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Wärmebehandlung Zweilagenklinge (Tako Hiki)

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attagatta

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Hallo!

Habe mir vor mehr als einem Jahr eine zweilagige Klinge aus Feilenstahl und einem Stück aus dem Reifen eines alten Wagenrades gemacht. Quasi ein Erstlingswerk nach monatelangem Studium des Messerforums. Danach wurde sie weichgeglüht.

Nachdem ich mir eine Fräse angeschafft habe und der Einstieg in die Materie inklusive Instandsetzung der Maschine das letzte Jahr beansprucht hat, bin ich letzte Woche dazu gekommen die Klinge zu Fräsen:



Die Daten:

Klingenlänge ohne Erl: 300 mm
Klingendicke am Rücken (durchgehend): 3,6 mm
Phase: 12°
"Schneide": 0,8 mm
Klingenbreite vor dem Erl: 28 mm
Klingenbreite an der Spitze: 25 mm
Dicke der harten Lage: ca. 1,2 mm
Dicke der weichen Lage: ca. 2,4 mm
Aktueller Zustand: weichgeglüht

Das es recht lange gedauert hat, den Rohling zu verschweissen (ist mir ganz gut gelungen *selbstlob*) und in die jetztige Form zu bringen, habe ich mords Respekt vor dem Härten der Klinge.

Welche Art würdet ihr empfehlen (das Härtemedium soll zur Sicherheit definitiv Öl sein):

1) Klinge ohne Vorbehandlung härten und den wahrscheinlich auftretenden Verzug mit dem Hammer richten.

Kann es sein dass die harte Lage im Verhältnis zur weichen zu dick ist und daher beim Richten bricht?

2) Klinge etwas in die entgegengesetzte Richtung vorbiegen und hoffen dass der Verzug nicht so groß ist wie bei 1). Dann wie zuvor angedacht richten.

Gleiche Bedenken wie zuvor.

3) Gesamten Klingenrücken bis ca. 0,5 bis 1 cm vor die Schneide in Lehm packen und härten.

Muss ich mit Verzug rechnen, d.h. kann hier eine "Recurve-Klinge" entstehen, oder stabilisiert das der dicke Klingenrücken. Die Schneide ist gerade, daher wäre dass der Worst-Case, da sich sowas wahrscheinlich nicht mehr richten lässt.

4) Nur die Flanken der Klinge in Lehm packen sodass der Rücken frei ist um den "Recurve-Verzug" aus 3) zu verhindern.

Wäre nett wenn mir ein Härteprofi weiterhelfen könnte, denn ich habe echt Schiss das ganze Projekt kurz vor Schluss zu versemmeln. Eine Härterei wird sich dieser Klinge verständlicher Weise wahrscheinlich nicht annehmen, zumal die verwendeten Materialien (Feile, Reifen) mehr oder weniger unbekannt sind.

Sollte es jemand von euch wagen und die notwendige Erfahrung haben, würde ich ihm die Klinge gerne anvertrauen. Gegen Bezahlung - versteht sich.

Ansonsten bin ich für jeden Tipp/Denkanstoss dankbar. Werde mich am Wochende dann überwinden.

Schöne Grüße,

Jörg
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Jörg !
Die Frage, wie man Härteverzug bei Zweilagenklingen vermeidet, minimiert oder beseitigt, haben wir schon ausführlich erörtert.
Darüber hinaus wird Dir wohl niemand eine narrensichere Methode empfehlen können.
Da Du aber schon auf bestimmte Weise sehr weit vorgearbeitet hast, ergeben sich einige Einschränkungen, die dazu führen, daß die möglichen Methoden nicht alle funktionieren können.
Deshalb hier ein paar Ratschläge, wie Du im konkreten Fall vorgehen kannst.
Wenn du wirklich schön weichgeglüht hast, ist schon mal ein erster Schritt gemacht. Gut wäre es, wenn Du nach dem doch recht "spannungsintensiven" Fräsen noch mal bei ca 650-700 Grad geglüht hättest. Das hätte möglicherweise schon zu einem gewissen Verzug geführt, der dann aber problemlos gerichtet werden könnte.
Zu den von Dir vorgeschlagenen Vorgehensweisen:
Methode 1- Vollständig in Öl härten, anlassen und geradebiegen-funktioniert grundsätzlich gut, bei einem Massenverhältnis von 1 : 2 zugunsten des weichen Teils kann ich Dir aber nicht garantieren, daß alles gut geht.
Methode 2- Auf die Stahlseite hin vorbiegen, sonst wie Methode 1- das scheint mir im vorliegenden Fall besser. Du mußt aber darauf achten, nicht zu stark vorzubiegen, sonst entsteht eine besondere Gefahrensituation. Wenn Du nämlich zu stark vorgebogen hast, ist die Klinge nach dem Härten und Anlassen zum Stahl hin nicht konvex, was normalerweise zu erwarten ist, sondern konkav. Ein Richten würde die gehärtete Stahlseite daher unter Zugspannungen setzen, was die Bruchgefahr deutlich erhöht.
Methode 3- Teilweises Abdecken mit Lehm. Wenn die Pampe hält-hast Du damit Erfahrung ?- ist das eine gute Methode. Wenn Du nur einen cm der Schneide härtest, hat er wohl nicht die Kraft, die Klinge nach hinten zu verbiegen. Ein Beinbruch wäre auch das nicht, weil eine ganz leichte Biegung der Schneide nach außen vom Einsatz her nicht schadet und schlimmstenfalls leicht weggeschliffen werden kann.
Die nur teilweise gehärtete Klinge ließe sich jedenfalls seitlich gefahrlos richten.
Methode 4-Strecken durch Einhämmern kleiner Kuhlen mit einem spitzen Hämmerchen auf der konkaven Seite-An sich gut- hier aber wegen der schon weitgehenden Fertigstellung nicht zu empfehlen. Wenn du die Löcher, die durch das Strecken entstanden sind, wegschleifst, wird die weiche Schicht noch dünner.
Meine Empfehlung also: Methode 3, nach sorgfältiger Erprobung einer auf der Klinge gut haftenden Abdeckung an einem passenden Probestück.
Berichte mal, wie es ausgegangen ist.
MfG U. Gerfin
 
Hallo Ulrich!

Vielen Dank für die Tipps! Natürlich habe ich die einschlägigen Threads studiert, mir waren aber noch ein paar Sachen nicht ganz klar. Ich habe bereits gefühlsmäßig zur Variante 3 tendiert, da sie bereit gut beschrieben ist, wenn auch nur bei beidseitig geschliffenen Klingen.

Zum weichglühen:

Ich habe den Rohling vor dem Fräsen weichgeglüht und seither nichts gemacht. Habe eigentlich gedacht dass das Fräsen im allgemeinen "spannungsfrei" abläuft. Zumindest im Vergleich zum Winkelschleifer. Von dem habe ich aber die Finger gelassen.

Werde die Klinge nochmal in ein mit Kohlenstaub gefülltes Rohr packen und im Holzkohlefeuer weichglühen. Habe aber keine Ahnung ob ich die Grillsaison bereits am kommenden Wochende eröffnen will. ;) Vielleicht muss ich das alles noch ein wenig aufschieben. Berichten werde ich auf jeden Fall.
 
Das ist deine Erste Klinge?!?
Reschbeckt, alder!
schöne Form isses geworden. Was planst du da als Griff?
Ach ja: Fräsen läuft nicht spannungsfrei ab. Wenn du auf einer Seite was wegnimmst (egal mit welcher Zerspanungsmethode) hast du immer Verzug. Ganz normal.
Aber du schreibt ja, daß du eh noch mal weichglühst und richtest - damit sollte der Verzug schon in den Griff zu kriegen sein.
Viel Glück beim Härten!
Bin schon gespannt auf das fertige Teil!
Gruß
Floh
 
Hallo Floh!

Danke für die Blumen, aber mit einer brauchbaren Fräsmaschine und dem passenden Zubehör geht sowas ziemlich einfach. Recht Stolz bin ich auf die (auf den ersten Blick) gelungene Verschweissung.

Bin wirklich überrascht dass beim Fräsen derartig starke Spannungen entstehen. Der Rohling war weichgeglüht und ich habe in mehreren Durchgängen mit wenig Zustellung gefräst. Dabei wurde immer gut mit Kühlemulsion benetzt. Warm geworden ist da eigentlich nichts. Ein weiteres Weichglühen auf dem Grill kann ja nicht schaden. Vielleicht kann man da irgendwas aufkohlen. Werde mich noch schlaumachen.

An den Griff habe ich noch keine Gedanken verschwendet, nur dass er eine klassische asiatische Form bekommt ist fix.

Bin auch schon recht gespannt was das wird.

Gruß,
Jörg
 
Es geht wieder mal was weiter....

Habe den Rohling gestern in mit Holzkohlenstaub in ein Rohr gepackt und die Enden mit Lehm verschlossen. Dann das Teil ab in den Griller.

Heute Morgen habe ich die Klinge rausgeholt und siehe da: deutlicher Verzug! Die Klinge hat sich von der harten Lage weggebogen. Wenn man den Erl auf eine gerade Oberfläche presst, befindet sich die Spitze des Rohlings ca. 5mm in der Luft.

Außerdem sind ca. 4 cm der Spitze blau angelaufen, der Rest war genau so blank wie zuvor. Sehr seltsam. Der ins Rohr gefüllte Kohlenstaub ist nicht verbrannt. Ich habe versucht das gesamt Rohr gleichmäßig zu erhitzen.

Meine Fragen:

- Soll ich kalt oder warm richten? Ich wollte eigentlich direkt nach dem Weichglühen härten. Habe nicht damit gerechnet dass sich die Klinge derartig verzieht.

- Kann die angelaufene Spitze entkohlt sein, oder müsste dazu Zunder erkennbar sein (keiner zu sehen)?

Bin wie immer für jeden Rat dankbar!

Gruß,
Jörg
 
So, ich mal wieder.

Während der Grillsaison dachte ich mir, dass es nicht schaden kann die Klinge noch einmal weichzuglühen.

Beim letzten Weichglühen hatte ich nach der spannungsfördernden Fräserei deutlichen Verzug. Die Klinge war aber so weich, dass ich sie ohne weiteres gerade biegen konnte. Die Klinge so zu härten war mir zu riskant.

Daher hae ich mir aus einem U-Profil eine Vorrichtung gebaut in der ich die Klinge mittels mehrerer Schrauben gerade einspannen kann. Die gespannte Klinge kam mit Kohlenstaub in ein passendes Rohr.

Mein Gedanke war dass ein Weichglühen im gerade gespannten Zustand einen Verzug verhindert, wie er aufgetreten ist als ich die Klinge einfach mit Kohlenstaub in ein Rohr gesteckt habe.

Nachdem ich über und neben dem Rohr 9 Kilo Holzkohlen und etwas Brennholz abgebrannt und die Klinge nach zwei Tagen entnommen habe die Überraschung: der gleiche Verzug wie beim ersten "nicht gespannten" Versuch im April.

:confused:

Ich kann allen Leuten denen es langweilig ist nur empfehlen Wärmebehandlungsversuche mit zweilagigen Klingen zu machen. Ist echt unterhaltsam. :irre:

Werde die Klinge jetzt einfach mal härten (Methode 3, siehe oben) und schauen wie sie sich dabei verhält. Wetten werden gerne entgegen genommen. ;)

Gruß,

Jörg
 
Hallo Attagatta,

du hast ja schon andeutungsweise gesehen, dass 2-lagen Klingen (vorallem dünne) ein Quell ewiger Freude sind und eines kann ich Dir versprechen, beim Härten wird die Sache noch lustiger. Es kann natürlich sein, dass es Dir geht wie mir und Du bei der ersten Klinge überhaupt keine Probleme hast. Ich hatte mir auch eingebildet gleich als dritte Klinge überhaupt ein langes Yanagiba zu schmieden und hatte überhaupt keine Probleme mit Verzug. Allerdings war es vor dem Härten etwas dicker als bei Dir und ich hab dannach etwas mehr Fleisch zum wegschleifen gehabt. Inzwischen hab ich leidvoll erfahren müssen, daß das reines Anfängerglück war und ich dannach durch ein langes Tal der Finsterniss gehen musste:glgl:.
Zum Schluß hab ich relativ schnell die Klingen geschmiedet (ohne mich zu sehr mit Feinschmieden aufzuhalten) und hab mich nur auf´s Härten konzentriert, so minimiert sich schon mal der Arbeitsaufwand und der Frust.
Ich habe alle möglichen Sachen probiert: Öl (60°C), Öl (200°C), unterbrochenes Härten in Wasser, selektives Härten. Mein Fazit ist, dass weder der Grad des Verzugs noch die Richtung reproduzierbar ist.
Erschwerend bei mir als Hobbyschmied kommt narürlich dazu, dass ich nie mit identischen Ausgangsmaterialien an den Start gehe. Das ist natürlich anders, wenn man 10 Klingen aus dem gleichen Stahl und gleicher Wärmebehandlung fertigt.
Am Anfang dachte ich, gut ich härte 2-Mal hintereinander und bieg eben die Klinge beim 2.ten Mal entsprechend vor. Das hat sogar 1-2Mal hingehauen, aber dann kamen auch wieder Klingen, die sich beim 2.ten Mal in die ganz andere Richtung gebogen haben. Das liegt wohl daran, dass der Stahl durch das Härten eine Kornverfeinerung erfährt und er dadurch nie im gleichen Zustand vorliegt.
Besonders lustig: Heißes Öl. Abgeschreckt, bei 200°C gerade gebogen, auf dem Richtamboss kann man dann beobachten, wie Bananen entstehen:haemisch:. Liegt in diesem Fall natürlich an der Restaustenitumwandlung, aber ich habe aufgehört die Ergebnisse irgendwelchen Theorien zuzuordnen.
Die Biegerei hab ich inzwischen völlig aufgegeben, da ich dadurch nur minimalsten Verzug reparieren kann und es zu oft knack macht, wenn die harte Lage dann bricht. Aus blanker Wut bin ich dann einmal dazu übergegangen eine Klinge, die zur weichen Seite hin gebogen war, durch Hämmern mit der angeschliffenen Finne eines Hammers, auf eben diese zu richten. Dies funktioniert erstaunlich gut und man kann damit auch Verzug quer zur Klinge reparieren. Bei mir funktioniert die Sache aber nur wenn die Kinge auf einer gerundeten Fläche aufliegt (Amboßhorn) und nicht auf dem Richtamboss und ich kann damit auch nur die weiche Seite traktieren. Mit einem Hammer mit Hartmetallfinne geht es auch in die andere Richtung.
Aber wie Ulrich schon erwähnt hat, fällt diese Alternative bei Dir auch weg, da du die entstehenden Macken nicht mehr wegschleifen kannst, ohne bei einem 1 lagigen Messer zu landen, dass sich dann übrigens auch wieder verziehen wird.
Härt einfach mal unbekümmert drauf los d.h. leg sie vorher schon mal geistig in die Schrottkiste, mit Anfägerglück könnt´s dann schon hinhauen.

Ich wünsch Dir viel Glück dabei!

MythBuster
 
Danke dass du deine Erfahrungen mit dem Thema beschrieben hast. Und danke für den letzten Satz - den werde ich mir zu herzen nehmen. :) Werde es mit Lehmmantel und Beten versuchen.

Gruß,
Jörg
 
Was man theoretisch machen kann, ist wohl ausreichend besprochen.
Wirklich weiterhelfen wird aber für die Zukunft nur die Kenntnis und Beachtung einiger Grundregeln.

Bei einer üblichen Zweilagenklinge hast Du eine Seite, die nach dem Härten glashart ist und sich bis zu 1 % gegenüber dem Ausgangszustand gestreckt hat und eine weiche Seite, die vorher ferritisch-perlitisch war und es nach dem Härten auch ist.
Beim Härten hat also die Stahlseite- wie ich die harte Seite jetzt mal untechnisch nennen will- das Bestreben zu wachsen und die weiche Eisenseite von sich wegzubiegen.
Das ist ein Naturgesetz und daran kann niemand etwas ändern.

Diese Grunderkenntnis zeigt auch, wie gut oder schlecht die Methoden sind, die man zur Vermeidung dieses Verzugs einsetzt.

Dabei zeigt sich, daß es nur zwei wirklich gute und wirksame Methoden gibt und die anderen eher zufällig zum Erfolg führen.

Gehen wir die einzelnen Methoden mal durch:
1. Deine "Quettenmethode", die bei der Härtung langer, dünner Klingen, die nur schwach angelassen werden sollten, traditionell angewandt wurde. Zur Erklärung: Die Klingen wurden dabei zwischen kräftigen Backen, die den Zutritt der Härteflüssigkeit aber weitgehend ermöglichten, eingeklemmt und in diesem Zustand abgeschreckt.
Bei Monoklingen funktioniert diese Methode recht gut, bei Zweilagenklingen aber nur dann, wenn die Proportionen zwischen Stahl und Eisen -ich bleibe zur Vereinfachung bei diesen an sich untechnischen Bezeichnungen- stimmen.
An den entstehenden Spannungszuständen ändert diese Methode nichts. Ist die gehärtete Schicht dick, drückt sie die weiche Schicht nach dem Nachlassen des Drucks doch weg.

2. Nur partielles Härten auch der Stahlseite durch Abdecken oder ähnliche Maßnahmen.
Das vermindert den Verzug, weil ja nur ein kleinerer Teil gehärtet wird und erleichtert das Richten, weil proportional ein größerer Teil weich bleibt.
Technisch sinnvoll scheint mir das nicht, weil man ohnehin schon einen weitgehend weichen Grundkörper hat und nicht einzusehen ist, weshalb auch noch der Stahlteil nur teilweise gehärtet werden soll.

3. Vorbiegen in die Gegenrichtung.
Das kann mehr oder weniger zufällig zum gewünschten Ergebnis führen, ist aber unsicher und birgt kleine Tücken:
Wenn man so vorgebogen hat, daß die Klinge kerzengerade aus dem Härtebad kommt, heißt das noch lange nicht, daß sie nach dem Feinschleifen immer noch kerzengerade ist.
Wenn sie nach dem Härten ganz gerade ist, heißt das nur, daß der Druck, der von der Stahlseite ausgeht, von der Eisenseite kompensiert wird. Schleift man auf der weichen Seite etwas weg, so gewinnt die harte Seite die Oberhand und biegt wieder aus der Geraden.

4. Verzug beim Härten akzeptieren und durch Richten nach dem Härten und Anlassen und Feinschleifen beseitigen.
Dafür gibt es zwei in der Praxis bewährte Methoden:
a) Verlängern der weichen Seite durch Eintreiben kleiner Kerben mit einem spitzen Hämmerchen. Es funktioniert und ist relativ gefahrlos.
Voraussetzung ist allerdings, daß genug Substanz zum Wegschleifen da ist.
Man sollte dabei vielleicht sogar ein bißchen über die Gerade hinaus strecken, weil nach dem Wegschleifen der Spitzkerben die weiche Seite wieder schwächer geworden ist.
b) Strecken der weichen Seite durch Hammerschläge auf die gehärtete oder federndes Biegen über die Gerade hinaus.
Das klingt brutal und gefährlich, ist aber die einfachste, wirksamste und sicherste Methode.
Sie setzt allerdings wieder voraus, daß die weiche Seite mindestens im Verhältnis 3 : 1 gegenüber der gehärteten dominiert.
Zur Sicherheit kann man das auf einem Holzklotz und mit einem Holz- oder Bleihammer machen. es geht aber auch mit einem normalen Hammer.
Wer den von den Bildern her guten, vom Text her entsetzlichen Bericht über die Messer von Meister Doi gesehen hat, kann sich sicher darn erinnern, daß der Schleifermeister die Klingen beim Schleifen immer wieder mal mit Hammerschlägen nachrichtete. Warum der Schleifermeister und nicht Meister Doi selbst ?-Eben weil nur beim Schleifen der Endzustand der Spannungen zu erkennen ist. Hätte der Schmied nach dem Härten und Anlassen auf Endmaß gerichtet, hätte es sein können-bzw war zu erwarten- daß beim Abschleifen erneut Verzug eintritt.

5. Nicht ganz ernst gemeint: Den Verzug, der bei Zweilagenklingen auftritt, vermeidet man am besten, indem man keine macht.
Sie sehen sicher rasant aus und man sollte sie mal gemacht haben.
Technisch bieten sie keinen wirklichen Vorteil.

Freundliche Grüße
U. Gerfin
 
Hallo Ulrich!

Deine Zusammenfassung bringt es auf den Punkt. Ich werde mich für das partielle Härten entscheiden, da es für mich die sicherste Variante ist. Durchhärten ist sicher die technisch einwandfreie Lösung, aber ich wähle mal die "einfachere" zumal ich denke, dass ich von dem Messer in meinem Leben keinen Zentimeter wegschleifen werde und dabei in den weichen Bereich der Stahllage komme. Wenn die Klinge halbwegs gerade rauskommt hänge ich mir das fertige Messer wahrscheinlich eh an die Wand - als Mahnung sich im Leben nicht zuviel vorzunehmen.

Danke und beste Grüße,
Jörg
 
Habe die Klinge am Samstag gehärtet. Naja.

Der Klingenrücken wurde mit Schamottmörtel aus dem Baumarkt abgedeckt und nur ca. 1 cm der Schneide freigelassen. Der Schamott hat auch ohne Drehumwicklung super gehalten. Erwärmt in der Gasesse und in Rapsöl abgeschreckt.

Das Teil hat sich trotz Schamottmantel voll verzogen, ist aber schön hart geworden.

Gruß,
Jörg
 
Hallo Jorg,

schade...(stell mal ein Foto der Gurke rein)

aber es ist ja noch nix verloren, härt´s einfach nochmal.
In welche Richtung hat sie sich denn gebogen?

Gruß

Mythbuster
 
hallo mythbuster!

Die Klinge hat sich wie erwartet von der harten Seite weggebogen. die dehnt sich nämlich stärker aus.

Foto kann ich leider momentan keines machen, da die Klinge in meiner (voraussichtlich bald nicht mehr verfügbaren :() Werkstatt liegt. Wenn man das Teil auf den Tisch legt ist die Mitte aber fast einen Zentimeter in der Luft.

Seis drum:

Weichglühen und nochmal vom Anfang an. Wird sich aber noch alles in die Länge ziehen.

Gruß,
Jörg
 
Hi,

verstehe ich das richtig, Du hast einen ziemlich gleichmäßigen einseitigen Verzug?
Versuchs doch mal mit Ulrichs (4 a.).
Ich habe an einem Richtkurs von Jürgen Schanz teilgenommen, der hat das recht eindrucksvoll vorgemacht:

http://www.messerforum.net/showthread.php?t=64864&page=2

Hört sich erstmal brutal an, ist aber hervorragend zu steuern und ziemlich risikoarm. Sieh Dir die Videos von milcruzados an, da bekommst Du einen Eindruck wie sanft Jürgen vorgeht. Du bräuchtest bei Deiner Klinge wahrscheinlich noch nicht mal einen Hartmetalleinsatz, weil Du ja ins Eisen kloppst...

Grüße,

Christoph.
 
Hallo,

1cm auf 30cm Klingenlänge ist doch nicht schlecht. Wie jock1307 schon sagt, das wär nach dem Anlassen nach 4a oder 4b zu richten gewesen . Aber ich denke Du hast aus Frust nicht angelassen...
Ich befürchte, das kriegst Du das 2te mal auch nicht besser hin.

Gruß

MythBuster
 
Mahlzeit!

Wie erwähnt haben kann ich leider nicht allzuviel richten, da ich wenig Substanz habe um die dabei entstehenden Kerben nachher wegzukriegen.

Ich werde die Klinge weichglühen, etwas entgegengesetzt vorbiegen und nocheinmal härten. Hoffe dass der Verzug dann nicht allzu stark ist - werde dann versuchen gleich nach dem Härten zu richten. Beim letzten mal wars schon recht spät, darum wollte ich nichts mehr machen.

Melde mich, wird aber noch dauern.

Gruß,
Jörg
 
Hi,

die Kerben, die da entstehen sind nicht sehr tief, man kann sie gerade so mit dem Fingernagel spüren, nicht mal ein zehntel mm würde ich sagen...

Grüße,

Christoph.
 
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