Wetzstab zum Messerschärfen aus Oxidkeramik oder Wolframcarbid?

Weshalb verwenden wir Aluminiumoxid für Wetzstäbe zum (Nach-)Schärfen hochwertiger Klingen:

1. Aluminiumoxid verfügt über bessere Schleifeigenschaften als Wolframcarbid, weil:

1.1) Aluminiumoxid ist härter als Hartmetall

Die Härte von 99.6%-igen Aluminiumoxid liegt bei 2000 HV (Vickers).
Der reine Grundwerkstoff Wolframcarbid hat nach Vickers 2300 HV, aber das Gemisch zur Oberflächenbeschichtung liegt bei 1.200HV (1)

1.2) Aluminiumoxid ist abrasiver

Bei einem Wetzstab aus Wolframcarbid wird die Schleifwirkung durch Partikelgröße und Beschichtungsdicke erreicht. Es entsteht eine dünne Oberfläche dessen Schleiffläche weniger abrasiv ist. Wolframcarbid wird normalerweise als Verschleißschutzbeschichtung eingesetzt. Bei Aluminiumoxyd kann die abrasive Wirkung durch variierende Korngrößen vollständig eingebrannt werden.

2. Aluminiumoxid ist nachhaltiger, weil

2.1) langlebiger

Ein Wetzstab aus Aluminiumoxyd ist langlebiger, da es sich um Vollmaterial handelt. Der sehr geringe Verschleiß, welcher beim Schärfen von harten Messern entsteht, erneuert die Schleifoberfläche und hat somit wenig Auswirkung auf das Schliffbild.
Die beschichtete Oberfläche aus Wolframcarbit verschleißt aufgrund der geringeren Härte schneller und ist durch die Dichte der Oberflächenbeschichtung begrenzt. Im Extremfall ist die Oberfläche weggeschliffen.

2.2) bioneutral

Naturvorkommen von Keramik: Korund, Saphir, Rubin. Diese natürlichen Minerale bestehen zu 99% aus Aluminiumoxyd. Oxydkeramik ist bei Hochtemperatur gesintertes Aluminiumoxyd. Diese Mineralien werden auch in Deutschland, Österreich und der Schweiz abgebaut.

3. Eigene Erfahrung

Udo Rieser hat Mitte der 80er Jahre ein Material für Wetzstäbe gesucht und gefunden. Dabei gab es auch Versuche mit Wolframcarbit beschichteten Stählen. Die Endscheidung für Aluminiumoxyd lag in der höheren mechanischen Härte des Gesamtstabes und der technisch einfacheren Herstellung des Wetzstabes.

Vor- und Nachteile beider Werkstoffe:

Beide Materiallien sind abrassive, richten den Grad der Klinge auf und schärfen diese. Die Oberfläche aus Wolframcarbid ist spröde und springt bei punktueller Belastung (1). Die Schleifffläche bei beiden Materialien kann bei Sturz brechen.

Wissen:

Definition "Verschleiß"?

Definition nach DIN 50320 (Norm wurde 1997 zurückgezogen):
Verschleiß ist der fortschreitende Materialverlust aus der Oberfläche eines festen Körpers (Grundkörper), hervorgerufen durch mechanische Ursachen, d.h. Kontakt- und Relativbewegung eines festen, flüssigen oder gasförmigen Gegenkörpers.

Messerhärten:

Bei Küchenmessern sind in der Regel Klingen-Härten zwischen 52 und 64 HRC üblich

Normale Küchenmesserklinge aus rostträgem Stahl: 52–56 HRC

Hochwertiges Kochmesser aus rostträgem Stahl: 59–61 HRC

Herstellen von Wolframcarbid Wetzstäben:

Zur Herstellung von Wolframcarbid-Hartmetall wird Kobalt/Nickel als Bindemittel mit bis zu 17% Anteil zugemischt unter hohem Energieeinsatz auf einen zuvor gestrahlten Grundwerkstoff aufgebracht.

Einfluss der Härte auf die Verschleißhöhe bei Abrasivverschleiß

Quellen:

(1) Cremer Beschichtungstechnologie GmbH, Herrn H. (telefonische Auskunft am 12.02.2020, JR)

(2) Dr. Hans Hoppert ETEC Technische Keramik GmbH (http://www.keramverband.de/keramik/pdf/02/sem02_04.pdf)