In der Schneidwarenindustrie werden zum Schleifen der geometrischen Form der geschmiedeten oder ausgeschnittenen Teile wie Messer und Scheren bei Raumtemperaturen mineralisch gebundene Schleifsteine verwendet. Diese mineralisch gebundenen Steine, auch als ki. altgebundene "Magnesitsteine" bezeichnet, werden besonders deshalb ver- wendet, weil bei den in der Schneidwarenindustrie - forderlichen groBen Spandicke hiermit ein ziemlich klihler Schliff erreicht wird und weil die Fertigung dieser Schleifsteine im Gegensatz zu anderen gebundenen Steinen (keramische, Kunststoff- oder Gummibindungen) mit bedeutend geringerem Investitionskostenaufwand verbunden ist. Die Herstellung derartiger kaltgebundener Schleifsteine er- folgt, indem man gebranntes Magnesium-Carbonat (Magnesium- oxid) mit Magnesiumchloridlauge unter Beimischung von Schleifmitteln vermengt und bei Raumtemperatur liber einen groBeren Zeitraum (mindestens 4 Wochen) ausharten laBt. Die Schleifsteinhersteller beeinflussen dabei die Schleif- steinharte durch Wahl des Mischungsverhaltnisses und der Bedingungen bei der Abbindung (Aushartung). Bei einem frliheren Forschungsvorhaben (2409), bei dem der- artige aus der Fertigung stammende Schleifsteine liber- prlift wurden, hat sich gezeigt, daB diese Steine bei an- geblich gleichartiger Fertigung im Arbeitsverhalten er- hebliche Unterschiede aufwiesen. Letzteres dlirfte wohl dar auf zurlickzuflihren sein, daB nicht nur die schwankende Zusammensetzung der Steine - wie bei spateren Unter- suchungen festgestellt wurde - sondern auch die Art des verwendeten Magnesits und der Magnesiumchloridlauge ebenso wie Feuchtigkeit und Temperatureinflusse bei der Abbindung und Lagerung fur die Qualitat der Schleifsteine von Be- deutung sind. Hinzu kommt der EinfluB, der sich aus der Art des verwendeten Schleifmittels ergibt.

In der Schneidwarenindustrie wird seit mehreren Jahrzehnten zur Herstellung von Schneidwaren - und hier besonders in der Fertigung von Tafelmesserklingen - der rostbestandige Chrom- stahl X 40 Cr 13 (Werkstoffnurnrner 1. 4034) verwendet. Unter der Voraussetzung einer ordnungsgemaBen Warmebehandlung des Stahls reicht die Korrosionsbestandigkeit dieses Werkstoffes flir die meisten Anwendungsbereiche aus. Die Einflihrung der Splilmaschi- ne in Verbindung mit dem haufig in ein. igen geografischen Ge- bieten anzutreffenden h6heren Gehalt an Chloriden im Gebrauchs- wasser, hat teilweise jedoch zu so unglinstigen Splilbedingungen geflihrt, daB gelegentlich bei Klingen aus dem Stahl X 40 Cr 13 Korrosionsangriff festgestellt wurde. Vielfach handelt es sich dabei urn LochfraBbildung, die im wesentlichen nur auf den er- h6hten Gehalt an Chloriden zurlickgeflihrt werden kann. Die gege- benenfalls langere Einwirkdauer in der Splilmaschine und die hier beim Splilvorgang gegenliber der Splilung von Hand auftreten- de m6g1iche Anreicherung an Chloriden dlirfte sich dabei nach- teilig auswirken. Hier kann besonders auch die verhaltnismaBig langsarne Trocknung der Besteckteile in der Splilmaschine gegen- tiber dem Trockenreiben nach der Handsplilung den Korrosionsan- griff beglinstigen. Das ist dadurch zu erklaren, daB bei der (1) Handsplilung und nachfolgendem Abwischen der Klingen eine durch Verdunstung des Wassers bedingte 6rtliche Konzentrationser- hung an Chloriden nicht auftreten kann und daB durch das Abrei- ben mit dem Tuch eine gewisse mechanische Abtragung erfolgt, wodurch die sich bildenden ersten - mikroskopisch kleinen - Korrosionsprodukte entfernt werden. Die Beseitigung dieser kleinen Korrosionsniederschlage vergr6Bert aber sehr stark die Zeit, in der sich eine sichtbare LochfraBbildung zeigt, bzw.

Bisher werden die Schneideigenschaften der Scheren ausschlielUich durch das Zerschneiden eines Schneidwerkstoffs (z. B. Nesseltuch) oder durch Leerschliel3ungen, d. h. Offnen und Schliel3en der Schere ohne Zerschneiden eines Werkstoffs, von Hand gepriift. Bei dieser Art der Priifung wird das Ergebnis durch die vom Prufer angewandte und von ihm beeinflul3bare Priif- methode und durch seinen Beurteilungsmal3stab gegeben sein. Hinzu kommt noch, dal3 aul3er dem Einflul3 des Prufenden auf die Beurteilung der Schneid- eigenschaften ein weiterer Nachteil dadurch entsteht, dal3 bei der Scheren- priifung von Hand keine Mel3ergebnisse in Form von Zahlenwerten erreicht werden konnen. Aus den oben genannten Grunden besteht seit langem die Forderung nach ei- nem Gerat, mit dem eine objektive Beurteilung der Schneideigenschaften von Scheren durch Auswertung von Mel3daten moglich ist. Daher erhielt das Forschungsinstitut fUr Schneidwaren die Aufgabe, eine weitgehend univer- sell anwendbare und moglichst selbsttatig arbeitende Scheren-Priifvorrich- tung zu entwickeln. Nach einigen einfuhrenden Erorterungen uber Aufbau und Arbeitsweise der Schere sowie uber die bisher angewandten Priifmethoden werden die fur die Beurteilung der Schneideigenschaften festzulegenden Mel3grol3en besprochen. Anschliel3end wird die Arbeitsweise der im Rahmen der Forschungsarbeit entwickelten Scheren-Priifvorrichtung erlautert. Anhand von Scherenprufun- gen, die mit einem Versuchsmodell der Scheren-Prufvorrichtung vorgenom- men wurden, werden weiterhin der Einflul3 des Schneidwerkstoffs auf'die Priifungsergebnisse und die zweckmal3ige Auswertung der Versuchsergeb- nisse fUr die Beurteilung der Schneideigenschaften von Scheren besprochen. Abschliel3end folgt die Erlauterung der Konstruktion einer selbsttatig arbei- tenden Scheren-Priifmaschine bei der - abgesehen von den automatisch ab- laufenden Priifvorgangen - grundsatzlich die gleiche Arbeitsweise wie bei dem Versuchsmodell angewandt wurde.

Seit mehreren Jahrzehnten werden Besteckteile aus rostbestandigem Stahl hergestellt. Zur Anwendung kommen dabei Chromstahle, Chrom-Nickel-Stahle und Chrom- Mangan-Stahle. Bei den nicht schneidenden Besteckteilen betragt der Kohlenstoffgehalt der genannten Stahle im allgemeinen 0,1% und weniger. Die Messerklingen werden dagegen in uberwiegender Mehrheit aus hartbaren Chromstahlen mit einem hoeheren Kohlenstoffgehalt von ca. 0,4% und einem Chromgehalt von ca. 14% hergestellt. Gelegentlich werden zur Messerklingenfertigung auch Chromstahle mit noch hoeherem Kohlenstoff- und Chromgehalt sowie auch Chrom-Molybdan-Stahle, Chrom-Molyb- dan-Vanadium-Stahle und Chrom-Nickel-Stahle verwandt. Die chemische Beanspruchung der Besteckteile aus rostbestandigem Stahl entsteht in der Hauptsache durch die Einwirkung von aggressiven Stoffen, die sowohl in den Speisen als auch im Spulwasser vorhanden sind. Wenn ein rostbestandiger Stahl vor- liegt, der auf Grund seiner Zusammensetzung und seiner Warmebehandlung eine all- gemein ausreichende Korrosionsbestandigkeit erwarten lasst, so ist bei einem geringen Gehalt z. B. an Chloriden in den Speisen bzw. im Spulwasser kaum mit einem Korro- sionsangriff der Bestecke zu rechnen. Eine Prufung der Korrosionsbestandigkeit rost- bestandiger Stahle kann im allgemeinen nach dem Potentialdifferenz-Messverfahren [1] oder nach der Tupfelreaktion mit Kupfersulfat [2] erfolgen. Sobald jedoch korrosionsfoerdernde Bedingungen auftreten, fuhrt erfahrungsgemass die Reinigung im Spulautomaten gegenuber der Reinigung von Hand bei Bestecken zu ver- starkten Korrosionserscheinungen. So treten beispielsweise bei der Reinigung im Spul- automaten bisweilen punktfoermige, stark eingefressene Korrosionsstellen (Lochfrass) auf (Abb. 1 *).

Seit mehreren Jahrzehnten werden Besteckteile aus rostbestandigem Stahl hergestellt. Zur Anwendung kommen dabei Chromstahle, Chrom-Nickel-Stahle und Chrom- Mangan-Stahle. Bei den nicht schneidenden Besteckteilen betragt der Kohlenstoffgehalt der genannten Stahle im allgemeinen 0,1% und weniger. Die Messerklingen werden dagegen in uberwiegender Mehrheit aus hartbaren Chromstahlen mit einem hoeheren Kohlenstoffgehalt von ca. 0,4% und einem Chromgehalt von ca. 14% hergestellt. Gelegentlich werden zur Messerklingenfertigung auch Chromstahle mit noch hoeherem Kohlenstoff- und Chromgehalt sowie auch Chrom-Molybdan-Stahle, Chrom-Molyb- dan-Vanadium-Stahle und Chrom-Nickel-Stahle verwandt. Die chemische Beanspruchung der Besteckteile aus rostbestandigem Stahl entsteht in der Hauptsache durch die Einwirkung von aggressiven Stoffen, die sowohl in den Speisen als auch im Spulwasser vorhanden sind. Wenn ein rostbestandiger Stahl vor- liegt, der auf Grund seiner Zusammensetzung und seiner Warmebehandlung eine all- gemein ausreichende Korrosionsbestandigkeit erwarten lasst, so ist bei einem geringen Gehalt z. B. an Chloriden in den Speisen bzw. im Spulwasser kaum mit einem Korro- sionsangriff der Bestecke zu rechnen. Eine Prufung der Korrosionsbestandigkeit rost- bestandiger Stahle kann im allgemeinen nach dem Potentialdifferenz-Messverfahren [1] oder nach der Tupfelreaktion mit Kupfersulfat [2] erfolgen. Sobald jedoch korrosionsfoerdernde Bedingungen auftreten, fuhrt erfahrungsgemass die Reinigung im Spulautomaten gegenuber der Reinigung von Hand bei Bestecken zu ver- starkten Korrosionserscheinungen. So treten beispielsweise bei der Reinigung im Spul- automaten bisweilen punktfoermige, stark eingefressene Korrosionsstellen (Lochfrass) auf (Abb. 1 *).

Mit der Untersuchung uber das Warmbadharten und Unterkuhlen des Stahles X 40 Cr 13 konnten umfangreiche Forschungsvorhaben uber die Warmebehand lung dieses Stahles abgeschlossen werden. Neben einer ausfuhrlichen Darstellung neuer Ergebnisse wird auch ein Vergleich mit den Ergebnissen fruherer Unter suchungen, 1-6], vorgenommen. Eine besondere Aufgabe bei der Warmebehandlung eines rostbestandigen Stahles vom Typ X 40 Cr 13 liegt in der Erreichung und Einhaltung einer bestimmten Mindestharte. Aus diesem Grunde galt bisher auch bei der Herstellung von Schneidwaren die Harteprufung als wichtigste Qualitatskontrolle. Nach den Er gebnissen der bisherigen auf dem Gebiet der Warmebehandlung durchgefuhrten Untersuchungen 1], 2] und 3] kann man jedoch der Harte gerade bei dem rost bestandigen Stahl nur einen bedingten Aussagewert zusprechen. So sollte die Harte zur Qualitatsbeurteilung von Schneidwaren nur im Zusammenhang mit anderen Untersuchungsverfahren, wie z. B. der Prufung der Korrosionsbestan digkeit und der Schneidfahigkeit, herangezogen werden. Zwar besteht zwischen der Harte und der Schneidhaltigkeit ein ziemlich eindeutiger Zusammenhang, aber bei der zumindest ebenso wichtigen Korrosionsbestandigkeit kann ein Zu sammenhang mit der Harte keineswegs nachgewiesen werden. Von Bedeutung ist weiterhin, dass man bei dem rostbestandigen Stahl die fur die verschiedenen Schneidwaren geforderte Harte durch sehr unterschiedliche Warme behandlungen erreichen kann. Diese unterschiedlichen Warmebehandlungen er geben aber andererseits trotz Erreichung gleicher Harte sehr unterschiedliche Korrosionsbestandigkeitswerte."

Obwohl sich der rostfreie Messerstahl vom Legierungstyp X 40 Cr 13 heute weitgehend durchgesetzt hat und bei seiner Verarbeitung in der Praxis manche Erfahrungen gesammelt wurden, stehen doch gerade hier sehr viele Fragen offen, die einer umfassenden Untersuchung bedurfen. Wegen des grossen Umfanges der offenen Probleme wurde die Gesamtunter suchung in kleinere, in sich abgeschlossene Teiluntersuchungen aufgegliedert. So schliesst die hier vorliegende Arbeit an die bereits veroeffentlichte "Untersu chungen uber den Einfluss der Zusammensetzung und der Gefugeausbildung auf das Hartungsverhalten des Stahles X 40 Cr 13" an, die in der Reihe der Forschungs berichte des Landes Nordrhein-Westfalen unter Nr. 1089 [1] veroeffentlicht wurde. Fur die Arbeit uber das Hartungsverhalten wurde dabei neben der Anspringharte nur noch die Gefugeausbildung zum Aufzeigen der bestehenden Unterschiede herangezogen. Wenn auch in der Praxis mit der Anspringharte wegen der sie begleitenden Hartespannungen und der damit erhoehten Bruchgefahr nicht gearbeitet werden kann, so ist die genaue Kenntnis der unter den verschiedenen Hartebedingungen erreichbaren maximalen Harte von groesster Bedeutung. Auch in der nachstehenden Arbeit ist daher jeweils von der optimalen Harte ausgegangen worden, was bei der Betrachtung der Endergebnisse beachtet werden muss.

Zur Beurteilung der Guteeigenschaften von Schneidwaren ist neben der Prufung der Werkstoffeigenschaften, wie chemische Zusammensetzung, Harte, Gefuge- ausbildung und bei rostbestandigen Stahlen auch Korrosionsbestandigkeit, vor allem die Prufung der Schneidfahigkeit und Schneidhaltigkeit von grosser Be- deutung. Fur die Bestimmung der Schneidfahigkeit und der Schneidhaltigkeit sind bisher eine ganze Reihe von Verfahren mit verschiedenen Mess-und Prufeinrichtungen entwickelt worden. Hierzu gehoeren die Verfahren von HONDA und TAKAHASI [1], KNAPp [2], KOLBERG [3], HENDRICHS [4], STUEDEMANN und MUECHLER [5] und KLEMM [6], die alle zur Prufung von Messern in der Groesse zwischen Taschen- messer und Brotmesser angewandt wurden. Hinzu kommt, dass allen diesen Ver- fahren, mit Ausnahme des Verfahrens nach KLEMM, der ziehende Schnitt zugrunde liegt. Da aber bei den Feinstschneiden, wie Rasierklingen, Rasiermessern und teilweise auch bei chirurgischen Messern, der Schneidvorgang in erster Linie auf einem Druckschnitt beruht, sind die obigen Verfahren zur Prufung des Schneidver- haltens von Feinstschneiden ungeeignet. Erstens erfolgt die Abstumpfung in einer vom ublichen Gebrauch abweichenden Form, und zweitens sind die Pruf- einrichtungen auf groessere Krafte und Messwerte abgestimmt und darum fur feinste Schneiden zu grob und zu ungenau.

Bei den im Forschungsinstitut an der Fachschule fur Metallgestaltung und Metalltechnik durchgefuhrten Untersuchungen uber den EinfluB unterschiedlicher Herstellungsverfahren muBten zur Qualitatsbeurteilung der Messer naturgemaB auch die Schneideigenschaften uberpruft werden. Dadurch ergab sich zwangs- laufig eine starke Ausweitung der Arbeit uber das eigentliche Thema hinaus, da einmal die Einflusse von Seiten der Prufbedingungen, zum anderen aber auch die durch den Prufling (die Klinge) selbst intensiv verfolgt werden muBten. Es han- delt sich aber dabei um in sich abgeschlossene Problemkreise, die deshalb bereits in Heft 1140 und Heft 1352 dieser Schriftenreihe veroeffentlicht wurden. AuBerdem ergab sich, uber das gestellte Thema hinausgehend, eine weitere, ebenfalls in sich abgeschlossene Arbeit dadurch, daB die auf Grund der unter- schiedlichen Herstellung bestehenden Gefugeunterschiede erst im Hinblick auf die Hartungsbehandlung bei Temperaturen im UEberhitzungsgebiet spurbar werden. Auch diese fur sich selbstandige Arbeit solI demnachst gesondert im Rahmen dieser Schriftenreihe veroeffentlicht werden. Die Behandlung einer Reihe von Problemen dieser Forschungsarbeit wurde in einer Zusammenfassung von der Fakultat fur Bergbau und Huttenwesen der Rheinisch-Westfalischen Technischen Hochschule Aachen als Dissertation von F. ESSELBORN genehrnigt. An dieser Stelle moechten wir auch Herrn Dr. phil. A. ROSE fur die wissenschaftliche Betreuung der Dissertationsarbeit nochmals besonders danken.

Der vorliegende Bericht ist die letzte Veroffentlichung von Untersuchungs ergebnissen einer Forschungsarbeit uber die Einflusse unterschiedlicher Her stellungsverfahren von rostbestandigen Messern auf die qualitativen Eigenschaften der Messer. In Heft 1140 und Heft 1352 dieser Schriftenreihe wurden bereits diejenigen Probleme der Schneideigenschaftsprufung erortert, die im Zusammen hang mit dieser Arbeit sehr umfangreich behandelt werden mussten. Das Heft 1353 der Schriftenreihe befasst sich weiterhin mit den verschiedenen Herstellungsverfahren und mit der Uberprufung der Messer auf Schneideigen schaften, Korrosionsverhalten, Harte-und Gefugezustand. Abschliessend sollen nun im vorliegenden Bericht die dabei gewonnenen Erkenntnisse uber die Aus wirkung unterschiedlicher Karbidverteilung und Karbidgrosse auf das Verhalten des Stahles bei der Warmebehandlung dargestellt werden. Ein grosserer Teil dieser Untersuchungsergebnisse wurde in der Zusammen fassung als Dr.-Ing.-Dissertation von F. ESSELBORN von der Fakultat fur Bergbau und Huttenwesen der Rheinisch-Westfalischen-Technischen-Hochschule Aachen genehmigt. Herr Dr. phi . A. ROSE hat sich liebenswurdigerweise der wissen schaftlichen Betreuung dieser Dissertation gewidmet, wofur ihm auch an dieser Stelle ganz besonders gedankt sei. Weiterhin gebuhrt besonderer Dank Herrn Professor Dr. phil. F. WEVER und Herrn Professor Dr. phi . habil. W. OELSEN, durch deren personlichen Einsatz ein enger Kontakt des Forschungsinstitutes zum Max-Planck-Institut fur Eisen forschung geschaffen wurde, so dass insbesondere die in diesem Bericht beschriebe nen Versuche durch Benutzung von Einrichtungen dieses Institutes weit uber den Rahmen der Moglichkeiten des Solinger Institutes hinaus bearbeitet werden konnten."

Die vorliegende Arbeit schliesst an Versuche an, die im Rahmen einer Forschungs arbeit uber die Einflusse unterschiedlicher Herstellung von rostbestandigen Mes sern auf deren Qualitat fur die Beurteilung der Schneideigenschaften durchgefuhrt werden mussten. Diese Versuche fuhrten zu einigen grundlegenden Erkenntnissen uber die Einflusse der Formgestaltung der Klinge sowie uber den Zustand der Karbidverteilung und -grosse auf die Schneideigenschaften. Sie sind in weiteren Untersuchungen erganzt und erweitert worden. Der derzeitige Stand der Unter suchungen wird hier dargelegt. Wenn auch noch etliche Probleme bisher unge klart sind, konnten doch mit den bereits gewonnenen Erkenntnissen fur weiter fuhrende Untersuchungen wichtige Hinweise gegeben werden. In Heft 1140 dieser Schriftenreihe wurde bereits in ahnlicher Weise uber die Einflusse der Pruf bedingungen - gegeben durch die Prufverfahren - auf die Schneideigenschaften berichtet. Mit einer Reihe von Problemen, die mit der oben erwahnten Forschungsarbeit in Zusammenhang stehen, steht auch die Dr. -Ing. -Dissertation von F. ESSEL BORN, die von der Fakultat fur Bergbau und Huttenwesen der Rheinisch-West falischen Technischen Hochschule Aachen genehmigt worden ist, in Verbindung. Wir mochten auch an dieser Stelle vor allem Herrn Dr. phil. A. ROSE danken, der die wissenschaftliche Betreuung dieser Dissertation ubernommen hatte. In spateren Heften dieser Schriftenreihe sollen die weiteren Ergebnisse des gesamten For schungsvorhabens bekanntgemacht werden. 7 II. Einleitung Eine Beurteilung der Qualitat von Messerklingen kann sich nicht allein auf die Kennzeichnung von Harte- und Gefugezustand des Materials beschranken."

Der vorliegenden Veroeffentlichung liegt ein Teil einer Forschungsarbeit uber die Einflusse unterschiedlicher Herstellung von rostbestandigen Messern auf deren Qualitat zu Grunde. Fur diese Untersuchungen waren zur Qualitatsbeurteilung der Messer in groBem Umfang auch Prufungen der Schneideigenschaften durch zufuhren. Da fur diese Prufungen zwar einige Verfahren bekannt sind, uber deren Brauch barkeit aber bis her nur sehr unzureichende Angaben vorliegen, waren zwangs laufig in dieser Hinsicht Untersuchungen vorzunehmen. Wegen der Bedeutung dies er Fragen ist die Bearbeitung dieses in sich abgeschlossenen Problemkreises uber den in der ob en genannten Arbeit aufgenommenen Umfang hinaus erfolgt, und es soll hier getrennt von den anderen Untersuchungsergebnissen daruber be richtet werden. Eine Reihe der in oben angefuhrter Arbeit angesprochenen und untersuchten Probleme liegt der Dr.-Ing.-Dissertation von F. ESSELBORN zu Grunde, die von der Fakultat fur Bergbau und Huttenwesen der Rheinisch-Westfalischen Techni schen Hochschule Aachen genehmigt worden ist. Die wissenschaftliche Be treuung dieser Dissertation hatte dankenswerterweise Herr Dr. phil. A. ROSE ubernommen. Weitere Ergebnisse des gesamten Forschungsvorhabens sollen in spateren Heften dieser Schriftenreihe veroeffentlicht werden.