ma lame est légèrement "conique". Elle fait 1.97 mm d'épaisseur au niveau du pivot.



Et 1.25 mm à la pointe.



(1.97-1.25)/2=0.72/2=0.36 mm. J'ai cherché quelque chose de cette épaisseur approximative.
En l'occurence trois couches de vieille papillotte inox.



J'ai donc réhaussé l'avant de la lame de 0.36 mm afin que les trous soitent bien perpendiculaires
au plan médian de la lame.



Avec un axe de 1/8" placé dans les plaquettes et la lame, je me suis servi de la lame comme guide
de perçage pour le trou de la butée de fin de course dans les plaquettes.



Dégrossissage de la lame à la scie à métaux.



Voilà le résultat.



Façonnage plus fin du contour au bac à P36, 100 et 220. J'ai gardé la palette longue pour avoir un
point d'appui lors de l'émouture.



Axe et butée placées dans les plaquettes pincées par la pince étau, j'ai percé le trou du tube de
passage de la dragonne...



Et celui des deux rivets (sans pince car le tube maintient les deux plaquettes immobiles l'une par par
rapport à l'autre)



En gardant l'axe et la butée sur une plaquette, on peut tracer la limite de l'entretoise.



Nouveau dessin du contour des plaquettes en se servant des positions réelles des trous.



Les deux plaquettes sont positionnées grace à l'axe et au tube puis dégrossies à la scie à ruban.



Elles sont façonnée au back au P100.



Un gros chanfrein est fait à la main afin de gagner du temps lors de la confection des congés.



Emouture plate de part et d'autre au P60, 100, 220 et 400 en vue de la trempe (plus les rayures
sont fines, plus les amorces de rupture qu'elles sont auront un faible impact au refroidissement brutal
du métal)



Maintenant que je n'ai plus besoin de la palette pour la fixation sur mon guide improvisé pour l'émouture,
je la scie. Comme écrit ailleurs, la palette de mon premier pliant est trop agressive pour la couenne
et les vêtements.



Un arrondi est réalisé au back.



Pour faciliter l'ouverture malgré la disparition du "levier" bien pratique que représente la palette,
J'ai limé des stries avec ma lime spéciale.



N'ayant aucune matière pour faire l'entretoise et après une revue des couleurs suceptibles de se marier
harmonieusement avec le "brown canvas micarata", j'ai décidé de faire une petite plaque de 2 mm
de micarta maison sur base jean. On voit les 3 couches de jean dans le coin de ma presse copiée sur
celle de Guy Noble et deux petites cales en aluminium de 2 mm afin d'avoir une hauteur constante
lors de la mise sous presse. La cartouche de butane vide retournée sur la balance me sert seulement
de receptacle pour le mélange de la résine polyester. Je n'ai pas filmé le processus parce que c'est
une véritable couchonnerie pour les doigts et que le temps de prise de la résine est rapide.



   Donc après mélange de la résine, enduction au doigt et jusqu'au refus du tissu, empilage des couches
le tout est mis sous presse avec un poids (ici mon enclume de 2 kg)



La plaquette de micarat maison est plus grosse que prévue. Epaisseur aux 4 coins: 3.00, 2.76, 2.55
et 2.77 [mm]. J'ai reporté la courbure du tranchant en prenant soin de laisser de la marge pour le dos
et l'arrière et cela dans la partie la plus fine (ça fera toujours ça de moins à enlever)



J'ai assemblé les deux plaquettes par l'axe et un petit bout de tube de 6 mm dans le trou de passage
dragonne afin d'arrondir les angles de façon symétrique. Il suffit de faire de longs allers retours avec
des bandes d'abrasif. Porter un masque anti poussière!



Découpe grossière à la scie à ruban de l'entretoise en micarta maison.



Façonnage plus précis de la face intérieure afin qu'elle épouse bien la forme de la lame.


Non illustré
J'ai fini ladite face au papier abrasif à la main afin de faire ressortir la couleur bleue . Ce devrait
être plus joli lorsqu'on regardera à l'intérieur. Papiers  P220, 400, 600, 800, 1200 et 2500 avec
de l'eau.



Rectification plane au P120 sur un mirroir de la face à coller de l'entretoise.
Egrenage de la face opposée sur la plaquette



Acétone pour le dégraissage, colle époxy à prise progressive et pince serre-joint.



Après collage et mise sous presse, essuyage des excès de colle au coton-tige+acétone.



Ponçage jusqu'à P400 des faces parallèles autour du trou d'axe.



A force d'avoir forger l'acier sa structure garnulaire m'est inconnue. Je la veux la plus fine possible
avec des grains sphéroïdaux et pas lamellaires. Je passe l'acier au desssus de Acm afin de dissoudre
tout le carbone dans l'austénite. Un court instant pour éviter aux grains de grossir. Bref j'enfourne
pour 5 min à 920°C.



A présent pour obtenir des grains biens fins, une trempe sauvage pendant
4 à 5 s dans de l'huile de colza préchauffée entre 50 et 80°C. Puis on
refroidit à l'air ambiant.



Parfois la lame se déforme mais on peut encore la redresser. Ici elle était encore à 40..50°C. Parait
qu'il vaut mieux le faire vers 200°C mais je n'ai pas eu le temps.



Le traitement suivant sert encore à affiner le grain: on chauffe l'acier entre Acm et A1 (choix: 795°C)
et on le fait descendre progressivement sous A1 (choix: 680°C). J'ai donc mis la lame 5 min à 795°C
et j'ai baissé le four de 20°C toutes les 4..5 min pour atteindre 680°C. Cela s'est fait en 15..16 min.
Puis j'ai laissé la lame 5 min à 680°C.



La lame est ensuite sortie du four et laissée à l'air libre. Nous voilà théoriquement
avec des grains encore plus fins.



A présent la trempe. Je remets la lame 5 min à 835°C, sa température dite d'austénisation.
J'ai choisi 835°C pour que l'acier final soit très dur avec environ 0,8% de carbone dissous
aux joints de grains et qui formera la martensite et 0.2% de carbone qui se combinera avec
du chrome afin de former des carbures qui donneront de la résistance à l'usure.
(mes explications plus complètes en page 22 au 27-JUL-21014)



Puis on la refroidit dans de l'huile de colza préchauffée à 50..80°C pendant
5..10 s. On laisse la lame se refroidir lentement ensuite. On est "passée" sous
le "nez" perlitique suffisamment vite, ce qui se forme à présent est forcément
de la martensite très dure. Comme sa densité est différente, un refroidissement
final plus lent évite de trop grosses tensions dans l'acier.



Afin de transformer un maximum d'austénite en martensite je poursuis le refroidissement sous 0°C
dans mon congélateur vers -18°C pendant 30 min.



Et je descends encore à -52°C avec un spray réfrigérant en ciblant le tranchant.



A présent je teste ma trempe avec une lime (qui doit glisser) et je polis la lame pour voir plus tard
sa couleur de revenu (je vise un jaune paille)



Un revenu en four de cuisine (dont on vérifiera la température avec un thermomètre si possible
étalonné): 60 min à 200°C



En sortie de four, pschiit dans de l'eau.



Et nouveau retour à -18°C. Cette fois pour la nuit et le lendemain car je dois aussi dormir mais
30 min suffiraient selon moi. Il s'agit de transformer l'austénite résiduelle en martensite fraiche qu'il
faudra à nouveau "adoucir" par un second revenu.



Second revenu: 60 min à 200°C.



Nouveau refroidissement à l'eau.



Et un dernier séjour à -18°C jusqu'au lendemain.



Reprise de l'émouture avec un ponçage fin à la main et à l'huile à partir de P125 jusqu'à
P2500. La lame est un peu creusée (décarburation?) au point qu'on dirait du brut de forge et
extrêment dure.



Mesure de l'épaisseur de la lame au point le plus épais c-à-d  au pivot: 1.91 mm environ.



Ponçage de l'entretoise pour la descendre à la même épaisseur.



La voilà à 1.92 mm (la vérité c'est que mon ponçage n'est pas parfaitement parallèle mais ça ira)



Perçage de l'entretoise en se servant de la plaquette comme guide.



La zone à coller de l'autre plaquette est rendue rugueuse pour une meilleure accroche de la colle.



Idem pour tous les rivets, tube.



Avant le collage tout est nettoyé à l'alcool ménager. Colle époxy à prise progressive et mise sous
presse. Pour éviter que les pièces ne soient de travers, j'ai glissé une cale de 2 mm entre les plaquettes.
La butée de lame n'est pas encore collée.



On ponce grossièrement tout ce qui dépasse au backstand.



Ici je taille à la Dremel des poches de colle dans la butée de lame pour augmenter l'efficacité de la
liaison par adhérence.



Collage de la butée de lame à l'époxy. J'ai fait ce collage à part du premier afin de limiter au maximum
les débordements de colle autour de la butée au centre du manche. Pour cela je place aussi la colle
dans le second trou et en face du premier mais sur l'axe. Si on met de la colle dans le premier trou,
celle-ci sera repousser vers l'intérieur du manche comme le ferait le piston d'une seringue.



Transfert à chaud (avec un fer à souder modifié maison) d'un masque d'un logo en toner imprimé
sur du papier glacé (la technique en détail)



Amélioration de la protection de lame avec du vernis à ongle.



Sous 9 V et 250 mA en courant continu, la lame est mise au + tandis qu'un coton-tige imbibé d'eau
salée en excès est mi au -. Il suffit de passer le coton-tige sur le masque pour que du métal soit arraché
au niveau miscroscopique, pour migrer dans le coton.



Nettoyage à l'acétone du toner et du vernis.



Sciage de la butée de lame.







Et à présent je peux ajouter un petit chanfrein à 45° à l'avant du manche



A la main (et donc à température très éloignée du moindre risque de revenu), j'ai mis avec un support
copié sur le "wicked sharp" appartennant à un collègue de travail un demi-angle de 15° au sommet du
tranchant. Je me suis arrêté à P400 pour le moment et j'ai protégé la lame..



Ici j'attaque les finitions du manche avec des abrasifs de plus en plus fin jusqu'à P600.



Polissage du manche aux pâtes abrasives 40 et 2 microns et disque.
Pour faire ressortir la matière, au lieu de la traditionnelle huile WD-40, j'ai mis de la cire de carnauba.



Dernier affûtage à la pierre de coticule et au cuir.



Been there, done that! Projet SFBA-2014 achevé. Pliant à friction à palette raccourcie sur modèle "Borel II pliant".
  41 g seul. Acier 100Cr6 de 1.9 mm d'épaisseur, longueur totale 165 mm, longueur de lame 72 mm, longueur curviligne de tranchant 73 mm,
demi-angle au sommet du tranchant d'environ 15°, épaisseur derrière le fil 0.51 mm, ~ 62 HRc. Manche en  micarta marron et entretoise en micarta
  maison sur base de toile denim, finition cire de carnauba, rivets et butée en inox, tube en aluminium.


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