Wootz steel Greg T. Obach

The article will be a short discussion how to bring out the pattern in wootz steel.  If you have noticed, wootz will look very similar to the ordinary everyday steel.  It is the etch that will bring the inner beauty of the steel to the eyes of the beholder.  Since there are two phases in the steel, an etch must be selected that can accurately outline the boundaries.  Too often an etch is chosen that will coarsely eat at the boundaries and muddy the picture in the steel.  The concentrations of acid must be tailored to the steel, such as to selectively eat on the steel matrix and leave the carbides shiny and accurate.  Even a properly prepared blade and a good etch is no guarantee  that the carbides in the wootz steel will produce a pleasing sight.  I will begin my process by briefly describing the surface preparation process.

Surface Preparation

After the blade has been tempered properly, it must be brought up to high polish prior to the etch the blade is polished by using aluminum oxide paper of 320, 400, 600 grit paper is placed under a flat oak sanding block and is worked at a 45 deg angle to blade, then opposite 45, then down the length of blade the blade must be lubed with lite oil during sanding or else you may risk burnishing the blade ( I use corn oil) constantly renew the oil as it gets blackened

The Etch

It is critical that you choose a solution that will give you the best outcome during an etch.  I have chosen to use an acid that is called “ nital ”.  My version of Nital is basically a diluted nitric acid and distilled water, mixed with some rubbing alcohol to act as a drying agent.  The concentration of acid is very low and I mix it by using small amounts and a test bar of wootz in the solution.  I watch the test bar, and the pattern should begin to darken at 10 seconds and be adequate at 30 seconds.  A common mistake is to leave the steel in the etch too long with the thinking that the pattern will become better.  An over etched wootz will become muddy and have little pits in the steel.

The Etch Process

The first step in the process is to degrease the blade and leave a very clean surface.  If any oils or grease remains on the blade, it will streak the etch and ruin the pattern. Wash the blade under the tap water with dish soap detergent and rinse well dip into a bath of TSP (trisodium phosphate) and then rinse under tap water now wash on last time with dish soap but try not to use your finger tips to touch blade…  and rinse under tap water but do not touch bare hands on it let it air dry

4 ingredient chemicals and the 3 knives to be etched

Clean knife is being watched in etch solution

The knife is now immersed in the nital etcр. Careful watch through the clear glass, the progress of the etch. Remove blade at 30 seconds or if it is a problematic steel, sometimes if you leave it till pattern darkens then remove. Do not let it get completely dark and sludgy as both phases of the steel are now etched. Remove from acid and quickly put in jar of TSP for a quick swish. Then quickly under tap water to remove TSP.

Now have a lite paper towel waiting… pour rubbing alcohol on it and quickly, yet litely rub the blade with it…. This is a drying agent and it is very important to go immediately from the tap water to the agent! Rust will quickly set up on your blade if you are not quick enough. If the pattern has become faint … sometimes you can re-etch immediately and bring it forth

Here are the results:

The 3rd knife developed some problems during the etch.  The one side of the blade would not develop a rich pattern and I believe it was burnished with my old abrasive papers.  The blade will be reground and I believe the pattern will be accessible.

Note: my nital acid is becoming tired and is an orange color.  Although the acid may still cut the steel, it will soon give the matrix an orange hue.  The orangish hue on the blade is unacceptable and new acid should be mixed.  I wish there was an easy way of removing the orange to save the nital but I haven’t found anything.

Take care 
Greg t. Obach

Подготовка поверхности

После того как лезвие было закалено, его необходимо хорошо отполировать перед собственно травкой. Лезвие полируется наждачной бумагой на основе оксида алюминия номерами 320, 400, 600. Для отшкуривания надо использовать дубовый плоский брусок и проводить сначало под 45 градусов в одну сторону, потом под 45 градусов в другую и в конце вдоль лезвия. Необходимо смачивать лезвие маслом, что бы не пережечь лезвие - я использую кукурузное, меняя его по мере почернения.

Раствор

Чрезвычайно важно выбрать правелный состав для травления, который дает наилучшый рисунок. Я использую состав называемый Нитал. Моя версия этого состава - разбавленная азотная кислота, дисцилированная вода и немного спирта для протирки из аптеки в качестве высушивающего агента. Концентрация кислоты очень мала и я определяю ее на небольшом количестве смеси и тестовой булатной полоске. Я наблюдаю за тестовой полосой - рисунок должен появляться в пределах 10 секунд и через 30 секунд должен уж быть хорошо виден. Обычная ошибка это предположение что чем долше держать клинок в растворе тем лучше - передержанный булат будет мутным с крошечными но заметными ямкам выжжеными кислотой.

Травление

Первый шаг это обезжирить лезвие - поверхность должна быть идеально чистой. Если хоть немного масла или жира останется, на лезвие появяться полосы, пятна - весь рисунок пойдет на смарку. Лезвие надо промыть под струей воды с посудомоечным средством и погрузить в ванночку с TSP (трисодиум фосфатом) потом промыть под струей воды в последний раз с посудомоечным средством, но не касаясь поверхности пальцами... опять промыть под струей не касаясь пальцами и дать высохнуть на воздухе. 
 

Используемые в процессе химиката и лезвия приготовленные к протравке

Чистое лезвие наблюдается в растворе.

Клинок помещен в раствор, надо внимательно наблюдать процесс травления. Вынимать надо где-то через 30 секунд или иногда для проблемных клинков - пока не появиться удовлетворительный рисунок. Но не следует ждать пока клинок не станет полностью черным, а то обе фазы клинка станут одинаково протравленными. Извлеченный из кислоты клинок следует сразу поместить в банку с TSP и интенсивно помешать там, потом сразу промыть под струей воды, что бы удалить TSP. 

Имейте на готове легкую бумажное полотенце, намочите его в спирте и быстро, но легонько разотрите им клинок. Это высушиваюший агент и это очень важно сразу же из под струи воды натереть лезвие высушивающим агентом! Ржавчина очень быстро сформируется на клинке если это не достаточно быстро сделать. Если рисунок получился слабый, можно его попробовать тут же перетравить по новой.

Вот результаты:

На третьем ноже проявились некоторые проблемы в процессе протравки. На одной сторона клинка рисунок сформировался недостаточно контрастный и как я полагаю это из-за того что эта сторона перегрелась при отшкуривании. Клинок будет перешлифован и я надеюсь что рисунок будет нормальным.

Замечу - мой кислотный раствор выработался и получил оранжевый оттенок. Если продолжать травить таким раствором, он будет еще работать но придаст матрице такой же оранжевый оттенок, что неприемлемо, раствор надо поменять. Возможно есть от этого оранжевого окраса можно как то избавиться, но мне такой метод пока неизвестен.

Всего хорошего,
Грег Т. Обах