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Bereich
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Hier
wird ein Mokume-Schichtblock vorgestellt. Derartige Schichtblöcke können aus
dünnen Nichteisen-Metall-Blechen
unterschiedlicher Farbe, wie Platin, Gold, Palladium, Silber, Kupfer
und deren Legierungen hergestellt sein.
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Hintergrund
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Mokume-gane
(„Holzmaserung
in Metall”) beschreibt
das Bearbeiten mehrfarbiger geschichteter Nichteisen-Metalle, wobei
Muster entstehen, die an Baumrinde oder Tierfelle erinnern. Ursprünglich wurde
diese Technik zur Herstellung von Gefäßen und Geräten sowie Schwertbeschlägen und
-verzierungen benutzt.
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Die
C. Hafner GmbH + Co. KG Gold- und Silberscheideanstalt in 75173
Pforzheim, Deutschland, bietet ein Mokume-Gane Modul AU 585 RG/Pd
500 Ag 935 an, das 4 Lagen Rotgoldblech, 8 Lagen Palladium Legierung
und 3 Lagen Silberlegierung aus jeweils ca. 0,5 mm dicken Blechen
hat. Dieses Modul hat nach Angabe des Herstellers ein sehr kritisches Verarbeitungsverhalten
und ist nur für
sehr erfahrene Goldschmiede zu empfehlen. Im Übrigen ist dieses Modul sehr
hochpreisig.
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Zugrundeliegendes Problem
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Demzufolge
ist die Aufgabe, einen Mokume-Schichtblock bereitzustellen, der
die Herstellung von Mosaik- und Kreuzdamast und anderen Mustern oder
Ornamenten, zum Beispiel Augenmustern ermöglicht, zudem einen deutlichen
Farbkontrast zwischen den einzelnen Lagen oder Schichten einhergehend
mit guter mechanischer Bearbeitbarkeit zeigt.
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Lösung
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Dazu
wird ein Mokume-Schichtblock insbesondere für Schmuckzwecke, mit wenigstens
einer ersten Lage aus einer ersten Legierung und wenigstens einer
zweiten Lage aus einer zweiten Legierung vorgeschlagen. Die erste
Legierung enthält
Rotgold Weißgold,
Gelbgold, Palladium, oder Platin, und die zweite Legierung enthält etwa
200–300
Teile Gold und etwa 800–700
Teile Silber, bis zu zwischen 30 und 70 Teilen Kupfer, sowie geringe
Anteile an Zusatzmetallen wie Platin, Gold, Aluminium, Gallium, Indium,
Silizium, Zinn und/oder Zink.
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Die
zweite Legierung hat einen anderen, vorzugsweise niedrigeren, Schmelzpunkt
als die erste Legierung. Sie ist daher mit der ersten Legierung sehr
gut zu verschweißen.
Dies ermöglicht
die Herstellung von Mosaik- und Kreuzdamast und anderen Mustern
oder Ornamenten. Außerdem
hat die zweite Legierung einen deutlichen Farbkontrast zu der ersten
Legierung. Weiterhin weist sie eine gute mechanische Bearbeitbarkeit
auf. Überraschend
hat sich herausgestellt, dass der vorgestellte Mokume-Schichtblock
ein sehr gut verarbeitbares, duktiles und farbkontrastreiches Ausgangsmaterial
für attraktiven
und individuellen Schmuck sowie Ziergegenstände und Verzierungen bildet.
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Außerdem ist
ein Rhodinieren nicht mehr erforderlich.
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Unter
Teilen der Metalle sind hier Gewichtsteile verstanden, wobei die
einzelnen Teile so zu bemessen sind, dass die Summe aller (Gewichts)teile einer
Legierung 1000 ergibt.
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Die
zweite Legierung hat etwa 250 Teile Gold (Au) und etwa 750 Teile
Silber (Ag). Die zweite Legierung kann auch etwa 700 Teile Silber
(Ag) und als etwa 300 Teile Gold (Au) haben. Die zweite Legierung
kann aber auch zwischen etwa 600 Teilen Silber (Ag) und etwa 800
Teilen Silber (Ag), und mehr als etwa 400 Teile Gold (Au) und weniger
als etwa 200 Teilen Gold (Au), sowie zwischen 5 und 80 Teilen Kupfer
(Cu) haben.
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Die
erste Legierung kann 0 bis 50 Teile Kupfer (Cu), 0 bis 50 Teile
Aluminium (Al), 0 bis 30 Teile Gallium (Ga), 0 bis 30 Teile Indium
(In), 0 bis 50 Teile Silizium (Si), 0 bis 30 Teile Zinn (Sn) und/oder
0 bis 30 Teile Zink (Zn) enthalten. Die zweite Legierung kann 0
bis 50 Teile Aluminium (Al), 0 bis 20 Teile Platin (Pt), 0 bis 30
Teilen Gallium (Ga), 0 bis 30 Teile Indium (In), 0 bis 50 Teile
Silizium (Si), 0 bis 30 Teile Zinn (Sn) und/oder 0 bis 30 Teile
Zink (Zn) enthalten.
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Die
Lagen des Mokume-Schichtblocks können
als Bleche von etwa 0,2 bis etwa 4 mm in abwechselnder Reihenfolge
zu einem Block mit mehr als 2 bis etwa 40 Schichten geschichtet
und verschweißt
sein.
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Zunächst werden
die Bleche oder Stäbe
aus der ersten und der zweiten Legierung gereinigt, in abwechselnder
Farbfolge aufeinandergestapelt und danach sorgfältig miteinander verschweißt. Die
Verschweißung
kann in der offenen Flamme oder in einem Ofen erfolgen. Allen Vorgehensweisen
ist gemeinsam, dass kein Lot benutzt wird. Die aneinander anliegenden
Nichteisen-Metalle bilden beim Schweißvorgang an ihrer Grenze eine
neue Legierung, die diese verbindet. Ist die Verbindung der Platten
nicht durchgehend, können
Fehler entstehen, die erst zum Ende des nachfolgenden Bearbeitens
sichtbar werden.
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Der
fertig verschweißte,
gereinigte und an den Kanten versäuberte Schichtblock wird zu
einem im Querschnitt im Wesentlichen rechteckigen oder quadratischen
Stab vorzugsweise kalt ausgeschmiedet. Um ein für Mokume-gane typisches Muster
in Metall zu erzeugen, wird der Stab anschließend um seine Mittellängsachse
tordiert und/oder gewalzt.
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Aus
einem solchen Stab ist ein Schmuckstück, Ziergegenstand, Verzierung
durch Weiterverarbeiten erhältlich.
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Eine
Variante des Schichtblocks wird dadurch hergestellt, dass Bleche
oder Stäbe
aus der ersten und der zweiten Legierung gereinigt, in abwechselnder
Farbfolge aufeinandergestapelt und danach sorgfältig miteinander verschweißt werden.
Dabei wird im Innern ein Kern, zum Beispiel im Querschnitt rechteckig
oder quadratisch, aus einem der beiden Legierungen eingelegt und
zu beiden Seiten mit den abwechselnd gestapelten Lagen eingekleidet.
Auf diese Weise entsteht ein Schichtblock, bei dem ein zentraler
Kern aus einer der beiden Legierungen von einem Mantel aus den beiden
abwechselnd geschichteten Legierungen umgeben ist. Die Verschweißung kann
in der offenen Flamme oder in einem Ofen erfolgen. Allen Vorgehensweisen
ist gemeinsam, dass kein Lot benutzt wird. Die aneinander anliegenden
Nichteisen-Metalle bilden beim Schweißvorgang an ihrer Grenze eine
neue Legierung, die diese verbindet. Ist die Verbindung der Platten
nicht durchgehend, können
Fehler entstehen, die erst zum Ende des nachfolgenden Bearbeitens
sichtbar werden. Ein so hergestellter Stab wird an einem Ende fest
eingespannt und vom anderen Ende her tordiert.
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Ein
derart tordierter Mokume-Stab wird an zwei voneinander beabstandeten
Stellen durchgebohrt und zwischen den beiden Bohrstellen der Länge nach
aufgesägt.
Der Sägeschnitt
wird aufgespreizt und aufgeschmiedet. Dabei sind die Schritte Zwischenglühen, Richten,
Schmieden, Feilen, Schmirgeln oftmals vor einer Endbearbeitung durchzuführen.
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Ein
so gewonnener Ring hat die verblüffende Eigenschaft,
dass er auf seiner Außenseite
ein durchgehendes Muster und an seiner Innenseite eine durchgehende,
ungemusterte Fläche
hat, die aus der Legierung des Kerns gebildet ist. Die Breite der
ungemusterten Fläche
ist dabei von den Abmessungen des in den Schichtblock eingelegten
Kerns und zu den beiden Seiten des Kerns abwechselnd gestapelten
Lagen abhängig.
Diese durchgehende, ungemusterte Fläche eignet sich ideal für Gravuren
von Namen, Symbolen oder dergl.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere
Merkmale, Eigenschaften, Vorteile und mögliche Abwandlungen werden
für einen
Fachmann anhand der nachstehenden Beschreibung deutlich, in der
auf die beigefügte
Zeichnung Bezug genommen ist.
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1a ist
eine schematische perspektivische Darstellung eines Mokume-Schichtblocks,
der aus mehreren Blechen aus den zwei unterschiedlichen Legierungen
gebildet ist.
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1b ist
eine schematische perspektivische Darstellung eines Mokume-Schichtblocks,
der aus mehreren Blechen und Stäben
aus den zwei unterschiedlichen Legierungen gebildet ist.
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2a ist
eine schematische Draufsicht auf ein Beispiel eines tordierten Mokume-Stabes.
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2b ist
eine schematische Draufsicht auf ein Beispiel eines in Längsrichtung
zersägten
Mokume-Stabes zur Herstellung eines fugenlosen Rings.
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3a ist
eine perspektivische Darstellung eines Mokume-Schichtblocks, der
aus mehreren Blechen und Stäben
aus den zwei unterschiedlichen Legierungen gebildet ist und mit
einem eingelegten im Querschnitt rechteckigen Kern aus einer der
beiden Legierungen.
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3b ist
eine schematische perspektivische Draufsicht auf ein Beispiel eines
fugenlosen Rings, der aus dem Schichtblock nach 3a hergestellt
ist und an seiner Innenseite ein durchgehendes ungemustertes Flächenband
zum Gravieren hat.
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Detaillierte Beschreibung der Figuren
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1a, 1b zeigen
je einen Mokume-Schichtblock. Bleche und/oder Stäbe des Schichtblocks bestehen
aus den zwei unterschiedlichen Legierungen. Die erste Legierung
enthält
Weißgold,
Rotgold, Gelbgold, Palladium, oder Platin.
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Die
Goldlegierungen Weißgold,
Rotgold und Gelbgold entstehen, indem man dem Gold weitere Metalle
zusetzt wie z. B. Silber, Zink, Palladium oder Kupfer, etc. So können seine
Eigenschaften verändert
werden. Sowohl Veränderungen
im Farbspektrum als auch in Bezug auf Härte, Schmelztemperatur und
Festigkeit sind somit möglich.
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Eine
Weißgold-Schmucklegierung
kann aus 40 bis 80 Gew.-% Gold, 1 bis 40 Gew.-% Silber, 0 bis 15
Gew.-% Kupfer, 0 bis 15 Gew.-% Palladium und ggf. weiteren Legierungszusätzen bestehen.
Außerdem
kann sie 0 bis 5 Gew.-%, zum Beispiel 0 bis 3 Gew.-%, mindestens eines
Elementes aus der Gruppe Mangan, Cobalt, Niob, Indium, Zinn, Gallium,
Germanium, Magnesium, oder Zink, Ruthenium, Rhodium, Iridium, Platin,
Wolfram, Tantal enthalten.
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Die
Legierung Rotgold besteht aus Feingold, Kupfer und gegebenenfalls
etwas Silber. Der Kupferanteil ist relativ hoch und verantwortlich
für die
rote Färbung
und die Härte
des Materials. Rotgold hat einen Feingehalt von 330 bis etwa 750.
Gelbgold hat zumindest nahezu die Originalfarbe von reinem Gold wobei
gleichzeitig seine Materialeigenschaften zur Schmuckverarbeitung
und zum Schmuckgebrauch verbessert sind. Hierbei wird das Feingold
mit Silber und Kupfer legiert, wobei das Verhältnis die Farbe beeinflusst.
Je geringer der Anteil an Gold, desto geringer auch die Tiefe des
Gelbtons. Ferner können Gelbgoldlegierungen
noch zusätzliche
Metallanteile enthalten, um die Gussfähigkeit und die Härte der
Legierung zu verbessern. Eine mögliche
Kombination von Metallen für
die erste Legierung (Gelbgold 585 Legierung) enthält etwa
585 Teile Gold, etwa 300 Teile Silber, etwa 115 Teile Kupfer. Eine
mögliche
Kombination von Metallen für
die erste Legierung (Gelbgold 750 Legierung) enthält etwa
750 Teile Gold, etwa 125 Teile Silber, etwa 125 Teile Kupfer.
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Platin
ist ein weißgraues
Edelmetall (spezifisches Gewicht 21,45 g/cm3)
und wird mit einem hohen Feingehalt von 950 bis 960/1000 verarbeitet.
Als Legierungselemente können
Rhodium, Iridium, Ruthenium und Palladium, Kupfer, Kobalt oder Wolfram verwendet
werdet. Eine mögliche
Kombination von Metallen für
die erste Legierung enthält
etwa 700–950
Teile Platin und etwa 300–50
Teile Iridium, also zum Beispiel 800 Teile Platin und 200 Teile
Iridium.
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Palladium
ist ein Metall der Platingruppe und weist vorzügliche Gebrauchseigenschaften, ähnlich dem
Platin auf. Es behält
an der Luft seinen metallischen, weißen, stahlgrauen Glanz und
läuft nicht
an. Im geglühten
Zustand ist es weich und duktil, bei Kaltverformung steigt die Festigkeit
und Härte
aber schnell an (Kaltverfestigung). Es ist dann deutlich härter als
Platin. Palladium hat gegenüber
Platin ein etwa halbiertes spezifisches Gewicht (12,02 g/cm3). Auch im Gebrauch ist das geringere Gewicht
durchaus vorteilhaft. Eine mögliche
Kombination von Metallen für
die erste Legierung enthält
etwa 500–999 Teile
Palladium und etwa 500–etwa
1 Teil Silber, Rhodium, Iridium, Ruthenium und Palladium, Kupfer,
Kobalt oder Wolfram.
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Die
zweite Legierung enthält
etwa 200–300 Teile
Gold und etwa 800–700
Teile Silber. Dabei können
auch zwischen 30 und 70 Teile Kupfer sowie geringe Anteile Platin,
Gold, Aluminium, Gallium, Indium, Silizium, Zinn und/oder Zink in
der zweiten Legierung enthalten sein. So sind sehr gut zu der ersten Legierung
kontrastierende Farben und ähnliche
metallurgische sowie gute verarbeitungstechnische Eigenschaften
zu erzielen.
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Damit
ist die zweite (Gold-)Legierung eine 2-, 3-, oder Mehrstofflegierung
aus Feingold mit Zusatzmetallen. Sie ist anlauffrei, hat eine sehr
helle, weiße, auch
schneeweiße
Farbe, ohne schädliche
Zusatzstoffe oder Oberflächenüberzüge.
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Diese
Bleche werden in der gewünschten Reihenfolge – in der 1 abwechselnd – zu einem Block geschichtet.
Daraus entsteht ein Mokume-Schichtblock durch die Verschweißung der
dünnen
Platten aus den verschiedenen Metallen oder Legierungen mit kontrastierenden
Farben. Das Verschweißen
erfolgt ohne Lot und resultiert in einem Mokume-Schichtblock aus
den laminierten Nichteisen-Metallen oder Lagenmetallen, der relativ
weich oder geschmeidig ist. Es handelt sich dabei um Metalle, die ähnliche
metallurgische und gute verarbeitungstechnische Eigenschaften haben.
Die Blöcke haben
dabei etwa 2 bis etwa 40 Schichten aus den beiden unterschiedlichen
Legierungen.
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Die
Bleche und/oder Stäbe
sind dabei so zusammengestellt, dass zwischen den Blechen jeweils ein
eindeutiger Farbkontrast besteht. Die einzelnen Bleche sind dabei
plan mit aufgerauter Oberfläche und
frei von Fremdkörpern,
Fett oder Oxidation. Die Verschweißung erfolgt durch Hitze, wodurch
eine Bewegung und Vermischung der Metalle an den Korngrenzen der
Berührungsflächen hervorgerufen
wird. Dabei kann eine neue molekulare Kristallstruktur entstehen.
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Das
Verschweißen
der Lagen erfolgt bei einer Temperatur, die in der Nähe des Schmelzpunktes der
einzelnen Metalle/Legierungen liegt. Das so entstandene Halbzeug
kann warmausgehärtet
oder kaltausgehärtet
sein. Vor der Verformung zu einem prismatischen Stab (zum Beispiel
durch Walzen oder Tordieren), ist das Gefüge durch Schmieden mit anschließendem Ausglühen in einen
feinkörnigeren
Zustand zu bringen. Muster werden durch Weiterverarbeitung der Blöcke mit
unterschiedlichen Methoden eingebracht. Benutzt werden können Fräser, Stichel, Bohrer,
Stempel, Meißel
oder dergl.
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In
den Bindungszonen können
sich neue Legierungen mit anderen mechanischen Eigenschaften als
die erste und die zweite Legierung gebildet haben. Innerhalb der
Bindungszonen können
Gefügeaushärtungen
auftreten, die im Lauf der Umformung Scherbrüche und Kaltverschweißungen hervorrufen
können.
Diese können
durch Glühen
der Metalle vermieden werden. Die Festigkeit der Bindungszonen kann
höher sein
als bei einer Lötung.
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Dieses
Modul kann dann entweder mit der Technik des Mokume-gane oder der
Technik des Mokume-Damast weiter verarbeitet werden. Bei der Technik
des Mokume-gane entstehen durch Aufbrechen der Oberfläche und
anschließendes
Schmieden Bleche mit unregelmäßigen Mustern,
wie zum Beispiel Augenmuster. Bei der Technik des Mokume-Damast
werden nach dem Verschweißen
und Tordieren (Verdrehen) und Schmieden der geschichteten Metalle
zunächst
Stäbe hergestellt,
die anschließend weiter
verarbeitet werden. Im Gegensatz zu Mokume-gane entsteht hier bei
der Weiterverarbeitung ein regelmäßiges Muster, ähnlich den
Maserungen des Damaststahls. Der zuvor beschriebene Schichtblock wird
zur weiteren Verarbeitung zu Mokume-gane zunächst flach ausgeschmiedet.
Die späteren
Augenmuster und Linien entstehen durch das Aufbrechen der Oberfläche des
flach ausgeschmiedeten Blechs. Die oberen Schichten werden durchbohrt
und/oder Linien werden eingefräst.
Durch die Wegnahme von Material und das anschließende erneute Planschmieden
werden die unteren Schichten in die frei gewordenen Flächen gedrückt und
die Muster werden sichtbar.
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Ein
Schmuckstück,
wie zum Beispiel ein Ring, ist aus einem Stück wie folgt herzustellen:
Einer
der wie zuvor beschrieben tordierten (2a) Mokume-Stäbe wird
an zwei voneinander beabstandeten Stellen parallel durchbohrt und
zwischen den beiden Bohrstellen der Länge nach aufgesägt. Der Sägeschnitt
wird aufgespreizt (2b) und aufgeschmiedet. Dabei
sind die Schritte Zwischenglühen, Richten,
Schmieden, Feilen, Schmirgeln oft zu wiederholen vor einer Endbearbeitung.
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Eine
Variante des Schichtblocks (3a) wird
dadurch hergestellt, dass Bleche oder Stäbe aus der ersten und der zweiten
Legierung gereinigt, in abwechselnder Farbfolge aufeinandergestapelt
und danach sorgfältig
miteinander verschweißt
werden. Dabei wird im Innern ein Kern, zum Beispiel im Querschnitt
rechteckig oder quadratisch, aus einer der beiden Legierungen eingelegt
und zu beiden Seiten mit den abwechselnd gestapelten Lagen eingekleidet.
Die Verschweißung
kann in der offenen Flamme oder in einem Ofen erfolgen. Dabei wird
kein Lot benutzt. Die aneinander anliegenden Nichteisen-Metalle
bilden beim Schweißvorgang
an ihrer Grenze eine neue Legierung, die diese verbindet. Ein so
hergestellter Stab wird an einem Ende fest eingespannt und vom anderen
Ende her tordiert.
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Ein
derart tordierter Mokume-Stab wird an zwei voneinander beabstandeten
Stellen durchgebohrt zwischen den beiden Bohrstellen der Länge nach
aufgesägt
(wie in 2a). Der Sägeschnitt wird aufgespreizt
und aufgeschmiedet. Der so gewonnene Ring hat auf seiner Innenseite
eine von beiden Stirnseiten des Rings nach innen gesetzte, durchgehende
ringzylindrische Fläche,
die aus der Legierung L1 des ein den Schichtblock eingelegten Kerns
gebil det ist. Diese durchgehende Fläche eignet sich ideal für Gravuren
von Namen, Symbolen oder dergl.
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Anstelle
der Ringe sind auch Anhänger,
Arm- und Fußreifen,
Ohrringe, oder dergl. aus dem Mokume-Schichtblock herstellbar. Es
können
auch Ziergegenstände
wie Schalen, Becher, Messergriffe, Besteckbeschläge, Gürtelschnallen, Knöpfe, oder
dergl. aus dem Mokume-Schichtblock
hergestellt werden.