Schmieden lernen – Anleitung

Mit der richtigen Anleitung kann jeder Schmieden lernen. Im folgenden Artikel erkläre ich dir Schritt für Schritt, wie du ein Messer schmieden kannst. Ich zeige dir, worauf es dabei ankommt und was für Schmiede-Methoden es überhaupt gibt. Zu guter Letzt erläutere ich noch kurz die Geschichte des Schmiedens.

Schmieden ist ein Umformen von Metall mithilfe von Schlägen. Im Gegensatz zu Bearbeitungsmethoden wie dem Hobeln oder dem Sägen ist das Schmieden eine spanlose Bearbeitung.

Dabei wird das Feingefüge, also die Kristallstruktur des Metalls, gezielt verändert. Ein Nachteil dieser Methode ist, die ungenauere Bearbeitung im Vergleich zur spanenden Bearbeitung. Ein Vorteil ist die hohe Belastbarkeit.

Ein Damast Messer oder Schwert schmieden lernen

Das Schmieden von Hand gehört somit zu den ältesten Handwerken. Dabei wird vom Schmied mit einem Hammer, oder heute, mit einem Lufthammer ein Werkstück erarbeitet. Damit dabei etwas Ansehnliches herauskommt, setzt das viel Erfahrung und Einfühlungsvermögen voraus.

Vorbereitung

Das Schmieden eines Damast Messers beginnt mit der Auswahl des richtigen Materials. Damit die typische Maserung dieser Messer entsteht, musst du zwei Stähle miteinander verschweißen. Am besten beginnst du mit drei Stücken Stahl: In der Mitte einen nickelhaltigen Stahl (z. B. 75Ni8 (1.5634)), da du damit später ein schönes Muster erreichst. Außen zwei Stücke relativ dunklen manganhaltigen Stahl (z.B. 1.2842 (90MnCrV8)), da sich dieser gut schweißen lässt.

Schmieden der Klinge

© Ralf Pfeifer, DamaszenerKlinge, zugeschnitten von S.Schneider | CC BY-SA 3.0 Unported

Diese drei Metallstücke kannst du mit einem elektrischen Schweißgerät etwas zusammenheften. Wenn du möchtest, kannst du dieses Paket mit einem weiteren Stahlstab verschweißen, der es dir ermöglicht, den Stahl in die Glut zu halten. Ansonsten kannst du auch eine Schmiedezange nutzen.

Im Feuer wird der Stahl dann so weit erhitzt, dass er kurz vor seinen Schmelzpunkt ist. Kontrolliere immer wieder, dass dein Stahl nicht bereits anfängt zu schmelzen. Sobald die richtige Temperatur erreicht ist, kannst du die drei Metallstücke mit kräftigen Hammerschlägen verschweißen.

Unter dem Lufthammer wird das glühende Metallstück dann zu einer Stange ausgeschmiedet. Solltest du keinen Lufthammer haben, kannst du das natürlich auch von Hand erledigen. Das kostet natürlich einiges an Kraft.

Hast du dann eine flache Stange, kannst du diese mit einer Flex wieder in ca. 10 Teile zerschneiden. Diese zehn Stücke wieder aufeinanderlegen und elektrisch zusammenheften. Der Vorgang wie oben beschrieben (aufeinanderlegen, verschweißen, flachschmieden und wieder in 10 Teile flexen) wird also wiederholt. Hast du dann wieder eine flache Stange, wiederholst du den Vorgang noch ein letztes Mal. Insgesamt legst du also dreimal die Stahlplatten aufeinander.

Durch diese Methode erlangst du eine Stange, die letzten Endes 300 Lagen der beiden Stähle hat. In der letzten Runde wird die Form des Messers bereits geschmiedet. Das passiert meist zuerst unter dem Lufthammer. Die Feinbearbeitung wird von Hand erledigt.

Feinbearbeitung der Klinge

Im wilden Damast entsteht das Muster durch die Hammerschläge bei der Bearbeitung. Deshalb werden ganz bewusst Rillen eingeschlagen, die dann im Anschluss wieder glatt geschliffen werden.

Noch immer wirst du von der typischen Damast-Zeichnung nichts erkennen. Dazu musst du das geschliffene Messer in Säure (Eisen(III)-chlorid) tauchen. So wird der Stahl angeätzt. Das Muster wird dadurch sichtbar. Der Manganstahl färbt sich dabei dunkel, der Nickelstahl dagegen bleibt hell. Du kannst jetzt überprüfen, ob das Muster auf beiden Seiten gleichmäßig ist, oder ob auf einer Seite noch mehr geschliffen werden muss.

Im Anschluss kannst du – um noch eine größere Härte zu erreichen – das Messer härten. Dazu musst du in einem Ofen das Messer so weit erhitzen, dass sich das Gefüge verändert. Danach wird es sofort in Wasser abgeschreckt (Achtung, dabei entstehen leichte Flammen). Durch den schnellen Temperaturwechsel kann der Kohlenstoff im Gefüge nicht mehr auf seinen Platz. Dadurch entstehen hohe Spannungen, die den Stahl sehr hart machen.

Nun hat das Messer allerdings so viele Spannungen und ist so hart, dass es beim Herunterfallen sofort zerspringen würde. Deshalb muss es jetzt noch ca. dreimal für 15 min in den Ofen bei etwa 200 °C. So erhält es eine gebrauchsfähige Härte.

Da der Stahl nun wieder Zunder angesetzt hat, muss das Messer nochmals geschliffen werden und dann wieder in die Säure getaucht werden. Damit ist die Klinge fertig. Die Härte einer solchen Klinge ist um ein Vielfaches höher als die eines normalen Chrom-Nickel-Stahls und auch dementsprechend hochwertiger.

Geschichte des Schmiedens

Es ist sehr wahrscheinlich, dass das Schmieden anfangs mit dem Kaltverformen von weichen Metallen wie Gold, Silber und Kupfer begann. Diese drei Metalle kommen so in der Natur vor und müssen nicht erhitzt werden, um eine Bearbeitung möglich zu machen.

Funde in Ägypten und in Indien zeigen allerdings auch, dass vermutlich schon vor ca. 4000-5000 Jahren warm geschmiedet wurde. Die berühmte Himmelsscheibe von Nebra beweist außerdem schon große Materialerfahrung in der damaligen Schmiedekunst.

Als scheinbar um 1400 v.u.Z. das härtbare Eisen, der Stahl, erfunden wurde, wurden auch Ambosse verwendet. Da Stahl in dieser Form damals sehr viel Wert war, hatten Ambosse einen hohen Wert. Sie waren ein begehrtes Handelsgut. Das Schmieden ist in allen alten Kulturen wiederzufinden.

Werkstoffe zum Schmieden

Zum Schmieden kannst du so gut wie alle Metalle und Metall-Legierungen nutzen. 2500 Stahlsorten
stehen dir zur Verfügung. Das für deinen Fall richtige Metall wählst du nach dem späteren Einsatz des Werkstücks aus. Jegliche Verformung oberhalb von Raumtemperatur wird als Schmieden bezeichnet.

Werkzeuge zum Schmieden

Der Schmied, oder auch Kunstschmied genannt, nutzt für seine manuelle Arbeit folgende Werkzeuge:

• Schmiedehammer oder Lufthammer
• Amboss
• Kohlen- oder Gas-Esse zum Erhitzen

Zusätzlich zum manuellen Freiformschmieden gibt es heutzutage aber auch viele weitere maschinelle Methoden. Im Folgenden werde ich etwas näher auf diese Methoden eingehen.

Manuelles Freiformschmieden

Das uralte Handwerk des manuellen Freiformschmiedes wird auch heute noch angewandt. Besonders bei der Restaurierung oder in der Einzelstückfertigung von Toren, Geländern, Brunnen, Kerzenständern, Garderoben und Ähnlichem.

Dabei werden vom Schmied verschiedene Techniken angewandt, damit das gewünschte Produkt entstehen kann. Einige Schmiedeverfahren, die ein Schmied unter anderem am Amboss anwendet, sind:

• Schrumpfen
• Spalten
• Lochen
• Spitzen
• Breiten
• Stauchen
• Strecken
• Schlichten

Damit ein Werkstück allerdings überhaupt bearbeitet werden kann, muss es erst einmal erhitzt werden. Deshalb hält der Schmied das Metall in das Schmiedefeuer. Erst wenn das Stück die notwendige Hitze erreicht hat, kann er mit der Bearbeitung loslegen. Reicht „eine Hitze“ nicht aus, bekommt ein Werkstück unter Umständen auch eine „zweite Hitze“.

Industrielles Freiformschmieden

Durch industrielles Freiformschmieden werden hauptsächlich sehr große Einzelstücke bearbeitet. Dazu gehören zum Beispiel Kurbelwellen von Schiffsdieseln. Dabei kann jedes Schmiedestück bis zu 250 t wiegen.

Beim industriellen Freiformschmieden wird das Schmiedestück zwischen nicht formgebundenen Werkzeugen durch eine Presse oder einen Lufthammer umgeformt. Das Schmiedestück kann dabei nicht in die von den Werkzeugen umschlossenen Bereiche ausweichen.

Solch große Werkstücke zu erhitzen, ist natürlich etwas aufwendiger. Es wird in Brennstoff-beheizten Kammer- oder Herdwagenöfen durchgeführt. Bewegt werden die schweren Einzelteile mit großen Greifern.

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Gesenkschmieden

Beim Gesenkschmieden werden zwei Formwerkzeuge – die Gesenke – aufeinandergepresst. Das Werkstück wird zuerst erwärmt und dann zwischen die beiden Gesenke gelegt. Dabei entsteht die im Gesenk vorgegebene Form.

Zum Gesenkschmieden gehören natürlich auch noch einige Vorbereitungsschritte. Ausgangsmaterial ist ein Halbzeug, also ein bereits vorbearbeitetes Metall. Dieses muss dann erwärmt werden. Dann folgt der Schmiedeprozess. Nach dem Gesenkschmieden muss das Werkstück meist entzundert werden, das heißt, die Oberfläche wird von Zunderresten gereinigt. Letzten Endes wird das fertige Produkt noch Wärme- und Oberflächenbehandelt.

Es gibt zwei Formen des Gesenkschmiedens. Das eine wird mit einem komplett umschlossenen
Gesenk durchgeführt, das andere mit einem teilweise umschlossenen Gesenk. Weiter unterschieden wird auch zwischen:

• Warmumformen – mit Werkstücktemperaturen oberhalb der Rekristallisationstemperatur
• Halbwarmumformen – mit Werkstücktemperaturen etwas unterhalb der Rekristallisationstemperatur

Eine Weitere Unterteilung kann durch die Art der Gießform gemacht werden:

• Gesenkschmieden mit Grat – dabei wird überschüssiger Stahl aus der eigentlichen Form herausgepresst. Dieser Grat muss im Nachhinein entfernt werden.
• Gesenkschmieden ohne Grat – hier muss die genaue Menge Stahl in die Form gegeben werden, da kein Herauspressen möglich ist. Diese Methode erlaubt eine genauere Maßeinhaltung und erfordert weniger Nacharbeit.

Als Material für diese Bearbeitungsmethode werden meist verschiedenen Stahlarten eingesetzt. Dazu zählen beispielsweise Baustähle, nicht rostende Stähle oder Warmarbeitsstähle. Leicht zu bearbeiten sind auch Magnesium- und Aluminiumlegierungen wie auch speziell zusammengesetzte Knetlegierungen.

Geschichte des Gesenkschmiedens

Das Gesenkschmieden hat eine lange Geschichte. Schon um 2500 v.u.Z wurden weiche Materialien wie Bronze und Kupfer geschmiedet. Anfangs wurden einseitig hohle Formen genutzt. Dabei wurde ein Rohling in das Gesenk gelegt und mit dem Hammer bearbeitet. Besonders genutzt wurde das Gesenkschmieden für die Herstellung von Münzen. Ab 900 v.u.Z wurden Münzen dann mit zweiteilligen Gesenken hergestellt und hatten so auch auf beiden Seiten die gewünschte Form.

Im Mittelalter wurden gerne Scheibenfibeln und später dann auch Messer und anderes auf diese Weise gefertigt. Die Industrialisierung in England brachte das Gesenkschmieden weiter vorwärts. So wurde beispielsweise der Dampfhammer erfunden, der das Bearbeiten von sehr großen Teilen erlaubte. Das Schmieden wurde immer genauer, so war eine spätere Nachbearbeitung teilweise nicht mehr nötig.

Auch heute noch wird das Gesenkschmieden in der Industrie viel genutzt und immer weiterentwickelt. Schrauben, Muttern oder auch Bauteile für die Automobilindustrie und den Flugzeugbau werden weiterhin auf diese Weise gefertigt.

Wie im folgenden Video gut zu sehen ist, wird generell eine möglichst kurze Berührzeit von Werkzeug und Werkstück angestrebt. Damit wird verhindert, dass das Werkzeug zu sehr erhitzt wird und sich ausdehnt, was zu einer ungenauen Größe führt. Genutzt werden in solchen Schmieden heutzutage meist Schmiedehämmer, Exzenterpressen, Spindelpressen und hydraulische Pressen.

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Varianten des Gesenkschmiedens

Eine wichtige Variante ist zum Beispiel das Präzisionsschmieden. Dabei handelt es sich um ein Gesenkschmieden ohne Grat mit einer noch höheren Genauigkeit. Ziel dieses genauen Schmiedens ist das Weglassen der Nachbearbeitung durch Spanen. Dadurch wird die Produktionskette deutlich verringert und Kosten gespart.

Wichtig ist hierbei schon die richtige Masse an Material, wie auch eine genaue Einhaltung der Temperaturen. Genutzt wird diese Art des Gesenkschmiedens häufig zur Herstellung von Zahnrädern und Wellen für die Automobilindustrie.

Weitere Varianten des Gesenkschmiedens sind:

• Thixoschmieden – dabei wird ein Werkstoff in einem speziellen „halbflüssigen“ Zustand genutzt, der als „thixotrop“ bezeichnet wird.
• Langschmieden – hierbei wird in Längschmiedemaschinen gearbeitet, in denen senkrecht zum Werkstück montierte Hämmer paarweise gegeneinander das Werkstück bearbeiten.
• mehrdirektionales Schmieden – ein Umformen des Werkstücks in unterschiedliche Richtungen in einem Arbeitsschritt.

Fazit

Das Gesenkschmieden hat in der Geschichte und bis heute einen wichtigen Platz in der metallverarbeitenden Industrie. Dabei wird das Metall umgeformt und das Kristallstruktur dadurch nicht zerstört, sondern verändert wird. Das hat den Vorteil, dass die dadurch entstehenden Werkzeuge eine hohe Festigkeit haben und z.B. dynamischer Belastung gut standhalten können. Aber auch für Hobbyschmiede ist dieses Handwerk noch immer sehr attraktiv.