Per la lavorazione del legno ci troviamo spesso a doverci affidare ad utensili in acciaio.
Alcuni di questi solitamente vanno acquistati (ad esempio le lame di pialla e le sgorbie) in quanto complessi da realizzare. Altre tipologie di utensili, invece, possono essere prodotte autonomamente.
L’acciaio (oltre all'ottone ed all'alluminio) è uno dei materiali più utilizzati. In alcuni casi e per alcuni impieghi però questo risulta essere troppo morbido, pertanto va trattato (ad esempio per la preparazione di arnesi come coltelli e scalpelli). Questo processo di trattamento é fondamentale per conferire all'acciaio una maggior durezza.
Questo articolo non ha la pretesa di essere un manuale sulle tecniche di trattamento dell’acciaio ma vuole essere solo un tutorial su come io eseguo questo tipo di lavorazione in modo casalingo e, se vogliamo, anche un po grezzo; ma al tempo stesso efficace. Ho pensato che potesse tornar utile, dal momento che spesso la maggior parte degli attrezzi che popolano i nostri laboratori sono "customizzati" o, addirittura, "autocostruiti".
Nella bottega di un liutaio difficilmente c’è una vera fornace da fabbro. Un cannello a gas (anche del tipo alimentato dalle classiche bombolette da campeggio), invece, è un attrezzo che tutti noi possiamo avere a portata di mano e che non richiede specifiche competenze, solo molta attenzione: ricordiamoci che si ha a che fare con fuoco e gas compresso! Questo strumento può davvero tornare molto utile per molti lavori e, per lo scopo di preparare i nostri utensili, è sicuramente sufficiente. Su internet possiamo trovare anche cannelli più performanti, addirittura alimentati da kit bi-bombola (ossigeno + butano) o da bombole contenenti un mix butano/propano, che raggiungono temperature più elevate. Per i pezzi più grossi si possono adottare queste soluzioni in abbinamento ad una mini fornace auto-costruita a partire da materiale refrattario (ad esempio il gasbeton, materiale estremamente economico e di incredibile facilità di lavorazione). Basta ad esempio praticare due fori in un cubetto di questo materiale (uno di diametro sufficiente ad ospitare il pezzo da temprare, l'altro all'estremità opposta che ospiterà la bocca del cannello, quindi dello stesso diametro di quest'ultimo), ed il lavoro è fatto. Queste mini fornaci consentono di trattenere il calore generato dalla fiamma del cannello consentendoci di scaldare meglio i pezzi di dimensioni maggiori: è proprio come avere a disposizione un micro forno da tempra.
Tecnicamente parliamo di "forgiatura" riferendoci all'atto della "manipolazione", ovvero della lavorazione che conferisce la sagoma al pezzo di metallo, ad esempio col martello, pinze, presse etc.
Parliamo invece di "trattamento termico" riferendoci ad una particolare tipologia di "lavorazione" che conferisce al metallo caratteristiche di durezza e resistenza necessarie per comportarsi da... coltello, scalpello sgorbia etc....
L'acciaio
Partiamo dal materiale, cioè dall’acciaio. Come molti sanno l’acciaio é una lega formata da ferro e carbonio (e, talvolta, da altri materiali aggiuntivi come il cromo, il vanadio il molibdeno, il tungsteno e molti altri: questi prendono il nome di acciai "legati", ma non li tratteremo in questo articolo).
La percentuale di carbonio é determinante per modificare la consistenza dell’acciaio stesso. Se la parte di carbonio é troppo bassa l’acciaio non é utile per lo scopo di farne utensili da taglio dato che nella maggior parte dei casi non riesce a “prendere” la tempra (a meno di sottoporlo a trattamenti particolari come la cementazione, che richiede l'utilizzo di appositi forni).
Il “numero” di carbonio “C” definisce il tipo di acciaio che abbiamo fra le mani. Giusto per intenderci C10 significa che l’acciaio ha una percentuale di carbonio di circa il 0,10% mentre C40 indica una percentuale di carbonio di circa il 0,40% . Se prendessimo in considerazione il comune “ferraccio” parleremmo di un acciaio con una bassissima percentuale di carbonio. Più é bassa la percentuale di carbonio, meno il materiale é adatto ad essere utilizzato per la creazione di utensili da taglio.
Uno degli acciai più comuni è il C40. Questo può essere tranquillamente utilizzato per i nostri scopi. ovviamente se si vogliono ottenere prestazioni e durezze maggiori si può andare su acciai con un più alto tenore di carbonio (come, ad esempio, il C70).
La forgiatura
Una volta scelto il tipo di acciaio lo si deve lavorare (forgiatura) in modo tale da conferirgli la giusta sagoma. In mancanza di una fornace/forno da tempra, il cannello risulta necessario perché l'acciaio assume le caratteristiche necessarie dagli 800 gradi in su. A queste temperature assume un colore rosso ciliegia per poi tendere al giallo man mano che la temperatura si alza. Noi possiamo tranquillamente forgiare quando vediamo che il nostro pezzo ha raggiunto un bel colore rosso acceso. Notiamo che in questo stadio il metallo è malleabile. E' necessario tenere il pezzo alla giusta temperatura quando lo si lavora, quindi è importante alternare dei passaggi sotto alla fiamma alle fasi di lavorazione (più il pezzo è piccolo/sottile, più velocemente tende a raffreddarsi).
La tempra
Una volta data la forma che si desidera ottenere si riporta l'oggetto nuovamente alla temperatura rosso vivo (circa 800 gradi) e lo si raffredda rapidamente. Io utilizzo un recipiente pieno d'acqua a temperatura ambiente, coperta da uno strato di olio di semi, e questa operazione é determinante per il processo di tempra. E' bene essere rapidi nel passaggio dal cannello alla miscela di acqua/olio.
C’é un piccolo test che si fa per determinare se l’acciaio ha raggiunto le condizioni ideali per essere temprato: si avvicina all'oggetto una calamita e si osserva se tra i due vi è attrazione. L’acciaio, se fatto scaldare oltre la “temperatura di Curie” (circa 780 gradi) perde le sue caratteristiche ferro-magnetiche per cui non reagisce se avvicinato ad un magnete. Solitamente dopo aver effettuato con successo questo test è bene dare un margine di sicurezza riscaldando ancora un pò il materiale, per poi procedere col bagno di tempra.
In seguito a quest'operazione ci ritroviamo con un metallo annerito ma, soprattutto, estremamente duro.
Siamo però solo a metà strada. La tempra in sé conferisce durezza al materiale ma, al tempo stesso, lo rende molto fragile. In sostanza il nostro utensile non è ancora utilizzabile: é necessario eseguire quello che tecnicamente si chiama il "rinvenimento".
Prima di procedere al rinvenimento è però necessario asportare questo strato superficiale scuro. Allo scopo ci basta una semplice carta vetrata fine. Più avanti nell'articolo spiegherò il perché di questa operazione.
Il rinvenimento
Tutti noi abbiamo nei nostri laboratori una bella mola ad acqua: è un apparecchio essenziale, ottimo per la finitura del tagliente prima di passare alle pietre ed al cuoio. Ma quando è necessario asportare un cospicuo quantitativo di materiale dovremmo passare giorni e giorni attaccati a quel marchingegno, con le ovvie problematiche che si possono intuire. é molto meglio praticare la sgrossatura con la cara e vecchia mola tradizionale. Bisogna però fare molta attenzione: è molto facile che la nostra lama si "bruci". Vi è mai capitato di sgrossare un coltello o uno scalpello sulla mola e, sul più bello, dopo essersi avvicinati alla forma finale del tagliente...... eccovi ad indugiare un pò troppo a lungo sulla mola (dimenticandovi di bagnare il vostro amato coltello nella bacinella d'acqua che avevate così diligentemente adoperato fino a pochi minuti prima...) un istante ed ecco che la vostra bella lama si tinge di marrone scuro o, peggio ancora, di viola... è la fine; ed è il momento in cui date fondo al vostro repertorio di imprecazioni.. Tagliente rovinato, acciaio stemprato; insomma.... lavoro da rifare.
Bene, la cosa che vi è appena capitata è di aver fatto "rinvenire" la lama.
E' bene ribadire che la molatura é un’operazione delicatissima perché é importante non scaldare eccessivamente il pezzo. Per far questo é fondamentale mantenere sempre bagnato il materiale, cosa del resto nota a chiunque lavori il metallo.
In questo contesto il rinvenimento è, per ovvie ragioni, un male (molto male); ma se noi sfruttiamo questa tecnica di "rinvenimento" in modo controllato possiamo in realtà rendere il nostro bel pezzo d'acciaio, temprato in precedenza, finalmente utilizzabile, andandolo a rendere meno fragile, più resistente.
Il segreto sta nel raggiungere la temperatura giusta SENZA MAI SUPERARLA.
A livello industriale vengono utilizzati forni a temperatura controllata in grado di portare l'intero pezzo di acciaio ad una temperatura tra i 230 ed i 240 gradi (circa), per uno specifico lasso di tempo affinché il trattamento interessi tutta la massa dell'oggetto in modo uniforme. Con questo metodo il rinvenimento interessa non solo una porzione di lama, ma tutto il pezzo nella sua interezza.
Per ottenere un risultato simile molti utilizzano il forno di casa che, in effetti, è in grado di raggiungere quelle temperature. Ma è altrettanto vero che quest'operazione potrebbe risultare in un inutile spreco di energia: almeno in quei casi in cui abbiamo bisogno solo di piccole porzioni del nostro utensile trattate termicamente.
Ad esempio in uno scalpello od in un coltello la parte che ci interessa temprata è l'estremità.
Se prendiamo ad esempio un ferro d'anima ci potrebbe tornare utile temprare la parte che "infilza" l'anima (parte che solitamente viene affilata: capita spesso che nei ferri che troviamo in commercio questa parte non sia temprata per niente, cioè piuttosto molliccia).
Quindi, in tutti i casi in cui ci interessa solo una piccola porzione di utensile da sottoporre al trattamento, possiamo procedere in un modo molto più rapido utilizzando il cannello. (sui coltelli potrebbe risultare un pò più difficile avendo questi una lama obliqua).
Torniamo brevemente al nostro coltello precedentemente "bruciato" sulla mola: dopo le imprecazioni e dopo esserci calmati, possiamo osservarlo attentamente scoprendo che la sua superficie mostra delle aree colorate. Queste costituiscono dei preziosi "indicatori" che ci dicono quale temperatura massima ha raggiunto il metallo in quella specifica zona. Solitamente (in ordine crescente di temperatura) si parte da un giallo tenue per poi virare verso un giallo oro; seguono: oro brunito, marrone, viola, viola addobbo funebre, blu tenebra (semicit.).
Quando scaldiamo un pezzo di acciaio vediamo questi colori cambiare, evolversi in modo dinamico all'aumentare della temperatura. Dal momento che il rinvenimento che dobbiamo effettuare sulla zona interessata non deve superare i 240 gradi (circa), ci è facile comprendere come interpretare i colori allo scopo di capire quando il nostro utensile arroventato si trovi in quel range cromatico: parliamo di un color GIALLO ORO.
Dal momento che per portare a questa temperatura stiamo usando un cannello, è facile che la situazione ci sfugga di mano (soprattutto su pezzi molto piccoli e sottili dal momento che si scaldano molto velocemente) oltrepassando quella temperatura oltre la quale si verifica un altro fenomeno: la perdita della tempra. Se per sbaglio il nostro tagliente raggiunge un color marrone o, peggio ancora, viola o blu, il pezzo è da considerarsi stemprato: l'acciaio è tornato alle sue caratteristiche di partenza (pre-tempra).
É bene considerare che non è la fine del mondo: basta ripetere il processo di tempra descritto sopra e, conseguentemente, ripetere il rinvenimento stando più attenti.
Ma, allora, come si può impedire che la situazione degeneri velocemente?
Innanzi a tutto nella fase di rinvenimento (ad esempio di uno scalpello) col cannello non andrò a scaldare l'estremità (il tagliente, che si presuppone essere la parte interessata dalla tempra), altrimenti il rischio di andare oltre la temperatura limite è molto alto anzi, non si tratta di rischio ma di una certezza. In realtà dovremmo scaldare una zona che sia a "distanza di sicurezza" dal tagliente: proprio li vedremo comparire i colori. All'aumentare della temperatura vedremo questi colori allontanarsi gradualmente dalla zona che teniamo sotto la fiamma. A quel punto dobbiamo essere pronti: quando tagliente avrà raggiunto il famoso color oro (quindi una temperatura di circa 230/240 gradi), dovremo esser pronti a raffreddare il pezzo per evitare di superare il limite (ricordiamo che se si raggiunge il marrone è troppo tardi). Può tornarci utile quindi la bacinella contenente acqua e olio per bloccare l'escalation di temperatura nell'esatto istante in cui il tagliente ha assunto la colorazione corretta.
Dobbiamo essere davvero molto attenti e rapidi: a maggior ragione sui pezzi sottili le cose si susseguono velocemente ed il rischio di "bruciare" è alto. A tal scopo è bene utilizzare una fiamma "dolce" per rallentare un pò la propagazione del calore.
Vi chiederete come mai avevo detto di levigare la superficie dell'acciaio dopo la tempra. Il motivo è che quella superficie annerita non rende possibile la visualizzazione dei colori, rendendo di fatto impossibile avere un riferimento visivo dell'evoluzione cromatica del pezzo in fase di rinvenimento.
Vorrei dire infine ripetere che questa piccola guida non ha la pretesa di affermare dati scientifici ma vuole soltanto raccontare la mia esperienza e le mie tecniche. Industrialmente o da parte di strutture diversamente attrezzate vengono seguite procedure diverse, un pò più "scientifiche". Queste sono le tecniche di un liutaio che, per il suo essere un artigiano, ama costruirsi tutti i suoi strumenti.
