Pavel Bolf

Blogs

Pavel Bolf Katana kaji

leštění, jitekko, nugui

Leštění, úpravy finálního vzhledu struktury a částic oceli u čepelí japonských mečů.

 

Leštění čepelí Japonských mečů je rozděleno na dvě části. První je tvarování SHITAJI, druhá část je leštění SHIAGE.

Hlavním nástrojem pro leštění jsou brusné kameny. Používají se kameny přírodní, nebo syntetické.  V současnosti existují syntetické kameny nahrazující všechny stupně pro tvarování i leštění, s vyjímkou finálního kamene UCHIGUMORI a z něj štípaných prstových kamenů HAZUYA.

Kameny pro tvarování jsou ARATO (cca. 180), BINSUI (cca.220), KAISEI (800-1200),

Kameny pro leštění jsou CHU-NAGURA (2000) KOMA-NAGURA (5000) A UCHIGUMORI (12000)

Dále se používají prstové kameny HAZUYA , což jsou tenké plátky štípané z kamene UCHIGUMORI  a JIZUYA, která je štípaná z kamene NARUTAKI. JIZUYA je v současnosti již také k sehnání v syntetické verzi.

Postup:

Brusný kámen je připevněn na podložce a čepel držená v rukách se opracovává přítlakem a tahy  na něm. Vyžaduje to praxi. Opracovává se strana otočená ke kameni, takže broušenou plochu při práci brusič nevidí.

Začínáme na kameni Arato. Je to kámen s hrubým ostrým zrnem. Smyslem práce na arato je vytvoření co nejdokonalejší SUGATA, precizní vytvarování čepele, fazet a vyostření ostří. Po kalení a korekcích tvaru je povrch čepele místy nerovný, může být i  lehce zvlněný. Čepel je při kalení tupá, s ostřím širokým i 2mm. Tyto nedostatky je potřeba odstranit. Pracuje se vždy v pořadí plochy hřbetu, plochy shinogi-ji, ostří a ji a tvarování žebra shinogi, a nakonec tvarování hrotu a hrany yokote.  Na kameni Arato se pracuje mírně šikmo u plochy shinogi-ji, kolmo u ji a ostří. Po dokončení práce na Arato je jasně definován tvar čepele, fazety jsou ostré, včetně hran tvořících hrot.Plochy tvořící hřbet a plochy nad shinogy jsou ploché. Plochy mezi žebrem SHINOGI a ostřím jsou broušeny do tvaru čočky. Čočkovitý výbrus tvoří i plochu hrotu.  Arato také odhalí rozdíl mezi měkčí, světlejší plochou JI a  tvrdou, tmavší, zakalenou částí břitu , linii HAMON. Jemné niance v linii hamon, ashi, nie a další metalurgické efekty nejsou obvykle v této fázi příliš zřetelné. Linie UTSURI je vidět výjimečně, jen pokud je opravdu velmi výrazná. Struktura oceli HADA není u dobře zpracované oceli zřetelná.

Následuje práce na kameni binsui. Zde je účelem zdokonalení fazet a tvaru. Pracuje se stejně, jako na kameni ARATO. Metalurgie je trochu výraznější než u ARATO. HADA není zřetelná.

Práce na kameni KAISEI je posledním krokem při tvarování čepele. Opět je účelem doladění SUGATA. Pracuje se v úhlu cca 45°.  Poiuze plocha hrotu BOSHI se opracovává kolmo na osu čepele. Po dokončení práce na KAISEI musí být tvar čepele dokonalý, fazety a břit perfektně vyostřené a hrot dokonale definovaný, s ostrými liniemi koshinogi a yokote. V této fázi začínají vystupovat jemnější metalurgické efekty. Niou, ashi, kinsuji, sunagashi a nie. Hada stále není zřetelná.

 

Následuje práce na kameni chu nagura. Je to první krok fáze leštění. Kameny používané pro fázi leštění shiage nemají velkou schopnost úběru materiálu, jako kameny používané v tvarovací fázi shitaji. Mají však schopnost vyhlazovat povrch oceli a odkrývat strukturu překládání a metalurgii oceli.

Broušení na kameni Nagura se provádí souběžnými tahy s osou čepele. Vyjímkou je plocha hrotu boshi. Ta se stále brousí kolmo na osu. Kámen chu nagura začíná odkrývat strukturu překládání. Kámen koma nagura je podobný, jen jemnější zrnitosti. Práce na obou kamenech NAGURA je stejná. Komanagura však začne vytvářet lesklý zrcadlový povrch. Obvykle po dokončení leštění na komanagura vidíme zřetelně strukturu překládání. Lesklý povrch poněkud sníží kontrast mezi měkkými a tvrdými částmi čepele a tím upozadí hamon a metalurgické efekty. Je však možné je jasně vidět po nasvícení pod úhlem.

Uchigumori je jediný kámen, ke kterému neexistuje syntetická varianta. Práce na tomto kameni sjednocuje povrch, a odhaluje částice oceli, strukturu překládání a většinu metalurgických efektů v oceli. Uchigumori je poslední kámen, na kterém se pracuje přítlakem čepelí. Následují prstové kameny, které jsou naopak přitlačovány palcem k čepeli a brousí se jimi souběžným pohybem s osou čepele.

Leštění čepelí japonských mečů sestává ze tří částí. První je tvarování čepele na kamenech arato, binsui, kaisei. Účelem této fáze je dosažení perfektního tvaru, ostrých fazet a správného tvaru ploch pod a nad žebrem shinogi, hřbetu a hrotu. První tři kameny se odlišují schopností výraznějšího odběru oceli z opracovávané čepele.

Druhou fází je leštění čepele na kamenech chu-nagura, koma-nagura, uchigumori a prstovými kameny hazuya a jizuya. Tyto kameny již mají malou schopnost odebírat větší množství oceli, ale povrch oceli zjemňují a tím postupně odhalují její překládanou strukturu a krystalické struktury vzniklé při procesu kalení.  

Prstové kameny hazuya jsou tenké segmenty kamene uchigumori. Můžou být podlepené papírem (washi) Přítlakem palce a tahy souběžnými s podélnou osou čepele se jimi sjednocuje kvalita vyleštěného povrchu. Při volbě vhodného typu kamene dochází k vybělení linie hamon a k zvýraznění struktury oceli. Po použití kamene hazuya je povrch oceli mléčně zabarvený.

Prstový kámen jizuya  odstraní mléčné zabarvení oceli , ocel projasní a výrazně zvýrazní jednotlivé částice oceli. Má schopnost ,,otevřít“ strukturu překládané oceli. Podobně jako u všech leštících kamenů v druhé fázi leštění záleží na vlastnostech oceli konkrétní čepele. Někdy stačí pracovat s prstovými kameny jen krátce a struktura oceli je jasně zřetelná. Někdy je zvýraznění hada (struktura překládání) a hataraki (metalurgické aktivity) záležitostí několika hodin práce.

 

Finálním krokem pro dokončení povrchu oceli je použití pasty jitekko nebo nugui. Tyto pasty jsou tvořeny olejem a oxidy železa. Některé nugui jsou složeny z více položek. Leštiči si míchají i vlastní nugui a své receptury často považují za tajné. Například v obchodě s leštícími kameny můžete koupi jitekko a tři typy nugui. Jitekko zvýrazňuje decentně strukturu překládání a částic oceli. Neovlivňuje výrazně zabarvení oceli. Používá se pro tradiční leštění v sashikomi stylu. Říká se, že ukazuje pravou krásu a kvalitu oceli. Výsledek práce s nugui není tak vyzývavý, jako po použití nugui. Kontrasty metalurgických efektů i hada jsou decentnější. Při dlouhé aplikaci jitekko dochází k ,,vydření“struktury překládané oceli a tím k vytvoření efektu zestárnutí hada. Je na vkusu každého leštiče, jak výraznou hada vytvoří. Každopádně při aplikaci jitekko lze velmi výrazně měnit výslednou tvář oceli. Pro zvýšení účinku práce s jitekko se čepel před její aplikací pomocí vatového smotku s jehož pomocí se roztírá pasta pod tlakem souběžnými tahy , čepel ohřeje. Ohřívá se politím horkou vodou. 

Základní je Kongo (oxid železa a olej) Při jejich aplikaci je výsledek odlišný. Některé více zvýrazňují hada (spoje mezi částicemi oceli, vrstvami), některé více barevné rozdíly částic oceli v závislosti na obsahu uhlíku. (světlé, tmavé). Opět velmi záleží na druhu nugui a délce aplikace. A samozřejmě na kvalitě a typu oceli. U mečů s hadou tvořenou kombinováním ocelí (Soshu, Gassan) je samozřejmě výsledek zvýraznění barevných odlišností částic oceli rychlejší a výraznější, než u čepelí se jednodruhovou, semknutou a jemnou strukturou.

Podstatná pro finální podobu čepele  je samozřejmě také příprava oceli kameny před samotnou aplikací pasty. Způsob a délka použití pasty však má schopnost zcela radikálně ovlivnit konečnou podobu čepele. Čepel, u které po krátké aplikaci pasty působí hada  jako nashi ji, nebo ko itame, může po opakované a delší aplikaci vystoupit jako mokume, o-mokume, itame apod. Já obvykle používám mix pasty jitekko a kongo, pro zvýraznění barevných částic pak další nugui z nabídky obchodu Namikawa heibei. Delší aplikace může mít vliv na kontrast linie utsuri. Ta někdy výrazně vystoupí až po delší a opakované aplikaci pasty. To platí i pro efekty chikei.

Na fotografiích jsem se snažil zachytit zmněny po opakované aplikaci pasty. (mix nugui, jitekko) Každá aplikace trvala cca 5min. Před aplikací je čepel po použití kamene hazuya (bez jizuya). Hada je uzavřená, málo zřetelná. Povrch oceli je mléčně zabarvený. Každá následující aplikace více zvýrazňuje strukturu překládání. U poslední aplikace vystoupily i barevné rozdíly jednotlivých částic oceli a nějaké chikei.

výroba Japonského meče

Suroviny pro výrobu čepele japonského meče.

Ocel používaná pro tradičně vyrobené Japonské meče je jedním z faktorů, které dělají Japonský meč unikátním. Je typická způsobem výroby redukcí železné rudy na dřevěném uhlí v peci tatara. Další typickou vlastností je  chemická čistota takto vyredukované oceli. V podstatě se jedná o téměř čistou sloučeninu železa a uhlíku. Jiné prvky jsou zastoupeni ve velmi nízkých hodnotách. Díky extrémně nízkým obsahům chemických prvků v oceli , tyto  nijak výrazněji neovlivňují vlastnosti oceli.

Existují dva typy oceli používané pro výrobu Japonského meče. Tamahagane, ocel vzniklá redukcí železné rudy na dřevěném uhlí v peci Tatara. Druhým typem oceli je Oroshigane. Tato ocel vzniká přetavením nezpracované oceli tamahagane nevyhovující kvality nebo zpracované tradiční oceli (výrobků z ní). Například starých hřebíků, kování, litinových čajových konviček a podobně. Pro přetavení oceli se používá dřevěné uhlí a provádí se ve výhni.

Výroba oceli Tamahagane je poměrně náročná. Provádí se v tradiční peci Tatara, postavené z hlíny. Jedná se o šachtovitou pec s přívodem vzduchu ve spodní části. Vsázkou složené z železné rudy a dřevěného uhlí se pec plní shora. Po dokončení tavby je nitné pec zbořit, aby bylo možné vyjmout vytavenou ocel. Velikost pece je úměrná požadovanému množství oceli. V Japonsku se v současnosti vyrábí ocel v Shimane ve velké Tataře. Ta produkuje asi 2tuny oceli na jednu vsázky. Taková tavba je velmi náročná na suroviny i čas. Tavba trvá přibližně tři dny a vsázku tvoří asi 20-30 tun železitých písků a dřevěného uhlí. Výsledný vytavený ocelový slitek Kera  vyplňuje dno pece a je asi 2 metry dlouhá, 1m široká a 0,5m vysoká. Tento obrovský kus oceli má nerovnoměrný obsah uhlíku. Na okrajích je vysokouhlíkoví ocel s obsahem uhlíku více jak 1%. Směrem ke středu se obsah snižuje. Jádro Kery je tvořeno nízkouhlíkovou ocelí s obsahem uhlíku nižším, než 0,5% . Z tohoto důvodu je nutné Keru rozbít na menší části a její části roztřídit podle kvality. Pro výrobu mečů je vhodná ocel s obsahem uhlíku mezi 1-1,5% . Ocel s nižším obsahem uhlíku je možné upravit metodou Orošigane nebo ji použít pro jádrovou ocel Shingane. Ocel s obsahem uhlíku vyšším než 1,5% je velmi těžko kujná, s přibývajícím obsahem uhlíku je zpracování kováním nemožné. Příliš nauhličená ocel se při kování trhá a je nesoudržná. V malém množství je ji možné použít při stavbě základního paketu oceli pro plášť meče. Malé částečky takovéto oceli vytvářejí výraznější strukturu v struktuře překládání Hada. Příliš nauhličenou ocel je opět možné upravit metodou Oroshigane. Pro zvýšení efektivity  při produkci kvalitní oceli Tamahagane s ideálním obsahem uhlíku je možné používat menší pece. Pec s vnitřním průměrem  šachty asi 40cm a vsázkou 30kg kvalitní železné rudy a asi 100 kg dřevěného uhlí, vyprodukuje po 4 hodinách tavby Keru o hmotnosti 10-15 kg. Množství a kvalita oceli je výrazně ovlivněna množstvím vháněného vzduchu a samozřejmě kvalitou a čistotou železné rudy. V ideálním případě je celá Kera tvořena vysokouhlíkovou ocelí  přímo použitelnou pro zpracování na ocel ostří a pláště meče Hagane. Kery s hmotnosti vyšší než 15 kg již obvykle v jádru obsahují ocel s nižším obsahem uhlíku.

 V současnosti je možné použít i moderní pece složené z více částí. Ty jsou vyrobeny z ocelového pláště vyplněného výmazem z žáruvzdorné hlíny. Tyto moderní pece je možné po dokončení tavby rozložit na jednotlivé stupně. Vytavená ocel se obvykle nachází ve spodní části pece. Po jejím vylomení a  vyjmutí je možné pec opět složit a opakovaně ji použít. Při opakovaném použití dochází v poškození vnitřní, hliněné výstelky pece. Tu je potřeba před každou tavbou opravit.

Technikou Oroshigane je možné upravovat obsah uhlíku v oceli. Umožňuje obsah uhlíku snížovat i zvyšovat. Pro redukci uhlíku v oceli je zásadní tloušťka vrstvy dřevěného uhlí mezi dyznou přivádějící do výhně vzduch a povrchem vrstvy uhlí.  Pokud je vrstva uhlí nízká, je tavící se ocel vystavena působení kyslíku obsaženém ve vzduchu přiváděného do výhně . Kyslík se váže s uhlíkem obsaženým v oceli a tím se obsah uhlíku v tavící se oceli snižuje. Pokud je vrstva dřevěného uhlí vysoká, tavící se ocel naopak přijímá uhlík obsažený v kysličníku uhličitém, který vzniká při hoření dřevěného uhlí. Tím se obsah uhlíku v oceli zvyšuje. Je na zkušenostech mečíře, určit obsah uhlíku v upravované oceli a podle toho zvolit odpovídající výšku vrstvy uhlí. Dalším důležitým faktorem je množství vzduchu vháněného do výhně. Větší množství vzduchu urychluje hoření a tím i rychlost, kterou se ocel vložená do výhně taví a prostupuje z povrchu ke dnu výhně pod přívod vzduchu. Postup výroby Oroshigane je relativně jednoduchý. Do rozehřáté výhně postupně přikládáme střídavě lopatu dřevěného uhlí a přibližně hrst kousků přetavované oceli. Velikost kusů oceli by měla být upravena na maximálně 3x3 cm, aby došlo k úplnému roztavení jednotlivých kusů . Je lepší tavit menší kusy oceli. Tavba 6kg oceli trvá asi 1 hodinu. Po vložení posledních kusů oceli je potřeba ještě asi 20 min přikládat jen dřevěné uhlí.

 

Výsledným produktem tavby je v případě Tamahagane i Oroshigane ocelový slitek Kera. Používá se pro ni také výraz ,,Houba“, vzhledem k jejímu vzhledu připomínající bochník chleba nebo mořskou houbu s povrchem posetým drsnými a ostrými výčnělky připomínající korálové útvary. Spodní část Kery bývá často hladší a slitá do kompaktního celku.

POZNÁMKA AUTORA:

Provedl jsem mnoho experimentů při tavbách oceli. Jejich cílem bylo získat poměry množství vsázky, vytavené oceli při maximální možné dosažené kvalitě. Cílem bylo získat ocel v maximálně  možném homogenním kuse s co nemenšími rozdíly v obsahu uhlíku v různých částech Kery. Pro Tamahagane jsem nejlepších výsledků dosáhl se vsázkou 30kg železné rudy vysoké kvality (magnetit, železitý písek 98,8% oxid železa), 110 KG dřevěné uhlí. 10kg pro předehřátí pece, 100 kg pro tavbu. Délka tavby cca.3hodiny 30 min. Po dvou hodinách a po ukončení vsázky železné rudy odpichuji strusku otvorem ve dnu pece. Pro tavbu bývá obvykle použita moderní třísegmentová pec, výmaz tvoří šamotová hlína. Vnitřní průměr pece je 40 cm. Dno pece je vytvarováno do tvaru misky z upěchovaného popela. To umožňuje slití oceli do kompaktního kusu ve tvaru bochníku chleba. Výsledné slitky oceli se pohybují váhově v rozmezí 12-15 kg. Při rychlejším hoření (větší množství vháněného vzduchu) je vytavené oceli méně, s nižším obsahem uhlíku. Příliš velké množství vzduchu urychlí průchod rudy pecí. V extrémním případě nedojde k redukci rudy na ocel a výsledkem tavby je jen struska. Tento materiál, u kterého nedošlo k redukci na ocel, je možné po vychladnutí rozdrtit a opět použít pro další vsázku. Struska vypouštěná v průběhu úspěšné tavby je tvořena roztavenými minerály bez obsahu železa. Tato je pro další tavby nepoužitelná, respektive není zdrojem oceli. Její menší množství vsazené do pece na začátku tavby však může vytvořit příznivější redukční prostředí na dně pece pro ,,nastartování“ úspěšné tavby.

Při výrobě oroshigane používám vsázku 6kg upravované oceli a cca 10 kg dřevěného uhlí. (do již rozehřáté výhně).  Minimální použité množství oceli pro vsázku je dle mého názoru 4kg. Při použití menšího množství je přetavená Kera příliš členitá a je obtížné ji zpracovat. Více jak 7kg oceli pro přetavení má negativní vliv na rovnoměrné rozložení uhlíku v upravené oceli. Jádro velké Kery má nižší obsah uhlíku a jeho spodní část tvoří litina s velmi vysokým obsahem uhlíku.

Po ukončení vsázky oceli ještě asi 20 min přikládám dřevěné uhlí. Asi 10 min před ukončení tavby zakryju výheň ocelovou deskou. Tím dojde k zvýšení teploty v spodní části výhně .  Kera se působením vyšší teploty slije do kompaktnějšího celku.

Po ukončení tavby vylomím ze dna pece Keru a ještě žhavou ji vhodím do vody. Tím dojde k očištění Kery od většiny strusky a dalších ulpívajících nečistot.

Při výrobě Oroshigane obvykle po vyjmutí Kery  nahrnu zbytek žhavého uhlí zpět do výhně a provedu další tavbu. Někdy lze provést ještě třetí tavbu. Následně je potřeba výheň nechat vychladnout a vyčistit od strusky, nahromaděné na jejím dně v průběhu po sobě následujících taveb.

 

Kvalita tradičně vyrobené oceli se může lišit. Ocel používaná v Japonsku  k výrobě japonských mečů Tamahagane je chemicky velmi čistá. To znamená, že její složení je téměř výhradně železo a uhlík. To je způsobeno extrémní chemickou čistotou železitých písků, které se používají jako vstupní surovina při redukci oceli. Při výrobě japonských mečů se tedy snažíme používat rudu, nebo ocel podobné kvality. Železné rudy, vyskytující se na území Evropy , často obsahují větší podíl chemických prvků. Některé, jako mangan, zvyšují prokalitelnost a tvrdost oceli. To nemusí být v malém množství negativní vlastnost. Naopak, mangan zvyšuje prokalitelnost a  tím i tvrdost a řezivost oceli.  Jiné prvky, jako například fosfor nebo síra ovlivňují vlastnosti oceli používané pro čepele mečů negativně.  

 

Vyredukovanou ocel, keru, je potřeba vizuelně zkontrolovat. Její kvalitu lze poměrně přesně hodnotit podle povrchové struktury. Ta se mění v závislosti na obsahu uhlíku od napěněné (cca 0,4-0,6%C), přes houbovitou podobné pemze(0,7-1,5%), po slitou s hladkým povrchem (1,6-2,5%C)

Části s nízkým obsahem uhlíku lze použít pro jádrovou ocel a mečové záštity, nebo ocelové součástky. Pro její nízkou prokalitelnost ji však nelze použít jako břitovou ocel. Po několika přeloženích dojde k snížení obsahu uhlíku pod 0,5% a ocel již nelze zakalit na vyšší tvrdost.

Pro plášťovou a břitovou část čepele  se obvykle používá ocel s obsahem uhlíku kolem 1%. Během procesu homogenizace a čištění kovářským překládáním dojde k snížení obsahu uhlíku na finálních 0,6-0,7%. V průběhu procesu překládání lze regulovat obsah uhlíků různými metodadami. Těmi jsou obalování paketu v průběhu kování v popelu ze pálené slámy a ochrana paketu před oxidací během ohřevu na svařovací teplotu vrstvou roztoku z vody a jílu. Nicméně faktorů, ovlivňujících zmněny obsahu uhlíku během procesu zpracování oceli je víc. Například dosažené svařovací teploty, kdy čím vyšší teplota, tím větší ztráty uhlíku. Vliv má i umístění paketu vůči přívodu vzduchu do výhně. Je- li umístěn přímo před přívod vzduchu, dochází k oduhličování rychleji. Nejpodstatnější je ale obsah uhlíku v paketu na začátku procesu. Já preferuji ocel s vyšším obsahem uhlíku (cca1,3%). Je trochu obtížnější s takovou ocelí na začátku pracovat. Více se trhá a hůře se spojuje. Nicméně po čtvrtém přeložení se vlivem snížení obsahu uhlíku vlastnosti změní k lepšímu. Ocel je lépe kujná, začne se dobře svařovat. Při každém přeložení dojde ke snížení obsahu uhlíku v paketu asi o 0,05%. Tím se vlastnosti oceli mění k lepšímu. Zároveň je však dbát na to, aby nedošlo k přílišnému oduhličení oceli a tím k jejímu znehodnocení. Po deseti cyklech přeložení je obsah uhlíku snížen o cca. 0,5°% . To je obvykle dostačující a ocel je připravena k stavbě finálního paketu, při které se kombinuje plášťová, břitová  a jádrová ocel pole požadovaného stylu. Změny kvality oceli v průběhu překládání lze dobře pozorovat v místě naseknutí a ohybu paketu. Dobře zpracovaná ocel se v ohybu netrhá, je vláčná a svařené vrstvy se v záseku neoddělují. Tohoto stavu lze dosáhnout obvykle po osmi až deseti přeloženích. Takto zpracovaná ocel je dobře tvarovatelná. Tyto vlastnosti si udrží ještě po další dvě až tři přeložení. Pak se její kujnost a schopnost se tvarovat začne prudce zhoršovat. Při kování se začne trhat na hranách. Další přeložení vede k úplné degradaci oceli. Obvykle překládám ocel 8-10x a poté z ní vyskládám finální paket. Počet vrstev v takto zpracované oceli se v závislosti na počtu vrstev v základním paketu na začátku procesu pohybuje mezi 3500-30000 vrstvami.

 

Vyredukovaná houba, popřípadě segmenty z rozlámané kery větší velikosti , jsou obvykle útvary nepravidelného tvaru. Tamahagane produkované v Japonsku  je dodáváno v kusech přibližně velikosti pěsti. To platí pro vysokou kvalitu. Ocel nižší kvality bývá obvykle v menších kusech. Tyto kusy oceli je potřeba ohřát na teplotu kolem 900°C a rozkovat je na placky o tloušťce asi 0,5 cm. Ty následně zakalit a rozlámat na menší segmenty, z kterých se vyskládá paket. Větší kusy surové oceli je možné překovat na bloky o síle 1-3 cm. Následně je lze použít po přivaření na manipulační tyč jako základnu pro paket z malých segmentů oceli, nebo vystavět paket přímo z nich.

Tamahagane a oroshigane produkované v mé kovárně ve výhni či malé tataře  se hmotností pohybuje mezi 3 až 12Kg. Oroshigane se snažím tavit v cca 4kg kerách . Na základě mnoha experimentů je tato velikost ideální svojí  kvalitou, tedy nauhličením a  kompaktností. Také tvar a hmotnost je ideální pro manipulaci a další zpracování. Lze je snadno překovat do relativně homogenního bloku a ten dále dělit na menší kusy pro stavbu paketu. Kery s váhou nad 5 kg je nutné ohřát a rozseknout na poloviny a ty dále zpracovávat obdobným způsobem. Ohřátí velké kery je však vzhledem k její velikosti poměrně náročné. Když máme k dispozici kusy oceli  vhodné velikosti, začíná proces jejího zpracování. Jeho účelem je vyčištění oceli od strusky a dalších nečistot. Její homogenizace  a úprava obsahu uhlíku na hodnoty vhodné pro kalení čepele.

 

Než se začneme zabývat technikou zpracování oceli technikou kovářského překládání, zmíním se krátce o jiných typech ocelí používaných při výrobě mečů a vysvětlením základních rozdílů mezi nimi. Prozatím jsme se zabývali tradiční ocelí pro výrobu Japonských mečů Tamahagane a oroshigane. Tyto oceli jsou vyredukovány nebo přetaveny na dřevěném uhlí. Výsledkem procesů je ocelová houba, kera.  V historii výroby Japonských mečů je zmiňováno Namban tetsu. V překladu je to ocel jižních barbarů. Jednalo se o ocel dováženou do Japonska. Tu přivážely lodě od jihu a pro Japonce bylo vše mimo jejich území považováno za barbarské. Bez ohledu na to, zda ocel pocházela z Korei, Číny nebo Indie či Evropských zemí. Ocel byla dovážena obvykle v podobě vykovaných ocelových ingotů. Co je však zásadní je skutečnost, že se jednalo o ocel produkovanou obdobným způsobem jako tamahagane. To znamená redukcí rudy na dřevěném uhlí v šachtovité peci. Vytavené kusy pak byly překovány do ingotů pro snažší manipulaci a úsporu místa. Na rozdíl od oceli produkované v japonsku byly dovážené oceli chemicky méně čisté. Například většina rud z nalezišť v Evropě obsahovala mangan. Existují meče, na jejihž trnech je uvedeno že byly vyrobeny z namban tetsu.

Setkal jsem se s názorem, že do Japonska byl dovážen z Indie také wootz (pravý damašek). Tato ocel je produkována zcela odlišnou metodou. Jedná se o zušlechtění oceli přetavením v kelímku. Ten byl z žáruvzdorné hlíny (např. šamot). Kelímek byl naplněn kousky oceli, doplnněn rozemletým dřevěným uhlím pro nauhličení oceli a na povrch bylo přidáno sklo. Sklo po roztavení obsahu kelímku brání oxidaci a vychytávají se do něj nečistoty. Kelímek byl po naplnění uzavřen a umístěn do pece. V té se následně několik hodin ohříval, až došlo k úplnému zkapalnění obsahu. Poté se nechal pomalu zchládnout. Pomalým chladnutím dochází k vykrystalizováním typické struktury této oceli. Pokud je tavba provedená správně, je výsledný ingot  již čistý, bez strusky. Je také kompaktní. Takovou ocel lze kovat přímo, bez potřeby překládání. Je však velmi tvrdá, těžko kujná a je třeba používat specifické technologické postupy pro její zpracování. Při jejich nedodržení dochází k trhání ingotu. Za vysokých kovacích teplot také dochází k odstranění typické wootzové struktury oceli a stává se z ní ,,obyčejná“ vysokouhlíková ocel. Pokud byl v Japonsku idický wootz skutečně používán, je možné, že technologické postupy  zpracování tohoto typu oceli nebyly v Japonsku známy,  a proto byla používána jen jako vysokouhlíková ocel míchaná s jinými typy ocelí (např. oroshigane).

Dalším typem oceli využívaným v mečířství je mechanický Damašek. Tento typ oceli vznikl jako snaha o napodobení pravého damašku (wootz). Vzniká kombinováním ocelí odlišných vlastností a jejich vrstvení kovářským překládáním. Tento proces je obdobný, jako překládání oceli pro Japonské meče. Zásadním rozdílem je výběr oceli pro základní paket. V něm se kombinují oceli s výrazným rozdílem ve složení. Například nízkouhlíková a vysokouhlíková ocel. Po opakovaném přeložení vznikne v paketu charakteristická výrazná struktura promíchaných vrstev. Tu lze ovlivňovat způsobem kování, protlačováním vrstev nebo torzírováním (kroucením) prutů z této oceli. Po vyleštění čepele je tato struktura jasně viditelná. Mimo Japonsko se struktura damaškové oceli ještě zvýrazňovala leptáním v kyselinách. Technika vytváření složitých damaškových vzorů, kombinací prutů s různou strukturou, a složitých konstrukcí čepelí z odlišně zpracovaných částí byly v Evropě rozšířené a zvládnuté na vysoké technologické úrovni. V Japonsku není tento typ zpracování oceli příliš obvyklý. Používala ho však například škola Gassan při vytváření pro ni typické zvlněné  struktury oceli ( Ayasugi hada ). 

V současnosti se technika výroby damaškové oceli využívá hojně v nožířství. Vzhledem k technologickým možnostem a pokroku v metalurgii a hutnictví máme k dispozici výběr ocelí s mnohem výraznějším  barevným kontrastem a  užitných vlastností převyšujícím historické oceli. . To umožňuje vytvářet umělecká díla vysoké estetické úrovně a pokračující vývoj v této oblasti.

Moderní hutnické metody jsou schopné produkovat i velké množství oceli s chemickýcm složením podobným jako tradiční ocel tamahagane. V zásadě jde o nelegovanou vysokouhlíkovou ocel. Taková ocel je uznačována  obecně jako nástrojová ocel. Je používána pro výrobu řezných nástrojů. Z této oceli je možné vyrobit čepel pro japonský meč. V období po 2. Světové válce byla krátce využívána i japonskými mečíři pro nedostatek tradiční oceli produkované v Japonsku. Nicméně svými vlastnostmi v surovém stavu i mechanickým i vizuálním odlišnostem u čepelí z ní vyrobených, nejsou takové čepele považovány za Japonské meče. V současnosti je v Japonsku použití moderní oceli při produkci mečů nepřípustné.

 Překládání oceli.

Surová tradičně vyrobená ocel není příliš kvalitním materiálem. Jedná se o porézní kus oceli s nerovnoměrně rozmístěným obsahem uhlíku a s množstvím vměstků, nečistot, strusky a kousků dřevěného uhlí. Většina nečistot se nachází na povrchu kery. Jejím překování do ingotu dojde k odstranění většiny těchto povrchových nečistot. Při ohřívání kery na svařovací teplotu a její překováním získáme relativně čistou ocel. Kery s obsahem uhlíku nad 1,2% jsou obtížněji kujné a při kování se trhají. Tato negativní vlastnost se odstraní spolu s  klesajícím obsahem Uhlíku během procesu překládání. Nicméně již po prvním či druhém přeložení můžeme získat ocel, použitelnou pro výrobu čepele (nože) Takto zpracovaná ocel však stále nemá rovnoměrně rozložený obsah uhlíku který se projeví nerovnoměrným zakalení  a obsahuje jemné částice nečistot. Nečistoty v oceli zvyšují korozivost oceli. Pro důkladné vyčištění oceli a její homogenizaci je potřeba ocel přeložit minimálně 6x. Pro její další zušlechtění  a tím i zvýšení kvality výsledné čepele meče je pak konečný počet přeložení asi 10x. Některé zdroje uvádějí až 15 přeložení oceli. Vývoj kvality oceli během procesu překládání lze sledovat pozorováním několika faktorů. Prvním je kujnost oceli. Při prvním přeložení je ocel tvrdá, nepoddajná, trhá se při kování při vyšších teplotách. Obvykle se kujnost výrazně změní po 4.-5. přeložení. Díky homogenizaci a snížení obsahu uhlíku o cca.0,2% se stane se poddajnější, dobře tvarovatelnou. Tyto vlastnosti si udržuje až do cca. 12.-13. přeložení. Mám opakovanou zkušenost, že poté při dalších přeloženích začne ocel prudce degradovat. Její kujnost se výrazně zhoršuje. Je sice dobře tvarovatelná, měkká, ale začne se trhat při vytahování paketu. Nejdříve vznikají krátké trhliny na okrajích paketu. Při dalším přeložení jsou trhliny větší a hluboké. Ocel se stane v podstatě nezpracovatelná.

Dalším aspektem je tvorba okují na povrchu paketu. Okuje je potřeba z povrchu svařovaných ploch odstraňovat. Obvykle se pro jejich odstanění používá stříknutí proudu vody pod paket  mezi plochu žhavé oceli a kovátko. Voda prudce ochladí vrstvu okují čímž je částečně oddělí od povrchu oceli. Následně tlak páry která vznikne mezi žhavou plochou paketu přitlačenou na plochu kovátka odtrhne okuje od povrchu.  Pokud okuje zůstanou uzavřené uvnitř přeloženého paketu, můžou zabránit spojení ploch oceli a v takovém místě vzniká svárová vada (ware, kitae ware ) Na začátku procesu jsou oxidační procesy během ohřívání velmi výrazné. Tvoří se i 1 mm silná vrstva okují. Ty je někdy obtížné z povrchu oceli odstranit a je potřeba použít mechanické pomůcky. Například hrana kladiva, nebo různé škrabáky.V průběhu procesu překládání se množství a síla okují zmenšují. V závěru mají okuje podobu drobných šupinek které během kování paketu samovolně odpadávají.

 

Utsuri.

Utsuri je zajímavý metalurgický efekt. Projevuje se jako stín nad linií hamon. Jeho konkrétní podoba se může lišit. Existuje mnoho typů utsuri. Podle tvaru můžeme rozlišovat bo-utsuri, jako rovnou linii. Midare utsuri má tvar vln, chóji utsuri stejně jako chóji hamon připomíná květy hřebíčku. Někdy je utsuri rozptýleno v ploše čepele v oddělených skvrnách. V některých případech kopíruje linii hamon a je s ní typově totožný. Jindy se typově hamon a utsuri liší. Nejčastěji se utsuri projevuje jako tmavý stín. Někdy je tento stín ohraničen pásmem reflexních částic, nebo je reflexními částicemi přímo tvořen. Pak jen označujeme jako nie-utsuri. To se při nasvícení čepele pod určitým úhlem výrazně rozzáří. Utsuri v ideálním případě kopáruje linii hamon v celé délce čepele. Není tomu tak ale vždy.

Jsou také typy utsuri, které se vyskytují jen na začátku linie hamon. Prvním je mizukage. Tento jev se obvykle projevuje jako stín zvedající se nad začátkem linie hamon v prudkém úhlu směrem ke hřbetu čepele. V překladu mizukage znamená stín vody. Mizukage  je považováno za efekt, vznikající zanořením meče do vody při kalení v místě, kde byla hladina vody. Představoval by tak přechod mezi ochlazenou a neochlazenou částí čepele při kalení. Ve skutečnosti ale tento přechod zanechává na čepeli jen nevýrazné metalurgické změny.  Mnohem větší vliv na tvorbu tohoto efektu má způsob ohřátí čepele. Výrazné mizukage vzniká v místě, kde klesá teplota čepele u nakago během ohřívání při kalení. Je-li rozdíl teplot v oblasti osazení ostří před zakalením výrazný, vznikne výrazné mizukage. Je to tedy spíše typ utsuri. Mizukage je v některých zdrojích uváděno jako vada. To není ničím odúvoditelné. Pouze, pokud se vyskytuje u zkrácených čepelí, je to známka překalení čepele. Pak může být považováno za projev závady, nepůvodního kalení.

Dalším zajímavým typem, nebo spíše součástí utsuri je shluk reflexních částic na začátku utsuri, nazývaný koshiba. Tvoří se ve stejné oblasti jako mizukage. Podobá se malému oblaku, nebo pásu mlhy nad začátkem linie hamon. Reflexní částice jsou obvykle velmi jemné. Utsuri pak obvykle pokračuje dál nad linií hamon. Tento efekt není příliš častý. Vyskytuje se téměř výhradně u kvalitních čepelí 12.-13. století. Tento efekt vzniká v přímé souvislosti s ohříváním čepele při kalení. Stejně jako mizukage se vyskytuje v místě, kde dochází při ohřátí čepele k výrazným změnám teplot, tedy v oblasti za osazením ostří Hamachi. U některých čepelí tak může být posunuto do neleštěné části trnu nakago. U mnoha starožitných čepelí pak tyto metalurgické zajímavosti zanikly díky zkrácení čepele.

Všechny tyto efekty, utsuri, nie utsuri, mizukage, koshiba, se vyskytují převážně u mečů období Kóto. Zejména pak u mečů období kamakura. Pro některé mečířské školy a oblasti jsou typickými projevy. Například Bizen, Ichimonji. Jsou známkou senzitivity použité oceli a její schopnosti vytvářet metalurgické struktury různých typů. Také ukazují na schopnosti a dovednosti mečířů, kteří takto metalurgicky bohaté čepele vytvářeli. Do jisté míry tyto čepele vypovídají o technikách zpracování oceli a kalení v období Kóto. V období Shintó (po r.1600) schopnost produkovat utsuri v podstatě zanikla. V současnosti se některým mečířům daří tento efekt úspěšně reprodukovat na svých čepelích.

POZNÁMKA AUTORA:

Utsuri je zajímavý a krásný projev metalurgických změn oceli v průběhu kalení. Pro jeho vznik jsou zásadní dva faktory. Prvním je schopnost oceli tyto druhotné projevy kalení produkovat. Měl jsem možnost opakovaně pracovat se současným japonským tamahagane a čepele z něj vytvářely velmi slabé, nebo žádné utsuri. Při vzácné příležitosti vyrobit čepel z japonského tamahagane vyprodukovaném před 2. Světovou válkou se naopak podařilo vytvořit mimořádně silné chóji utsuri. Při výrobě svých čepelí používám tamahagane a oroshigane vlastní produkce a utsuri považuji za běžný projev kalení. Dle mého názoru tomu tak je paradoxně díky nižší kvalitě nebo  čistotě mnou produkované oceli. Produkuji ocel v houbách cca. 5kg u oroshigane a cca. 12 kg pro tamahagane. Nejvýraznější utsuri vytváří čepele z menších vytavených kusů. Důvodem může být povrchové znečištění. To je sice během procesu překládání důkladně vyčištěno, ale zbytková kontaminace stopovým množstvím nečistot může ovlivnit senzitivitu oceli. Podobně ovlivňuje schopnost vytvářet bohatší metalurgii i obalování svařovaného paketu oceli v popelu ze slámy.

Tamahagane ze současné japonské produkce bylo skvělým materiálem pro práci. Kusy oceli vysoké kvality byly čisté, bez známek oxidace, kousků uhlí a jakýchkoliv dalších nečistot. Možná, že právě tato čistota a dokonalost výchozí suroviny vede k určité sterilnosti při vytváření metalurgických struktur. Při snaze reprodukovat meč v Koto stylu  by bylo možná zajímavé použít japonské tamahagane nižší kvality.

Druhým faktorem je způsob ohřívání čepele. Utsuri je jen teplotní pásmo, v kterém došlo k rekrystalizaci oceli. Stejně jako u linie hamon, kde došlo k rekrystalizaci do martenzitové struktury. Věnuji se převážně reprodukci mečů školy Ichimonji. Při vytváření linie hamon v Ichimonji stylu se nepoužívá pasta z hlíny. Ta brání přístupu vody k oceli při kalení a tím vymezuje hranici a vzor linie hamon vykreslenou na čepeli  hlínou mečířem. Bez použití pasty je potřeba ohřát před zakalením čepel tak, aby od ostří směrem ke hřbetu vznikla výrazná teplotní pásma. Pásmo na ostří s teplotou kolem 800°C rekrystalizuje na martenzit a vytvoří hamon . Další teplotní pásmo s nižší teplotou nad  hamonem pak vytvoří utsuri. Tento princip funguje stejně při kalení s pastou i bez ní. Čím výraznější teplotní pásma během ohřátí čepele dokáže mečíř vytvořit, tím výraznější bude i utsuri. Tento způsob ohřátí čepele je velmi rychlý. Výraznost a podoba utsuri je však závislá na senzitivitě oceli.

Osobně považuji utsuri za druhotný efekt. Ačkoliv je u reprodukcí mečů v Koto stylu žádaným, není dobré se na jeho produkci u konkrétní čepele příliš zaměřovat. Vždy se snažím především  o vytvoření dobré linie hamon. Při použití výše popsané techniky utsuri vznikne téměř vždy samo, bez výrazné snahy o jeho vytvoření. V rámci experimentů jsem vytvořil čepel, se zaměřením na vznik silného utsuri. To se sice podařilo, nicméně toto nepovažuju za správný směr.

Mnoho mečířů v současnosti přikládá velký důraz na aplikaci pasty z hlíny. Při kalení pak ohřívají čepel dlouho, až dosáhnou jednotné teploty celé čepele. Nevzniknou žádná teplotní pásma. Tato technika umožňuje vytvářet krásné a dobře kontrolované linie hamon. Zároveň však jednotné prohřátí čepele v celém profilu výrazně omezuje možnosti vzniku utsuri. V omezené míře lze dosáhnou vzniku utsuri  při použití pasty ztenšením  vrstvy hlíny nad linií hamon.

Přítomnost utsuri může být považováno za projev kvalit čepele. Dle mého názoru je to však spíše projev estetických kvalit, nebo kvality přiblížení se vizuálně metalurgii Kóto mečů při snaze o jejich reprodukci. Samotná přítomnost utsuri zřejmě nijak neovlivňuje užitné vlastnosti čepele. Stejně tak čepel bez utsuri může převyšovat svoji kvalitou čepele s utsuri. Vždy záleží na konkrétní čepele a je třeba posuzovat i jiné aspekty zracování oceli a metalurgie.

Výrazný vliv na výraznost Utsuri má také leštění. U Mnoha čepelí je v nějaké míře přítomno utsuri. Není však zřetelné díky způsobu leštění. Záleží na leštiči, jakým kvalitám čepele dá vyniknout.

Tamahagane víkend 25.-26.březen 2022.

Tamahagane víkend 25.-26.březen 2022.

Koncem února jsem se sešel o víkendu s kamarády Bitnerem a Lokim a chlapíky z Nože Z vostra u nás v Pálovicích za účelem otestování nové pece pro produkci tamahagane. Pro redukci jsme jako surovinu použili železitý písek, magnetit extrémně vysoké chemické čistoty. Tavili jsme ve dvou pecích. První, již v minulosti několikrát otestovaná je vyrobená z žáruvzdorné oceli s šamotovou vyzdívkou o vnitřním kruhovém průměru cca. 40 cm. Vzduch vháněn jednou vývěvou.  Vsázka cca. 30 kg satetsu a 110 kg dřevěného uhlí. Délka redukce cca. 3 hodiny bez předehřátí pece. Pec obsluhoval Bitner. Proběhly dvě tavby. Výsledek kera cca. 13kg v první tavbě, dvě kompaktní kery o celkové hmotnosti cca.12 kg v druhé tavbě. U druhé tavby byla vsázka kombinovaná ze satetsu a částečně zredukované rudy z předchozí tavby ve velké tataře. V podstatě se jedná o magnetit zredukovaný na hematit, který byl rozdrcen na malé segmenty 3 – 1 mm. Tento materiál se redukuje snáz. Velmi výrazně se to projevilo při opakovaném odpichu strusky, která byla zcela tekutá a z odpichového otvoru ve spodní části tatary vytékala v silném proudu. Při použití čistého magnetitu byla strusky výrazně hustší a vytékala líně a v menším množství.

 Druhá pec byla zděná, čtvercové základny, stěna délky cca.  60 cm. Při první tavbě vzduch vháněn dvěma vývěvami, při druhé tavbě jednou vývěvou. Vsázka cca. 40 kg satetsu a 150 kg dřevěného uhlí. Doba redukce cca. 4 hodiny. Pec obsluhoval Loki. Výsledkem první tavby byly 4 kery, jedna vysokouhlíková, téměř litina  a tři menší kompaktní kery kvalitního vysokouhlíkového tamahagane s hmotností 3-5 kg kus. Druhá tavba s jednou vývěvou byla prováděna velmi pečlivě s drobnými změnami na základě výsledků a zkušeností z první, testovací tavby. Výsledkem byla obrovská kera cca. 20kg a jedna menší kompaktní kera o hmotnosti cca.3kg. Velká kera je kompaktní, tvořená vysokouhlíkovou ocelí. V horní části je menší výčnělek, u nějž nedošlo k plné redukci železitého písku. Na této části kery tak je pěkně vidět proces redukce , přeměny oxidu železa v ocel.

U druhé  vsázky došlo k vyredukování oceli  v téměř 70 %  hmnotnosti použitého satetsu. Za úspěšnou přitom považuji redukci s 30 % výtěžností a obvykle se výsledky díky extrémně vysoké kvalitě rudy pohybují kolem 40 – 50 % výtěžnosti. 70 % tak považuji za extrémní úspěch. 

Poděkování paří tavičům Bitnerovi a Lokimu a chlapcům z Nože z vostra za asistenci a výpomoc. Já si tentokrát užíval pozice pozorovatele, šťourala, brbly a radílka a obsluhoval jsem jen gril. Speciální poděkování patří také Pavlu Holubovi, který událost zaznamenával a vyrobí k ní dokumentární film. A samozřejmě díky Zuzance za servis, zázemí a toleranci výstřelků chlapců, co si hrají. A asistentkám Morganě a Šenů.

tatara a tamahagane

Tatara a tamahagane.

Použití Tradičně vyrobené oceli tamahagane  při výrobě čepele je jedním ze zásadních znaků Japonského meče. Tato ocel bývá v několika posledních letech označována jako ,,jewel steel“ (klenot, šperk, skvost, drahokam). Toto označení pravděpodobně vzniklo mimo Japonsko. Důvodem může být jak krásný vzhled rozlámaných kusů tradiční oceli a její ohromující stříbrná krystalická struktura s dutinami vybarvenými odstíny modré, fialové a zlaté barvy, ale také legendami opředená pověst vytvořená v Japonsku. Mnoho zdrojů tamahagane prezentuje jako ocel výjimečných vlastností, které dělají Japonský meč skutečným Japonským mečem. Co je tedy Tamahagane ?

 

Pokud bychom se chtěli pokusit definovat, co je ocel tamahagane, zněla by definice asi takto: ,,Tamahagane je ocel produkovaná technikou redukce železné rudy na dřevěném uhlí v peci tatara“.

Samotné slovo Tamahagane a Tatara jsou japonskými názvy pro takto vyrobenou ocel a k tomuto účelu postavenou pec. Specifikem je v případě oceli vstupní surovina. Používanou železnou rudou jsou černé železité písky satetsu. Za tímto názvem se skrývají slova sa (písek) a tetsu (železo, ocel). Přeloženo tedy železité písky. Tato speciální surovina není ničím jiným, než erodovanou železnou rudou (magnetit). Drobné částice rudy se splavují při deštích z kopců do řek. Protože jsou těžší než většina okolního sedimentu, usazují se ve vrstvách v místech, kde je proud vody pomalejší. To umožňuje jejich těžbu. Jejich sběr a čištění od okolních částic písku je v současnosti prováděno pomocí magnetu, ke kterému se magnetitový písek přichytí. Hlavním historickým důvodem použití železitých písků při výrobě oceli v Japonsku byl nedostatek jiných zdrojů kvalitní železné rudy. Jednou z významných uváděných vlastností této suroviny je údajná chemická čistota železitých písků vyskytujících se na území Japonska.  Tato informace je pravdivá jen z části. V Japonsku je mnoho oblastí s výskytem železitých písků, ale jen některé oplývají rudou bez příměsí nežádoucích prvků, jako je fosfor nebo síra. Pro výrobu tamahagane používaného na výrobu čepelí mečů se tedy používala ruda z takových nalezišť, které obsahovaly rudu bez chemických příměsí o maximálně možné čistotě.  To je podobné i u nalezišť rudy mimo Japonsko. Například v Evropě se často v železné rudě vyskytuje mangan. Přesto například ve Švédsku lze pořídit magnetit bez těchto příměsí s téměř dokonalou chemickou čistotou.

 

Výroba oceli (redukce).

Samotný proces přeměny železné rudy v ocel se nazývá redukce. Ta probíhá ve vertikální šachtovité peci. Jako palivo se používá dřevěné uhlí. To musí být podobně jako železná ruda chemicky čisté. Například dubové dřevo obsahuje síru, která během procesu redukce kontaminuje ocel. Zdrojem chemického znečištění produkované oceli může být také hlína, z které je postavená pec. Při vysokých teplotách uvnitř pece dochází k tavení vnitřní vrstvy hlíny a uvolňování v ní obsažených chemických prvků do redukčního prostředí (plyny uvnitř pece). Ty se pak můžou navazovat na ocel a chemicky ji znečistit.

 

Pec (tatara).

Před vznikem vysokých pecí schopných produkovat v podstatě nepřetržitě velké množství oceli byly možnosti výroby oceli značně omezené. K redukci železné rudy se používaly vertikální šachtovité pece s nuceným přísunem vzduchu v spodní části. Zjednodušeně popsáno se jednalo o pec ve tvaru kužele. V její spodní části nade dnem byla vývěva, kterou se do pece vháněl pomocí měchu vzduch. Pec se plnila vrhem střídavě dřevěným uhlím a rudou. Tento proces byl poměrně zdlouhavý a produkoval omezené množství oceli v závislosti na velikosti pece. Také kvalita vyprodukované oceli nebyla konzistentní. V produkci oceli v menší peci s objemem vsázky cca 100 kg dřevěného uhlí  a 30 kg železné rudy trvá redukce asi 3 hodiny a produktem je 10-15 kg oceli (tamahagane) v závislosti na kvalitě použité železné rudy a optimalizaci celého procesu. Kus takto vyprodukované oceli je při optimálních parametrech pece a ideálním průběhu procesu redukce tvořen pouze vysokouhlíkovou oceli s obsahem uhlíku mezi 0,9-1,5 %. To znamená, že je všechna ocel použitelná pro výrobu hagane, oceli tvořící plášť a břit čepele. Při použití větší pece (širší vnitřní průměr) získáme větší množství oceli. Proces redukce je však delší. Vyredukovaná ocelová kera nad 15 kg má výraznější rozdíly obsahu uhlíku mezi povrchem a jádrem. Čím větší kera, tím nižší obsah uhlíku uvnitř. Ocel s obsahem uhlíku pod 0,5% je nekalitelná. Pro břitovou ocel je však nepoužitelná již ocel s obsahem uhlíku pod 0,8%, protože během jejího zpracování kovářským překládáním se obsah uhlíku dále snižuje. Ideální obsah uhlíku v tamahagane pro výrobu břitové oceli je cca 1,2-1,0%.

 

V dokumentech o výrobě tamahagane v Japonsku je prezentována obvykle velká tatara. Pec obdelníkovité základny o výšce stěny asi 1,5 m a řadou vývěv přivádějících do pece vzduch z obou delších stran je plněna nepřetržitě po tři dny a noci vsázkou cca 15-20 tun uhlí a železitých písků. Výsledkem je asi 2,5 tuny vážící ocelová kera. Náročnost celého procesu je vskutku extrémní. Konstrukce pece, její stavba, množství použitého materiálu i samotná délka procesu redukce oceli, vyjmutí obrovské kery z pece a její dělení na menší použitelné části, to vše je velmi náročné. Získané oceli je sice velké množství, ale její kvalita nauhličení je značně  rozdílná. Obsahuje výrazný  podíl nízkouhlíkové oceli, kterou je při použití na výrobu hagane potřeba po vytřídění přetavit a nauhličit metodou oroshigane.

Významnou výhodou oceli z velké tatary je po jejím rozbití a vytřídění její čistota. Kusy oceli nejsou znečištěné povrchově zbytky strusky a uhlí, jako je tomu u oceli z malé pece. Díky tomu je při přípravě oceli pro meč s takovým materiálem o něco jednoduší práce.

 

Vliv oceli na metalurgii čepele.

 Z nějakého důvodu je ocel z menších pecí výrazně senzitivnější při tvorbě metalurgických efektů. Při použití vysoce kvalitního a čistého tamahagane vyrobeného v Shimane se mi nedaří vytvářet utsuri a obecně je metalurgicky čepel z něj chudší. Také barva oceli je stříbrná, podobně jako čepele z moderní vysokouhlíkové oceli. U čepelí z mnou produkovaného tamahagane v malé tataře je utsuri velmi výrazné, obvykle nie utsuri. Nejvýraznějších metalurgických efektů pak dosahuji při kombinaci tamahagane z malé pece a oroshigane v poměru 1:3. Tamahagane z malé pece vytváří ocel stříbrné barvy s nádechem do modra. Oroshigane pak výrazně modré zabarvení oceli. To je však jen moje zkušenost a zkušenost jiných řemeslníků může být zcela odlišná.  

 

Závěr.

Ocel pro Japonské meče a její výroba jsou obestřeny aurou tajemna. Současná výroba tamahagane pro mečíře v japonském Shimane byla obnovena v druhé polovině 20.století. Byla vybudována na základě v podstatě neexistujících a neucelených informacích o historických způsobech produkce oceli v Japonsku. Absence historických písemných záznamů o technologiích získávání oceli neumožnila čerpání objektivních informací. Celý proces tak byl postaven na starožitném obrazovém svitku s vyobrazením tatary. Součásti scenerie na svitkovém obraze byly i božstva, sledující proces výroby oceli. Mám trochu pocit, že takto je prezentována výroba tamahagane i v současnosti. Ve světě Japonských mečů jsou mýty a legendy o vyjímečnosti tamahagane i jeho produkce udržovány a přikrmovány. Zcela opomíjen je import oceli do Japonska, používané pro výrobu mečů v různých historických obdobích. Ve skutečnosti však byla kvalitní ocel pro zbraně významnou obchodovanou surovinou jak v Japonsku, tak i v Evropě. Technologická výjimečnost redukce rudy na ocel v tataře není ve skutečnosti žádná. Stejné metody bylo využíváno ve všech kulturách schopných produkovat ocel. Vyjímkou je snad svým objemem velká tatara. O jejím využívání při běžné produkci oceli v dávné historii mám však vzhledem k mnoha jejich nevýhodám a náročnosti celého procesu nemalé pochybnosti. Řemeslníci po celém světě se obvykle snažili pracovat levně, efektivně a technologie si zjednodušovat, ne komplikovat. Používání menších pecí by pak dávalo větší smysl. K tomuto názoru mně také vede srovnání metalurgie starých  a současných mečů. Samotná ocel tamahagane je tak výjimečná pouze svojí autenticitou. Z pohledu hutnictví a metalurgie je to primitivním způsobem vyredukovaná nelegovaná vysokouhlíková ocel. Její chemická čistota je ovlivněna chemickou čistotou vstupních surovin. Její označení jako ,, Jewel steel“ je spíše romantického charakteru a je založeno na jejím mnohdy krásném vzhledu v surovém stavu, než na jakékoliv její reálné vyjímečnosti coby suroviny. Technologicky  japonské historické metody procesu získávání oceli redukcí v šachtové peci se ničím výrazně neliší od obdobných historických metod metod používaných po celém světě. To platí i pro metody zušlechtění tamahagane nižší nebo nevyhovující kvality metodou přetavení (oroshigane). Naopak, mimo Japonsko existovaly zušlechťovací technologie pokročilejší,  produkující ocel výrazně kvalitnější. Například kelímkový wootz (bulat). Technika zpracování tamahagane metodou překládání za účelem vyčištění, homogenizace a redukce obsahu uhlíku byla mimo Japonsko běžně používanou metodou. Taktéž skladba oceli různých kvalit a obsahů uhlíku (shingane, hagane, kawagane…) v paketu před vytažením do tyče z které se následně tvarovala čepel, byla technika známá a běžně používaná. Mnohé keltské, nebo vikingské meče byly svojí materiálovou skladbou  a zpracováním mnohem sotisfikovanější a technologicky náročněji provedené, než čepele Japonských mečů. Za zmínku stojí i skutečnost, že hutnictví a zpracování oceli byly v Evropě na takto vysoké úrovni již několik století před naším letopočtem.

 

Tradičně vyredukovaná ocel a moderní ocel.

Moderní ocel je vyrobená ve vysokých pecích. V nich se jako palivo obvykle používal koks. Zásadním rozdílem je skutečnost, že ocel ve vysoké peci projde zcela tekutým skupenstvím. Během této fáze se struska oddělí od oceli a hromadí se na hladině tekuté oceli. Tekuté skupenství oceli umožňuje odlévání ingotů v podstatě homogenní a čisté oceli.

V šachtovité peci tatara menších rozměrů lze také produkovat tekutou ocel. Tato metoda však není v mečířství příliš využívaná. Velká tatara produkuje ocel v podobě nehomogenního slitku. Ocel v procesu redukce vytváří houbovité, polotekuté struktury. Výsledná kera je tedy z hutnického pohledu tvořena ocelí nižší kvality, než je ocel produkovaná ve vysokých pecích. Avšak, čepele vyrobené z překládané moderní oceli jsou podle mého názoru a zkušeností odlišné. Vizuálně jsou poněkud sterilní. Překládání moderní oceli má estetický význam. Vytváří se tak ,,hada“, překládaná struktura oceli. Po mechanické stránce vytváření laminované struktury může zvýšit houževnatost čepele. Také se překládáním moderní oceli snižuje obsah uhlíku v ní na požadované hodnoty, ideální pro čepel meče. Paradoxně, technika překládání a vytváření vrstev narušuje homogenitu použité moderní oceli. Dalo by se říct, že se díky tomu výsledná zpracovaná ocel podobá překládané tradiční oceli. U tradiční oceli má překládání opačný efekt a z nehomogenní oceli se stává ocel relativně homogenní. Částice oceli v struktuře hada jsou oproti moderní oceli bohatší a výraznější. Podobného efektu však lze docílit použitím moderních ocelí s různým obsahem uhlíku při stavbě základního paketu na začátku procesu překládání.

Výraznějších rozdílů je však možné si všimnout po procesu kalení. Provedl jsem během své dvacetileté praxe v oboru mečířství a nožířství celou řadu srovnávacích experimentů a dosáhl několika zjištění. Čepele z moderní oceli jsou náchylnější k praskutí v průběhu kalení. Testoval jsem také odolnost oceli při opakovaném kalení. Dvě podobně zpracované čepel z moderní a tradiční ocli jsem opakovaně zakalil. Mezi jednotlivými cykly jsem čepel vždy zahřál na teplotu cca 900 °C a nechal ji pomalu zchládnout.  Tím ji popustil a odstranil původní linii hamon a pnutí v oceli. Čepel z moderní oceli zvládla dva cykly. Při třetím kalení se objevily podélné praskliny v oceli v oblasti linie hamon. Čepel z tradiční oceli snesla 7 cyklů kalení bez defektů. Po sedmém kalení jsem již v experimentu nepokračoval.

Dalším významným rozdílem je senzitivita oceli a její schopnost vytvářet různé metalurgické struktury. Moderní ocel vytvářela při opakovaných experimentech pěkné linie hamon, výraznou nioi, kinsuji, sunagashi. Překvapivě byla moderní ocel schopná vyprodukovat  i utsuri, byť jeho výraznost zdaleka nedosahovala kvalit utsuri u tradiční oceli. Téměř nikdy se nevytvořily nie.  Tradiční ocel vytvářela také efekty  nie, nie utsuri, koshiba. Kinsuji a sunagashi byly také přítomny. To jsou však efekty způsobené spíše technikou překládání a kalení je jen částečně ovlivňuje.

Rozdíl byl také v tvrdosti oceli. U moderní oceli je hamon při stejných naměřených hodnotách (např. 62 HRC) pocitově tvrdší. Při broušení na kameni arato je kontrast hamon/ji výraznější než u stejně tvrdého hamonu u čepele z tradiční oceli. Hamon má  modrou barvu, po vyleštění až sklovitě lesklou a tmavě modrou. Je také náchylnější k výlomům. Při takto vysoké tvrdosti se ocel na břitu při leštění drolí. (mikrovýlomy) Pro dosažení optimálnějších vlastností srovnatelných s čepelemi z tradiční ocelí je lepší čepel z moderní oceli popustit při teplotě cca.250°C na tvrdost kolem 60 HRC.

Vizuální vlastnosti. Je těžké objektivně srovnávat vizuální vlastnosti čepelí z moderní a tradiční oceli. Čepele z moderní oceli můžou být méně metalurgicky aktivní. Konečný výsledek je však v tomto pohledu závislý spíše na schopnosti leštiče. Domnívám se, že pokud je mečíř i leštič schopným řemeslníkem, nelze poznat rozdíl mezi čepelí z tamahagane a moderní oceli. Vysoký podíl oroshigane u čepelí z tradiční oceli  dle mého názoru dává čepelím více ,,Koto“ charakter. Záleží ale vždy na zpracování oceli a způsobu kalení.

Posledním rozdílem mezi moderní a tradiční oceli je korozivzdornost. V obou případech se jedná o nelegovanou vysokouhlíkovou ocel. Například moderní nástrojová ocel 19 191(cz) je chemickým složením podobná tamahagane. Přes svoji podobnost je ale moderní ocel náchylnější ke korozi, než tradiční ocel.  Nevím, proč tomu tak je.

 

!!!

Pokus 85

Zdravím

Pokus 2

In enim a arcu imperdiet malesuada. Fusce tellus. Integer tempor. Sed elit dui, pellentesque a, faucibus vel, interdum nec, diam. Nullam faucibus mi quis velit. Integer tempor. Nullam lectus justo, vulputate eget mollis sed, tempor sed magna. Class aptent taciti sociosqu ad litora torquent per conubia nostra, per inceptos hymenaeos. Integer tempor. Etiam commodo dui eget wisi. Vestibulum fermentum tortor id mi. Sed ac dolor sit amet purus malesuada congue. Aenean id metus id velit ullamcorper pulvinar. Nulla turpis magna, cursus sit amet, suscipit a, interdum id, felis. Duis sapien nunc, commodo et, interdum suscipit, sollicitudin et, dolor. 

Lorem ipsum

 Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Aenean vel massa quis mauris vehicula lacinia. Aliquam erat volutpat. Maecenas lorem. Integer lacinia. Cum sociis natoque penatibus et magnis dis parturient montes, nascetur ridiculus mus. Mauris suscipit, ligula sit amet pharetra semper, nibh ante cursus purus, vel sagittis velit mauris vel metus. Etiam egestas wisi a erat. Praesent vitae arcu tempor neque lacinia pretium. Morbi imperdiet, mauris ac auctor dictum, nisl ligula egestas nulla, et sollicitudin sem purus in lacus. Nam libero tempore, cum soluta nobis est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor repellendus.

Pellentesque habitant morbi tristique senectus et netus et malesuada fames ac turpis egestas. Nulla non arcu lacinia neque faucibus fringilla. Mauris suscipit, ligula sit amet pharetra semper, nibh ante cursus purus, vel sagittis velit mauris vel metus. Integer vulputate sem a nibh rutrum consequat. Nulla quis diam. Donec quis nibh at felis congue commodo. Sed convallis magna eu sem. Nulla accumsan, elit sit amet varius semper, nulla mauris mollis quam, tempor suscipit diam nulla vel leo. Donec iaculis gravida nulla. Nulla turpis magna, cursus sit amet, suscipit a, interdum id, felis. Nam quis nulla. Maecenas lorem. Integer pellentesque quam vel velit. Ut tempus purus at lorem. Phasellus et lorem id felis nonummy placerat.