Erster Versuch mit Mokume->Rätselhaftes Ergebnis!?

[Mister B.]

Moin!

Habe heute meinen ersten Versuch gemacht, Kupfer und Messing zu verbinden. Vorweg: Natürlich hat es nicht geklappt
Habe die Bleche entgratet, entfettet und mit unserer 50t-Presse zwischen zwei 12mm-Blechen eingepfercht.
Alles in den kleinen Muffel gestopft und gut und gerne eine Stunde bei 100% geglüht.
Temperatur war beim Rausnehmen nach Glühfarbe ca. 800°C.
Nach dem Abschrecken haben sich die Plättchen unter leichten Schlägen getrennt.

Das Verwunderliche hierbei ist allerdings, dass die Kupferbleche an den Kontaktflächen mit einer dicken, festen Schicht Messing überzogen sind.

Wie kommt das? Zinkdiffusion? Warum hat das Paket aber dann nicht zusammengehalten?

Gruß Mister B.

 

[MythBuster]

Hallo,

der Effekt hat sogar einen Namen: Kirkendall-Effekt
Ist mir auch schon passiert, zwar nicht in dem Ausmass, aber mir viel auf, dass das Paket nicht an der "Schweissstelle", sondern in der Mitte eines Messingblech brach.
Abhilfe schafft wahrscheinlich weniger lang oder bei niedrigerer Temperatur glühen.

Gruß

MythBuster

 

[Mister B.]

Aha, vielen Dank!
Da hab ich es wohl zu gut gemeint...
Ein neuer Versuch muss her!
Also, kürzere Zeit und niedrigere Temperatur? Reichen 10 Minuten?
Gruß Mister B.

 

[MythBuster]

ich denk mal mal kann das nicht pauschal beantworten. Da gibt´s zu viele Parameter: wie viel Sauerstoff kommt an´s Paket, wie sauber sind die Bleche, wie gut ist der Kontakt?
also einfach ausprobieren!

 

[sap]

Statt ausprobieren würde ich mich vorher gründlich informieren. Bei Mokume kann das "Versuchen" ernsthaft frustrierend werden.
Gruß aus Bayern
Josef Angerer

 

[U. Gerfin]

Ich habe leichte Zweifel, ob die Ratschläge in die richtige Richtung gehen.
Die Kombination Kupfer x Messing habe ich sowohl im Ofen mit exakter Temperaturkontrolle, wie auch im Schmiedefeuer diffusionsgeschweißt. Ich bin dabei mit den Temperaturen deutlich höher gegangen. Im Schmiedefeuer ist es wohl am sichersten, das Auftauchen erster glänzender Schmelzperlchen am Rand des Pakets abzuwarten. Im Ofen genügt es, wenn man bis knapp unter die Schmelztemperatur des Messings geht, also etwa 850 Grad einstellt.
Man kann aber auch da deutlich höher gehen, weil der Schmelzpunkt nur den Beginn des Schmelzens anzeigt und nicht bei dieser Temperatur alles wie Wasser wegläuft.

Ist man in den kritischen Temperaturbereich gelangt, so sollte man das Paket nicht ruckartig bewegen oder pressen, weil dann schon angeschmolzene Teile austreten können.

Bei den ersten Versuchen habe ich auf extreme Sauberkeit der Bleche geachtet, ganz so genau nehme ich es damit nicht mehr.

Wichtig ist sicher auch ein hoher Druck beim Erhitzen. Wieviel Druck 4 20 mm Schrauben bei festem Anziehen entwickeln, weiß ich nicht, es ist aber sicher eine ganze Menge. Der Druck erhöht sich beim Erhitzen ohnehin noch einmal, weil die gepressten Bunt- oder Edelmetalle einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, als die Schrauben.

Als Erhitzungsdauer sollte man schon eine Zeit von 1 Stunde auf voller Temperatur einkalkulieren, wenn man nicht ganz in die Nähe des Schmelzpunkts gehen will. Auch da sollte man aber nach dem Erreichen der Höchsttemperatur das Paket etwas abkühlen lassen und noch eine Weile- etwa eine halbe Stunde- auf hoher temperatur halten.

Ordentlich gemachte Mokume-Pakete sind so gut verschweißt, daß man Streifen absägen, ausschmieden und tordieren kann.

Probleme kann es allerdings geben, wenn man Materialien kombiniert, die sehr unterschiedliche Verformungseigenschaften haben. Da kann es beim Verformen Abscherungserscheinungen geben oder es können Risse auftreten. Die Kombinationen Kupfer x Messing, Kupfer x Silber, Kupfer x Neusilber sind aber in dieser Hinsicht gutmütig.

Freundliche Grüße
U. Gerfin

 

[kababear]

bitte nicht vergessen, dass die Schrauben auch warm und "weich" werden.
Als Daumenformel: Festigkeit bei 800° = ~10% der Zugfestigkeit bei Raumtemperatur.
Normale Anlasstemperaturen für Schrauben 8.8/10.9 sind übrigens im Bereich bis 500° zu finden.

 

[Mister B.]

Moin!
Vielen Dank ersteinmal für die Erklärungen und Tipps!
Habe heute einen neuen Versuch unternommen und anstatt mit dem Ofen, mit dem Brenner gespielt (und ein kleines bißchen Flußmittel benutzt- aber nicht petzen).
Es hat funktioniert! Der Block ist beisammen geblieben!

Gruß
Mister B.