Hals eines europäischen Stemmeisens

Die Eigenschaften von Stahl bei Stemmeisen und Hobeleisen

Für die Holzbearbeitung mit Stemm- und Hobeleisen braucht der Stahl ganz bestimmte Eigenschaften. Neben einer allgemeinen guten Qualität des Stahls sollten die Stahleigenschaften auch zu den jeweiligen Aufgaben des Werkzeugs passen. In diesem Artikel erfahren Sie, welche Eigenschaften Stahl bei Stemmeisen und Hobeleisen erfüllen müssen. Ich gehe dabei auch auf die Stahl-Unterschiede ein, die es zwischen japanischen und europäischen Stemm- und Hobeleisen gibt.

europäisches Stemmeisen mit Eschenholzgriff
Gutes Werkzeug ist durch seine Stahleigenschaften perfekt auf den Anwendungszweck abgestimmt.

Anforderungen an den Stahl beim Bearbeiten von Holz mit Handwerkzeugen

Stemmeisen und Hobeleisen müssen sehr unterschiedliche Anforderungen gleichzeitig erfüllen: Um Holzfasern sauber abschneiden zu können, benötigt man scharfe Schneiden. Diese Schärfe sollten sie dann auch möglichst lange behalten. Gleichzeitig sollen sie stark sein, damit sie Hammerschläge aushalten. Und der Stahl soll zäh sein, damit es nicht zu Ausbrüchen kommt oder das Klingenmaterial bricht.

Äste und Hartholz fordern die Schneiden besonders. Hartholz erfordert vom Schneidenstahl Härte und Zähigkeit. Ein zu weicher Schneidenstahl würde einen Grat ausbilden und schnell stumpf werden.

Japanische Stemmeisen haben einen sehr harten Kohlenstoffstahl, während europäische Stemmeisen häufig aus Chrom-Vanadium-Stahl gefertigt sind. Beide haben Vor- und Nachteile. So gibt es nicht den einen optimalen Stahl, sondern es wird ein Kompromiss gesucht.

Holzhammer europäisches Stemmeisen
Der Stahl von Stemmeisen muss stark genug sein, um die Schlagenergie des Holzhammers bis zur Schneide weiterzuleiten.
Japanhammer schlägt japanisches Stemmeisen
Japanische Stemmeisen leiten die Schlagenergie des japanischen Hammers bis zur Schneide weiter.

Zähigkeit und Sprödigkeit

Zähigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, viel Verformungsenergie aufzunehmen ohne zu brechen. Arbeitet man beispielsweise schabend mit einer Werkzeugschneide, kommt es bei besonders zähem Stahl erst bei sehr hoher Belastung zu Ausbrüchen in der Klinge.

Das Gegenteil von  Zähigkeit ist Sprödigkeit. Hier kommt es bereits bei Einwirkung von relativ geringer Verformungsenergie zu Rissen oder Ausbrüchen. Japanische Stemmeisen haben einen sehr harten Kohlenstoffstahl. Dieser hat den Nachteil, spröde zu sein. Man verwendet diesen Stahl aber trotzdem, weil Schneiden aus Kohlenstoffstahl lange scharf bleiben, ohne dass man nachschärfen muss.

Eine höhere Zähigkeit weisen westliche Stemmeisen auf. Sie sind häufig aus Chrom-Vanadium-Stahl gefertigt. Neben dem Kohlenstoff sind in diesem Stahl Chrom und Vanadium als Legierungselemente enthalten. Chrom-Vanadium-Stahl ist deutlich zäher als reiner Kohlenstoffstahl.

Fase eines europäischen Stemmeisens
Stemmeisenklingen westlicher Bauform sind meist aus Chrom-Vanadium-Stahl gefertigt.

Lange Standzeit

Man spricht von einer langen Standzeit bei einer Werkzeugschneide, wenn sie eine lange Zeit gebraucht werden kann ohne stumpf zu werden. Wichtig ist hier die Härte des Stahls. Sie wirkt mechanischem Abrieb entgegen. Die Härte des Stahls wird in Rockwell angegeben. Die Schneidlage eines japanischen Stemmeisens hat beispielsweise die Härte von 62-63 Rockwell (HRC). Aber auch westliche Stemmeisenklingen sind aus hartem Stahl gefertigt. Die Härte bei diesen Eisen liegt zwischen 60 und 62 Rockwell (HRC).

Eine lange Standzeit hat beispielsweise Kohlenstoffstahl, aus dem die Schneiden von japanischen Stemm- und Hobeleisen gefertigt sind. Ihre Stärken sind ihre große Schärfe und ihre lange Standzeit. Ihre Schwäche ist, dass ihr Schneidenstahl spröde ist. So ist davon abzuraten, mit japanischen Stemmeisen schabend zu arbeiten. Sonst entstehen Grate und Ausbrüche. Der spröde Kohlenstoffstahl wird jedoch nur für die dünne Schneidenschicht benutzt. Die wesentlich dickere Trägerschicht besteht aus weicherem Stahl und sorgt für die nötige Stärke der Klinge.

Bei europäischen Stemm- und Hobeleisen fügt man dem Stahl neben Kohlenstoff auch Chrom, Vanadium und auch andere Elemente bei. Dies sind Legierungselemente. Man bezeichnet den Stahl dann als legierten Werkzeugstahl. Dieser verlängert die Standzeit der Werkzeugschneiden erheblich. Zudem sind legierte Werkzeugstähle weniger rostanfällig als reiner Kohlenstoffstahl.

Japanisches Stemmeisen Spiegelseite
Mit japanischen Stemmeisen sollte man nicht schabend arbeiten, damit keine Grate oder Ausbrüche entstehen.
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Stärke der Klinge

Der Klingenstahl von Stemm- und Hobeleisen sollte nicht nur eine scharfe Schneide ermöglichen, er sollte auch stark sein. Stemmeisen beispielsweise müssen Hammerschläge aushalten und die Schlagenergie bis zur Schneide weiterleiten. Diese Belastung sollte der Stahl aushalten.

Bei japanischen Stemmeisen wird besonders gut sichtbar, wie man den Klingenstahl an die Doppelanforderung einer langen Standzeit und der Stärke der Klinge angepasst hat. Es gibt zwei Schichten: Eine dicke, eher elastische, den Hammerschlag dämpfende Schicht. Und eine dünne Schicht, welche eine sehr scharfe Schneide mit langer Standzeit ermöglicht. Der Trägerstahl hat also andere Eigenschaften als der Schneidenstahl.

Hier zeigt sich, dass bei der Fertigung von Werkzeugen sehr unterschiedliche Anforderungen gleichzeitig erfüllt werden müssen. So gibt es nicht den einen optimalen Stahl, sondern es wird ein Kompromiss gesucht. Auch Hobeleisen benötigen einen Stahl, der stark ist, denn sie müssen auch Hammerschläge aushalten, wenn sie eingestellt werden. Eine Ausnahme bilden hier die Stahlhobel, deren Eisen mittels Einstellräder justiert werden.

Japanisches Hobeleisen harter und weicher Stahl
Wenn man genau hinsieht, erkennt man beim japanischen Hobeleisen die beiden unterschiedlichen Stähle, welche verarbeitet wurden.
Europäischer Hobel Hammer Einstellung
Europäische Hobeleisen werden im Hobelkörper verkeilt. Die Feineinstellung erfolgt durch leichte Hammerschläge.

Feines Gefüge

Japanischer Kohlenstoffstahl ermöglicht ein sehr feines Gefüge, welches ihm sehr gute Eigenschaften für die Holzbearbeitung verleiht. Voraussetzung dafür ist eine fachgerechte Wärmebehandlung. Mit Wärmebehandlung ist eine Abfolge von Arbeitsgängen gemeint, bei der man den Stahl immer wieder erhitzt und dann wieder abkühlt.

Für den Laien ist von außen nicht erkennbar, ob der Stahl sorgfältig gehärtet wurde. Darum ist es wichtig, bei einem vertrauenswürdigen Händler einzukaufen. Japanischer Kohlenstoffstahl wird von der Industrie unter der Bezeichnung „Blauer Papierstahl“ oder „Weißer Papierstahl“ gehandelt. Diese Bezeichnungen werden manchmal in Werkzeugkatalogen erwähnt. Sie beziehen sich auf die Farbe des Verpackungspapiers. Es handelt sich in beiden Fällen um einen niedrig legierten japanischen Kohlenstoffstahl.

Japanischer Hobel mit Eisen und Klappe
Japanische Hobeleisen sind bekannt für ihre überragende Schärfe. Die Schneide besteht aus Kohlenstoffstahl.
In japanischen Stemm- und Hobeleisen und auch in mancher europäischen Werkzeugklinge befindet sich der Stempel des Herstellers oder des Schmiedes.

Das richtige Werkzeug für den Einstieg

Was ist nun zu bevorzugen? Japanische Stemm- und Hobeleisen mit ihren sehr feinen und harten Schneiden oder robuste europäische Stemm- und Hobeleisen? Für den Einstieg rate ich eher zu europäischen Stemm- und Hobeleisen. Sie lassen sich leichter in Betrieb nehmen, und der Stahl „verzeiht“ es eher einmal, wenn man Fehler macht. Zudem gibt es auch in Europa sehr gute Hersteller von Stemm- und Hobeleisen.

Hat man dann die ersten Schritte mit dem europäischen Werkzeug gemacht, kann man auch in die Welt der japanischen Stemm- und Hobeleisen einsteigen. Benutzen wird man wohl immer Werkzeug aus beiden Welten, der europäischen und der japanischen. Hier entwickelt jeder Holzbearbeiter seine ganz persönlichen Vorlieben.

Guter Stahl ist immer ein Kompromiss

Die Kunst bei der Herstellung von gutem Werkzeugstahl ist, diesen optimal auf den Anwendungszweck des Werkzeugs abzustimmen. Dies erfordert lange Entwicklungszeiten und einen hohen Qualitätsanspruch bei der Entwicklung und Fertigung. Die Erkenntnis ist: Es gibt nicht den einen perfekten Stahl, sondern es gibt nur den zur Anwendung passenden Stahl.

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