Die Wärmebehandlung

Die Wärmebehandlung

Die meisten meiner Werkstücke entstehen in der „stock removal“ Methode. Das bedeutet die Klingen werden aus einem entsprechenden Material ausgeschnitten, in Form gebracht und dann wärmebehandelt. All meine Stähle beziehe ich von Stahlwerken die eine sehr hohe Qualität an Basismaterial anbieten.

Die Klinge aus dem gleichen Basismaterial, aber einem gröberen Querschnitt zu schmieden macht keinen Sinn. Nicht einmal in Bezug auf das Thema Kornfeinung denn die Stähle kommen in einem hervorragenden Gefügezustand und weichgeglüht in meine Werkstatt. Aber näheres zum Thema „Warum schmieden nicht besser als schneiden ist“, könnt ihr in meinem Artikel „Vorurteile“ nachlesen.

Diverse Schwertklingen, werde bedingt durch die zu erreichende Form geschmiedet und natürlich sämtliche Damastarbeiten, Äxte, Stangenwaffen ect. sind vollends geschmiedet. Die Werkstücke schmiede ich fast auf Endmaß. Etwas Material muss über dem Endmaß stehen, da man noch das Oxyd der Verzunderung runter schleifen muss.

Wie eben schon erwähnt, kommen die Klingen nach der Formgebung in die Wärmebehandlung. Auch wenn ich im Bereich der Formgebung, dass Material gibt es vor, eine eher moderne Methode anwende, so bin ich bei der Härtung umso traditioneller. Ich glaube an die Seele der Waffe und dafür ist es mir wichtig das Schwert in einem sehr engen Prozess zwischen Schmied und Waffe mit seiner Seele zu versehen. Wie die Meister Japans härte auch ich all meine Werkstücke traditionell im Kohlenfeuer nach Auge und Erfahrung. Viele Schwert- und Messermacher legen mehr wert auf einen Elektroofen oder eine Salzbadhärtung um exakte Ergebnisse immer und immer wieder reproduzieren zu können und genau das will ich nicht. Im heutigen Mess- und Prüfwahn glauben sie nicht recht an die Erfolgsmöglichkeit dieser „primitiven“ Methode aber es gilt nun einmal der alte Spruch aus der Fischerei:“Wer fängt, hat Recht!“. Mein Ziel ist immer maximale Qualität und Leistung aber das auf einem individuellen Weg. Im Feuer spüre ich die einzelnen kleinen Eigenheiten von jeder Klinge, es gibt Klingen die sind fügbarer als andere und das will ich sehen und spüren. Wie jeder Mensch kann auch die Klinge maximale Leistung bringen und dennoch ein Einzelstück oder Individuum sein, dass nicht aus der Retorte geboren wurde. Meine Werkstücke werden in regelmäßigen Abständen, stichprobenartig in Kiel getestet und die Ergebnisse zeigen immer klar das Erfahrung und Übung an einem vertrauten Härteofen die digitale, kalte Genauigkeit nahezu erreichen. Ich fange also! :-)

Der Ablauf unserer Wärmebehandlung sieht wie folgt aus:

-Der Härteofen (ein Langfeuer mit circa 120cm Länge) wird mit Holz entzündet.

-Die Kohlen werden aufgehäuft sobald das Holz richtig brennt

-Ist der Ofen auf Temperatur wird die Klinge eingelegt und ohne Luftzufuhr langsam auf Temperatur gebracht.

-Die Klinge wird als erstes nach der Formgebung normalisiert. Bei den meisten Stählen vom Werk ist dies eigentlich nicht nötig aber Kontrolle ist besser als Nachsicht. Das Normalisieren dient dazu, Gefügeunregelmäßigkeiten zu beseitigen und ein feines, gleichmäßiges Gefüge zu erhalten.  Je feiner das Gefüge im Stahl desto zähen und widerstandsfähiger wird das Material. Abhängig davon welches Kohlenstoffgehalt der Stahl hat, erwärme ich diesen dreimal über seinen Umwandlungspunkt und lasse den Stahl dann jedes Mal langsam an der Luft abkühlen. Ein Bild dazu findet ihr ebenfalls im Artikel „Qualität“

-Um das Material noch maschinell, vor dem Härten, nachbearbeiten zu können ist es wichtig die Klinge nach dem Normalisieren weichzuglühen. Dazu wird der Stahl knapp unter seiner Umwandlungsgrenze erwärmt (meist 723 Grad) und dort für eine Zeit gehalten. Dadurch wird das Material weich und lässt sich hervorragend schleifen.

-Es folgt das Spannungsarm glühen, dies ist auch bei der „stock removal“ Methode sehr wichtig, da die meist gewalzten Stähle vom Werk einiges an Spannungen in sich tragen. Um den Stahl Spannungsarm zu glühen erwärme ich ihn auf etwas über 600 Grad und halte den Stahl dann mindestens eine Stunde auf dieser Temperatur. All dies erfolgt immer noch in meinem Kohlenherd. Es ist eine sehr aufwendige und nicht ganz einfache Angelegenheit die Klinge über diesen langen Zeitraum so zu behandeln wie man es will. Es erfordert viel Erfahrung und Handgeschick. Ein Schwert mit einer, Durchschnittlich, 72cm Klinge ist bei Temperaturen über 650 Grad wie ein nasser Waschlappen. Es muss stetig bewegt oder vorsichtig gewendet werden, die Luftzufuhr muss stetig geregelt und angepasst werden und selbst die Kohle muss im steten fluss so geglättet werden, dass das Schwert gerade im Ofen liegt.

-Nun kann die Klinge gehärtet werden und ihre Seele bekommen, dazu wird die Klinge zügig aber mit Gefühl auf ihre Härtetemperatur gebracht. Die Härtetemperatur richtet sich hauptsächlich nach dem C-Gehalt im Stahl. Als grobe Richtlinie kann man sagen, dass je höher der C-Gehalt ist, desto niedriger ist die Härtetemperatur. Die Härtetemperatur liegt immer über 723 Grad, da sich dort das Gefüge des Stahls von einem kubisch-raumzentrierten Gittermuster zu einem kubisch-flächenzentrierten Gittermuster wandelt. Im diesem kubisch-flächenzentriertem Aufbau haben die Kohlenstoffatome die Möglichkeit sich zu lösen und vom austenitischen Gefüge aufgenommen zu werden. Schreckt man nun den Stahl ab, also bringt die Temperatur der Klinge schnell unter die 723 Grad, dann hat das Kohlenstoffatom nicht mehr die Möglichkeit sich rechtzeitig das dem Austenit zu lösen und auf seinen ursprünglichen Platz zurück zu kehren, es wird eingeklemmt. Durch dieses „Einklemmen“ entsteht ein neues, sehr hartes Gefüge, das Martensit. Da ja nicht jeder Metallurge ist, habe ich den Vorgang sehr vereinfacht dargestellt aber ich hoffe er kommt verständlich rüber.

-Nun muss die Klinge noch angelassen werde. Durch das „Einklemmen“ der Kohlenstoffatome entstehen Spannungen im Stahl die abgebaut werde müssen. Das sollte innerhalb einer Stunde nach dem Härten passieren, da es bei manchen Stählen sein kann das die Spannungen zu groß werden wenn sie zu lange liegen. All meine Arbeiten werden etwan,, in einem Elektroofen oder kontrolliert mit einer Gasflamme angelassen. Zum Thema "Manuelles Anlassen mit der Gasflamme", Auch hier wieder viele Parameter die eine Rolle spielen und das Ergebnis verfälschen könnten, alles sehr ungenau, nicht reproduzierbar…bla..bla..bla..ect.. Gleiche Antwort wie beim Härten im Kohlenofen: „Wer fängt hat Recht!“ :-) Aber Zurück zum Thema. Das Anlassen, also das nochmalige zuführen von etwas Wärme nimmt den Stahl seine Glashärte und entspannt ihn. Die Sprödigkeit und Härte nimmt ab und die Zähigkeit und Flexibilität nimmt enorm zu. Beim Anlassen von Silizium armen Stählen wird der Stahl bei 160 – 200 Grad angelassen Manche Stähle für einen Einsatz mit starker Belastung können auch bei 400 bis 550 Grad angelassen werden. Meiden muss man den Bereich von 200 – 400 Grad. Denn bei Stählen ohne oder mit wenig Silizium tritt die sogenannte Blausprödigkeit oder Anlassversprödung ein. Ein Zustand der die Klinge sehr spröde und anfällig für Schockbelastungen, w.z.B. Hiebe macht. Silizium verschiebt diesen Bereich der Blausprödigkeit nach oben. Aus diesem Wissen heraus ist es wichtig nicht den Stahl nach seinem Einsatzweck anzulassen sondern den Stahl so zu wählen, dass er bei einer Anlasstemperatur außerhalb der Blausprödigkeit die Härte und Flexibilität aufweist die benötigt und gewünscht ist.