MYOG Messerthread

  • Versuche mit San Mai Stählen mit VA Stahl Außenlage / Feuerverschweißen ohne Flussmittel

    Seid gegrüßt! Hinter der etwas sperrigen Überschrift verbergen sich meine ersten Versuche mit Mehrlagenstahl.

    Es folgt eine kleine Erläuterung.


    Punkt I - Was ist San Mai? San Mai bedeute auf japanisch drei Lagen und ist eine gängige Bezeichnung für Klingenstähle welche, aus drei Lagen Stahl zusammengesetzt sind, obgleich auch alle anderen Kulturen die in die höheren Riegen der Metallverarbeitung aufgestiegen sind Mehrlagenstähle hergestellt haben.


    Punkt II - Wozu dient San Mai Stahl? Dazu gibt es drei Gründe. Zum einen der wahrscheinlich älteste Aspekt - Wirtschaftlichkeit. Bevor man Stahl von hoher Güte industriell herstellen konnte, war das erzeugen von brauchbarem Werkzeugstahl unglaublich aufwendig und somit sehr teuer. Bezogen auf eine Klinge bedeutet dies, dass der gute härtbare Stahl nur für die Mittlere, also die Schneidlage, verwendet wird. Für die Seiten der Klinge kann billigeres Material verwendet werden.

    Der zweite Grund ist technischer Natur. Man Kann einen extrem harten aber somit auch bruchanfälligen Stahl als Schneidlage verwenden welcher von zwei eher zäh- elastischen Stählen "gestützt" wird. Somit erhält man eine Klinge mit einer sehr verschleißfesten Schneide welche immer noch eine gewisse Flexibilität aufweist.

    Das Ganze hat aber seine Grenzen. Eine solche Klinge bricht bei Überlastung vielleicht nicht, aber es werden dennoch große Stücke aus der Schneide absplittern.

    Der letzte und heute wahrscheinlich verbreitetste Grund ist die auffällige Optik solcher Klingen. Auch meine hier gezeigten Klingen sind ohne technischen Mehrwert konzipiert. Ich wollte einfach nur etwas experimentieren und mein Skill-Level beim schmieden etwas aufpolieren.


    Punkt III - Warum San Mai Stahl mit VA Stahl Lagen? Normalerweise verwendet man, um beim feuerverschweißen ein kontrastreiches Muster zu erzeugen, Stähle welche möglichst wenig Chrom beinhalten. Für die hell zeichnenden Lagen verwendet man typischerweise nickellegierte Stähle wie 75Ni8. Für die dunklen Teile der Klinge kommen alle C Stähle in Betracht welche nicht oder nur sehr gering legiert sind. Der Grund dafür ist wiederum, dass heute Borax als Flussmittel beim feuerverschweißen benutzt wird. Feuerverschweißen mit Borax ist der gebräuchlichste und sicherste Weg Stähle im Schmiedefeuer zusammenzuschweißen.

    Das Problem beim Feuerverschweißen ist, dass Sauerstoff an den Stahl gelangt und dieser somit Oxidiert. Die Oxidschicht verhindert dass sich die Stahlteile verbinden. Borax und andere Hilfsmittel schmelzen auf dem heißen Stahl, dringen in die Zwischenräume ein, bilden eine Schutzschicht und verhindern somit, dass Sauerstoff an die zu verschweißenden Oberflächen gelangt. Des weiteren ist Borax in der Lage schon entstandene Oxide zu lösen. Beim zusammen hämmern der Bauteile wird das flüssige Borax mit den gelösten Oxiden herausgequetscht und die Stahlteile können sich ungehindert verbinden. Die Oxide von Chrom, Silizium und Wolfram lassen sich mit Borax allerdings nur schlecht lösen weswegen sich Stähle mit diesen Legierungsbestandteilen nur schlecht, oder je nach Menge der Legierung gar nicht Feuerschweißen lassen.

    Das dumme an Borax ist nun, dass ich es nicht habe und es auch ohne Gewerbeschein nicht bestellen kann. Borax ist irgendwann unter eine Versandbeschränkung für Chemikalien gefallen welche verhindern soll, dass Leute zuhause Bomben bauen. Obwohl Borax für solche Zwecke untauglich ist.

    Ich könnte in der Apotheke nachfragen ob die mir sowas bestellen können; Habe ich aber noch nicht versucht.

    Außer dem hatte ich einiges an VA Stahlblechen rumliegen die ich mal für lau bekommen habe. 75Ni8 hätte ich erst teuer kaufen müssen und zum reinen experimentieren war mir das zu kostspielig.

    VA Stahl ergibt natürlich durch den hohen Chromgehalt beim ätzen einen super Kontrast zum C Stahl, lässt sich aber mit Borax unmöglich verschweißen.

    Die Lösung ist eine Verschweißung unter Luftabschluss. Wie dies funktioniert und ob dieser extrem lange und nerdige Textabschnitt jemals endet seht ihr in den folgenden Bilder.


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    Als Ausgangsmaterial für den drei Lagen Stahl benötigt man drei Stücke Stahl.:P Dabei sollte man darauf achten, dass wenn man nicht härtbare Stähle wie VA verwendet, der Anteil des Härtbaren Materials deutlich überwiegt. Ansonsten hat man hinterher zwar eine harte Schneidkante aber die Klinge biegt sich wie Baustahl. Die Mittellage bildet hier ein Stahl mit der klangvollen Bezeichnung 72NiCrMo4-2 ein günstiger aber durchaus brauchbarer Stahl der seine Hauptverwendung in großen Gatter- und Kreissägeblättern findet.


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    Weil ich kein Flussmittel verwende ist es zwingend erforderlich die Kontaktflächen so gut es geht zu plan und sauber zu bekommen. Dafür werden die Teile geschliffen und mit Aceton gereinigt. Alles was hier an Schmutz oder Fett übrig bleibt, bleibt im Stahlpaket und kann die Verschweißung verhindern.


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    Nun kommt der Trick bei der Sache. Die drei Teile werden möglichst fest verpresst und die Seiten rundherum mit dem Schweißgerät zugeschweißt.

    Das muss auch nicht schön werden; Aber es muss absolut luftdicht sein, damit sich wie oben beschrieben keine Oxide bilden können.


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    Das Paket wird anschließend auf Schweißtemperatur gebracht. Dazu erhitzt man es bis es kurz vorm verbrennen ist. Ein helles orange oder gelb sind hier die richtigen Glühfarben.


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    Wenn das Paket heiß genug ist wird es möglichst gleichmäßig zusammen gehämmert.


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    Ich habe das Paket dann auf eine brauchbare Dicke flach gehämmert.


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    Danach folgt der Moment der Wahrheit. Die Schweißnähte werden abgetrennt und...


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    ... Es wirkt nach dem ersten anschleifen homogen. Das tut es aber fast immer. Wer auf Nummer sicher gehen will kann den Klotz hochkant schmieden.

    Wenn sich dabei nichts löst ist die Verschweißung gut.


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    An den Enden sind kleine Delaminierungen zu erkennen. Auch an einer Seite waren kleine Fehlerstellen welche sich aber alle herausschleifen ließen.

    Ich vermute die VA Bleche waren, vom schneiden auf der Tafelschere, an den Rändern leicht verzogen, wodurch diese nicht an allen Stellen hundert prozentig angelegen haben. Hier konnte etwas Luft oder Schmutz vom e- schweißen eindringen.

    Ich habe das ganze gleich nochmal probiert und auch beim zweiten Durchgang zumindest genug Material für ein Messer herausbekommen. Ganz fehlerfrei war auch dieses Paket nicht... aber hej - Erstes mal San Mai Stahl und gleich mit rostfreiem Stahl und es hat gekappt.


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    Nach dem schleifen zeigt sich schon ein gewisser Effekt.:love:


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    Um den Effekt zu verstärken habe ich die erste Klinge in Essigessenz geätzt, was einer Färbung der Klinge wie bei einer alten Gebrauchspatina an rostenden Messern entspricht. Dies war mir nicht genug, also habe ich die zweite Klinge mit Eisen3Chlorid behandelt. Was auch gut funktionieren soll um Stahl zu schwärzen, ist extrem starker löslicher Kaffee.


    Wie ich Stunden und Tage damit verbringe auf Holz und Eisen herumzuschleifen ist, so denke ich, in den vorhergegangenen Beiträgen zur genüge beschrieben.

    Also hier mal gleich das Resultat meiner Mühen.


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    Die kleine Hammerkatsche ging nicht raus sonst hätte ich den VA Stahl wegschleifen müssen. Stört mich aber nicht, ist eben Handarbeit.


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    Also ich bin eigentlich ein sehr selbstkritischer Mensch der mit seiner eigenen Arbeit selten zufrieden ist aber, dass mir das mit dem VA San Mai beim ersten Versuch gelungen ist - :zensiert nochmal damit bin ich zufrieden. Wenn nicht sogar ein wenig stolz:schäm, wenn man bedenkt, dass ich mit einfachsten Mitteln arbeite.

    Die Messer sind eine kleine Hommage an den nordisch- russischen Messerstil und an die russischen Youtubeschmiede die mich hierzu inspiriert haben.

    Wenn ihr wirklich ausgefallene Schmiedearbeiten sehen wollt, dann guckt euch russische Youtubeclips an.


    Im Anschluss habe ich noch Versuche mit fünf und sieben Lagen gemacht. Was ich davon retten konnte lade ich das nächste mal hoch bis dahin. :winken:messer

  • Das Eichhörnchen aus der Hölle hat wieder gezaubert....

    So oder so ähnlich verarbeitet meine Grütze morgens um halb 2 die kryptischen Buchstaben unter den Kürzel BCP
    ...Messerthread ....Skuzzlebud...Also öffnen, Bilder bestaunen und humoristische und lehrreiche Texte bewundern! Einfach immer wieder toll was du da baust, wie du es beschreibst und wie du erklärst wie du zu welchem Ergebnis gelangt bist!

  • Wahnsinn, da haste mal wieder was angestellt. Ich glaube mit Borax ausm freien Handel rausnehmen gings nicht ums Bombenbauen, sondern weils die Fruchtbarkeit dauerhaft beeinträchtigt, wenn der Kerl nur noch in der Schmiede steht und geile Messer baut ;-)

  • Erstmal hammermässiges Ergebnis, absolut wiedermal top von dir.
    Irre ich mich oder erinnert dein Vorgehn etwas an das Vorgehn bei Kanisterdamast? Das luftdichte Verschweissen, zusammen Hämmern und so. Dafür sparst du dir das mühsehlige entfernen des Kanisters.

    Ich hab vor vielen Jahren mal irgendwo (ftgt mich nicht wo ist gut 20 Jahre her). dass man an Stelle von Borax auch ganz feinen Vogelsand aus dem Tierbedarf verwenden kann. Wie sieht es damit aus? Könnte das gehn oder is das Blödsinn?

    Man sollte von früheren Generationen lernen, sich aber Neuerungen nicht verschließen.

  • mir ist gerade eine Idee gekommen.. Wenn man nicht an Borax rankommt.. könnte man wohl die Umhüllung von Schweisselektroden verwenden? zerbröseln (Mörser, alte Gewürzmühle etc.) und dann draufstreuen.. Es gibt ja verschiedene Umhüllungen, und alle sollten fürs Schweissen taugen..?

    Elektroden sind ja überall erhältlich und liegen oft kiloweise rum und werden feuchter und feuchter..

  • @ Odin -


    Kanisterdamast ist, in der Tat ähnlich und funktioniert, bei der Herstellung, auch über den Luftabschluss. Der Unterschied besteht darin, dass das verschweißte drei Lagen Paket quasi selber der Kanister ist und man weniger Abfall hat. Bei Kanisterdamast bist du aber unabhängig von der Form der zu verschweißenden Teile. Da kannst du alles reinkippen was gerade da ist. Die Hohlräume werden dabei mit Stahlpulver aufgefüllt. Kleine Hohlräume kann man auch mit kurzkettigen Kohlenwasserstoffen füllen. Diesel, WD40, und Wachs sind da die gängigsten Mittel. Beim verbrennen wird so der Restsauerstoff verbraucht und der zurückbleibende Ruß (also sehr reiner Kohlenstoff) kann in den Stahl diffundieren, wird also in den Stahl aufgenommen. Dies funktioniert natürlich nur mit sehr kleinen Mengen. Das Problem bei Kanisterdamast ist, die oft kleinteiligen und verschmutzten Bestandteile vernünftig sauber zu bekommen. Ich habe hier Klingenrohlinge aus Motorsägenkette , Garagentorfeder und Kugellagerkugeln rumliegen. Letzteres habe ich verschissen. Wenn ich´s nochmal neu gemacht und aus einem davon ein fertiges Messer geworden ist lade ich mal einen Beitrag darüber hoch; Kann aber dauern - hab gerade nicht viel Zeit.;)


    Das mit dem Sand ist auch richtig. Früher hatte man kein Borax und hat beim Feuerschweißen überwiegend Sand benutzt. Die Wirkungsweise ist die selbe wie bei Borax. Der Sand( Oder vielmehr der Quarzanteil darin) schmilzt und bildet eine Schutzschicht, welche die Oxidation verhindern soll. Ich habe das selber noch nie Versucht. Soweit ich weiß besteht der Nachteil darin, dass Sand einen wesentlich höheren Schmelzpunkt hat als Borax. Bei Baustählen ist das kein Problem; Die müssten mit Sand noch gut schweißbar sein. Je mehr Kohlenstoff jedoch im Stahl vorhanden ist desto niedriger ist auch der Schmelzpunkt bzw. die Temperatur bei der, der Stahl verbrennt. Wenn man nun "gute" Werkzeugstähle mit Quarzsand verschweißen möchte, rücken der Schmelzpunkt vom Sand und der Punkt an dem der Stahl verbrennt gefährlich nah aneinander. Überdies ist Sand auch nahezu immer verunreinigt und hat, soweit ich weiß, auch keine oxidlösende Wirkung.

    Also - Ja. Man kann Sand als Flussmittel zum feuerschweißen verwenden - Hat ja früher auch funktioniert - Aber es erfordert ein hohes Maß an Können und besonders beim Umgang mit härtbaren Stählen sollte die Fehlerquote recht hoch sein.


    @ Lortnoc -


    Das mit den Elektroden ist eine einleuchtende Idee. Im Grunde dient die Ummantelung auch nur dazu eine Schutzhülle beim Schweißen zu bilden. Wenn es jedoch so einfach wäre hätte ich bestimmt schon davon gehört. Ich vermute das Zeug hat einen Schmelzpunkt jenseits von gut und böse. Im Lichtbogen sind es so um die 4000 grad C. Da verbrennt/verdampft das Zeug einfach nur und legt sich als Gas und Schlacke über die Naht. Das Zeug auf den Stäben zum hartlöten müsste Borax sehr ähnlich sein. Allerdings wäre es sehr mühsam und teuer, dieses abzuknibbeln.

  • Danke für die Infos. Dass mit Kanisterdamast und auch SanMai sehe ich immer in der Serie "Forged in Fire". Sa fallen dann auch die Schwierigkeiten dabei auf.

    Etwas Ahnung hab ich ja davon, immerhin hab ich mal Maschinenbaumechaniker gelernt.

    Man sollte von früheren Generationen lernen, sich aber Neuerungen nicht verschließen.

  • VA Go Mai - Versuche mit rostfreien Mehrlagenstählen 2.0


    Viel zu lang ist´s her, aber dennoch präsentiere ich hier den zweiten Teil meiner Versuchsreihe, bei der ich VA Stahl mit C Stahl zu Mehrlagenpakten feuerverschweißt habe. Die genauen technischen zusammenhänge werde ich hier nicht noch einmal erläutern. Wer es genau wissen möchte, möge bitte den vorigen Beitrag noch einmal lesen.


    Nach meinen Erfolgen mit San Mai Stahl Paketen, wollte ich die Sache noch etwas mehr ausreizen und habe das Ganze nochmal mit fünf und neun Lagen wiederholt.


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    Go Mai bedeutet auf japanisch , oh Wunder, fünf Lagen. Dabei werden dem San Mai (drei Lagen !), man rechne und staune, noch zwei Lagen hinzu gefügt.

    In diesem Fall bildet der 75CrVMo2 die Schneide der VA Stahl die Zierstreifen und für außen, habe ich einfach noch zwei Stücke Kreissägenblatt ausgeschnitten.

    Dabei sollte es sich um 75Cr1 oder vergleichbares handeln.

    Der Sinn dahinter ist auch in diesem Fall nur der optische Effekt. Was sich die Japaner davon technisch versprochen haben kann ich nicht genau benennen. Der Unterschied zu drei, sieben oder mehr Lagen sollte, diesbezüglich nicht besonders hoch sein.


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    Auch hier werden die Kontaktflächen wieder so gut wie möglich plan geschliffen und gereinigt. Danach wird das Paket aufeinandergepresst und alle offenen Seiten werden mit Schweißnähten verschlossen, um das eindringen von Sauerstoff beim schmieden zu verhindern.


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    Nachdem das Paket ausgeschmiedet ist und so Gott will auch alle Lagen verbunden sind werden die Nähte vom E- schweißen abgetrennt.


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    Das Paket sah erstmal ganz gut aus, hatte aber an einer Seite eine relativ große Fehlerstelle an der die mittlere Lage nicht mit dem VA Stahl verbunden war.

    Der Klotz war aber groß genug um zumindest genug Material für ein kleines Steckerlmesser heraus zu quetschen.


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    Die Sache lässt sich natürlich immer noch Steigern. Hier der Versuch mit neun Lagen. Also schon ein einfacher "low layer Damast" und nichts traditionell japanisches. Zwischen die nun zwei lagen VA Stahl kommt hier noch ein schmaler Streifen "Titan" Verpackungsband. Das Zeug kann man nicht wirklich härten, aber es ist schon wesentlich fester und elastischer als normaler Baustahl und für mich leicht verfügbar. Sinn dabei ist hier noch eine dunkle Linie zwischen die silbernen VA Stähle zu bekommen.


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    Auch hier wieder das selbe Prozedere. Alle Flächen plan schleifen, alle Flächen penibel reinigen, alles rundherum dicht schweißen, anschließend feuerschweißen und ausschmieden. Das Resultat dieser nicht geringen Mühen, sah erstmal sehr gut aus. Vor meinem geistigen Auge hatte ich mir schon eine wunderschön gemusterte Klinge ausgemalt. Leider hat der Rohling nicht wenige Fehler an ungünstigen Stellen so, dass ich mich dazu entschlossen habe, meine Zeit nicht damit zu verschwenden an einem verschissenen Werkstück rum zu pfuschen. ;(  Lebe wohl neun Lagen- low layer -VA- Sägeblatt- Titanband- Damast Paket - Du hättest die schönste von allen werden können! ;(


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    Aber wir haben ja noch den Go Mai Rohling. Das schleifen und feilen ersparen wir uns mal und werfen statt dessen noch einen kurzen Blick in den Griff des Messers. Dieser besteht aus Kuhknochen aus einer Beinscheibe - Leder - rotes Vulkanfiber- weißer Kunststoff- Ebenholz - weißer Kunststoff- rotes Vulkanfiber -Leder und Apfelbaumholz.

    Das ganze wird verklebt und presst sich quasi selbst, durch eine Mutter die auf ein Gewinde greift, welches hinten auf den Erl geschnitten wird.

    Dies ist eigentlich die schlechtere Art so eine Verschraubung anzubringen. Wesentlich besser ist es eine Gewindestange am Erl anzuschweißen, weil man das Endstück nie perfekt rund geschliffen bekommt und das Gewinde somit auch nie wirklich gut wird. Ich habe nun beides probiert und es funktioniert, aber eine Gewindestange anschweißen ist besser.


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    Wenn der Griff verklebt ist wird die Mutter auf den Erl geschraubt und hält alle Teile sicher in Position. Damit man das Loch am Griffende nicht zu groß bohren muss habe ich mir eine Stecknuss extra schlank geschliffen. Das Loch wird nachher mit einem Holzstopfen verschlossen so, dass der Griff möglichst homogen wird.

    So bekommt man einen gesicherten Griff mit fast durchgängigem Erl bei dem aber keine Nietköpfe oder Muttern herausstehen.


    Und nun endlich --


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    Schon etwas "used" aber bestimmt eines der auffälligsten Messer aus meiner Fertigung. Die eine Seite sieht so homogen aus als hätte ich in meinem Leben nichts anderes getan als Go Mai Stahl zu schmieden.

    Bei der anderen sind durch das lange ausstrecken des fehlerfreien "Reststückes" die Lagen etwas gekrümmt worden, wodurch ich von der äußeren Lage ziemlich viel wegnehmen musste um die Symmetrie der Schneide zu erhalten. An dem "Wolkenmuster" erkennt man, dass diese Seite mehr Hammerschläge bekommen hat als die andere, also wohl meistens oben gelegen hat. Das war nicht geplant sieht aber auch ganz chic aus. Hier gelangt diese Technik dann auch an ihre Grenzen. Man merkt ganz klar je mehr Lagen man hat desto mehr Fehlerquellen ergeben sich auch. Mit einer Flächenschleifmaschine welche perfekte Planflächen erzeugt und einer guten Möglichkeit die Pakete beim verschweißen sauber aufeinander zupressen, kommt man sicher noch weiter. Aber mit meiner Ausstattung bleibt 3-5 Lagen VA Laminat das höchste des beherrschbaren. VA Stahl lässt sich nun mal sehr schlecht feuerschweißen, weswegen den nickellegierten, nicht hoch chromhaltigen Stählen, hier deutlich der Vorzug gegeben werden sollte um auf ähnliche Resultate zu gelangen.

    Nun ja ich hab´s gemacht und es war eine interessante Erfahrung. Daher werde ich noch ein paar andere Sachen in der Richtung ausprobieren.


    Hier nochmal ....


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    Vorher


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    Nachher



    Also ich hab noch ein paar echt "schräge" Eisen im Feuer - kann aber wie so oft etwas dauern. Bis dahin Gruß an alle! :winken




  • Ok, also wann gehst du mit Messern in Serienfertigung und wieviele Hunderte an Euro wird es dem gierig ..... ämmm .. geneigten Kunden kosten?:lol

    Ne mal im Ernst. Was du da wieder mal gezaubert hast ist der Hammer. Achon der Griff an sich ist Klasse, von der Wunderschönen Klinge ganz zu schweigen.

    Man sollte von früheren Generationen lernen, sich aber Neuerungen nicht verschließen.

  • Ich finds auch super. Schöne Arbeit. Das Wolkenmuster gefällt mir besonders gut. Wäre an beiden Seiten auch schön und ist mal was anderes.

    "Und jetzt lasst mich allein, ich muss nachdenken, und bringt mir Wein und Huren."
    Gaius Julius Kinski