Tsumiwakashi: Die Schmiedeschweißwissenschaft hinter dem Stapeln und Erhitzen mehrerer Stahlstücke in der japanischen Schwertherstellung

Die "Vorstufe" vor dem Faltenschmieden bestimmt die Qualität

Bei der Erörterung des Herstellungsprozesses von japanischen Schwertern ist der am meisten beachtete Schritt das „Faltenschmieden" (orikaeshi-tanren). Es ist allgemein bekannt, dass das wiederholte Falten und Schmieden von tamahagane die Qualität des Schwertes bestimmt. Es gibt jedoch überraschend wenige spezialisierte Erklärungen der „Vorhitzungsansammlung" (tsumi-wakashi), die diesem vorausgeht. In letzter Zeit, da die Neubewertung der japanischen Schwertherstellungsmethoden aus der Perspektive der Metallurgietechnik voranschreitet, hat die Bedeutung von tsumi-wakashi zunehmend Aufmerksamkeit erregt.

Tsumi-wakashi ist der Prozess des Stapelns (tumi) ausgewählter tamahagane-Stücke, deren Erhitzung in einem Ofen und des Schmiedeschweißens (tansetsu) miteinander. Dieser Prozess, der eine einzelne Stahlmasse (kogane) erzeugt, die zum Material für das Faltenschmieden wird, ist ein kritischer Schritt, der direkt mit der endgültigen Qualität von japanischen Schwertern verbunden ist.

Von der Auswahl von Tamahagane bis zum Stapeln

Tamahagane, das durch tatara-Eisenschmelzen hergestellt wird, kommt in der Werkstatt des Schwertschmieds als inhomogenes Material mit unterschiedlichem Kohlenstoffgehalt (Aufkohlungsverhältnis) an.

Der Schwertschmied zerschlägt tamahagane mit einem kleinen Hammer und beurteilt den Kohlenstoffgehalt durch Beobachtung der Farbe, Bruchmuster und Kristallkörnigkeit des Querschnitts. Durch diesen Auswahlprozess, der "wari" (Teilung) genannt wird, werden Stahlstücke nach ihren Eigenschaften wie folgt getrennt.

Die Präzision des Selektionsblicks des Schwertschmieds bestimmt die Qualitätsobergrenze für alle nachfolgenden Prozesse.

In tsumi-wakashi werden ausgewählte Stahlstücke auf einer Eisenplatte (shitakura) gestapelt, mit „Schlamm" aus Strohpulver (warabai) und Wasser bedeckt und in einen Ofen gelegt. Dieser Schlamm wirkt als „Flussmittel" (Schmelzmittel), um die Oxidation des Stahls während des Erhitzens zu verhindern, löst die Oxidationsschicht auf der Schmiedeschweißfläche auf und erleichtert die direkte Metall-zu-Metall-Verbindung. Die Präzision dieser Flussmittelwirkung beeinflusst stark den Erfolg von tsumi-wakashi.

Temperaturverwaltung im Ofen—Der kritische Punkt von 1300°C

Der wichtigste Aspekt von tsumi-wakashi ist die Temperaturverwaltung. Während die für das Schmiedeschweißen erforderliche Temperatur je nach Stahltyp variiert, wird sie für tamahagane allgemein auf etwa 1200–1350°C geschätzt (der Zustand, in dem der Stahl „kocht" oder niwaku).

Der „Kochzustand" wird durch visuelle Beobachtung bestimmt. Wenn der Stahl im Ofen von orange zu fast weißer Glühhitze wechselt und unzählige kleine Funken (waki-bana) über seine Oberfläche verstreut werden, signalisiert dies, dass die richtige Schmiedeschweißtemperatur erreicht ist. Dieser Zustand wird „waki-hada" (Kochhaut) genannt, und der Schwertschmied beurteilt anhand dieser Beobachtung, wann er aus dem Ofen entfernt werden soll.

Wenn die Temperatur nicht angemessen ist, treten die folgenden Probleme auf.

Dieses Gleichgewicht kann nicht numerisch gemessen werden und hängt allein von der visuellen Beurteilung des erfahrenen Schwertschmieds ab. Einige moderne Forschungen deuten darauf hin, dass die Holzkohleverbrennungsrate und subtile Unterschiede in der Ofenumgebung während dieses Prozesses die Qualität beeinflussen.

Der Moment des Schmiedeschweißens—Präzise Kontrolle der Hammerkraft und des Winkels

Der aus dem Ofen entnommene gestapelte erhitzte Stahl wird auf einen Amboss (kanatoko) gelegt und schnell mit einem großen Hammer (ootsuchi) geschlagen, um ihn zu schmiedeschweißen. Da dieser erste Schlag die Gesamtform bestimmt, sind synchronisierte kontinuierliche Schläge mit einem Lehrling (sakie) erforderlich.

Beim Schmiedeschweißen sind der Winkel und die Kraftverteilung der Schläge kritisch. Während der Verdichtung des gestapelten Stahls muss die Oxidationsschicht (noro) nach außen ausgestoßen werden, um zu verhindern, dass sie im Inneren verbleibt. Wenn noro intern eingebettet wird, wird es zu einem „Schmiedefehler" (kitaekizu), was zu einem Defekt im fertigen Schwert führt.

Die Arbeit muss schnell durchgeführt werden, da nur die ersten Zehner von Sekunden nach der Entfernung aus dem Ofen die richtige Temperatur beibehält. Wenn der Stahl abkühlt, entwickelt sich „Zähigkeit" (nebari), was das Schlagen erschwert und ein erneutes Erhitzen erforderlich macht. Umgekehrt schreitet die Oxidation fort, wenn das Übererhitzen fortgesetzt wird. Synchronisierte kontinuierliche Schläge zwischen dem Schwertschmied und dem Lehrling maximieren dieses kurze Fenster. Diese „zusammengesetzte Wahrnehmung" ist das Wesen der tsumi-wakashi-Technologie, wobei der Schwertschmied gleichzeitig wahrnimmt:

• Der Klang des Hammers
• Die glühende Farbe des Stahls
• Das Sprühmuster der Oxidationsschicht

Der durch moderne Wissenschaft geklärte Schmiedeschweißmechanismus

Die moderne Metallurgietechnik hat den Schmiedeschweißmechanismus von tsumi-wakashi teilweise geklärt.

Stahlschmiedeschweißen (Festkörperverbindung) ist ein Phänomen, bei dem Flussmittel (SiO2 und K2O in Strohpulver) den Oxidfilm auf der Verbindungsfläche auflöst und entfernt, wodurch saubere Metallflächen unter hoher Temperatur und Druck in Kontakt kommen können, was „Diffusionsbindung" verursacht. Eisenatome diffundieren gegenseitig über die Verbindungsfläche, eliminieren deutliche Grenzen und erzeugen einheitlichen Stahl.

Die neueste Forschung konzentriert sich darauf, wie das Komponentenverhältnis von Strohpulver, das als Flussmittel verwendet wird, die Schmiedeschweißqualität beeinflusst. Der Silizium- und Kaliumgehalt variiert je nach Strohtyp und Verbrennungsbedingungen und ändert den Schmelzpunkt und die Viskosität. Die Aufmerksamkeit traditioneller Schwertschmiede auf den Strohtyp spiegelt wahrscheinlich ein empirisches Streben nach optimaler Flussmittelformulierung wider.

Trotz dieses theoretischen Verständnisses wird die tatsächliche Arbeit jedoch durch Variablen wie Klima, Holzkohlqualität, Ofenzustand und Variationen in tamahagane-Eigenschaften von Charge zu Charge beeinflusst, wodurch allein die numerische Verwaltung unzureichend ist, um ordnungsgemäßes Schmiedeschweißen zu erreichen. Dies ist der Grund, warum das „empirische Wissen" des Schwertschmieds unerlässlich bleibt.

Häufigkeit von Tsumi-wakashi und Stahlhomogenisierung

Da ein einzelner tsumi-wakashi- und Schmiedeschweißzyklus für die Stahlhomogenisierung unzureichend ist, wird der Zyklus von tsumi-wakashi → Schmiedeschweißen → Falten typischerweise zwei- oder mehrmals wiederholt.

Das erste tsumi-wakashi beginnt mit unterschiedlichem Kohlenstoffgehalt und Verteilung, wobei die graduelle Homogenisierung durch wiederholtes Schmiedeschweißen und Falten voranschreitet. Vollständige Homogenisierung ist nicht notwendigerweise das Ziel; es ist vielmehr wichtig, Materialien absichtlich in der tsumi-wakashi-Phase zu unterteilen, um die gewünschte Kohlenstoffverteilung von „niedrigkohlenstoff-shingane und hochkohlenstoff-kawagane" zu erreichen.

Jede Schule von Schwertschmieden hat einzigartige Ansätze zur Anzahl der tsumi-wakashi-Zyklen und Kombinationen von Materialien, die sich in der „individuellen Charakteristik von jigane" (Klingenstahl) jeder Schule widerspiegeln. Selbst mit demselben tamahagane führen verschiedene tsumi-wakashi-Verfahren zu Unterschieden in der Landschaft der Stahloberfläche (itame, ko-itame, mokume, etc.). Es kann gesagt werden, dass die Individualcharakteristik einer Schule aus der Philosophie des Schwertschmieds in der tsumi-wakashi-Phase stammt.

Zusammenfassung: Der verborgene Prozess bestimmt die Schwertqualität

Tsumi-wakashi ist einer der unauffälligsten Schritte in der japanischen Schwertherstellung, doch die Kohlenstoffselektionspräzision, Schmiedeschweißgenauigkeit und ordnungsgemäße Temperaturverwaltung in dieser Phase bestimmen die Qualitätsgrundlage für alle nachfolgenden Prozesse, einschließlich des Faltenschmiedens. Wie das Sprichwort sagt, „feine Schwerter beginnen mit feinen Materialien"; der Blick des Schwertschmieds für die Auswahl von tamahagane und die Beherrschung des Schmiedeschweißens sind tatsächlich die Hauptbedingungen für die Schaffung eines Meisterschaftsschwertes.

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