DE584864C - Feinschneidige duenne Klinge und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

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Bur. Ind. Ligendom
19 0CT. 1333

AUSGEGEBEN AM
25. SEPTEMBER 1933

Die Erfindung betrifft Klingen aller Art mit feiner Schneide, sowohl dünne biegsame Klingen für Rasierapparate u. dgl. wie Klingen von größerer Starrheit. Allgemein betrachtet, bestellt die Erfindung in einer Klinge aus einer verstickbaren Eisenlegierung, die in Zonen dicht neben der Schneide und einschließlich derselben verstickt ist. Der Erfinder hat festgestellt, daß solche Klingen eine vorzügliche Schneidhaltigkeit aufweisen, was sowohl hinsichtlich glatten Schneidens wie langer Gebrauchsdauer vorteilhaft ist.

Die Härtung von Schneidwerkzeugen durch Nitrierung ist bereits erörtert worden, doch hielt man sie dafür als nur in Ausnahmefällen geeignet. Da außerdem die betreffende Erörterung empfahl, anzustreben, die Kanten der zu nitrierenden Stücke abzurunden, so konnten, wenn überhaupt, dann jedenfalls nur vcrhältnismäßig dickwandige Schneidwerkzeuge mit entsprechend großem bzw. stumpfem Keilwinkel in Betracht kommen, bei denen außerdem alle Teile eier Oberfläche von der Härtung ergriffen werden.

Demgegenüber handelt es sich erfindungsgemäß um die Nitrierhärtung !"einschneidiger, mit sehr kleinem Keilwinkel versehener, dünner Klingen, wie Sicherheitsrasierklingen, die nur in einer die Schneidkante bzw. Schneidkanten enthaltenden Zone bzw. Zonen verstickt sind und unverstickte Stützteile haben.

Daß hierbei gute Ergebnisse erzielbar wären, war nicht anzunehmen. Sogar in einer Veröffentlichung im »Journal of the Iron and Steel Institute« vom Jahre 1931, S. 238 und 239, welche die Möglichkeiten der Nitrierung für Schneiden an Hand praktischer Versuche erläutert, wird noch vor der Nitrierhärtung gewarnt, wenn die Schärfe der Teile sich der einer Rasierschneide nähert.

Der erfindungsgemäß verwendete Werkstoff ist eine Stahllegierung mit einem erheblichen Gehalt an Aluminium, gewöhnlich vereint mit Chrom, Molybdän oder Wolfram, 4b die durch einen Verstickungsprozeß härtbar ist. Eine geeignete Legierung dieser Art ist als Nitralloy bekannt. Wird dieses Metall bei hoher Temperatur Ammoniakdämpfen ausgesetzt, so wird es an der Oberfläche und noch etwas unter ihr verstickt und dadurch äußerst hart und spröde gemacht. Versuche zur \*erarbeitung dieses Werkstoffes für Klingen sind bisher fehlgeschlagen, weil eine Zusammenziehung oder Ausdehnung beim Versticken eintritt, welche das Werkstück so zum Werfen oder Verziehen bringt, daß das Schleifen einer Schneide schwierig oder unmöglich wird. Xacli einem wichtigen Merkmale der Erfindung wird die Vcrstiekung auf

Zonen in der Xähe und einschließlich der Schneide der Klinge beschränkt. Dies ermöglicht eine Ausdehnung der die Schneide enthaltenden Teile der Klinge durch innere Einstellung des Werkstückes in seinen unverstickten Zonen mit dem Ergebnis, daß die kritischen Teile der Klinge verzerrungsfrei bleiben.

Bei Herstellung einer feinschneidigen ίο Klinge der neuen Art wird zunächst ein entsprechend geformtes Werkstück hergestellt und mindestens teilweise bearbeitet. Dann werden die nicht zu verstickenden Teile des Werkstückes abgedeckt, was in beliebiger Art geschehen kann, z. B. durch Plattieren oder Anstreichen mit einer Paste aus Metallüxyd oder durch teihveises Einbetten in plastische Schutzmasse oder durch Stapeln der Werkstücke mit oder ohne Abstandshalter in der Weise, daß nur die Rumpfteile abgedeckt und außer Bereich des \~erstickungsmittels gehalten werden. Xach \*orbereitung der Werkstücke in der ihrer Form entsprechenden Art wird das \~ersticken dadurch ausgeführt, daß man die Werkstücke in Gegenwart eines A'erstickungsmittels glüht, wodurch die nicht abgedeckten Teile der Werkstücke in einen äußerst harten Stoff umgewandelt werden, während die abgedeckten Teile unverstickt und verhältnismäßig- weich bleiben. Vorzugsweise .wird das Werkstück durch Feinschlift fertiggestellt, ohne daß dabei Schneidenteile ausbrechen.

Die Erfindung läßt sich mit. A'orteil auf Sicherheitsrasierklingen, die hier als Beispiel beschrieben sind, anwenden.

Der Erfinder hat festgestellt, daß bei Beschränkung der Verstickung auf eine schmale Zone, die nur wenig mehr als den abgephasten Teil des Werkstückes oder den Scheitel der Schneide umfaßt, -die. Klinge als Ganzes wegen ihres weicheren Rumpfteiles dauerhaft gemacht und zu der gewöhnlich von Sicherheitsrasierklingen verlangten Biegsamkeit befähigt wird. Die eigentliche Schneidkante einer solchen Klinge ist zwar äußerst hart und spröde, doch macht der zähere Teil der Klinge die Sprödigk-eit ihrer Schneide wert und stützt sie während der Einspannung ab. Der Erfinder hat festgestellt, daß eine Klinge mit diesen erwünschten Eigenschaften hergestellt werden- kann, indem man das Werkstück mit einem für Animoniakdämpfc undurchlässigen !Metall plattiert und dann die Plattierung vom Rande des Werkstückes in einer schmalen, die Schneide einschließenden Zone entfernt, um dort allein die Eisenlegierungfreizulegen. Das Werkstück wird dann verstickt mit dem Ergebnis, daß die öo Verstickung und Härtung nur in der schina- j lon Randzone bzw. den Randzonen erfolgt, | von denen die Plattierung entfernt worden ist.

Vorzugsweise kennzeichnet sich das Verfahren nach der Erfindung dadurch, daß gleichzeitig mit dem Entfernen eier Plattierung in einer schmalen Zone eine teilweise Ausbildung einer Schneidkante am Werkstück stattfindet. Dies kann zweckmäßig dadurch geschehen, daß man die Schneide roh vorschleift, wodurch in einem einzigen Arbeitsvorgange zwei wichtige Funktionen erzielt werden, nämlich erstens die Freilegung der Eisenlegierung in der gewünschten beschränkten Zone und zweitens die teilweise Ausbildung der Schneide. Xach dem \~ersticken kann die Klinge durch weiteres Schleifen oder Schärfen der roh abgeschrägten und verstickten Kante fertiggestellt werden.

Ein wichtiges Merkmal einer so hergestellten Klinge liegt auch darin, daß sie durch diese Herstellung auf volle Erstreckung rostfest gemacht wird. Dies ist deshalb der Fail, weil die plattierten Oberflächen der Klinge an ihren unverstickten Teilen durch die aus einem korrosionsfesten Nichteisenmetall wie Silber, Kupfer oder Zinn bestehende Plattierung selbst geschützt werden, während die Verstickung den unplattierten Teilen die go Rostbeständigkeit eines hochwertigen Chromstahls verleiht. Die letztere Eigenschaft des Xitralloy und ähnlicher Eisenlegierungen ist bekannt, wurde aber bisher nicht bei der Herstellung feinschneidiger Klingen ausgenutzt, die durchweg rostfest sind. Dieses Merkmal ist für Rasierklingen besonders wichtig, weil sie oft befeuchtet und unvollkommen abgetrocknet werden.

Ein weiterer A'orteil einer Klinge dieser Art liegt in dem gefälligen Aussehen, das die Plattierung ergibt. Z. B. ist eine dünne Plattierung aus Silber ausreichend, um den Körper der Klinge gegen die Verstickung zu schützen und gibt dann der fertigen Klinge ein sehr gutes Aussehen. Die Plattierung dient daher gleichzeitig der Abdeckimg und Abgrenzung der unverstickten Teile wie der Verbesserung des Aussehens.

Ferner zeichnet sich die Erfindung dadurch aus. daß sie zur Herstellung von Klingen in Streifenform anwendbar ist.

Tn der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht.

Abb. ι ist ein Schaubild eines Metallslreifens mit vorgeformten Klingen,

Abb. 2 eine gleiche Darstellung des plattierten Streifens,

Al)I). 3 eine gleiche Darstellung des plattierten Streifens nach dem Vorschleifen.

Abb. 4 ein Schaubild eines Klingenslapels fertig zum Versticken,

Abb. 5 ein Schnitt nach Linie 5-5 der Abb. 4,

Abb. 6 ein Schaubild einer fertigen Klinge. Die Klingenwerkstücke 10 werden zunächst in Streifenform aufgerissen bzw. vorgeformt. Wie in Abb. 1 gezeigt^ kann dies geschehen, indem man entsprechende Kerben und Löcher in einem auf die gewünschte Dicke vorgewalzten, fortlaufenden Streifen oder Bande aus Nitralloy oder sonstiger verstickbarer Eisenlegierung ausstanzt oder ausschneidet. Laut Zeichnung hat jedes Klingenwerkstück eine innere Öffnung 12 in Form eines Schlitzes, der in bestimmtem Abstand vorgesehene Löcher verbindet, und Ausschnitte, welche Eckenkerben 14 bilden, um die fertige Klinge gegen Kappendruck an den Ecken zu schützen.

Der nächste Schritt liegt im Plattieren oder

Überziehen des Klingenstreifens mit einem Nichteisenmetall. Zinn, Kupfer, Silber, Nickel, Chrom sind z. B. hierzu geeignet. Es würde zwar jedes für Ammoniakdämpfe undurchlässige Metall brauchbar sein, doch wird vorzugsweise Silber wegen des besseren Aussehens der fertigen Klinge verwendet. Beim Elektroplattieren des Klingenstreifens wird seine ganze Oberfläche einschließlich der äußeren Randkanten und der inneren Kanten

• der Öffnung 12 überzogen...

Der nächste Schritt besteht im Entfernen der Plattierung von der schmalen Randzone des Streifens, in der die Schneide auszubilden ist. Dies geschieht am besten durch Yorschleifen der Kanten des Streifens zur Ausbildung der Phase. 16. Dadurch wird nicht bloß die Schutzplattierung entfernt, und zwar genau im Bereich der zu verstickenden Zone, sondern auch teilweise eine Schneidkante an der Klinge ausgebildet. In anderen Fällen als bei Sicherheitsrasierklingen kann das . Vorschleifen schon ausreichen, um eine dem Zweck der Klinge entsprechende Schneide fertig auszubilden.

Nach diesem Schleifen wird der Klingenstreifen in einzelne Werkstücke getrennt, indem man ihn an den eingeritzten Linien durchbricht. Die roh abgeschrägten Werkstücke werden aufgestapelt und in dieser Lage geklammert. Eine beliebige Zahl von Werkstücken kann aufgestapelt werden, wobei sie vorzugsweise in der durch Abb. 4 und 5 veranschaulichten Art zwischen einer dicken Unterplatte 20 und einer dicken Oberplatte 22 festgeklemmt werden, die durch Klemmbolzen 24, welche durch die Platten und durch die Löcher der Werkstücke hindurchragen, zusammengehalten werden. Nachdem die Werkstücke in obiger Art mit oder ohne Abstandsbeilageu aufgestapelt worden sind, wird der Stapel in ei nein Ofen der Einwirkung von Ammoniakgas ausgesetzt. Man kann guteKlin- j ' gen aus Nitralloy obiger Zusammensetzung ^! bei Temperaturen von etwa 480⁰ bis 5^T0° C bei einer Behandlung von zwei Stunden erzielen. Unter diesen Umständen werden die , freiliegenden Teile der Klingen verstickt, während die übrigen Teile, welche in flachem Zustande im Stapel aufeinanderliegen, unverstickt bleiben. Die Verstickung kann sich ganz durch den Werkstoff der Phase erstrekken oder sie braucht nur wenige Hundertstel eines Millimeters in die Oberfläche einzudringen, doch wird in jedem Falle der Scheitel der Schneide vollständig verstickt.

Die Temperatur und die Zeit der Verstikkung können als bestimmend für die Rasiereigenschaften angesehen werden. Z. B. ergibt eine zwei Stunden bei 510⁰ C verstickte Klinge nach üblichem Fertigschliff eine scharfe aber ziemlich rauhe Kante. Wird das \^rersticken bei 620⁰ C während zwanzig Minuten ausgeführt, wobei die Eindringung des Stickstoffes in das freiliegende Metall bei der höheren Temperatur rascher geschieht und ein weicheres Fertigprodukt entsteht, so zeigt die Klinge, wenn sie ebenso wie die ersterwähnte nachgeschliffen wurde, eine scharfe aber glatte Kante. Manche Gebraucher bevorzugen Klingen mit glatter Kante und manche solche mit rauherer Kante. Diesen verschie- go denen Wünschen kann man erfindungsgemäß durch Veränderung der Verstickungstemperatur entsprechen.

Die Länge der Verstickungszeit bestimmt bei einer gegebenen Temperatur die Tiefe der verstickten Schicht. Diese muß dick genug sein, um jeder beim Fertigschleifen erfolgenden Werkstoftabnahme Rechnung zu tragen. Die beiden angegebenen Temperaturen und Zeiten haben sich als befriedigend bewährt. Natürlich kann ein Mittelding zwischen einer glatten und einer rauhen Schneide dadurch erzielt werden, daß man die Verstickungsdauer bei einer Temperatur zwischen 510⁰ und 620° C entsprechend bemißt. Höhere und tiefere Temperaturen als die vorbenannten mögen bei einer entsprechenden Verkürzung oder Verlängerung der für eine befriedigende Verstickung nötigen Zeit verwendet werden.

Bei dem obigen Verstickungsvorgang findet no eine beträchtliche Gefügeänderung in Klingen von der in Abb. 1 dargestellten Form statt. Diese kann unabhängig in jedem der durch den Schlitz 12 getrennten Seitenteile der Klinge geschehen, und da die Endzoneu vor- n₅ hüluismäl.iig weich bleiben und im wesentlichen durch den Verstickungsvorgang nicht beeinflußt werden, so kann sie sich in ihnen ohne störende Verzerrung der Klinge vollziehen.

Nach dem λ'ersticken nimmt mau den Stapel aus dem Ofen, läßt ihn abkühlen, löst die

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Klemmbolzen 24 und trennt die Klingen. Hierauf wird die rohe Phase 16 fertiggeschliffen, gewetzt und abgezogen,.so daß nunmehr die fertige Klingen mit der glatten Phase 17 nach Abb.6 vorliegt. Die versilberte Oberfläche der Klinge sieht stets gefällig aus und kann durch ein leichtes Polieren Hochglanz erhalten. Die durch die Phase 17 bestimmte lange, schmale verstickte Zone in der fertigen Klinge ist äußerst hart und wird, obgleich sie auch spröde ist, von den unverstickten weichen und biegsamen Teilen der Klinge so getragen, daß die Klinge als Ganzes sich sehr gut bewährt.

Statt Nitralloy können andere durch Verstickung härtbare Eisenlegierungen erfindungsgemäß verwendet werden.

Wenn auch das Verziehen der Klingen während des Verstickens vorschlagsgemäß durch Festklemmen der einzelnen in Stapeln aufeinandergelegten Klingen 10 zwischen Platten 20 und 22 (Abb. 4) vermieden wird, so könnte dies auch auf andere Art geschehen. Durch das Aufstapeln werden aber die Rumpfteile der Klingen außerdem gegen Yerstickung geschützt, da ihre Flächen in inniger Berührung miteinander gehalten werden. Dies unterstützt den durch die Plattierung gebotenen Schutz, unter gewissen Umständen kann aber die Stapelung allein den Schutz gegen die Verstickung übernehmen, ohne daß eine Plattierung vorausgegangen ist.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Feinschneidige dünne Klinge, z. B. Sicherheitsrasierklinge, dadurch gekennzeichnet, daß sie nur an der Schneide bzw. in einer die Schneidkante bzw. Schneidkanten enthaltenden Zone bzw. Zonen verstickt ist und unverstickte Stützteile hat.
2. 2. Klinge nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf dem ganzen unverstickten Teil ihrer Überfläche mit einem die Yerstickung verhindernden Stoffe, z. B. Silber, plattiert ist.
3. 3. Klinge nach Anspruch r oder 2, die" aus einer zweischneidigen, biegsamen Platte besteht und einen mittleren Längsschlitz hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinge in Zonen von gleicher Länge und Richtung wie der Schlitz verstickt ist.
4. 4. A'erfahren zur Herstellung feinschneidiger Klingen nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein flaches Werkstück aus einer verstickbaren Eisenlegierung auf seinen Oberflächen mit Ausnahme eines schmalen Teiles bzw. schmaler Teile plattiert, diesen Randteil bzw. diese Randteile verstickt und diesen Teil bzw. diese Teile zu einer Schneidkante bzw. zu Schneidkanten verfeinert.
5. 5. Verfahren zur Herstellung feinschneidiger Klingen nach einem der An- Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine verzierende und schützende Plattierung an der ganzen Oberfläche des Werkstückes anbringt, die Plattierung in einer schmalen Randzone oder Randzonen entfernt und die

   Zonen verstickt.
6. 6. Verfahren zur Herstellung feinschneidiger Klingen nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet. daß man flache, aus \-erstickbaren Eisenlegierungen mit abgephasten Randteilen hergestellten Werkstücke so übereinanderstapelt, daß ihre Rumpfteile in inniger gegenseitiger Berührung sind und nur ihre Randteile freiließen, und dann die freigelegten Randteile verstickt.

   so freigelegte Zone oder

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   REHMN. OüDRL'CKT IX UKR