DE1553631B2

DE1553631B2 - Nitrierverfahren zur Verbesserung der Schneidhärte von Messer- und Rasierklingen aus nichtrostendem Stahl

Info

Publication number: DE1553631B2
Application number: DE19661553631
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.-Ing. Appel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-04-27
Filing date: 1966-04-27
Publication date: 1974-06-12
Also published as: DE1553631A1

Description

Vorliegende Patentanmeldung bezieht sich lediglieh auf Schneidgegenstände, die nur so lange gebraucht werden, wie die Schneide scharf bleibt, also in der Hauptsache auf Schneidgegenstände des täglichen Gebrauchs, wie Messer und Rasierklingen.

Früher wurden die Rasierklingen fast ausschließlieh aus gehärtetem Kohlenstoffstahlband mit ca. 1,2 % C und 0,1 bis 0,3 °/o Cr hergestellt. Die Härte dieser Klingen lag mit etwa 720 kg/mm² Vickershärte sehr hoch, die Schnitthaltigkeit war jedoch wegen der geringen Warmhärte des genannten Werkstoffes gering.

In den letzten Jahrzehnten löste die Rasierklinge aus gehärtetem nichtrostenden Stahl mit etwa l,l°/oC und etwa 13% Cr die Rasierklinge aus gehärtetem Kohlenstoff-Stahl immer mehr ab. Ein Nachteil des nichtrostenden Rasierklingenstahls sind neben der geringen Härte die infolge des hohen C-Gehaltes vorhandenen groben Karbide, die beim Schleifen der Schneidwate leicht zu Ausbröckelungen führen. Eine große Herstellfirma von nichtrostenden Rasierklingen ist daher, um diesen Nachteil zu verringern, in der letzten Zeit dazu übergegangen, einen Stahl mit nur etwa 0,6 % C bei 13 % Cr zu verwenden.

Haushaltsmesser werden schon seit einigen Jahrzehnten in der Hauptsache aus einem nichtrostenden Stahl mit etwa 0,4 bis 0,5 % Kohlenstoff und 13 % Chrom hergestellt. Diese Messer erreichen zwar nicht die Schärfe der aus gehärtetem Kohlenstoff-Stahl hergestellten Messer, der Vorteil ihrer Rostfreiheit macht aber diesen Nachteil wieder wett. In den letzten Jahren geht man aus Wirtschaftlichkeitsgründen immer mehr dazu über, die nichtrostenden Messer aus bereits gehärteten Bändern in der Weise zu fertigen, daß die Schneidwate im Band angeschliffen wird und dann die Messer ausgestanzt werden. Die Härte dieser Bänder kann nur bei etwa 530 kp/mm² Vikkershärte gehalten werden, damit das Band stanzbar ist. Um diese Messer einigermaßen schneidhaltig zu bekommen, bildet man die Messerschneide als Säge aus oder wendet den Wellenschliff an.

Um die Schneidhärte von nichtrostenden Messern wesentlich zu erhöhen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Schneide durch Nitrieren oberflächenzuhärten, wobei im Gegensatz zum normalen Nitrierverfahren die Nitrierhärte unter 900 kp/mm² Vikkershärte gehalten wird. Das Nitrieren wird bekanntlieh häufig bei Bauteilen wie Spindeln, Achsen, Lagerstellen von Wellen und anderen angewendet, um eine hohe Oberflächenhärte zu erreichen.

Das Nitrieren von Schneidgegenständen ist zwar bekannt, ebenso bekannt ist aber auch, daß Rasierklingen oder Messer aus nichtrostendem Stahl mit rütrierter Schneidkante noch nie auf dem Markt erschienen sind.

Das USA.-Patent 2087051, A. R. Stargardter, vom 21.12.33 schützt eine Rasierklinge aus Nitrierstahl mit 0,6 °/o C, 0,50 °/o Mn, 0,3 % Si, 1,0 % Al, 1,23 % Cr, 0,20 °/o Mo, deren Schneide nitriert ist und an einer Klinge aus Kupfer befestigt ist. Das USA.-Patent 1827 872, Frost, vom 14. 11. 30 schützt ebenfalls das Nitrieren von Rasierklingen aus Nitrierstahl mit etwa 0,36 % C, 0,51 % Mn, 0,27 Vo Si, 1,23 % Al, 1,49 % Cr, 0,18 °/o Mo, wobei nur die Schneidenspitzen nitriert werden Das USA.-Patent 2 042 527, Holt, vom ao 30.11. 32 schützt verschiedene Nitrierprozesse von bekannten Nitrierstählen mit 0,3 bis 0,4 % C, etwa 1_;25 °/o Cr, 0,45 % V, bzw. mit 0,33 % C, 0,51 % Mn, 0,20 °/o Si, 1,24% Al, 1,58 °/o Cr, 0,20 % Mo.

Aus den USA.-Patenten geht hervor, daß das Nitrieren von Rasierklingen aus Nitrierstahl bekannt ist. Andererseits ist es bekannt, daß Rasierklingen mit nitrierter Schneidkante noch nie auf dem Markt erschienen sind, da bei normaler Nitrierung die Schneidkanten so spröde sind, daß sie im Gebrauch bei der geringsten Biegebeanspruchung einreißen. So führt Houdremont in seinem »Handbuch der Sonderstahlkunde« (Springer Verlag 1943) auf S. 913, Zeile 6 bis 11 aus: »Infolge der außerordentlichen Härte der äußeren Nitrierschicht muß man darauf achten, daß bei den zu nitrierenden Gegenständen keine scharfen Kanten vorhanden sind, da diese ja nur noch aus einer harten Nitrierschicht bestehen würden und infolgedessen zu einer Abbröckelung und BeSchädigung führen könnten.« Auch die Nitriersalz-Hersteller weisen darauf hin, daß das Nitrieren für alle Werkzeuge, die im Gebrauch auf Dehnung beanspracht werden, nicht geeignet ist (Durferrit Taschenbuch, Dez. 1944, S. 67, Zeile 32 bis 34).
Es hat sich gezeigt, daß dieser Nachteil vermieden werden kann, wenn die Nitrierbehandlung so durchgeführt wird, daß sich eine Nitrierhärte ergibt, die unterhalb der für Nitrierstähle üblichen Mindestliärte von 900 kp/mm² Vickershärte (Hv 1) liegt, und zwar soll die Nitrierhärte um so niedriger gehalten werden, je mehr das Werkzeug im Gebrauch auf Biegung beanspracht wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die Nitrierdauer äußerst kurz bei etwa 1 bis 2 Stunden gegenüber 50 Stunden bei normaler Nitrierbehandlung gehalten wird. Naturgemäß ist bei dieser Kurzbehandlung die Nitrierschicht sehr gering, sie liegt bei etwa 0,01 bis etwa 0,03 mm gegenüber etwa 0,5 bis 1,0 mm bei normaler Nitrierbehandlung.

So wurde eine Rasierklinge aus nichtrostendem stahl mit 1,10 % C und 13 % Cr bei 510° C eine Stunde lang in einem Nitriersalzbad nitriert. Die Vikkershärte (Hv 1) stieg von 560 kp/mm² vor dem Nitrieren auf 754 bis 772 kp/mm² nach dem Nitrieren.

Ein Messer aus nichtrostendem Stahl mit 0,45 % C und 13 % Cr wurde in derselben Weise behandelt.

Die Vickershärte stieg von 530 auf 733 bis 751 kp/mm² an. Die Nitrierschicht betrag 0,02 mm. Sowohl die Rasierklinge wie auch das Messer, dessen

Schneide und übrige Oberfläche nitriert waren, hielten Biegebeanspruchungen ohne weiteres aus. Es ist klar, daß ein Messer mit dieser hohen Schneidenhärte eine außergewöhnlich gute Schneidhaltigkeit aufweist.

In den letzten Jahren hat auch der kaltverformte austenitische nichtrostende Stahl als Werkstoff für Messer Verwendung gefunden, da dieser Werkstoff wesentlich beständiger gegen den Angriff von Spülmitteln in den Geschirrspülautomaten ist. Ein derartiges Messer aus einem Chromnickelstahl mit 0,10% C, 1 o/o Si, 1,20 »/ο Mn, 17,4 Vo Cr, 7,2»/» Ni und 1,0 % Al wurde in einem Nitriersalzbad bei 500 bis 510° C nitriert und gleichzeitig ausgehärtet. Die Festigkeit stieg von 160 kp/mm² vor dem Nitrieren auf 210 kp/mm² nach dem Nitrieren, die Oberflächenhärte Hv 1 auf 720 kp/mm² an. Die Dicke der Nitrierschicht betrug 0,02 mm. Das so hergestellte Messer wies eine sehr gute Steifigkeit und Schnitthaltigkeit auf.

Claims

Patentanspruch:

Nitrierverfahren zur Verbesserung der Schneidhärte und Schneidhaltigkeit von Messer- und Rasierklingen aus gehärtetem martensitischen oder ausgehärtetem austenitischen nichtrostenden Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide durch Badnitrieren oberflächengehärtet wird, wobei die Nitriertemperatur und -Dauer so gehalten wird, daß die erhaltene Nitrierhärte unterhalb der für Nitrierstähle üblichen Mindesthärte von 900, vorwiegend zwischen 700 bis 800 kp/mm² Vickershärte (Hv 1) liegt.