Erstens, kennen Sie Ihren Stahl. Wenn Sie handelsüblichen Werkzeugstahl gekauft haben, sollten Sie genau wissen, um welchen Stahl es sich handelt. Wenn Sie jedoch einen gefundenen, geplünderten oder anderweitig unsicheren Stahl verwenden, können Sie Probleme haben, ihn zu härten. Es ist nicht einfach, den in einer bestimmten Klinge verwendeten Stahl zu bestimmen. Ein metallurgisches Labor verlangt einen beträchtlichen Betrag, um die Legierung zu testen, und es gibt kein Testkit für zu Hause, von dem ich weiß („Schau mal, Schatz, es ist blau geworden!“). Und es besteht ein gewisses Risiko, wenn man beispielsweise einen ölhärtenden Stahl in Wasser abschreckt. Er könnte schlimmstenfalls brechen oder sich zumindest wie verrückt verziehen. Um festzustellen, was in einem Stahl steckt, haben die alten Hasen ihn „gefunkt“. Die von einer Schleifmaschine erzeugten Funken brennen je nach den Legierungselementen mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften. (Wie die verschiedenen Farbstoffe in Feuerwerkskörpern.) Man kann also eine Ecke schleifen, die Funken beobachten, dann einen bekannten Stahl schleifen und versuchen, die kleinen Funkenblitze hinsichtlich Form, Helligkeit, Komplexität usw. zu vergleichen und eine Übereinstimmung zu finden.
Meistens geht es um öl- oder wasserhärtende Stähle. Die lufthärtenden Stähle sind Cr-V und solche, die wir Galoots nicht so oft verwenden und die in alten Werkzeugen überhaupt nicht verwendet wurden. Es ist sicherer, einen unbekannten, vielleicht wasserhärtenden Stahl in Öl abzuschrecken als umgekehrt. Der wasserhärtende Stahl härtet im Öl vielleicht nicht aus, und wenn das der Fall ist, kann man es noch einmal mit Wasser versuchen. Ich will damit nicht das Wasser trüben, aber wenn es einfach wäre, würde es jeder machen.
Der erste Schritt besteht darin, das Metall auf seine kritische Temperatur zu bringen, die bei dem guten alten O-1 (dem ölhärtenden Zeug) bei 1450° – 1500°F liegt. Haben Sie ein gutes Pyrometer? Das ist kein Problem. Während der Kristallumwandlung von Ferrit in Austenit hört der Stahl bei dieser Temperatur auf, magnetisch zu sein. Dieses Phänomen wird nach seinem Entdecker Pierre „Curie-Punkt“ genannt. Man kann das Metall also einfach erhitzen, bis der Magnet nicht mehr angezogen wird, und es dann in Öl abschrecken. Ich verwende gerne Erdnussöl, weil es einen sehr hohen Flammpunkt hat, was die Brandgefahr minimiert (das Risiko besteht aber trotzdem; seien Sie darauf vorbereitet: verwenden Sie eine lange Zange, um die Hände aus dem Weg zu halten, tragen Sie Handschuhe und halten Sie den Feuerlöscher bereit) und es riecht gut, wenn es raucht. Wie man die Klinge auf den Curie-Punkt bringt, ist wahrscheinlich das größte Problem für den Heimwerker. Wenn das Metall rot glüht, verhält sich der Kohlenstoff wie in einer Flüssigkeit und kann daher nach Belieben wandern. Das ist notwendig, damit die Härtung stattfinden kann, aber in der Nähe der Oberfläche des Metalls würden diese untreuen kleinen Kohlenstoffatome genauso schnell mit jeder verfügbaren Sauerstoffschlampe, auf die sie treffen, davonlaufen (Sauerstoff ist soooo verführerisch), und dann sind sie für immer verloren. Wir hassen das. Wir versuchen, dies zu verhindern, indem wir das Metall in einer inerten (sauerstofffreien) Atmosphäre erhitzen und/oder die Zeit der Rotglut (an der Luft) so kurz wie möglich halten. Ein Brenner macht beides sehr schwierig. Es ist sehr schwierig, etwas so Großes wie eine Norris-Klinge mit einem kleinen, von einer Fackel erzeugten Wärmepunkt gleichmäßig zu erhitzen. Ein Schmiedefeuer ist wegen seiner Gleichmäßigkeit besser geeignet, und man kann ihm ein wenig die Luft entziehen, um den Sauerstoffgehalt in seiner unmittelbaren Umgebung zu verringern. Ein kleiner Laborofen eignet sich sehr gut. (Wird auch für Keramikglasurtests verwendet.) Fügen Sie ein Holzkohlenbrikett hinzu, um einen Teil des Sauerstoffs abzufangen.
Aktualisierung: Es gibt Beschichtungen, die Oxidation und Kohlenstoffverlust verhindern (www.rosemill.com), die versprechen, die Wärmebehandlung zu Hause zu einem erfolgreicheren Unterfangen zu machen.
Wenn die kritische Temperatur erreicht ist, nehmen Sie es von der Hitze und tauchen Sie es schnell in eine ausreichende Menge Öl bei Raumtemperatur. Schwenken Sie es ein wenig hin und her, bis es ganz auf unter 150°F abgekühlt ist. Es sollte jetzt sehr hart und zu spröde sein, um es zu verwenden. (Wenn Sie versuchen, es zu feilen, sollte die Feile auf der Klinge rutschen.)
Es gibt zwei Möglichkeiten, es auf eine brauchbare Härte/Zähigkeit zu temperieren: durch Farben oder durch Temperatur. Wenn Sie einen sehr genauen Ofen in der Küche haben, heizen Sie ihn einfach auf 325°F auf, und Sie sind fertig. Eine präzise Fritteuse tut dasselbe, aber verwenden Sie ein gutes Thermometer, um den Thermostat des Ofens oder der Fritteuse zu überprüfen. Ohne genaue Temperaturkontrolle müssen Sie die Farben des Oberflächenoxids verwenden, um zu wissen, wann genug ist. Reinigen Sie zunächst einen Teil der Klinge (wahrscheinlich den flachen Bereich hinter der Fase), bis sie wieder metallisch blank ist. Beim Erhitzen ändert sich die Farbe dieser Stelle (Sie kennen den Regenbogen der Farben auf überhitztem Stahl), beginnend mit einem sehr schwachen Gelb (helles Stroh genannt). Da wir unsere Klingen gerne „Good-n-Hard(tm)“ haben, sollten Sie an dieser Stelle aufhören (aus der Hitze nehmen, ggf. abschrecken, um eine weitere Zunahme zu verhindern). (Die Klinge funktioniert immer noch, sie hält nur nicht die gewünschte Schärfe.) Seien Sie beim Härten übermäßig vorsichtig. Sie können eine zu harte Klinge immer wieder härten, aber wenn Sie zu weit gehen und sie zu sehr aufweichen, müssen Sie sie erneut härten. Wenn Ihnen eine Klinge also zu hart erscheint, werfen Sie sie einfach wieder in den Ofen und erhöhen Sie die Temperatur ein wenig. Die Ofen-/Tiefkühlmethode ist jedoch vorzuziehen, weil man das Teil lange genug bei der Anlasstemperatur belassen kann, damit ein echtes Anlassen stattfinden kann. Bei der Brennermethode, bei der die Oberflächenfarben verwendet werden, kann ein Teil der Umwandlung verloren gehen.
Sie sind fertig. Wenn die Klinge schrecklich aussieht, können Sie sie sandstrahlen oder schleifen, aber sie sollte trotzdem gut funktionieren. Vor dem Honen solltest du die Fase etwas zurückschleifen. Dieser dünne Abschnitt hat wahrscheinlich mehr als nur einen Teil des Kohlenstoffausbrands abbekommen, und Sie müssen an das gute Material herankommen. (Es kann bis zu 0,025″ dauern, um durch die entkohlte Schicht zu kommen.) Dasselbe gilt für die Rückseite. Eine gute Arbeit auf der Rückseite ist mindestens so wichtig wie die Arbeit an der Fase, wenn nicht sogar noch wichtiger. Mit ein wenig zusätzlicher Mühe lässt sich die entkohlte Schicht entfernen, so dass man zu gutem Metall gelangt. Vergessen Sie nicht: Die Rückseite ist die Schnittkante. Denken Sie darüber nach. Wenn der Rücken nicht tief genug geschliffen wurde, wird die Klinge nie gut funktionieren.
Viel Glück!
— Ron