härten in folie - verzug ? -

[karl zeitler]

hallo,
kann es sein, dass durch die nicht gleichmässig anliegende härtefolie es beim abschrecken zu verstärktem verzug kommt. ich hatte beim letzten
messer aus rwl einen fürchterlichen verzug (ca. 3cm bei 180mm klingenlänge).
ich überlege deshalb eine klemmvorrichtung aus hitzebeständigem stahl
z.b. 1.4828 zu bauen, in der ich die klinge fixiere und im eingespannten zustand abschrecke.
anstelle der folie soll auch härteschutzlack bis 1050 grad gehen. eine höhere temp. brauche ich nicht.
wer hat erfahrung zu obigen themen und kann was dazu sagen?
mfg

karl zeitler

ps. den verzug hatte ich weggebracht durch einspannen beim anlassen, war aber mühsam. wie man eine dünne klinge bei 150 grad richten soll innerhalb weniger sekundenbruchteile lt. diverser fachaussagen soll mir auch mal einer sagen. denn viel länger bei normaler umgebungstemperatur bleibt man nicht auf diesem temperaturniveau.

 

[roman]

kann es sein, dass durch die nicht gleichmässig anliegende härtefolie es beim abschrecken zu verstärktem verzug kommt.

Selbstverständlich!

Daher einfach die Klinge im heissen Zustand aud der Folie Nehemen und dann in Öl tauchen.

Oder IN der Folie stehend oder hängend adn der Luft erkalten lassen.

richten kansst Du die Klinge bei ca 100°C einfach dazu einige zeit ins kochende Wasser Tauchen und dann gefühlvoll richten.

 

[SimonSambuca]

Oder IN der Folie stehend oder hängend adn der Luft erkalten lassen.

Hallo Roman,

in dem Fall ist ein Abschrecken bei hochlegiertem also nicht nötig da die Abkühlgeschwindigkeit an der normalen Luft ausreicht

Ist das qualitativ nicht schlechter? Die Anspruchshärte wird geringer ausfallen oder?

Schönen Gruß

Simon

 

[karl zeitler]

danke roman,
für die antwort. ich bin wie simon auch überrascht dass ein abkühlen in der folie an ruhender luft reicht. hab zur zeit 4 dünn ausgeschliffene kochmesserklingen aus aeb-l und schon mit loch zum aufhängen beim härten.
wenn das so klappt wär das natürlich eine elegante und sicher verzugsmindernde methode.
kann ich mir die folie auch sparen wenn ich ein paar zehntel abschleife.
ich erinnere mich an einen schmiedeversuch mit rwl. ich hab die klinge
neben dem feuer meiner damaligen meinung nach langsam abkühlen lassen, trotzdem war überraschenderweise die klinge glashart. das würde romans aussage bestätigen.
mfg
karl

 

[roman]

Also natürlich reicht es aus an Luft um die Dinger hart zu kriegen.

Persölich würde ich jedoch immer auf Öl gehen bringt halt auch bis zu 2 HRC mehr.

ich erinnere mich an einen schmiedeversuch mit rwl. ich hab die klinge
neben dem feuer meiner damaligen meinung nach langsam abkühlen lassen, trotzdem war überraschenderweise die klinge glashart. das würde romans aussage bestätigen

Wenn man schmiedet hat man ja auch meist die Hitze höher und die Temp länger als beim härten. da werden RWL Klingen locker mal mit 65 HRC rauskommen wenn da mal die Zyklen gerade passen.

 

[Klaus1602]

Ist das qualitativ nicht schlechter? Die Anspruchshärte wird geringer ausfallen oder?

@Simon : Bei den höherlegierten mit entsprechend langen Umwandlungszeiten wird man in der Ansprunghärte kaum einen Unterschied feststellen. Nehmen wir z.Bsp. den 1.4034 und vergleichen die Ansprunghärte in Abhängkeit zur Abkühlgeschwindigkeit ergeben sich folgende Härten:
3°/s - 681 HV
9°/s - 680 HV
42°/s - 685 HV
53°/s - 691 HV
Es handelt sich hier um Differenzen im Bereich der Messunsicherheit.

Um absolut verzugsfrei zu härten mache ich inzwischen folgendes:
Ich habe mir zwei Stahlplatten so jeweils 30x100x250mm auf einer Seite plangeschliffen. Diese beiden Platten lege ich mir in den Schraubstock, und zwar so, dass zwischen die Platten ein Spalt entsteht wo die glühende Klinge reinpasst.
Nach dem Austenitisieren spanne ich die glühende Klinge zwischen die beiden plangeschliffenen Platten und drehe den Schraubstock fest zu.
Dabei ist zu beachten, dass sich die Platten schön plan an die Flankenwinkel der Klinge legen.
Der Wärmeübergang von Stahl zu Stahl ist so groß, dass man das mit einer Ölhärtung durchaus vergleichen kann.
Hat den absoluten Vorteil, dass die Klinge weder nach links noch nach rechts ausweichen kann. Kein 1/10mm Verzug ! Keine gebrochenen Messerklingen mehr.

Noch was : das Planschleifen hat seinen Grund. Habe auch dazugelernt
Wenn die Platten bloß sägeroh sind, werden sich diesen kleinen Riefen in den Austenit der Klinge graben ! Und Ihr wisst ja alle, wie lange man solche Riefchen an harten Klingen rausschleift.

Und noch was. Mit Folie Härten hab ich noch nie probiert und werde es auch nicht anfangen. (zumindest nicht bei den Stählen, die ich bisher gehärtet habe)

kann ich mir die folie auch sparen wenn ich ein paar zehntel abschleife.

Genau so ist es ! Da man an der Schneide sowieso 0,5 mm Materialstärke bein Härten lässt, wird die Randentkohlung sicher entfernt. Und das 1/10 mm Randentkohlung, wenn es überhaupt so viel ist, an den Flanken stören mich weiß Gott nicht. Ich schneide nämlich mit der Schneide.

Gruß Klaus

 

[hobby]

Nach dem Austenitisieren spanne ich die glühende Klinge zwischen die beiden plangeschliffenen Platten und drehe den Schraubstock fest zu.
Dabei ist zu beachten, dass sich die Platten schön plan an die Flankenwinkel der Klinge legen.

Funktioniert das wirklich?
Ich sehe nämlich zwei Probleme:
Zum einen dürfen die Platen ja nicht parallel liegen, sondern müssen ein "V" bilden
und zum anderen bildet die Fläche des Klingenschliffs (mit Ausnahme der Klingen mit gerader Schneide) ja keine Ebene!

Oder reicht der Wärmeübergang auch bei nicht vollständig flächiger Anlage aus?

Hans

 

[Klaus1602]

Hallo Hobby

Zum einen dürfen die Platen ja nicht parallel liegen, sondern müssen ein "V" bilden

Ja genau. D.h. meine Klinge z.Bsp. 40 mm schließt unten mit den beiden Platten fast bündig ab. Dadurch bildet sich das "V"

und zum anderen bildet die Fläche des Klingenschliffs (mit Ausnahme der Klingen mit gerader Schneide) ja keine Ebene!

Ja, ok das mag sein, dass die vordere Spitze nicht den vollen Druck der Platten abbekommt. Was ich eben nicht erwähnt habe ist, dass ich zusätzlich mit Pressluft in den oberen Spalt blase. Dadurch erziele ich natürlich an den Flächen, die evtl. keinen 100%-igen Kontakt haben ebenfalls eine rasche Abkühlung.

Es hat bisher bei 2 Klingen aus 1.4034 einwandfrei funktioniert. 57 HRc nach zusätzlicher TK-Behandlung in Trockeneismischung mit Isopropanol -50°C und Anlassen bei 180°C. Verzugsfrei !!

Gruß Klaus

 

[GeHaWe]

Zur Ausgangsfrage:
Ich verwende Härteschutzlack, bin damit sehr zufrieden und bekomme kaum Verzug.

Vorteile:
* Kein Verzug
* Sehr gute Härte (in Öl)
* Gute Oberfläche

Bisher angewendet:
1.2842 - 850°
Damasteel - 1060°
Damasteel - 1080°
Letztens: Dicke nur 1,1mm, Länge ca. 250mm, Verzug unter 0,2mm

Beste Grüße

Gerhard

 

[luftauge]

...
Um absolut verzugsfrei zu härten mache ich inzwischen folgendes:
Ich habe mir zwei Stahlplatten so jeweils 30x100x250mm auf einer Seite plangeschliffen.

Von der "Plattenmethode" habe ich schon gelesen - "Plate-quenching" nennen die es, allerdings wurden dort meist dicke Aluplatten verwendet und auch empfohlen.
Hast Du damit auch schon experimentiert ?
Sollte nach Meinung der anderen Macher verschiedene Vorteile haben, allerdings haben die wiederum keinen Stahl verwendet, wenn ich mich recht erinnere.
Somit keine Vergleichsangabe verfügbar.

Gruß Andreas

 

[Klaus1602]

Hallo Andreas

Hast Du damit auch schon experimentiert ?

Nein, mit Alu noch nicht.
Das geht aber sicher auch. Aufgrund der besseren Wärmeleitfähigkeit von Alu würde die Abkühlung wohl noch etwas scheller erfolgen.
Damit könnte man auch niedrig legiertere Klingen hart bekommen.
Ich hatte mir bei meiner Materialwahl diesbezüglich keine Gedanken gemacht. An Stahl komme ich halt einfacher ran. Mit Alu sehe ich aber vielleicht folgende Probleme:
1.) Alu ist nicht magnetisierbar und somit auf der Flächenschleifmaschine nicht spannbar. Es sei denn, man hätte einen Schraubstock. Hab ich nicht !
2.) ALu ist weich. Möglicherweise gibt es Eindrücke auf den Platten.
3.) Alu schmilzt so bei 600°C. Keine Ahnung was da an den Kontaktstellen zur 800° bis 1050°C warmen Klinge abgeht !

Gruß Klaus

 

[GeHaWe]

einen Schraubstock. Hab ich nicht !
2.) ALu ist weich. Möglicherweise gibt es Eindrücke auf den Platten.
3.) Alu schmilzt so bei 600°C. Keine Ahnung was da an den Kontaktstellen zur 800° bis 1050°C warmen Klinge abgeht !

Gruß Klaus

Nur reines Alu schmilzt so früh. AL-Legierungen schmelzen wesentlich später (bis rauf über 1.000°) und sind auch fester.

Trotzdem sehe ich Stahl auch als zweitbeste Lösung (nach dem Lack).

Gruß

Gerhard

 

[Klaus1602]

Hallo Gerhard

Ich will das gar nicht in Frage stellen, dass Du mit Härteschutzlack beste Erfahrungen gemacht hast. Kann ich absolut nachvollziehen, zumindest was die Oberflächengüte angeht. Kaum Verzunderung, kaum Abkohlung.
Aber glaubst Du wirklich, dass der Lack positiven Einfluß auf das Verzugsverhalten haben kann ? Verzug entsteht doch hauptsächlich dadurch, dass man beim Erhitzen und oder Abschrecken, oder sogar schon beim Vorschleifen etwas falsch gemacht macht. z.Bsp.:
Beim Schleifen bringst man durch Überhitzung Spannungen rein. Diese lösen sich beim Aufheizen....Klinge wird krumm.
Oder das Vormaterial besitzt schon viel Spannungen weil es nicht ordentlich weichgeglüht wurde.
Oder beim Erhitzen infolge ungleichmäßiger Erwärmung...weil man die Klinge evtl. nicht senkrecht auf den Rücken stellt.
Oder wenn man die Klinge mit der flachen Seite zuerst ins Öl steckt.
Du weißt selber, es gibt hier tausend Möglichkeiten was falsch zu machen.

Wenn es bei Dir immer funktioniert glaube ich ehr, dass Du dir über all diese möglichen Fehler bewußt bist und einfach alles richtig machst.

Ich kann mir aber nicht vorstellen, dass der Lack (mit einer Dicke von ein paar My) da irgend etwas retten kann wenn die Klinge das Bedürfnis hat sich an den vorher gemachten Fehlern zu rächen.

Gruß Klaus

 

[GeHaWe]

Hallo Gerhard

Wenn es bei Dir immer funktioniert glaube ich ehr, dass Du dir über all diese möglichen Fehler bewußt bist und einfach alles richtig machst.

Gruß Klaus

Oh weiah, jetzt muß ich aber den Kopf einziehen.

Klar versuche ich möglichst wenige Spannungen rein zu bekommen. Daher bearbeite ich meine Rohlinge immer abwechselnd auf beiden Seiten.

Der Lack ist nur ein Mittel um weniger Verzug durch ungleichmäßige Abkühlung zu erhalten. Gegen Spannungen, die schon im Material drin sind, hilft es nicht.

Außerdem (siehe Roman) bekomme ich schnellere Abkühlung und damit mehr Basishärte (und damit später bessere Zähigkeit).

Weiterhin spare ich mir die Fummelei mit der Folie (Verletzungsgefahr)
.... und billiger ist es auch noch.

So, und jetzt gehe ich in den Keller zu meiner neuen Vakuumkammer. Das wird der nächste Thread.

Gruß

Gerhard

 

[hobby]

Mit Alu sehe ich aber vielleicht folgende Probleme:
1.) Alu ist nicht magnetisierbar und somit auf der Flächenschleifmaschine nicht spannbar. Es sei denn, man hätte einen Schraubstock. Hab ich nicht !
2.) ALu ist weich. Möglicherweise gibt es Eindrücke auf den Platten.
3.) Alu schmilzt so bei 600°C. Keine Ahnung was da an den Kontaktstellen zur 800° bis 1050°C warmen Klinge abgeht !

Gruß Klaus

An Alu dachte ich spontan auch, hatte aber die gleichen Temperatur-Bedenken:
Wie wärs mit Kupfer?

Die Wärmeleitung müsste noch besser sein und die Temperatur beständigkeit sollte auch gut ausreichen.

Ob man Kupfer schleifen kann weiss ich nicht, aber fein gefräst müsste doch auch gehen.

Hans

 

[Klaus1602]

Hallo Hans

Wie wärs mit Kupfer?
Die Wärmeleitung müsste noch besser sein und die Temperatur beständigkeit sollte auch gut ausreichen.

Ich denke schon. Geht bestimmt !
Willst Du diese unkonventionelle Art des Härten auch mal testen ?
Wenn ja, gib mir mal ne Info welches Material Du gehärtet hast und welches Ergebnis rauskam.
Bei meiner nächsten Klinge wollte ich es mal mit einem 100Cr6; 1.3505 ausprobieren. Ich bin mir da allerdings noch nicht ganz sicher, obs auch so gut klappt.

Klaus

 

[hobby]

Willst Du diese unkonventionelle Art des Härten auch mal testen?

Hallo Klaus,

wollen schon ;-))
Aber ich bin kein Schmied und an die WB traue ich mich schon gar nicht ran - mich hat das Thema eher von der Theorie her interessiert.

Hans

 

[U. Gerfin]

Zur am Anfang gestellten Frage: Wenn die Härteschutzfolie nur einseitig anliegt und das Werkstück mit der Folie zusammen abgeschreckt wird, kann das wegen der ungleichmäßigen Abschreckung zu Verzug führen.
Das dürfte aber eine eher seltene Verzugsursache sein.
Härteverzug entsteht in erster Linie durch Spannungszustände, die auf unvollständiger oder falscher Vorbereitung des Härteguts beruhen. Das ist eigentlich alles hinreichend behandelt und ich will es hier nicht im einzelnen wiederholen. Nur eine Warnung sei hier hervorgehoben: Ungleichmäßiges und zu heißes Schleifen erzeugt enorme Spannungen. Dies wird regelmäßig unterschätzt und führt dann zu den unerwünschten Verzugserscheinungen. Es ist deshalb unabdingbar, vor dem Härten zu normalisieren und weichzuglühen. Dafür gibt es viele funktionierende Methoden, von einfach bis minutiös, die auch schon vielfach besprochen worden sind.
Zu den hier vorgeschlagenen Methoden, Härteverzug zu vermeiden, ist im wesentlichen folgendes zu sagen:
Die Härtefolie ist für unlegierte oder leicht legierte Stähle ungeeignet.
Um wirksam zu sein, soll sie ja das Härtegut luftdicht umschließen. Bis man dann das Päckchen mit der Härtefolie geöffnet hat, ist beim Härtegut die Perlitnase erreicht und die Härtung schlägt fehl. Sollte jemand so flinke Finger haben, wie ein berufsmäßiger Zauberer, kriegt er es vielleicht hin- sonst nicht,
Bei hochlegierten Stählen, die auch bei Luftabkühlung ausreichend hart werden, ist sie verwendbar und führt zu sehr sauberen Oberflächen, die so gut wie keine Nacharbeit brauchen.
Ein Nachteil besteht auch hier: Um die volle Schutzwirkung zu erreichen, soll das Päckchen ja luftdicht verschlossen sein. Dann kann es vorkommen, daß die Folie mit der sauberen Oberfläche des Härteguts verschweißt- das ist dann schwieriger wegzuschleifen, als ein bißchen Zunder.
Die Folie schützt nach den Herstellerangaben bis 1200 Grad C. Das ist aber mit großer Vorsicht zu betrachten- es gilt allenfalls für ganz kurze Haltezeiten. Im Schmiedefeuer wäre sie weitgehend nutzlos, da dort lokal deutlich höhere Temperaturen auftreten, die zum Durchbrennen der Folie führen.
Das Abkühlen zwischen Stahlplatten wird bei Haedicke-"Die Technologie des Eisens" ausführlich beschrieben. Die Ausführungen dort sind allerdings mit großer Vorsicht zu genießen, da zu der Zeit der Niederschrift des Buches der Härtevoegang noch falsch gedeutet wurde. Man hatte damals die Vorstellung, daß mit sehr schroffer Abschreckung die Härte steigt und mit milder Abschreckung ein Zustand eingestellt werden könnte, der dem ideal gehärteten und angelassenen Zustand entspricht.
Das Abkühlen zwischen zwei Stahlplatten unter Druck würde bei lufthärtenden Stählen ohne weiteres zur vollen Härte führen. Ich halte das gleichwohl nicht für eine gute Methode, da die im Material entstehenden Abschreck- und Umwandlungsspannungen- seien sie klein bei richtiger Vorbereitung oder groß- wie leider oft- durch das Pressen zwischen den Platten nicht beseitigt, sondern nur unterdrückt werden, im Material also erhalten bleiben und zu Schwachstellen bis hin zu Rissen führen können.
Eine Kompromissmethode, die mir besser scheint, wird ebenfalls bei Haedicke und bei Haufe "Werkzeugstähle und ihre Wärmebehandlung" beschrieben und war gerade für Messerklingen weit verbreitet. Es handelt sich um das Härten in der Quette. Das kann man sich als eine Zange mit so breitem Maul vorstellen, daß die Klinge in ihrer ganzen Länge erfasst werden konnte. Das Zangenmaul hatte vorstehende Rippen, sodaß die Klinge nur von den Rippen erfasst wurde und das Abschreckmedium dazwischen den Rest der Klinge umspülen konnte. Die eigentliche Schneide blieb ganz frei und erreichte deshalb jedenfalls die gewünschte volle Härte. Diese Methode kann auch bei entsprechender genauer Temperaturkontrolle zum Erzielen interessanter Härtelinien genutzt werden.
Letztlich bleibt aber festzustellen, daß die wirksamste Methode zur Vermeidung von Härteverzug die richtige Vorbehandlung ist.
Das Richten ist ja auch schon ausführlich besprochen worden. Deshalb dazu nur ganz kurz: Relativ weiches Material- bis ca. 55 HRC- kann mit Gewalt gerichtet werden, da zwischen der Elastizitätsgrenze und der Bruchfestigkeit noch ein gewisser Bereich plastischer Verformbarkeit liegt. Wirklich harte Werkstücke können ohne Härteverlust bei ca. 100 Grad C gerichtet werden, weil bei der Umwandlung vom tetragonalen zum kubischen Martensit gewisse Gleitebenen entstehen. Ob diese Theorie stimmt, bin ich mir nicht so ganz sicher- in der Praxis funktioniert es jedenfalls.
MfG U. Gerfin

 

[Klaus1602]

@U.Gerfin

Ich halte das gleichwohl nicht für eine gute Methode, da die im Material entstehenden Abschreck- und Umwandlungsspannungen......durch das Pressen zwischen den Platten nicht beseitigt, sondern nur unterdrückt werden, im Material also erhalten bleiben und zu Schwachstellen bis hin zu Rissen führen können.

Das sehe ich auch so. Die Spannungen bleiben drin. Aber mir persönlich ist es doch lieber, ich habe eine gerade Klinge mit Spannungen (die ich ja in gewissen Grenzen durch das Anlassen abbauen kann) als eine krumme Klinge ohne Spannungen,...

Relativ weiches Material- bis ca. 55 HRC- kann mit Gewalt gerichtet werden, da zwischen der Elastizitätsgrenze und der Bruchfestigkeit noch ein gewisser Bereich plastischer Verformbarkeit liegt. Wirklich harte Werkstücke können ohne Härteverlust bei ca. 100 Grad C gerichtet werden, ..... in der Praxis funktioniert es jedenfalls.

,... in die ich dann durch Richten wieder Spannungen einbringe.

Meine bisherigen, (wenigen) Erfahrungen mit Richten waren zu 100% bescheiden...um es vorsichtig auszudrücken. Meine zweite selber gemachte, 180mm lange,schlanke Klinge aus 100Cr6 hatte nach dem Härten eine Durchbiegung von ca. 4mm. Also Richten ! Klinge links und rechts aufgelegt mit der konvexen Seite nach oben. Mit dem Bunsenbrenner vorsichtig erwärmt und mit der gepolsterten Schraubzwinge in der Mitte auf -5mm ; -7mm ; -10mm entgegengesetzt durchgebogen. Nix ist passiert. Das Ding federte immer wieder zurück auf +4mm.
Nach weiteren Versuchen -12mm u.s.w hörte ich dann dieses schreckliche Geräusch was ich um jeden Preis vermeiden wollte.
Was mir ein wenig Trost gegeben hat war das schöne mattgraue, feinkörnige Bruchgefüge. Da hatte ich wohl beim Härten alles richtig gemacht.

Seit dem ist meine Devise :Besser Vorbeugen als Bohren.

@ Hans

Aber ich bin kein Schmied und an die WB traue ich mich schon gar nicht ran

Ich bin leider auch kein Schmied. Würde mich eher als Schreibtischtäter bezeichnen.


Gruß Klaus

 

[hobby]

Es handelt sich um das Härten in der Quette. Das kann man sich als eine Zange mit so breitem Maul vorstellen, daß die Klinge in ihrer ganzen Länge erfasst werden konnte. Das Zangenmaul hatte vorstehende Rippen, sodaß die Klinge nur von den Rippen erfasst wurde und das Abschreckmedium dazwischen den Rest der Klinge umspülen konnte. Die eigentliche Schneide blieb ganz frei und erreichte deshalb jedenfalls die gewünschte volle Härte.

Hallo Ulrich,

habe ich das richtig verstanden:
Die Zange fixiert die Klinge auf der gesamten Länge und verhindert dabei den Verzug, wobei die Härtung klassisch durch den Wärmeübergang an das Öl erfolgt?


Was ich auch sehr interessant fand (ich hoffe, ich habe Roman hierbei richtig verstanden):
Man könnte die Klinge in eine Vorrichtung einspannen und dann im Warmbad auf 250 °C (?) abkühlen und damit den Verzug verhindern und danach erst die eigentliche Härtung in Öl durchführen.

Hans