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Metallographie bei einer Feuerschweißung

Hoppla

Da scheine ich ja etwas losgetreten zu haben.
Erst mal danke für die viele Post und ein "sorry" an den Mod - wir kommen hier ganz leich off-topic. Wenn es kritisch wird, schiebe mich bitte einfach in ein neues Topic.

Vieleicht erklähre ich hier mal etwas näher:
Diese Pressen dienen eigentlich zur Herstellung von Diamantwerkzeugen (Honleisten, Sägeblätter, Schleifscheiben ...). Dabei wird Metallpulver (Verkaufen wir auch: Kobalt, Bronze, Eisen, WC, Mangan, Titan ... ungefähr 100 Rohmaterialpulver) und Diamantstaub vermischt und in einer Grafitform gepreßt und gleichzeitig erwärmt. Die Pulverkörner versintern dabei, die Diamantkörner werden vom Pulver umschlosen und festgehalten.

Das geschieht bei 600 bis 1300°C.

Ich füge hier mal ein Foto der Sinterkammer ein.

Man erkennt oben und unten 2 Grafitblöcke, Elektroden genannt.

Ich habe mir das jetzt so vorgestellt:
Wir legen eine Grafitplatte mit hohem Widerstand auf die Elektrode. Dann legen wir unser Eisenpaket (besteht aus mehreren Blechen verschiedener Sorten) drauf und dann wieder eine Grafitplatte.
Die Reaktionskammer wird verschlossen und evakuiert. Jetzt pressen wir die Elektroden aufeinander und leiten Strom durch. Es fliessen so ca. 18kA, das ganze wird warm durch den Heiz-Widerstand der Grafitplatten. In der oberen Grafitplatte ist ein Loch, da schieben wir ein Thermoelement (Pt-Rh-Pt) rein, damit wird die Temperatur gemessen und geregelt.
Das Wunderding hat einen Weggeber. Wenn unser Metall teigig wird, also durch den Druck eine plastische Verformung beginnt, dann können wir mit Druck und Temperatur das ganze ziemlich genau steuern.

Wir haben Vakuum, Stickstoff, Argon und Formiergas (N2/92 - H2/8) für die Prozeßkammer zur Auswahl.

Nach einiger Zeit schalten wir den Strom ab und warten, bis die wassergekühlten Elektroden unseren Damast auf Zimmertemperatur gebracht haben. Zykluszeit ca. 15min.
Dann ärgern wir uns, weil es zu warm/zu kalt/zu lang gesintert hat und machen einen neuen Versuch ;)

Die Elektroden haben ca. 180 x 180mm Fläche. Lichte Weite 145mm.
Mit 2 Platten a 40mm bleiben uns 40 bis 60mm Paket-Dicke.

Unsere Demo-Maschine hat 100kVA und 36to, ein150er-Maschinchen mit ca. 50to kann ich auftreiben.

Wenn jemand Lust hat, dann braten wir mal einen Freitag Abend ein paar Versuche.

Ihr bringt den Stahl, Titan, was Ihr wollt, ich bring den Strom und das Grafit.

PS: Ich Könnte unseren Metallurgen fragen, vieleicht macht der auch mit.
PPS: Sorry Damastos, dass ich Dein Thema hier vergewaltige. Übrigens sehr schöne Schliffe - Profiqualität eben :p

Beste Grüße
Gerhard
 

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super sache, Gerhard. Es wäre bodenloser Leichtsinn und Erkenntnisverweigerung, Dein Angebot nicht anzunehmen. Mal sehen, ob ich das zeitlich hinkriege, wenn sowas ins Leben gerufen wird. Das ist phantastisch.
 
Da ich ja auch in der Stuttgarter Gegend wohne wäre ich gerne dabei falls es zustande kommt.

Bin zwar noch ein Jungspund aber habe großes Interesse :).

Ich könnte ein größeres Stück Titanblech beisteuern (neulich von nem Bekannten bekommen) falls Interesse besteht (da könnte man ja bald Timascus herstellen ;)).

Viele Grüße Marcus
 
Halo GeHaWe,
Eines ist mir beim Durchlesen aufgefallen:

Wenn du durch ein Paket, wie du es beschrieben hast, 18kA hindurchjagst, dann wirst du die größte Stromwärme wahrscheinlich an den Grenzflächen zwischen den eintelnen Lagen freisetzen. Also im Paket, nicht außerhalb!
Genau wie beim Punktschweissen.
Der Übergangswiderstand zwischen den Lagen dürfte größer sein als der Widerstand der Graphitplatten.

MfG
newtoolsmith
 
@Newtoolsmith:
Ich habe berechtigte Hoffnung, dass wir das ganze Paket gleichmäßig erwärmen werden. Die Grafitelektroden haben einen niedrigen Widerstand (ca. 12µOhm*m) und die Grafitplatten haben einen hohen Widerstand (ca. 24µOhm*m). Die Metallplatten dazwischen müssen blank sein (am besten mit der Flächenschleifmaschine, Präziflach wäre prima (habe ich erwähnt, dass wir auch Flächenschleifmaschinen in der Werkstatt haben? :D )).
Durch den Preßdruck werden die Platten flächig zusammengepreßt. Da wir die Temperatur und die Leistung direkt steuern können, werden wir ein paar Halte-Rampen einbauen, so bei 600, 900, 1100°. Dabei wird sich die Temperatur im Paket verteilen, unterschiedliche Ausdehnungen bei unterschiedlichen Temperaturen gleichen sich an.

Das schöne bei diese Presse ist ja im Gegensatz zum Schweißgerät, dass wir die Leistung permanent haben, der Traffo alleine wiegt mehr als eine Tonne und wir haben Gleichstrom.

Übrigens: die nächste Ausbaustufe ist dann verarbeiten von verschiednen Lagen von Blech mit Metallpulver - so könnten wir eine Schneidleiste aus Eisen-Wolframcarbid mit Damast herstellen. Problem ist hier der unterschiedliche Ausdehnungskoeffizient, das ganze droht beim Abkühlen zu reissen.

Ich habe mich vor einiger Zeit mal mit Wolf Borgerüber über dieses Thema unterhalten. Der war lt. eigener Aussage bei der Entwicklung von Damasteel mit dabei. Damasteel wird ähnlich hergestellt, allerdings mit wesentlich größerem Equipment. Wir können mit diesen Maschinen all das probieren, was Sandvik seinerzeit nicht konnte, wollte, wußte. :super:
 
Zuletzt bearbeitet:
GeHaWe schrieb:
und ein "sorry" an den Mod - wir kommen hier ganz leich off-topic. Wenn es kritisch wird, schiebe mich bitte einfach in ein neues Topic.
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Wieso ? :D :irre:
Ist das hier einer der besten threads im Schmiedeforum seit langem, oder nicht ? Leider kann man hier keine Bewertung abgeben.
Für Materialfreaks und Wissenslückenauffüller ein unbedingtes Muss :super:

Gruß Andreas
 
Hier ist in der Tat etwas losgetreten worden.
Mit den geschilderten Mitteln kann man praktisch alle Metalle fehlerfrei miteinander verbinden. Es ist sozusagen eine high- tech. mokume gane-Technik.
Über die Möglichkeiten will ich mal kurz spekulieren:
Rostfreier Damast in allen Variationen- kein Problem.
HSS- Damaste- kein Problem.
Stahl- Hartmetallkombinationen würden von der Verbindung her kein Problem bereiten, die Verformung und gegebenenfalls Mustergebung wären wegen auftretender Abschereffekte problematisch.
Das gleiche gilt für alle Hartbeschichtungen zwischen den Lagen.
Es ergibt sich also eine Vielzahl von interessanten Möglichkeiten.
Da es mir auf besondere Feinkörnigkeit zur Erzielung feinster Schneiden ankommt, bin ich allerdings am meisten an den Werkzeugstahldamasten interessiert, die mit der geschilderten Anlage fehlerfrei hergestellt werden könnten. Auf die Ergebnisse bin ich jedenfalls sehr gespannt. Gruß Ulrich.
 
hallo,

dann könnte man mit dieser Technik also fehlerfreier verbinden, als das im Schmiedefeuer möglich ist?
Käme dann vom Muster so etwas heraus, wie es von den japanischen Industriedamasten aus seki bekannt ist?
Neben den ebenfalls im Feuer verschweißbaren Materialkombis könnte man dann auch ohne Probleme 1.2453 mit ck70 verbaten?
Wenn allerdings dann 200+ Lagen rauskommen sollen, muss das ja einige Male in die Presse.
Unter dem Strich: ist das bezahlbar?
Was entstehen denn da für Betriebskosten?
Fragen über Fragen...

Ist wirklich ein Leckerbissen dieser thread!

Gruß,
torsten
 
Grau ist alle Theorie!
Ich würde jetzt nicht so euphorisch werden, denn das ganze muss erst bewiesen werden. Vor allem die Wärmeausdehnung bzw. Schrumpfung macht mir Sorgen.

Jetzt brauchen wir erst mal ein paar Experimente.
Ich würde vorschlagen, wir treffen uns an einem Freitag abend oder Samstag morgen und probieren das erst mal aus. Dazu sollten wir Material für ca. 4 Versuche haben.

Für die Schmiedefraktion:
Ich schlage vor, 1.2842 (möglichst dünn, ca. 1mm) mit irgend etwas rostfreiem zusammen zu pressen. Insgesammt 5 -10 Lagen. Größe ca. 40 x 50mm, das Paket maximal ungefähr 20mm hoch. Das Material sollte plan geschliffen und eben sein. Hier wären aber die Vorschläge der Profis (Markus, Ulli, Roman ...) wahrscheinlich besser als meine beschränkten Kenntnisse. Vieleicht könnte Damastos dann das Ergebnis beurteilen.

Stufe 2 wäre vieleicht Verbindung von 2 Stählen mit einer pulvermetallurgischen Zwischenschicht

Für die Mokume-Fraktion:
Edelmetalle gehen wahrscheinlich einfacher (niedrigere Temperatur), aber hier habe ich noch weniger Ahnung. Jeder Vorschlag ist willkommen, 2,3 Versuche am Anfang sollten drin sein.

Jetzt brauche ich ein paar Freiwillige, die etwas Material mitbringen können. Wenn es am Material scheitert, dann bestelle ich eben etwas Präziflach.

Ich stelle mir vor, Anfang März (4. & 5.) tätig zu werden, aber alleine macht es bestimmt keinen Spaß. Das ganze steht in Fellbach bei Stuttgart, genauer gesagt in Fellbach-Oeffingen.

So meine Herren - jetzt bitte Farbe bekennen. :hehe:

Gerhard
 
Hallo,

ich verfolge das Thema schon eine ganze Weile mit wachsender Begeisterung und würde gerne bei dem Spektakel dabei sein,wenn auch "Nichtfachleute" kommen dürfen.
Der 4/5.3 wäre für mich in Ordnung.
Hätte ein Stück Präziflach 1.2842 (500x40X2mm) und ein Stück 1.1770 (500x120x2,5mm) von Uddeholm die ich beide mitbringen könnte - quasi um mich wie beim Pokern in die Runde "einzukaufen"! ;)
Ich weiß es ist nicht viel, aber wenn daran Interesse besteht...

Gruß Tobias
 
Hallo,

von dem Sandvik 19C27 in 0,381mm Stärke blank kann ich wohl etwas Restmaterial dazusteuern, wenn sonst keiner rostfreien Stahl für den Versuch mitbringen kann.
Auch ev. von dem Uddeholm AEB-L müsste ich noch in ~0,5mm Stärke Reststücke mit feinpolierter blanker Oberfläche irgendwo haben.
Ebenso vielleicht den Sandwik 7C27Mo2.
Also, bitte meldet Euch, wenn der Stahl benötigt wird von mir und dann schaue ich mal nach, was sich hier noch so findet.

Diese oben genannten und andere rostfreie Stähle habe ich bei meinen früheren Versuchen miteinander im Schweißverbundverfahren verschweißen können. Mit Werkzeugstahl(z.B. 1.2842) zusammen habe ich es nicht versucht, glaube auch dass das wohl nicht einfach werden wird.

Selber kommen kann ich leider nicht!

Gruß Markus
 
Zuletzt bearbeitet:
Arrgh der fünfte.

:glgl: am 05.03 sind wir auf ner Familienfeier, unabsagbar. Der 04.03 geht aber bei mir und Fellbach fahr ich jeden Tag durch. Die Versuche würd ich mir ungern entgehen lassen.

Ich hab zwar keinen 1.2842 so dünn, aber 50CrV4 0.9mm dick 50 mm breit und Sinterpulver mit 0.5 % C, 2 % Ni und 1.5 % Mo könnte ich mitbringen. Wahrscheinlich könnt Ihr das ja auch selber mischen, aber ich hab hier grad zwei Kilo rumliegen.

Die Schliffe könnte man sicherlich organisieren.

Grüße
 
:( Ich komme leider erst am 5. März von einer Dienstreise zurück, daher klappt es bei mir definitiv nicht, bei den ersten Startversuchen dabei zu sein. Leider. Aber wer kann denn auch ahnen, dass das alles so schnell geht ... Ich hoffe aber, dass alles klappt und ich dann bei weiteren Tests dabei sein kann. Würde gerne einen Block Dreilagenstahl 1.2767/1.2552/1.2767 herstellen. Material bringe ich optimal vorbereitet mit (plangeschliffen und poliert).

Wo bekommt man denn Sinterpulver her? Bzw. wo kann man denn "fertige Mischungen" kaufen oder überhaupt legieren lassen? Für weitere Versuche wäre das vielleicht sehr interessant?

Viel Erfolg!!!
Gruß Lars
 
Termin:
Der Termin scheint bei ein paar nicht ideal zu sein. Also bitte nicht fest einschießen, wenn es daran hängt, dann machen wir es eben eine Woche später, oder so ... also das klären wir noch.

Material:
Wir nehmen alles (gerne auch von Dir Markus). Wenn etwas übrig bleibt, dann geben wir es zurück.

Leute:
Wir nehmen jeden. Wir sollten vieleicht noch einen alten Hasen haben, halt jemand, der sich mit schmieden auskennt. Ich selbst kann vieleicht Maschinen bauen, und an guten Tagen diese auch einschalten, aber bei Materialfragen ist früh Schluß.

Sinterpulver:
Sinterpulver im NE-Bereich gibt es bei uns (www.dr-fritsch.de) in der Firma. Im Eisen- und Stahlbereich ist Sandvik, Höganaes, BASF, Kennametal o.ä. besser sortiert, wir haben da nur 3, 4 Sorten.
Aber einen Zahn muß ich Dir ziehen, Lars. Gesintertes Metall ist in der Regel weniger duktil und fest wie geschmiedetes. Sintermetall ist nicht immer ganz dicht (passt irgendwie zu uns, oder? :D ) und sehr verschleißfest (feines Korn), hat aber durch die vielen Korngrenzen bei nicht idealer Dichte viele potenzielle Kerbwirkungs-Keime. Das müßte erst gehippt oder geschmiedet werden. Diese Grundaussage kommt auch von Roman Landes (ich will mich hier nicht mit fremden Federn schmücken).

Beste Grüße
Gerhard
 
GeHaWe schrieb:
[...]
Sinterpulver:
Sinterpulver im NE-Bereich gibt es bei uns (www.dr-fritsch.de) in der Firma. Im Eisen- und Stahlbereich ist Sandvik, Höganaes, BASF, Kennametal o.ä. besser sortiert, wir haben da nur 3, 4 Sorten.
Aber einen Zahn muß ich Dir ziehen, Lars. Gesintertes Metall ist in der Regel weniger duktil und fest wie geschmiedetes. Sintermetall ist nicht immer ganz dicht (passt irgendwie zu uns, oder? :D ) und sehr verschleißfest (feines Korn), hat aber durch die vielen Korngrenzen bei nicht idealer Dichte viele potenzielle Kerbwirkungs-Keime. Das müßte erst gehippt oder geschmiedet werden. [...]
Zum Vergrößern anklicken....

Danke Gerhard für die Info, werde mich mal schlau machen, wer hippen ("heiß isostatisch pressen") kann - ich vermute mal, dass dazu der Druck in Euren "Druck-Sinterpressen" nicht ausreicht? Das Schmieden eines vorgesinterten Blockes jedenfalls wäre bestimmt irgendwo machbar.
Ansonsten wäre ich auch mit meinem 1.2767/1.2552/1.2767 Dreilagenmaterial hochzufrieden - die eigene Legierung aus Sintermetall (wie auch immer dann weiterzubearbeiten) ist wohl zu euphorisch ...
Trotzdem: Klasse Angebot!!!
Gruß und Danke!
Lars
 
Inzwischen habe ich intern mal den Termin abgeklärt. Am 4.3. haben wir zwar unsere Betriebsversammlung, aber die ist vormittags, es könnte also klappen. :)

In unserem Vorführraum arbeitet ein gelernter Schlosser, der kann zumindest anfangs mit dabei sein. ;)
Temperaturnmessung wird für den Versuchstag extra umgebaut von Ni-Cr-Ni (billig, kann aber nur 1150°) auf Pt-Rh-Pt (sauteuer, kann aber 1400°) Thermoelement.

Noch nicht vollständig klar ist mir, was wir zuerst testen sollen. Ich habe jetzt mal auf Verdacht 2 Stück 1.2842, 1dick x 40breit x 500lang bestellt.

Markus, könntest Du uns noch etwas Material schicken, wie angeboten?
Adresse ist Dr. Fritsch in Fellbach wie auf unsere Web-Page, z.H. Gerhard Weber. Das wäre super, wenn's klappt, bist Du der erste Profi, der vom Ergebnis was bekommt.
Off Topic: "War übrigens eine schöne Sendung über Deine Schmiede in HR3!"

Jetzt aber an alle:
Da ich kein Schmied bin - was soll zuerst getestet werden?

Ich würde 2 - 3 Versuche mit der gleiche Materialzusammensetzung vorschlagen, z.B. 1.2842 und irgendwas (Bitte schlagt was vor, was lässt sich gut ätzen?).

Dann vieleicht noch 2 Stichversuche mit anderen Sorten.

Als Probengröße würde ich 40breit x 80lang x 15dick vorschlagen, dass könnte ausgereckt gerade für eine Messerklinge langen.

Bitte schlagt etwas vor, Euer Wissen zählt.

Beste Grüße aus dem Schwabenland

Gerhard
 
Vielen Dank für Deine Unterstützung, Markus! :super:

Ich hoffe, am 4. den
Herbert (Ober-cheff-Protokollführer und Materialkundler) :p
Bullet101
Damastos
Moppekopp
mit an Bord zu haben.

Allerdings sind noch mehr Leute gerne eingeladen, hier können gerne noch einige mitmachen. Wenn es Probleme mit der Übernachtung gibt - wir haben noch ein paar Betten frei zuhause, auf jeden Fall aber Platz für ein paar Lumas.

Wenn es klappt, gibt es Sekt, wenn es daneben geht - den sauersten Wein, den ich im Keller habe.

Anfahrtskizzen gibt's auf Anfrage per mail.

Grüße
Gerhard
 
hi,

ich würde es mir ja saugerne antun, wohne aber in der Nähe von Ks und sehr wahrscheinlich ist das zu weit/teuer für mich, zumal ich ja eh technisch das ganze nicht sonderlich vorantreiben würde.

Aber zur Frage "was soll verbacken werden?" vielleicht:
- der Aufwand mit der Presse soll ja schon Sachen bringen,die in der Schmiedehitze nicht möglich sind (Rostfreier Damast, 1.2552 Drei-Lagen,
also 1.2552/1.2767 od. 1.2552/1.4301 od. 1.2552/1.4034, das Ganze ginge wohl auch mit Feile oder 1.2842 als Mittellage)
für den Einstieg soll es was "einfacheres" sein, gelle?
- schön wäre Feile/1.2842 (das gäbe ein schönes Material von den Eigenschaften her)
-einfacher wohl 1.2842 und c70 o.ä.
die Krönung wäre aber:
-rostfreier Deko-Damast mit schneidefreudiger Mittellage.

Ich hoffe, das die Diskussion hier noch ein wenig weitergeht, ist sehr interessant!

gruß,
torsten

p.s.: c70 und 1.2552 habe ich noch flach, müsste aber noch Haut ab und flach gemacht werden. Bei Interesse maile ich noch einmal genaue Maße.
 
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