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"Friction forged" - ultraschallgeschärft ?

E

enrico

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@ Techniker/Metallurgen:

Im letzten Messermagazin wurde die Ultraschallschärftechnik vorgestellt - interessante Sache .... in der aktuellen Ausgabe des Tactical Knives - Magazin ist ein Beitrag über das sogenannten "Friction Forging" drinnen.

So - sehr laienhaft erklärt - hab´s ich verstanden:

Grob gesagt, ist der Unterschied der, daß beim Ultraschall"schärfen" der Schneidenbereich durch in Ultraschallfrequenz schwingende Werkzeuge verformt/verdichtet wird.

Beim friction forging passiert dies durch ein rotierendes Werkzeug, welches die Schneidekanten ausformt bzw das Material dort verdichtet.

Hohe Härten und feine Schneiden solllten das Ergebnis sein.

Nun meine Fragen:

Was halten die Techniker/Metallurgen hier im Forum davon?
Wie stabil sind dieses Schneiden im Vergleich zum Ausgangswerkstoff?
Wir wirkt sich Ultraschallbearbeitung auf Karbide aus?
Wird dies der Standard für die Zukunft?

....

Hoffe auf ein paar Infos und eine sachliche Diskussion!;)


Gruß, Claus
 
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AW: Friction forged - ultraschallgeschärft ?

Und gleich noch einige ergänzende (Verständnis-)Fragen dazu:

Die beiden Diagramme auf den Seiten 69 u. 70 des MM 5/2007 zeigen, daß die Härte v.a. im sog. verformten Kernbereich deutlich ansteigt, im Übergangsbereich sinkt und im ausgeformten Bereich am niedrigtsen ist, im Diagramm aus S. 70 beim Küchenmesser sogar niedriger als beim Grundwerkstoff.
Beobachte ich also richtig:

- Der größte Härtegewinn wird im verformten Kernbereich erzielt?
- Der ausgeformte Bereich, also doch m.E. die eigentliche Schneide
ist nicht wesentlicher härter (oder gar weicher) als der
Grundwerkstoff?
- Die optimal erzielte Härte an der Schneide bekomme ich erst nutzbar
zur Verfügung, nachdem die aktuelle Schneide (=ausgeformter
Bereich; nach den Bildern geschätzt ca. 120 ym) durch Abnutzung
oder Nachschliff bis zumindest auf den Übergangs- und später auf den
verformten Kernbereich heruntergearbeitet wurde?

Oder sehe ich was falsch?

Grüße

12knife
 
AW: Friction forged - ultraschallgeschärft ?

Wo sind die Techniker? :confused:

Die Berichte in den Magazinen erklären ja einiges, aber ... :argw:

@ Moderatoren - bitte bei Bedarf verschieben ... Material total ??? oder ... ?


Gruß, C.
 
AW: Friction forged - ultraschallgeschärft ?

Vor allen Dingen frage ich mich wieoft hier eigentlich noch darauf hingewiesen werden muss dass man kein Material verdichten kann.

(Ja, ich weiss, kann man doch, in einem schwarzen Loch, aber nicht hier auf der Erde mit einem Hammer!)
 
Verdichten nicht möglich?

Ich zitiere aus dem Messermagazin:

"Nach dieser Behandlung weist die Schneidkante eine maximale Dichte und damit höchste Güte und Festigkeit auf. Der Grund dafür ist, dass bei dem geringsten Materialvolumen (wenn die Schneidenstärke gegen Null geht) die größte Verformungsarbeit und dementsprechend die höchste plastische Materialverdichtung stattfindet."

Für den Artikel zeichnet unter anderen ein Prof. Dr.h.c.Dr.-Ing. Eckart Uhlmann der TU Berlin.


Gruß, C.
 
Ist das so schwer zu verstehen??????

Feste Stoffe können nicht verdichtet werden. Die Dichte (=spezifisches Gewicht) eines Stoffes ist eine Physikalische Konstante, Die lässt sich nicht verändern, und so langsam wird es echt lästig das hier jedes Vierteljahr aufs neue zu diskutieren.

Was vielleicht "verdichtet" werden kann ist die Oberfläche, d.h. daß eine plastische Verformung durchgeführt wird bei der die Rauhheit reduziert wird. Das ist aber weniger als verdichten sondern vielmehr als ein Einebnen der Oberfläche zu bezeichnen. Wenn dies hier gemeint ist, dann sollte das auch korrekt beschrieben und benannt werden, anstatt wissenschaftlich weniger bewanderten Lesern ständig solche Flöhe ins Ohr zu setzten.
 
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BTW, auch ich habe diesen Beitrag im MM gelesen. Dort werden zwar REM Aufnahmen von behandelten Schneiden dargestellt, interessant (und halbwegs fundiert) wäre es allerdings gewesen zum Vergleich dieselbe (bzw. vergleichbare) Schneide vor der Behandlung zu sehen.
 
Übrigens, auch mein Ur-Urgrossvater hat schon Stahl "verdichtet", er hat seine Sensenblätter nämlich auch gedengelt. Ist im Prinzip nichts anderes. Kaltverformung und Kaltverfestigung. Schneide wird dünn ausgetrieben und dabei verfestigt. Daß das nun mit entsprechend hoher Schlagfrequenz bei noch niedriger Schlagenergie ausgeführt wird macht es nicht zu einem grundlegend neuen Verfahren.
 
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Armin II schrieb:
Ist das so schwer zu verstehen??????

Feste Stoffe können nicht verdichtet werden. Die Dichte (=spezifisches Gewicht) eines Stoffes ist eine Physikalische Konstante, Die lässt sich nicht verändern, und so langsam wird es echt lästig das hier jedes Vierteljahr aufs neue zu diskutieren.

Was vielleicht "verdichtet" werden kann ist die Oberfläche, d.h. daß eine plastische Verformung durchgeführt wird bei der die Rauhheit reduziert wird. Das ist aber weniger als verdichten sondern vielmehr als ein Einebnen der Oberfläche zu bezeichnen. Wenn dies hier gemeint ist, dann sollte das auch korrekt beschrieben und benannt werden, anstatt wissenschaftlich weniger bewanderten Lesern ständig solche Flöhe ins Ohr zu setzten.
Zum Vergrößern anklicken....

@Armin II

`War nur eine Frage eines "wissenschaftlich weniger bewanderten Lesers" - kein Angriff auf die Gralshüter der Nichtverdichter ;)- übrigens auch mein Opa hat Sensen gedengelt - kann heute kaum noch wer ! Haben die Sensen durch des Dengeln auch eine höhere Härte erreicht oder "nur" eine feinere Schneide?

OK die Schneidkante wird "dichter" d.h. feiner bzw ebener.

Wie kommt es zu der offensichtlichen Härtesteigerung in dem bearbeiteten Bereich? Durch Einebnen?


Gruß, C.
 
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Wenn dies hier gemeint ist, dann sollte das auch korrekt beschrieben und benannt werden, anstatt wissenschaftlich weniger bewanderten Lesern ständig solche Flöhe ins Ohr zu setzten.
Zum Vergrößern anklicken....
Enrico, das war jetzt nicht auf dich bezogen, sondern auf die ursprünglichen Verfasser des genannten Artikels.

Das Thema wurde hier schon ausgiebig diskutiert, "Stahl verdichten" in der Suchfunktion hilft da weiter....
 
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ultraschallgeschärft ?

enrico schrieb:
......Im letzten Messermagazin wurde die Ultraschallschärftechnik vorgestellt .....Grob gesagt, ist der Unterschied der, dass beim Ultraschall"schärfen" der Schneidenbereich durch in Ultraschallfrequenz schwingende Werkzeuge verformt/verdichtet wird.....
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Ich habe, weil mir schnell klar war, dass das Blödsinn ist, mal in Berlin im Institut angerufen und nachgefragt - der Herr Professor hatte auf meine Mail nicht reagiert. Große Verwirrung - man kannte den Artikel selbst gar nicht, sondern hatte nur die Messungen gemacht.

Das MM hat die Technik nicht verstanden, das Ganze hat mit Ultraschall natürlich nichts zu tun. Lediglich die "Hämmer" schwingen mit hoher Frequenz. Es handelt sich also um Feinschmieden mit hoher Frequenz.

Es geht im Kern wohl um eine von Russen in Berlin gegründete Firma, die versucht, mit angeblich "neuer" Technologie auf dem Messermarkt Fuß zu fassen.

Dass in dem Artikel das unsägliche "Verdichten" immer noch zitiert wird, nachdem doch von kundigen Leuten längst damit aufgeräumt wurde, ist für mich nicht nachvollziehbar.

Gruß

sanjuro
 
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`Hab mich kurz eingelesen - liege ich damit richtig, daß durch Kaltverformung eine Verfestigung des Materials erreicht werden soll, dh. die Versetzungsdichte wird verändert und daher die höhere Härte.:hmpf:

@sanjuro
Interessante Info bzgl der Hintergründe!

Gruß, C.
 
Es werden immer wieder einmal "neue wissenschaftliche Erkenntnisse" angepriesen, die wahre Wunder an Leistungszuwachs versprechen. Meistens ist für ein eng begrenztes Anwendungsgebiet sogar ein Körnchen Wahrheit dabei.
Die beiden hier genannten Stichworte "friction forged" und "ultraschallgeschärft" bezeichnen Techniken, mit denen man eine Verbesserung bestimmter Stahleigenschaften zu erreichen hofft.
Über das "friction forging" haben wir uns in einem andern Zusammenhang schon unterhalten und ich schließe mich nach dem jetzigen
Stand dem negativen Urteil von Achim voll an.
Es ist möglich, durch Reibung und Druck die Oberfläche eines Werkstücks in ihrer Struktur zu verändern. Ähnliche Erscheinungen treten ja schon beim Polieren in den feinsten Oberflächenschichten auf. Mit einfachen Mitteln ist es aber nicht durchzuführen und der Spaß ist beim ersten Nachschleifen vorbei, da es sich nur um dünne Schichten handelt.
Beim "Ultraschallschärfen" geht es im Prinzip um einen ähnlichen Vorgang: Mit höchster Frequenz arbeitende Hämmerchen sollen die Oberfläche verfestigen. Das Prinzip ist eigentlich uralt und wird beim Kugelstrahlen, Dengeln und ähnlichen Techniken verwendet. Selbst Blattfedern für leichte Pferdewagen wurden nur durch Hämmern verfestigt:"Hammer in as much strength as You need" las ich in einem alten amerikanischen Schmiedebuch. Auch die teilweise enormen Härten, die am Kopf von Lochstempeln auftreten-bis 82 HRC- sind bekannt- allerdings ist das nicht nutzbar, da unmittelbar darauf das Zerbröckeln der Oberfläche folgt.
Die unausgegorenen Berichte über solche Techniken sind in der Tat höchst ärgerlich, insbesondere, wenn sie in sensationeller Aufmachung erscheinen.
Das sollte aber nicht darüber hinwegtäuschen, daß an der Sache etwas dran sein könnte, und sich ernsthafte Untersuchungen in dieser Richtung lohnen. Ich erinnere in diesem Zusammenhang an den Vorgang des "Patentierens". Dabei wird nach einer bestimmten Vorbehandlung Draht durch Ziehlöcher gezogen und dabei einem allseitigen Druck ausgesetzt. Bei gehöriger Vorsicht erreicht man dabei Zugfestigkeiten von 4000 N pro Quadratmillimeter. Das kann man nicht mehr sinnvoll in Härtewerte umrechnen, bei geringeren Festigkeitswerten kann man als Faustregel ein Drittel der Zugfestigkeit als HRC annehmen, wobei man nicht mit Newton, sondern noch mit kg rechnen muß. Bei 120 kg Festigkeit pro Quadratmillimeter kommt man auf ca 40 HRC- bei diesen Härte- und Festigkeitswerten stimmt die Umrechnung noch ungefähr.
Das zeigt das Potential des Patentierverfahrens-bisher nur für Klaviersaitendrähte u. ä. nutzbar- aber vom Ansatz her bedenkenswert.
Auf eine nähere Schilderung des Patentierverfahrens verzichte ich hier. Es ist bei Rapatz im Kapitel "Kaltverformung und Rekristallisation" gut beschrieben.
MfG. U. Gerfin
 
@ U. Gerfin

Ich bedanke mich für die sachliche Darstellung! Auch als Laie macht man sich halt Gedanken über solche Berichte ... Ich - und viele andere wissenschaftlich "Unbedarfte" wahrscheinlich auch - haben aufgrund der in den "Fachmagazinen" dargestellten Verfahren schon eher erwartet, daß sich hier etwas entwickelt, von dem man als 0815-Anwender auch einmal profitieren kann.


So long, ich bleib` sowieso meinen Schätzen treu ....;)


Gruß, C.
 
Hallo zusammen,

hab den MM-Artikel auch gelesen. DIE Antwort hab ich mal wieder nicht parat, aber wer Lust hat, kann sich das zugehörige Patent ja seitenweise ansehen und zwar hier:

http://depatisnet.dpma.de

... unter der Recherche - Einsteiger nach der Nummer DE 101 27 546 B4 suchen.

Leider ist beim Bild der Messerklinge / Schneidkante kein Maßstab mit dabei. Auf den ersten Blick schein mir die Vergrößerung beim 1. Bild ein gutes Stück höher zu sein oder der Anschliff bei der ersten Klinge erfolgte viel grober. -Dass die Glättungswirkung dann recht hoch ist, ist nicht sehr verwunderlich.

An Methoden zur Festigkeitssteigerung durch Hochverformung wird weiterhin geforscht. (High pressure torsion = HPT, Acummulative roll bonding = ARB, equal channel angular pressing = ECAP, um ein paar Abkürzungen zum googlen zu nennen) Mal sehen, ob sich daraus eines Tages etwas für Messer Nutzbares entwickelt.

Gruß,
Daniel
 
Hallo Armin II
Ist das so schwer zu verstehen??????
Feste Stoffe können nicht verdichtet werden. Die Dichte (=spezifisches Gewicht) eines Stoffes ist eine Physikalische Konstante, Die lässt sich nicht verändern, und so langsam wird es echt lästig das hier jedes Vierteljahr aufs neue zu diskutieren.
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Bei flüssigen Stoffen würde ich das mit unterschreiben. Wenn du dir aber einen gegossenen Stahlblock genauer anschaust, dann hat der im Kernbereich üblicherweise kleine Hohlräume (Poren,Lunker). Diese Hohlräume können durch nachträgliche Umformung (Walzen, Schmieden) größtenteils wieder beseitigt (verschweißt) werden. Je größer die Umformung, umso weniger Hohlräume bleiben übrig. Der Unterschied (vorher zu nachher) läßt sich z.Bsp. durch eine Ultraschallprüfung eindeutig nachweisen. Ich nenne dies trotzdem eine Verdichtung des Materials. Auch wenn man an der Dichte (spezifisches Gewicht) kaum eine Änderung feststellen wird.
Wenn man allerdings schon diches Material vor sich hat, kann man noch so lange und heftig darauf rumkloppen - da passiert nichts mehr mit einer Verdichtung. (höchstens eine Verfestigung)
Ich denke, dass du das auch vorausgesetzt hast.

Gruß Klaus
 
Bei flüssigen Stoffen würde ich das mit unterschreiben. Wenn du dir aber einen gegossenen Stahlblock genauer anschaust, dann hat der im Kernbereich üblicherweise kleine Hohlräume (Poren,Lunker).
Zum Vergrößern anklicken....

Dann haben wir keinen festen Stoff sondern ein Stoffgemenge aus einem festen Stoff und einem Gas. Genauso könnte ich argumentieren dass ein Stück Styropor ein fester Stoff ist und sich sehr wohl verdichten lässt!
 
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