Monika Lutz Hoffmeister

Feuerschweißung von San-Mai

FEUERSCHWEIßUNG VON SAN-MAI: EISEN-STAHL-EISEN

APPLIKATION: KOCHMESSER

Mit Eisen ist reines Eisen gemeint.

Mit Stahl ist hyper-eutktoider  Kohlenstoffstahl gemeint mit mind. 1,40% C.

Um eine Feuerschweißung erfolgreich durchzuführen, muss man  drei Parameter im Auge behalten:

1. Atmosphäre

2. Temperatur

3. Druck

1. die FS kann nur gelingen, wenn die zu verbindenden Flächen frei von Oxyden sind.

Es empfiehlt sich,  sie zu schrubben. Ein Winkelschleifer mit Pottschleifer  erledigt diese Arbeit im Handumdrehen.

Ferner muss man  die Flächen daran hindern, neue Oxydation zu bilden.

Das geschieht durch zwei Maßnahmen:

Die Zugabe von Flussmittel, in dem Fall Borax (Natrium Tetra Borate) mit Zugabe von 10% Gewichtanteil von Ammoniumchlorid: also 1kg Borax+ 100g ACHL.

Danach muss man die Masse so lange über der Esse kochen, bis alle Wasserkristalle verdampft sind. Die so entstandene Masse hat die Konsistenz und Leichtigkeit  von Baiser. Man zerbröselt und verpulvert das Ganze und verschließt es bis zum Gebrauch in einem luftdichten Gefäß. Das Pulver ist nämlich hochgradig hygrophil.

Da wir vorhaben, HE Stahl zu schweißen, müssen wir auf seine Temperaturempfindlichkeit Rücksicht nehmen. Die Zugabe von ACHL bewirkt eine Senkung der Schmelztemperatur, sodass das Flussmittel seine Arbeit bei niedrigerer Temperatur leisten kann.

Ferner ist man darauf bedacht, sein Schweißpaket  in der neutralen Zone des Feuers zu halten,  um die Neubildung von Oxyden zu unterbinden.

Es empfiehlt sich ein Feuer zu unterhalten, das relativ hoch ist. Die Verwendung von  Holzkohle hat sich bestens bewährt (Retorten-Holzkohle aus Buchenholz).

Die Verwendung von  Schmiedekoks oder von einer Gas-Esse ist auch  eine Alternative.

Es kommt darauf an, dass man eine neutrale bzw. eine reduzierende Atmosphäre  im Feuer erzielt.

Der Sauerstoff, vom Gebläse zugeführt, MUSS komplett verbrannt sein.

2. Temperatur: (T)

 Da wir es hier mit SES  aus einer niedrig legierten Kohlenstoff-Sorte zu tun haben, reicht  eine T von 1100° C aus.

Es ist zwecklos das ganze zu lange heiß zu machen.

3. Druck

Hat man die erwünschte T erreicht, die  für die FS erforderlich  ist, geht man sofort zum Amboss und deckt die gesamte Fläche des Pakets mit leichten schnellen Hammerschlägen.

Für mich hat sich ein  4kg-Vorschlaghammer mit abgesägtem Griff als bequeme Lösung erwiesen.

 Durch die schiere Masse erzielt  man genügend Druck, um die Feuerschweißung zu gewährleisten.

AUSRECKEN

 Ist die erste FS erfolgt, geht man sofort wieder zum Feuer,  bedeckt das ganze Paket noch einmal mit Borax und macht sich bereit für das Ausrecken.

Um den überaus wertvollen Stahl schonend zu schmieden, müssen wir uns  an bestimmte T-Gabeln richten.

Temperatur Gabel zum Ausrecken:

Zunächst 1100°C bis 950°C.

Dann 1000°C bis 900°C,  bis das Ganze die vorläufigen Maße erreicht.

Mit Ausrecken ist  das ausschmieden des Pakets gemeint, also länger, dünner aber genauso breit.

Hat man mit einem Paket bestehend aus 3 Lagen Eisen 10x30x100mm und einer Mittellage aus Stahl mit 6x30x100mm begonnen,  so endet man mit einer Barre die circa 6x30x500mm misst.

FORMSCHMIEDEN

Hat man die gewünschten Maße erhalten, kann man sich ein Stück davon ausschneiden. Wie viel,  hängt davon ab, welche Maße die fertige Klinge haben wird.

Das ist Erfahrungssache.

Das Formschmieden geschieht in zwei verschiedenen T-Gabeln.

Angelschmieden sollte man zw. 1000°C und 850°C.

Ist das geschehen, bringt man die Klingenflächen auf beinahe Endmaß (+-0,5mm)

Es ist überaus zweckmäßig,  die T-Gabel zu respektieren, da die überaus feine Schneide

genau dabei entsteht:

950°C-800°C dann 850°C -700°C dann 750°C bis 600°C.

Hat  man die gewünschten Maße erreicht, kommt die Vorbereitung auf das Weichglühen.

AUF KUGELIGE KARBIDE GLÜHEN.

Damit ist gemeint, dass man die Klinge wiederholt zwischen 720°C und 700°C pendeln lässt. 4-5 mal.

PERLITISCHES ZEMENTIT IST DAS ZIEL.

PZ bildet ein ausgezeichnetes Ausgangskristall zum Härten.

WEICHGLÜHEN

Hat man die Klinge auf kugelige Karbide geglüht, kann man sie weich glühen.

Dazu bringt man die Klinge langsam und sorgfältig über ihre gesamte Fläche auf 720°C und lässt sie alsdann in Asche langsam abkühlen.

Alternativ dazu kann man sie auch in der Luft erkalten lassen.

KONTURSCHLIFF

Ist die Klinge so kalt geworden, dass man sie in der Hand halten kann, kommt der Konturschliff.

Dafür kann man eine Feile benützen oder einen Bandschleifer.

Ist die Klinge fertig geschliffen, soll man noch vor dem Härten die Kanten brechen und abrunden, wo die Finger es benötigen: Rücken und Klingenabsatz.

STEMPELN

Die Klinge ist Quelle des Stolzes  für den Schmied und Seele des Messers.

Es ist die Pflicht des Schmiedes und auch sein Privileg, seine Arbeit zu kennzeichnen.

Da wir mit einer weichen Eisenhülle zu tun haben, können wir kalt stempeln.

HÄRTEN

Zum Härten hat sich der Gebrauch von einem Härteofen als sehr nützlich erwiesen.

Man wird mir vorhalten, dass der wahre Könner genauso gut im Feuer härten kann.

Gewiss, aber an einem schlechten Tag kann man die Klinge sehr leicht im Feuer ruinieren, wobei im Härteofen auch an einem schlechten Tag die Klinge erstklassig gehärtet werden kann.

Man kann mit einem guten Ofen Qualitätsschwankungen vermeiden.

Die Klinge wird also im Ofen auf 790°C gebracht.  Auf diese T wird sie für ein paar Minuten gehalten und gleich im warmen Rapsöl  mindestens 7 Sekunden abgeschreckt.

Man kann teueres Härteöl kaufen, aber Rapsöl mit einem Flackerpunkt von 270°C stellt eine sehr günstige Lösung dar.

Ist die Klinge auf eine T von 40°C heruntergekommen, kann man den Flaschentest vornehmen.

Dieser Test soll zeigen, wie hart die Klinge ist.

Da gehärtete HES eine Härte von mindestens 64 HRC aufweist, kann man damit sehr leicht Glas zerkratzen.

 ANLASSEN

Hat die Klinge den Flaschentest überstanden, soll man sofort mit dem Anlassen anfangen.

Für mich hat sich 3 Zyklen von 20 min bei 200°C mit zwischenzeitlichem Abschrecken in Wasser als bis jetzt beste Lösung  erwiesen.

Es gibt andere Möglichkeiten.

Aber da die Klinge bei maximaler Härte sowohl fein schärfbar als auch widerstandsfähig gegen Querbelastung sein muss, ist die Anlass T von 200° völlig ausreichend.

DAMIT IST DIE SCHMIEDE ARBEIT BEENDET.