Rostfrei in Gasesse härten.

[Ingvar]

Hallo zusammen,
Ich bin neu hier und das ist meine erste Frage.
Seit ca. 1 Jahr bin ich mit dem Messermachen beschäftigt. Nur für sich und für Freunde.
Meistens aus Kohlenstoffstahl, härten tu ich in der Gasesse.
Einige Messer hab ich auch aus rostfreiem Stahl gefertigt und bei einem renommierten Messermacher härten lassen.
Da ich den Zugang zu dem Härteprüfgerät habe, habe ich alle Härteergebnisse kontrolliert.
Steubreite bei den Stahlen D2, 14c28n, Sb1, war 55-63 HRC.
Die Frage , ist es möglich die rostträge Stähle in der Gasesse mit Trockeneiskühlung selbst zu Härten und dabei brauchbare Ergebnisse zu bekommen. Vielleicht ist es überflüssig Geld zu bezahlen Wochenlang zu warten um danach 55HRC zu bekommen?
Vielen Dank.
Ingvar

 

[herbert]

Normalerweise arbeiten Härtereien recht präzise, wenn man denen die Werkstoffzusammensetzung gibt und eine Härtevorgabe macht. Beim Überprüfen der Härtewerte unbedingt beachten, dass man auf planparallelen Flächen arbeitet, und nicht auf Schrägen.
Man kann die rostfreien härten, es empfiehlt sich, mit Härtefolie zu arbeiten, sonst erhält man auf der Oberfläche Zunder, und es kann auch vorkommen, dass man in der Oberfläche Restaustenit behält.
Hast Du darauf geachtet, dass Du bei der Härterei alle Angaben gemacht hast und angemerkt hast, dass Du blank härten wolltest? Streuungen von 55 bis 63 HRC bei Vorgabe von z.B. 60 wären nicht akzeptabel, plus/minus 1 bis 2 HRC aber schon.
Problem: Kennst Du die Temperaturverteilung der Gasesse, ist die ok? Abschrecken in Öl, danach Kältebehandlung, und anlassen.
Bei rostfreien Stählen ist immer zu beachten, dass Du entweder Restaustenit bekommst oder Karbide. Auf der sicheren Seite bist Du eigentlich mit den Angaben aus den Datenblättern der Hersteller.

Unten habe ich mal eine Empfehlung für Information an die Härterei angehängt (so wie ich das immer mache)

 

[Ingvar]

Hallo Herbert,
Danke für die Rückmeldung.
Die Temperatuverteilung ist natürlich nicht gleichmäßig, direkt unter der Flamme ist mehr, die Kohlenstoffklingen muss ich auch hin und her bewegen.
Alternativ, in ein Rohr reinlegen, mit der Hoffnung das da ich etwas bessere Hitzeverteilung bekomme.
Problem, das ICH mit der Gasesse nicht zuverlässig die Herstellerangaben erfüllen kann. Zu mindest z.Z. nicht.
Ich kann nur ungefähr machen und hoffen das da auch ungefähr etwas brauchbares rauskommt.
Härteschutzfolie muss ich noch bestellen. Geht erstmal auch ohne? Muss ich da die entkohlte Oberfläche (wie beim Kohlenstoffstahl) abschleifen?
Deswegen hab ich auch Härten lassen, aber wie ich sehe, da bekomme ich auch nur ungefähre Werte.
Und ja, ich hab tatsächlich als Ziel 60HRC angegeben und die Stahlsorte mitgeteilt.
Jetzt probiere ich mal selbst.
Ingvar

 

[Bolos]

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Jetzt probiere ich mal selbst.
Ingvar

Hallo Ingvar,
hast Du es zwischenzeitlich mal probiert? Eventuell mit dem 14C28N ohne Härteschutzfolie?
Mich würde Deine Erfahrung interessieren, da ich gerade auch 3 Rohlinge in dem Stahl fertig habe und ich mich frage, ob das in der Esse wohl klappt (Haltezeit ist ja zum Glück kurz). Um die Temperatur stabiler zu bekommen würde ich zwei Stahlblöcke (6X3X25cm) in die Esse stellen und den Rohling dann dazwischen schieben (habe ich bis dato aber noch nicht versucht). Temperatur kontrolliere ich mit einem IR-Thermometer.

 

[Ingvar]

Hallo Bolos,
Ich habe mit dem Reststück D2 Stahl probiert.
Gute Nachricht, es wurde hard.
Schlechte, ich kann das Ganze doch nicht wirklich kontrollieren.
Mein digitales Thermometer zeigt wie heiß er ist und nicht wie heiß meine Klinge ist.
IR Thermometer hab ich nicht, würde ich kaufen, wenn ich wirklich weiß das es mir was bringt.
Wenn du probierst, sag auf jedem Fall Bescheid ob es bei dir geklappt hätte.
Gutes Gelingen
Ingvar

 

[Bolos]

Hallo Ingvar,
ist auf jeden Fall ermutigend das es soweit geklappt hat.
Ich werde es in der nächsten Zeit (wenn ich mal Lust und Zeit habe) probieren. Ich bestelle mir aber vorher noch Schutzfolie, da ich meine Rohlinge schon geschliffen habe.
In ein paar wenigen yt-Videos hatte ich gesehen, dass dort ohne Schutzfolie in der Gasesse gehärtet wurde. Allerdings wurden die Rohlinge erst nach dem Härten geschliffen.

Ich werde berichten.

Viele Grüße
Bolos

 

[Hamurra-e]

Ich habe mal 1.4034 in der Kohlenesse gehärtet und mein Kumpel ebenfalls, geht, wurde Glashart, aber ich weis mit Sicherheit nicht wie das Gefügte war. Ich habe damals versucht es differenziell zu Härten was sogar funktionierte und das wars auch. Das Messer von meinem Kumpel hab ich noch hab es schon im Wald getestet ist Hart und zäh genug aber die Klinge ist etwas verbogen und der Griff ist stellenweise ausgebrochen, darum hat er es in der alten Werkstatt gelassen. Vielleicht mach ich mal nen neuen Griff dran und bin gemein zu ihm harhar ...

 

[Bolos]

kurzer Zwischenstand:
Härteschutzfolie ist gekommen, zusätzlich habe ich noch ein 2mm vierkant Edelstahlrohr bestellt.
Die Idee ist, das Rohr in die Esse zu legen und in das Rohr den Temperatursensor. Wenn die 1050° erreicht sind, kommt der Rohling in Hitzeschutzfolie verpackt dazu.
Auf Grund der Isolationswirkung der Folie würde ich den Rohling anstelle von 5min, 8-9min halten.

Was denkt Ihr, ist die Haltezeit ausreichend?

Danach würde ich kurz in vorgewärmten Öl (60-70°), danach in Wasser (auf Grund der Schutzfolie) abschrecken.

Soweit die Theorie...vielleicht komme ich in einer Woche dazu es auszuprobieren....wobei mich flehen ein paar fast schon fertige Messer an, ihnen doch endlich mal Griffe zu machen

 

[Hamurra-e]

Welcher Stahl soll es denn sein? Viele Hochlegierte Stähle können zB zwischen Alustücken gehärtet werden, außerdem ist auch Stufenhärten empfohlen. Wasser würde ich auf keinen Fall mit ins Spiel bringen sonst hörst du Musik die du bestimmt nicht magst... Bling

 

[Bolos]

Es handelt sich um 14C28N
Nordisches Handwerk hatte zur Hitzeschutzfolie geschrieben, dass man ggf. bei Verwendung der Folie mit höherer Temp. und/oder einem schnelleren Medium zum Abkühlen härten sollte. Daher kam meine Überlegung der zweistufigen Abschreckung.

Ich denke ich werde doch wohl nur Öl nehmen. Denn besser die Härtung hat nur nicht funktioniert, anstelle des "Bling"

 

[Hamurra-e]

In den 80. hat Karl Schroen ein Buch geschrieben (the hand forged knife) in dem hat er schon damals als, so weit ich weis, einer der Ersten, sämtliche Werkzeugstähle, Rostfrei oder nicht, in der Schmiedeesse (Kohle) geschmiedet und gehärtet. Er war auch der erste der beschrieben hat wie man diese Werkzeugstähle mit Trockeneis und Aceton tiefkühlt, zumindest was das Härten von Messern betrifft.
Allerdings haben damals viele Messermacher ihre Stähle flachschmieden müssen weil es keine große Auswahl in Materialdicke gab oder Flachmaterial. Man kann also sagen, dass schmieden und Härten in der Kohleesse, von Rostafrei eine alte Sache ist. Ich weis nicht mehr genau ob er in dem Buch, oder einem Bericht in einem Messer Magazin, beschrieben hat wie er 440C Stahl und auch den amerikanischen (oder besser japanischen) ATS 34 (154...irgendwas) geschmiedet und gehärtet hat. Das Buch müsste man noch bekommen können.
OK ist im Buch beschrieben, sehr interessant und einfache Methode. Er hat auch nicht mit Folie gehärtet, ich nehme an er hat die Klinge einfach Dicker gelassen und dann die entkohlte Schicht abgeschliffen.
Wie auch immer, viel Spaß und viel Erfolg!!!

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[Bolos]

In den 80. hat Karl Schroen ein Buch geschrieben (the hand forged knife) in dem hat er schon damals als, so weit ich weis, einer der Ersten, sämtliche Werkzeugstähle, Rostfrei oder nicht, in der Schmiedeesse (Kohle) geschmiedet und gehärtet. Er war auch der erste der beschrieben hat wie man diese Werkzeugstähle mit Trockeneis und Aceton tiefkühlt, zumindest was das Härten von Messern betrifft.

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Vielen Dank für Deinen Tipp bzgl. des Buches.
Ich habe es zwischenzeitlich gelesen - sehr interessant wie er die hochlegierten Stähle in der Kohlenesse schmiedet und wärmebehandelt.

Zum Härten benutzt er zwar keine Schutzfolie, jedoch schützt er seine Klingen mit einer Borax-Beschichtung.
Dies scheint gut zu funktionieren, da er nicht auf Verzunderung eingeht.

 

[Hamurra-e]

Hab mich gerade daran erinnert dass es hier in der Nürnberger Gegend einen Messermacher gab.... Hmmm hab den Namen vergessen.... der hat Voll-und Halbintegrale Messer geschmiedet, aus allen möglichen Stählen, alle Hochlegiert, darunter HSS, und alles in der Kohlenesse.

 

[Bolos]

Ich habe den Versuch nun durchgeführt und möchte gerne den Aufbau, sowie das Ergebnis teilen.

Zur Vorbereitung habe ich die Klinge aus 14C28N gesäubert und entfettet (ist sicherlich überflüssig, aber ich habe es trotzdem gemacht) und danach dünn mit Babypuder (Talkum) eingerieben (Tipp aus dem Forum, um Anheften an die Schutzfolie zu verhindern). So präpariert habe ich die Klinge in die gefaltete Edelstahl-Folie eingelegt, deren Ränder ich zweifach umgefalzt habe, so dass möglichst keine Luft eindringen kann.
Die Esse habe ich wie abgebildet vorbereitet:
Esse mit Rohr und Temperaturfühler

Nach dem Hochheizten der Esse auf 1050° kam die eingepackte Klinge in das Rohr. Hierdurch ist die Temperatur ca. 150° abgefallen. Den Timer für die Haltezeit von 5min habe ich bei Erreichen von knapp 1050° gestartet. Die Temperatur lag während der Haltezeit stabil bei 1050-1058. Danach ging es flugs ins 60° warme Aldi-Raps-Öl.
Das Auspacken aus der Folie erwies sich als ein öliges und blödes Gefummel, da immer noch zu heiß zum Anfassen. Am besten ging es mit zwei Zangen & Handschuhen.
Die handwarme Klinge habe ich dann in die Tiefkühle für 20min gepackt. Anschießend habe ich bei 180° angelassen (2 X 1 Stunde).

Klinge nach erfolgter Wärmebehandlung

Ehrlich gesagt war ich nach dem Auspacken der Klinge nicht sicher, ob das Härten funktioniert hat, da sich optisch quasi nichts verändert hat.
Der Feilentest verlief positiv was mich soweit schon mal etwas entspannt hat.

Leider weiss ich nicht welche Härte ich erreicht habe.
Jedoch kann ich sagen, dass eine spätere Vergrößerung der Bohrlöcher um 1mm fast nicht möglich war. Der Bohrer war nur mit "Gewalt" zu überreden sich durch den Stahl zu arbeiten. Er quittierte diese Misshandlung auch mit unbändigem Gekreische (ja, ich weiss ich hätte einen HSS-Bohrer nehmen sollen - hatte ich nur nicht zur Hand).
Eine gewisse Härte scheint sich also ausgebildet zu haben.

Ich bin jedenfalls sehr zufrieden, dass es geklappt hat.

 

[Hamurra-e]

SÜper! Wenn du einen Glaskratztest gemacht hättest, gleich nach dem härten, dann hättest du eine ungefähr Härte von ca. 64 HRC bestätigen können, so als Anhaltspunkt. Aber ich würde mal sagen du hattes Erfolg.

 

[xtorsten]

Ich hänge mich hier Mal dran, weil ich gerade ebenfalls am Überlegen bin, ob eine Gasesse zum Härten von hochlegierten Stählen eine gute Option ist. Selber machen finde ich immer angenehm - nix mit wegschicken, warten und hoffen, dass dann alles glatt läuft.

Von daher nochmal die Frage in einigen konkreten Punkten:
- bekommt man die Wärmeverteilung in der Esse in den Griff von der Gleichmäßigkeit? (Ohne Stahlrohr zum Ausgleich wohl nicht - aber geht es damit so richtig und mehr als nur Notbehelf?) Welche Möglichkeiten gibt es denn überhaupt, das sauber messen zu können?
- Härtefolie ist wohl unumgänglich bei Stählen, die mit Vorwärmstufen auf Temperatur gebracht werden sollten. Wie läuft dass dann mit dem Abkühlen? Statt (Press-)Luft dann in Öl wegen der verzögernden Folienschicht? Oder schnell auspacken und dann Pressluft?
- wie schnell kommt denn die Gasesse auf Temperatur? Also in Richtung Vormwärmstufen: ist das praktikabel?

Selbst wenn das alles gut handhabbar ist, bleibt ja dann noch die Tiefkühlung, was ja mit Trockeneis gehen sollte. Ist aber schon einiges an Aufwand, oder? Wegen einer Klinge wohl nicht so wirklich wirtschaftlich. Zumindest sollte das Ergebnis dann aber zuverlässig gut werden, sonst lohnt der Aufwand nicht.

Wäre schön, ein paar Erfahrungen/ Meinungen zum Thema zu hören.

Gruß,
Torsten

 

[Bolos]

Hallo Thorsten,

- bekommt man die Wärmeverteilung in der Esse in den Griff von der Gleichmäßigkeit? (Ohne Stahlrohr zum Ausgleich wohl nicht - aber geht es damit so richtig und mehr als nur Notbehelf?) Welche Möglichkeiten gibt es denn überhaupt, das sauber messen zu können?

Also ohne Rohr kann ich mir das eigentlich nicht vorstellen, da die Brenner nunmal punktförmige Wärmequellen sind.
Ich bin mit der Temperaturmessung über das eingelegte K-Element zufrieden. Wie die Temperaturverteilung ist im Rohr ist, kann ich nicht sagen. Die Glühfarben der Klingen sind jedenfalls gleichmäßig.
Du könntest natürlich zwei Fühler (oben und unten) im Rohr montieren um eine präzisere Messung zu erhalten.

Wichtiger Unterschied zum Härteofen: Du musst während des Vorgangs immer einen Blick auf das Thermometer werfen, um den Gasfluß entsprechend nachzuregeln.

- Härtefolie ist wohl unumgänglich bei Stählen, die mit Vorwärmstufen auf Temperatur gebracht werden sollten. Wie läuft dass dann mit dem Abkühlen? Statt (Press-)Luft dann in Öl wegen der verzögernden Folienschicht? Oder schnell auspacken und dann Pressluft?

Ich habe zwischenzeitlich noch weitere Messer aus 14C28N mit Härtefolie gehärtet. Bisher immer in Öl. Ein Auspacken im glühenden Zustand ist meiner Meinung nach nicht möglich, da es viel zu lange dauert. Selbst im runtergekühlten Zustand ist es ein Gefummel die Falze zu öffnen.

- wie schnell kommt denn die Gasesse auf Temperatur? Also in Richtung Vormwärmstufen: ist das praktikabel?

Hängt davon ab wieviel Gas Du den Brennern zuführst. Bei mir dauert das Hochheizen ca. 15-20min.

Mein persönliches Fazit:
Wenn Du vor hast Stähle zu härten die eine komplexe Wärmebehandlung bedürfen, würde ich Dir klar einen entsprechenden Härteofen empfehlen.
"Einfache" hochlegierte Stähle - im Sinne der Wärmebehandlung - wie den 14C28N kann man auch in einer Gasesse erfolgreich härten.

 

[xtorsten]

Gleichmäßige Glühfarbe hört sich schon einmal gut an.
Und auch die Zeiten zum Aufheizen sind nicht schlecht. Ich denke, da die Haltezeiten bei den hochlegierten Stählen sowieso recht lang sind, sind hier auch keine Probleme zu erwarten. Also wenn man von 600° auf 900° dann 10min brauchen würde, wäre das absolut kein Thema.

Einzig das Abkühlen in der Folie kann ich mir noch etwas kritisch vorstellen. Zum einen, wenn Luft in der Folie mit drin ist und die Geschwindigkeit des Abkühlens verzögert. Aber wenn man sauber einpackt, dürfte DAS kein großes Thema sein. Dann aber vlt. beim Abschrecken in Öl - könnte schon sehr schroff für richtig hoch legierten Stähle sein, bzw. bei ungleichmäßigen Abkühlen Schwierigkeiten in Richtung Verzug.
Selbst wenn an sich nicht mehr Verzug auftritt als sonst - ein Richten wird wohl durch die umständliche Auspackerei aus der Folie schwierig innerhalb des kurzen Zeitfensters, innerhalb dem das sinnvoll möglich ist.
Aber vlt. mache ich mir auch zuviel einen Kopf darum. Müsste man einfach mal ausprobieren. Grobe Einschätzung der Härte geht ja per Feile und Glasritztest.


Ach ja: Thermoelement kenne ich von meinem PID-Regler für den Elektroofen. Wie läuft das dann als einfaches Thermometer? Gibt es da günstige Displayeinheiten, die nur die Temperatur anzeigen?

 

[Bolos]

Müsste man einfach mal ausprobieren

genau