DE2413166A1 - WIRE DRAWING DIE - Google Patents

Description

"Drahtziehmatrize""Wire drawing die"

Eine Drahtziehmatrize aus polykristallinem Diamant wird in der US-PS 3 407 445 beschrieben. In der US-PS 3 743 483 sind zum Einsetzen in Werkzeuge geeignete Verbundkörper aus polykristallinem Diamant und Sinterhartmetall beschrieben, wobei der polykristalline Diamant direkt mit dem Sinterhartmetall verbunden ist. Aus der DT-OS 2 232 227 sind auch bereits aus polykristallinem kubischem Bornitrid und Sinterhartmetall bestehende Verbundkörper zur spanabhebenden Material bear bettung bekannt, bei denen das polykristalline kubische Bornitrid direkt mit Sinterhartmetall verbunden ist.A polycrystalline diamond wire drawing die is described in U.S. Patent No. 3,407,445. US Pat. No. 3,743,483 describes composite bodies made of polycrystalline diamond and cemented carbide which are suitable for insertion in tools, the polycrystalline diamond being bonded directly to the cemented carbide. From DT-OS 2,232,227 and existing polycrystalline cubic boron nitride and cemented carbide composite body for removing material embedding bear known in which the polycrystalline cubic boron nitride is directly connected to the cemented carbide.

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Zum Ziehen feiner Wolframdrähte bevorzugt man Drahtziehmatrizen mit einem Diamanteinkristall. Solche Drahtziehmatrizen sind jedoch für grössere Drahtdurchmesser (über 0,2 mm) nicht mehr wirtschaftlich, da der erforderliche Diamanteinkristall zu gross und daher zu teuer ist und auch leicht bricht. Zum Ziehen von Wolframdraht mit einem Durchmesser von 0,25 mm und darüber verwendet man daher im allgemeinen Drahtziehmatrizen aus Sinterhartmetall, die jedoch eine verhältnismässig kurze Lebensdauer besitzen.Wire drawing dies with a single diamond crystal are preferred for drawing fine tungsten wires. Such wire drawing dies are, however no longer economical for larger wire diameters (over 0.2 mm), since the required single diamond crystal is too large and therefore it is too expensive and also breaks easily. Used for drawing tungsten wire 0.25mm in diameter and above Therefore, wire drawing dies made of cemented carbide are generally used, but they have a relatively short service life.

Diamantdrahtziehmatrizen werden gewöhnlich aus einem natürlichen Diamanteinkristall hergestellt, der in einer gesinterten Metallmatrix abgestützt wird. Der Diamant wird dabei in einem Fassungsring angeordnet und der Zwischenraum zwischen Diamant und dem Fassungsring wird mit einem zusammensinterbaren Metall ausgefüllt, das dann gesintert wird. Es dürfen dabei nur Sintermetalle verwendet werden, durch welche der Diamant beim Sintern nicht angegriffen wird. Metalle mit hoher Festigkeit und hohem Elastizitätsmodul sind daher nicht geeignet, da solche Metalle starke Karbidbildner sind und dahör bei den zum Sintern erforderlichen hohen Temperaturen den Diamant angreifen würden.Diamond wire drawing dies are commonly made from a natural single crystal diamond set in a sintered metal matrix is supported. The diamond is placed in a mounting ring and the space between the diamond and the The socket ring is filled with a metal that can be sintered together, which is then sintered. Only sintered metals are allowed can be used, through which the diamond is not attacked during sintering. Metals with high strength and high modulus of elasticity are therefore not suitable, since such metals are strong carbide formers and are therefore not suitable for those required for sintering high temperatures would attack the diamond.

Die zur Fassung von Diamant geeigneten sinterbaren Metalle besitzen also einen geringen Elastizitätsmodul und eine geringe Streckgrenze und ermöglichen daher nicht die Ausübung einesHave the sinterable metals suitable for setting diamond so a low modulus of elasticity and a low yield strength and therefore do not allow the exercise of a

2 merklichen Vorspannungsdruckes (grosser als ungefähr 7 kg/mm ) auf die Oberfläche des Diamanteinkristalls. Bekannte, in Sintermetall gefasste Diamantmatrizen können zwar bei Raumtemperatur2 noticeable bias pressure (greater than about 7 kg / mm) on the surface of the diamond single crystal. Well-known diamond matrices set in sintered metal can be used at room temperature

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mit ungefähr 7 kg/mm vorgespannt werden, jedoch nimmt diese Vorspannung sehr rasch bei steigender Arbeitstemperatur ab, wenn der Drahtziehvorgang bei erhöhten Temperaturen durchgeführt wird.2
can be pretensioned at about 7 kg / mm, but this pretension decreases very rapidly with increasing working temperature when the wire drawing process is carried out at elevated temperatures.

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Diamant besitzt eine geringe Zugfestigkeit und es wäre daher zum Ausgleich dieses Nachteils von besonderem Vorteil, wenn man aufDiamond has a low tensile strength and it would therefore be of particular advantage to compensate for this disadvantage if one were to

2 die Diamantoberfläche dauernd einen Druck von über 7 kg/mm ausüben könnte.2 the diamond surface constantly exerts a pressure of over 7 kg / mm could exercise.

Bei den in der US-PS 2 407 445 beschriebenen Drahtziehmatrizen aus polykristallinem Diamant treten die gleichen Fassungsprobleme auf. Anstelle der Verwendung einer gesinerten Metallmatrix könnte man jedoch auch versuchen, die Diamantziehdüse unter Aufwendung eines Pressdruckes in einen Fassungsring einzupassen, jedoch müsste dann die unregelmässige Aussenfläche der Diamantziehdüse auf eine Preßsitzpassung'geschliffen werden, was sich aus wirtschaftlichen Gründen von selbst verbietet.The same mounting problems occur with the polycrystalline diamond wire drawing dies described in US Pat. No. 2,407,445 on. Instead of using a sintered metal matrix, however, one could also try using the diamond drawing nozzle of a pressing pressure to fit into a mounting ring, but then the irregular outer surface of the diamond drawing nozzle would have to be ground to a press fit, which is forbidden for economic reasons.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Drahtziehmatrize zu schaffen, mit der insbesondere Drähte aus hochfesten und harten Metallen wie Wolfram, Molybdän, Stahl etc. bei erhöhten Temperaturen gezogen werden können. Die Erfindung liefert nun eine solche verbesserte Drahtziehmatrize. Die zusammengesetzte Drahtziehmatrize nach der Erfindung weist in ihrer einfachsten Form einen aus Sinterhartmetall bestehenden Aussenmantel auf, der einen kristallinen Kern aus Diamant, kubischem Bornitrid oder polykristallinen Mischungen dieser Hartstoffe umschliesst, durch den sich ein zentral angeordnetes Loch erstreckt, in dem das Ziehgut verformt und auf die entsprechenden Abmessungen gebracht wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (zum Ziehen von Drähten mit einem Durchmesser von 0,2 mm und darüber) ist mindestens ein hochfester Metallring mit Preßsitz um einen Verbundkörper mit einem Mantel aus Sinterhart-The invention is based on the object of an improved wire drawing die to create, with the particular wires made of high-strength and hard metals such as tungsten, molybdenum, steel, etc. at elevated temperatures can be drawn. The invention now provides such an improved wire drawing die. The compound Wire drawing die according to the invention has, in its simplest form, an outer jacket made of cemented carbide which encloses a crystalline core made of diamond, cubic boron nitride or polycrystalline mixtures of these hard materials, through which a centrally located hole extends, in which the drawing material is deformed and adjusted to the appropriate dimensions is brought. In a preferred embodiment of the invention (for drawing wires with a diameter of 0.2 mm and above) is at least one high-strength metal ring with a press fit around a composite body with a jacket made of sintered hard

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metall und einem Kern aus polykristallinem Diamant angeordnet. Bei dieser Anordnung wird auf die Aussenfläche des Verbundkörpersmetal and a core made of polycrystalline diamond. at this arrangement is applied to the outer surface of the composite body

fortwährend eine merkliche Druckspannung (über 7 kg/mm ) ausgeübt. continuously exerted a noticeable compressive stress (over 7 kg / mm).

Die Erfindung wird nun näher anhand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigen:The invention will now be explained in more detail with reference to drawings, in which show:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine die Form eines Verbundkörpers aufweisende Drahtziehmatrize mit einem polykristallinen Kern und im wesentlichen zylindrischer Gestalt, durch den sich ein doppelkonisches Loch erstreckt und der von einem Mantel aus Sinterhartmetall umgeben ist, der direkt mit dem Kern verbunden ist,1 shows a section through a wire drawing die in the form of a composite body with a polycrystalline core and essentially cylindrical shape, through which a double-conical hole extends and which is surrounded by a jacket made of cemented carbide which is directly connected to the core,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine die Form eines Drehkörpers aufweisende Verbundmatrize mit einer polykristallinen Kernschicht, die auf der Oberseite und Unterseite jeweils mit einer Sinterhartmetallschicht (sowie mit einer mit diesen Schichten aus einem Stück bestehenden Aussenschicht) direkt verbunden ist, wobei die polykristalline Masse mindestens den Einschnürungsbereich einer doppelkonischen Drahtziehdüsenöffnung umschliesst,Fig. 2 shows a section through a having the shape of a rotating body Composite die with a polycrystalline core layer, each with on the top and bottom a cemented carbide layer (as well as an outer layer made of one piece with these layers) is directly connected, the polycrystalline mass at least the constriction area of a double-conical Wire drawing nozzle opening encloses,

Fig. 3 einen Teilschnitt einer zur Herstellung der Verbundkörper nach der Erfindung geeigneten Vorrichtung zum Erzeugen von hohen Drücken und Temperaturen,3 shows a partial section of a device for producing which is suitable for producing the composite bodies according to the invention of high pressures and temperatures,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Beschickungsanordnung für den Druckraum der Vorrichtung nach Fig. 3 und4 shows a section through a charging arrangement for the pressure chamber of the device according to FIGS. 3 and

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Fig. 5 und 6 Ausführungsformen von mit Druckringen versehenen Drahtziehmatrizen nach der Erfindung.5 and 6 embodiments of wire drawing dies provided with pressure rings according to the invention.

Es ist seit langem bekannt, dass Diamantmatrizen, insbesondere solche zum Ziehen von stärkeren Drähten (d.h. von Drähten mit einem Durchmesser von 0,3 mm und darüber) zum Zerspringen neigen, bevor sie .einen Ersatz erfordernden Abnutzungsgrad erreicht haben. Dieses Versagen ist auf eine unzureichende Abstützung des Diamanten zurückzuführen, der eine geringe Zugspannungsfestigkeit aufweist. Da zur Herstellung einer Abstützung für den Diamanten bisher nur eine begrenzte Auswahl von Metallen zur Verfügung stand, konnte man keine ausreichende Druckspannung auf die Aussenfläche eines Diamanteinkristalls ausüben, insbesondere bei hohen Arbeitstemperaturen.It has long been known that diamond matrices, especially those for pulling thicker wires (i.e. wires 0.3 mm in diameter and larger) tend to crack before they . have reached a level of wear that requires replacement. This failure is due to insufficient support of the diamond, which has a low tensile strength. Since to produce a support for the diamond so far only a limited one As a selection of metals was available, there was no sufficient compressive stress on the outer surface of a single diamond crystal exercise, especially at high working temperatures.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist daher die Schaffung eines idealen Abstützmaterials für den Matrizenkern, das tatsächlich zur Erhöhung der Festigkeit des Matrizenkerns beiträgt, ausserordentlich steif ist und darüber hinaus auch noch leicht zu einem Drehkörper geformt werden kann, damit dieser innerhalb starker Spannringe angeordnet werden kann. Das Bindematerial muss hohe Druckkräfte von den Spannringen aufnehmen und auf den Matrizenkern übertragen können, damit diese Druckkräfte den beim Ziehvorgang auftretenden Zugkräften entgegenwirken und ausgleichen können. Das Abstützmaterial muss so zwischen dem polykristallinen oder einkristallinen Matrizenkern und der Spannringanordnung angeordnet werden, dass eine beträchtliche Druckspannung dauernd auf die Oberfläche des Matrizenkerns ausgeübt wird.An essential feature of the invention is therefore the creation of an ideal support material for the die core, which actually contributes to increasing the strength of the die core, is extremely stiff and, moreover, also easy to use Rotary body can be shaped so that it can be arranged within strong clamping rings. The binding material must be high Can absorb compressive forces from the clamping rings and transfer them to the die core so that these compressive forces are used during the drawing process be able to counteract and compensate for any tensile forces that occur. The support material must be between the polycrystalline or monocrystalline die core and the clamping ring assembly are arranged that a considerable compressive stress is permanent on the Surface of the die core is exercised.

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Es hat sich herausgestellt, dass das ideale Abstützmaterial Sinterhartmetall ist, das am besten zwischen dem Matrizenkern und dem Spannring oder den Spannringen angeordnet wird, indem es mit. dem Matrizenkern direkt verbunden wird. In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Sinterhartmetall die Form eines Mantels, dessen Aussenfläche der Innenfläche des Spannringes angepasst ist, der den aus Matrizenkern und Sinterhartmetall bestehenden Verbundkörper umschliesst. Bei direkter Verbindung des Matrizenkerns mit dem Sinterhartmetall erhält man durch Anwendung hoher Temperaturen und Drücke eine ausgezeichnete Verbindungsfläche zwischen dem Kernwerkstoff und dem Mantelwerkstoff, welche die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Werkstoffe ausgleicht. Dieser Gesichtspunkt ist sowohl bei der Herstellung der Verbundmatrize als auch beim Einsatz der Verbund matrize im erhitzten Zustand wichtig.It has been found that the ideal support material is cemented carbide which is best placed between the die core and the clamping ring or rings by using it. is connected directly to the die core. In a preferred embodiment, the cemented carbide has the shape of a jacket, the outer surface of which is adapted to the inner surface of the clamping ring, the composite body consisting of the die core and cemented carbide encloses. When the die core is directly connected to the cemented carbide, the use of high temperatures results and pressures an excellent bonding area between the core material and the cladding material, which the compensates for different coefficients of thermal expansion of the two materials. This point of view is both in the manufacture the composite matrix as well as when using the composite matrix in the heated state.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Verbundkörpers 10, dessen Kern 11 eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist und ein entsprechend bemessenes und geformtes durchgehendes Loch 12 besitzt. Der Kern 11 besteht aus einer polykristallinen Masse aus Diamantkristallen und/oder kubischen Bornitridkristallen, könnte aber auch ein Diamanteinkristall sein. Der Mantel 13 besteht aus Sinterhartmetall, das direkt mit dem Matrizenkern 11 entlang einer Grenzfläche verbunden ist, die frei von Hohlräumen ist sowie in einem eine Dicke von ungefähr 1-1OCKu aufweisenden Bereich unregelmässig und verzahnt verläuft, wobei die Verzahnung zwischen einzelnen Kristallen und Teilen der Sinterhartmetallmasse auftritt. Diese Grenzflächenausbildung liegt sowohl bei polykristallinem als auch einkristallinem Diamant vor. Ein Diamanteinkristall wird1 shows a preferred embodiment of a composite body 10, the core 11 of which has an essentially cylindrical shape and has a correspondingly sized and shaped through hole 12. The core 11 consists of a polycrystalline A mass of diamond crystals and / or cubic boron nitride crystals, but could also be a single diamond crystal. The jacket 13 is made made of cemented carbide, which is directly connected to the die core 11 along an interface which is free of voids as well runs irregularly and toothed in a region having a thickness of approximately 1-1OCKu, the toothing between individual crystals and parts of the cemented carbide mass occurs. This interface formation is both polycrystalline and also single crystal diamond. A diamond single crystal becomes

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mikroskopisch angeätzt, wobei die herausgeätzten Bereiche mit Sinterhartmetall gefüllt sind.microscopically etched, the etched out areas with cemented carbide are filled.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform besteht der Verbundkörper 20 aus einer kristallinen Innenschicht 21, die zunächst auf der Oberseite und Unterseite mit einer Aussenschicht 22a bzw. 22b bedeckt und seitlich von einer Ringschicht 22c ummantelt ist. Die aus Sinterhartmetall bestehenden Schichten 22a, 22b und 22c bestehen im fertigen Zustand des Verbundkörpers aus einem Stück. Bei beiden Ausführungsformen sind die Verbundkörper in die Form eines Drehkörpers (vorzugsweise eines kegeligen Drehkörpers mit einem Kegel winkel von 2-4 ) gebracht worden. Der Einschnürungsbereich, d.h. der den kleinsten Durchmesser aufweisende Bereich des Loches 23 besteht aus einem Material mit hoher Verschleissf estigkeit.In the embodiment shown in FIG. 2, the composite body consists 20 made of a crystalline inner layer 21, which is initially coated with an outer layer 22a and 22a on the underside. 22b covered and laterally encased by a ring layer 22c. The cemented carbide layers 22a, 22b and 22c consist of one piece in the finished state of the composite body. In both embodiments, the composite bodies are in the form a rotating body (preferably a conical rotating body with a cone angle of 2-4). The constriction area, i.e. the area with the smallest diameter of the hole 23 consists of a material with high wear resistance.

Zur Herstellung der Verbundkörper 10 und 20 verwendet man vorzugsweise die in der US-PS 2 941 248 erläuterte und in Fig. 3 teilweise dargestellte Vorrichtung zum Erzeugen von hohen Drücken und hohen Temperaturen. Fig. 4 zeigt eine für das Herstellungsverfahren nach der Erfindung geeignete Beschickungsanordnung.To produce the composite bodies 10 and 20 are preferably used the device explained in US Pat. No. 2,941,248 and partially shown in FIG. 3 for generating high pressures and high temperatures. Fig. 4 shows a loading arrangement suitable for the manufacturing method according to the invention.

Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung 30 enthält zwei Stempel 31 und 31' aus Wolframkarbidhartmetall und einen zwischen diesen angeordneten Gürtelring 32 aus dem gleichen Material. In der Öffnung 33 des Gürtelringes 32 ist ein Reaktionsgefäss 34 angeordnet, das die nachstehend beschriebene Beschickungsanordnung aufnimmt. Zwischen dem Gürtelring 32 sowie dem Stempel 31 und dem Stempel 31* ist jeweils eine isolierende Dichtungsanordnung 35 vorge-The device 30 shown in Fig. 3 includes two punches 31 and 31 'made of tungsten carbide hard metal and one between them arranged belt ring 32 made of the same material. A reaction vessel 34 is arranged in the opening 33 of the belt ring 32, which accommodates the loading arrangement described below. Between the belt ring 32 and the punch 31 and the punch 31 * an insulating sealing arrangement 35 is provided in each case

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sehen, die aus zwei wärmeisolierenden und elektrisch nichtleitenden Bauteilen 36 und 37 aus Pyrophyllit besteht, zwischen denen eine metallische Dichtung 38 angeordnet ist.see the two thermally insulating and electrically non-conductive Components 36 and 37 made of pyrophyllite, between which a metallic seal 38 is arranged.

Das Reaktionsgefäss 34 enthält in einer bevorzugten Ausführungsform einen aus Salz bestehenden Hohlzylinder 39. Der Hohlzylinder 39 kann auch aus einem anderen Material, beispielsweise Talk, hergestellt sein, welches a) unter den zur Anwendung gelangenden hohen Drücken und hohen Temperaturen nicht in einen festeren und steiferen Zustand überführt wird (durch Phasenumwandlung und/oder Verdichtung) und welches b) frei von bei der Anwendung von hohen Drücken und hohen Temperaturen auftretenden Volumendiskontinuitäten ist; wie sie beispielsweise bei Pyrophyllit und porösem Aluminiumoxyd auftreten. Zur Herstellung des Hohlzylinders 39 eignen sich Werkstoffe, die den in Spalte 1, Zeile 59 - Spalte 2, Zeile 1 der US-PS 3 030 662 angeführten Bedingungen genügen.In a preferred embodiment, the reaction vessel 34 contains a hollow cylinder 39 made of salt. The hollow cylinder 39 can also be made of another material, for example talc which a) under the high pressures and high temperatures used does not turn into a firmer and more rigid one State is transferred (by phase change and / or compression) and which b) free from when high pressures are applied and volume discontinuities occurring at high temperatures; as is the case with pyrophyllite and porous aluminum oxide appear. For the production of the hollow cylinder 39, materials are suitable which correspond to those in column 1, line 59 - column 2, line 1 of the US Pat 3 030 662 meet the conditions listed.

Konzentrisch innerhalb des Zylinders 39 ist ein am Zylinder 39 anliegendes Widerstandsheizrohr 40 aus Graphit angeordnet. Innerhalb des Heizrohres 40 ist wiederum eine zylindrische Salzhülse 41 angeordnet, auf deren Ober- und Unterseite jeweils ein Salzstopfen 42 bzw. 42* eingepasst ist.Concentrically within the cylinder 39 is a bearing against the cylinder 39 Resistance heating tube 40 made of graphite is arranged. Inside the heating tube 40 there is again a cylindrical salt sleeve 41 arranged, on the top and bottom of each a salt plug 42 and 42 * is fitted.

An jedem Ende des Zylinders 39 ist jeweils eine Endscheibe 43 bzw. 43' aus elektrisch leitendem Metall vorgesehen, die eine elektrische Verbindung zum Heizrohr 40 schafft. Über jeder Endscheibe 43 bzw. 43* ist jeweils eine Endkappe 44 bzw. 44^J angeordnet, die aus einer Pyrophyllitscheibe 45 besteht, die von einem elektrisch leitenden Ring 46 umschlossen ist.At each end of the cylinder 39, an end plate 43 or 43 ′ made of electrically conductive metal is provided, which creates an electrical connection to the heating tube 40. ^{An end cap 44 or 44 J} , which consists of a pyrophyllite disk 45 which is enclosed by an electrically conductive ring 46, is arranged over each end disk 43 or 43 *.

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In der vorstehend erläuterten Vorrichtung lassen sich in bekannter Weise gleichzeitig hohe Temperaturen und hohe Drücke erzeugen. Es können natürlich auch andere zur Erzeugung der erforderlichen hohen Drücke und Temperaturen geeignete Vorrichtungen verwendet werden.In the device explained above, in known Generate high temperatures and high pressures at the same time. Of course, others can also be used to generate the required high pressures and temperatures suitable devices are used.

Die in Fig. 4 in einem anderen Maßstab dargestellte Beschickungsanordnung 50 passt in den Druckraum 41 der Vorrichtung nach Fig. 3. Die Beschickungsanordnung 50 besteht aus einer zylindrischen Hülse 52 aus einem Abschirmmetall, das aus Zirkonium, Titan, Tantal, Wolfram oder Molybdän bestehen kann. Innerhalb der zylindrischen Hülse 52 ist ein durch eine Scheibe 54 aus Abschirmmetall abgeschlossener Napf 56 aus Abschirmmetall vorgesehen. Die in Fig. 4 dargestellte Napffüllung dient zur Erzeugung eines Verbundkörpers mit einem ein durchgehendes gerades Loch aufweisenden polykristallinen Kern. Ein Draht 57 entsprechender Grosse, beispielsweise ein Wolframdraht mit einem Durchmesser von 0,25 mm ist innerhalb des Napfes 56 angeordnet und am Napfboden befestigt, beispielsweise angeschweisst. Der Draht 57 ist von einer Masse 58 aus Hartstoffteilchen (Diamant, kubisches Bornitrid oder eine Mischung aus Diamant und kubischem Bornitrid) umschlossen, welche den Innenraum einer Buchse 59 ausfüllt, die aus kaltgepresstem sinterbarem Hartmetallpulvergemisch (aus Karbid und einem geeigneten Bindemetall) besteht. Die Buchse 59 kann gegebenenfalls auch aus vorgesintertem Hartmetall bestehen, wie nachstehend noch erläutert werden wird.The charging arrangement 50 shown on a different scale in FIG. 4 fits into the pressure chamber 41 of the device Fig. 3. The feed assembly 50 consists of a cylindrical sleeve 52 made of a shielding metal made of zirconium, Titanium, tantalum, tungsten or molybdenum can be made. Inside the cylindrical sleeve 52 is a shielding metal through a disk 54 closed cup 56 made of shielding metal is provided. The bowl filling shown in Fig. 4 is used for production a composite body with a polycrystalline core having a straight hole through it. A wire 57 corresponding Large wire, for example a tungsten wire with a diameter of 0.25 mm, is arranged inside the cup 56 and on the cup bottom attached, for example welded on. The wire 57 is made of a mass 58 of hard material particles (diamond, cubic boron nitride or a mixture of diamond and cubic boron nitride) enclosed, which fills the interior of a socket 59, the consists of cold-pressed sinterable hard metal powder mixture (made of carbide and a suitable binding metal). The socket 59 can optionally also consist of pre-sintered hard metal, as will be explained below.

Zur Herstellung des sich durch den polykristallinen Kern erstreckenden Loches ist Wolfram besonders gut geeignet, da es einen hohen Schmelzpunkt aufweist und auch eine ausreichende Steifigkeit be-To make the one that extends through the polycrystalline core Hole, tungsten is particularly well suited because it has a high melting point and is also sufficiently rigid.

.40984-0/07 9 2 -10-.40984-0 / 07 9 2 -10-

sitzt, um einer Verformung durch die Kristallkorner bei dem bei hohen Temperaturen und Drücken erfolgenden Press- und Sintervorgang zu widerstehen. Wolfram kann auch später nicht allzu schwer aufgelöst oder abgeschliffen werden. Es können auch andere Werkstoffe eingesetzt werden, beispielsweise Molybdän, Zirkonium, Titan, Tantal, Rubidium, Rhodium, Rhenium, Osmium oder feuerfeste Karbide und sogar Nichtmetalle wie Oxydkeramiken. Der Draht braucht keinen gleichmässigen Querschnitt aufzuweisen, sondern kann eine Gestalt besitzen, welche die gewünschte doppelkonische Ausbildung des vorgeformten Loches erleichtert.sits to prevent deformation caused by the crystal grains in the to withstand high temperatures and pressures occurring pressing and sintering process. Tungsten can also not be too difficult later on be dissolved or abraded. Other materials can also be used, for example molybdenum, zirconium, Titanium, tantalum, rubidium, rhodium, rhenium, osmium or refractory carbides and even non-metals such as oxide ceramics. Of the Wire does not need to have a uniform cross-section, but rather may have a shape which facilitates the desired double-conical formation of the preformed hole.

Das verbleibende Restvolumen innerhalb der Beschickungsanordnung 50 wird von Scheiben 61a, 61b aus dem gleichen Material wie der Zylinder 39, beispielsweise Natriumchlorid, und von Scheiben 62a, 62b aus hexagonalem Bornitrid ausgefüllt. Die Scheiben 62a, 62b sollen den Eintritt von unerwünschten Substanzen in den durch den Napf 56 und die Scheibe 54 festgelegten Probeaufnahmeraum verhindern. Es hat sich herausgestellt, dass bei Verwendung von entweder Zirkonium oder Titan für die Hülse 52, die Scheibe 54 und den Napf 56 diese Metalle die Sinterung der Kristallkorner und die Verbindung zwischen der kristallinen Masse und dem Sinterhartmetallmantel fördern.The remaining remaining volume within the loading arrangement 50 is made of disks 61a, 61b made of the same material as the Cylinder 39, for example sodium chloride, and filled with disks 62a, 62b made of hexagonal boron nitride. The discs 62a, 62b are intended to prevent undesired substances from entering the sample receiving space defined by the well 56 and the disk 54. It has been found that using either zirconium or titanium for sleeve 52, disc 54 and the cup 56 these metals the sintering of the crystal grains and the Promote connection between the crystalline mass and the cemented carbide jacket.

Beispiel 1example 1

Eine Buchse 59 mit einem Innendurchmesser von 2,56 mm wurde aus kaltgepresstem Hartmetallpulvergemisch (13 Gew.% Kobalt, 87 Gew.% Wolframkarbid) hergestellt und in einem Zirkoniumnapf angeordnet, an dessen Bodenwandung ein Wolframdraht mit einemA bushing 59 with an inner diameter of 2.56 mm was made from cold-pressed hard metal powder mixture (13% by weight cobalt, 87 wt.% Tungsten carbide) and arranged in a zirconium bowl, on the bottom wall of which a tungsten wire with a

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Durchmesser von 0,25 mm angeschweisst war, der in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise sich in der Mitte des Napfes entlang dessen Längsachse erstreckte. Der Hohlraum zwischen der Buchse und dem Wolframdraht wurde mit Diamantkorn mit einer Siebgrösse von 40/80 Maschen/cm ausgefüllt. Zur Herstellung der Hülse 52 und der Scheiben 54, 63a und 63b wurde Zirkoniummetall (mit einer Dicke von 0,050 mm) verwendet. Diese Beschickungsanordnung wurde in die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung zum Erzeugen von hohen Drücken und hohen Temperaturen eingeführt und dort 60 Minuten lang ungefähr einem Druck von 55 Kilobar und einer Temperatur von 1500 C ausgesetzt, worauf die Temperatur auf Raumtemperatur herabgesetzt und dann der Druck abgeschaltet wurde. Der aus der Vorrichtung entnommene Diamant-Sinterhartmetall-Verbundkörper besass einen Durchmesser von ungefähr 5,84 mm und eine Länge von ungefähr 5,59 mm. In einem heissen Bad aus HF und HNO wurde der Wolframdraht, die äussere Zirkoniumhülse und etwas Sinterhartmetall von der Oberfläche abgelöst. Anschliessend wurde ein Schutzüberzug aus geschmolzenem Polyäthylen auf die Oberfläche des Verbundkörpers aufgebracht, worauf der Ätzvorgang fortgesetzt wurde, um den Wolframdraht vollständig zu entfernen.Diameter of 0.25 mm was welded, which in the manner shown in Fig. 4 in the middle of the cup along it Long axis extended. The cavity between the socket and the tungsten wire was filled with diamond grit with a sieve size filled in by 40/80 stitches / cm. Zirconium metal (with a Thickness of 0.050 mm). This charging arrangement was in the device shown in Fig. 3 for producing high pressures and high temperatures introduced and there for 60 minutes approximately a pressure of 55 kilobars and a temperature exposed to 1500 C, whereupon the temperature returns to room temperature and then the pressure was turned off. The diamond-cemented carbide composite body removed from the device was approximately 5.84 mm in diameter and approximately 5.59 mm in length. In a hot bath of HF and ENT the tungsten wire, the outer zirconium sleeve and some cemented carbide were removed from the surface. Then was a protective coating of molten polyethylene is applied to the surface of the composite, followed by the etching process continued to completely remove the tungsten wire.

Bei Verwendung einer Masse 58 aus Diamantkristallen erhält man eine sehr umfangreiche Diamant-Diamant-Bindung, wie in der US-PS 3 743 483 erläutert ist. Bei Verwendung von kubischen Bornitridkristallen oder eines Gemisches aus kubischen Bornitridkristallen und Diamantkristallen muss man zusätzlich eine metallische Phase beigeben, die Aluminiumatome und Atome mindestens eines Legierungselementes aus der Nickel, Kobalt, Mangan, Eisen, Vanadium und Chrom umfassenden Gruppe enthält. Das VerhältnisWhen using a mass 58 of diamond crystals, a very extensive diamond-diamond bond is obtained, as in FIG U.S. Patent No. 3,743,483. When using cubic boron nitride crystals or a mixture of cubic boron nitride crystals and diamond crystals, a metallic one must also be used Add phase, the aluminum atoms and atoms of at least one alloy element from the nickel, cobalt, manganese, iron, Contains group comprising vanadium and chromium. The relationship

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der Aluminiummenge in Bezug auf die Legierungsmetallmenge ist nicht kritisch und kann von gleichen Gewichtsteilen bis zu einem Teil Aluminium pro 10 Teile Legierungsmetall reichen. Die Aluminiummenge im Ausgangs material kann 1 bis ungefähr 40 Gew.% des kubischen Bornitrids betragen, während die Legierungsmetall menge von 2 bis ungefähr 100 Gew.% des kubischen Bornitrids reichen kann. Die im verdichteten kubischen Bornitrid als Matrixmaterial verbleibende Menge dieser Legierungsmetalle hängt von der Höhe des angewendeten Druckes sowie von der zeitlichen Dauer der Druck- und Temperaturanwendung ab. In jedem Fall beträgt die Aluminium- plus Legierungsmetall menge im verdichteten kubischen Bornitrid über 1 Gew.% des kubischen Bornitrids.the amount of aluminum in relation to the amount of alloy metal is not critical and can be from equal parts by weight to one Part aluminum per 10 parts alloy metal is sufficient. The amount of aluminum in the starting material can be 1 to about 40 wt.% of the cubic boron nitride, while the alloy metal amount from 2 to about 100% by weight of the cubic boron nitride can be enough. The amount of these alloy metals remaining in the compacted cubic boron nitride as matrix material depends on the amount of pressure applied and the duration of the pressure and temperature application. In each case amounts to the amount of aluminum plus alloy metal in the compacted cubic boron nitride is more than 1% by weight of the cubic boron nitride.

liegt Der bevorzugte Grössenbereich für die Diamantkörner/bei 90-105 Maschen/cm (entsprechend einer US-Siebgrösse von 230-270 mesh) und für kubisches Bornitrid bei 0,1-10yU. Es können natürlich auch andere Grossen verwendet werden. Die Grosse der Diamantkörner kann von ungefähr 0, 1 ju bis ungefähr 500 η in der grössten Abmessung reichen und die kubischen Bornitridkörner können eine Grosse von 0,1 bis 2Ou in den grössten Abmessungen besitzen.The preferred size range for the diamond grains / is 90-105 mesh / cm (corresponding to a US sieve size of 230-270 mesh) and for cubic boron nitride is 0.1-10 yU. Of course, other sizes can also be used. The size of the diamond grains can range from approximately 0.1 μm to approximately 500 μm in the largest dimension and the cubic boron nitride grains can have a size from 0.1 to 20 μm in the largest dimensions.

Bei Verwendung von Diamantkörnern beträgt der Anfangsgehalt des Matrizenkerns 100 Volumenprozent Diamant, was einen fertigen Matrizenkern ergibt, der aus 90-98 Volumenprozent Diamant und 2-10 Volumenprozent Bindemetall des Sinterhartmetalls besteht. In jedem Fall muss im fertigen Matrizenkern die Diamantkonzentration grosser als 70 Volumenprozent sein, damit eine Diamant-Diamant-Bindung gewährleistet ist. Bei einer Diamantanfangskonzentration von 70-90 Volumenprozent kann stnterbares KarbidpulverWhen using diamond grains, the initial content of the die core is 100 percent by volume diamond, which is a finished product Die core results, which consists of 90-98 volume percent diamond and 2-10 volume percent binder metal of the cemented carbide. In any case, the diamond concentration in the finished die core must be greater than 70 percent by volume for a diamond-diamond bond is guaranteed. With an initial diamond concentration of 70-90 percent by volume, interchangeable carbide powder can be used

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oder Metallpulver dem Diamant zugemischt werden.or metal powder can be mixed with the diamond.

Bei Verwendung von kubischen Bornitridkörnern beträgt die bevorzugte Anfangszusammensetzung des Matrizenkerns 80-97 Volumenprozent kubisches Bornitrid, Rest metallische Substanz. Der fertige Matrizenkern enthält das kubische Bornitrid, in verschiedenen Phasen vorliegendes metallisches Medium und etwas Bindemetall aus dem Sinterhartmetall.When using cubic boron nitride grains, the preferred is Initial composition of the die core 80-97 volume percent cubic boron nitride, the remainder metallic substance. The finished one The die core contains the cubic boron nitride, the metallic medium present in different phases and some binding metal the cemented carbide.

Bei der Herstellung einer Verbundmatrize mit einem Diamantkern wird die Beschickungsanordnung 50 in die Vorrichtung 30 gebracht, darin unter Druck gesetzt und dann aufgeheizt. Temperaturen im Bereich von 1300-1600 C werden über ungefähr 3 Minuten lang zur Sinterung des Karbid-Bindemetall-Gemisches aufrechterhalten und gleichzeitig wird ein sehr hoher Druck, beispielsweise in der Grössenordnung von 55 Kilobar, ausgeübt, um thermodynamisch stabile Bedingungen für den Diamant sicherzustellen. Bei 1300 C sollte der Mindestdruck ungefähr 50 Kilobar und bei 1400 C sollte der Mindestdruck ungefähr 52,5 Kilobar betragen. Bei den zur Anwendung gelangenden Temperaturen wird natürlich die Bindemetallkomponente des Systems geschmolzen, so dass etwas Bindemetall zur Verdrängung aus der Masse 59 in die Masse 58 zur Verfügung steht, wo sie als ein Lösungsmittelkatalysator für Diamantbildung wirken muss, insbesondere bei der Herstellung eines polykristallinen Diamantkerns.When producing a composite matrix with a diamond core For example, the feed assembly 50 is placed in the apparatus 30, pressurized therein, and then heated. Temperatures in The range of 1300-1600 C will be used for about 3 minutes Sintering of the carbide-binder metal mixture is maintained and at the same time a very high pressure, for example of the order of magnitude, is maintained of 55 kilobars, exercised to ensure thermodynamically stable conditions for the diamond. At 1300 C should the minimum pressure should be approximately 50 kilobars and at 1400 C the minimum pressure should be approximately 52.5 kilobars. For the application Reaching temperatures will of course melt the binder metal component of the system, leaving some binder metal is available for displacement from the mass 59 into the mass 58, where it acts as a solvent catalyst for diamond formation must act, especially when making a polycrystalline Diamond core.

Bei der Herstellung einer Verbundmatrize mit einem aus kubischem Bornitrid oder aus kubischem Bornitrid und Diamant bestehenden Kerns wird die Beschickungsanordnung 50 in die Vorrichtung 30 ein-When making a composite die with one made of cubic boron nitride or of cubic boron nitride and diamond At its core, the charging arrangement 50 is fed into the device 30

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gebracht, unter Druck gesetzt und dann aufgeheizt. Es werden Temperaturen im Bereich von ungefähr 1300-1600 C mehr als 3 Minuten lang angewendet, während gleichzeitig das System sehr hohen Drücken ausgesetzt wird, beispielsweise in der Grössenordnung von 55 Kilobar, um thermodynamisch stabile Bedingungen für das kubische Bornitrid im System sicherzustellen. Bei 1300 C sollte der Mindestdruck ungefähr 40 Kilobar und bei 1600 C sollte der Mindestdruck ungefähr 50 Kilobar betragen. Bei den angewendeten Temperaturen wird das in der Masse 59 enthaltene Bindemetall geschmolzen, so dass je nach der Zusammensetzung des Sinterhartmetallpulvers Kobalt, Nickel oder Eisen zur Verdrängung aus der Masse 59 in die Masse 58 zur Verfugung steht, wo es sich mit der geschmolzenen Aluminiumlegierung legiert, die in der Masse 58 vorhanden ist oder gebildet wird. Die so gebildete metallische Phase wirkt als effektives Bindemittel für die kubischen Bornitridkristalle nahe der Grenzfläche zwischen der Masse 58 und der Masse 58 und bindet diese Kristalle aneinander und an das Sinterhartmetall. Die übrigen Kristalle in der kubischen Bornitridmasse werden durch die vorhandene Legierung (eingeführt oder an Ort und Stelle gebildet) und durch Reaktion dieser Legierung mit kubischem Bornitrid aneinandergebunden. brought, pressurized and then heated. There are temperatures applied in the range of approximately 1300-1600 C for more than 3 minutes while at the same time the system was very high Is exposed to pressures, for example in the order of 55 kilobars, in order to achieve thermodynamically stable conditions for the ensure cubic boron nitride in the system. At 1300 C the minimum pressure should be around 40 kilobars and at 1600 C the minimum pressure should be be approximately 50 kilobars. At the temperatures used, the binding metal contained in the mass 59 is melted, so that, depending on the composition of the cemented carbide powder, cobalt, nickel or iron for displacement from the Mass 59 in mass 58 is available where it is with the molten aluminum alloy that is present or formed in the mass 58. The metallic phase thus formed acts as an effective binder for the cubic boron nitride crystals near the interface between mass 58 and mass 58 and binds these crystals to each other and to the cemented carbide. the remaining crystals in the cubic boron nitride mass are due to the existing alloy (introduced or formed in place) and bound together by reaction of this alloy with cubic boron nitride.

Die zwischen dem hochfesten und verschleissfesten Kern und dem umschliessenden oder flankierenden steifen Sinterhartmetall entstandene direkte Bindung macht die Zwischenschaltung irgendeiner Verbindungsschicht zwischen Kern und Aussenmantel überflüssig. Das in direktem Kontakt mit dem Matrizenkern (d.h. mit der Masse 11 oder mit der Masse 21) stehende steife, unnachgiebige Abstützmaterial ergibt einen Verbundkörper, der infolge der komplementären Natur der in Kombination angewendeten Werkstoffe ungewöhn-The one created between the high-strength and wear-resistant core and the surrounding or flanking rigid cemented carbide direct bonding makes the interposition of any connecting layer between the core and the outer jacket superfluous. The rigid, rigid support material in direct contact with the die core (i.e. with the mass 11 or with the mass 21) results in a composite body which, due to the complementary nature of the materials used in combination, is unusually

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Hch fest und dauerhaft ist. Die Bindung an der Grenzfläche ist qualitativ so gut, dass die Grenzfläche im allgemeinen stärker ist als die Zugfestigkeit der Kristallkörner.Hch solid and durable. The bond at the interface is qualitative so good that the interface is generally stronger than the tensile strength of the crystal grains.

Falls, ein Hartmetallsinterpulver verwendet wird, bevorzugt man ein Wolframkarbidsinterpulver (Gemisch aus Wolframkarbidpulver und Kobaltpulver), das im Handel in Teilchengrossen von 1-5 u erhältlich ist. Gewünschtenfalls kann Wolframkarbid insgesamt oder zum Teil durch Titankarbid und/oder Tantalkarbid ersetzt werden. Auch können geringe Mengen anderer Karbidpulver zur Erzielung bestimmter Eigenschaften des Verbundkörpers zugesetzt werden. Zum Binden der Karbidteilchen wurde auch bereits etwas Nickel und Eisen verwendet. Als Bindemetall für die Karbidteilchen kann man also Kobalt, Nickel, Eisen und Mischungen dieser Metalle verwenden. Kobalt wird jedoch als Bindemetall bevorzugt. Die zur Durchführung der vorliegenden Erfindung geeigneten Sinterpulver können ungefähr 75-94 % Karbid und ungefähr 6-25 % Metall bindemittel enthalten. Beispielsweise kann ein Pulver aus 6 % Kobalt und 94 % Wolframkarbid oder aus 13 % Kobalt und 87 % Wolframkarbid verwendet werden. Gegebenenfalls können unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Pulvermischungen .vorgesinterte Buchsen (Fig. 1) oder Scheiben (Fig. 2) hergestellt werden. Diese vorgesinterten Körper können dann anstelle der kaltgepressten Körper verwendet werden.If a hard metal sintering powder is used, preference is given to a tungsten carbide sintering powder (mixture of tungsten carbide powder and cobalt powder), which is commercially available in particle sizes of 1-5 u. If desired, tungsten carbide can be replaced in whole or in part by titanium carbide and / or tantalum carbide. Small amounts of other carbide powders can also be added to achieve certain properties of the composite body. Some nickel and iron have also been used to bind the carbide particles. Cobalt, nickel, iron and mixtures of these metals can therefore be used as the binding metal for the carbide particles. However, cobalt is preferred as the binder metal. The sintered powders suitable for practicing the present invention can contain about 75-94 % carbide and about 6-25% metal binder. For example, a powder of 6 % cobalt and 94 % tungsten carbide or of 13% cobalt and 87% tungsten carbide can be used. If necessary, presintered bushings (Fig. 1) or discs (Fig. 2) can be produced using the powder mixtures described above. These pre-sintered bodies can then be used instead of the cold-pressed bodies.

Man kann auch Verbundmatrizen ohne Loch, mit einem geraden Loch oder mit einem doppelkonischen Loch herstellen, man muss jedoch in jedem Fall das Loch auf die exakten Abmessungen bearbeiten. Das Bearbeiten wird erleichtert, wenn bereits ein durchgehendes Loch vorhanden ist, durch das ein mit Diamantstaub imprägnierter Draht durchgeführt werden kann. Gegebenenfalls kann man den Ma-You can also make composite dies without a hole, with a straight hole or with a double-conical hole, but you have to In any case, machine the hole to the exact dimensions. Editing is made easier if there is already a continuous There is a hole through which a wire impregnated with diamond dust can be passed. If necessary, one can use the

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trizenkern mit Hilfe eines Lasers mit einem Ausgangsloch versehen. Falls die Löcher in Matrizenkernen infolge normaler Abnützung und Erosion grosser werden, kann man die Löcher zum Ziehen von Drähten mit einem grösseren Durchmesser nacharbeiten.Provide the trizenkern with an exit hole with the help of a laser. If the holes in the die cores become larger as a result of normal wear and tear and erosion, the holes can be used to pull Rework wires with a larger diameter.

Nachdem man einen Verbundkörper (beispielsweise einen Verbundkörper 10 oder 20) mit einem genau dimensionierten Durchgangsloch hergestellt hat, ist es vorteilhaft, demVerbundkörper durch genaue Bearbeitung seiner Aussenfläche die Form ehes Rotationskörpers (beispielsweise die Form eines Zylinders oder eines Kegelstumpfes) zu verleihen. Der entsprechend im wesentlichen konzentrisch zum Durchgangsloch rotationssymmetrisch bearbeitete Verbundkörper kann dann innerhalb eines oder mehrerer Spannringe angeordnet werden, wodurch eine Druckspannung von bis überAfter having a composite body (for example a composite body 10 or 20) with a precisely dimensioned through hole, it is advantageous to give the composite body a precise Machining its outer surface to give it the shape of a solid of revolution (for example the shape of a cylinder or a truncated cone). The corresponding essentially concentric Composite bodies machined rotationally symmetrically to the through hole can then be placed within one or more clamping rings be arranged, creating a compressive stress of up to over

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70 kg/mm gleichmässig auf den Verbundkörper ausgeübt werden kann. Bei entsprechender Bemessung und Einpassung wird diese Druckspannung fortwährend und gleichmässig über den Aussenmantel des Verbundkörpers auf den Kern des Verbundkörpers übertragen. Die Spann- oder Einpassungsringe können aus einem geeigneten, bei den Arbeitsbedingungen noch hochfesten Werkstoff hergestellt werden, beispielsweise aus Superlegierungen, rostfreiem Stahl, hochfesten, dispersionsgehärteten Stahllegierungen, armierten Metallen oder Kunststoffen oder Sinterhartmetall en.2
70 kg / mm can be exerted evenly on the composite body. With appropriate dimensioning and fitting, this compressive stress is continuously and evenly transferred to the core of the composite body via the outer jacket of the composite body. The clamping or fitting rings can be made from a suitable material that is still high-strength under the working conditions, for example from superalloys, stainless steel, high-strength, dispersion-hardened steel alloys, reinforced metals or plastics or cemented carbides.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist der Sinterhartmetallaussenmantel des Verbundkörpers 70 exakt zylindrisch geformt. Zur Ei— zielung eines Preßsitzes wird der Verbundkörper 70 (der beispielsweise einen Aussendurchmesser von 0,3020 Zoll aufweist), in einen Metallring 71 (mit einem Innendurchmesser von 0,3017 Zoll) hinein-In the embodiment according to FIG. 5, the outer jacket is sintered hard metal of the composite body 70 shaped to be exactly cylindrical. In order to achieve a press fit, the composite body 70 (e.g. has an outer diameter of 0.3020 inches), into a metal ring 71 (with an inner diameter of 0.3017 inches)

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gedrückt. Die Aussenfläche des Metallringes ist konisch ausgestaltet, vorzugsweise mit einer Konizität von 2-4 %, und der konischen Innenfläche eines Metallringes 72 angepasst, in den die aus dem Verbundkörper 70 und dem Metallring 71 bestehende Anordnung eingedrückt wird. Zum Zusammenhalten der Matrizenanordnung beim Zerspringen kann zusätzlich noch ein Sicherungsring 73 vorgesehen werden.pressed. The outer surface of the metal ring is conical, preferably with a conicity of 2-4%, and the conical inner surface of a metal ring 72 into which the arrangement consisting of the composite body 70 and the metal ring 71 is pressed will. A locking ring 73 can also be provided to hold the die arrangement together when it bursts.

Bei einer Matrizenanordnung zum Ziehen von Wolframdraht kann der Ring 71 beispielsweise aus der Stahl legierung H-21, der Ring 72 aus einer Superlegierung (Ren£ 41) und der Ring 73 aus rostfreiem Stahl bestehen. Bei einer Matrizenanordnung zum Ziehen eines weicheren Werkstoffes-bei niedrigeren Temperaturen, beispielsweise zum Ziehen von Kupferdrähten, können alle Ringe aus rostfreiem Stahl bestehen.In the case of a die arrangement for drawing tungsten wire, the ring 71 can, for example, be made of the steel alloy H-21, the ring 72 made of a superalloy (Ren £ 41) and the ring 73 made of stainless Made of steel. In the case of a die arrangement for drawing a softer material - at lower temperatures, for example For drawing copper wires, all rings can be made of stainless steel.

Die in Fig. 6 dargestellte Matrizenanordnung kann leichter zusammengebaut werden und besteht aus weniger Teilen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist die Aussenfläche des Sinterhartmetallaussenmantels der Verbund matrize 80 exakt auf die Form eines Kegel stumpfes mit einer Konizität von 2-4 % geschliffen. Der konische Verbundkörper sitzt mit Preßsitz innerhalb eines Ringes 81. Ahnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 5 kann ein Sicherheitsring 82 vorgesehen sein. Die Druckkräfte werden vom Ring 81 ausgeübt.The die assembly shown in Fig. 6 is easier to assemble and consists of fewer parts. In the embodiment according to FIG. 6, the outer surface is the sintered hard metal outer jacket The composite matrix 80 is ground exactly to the shape of a truncated cone with a conicity of 2-4%. The conical one The composite body sits with a press fit within a ring 81. Similar to the embodiment according to FIG. 5, a safety ring 82 may be provided. The compressive forces are exerted by the ring 81.

Es können auch Matrizenanordnungen hergestellt werden, bei denen eine zylindrisch geformte Verbundmatrize mit Schrumpfsitz in einen Stützring angepasst ist. Diese Matrizenanordnungen eignen sich zumIt can also be made die arrangements in which a cylindrically shaped composite die with a shrink fit Support ring is adapted. These matrix arrangements are suitable for

ο Ziehen von Drähten bei niedriger Temperatur (unter ungefähr 100 C),ο pulling wires at low temperature (below about 100 C),

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beispielsweise zum Ziehen von Kupferdrähten. Bei derartigen Matrizenanordnungen ist die Druckspannung, die auf die Verbundmatrize ausgeübt werden kann, auf geringere Werte begrenzt.for example for drawing copper wires. With such matrix arrangements the compressive stress that can be exerted on the composite die is limited to lower values.

Das durch den Matrizenkern hindurchgehende Loch braucht natürlich nicht unbedingt einen zylindrischen Querschnitt aufzuweisen. Auch kann der Diamant anstelle einer polykristallinen Diamantmasse auch aus einem Diamanteinkristall bestehen, sofern nur auf den Diamantkern ein ausreichender Spanndruck ausgeübt wird und daher die beim Drahtziehen auftretenden Kräfte von den Bindungsringen aufgenommen werden, die eine hohe Zugfestigkeit aufweisen, während Diamant eine geringe Zugfestigkeit besitzt.Of course, the hole passing through the die core does not necessarily have to have a cylindrical cross section. Instead of a polycrystalline diamond mass, the diamond can also consist of a single diamond crystal, provided that only on the diamond core a sufficient clamping pressure is exerted and therefore the forces occurring during wire drawing are exerted by the binding rings which have a high tensile strength, while diamond has a low tensile strength.

Beispiel 2Example 2

Eine dickwandige Buchse mit einer Länge von ungefähr 3,81 mm, einer Bohrung von ungefähr 2,5 mm und einem Aussendurchmesser von 6,35 mm wurde aus einer kaltgepressten Pulvermasse aus 87 Gew.% Wolframkarbid und 13 Gew.% Kobalt hergestellt. Die Buchse wurde in einen genau abgepassten Zirkoniumnapf mit einer Wanddicke von ungefähr 0,05 mm eingebracht, worauf in die Mittelbohrung künstlich hergestelltes Diamantkorn mit einer Siebgrösse von 90/105 Maschen/cm eingebracht und leicht festgestampft wurde. Anschliessend wurden zwei Zirkoniumscheiben mit einem Durchmesser von ungefähr 6,35 mm und einer Dicke von jeweils 0,05 mm auf der Oberseite der mit Diamant ausgefüllten Buchse angeordnet. Der Zirkoniumnapf mit der mit Diamant gefüllten Buchse wurde in ein Zirkoniumrohr mit einer Wanddicke von 0,025 mm gegeben. Diese Anordnung wurde in eine Hülse aus gepresstem Salz eingebracht, die innerhalb eines Graphitrohres angeordnet war, wie inA thick-walled socket with a length of approximately 3.81 mm, a bore of approximately 2.5 mm and an outside diameter of 6.35 mm was made from a cold-pressed powder mass of 87% by weight tungsten carbide and 13% by weight cobalt. the Bushing was inserted into a precisely fitted zirconium cup with a wall thickness of approximately 0.05 mm, followed by the central bore Artificially produced diamond grain with a sieve size of 90/105 meshes / cm was introduced and lightly tamped down. Then two zirconium discs with a diameter of approximately 6.35 mm and a thickness of 0.05 mm each were created placed on top of the diamond-filled socket. The zirconium bowl with the diamond-filled socket was in given a zirconium tube with a wall thickness of 0.025 mm. This arrangement was placed in a sleeve made of pressed salt, which was arranged inside a graphite tube, as in

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Verbindung mit Fig. 3 erläutert wurde. Die Anordnung wurde einem Druck von ungefähr 55 Kilobar ausgesetzt und dann 60 Minuten lang auf eine Temperatur von 1550 C aufgeheizt. Nach Abkühlung und anschliessender Druckverringerung wurde der die Buchse mit Diamant enthaltende Napf in Form eines festen Zylinders entnommen. Das anhaftende Zirkonium wurde in einer HF-HNO -Mischung aufgelöst und eine Stirnfläche des Zylinders wurde auf einer Diamantläppscheibe poliert. An der polierten Stirnfläche des Diamantkerns wurde umfangreiche Diamant-Diamant-Bindung festgestellt. Die zylindrische Aussenfläche des Sinter hartmetall mantels wurde dann auf einen Durchmesser von 5,18 mm geschliffen. Aus weichem Stahl wurde ein Ring mit einem Innendurchmesser von 5,14 mm, einem Aussendurchmesser von 38,1 mm und einer Dicke von 12,7 mmConnection with Fig. 3 was explained. The assembly was pressurized to approximately 55 kilobars and then for 60 minutes heated to a temperature of 1550 C. After cooling and subsequent pressure reduction, the diamond became the socket containing well removed in the form of a solid cylinder. The adhering zirconium was dissolved in an HF-ENT mixture and an end face of the cylinder was polished on a diamond lapping wheel. On the polished face of the diamond core extensive diamond-diamond bonding was found. the The cylindrical outer surface of the sintered hard metal jacket was then Ground to a diameter of 5.18 mm. A ring with an inner diameter of 5.14 mm was made from soft steel, an outside diameter of 38.1 mm and a thickness of 12.7 mm

' hergestellt und auf eine Temperatur von 400 C erwärmt. Der geschliffene Zylinder mit Diamantkern wurde dann schnell in den erwärmten Stahlring eingedrückt, worauf man die Anordnung abkühlen liess. Schliesslich wurde durch den Diamantkern ein zum Ziehen von Wolframdraht geeignetes Loch mit einem Durchmesser von 0,38 mm eingearbeitet und die fertige Matrizenanordnung wurde dann zum Ziehen yon Wolframdraht verwendet, wobei die Matrize auf einer Temperatur von ungefähr 400 C gehalten und der Draht auf ungefähr 800 C vorgewärmt wurde.'produced and heated to a temperature of 400 C. The honed one The diamond core cylinder was then quickly pressed into the heated steel ring, whereupon the assembly was allowed to cool left. Finally, through the diamond core, a hole suitable for drawing tungsten wire with a diameter of 0.38 mm and the completed die assembly was then used to draw tungsten wire, with the die on a Temperature of about 400 ° C and the wire was preheated to about 800 ° C.

Nachdem durch die Matrize ungefähr 54 kg Wolfram gezogen worden waren, konnte man aus der Grosse und Form des gezogenen Drahtes ersehen, dass der Diamantkern der Matrize infolge der durch den durchgehenden Draht ausgeübten Kräfte gesprungen war. Die vom weichen Stahlring radial auf den Diamantkern ausgeübten Druckkräfte waren offensichtlich bei den Arbeitsbedingungen unzureichend. Die Lebensdauer der Matrize entsprach jedoch der LebensdauerAfter about 54 kg of tungsten had been drawn through the die, one could see the size and shape of the drawn wire see that the diamond core of the die had cracked as a result of the forces exerted by the continuous wire. The ones from soft steel ring compressive forces exerted radially on the diamond core were obviously inadequate in terms of working conditions. However, the life of the die corresponded to the life

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einer mit einem natürlichen Einkristall bestückten Matrize bei den gegebenen Arbeitsbedingungen.a die fitted with a natural single crystal in the given working conditions.

Beispiel 3Example 3

Unter Verwendung von Diamantkorn und einer Buchse aus Wolframkarbid und Kobalt wurde eine Beschickungsanordnung ähnlich wie in Fig. 2 hergestellt, wobei jedoch die Buchse ein Loch mit einem Durchmesser von 3,18 mm aufwies. Die in Zirkonium eingekapselte Beschickungsanordnung wurde wie im Beispiel 2 hohem Druck und hoher Temperatur ausgesetzt. Der gewonnene zylinderförmige Matrizenkörper wurde auf einen Aussendurchmesser von 5,18 mm geschliffen und wie im Beispiel 2 in einen Ring aus Weichstahl eingepresst. Using diamond grain and a tungsten carbide bushing and cobalt, a feed assembly similar to that of FIG. 2 was made, but with the bushing having a hole with a 3.18 mm in diameter. The one encapsulated in zirconium The feed assembly was subjected to high pressure and high temperature as in Example 2. The obtained cylindrical die body was ground to an outside diameter of 5.18 mm and as in example 2 pressed into a ring made of mild steel.

In den Diamantkern wurde mit einem üblichen Bohrverfahren ein Loch zum Ziehen von Wolframdraht mit einem Durchmesser von 0,325 mm eingearbeitet. Die Matrize wurde darm bei Arbeitsbedingungen eingesetzt, die den im Beispiel 2 dargelegten Arbeitsbedingungen ähnlich waren.A hole for drawing tungsten wire with a diameter of 0.325 mm incorporated. The die was then placed under working conditions used, which were similar to the working conditions set out in Example 2.

Nachdem durch die Matrize ungefähr 700 kg Wolframdraht gezogen worden waren, bekam der Zylinder innerhalb des Stahlringes Spiel und die Matrize wurde daraufhin ausser Betrieb genommen und geprüft. Es stellte sich heraus, dass die Matrize weder gesprungen noch merklich abgenutzt war und dass eine Weiterverwendung wegen des losen Spiels innerhalb des Stahlringes nicht mehr ratsam erschien. Trotzdem war die Lebensdauer doppelt so gross wie die einer herkömmlichen Matrize mit einem Diamanteinkristall. DieAfter about 700 kg of tungsten wire had been pulled through the die, the cylinder got play within the steel ring and the die was then taken out of service and checked. It turned out that the die was neither cracked was still noticeably worn and that further use was no longer advisable because of the loose play within the steel ring. Nevertheless, the service life was twice as long as that of a conventional die with a single diamond crystal. the

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Matrize wurde dann in einem neuen Ring angeordnet, der stärkere Druckkräfte ausübte, und zum Ziehen von Draht mit einem grösseren Durchmesser aufgebohrt. Nach erneuter Ingebrauchnahme zeigte die überholte Matrize ein zufriedenstellendes Verhalten.Die was then placed in a new ring, which exerted stronger compressive forces, and a larger one for pulling wire Drilled out diameter. After being used again, the overhauled die showed a satisfactory behavior.

Beispiel 4Example 4

Ein Verbundkörper mit einem mit Wolframkarbid-Kobalt-Sinterhartmetall ummantelten polykristallinen Diamantkern wurde wie im Beispiel 3 hergestellt und auf einen Aussendurchmesser von 5,18 mm geschliffen. Der geschliffene Verbundkörper wurde in einen gehärteten und geschliffenen Ring ausheissgeschmiedetem Wolframstahl eingepresst, der einen Innendurchmesser von 5,17 mm aufwies und eine konische Aussenfläche mit einem Aussendurchmesser von 11,4 mm am einen Ende und einen Aussendurchmesser von 11 ,55 mm am anderen Ende besass. Der Ring mit dem eingepressten Verbundkörper wurde mit einer Kraft von ungefähr 1360 kg in die konische Öffnung eines Ringes aus der Superlegierung Ren4 41 eingedrückt. Der Ring besass eine Dicke von 12,7 mm und einen Aussendurchmesser (einschliesslich eines Schutzringes aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 1,57 mm) von 38,1 mm. Der Ring übte auf die innerhalbA composite body with a tungsten carbide-cobalt cemented carbide Sheathed polycrystalline diamond core was produced as in Example 3 and to an outside diameter of 5.18 mm sanded. The ground composite body was pressed into a hardened and ground ring made of hot-forged tungsten steel, which had an inner diameter of 5.17 mm and a conical outer surface with an outer diameter of 11.4 mm at one end and an outside diameter of 11.55 mm at the other End owned. The ring with the press-fit composite body was pushed into the conical opening with a force of approximately 1360 kg of a ring made of the superalloy Ren4 41. The ring had a thickness of 12.7 mm and an outside diameter (including a protective ring made of stainless steel with a thickness of 1.57 mm) by 38.1 mm. The ring exercised on the inside

2 befindliche Anordnung eine Druckspannung von ungefähr 84 kg/mm aus, die den beim Drahtziehen ausgeübten Berstkräften entgegenwirkt. Die fertige Matrizenanordnung war der in Fig. 5 gezeigten Anordnung ähnlich.2 a compressive stress of approximately 84 kg / mm which counteracts the bursting forces exerted during wire drawing. The completed die assembly was that shown in FIG Similar arrangement.

Der Diamantkern wurde in üblicher Weise mit einem Ziehloch zum Ziehen von Wolframdrähten mit einem Durchmesser von 0,33 mm versehen. Innerhalb von mehreren. Monaten wurden durch diese Ma-The diamond core was provided in a conventional manner with a drawing hole for drawing tungsten wires with a diameter of 0.33 mm Mistake. Within several. Months were

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tr'izenanordnung heisser Wolframdraht in einer Menge von ί 100 kg gezogen. Die Matrize sah wie neu aus und wurde weiter verwendet. Mit einer unter den gleichen Arbeitsbedingungen eingesetzten herkömmlichen Diamantmatrize hatte höchstens ein Bruchteil der obigen Drahtmenge gezogen werden können.Tr'izen arrangement of hot tungsten wire in an amount of ί 100 kg drawn. The die looked like new and was still used. With a conventional one used under the same working conditions The diamond die could only be drawn a fraction of the above amount of wire.

Beispiel 5Example 5

Ein aus einem gesinterten Gemisch aus Wolframkarbid und Kobalt (87 Gew.% WC, 13 Gew.%0o) hergestellter Zylinder mit einem Aussendurchmesser von 8,81 mm und einer Länge von ungefähr 6,35 mm wurde mit einem Loch mit einem Durchmesser von 4,32 mm versehen. Das Loch wurde mit synthetischem Diamantpulver mit einer Siebgrösse von 90/105 Maschen/cm gefüllt. Der rinit Diamant gefüllte Zylinder wurde mit einer Zirkoniumfolie mit einer Dicke von 0,013 mm umhüllt und in den Druckraum der beschriebenen Vorrichtung zum Erzeugen von hohen Drücken und hohen Temperaturen gegeben. Die Beschickungsanordnung wurde einem Druck von ungefähr 55 Kilobar ausgesetzt, während sie 58 Minuten lang auf eine Temperatur von ungefähr 1550 C aufgeheizt wurde. Nach dem Abkühlen wurde der Druck abgeschaltet und es wurde aus dem Druckraum ein fester Zylinder entnommen. Die Zirkoniumaussenschicht wurde mit einem Schleifmittel entfernt und jede Stirnfläche des Zylinders wurde auf einer Diamantläppeinrichtung poliert, bis die Enden des Diamantkerns eben waren und unter dem Mikroskop beobachtet werden konnten. Der Diamantkern bestand aus vielen Körnern, die fest miteinander verbunden waren, wobei umfangreiche Diamant-Diamant-Bindung ersichtlich war. Die Länge des Zylinders betrug 5,21 mm. Die Umfangsfläche des Zylinders wurde auf eine Konizität von 2 % geschliffen, soA cylinder made from a sintered mixture of tungsten carbide and cobalt (87% by weight WC, 13% by weight 0o) with an outside diameter of 8.81 mm and a length of about 6.35 mm was provided with a hole 4.32 mm in diameter. The hole was filled with synthetic diamond powder with a sieve size of 90/105 mesh / cm. The rinit filled diamond The cylinder was wrapped in a zirconium foil with a thickness of 0.013 mm and placed in the pressure chamber of the device described given for generating high pressures and high temperatures. The loading arrangement was a pressure of approximately Exposed 55 kilobars while heating it to a temperature of approximately 1550 C for 58 minutes. After cooling down the pressure was switched off and a solid cylinder was removed from the pressure chamber. The zirconium outer layer was made with An abrasive was removed and each face of the cylinder was polished on a diamond lapping device until the ends of the diamond core were flat and could be observed under the microscope. The diamond core consisted of many grains that were firmly attached to one another were connected, showing extensive diamond-diamond bonding. The length of the cylinder was 5.21 mm. The peripheral surface of the cylinder was ground to a taper of 2%, see above

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dass das dickere Ende einen Durchmesser von 8,36 mm und das dünnere Ende einen Durchmesser von 8,26 mm besass.that the thicker end has a diameter of 8.36 mm and the thinner one End had a diameter of 8.26 mm.

Aus rostfreiem Stahl (no 18-8) wurde ein Ring hergestellt, der eine Dicke von 9,52 mm und einen Aussendurchmesser von 25,4 mm besass und dessen Innenöffnung eine Konizität von 2 % aufwies, wobei der Durchmesser am grösseren Ende 7,30 mm betrug. Der Diamant-Hartmetall-Verbundzylinder wurde in die Öffnung dieses Ringes mit einer Kraft von ungefähr 227 kg eingepresst, so dass eine Anordnung entstand, welche die in Fig. 6 dargestellte Form aufwies, jedoch keinen Sicherheitsring besass. Der äussere Stahlring übte dadurch auf den Verbundzylinder eine Druckspannung von ungefähr 28 kg/mm aus.A ring was made from stainless steel (no 18-8), the one Thickness of 9.52 mm and an outside diameter of 25.4 mm and the inside opening of which had a conicity of 2%, whereby the diameter at the larger end was 7.30 mm. The diamond-carbide composite cylinder was pressed into the opening of this ring with a force of approximately 227 kg, making an arrangement arose, which had the shape shown in Fig. 6, but had no safety ring. The outer steel ring exercised through it exerted a compressive stress on the composite cylinder of approximately 28 kg / mm.

In den Diamantkern dieser Anordnung wurde zur Herstellung einer Matrize zum Ziehen von Kupferdrähten mit einem Durchmesser von 1 mm ein entsprechendes Ziehloch eingearbeitet. Mit dieser Matrizenanordnung wurden innerhalb weniger Monate über 2270 kg Kupferdraht erzeugt, der eine zum Aufbringen von Isolierlack ausgezeichnet geeignete Oberflächengüte aufwies. Die polykristalline Ziehfläche scheint die Schmierung des durch das Ziehloch hindurchgehenden Drahtes zu verbessern, indem sie Schmiermittel vom ankommenden Draht festhält. Die Matrizenanordnung wurde dann weiter zum Drahtziehen eingesetzt.In the diamond core of this arrangement, a die for drawing copper wires with a diameter of 1 mm incorporated a corresponding drawing hole. With this matrix arrangement, over 2270 kg of copper wire were produced within a few months produced, which had an excellent surface quality for applying insulating varnish. The polycrystalline drawing surface seems to improve the lubrication of the wire passing through the draw hole by removing lubricant from the incoming wire Wire holding on. The die assembly was then advanced to wire drawing used.

Beispiel 6Example 6

Ein einen Aussendurchmesser von 8,81 mm und eine Länge von 3,18 mm aufweisender Zylinder aus einem aus 87 Gew.% WC und 13 Gew.% Co bestehenden Sinterhartmetall wurde mit einer Mittelöffnung mit einemOne with an outside diameter of 8.81 mm and a length of 3.18 mm A cylinder made of a cemented carbide consisting of 87% by weight of WC and 13% by weight of Co was provided with a central opening with a

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Durchmesser von 3", 18 mm versehen. Dieser Hohlzylinder wurde in einem Zirkoniumnapf mit einer Wanddicke von O,O5 mm gegeben und die Mittelöffnung wurde mit einem Pulvergemisch gefüllt, das aus 94 Volumenprozent kubischem Bornitrid mit einer Teüchengrösse zwischen 0,1 und 10 η und 6 Volumenprozent NiAl mit einer Siebgrösse von 120/160 Maschen/cm bestand. Auf die Oberseite des im Napf befindlichen Zylinders wurden Zirkoniumscheiben gelegt und die Anordnung dann in der Druckkammer der oben beschriebenen Vorrichtung zum Erzeugen von hohen Drücken und hohen Temperaturen einem Druck von 55 Kilobar ausgesetzt und dann 54 Minuten lang auf eine Temperatur von 1550 C erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde der Druck abgeschaltet und ein Verbundzylinder entnommen. Die eine Stirnfläche des Zylinders wurde auf einer Diamantläppeinrichtung poliert, um den aus kubischem Bornitrid bestehenden Kern freizulegen. Bei Prüfung unter einem Mikroskop mit 300-facher Vergrösserung ergab sich, dass die Bindung zwischen den kubischen Bornitridkristallen und auch mit dem Hartmetallaussenmantel ausgezeichnet war. Es ist zu erwarten, dass eine unter Verwendung dieses Zylinders gebildete Matrizenanordnung besonders gut geeignet zum Ziehen von Stahl- oder Wolframdraht ist, da in diesem Falle die im Vergleich zu Diamant geringere chemische Reaktivität des kubischen Bor nitride von Vorteil sein kann.Diameter of 3 ", 18 mm. This hollow cylinder was placed in a zirconium cup with a wall thickness of 0.05 mm and the central opening was filled with a powder mixture composed of 94 percent by volume of cubic boron nitride with a particle size between 0.1 and 10 η and 6 percent by volume NiAl with a sieve size of 120/160 meshes / cm. Zirconium disks were placed on top of the cylinder in the cup and the arrangement was then placed in the pressure chamber of the above-described device for generating high pressures and high temperatures at a pressure of 55 kilobars exposed and then heated for 54 minutes at a temperature of 1550 C. After cooling, the pressure was turned off and a composite cylinder was removed. One end face of the cylinder was polished on a diamond lapping device to expose the core made of cubic boron nitride Microscope with 300x magnification showed that the bond between en the cubic boron nitride crystals and also with the hard metal outer jacket. It is to be expected that a die arrangement formed using this cylinder is particularly well suited for drawing steel or tungsten wire, since in this case the lower chemical reactivity of the cubic boron nitride compared to diamond can be advantageous.

Beispiel 7Example 7

In einen Sinterhartmetallzylinder aus 87 Gew.% WC und 13 Gew.% Co wurde ein Loch mit einem Durchmesser von 3,56 mm eingearbeitet. Der Zylinder hatte einen Aussendurchmesser von 8,81 mm und eine Länge von 3,18 mm. Der Zylinder wurde in einen Zirkoniumnapf mit einer Wanddicke von 0,05 mm eingebracht. Im unteren Teil des ZyKn-In a cemented carbide cylinder made of 87% by weight WC and 13% by weight Co a hole with a diameter of 3.56 mm was machined. The cylinder had an outside diameter of 8.81 mm and a Length of 3.18 mm. The cylinder was placed in a zirconium cup with a wall thickness of 0.05 mm. In the lower part of the ZyKn

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derloches wurde eine Schicht aus einem Wolframkarbid-Kobalt-Pulvergemisch (87 Gew.% WC, 13 Gew.% Co) leicht festgestampft. Auf das festgestampfte Pulvergemisch wurde dann ein als Drahtziehmatrize geeigneter Diamanteinkristall mit einer Dicke von ungefähr 1 ,78 mm und einem durchschnittlichen Durchmesser von 3,30 mm gelegt und um und über den Diamantkristall dann weiteres Pulvergemisch angeordnet, und unter Verwendung einer kleinen Handpresse mit einemthe holes became a layer of a tungsten carbide-cobalt powder mixture (87 wt.% WC, 13 wt.% Co) lightly tamped down. On the The tamped powder mixture then became a diamond single crystal suitable as a wire drawing die with a thickness of approximately 1.78 mm and an average diameter of 3.30 mm and then placed another powder mixture around and over the diamond crystal, and using a small hand press with a

2 durchschnittlichen Druck von ungefähr 7 kg/mm zusammengepresst.2 compressed average pressure of about 7 kg / mm.

Diese Anordnung wurde dann mit Zirkoniumblech mit einer Dicke von 0,05 mm umhüllt und in die oben erläuterte Vorrichtung zum Erzeugen von hohen Drücken und hohen Temperaturen eingebracht. Die Beschickungsanordnung wurde einem Druck von 55 Kilobar und einer Temperatur von ungefähr 1550 C ungefähr eine Stunde lang ausgesetzt. Nach Abkühlung auf 30 C wurde der Druck abgeschaltet und der Verbundzylinder entnommen. Das anhaftende Zirkonium und das die Ober- und Unterseite des Diamantkristalls bedeckende Sinterhartmetall wurde mit einem feinen Schleifmittelstrahl entfernt. Der teilweise freigelegte Diamantkristall erschien klar und intakt , obwohl seine Oberfläche leicht mattiert war, was darauf hindeutet, dass die Oberfläche durch geringfügige Reaktion mit dem umgebenden Metall angeätzt war. Dickenmessungen an dem eingebetteten Diamantkristall zeigten, dass der Verlust an Diamant vernachlässigbar war.This arrangement was then sheathed with sheet zirconium with a thickness of 0.05 mm and placed in the above-described device for producing introduced by high pressures and high temperatures. The loading arrangement was a pressure of 55 kilobars and one Exposed to a temperature of approximately 1550 C for approximately one hour. After cooling to 30 ° C., the pressure was switched off and the composite cylinder taken. The adhering zirconium and the cemented carbide covering the top and bottom of the diamond crystal was removed with a fine jet of abrasive. The partially exposed diamond crystal appeared clear and intact, despite his The surface was slightly matt, suggesting that the surface was etched from a minor reaction with the surrounding metal was. Thickness measurements on the embedded diamond crystal showed that the loss of diamond was negligible.

Die Aussenwand des Verbundzylinders wurde dann auf eine Konizität von 2 % geschliffen, so dass das eine Ende einen Durchmesser von 6,41 mm und das andere Ende einen Durchmesser von 6,35 mm aufwies. Der Verbundzylinder wurde dann in einen Ring aus der Legierung Ren6 41 eingepresst, der eine entsprechend konisch ausgestaltete Mittelöffnung besass sowie eine Dicke von 7,92 mm und einenThe outer wall of the composite cylinder was then ground to a conicity of 2% so that one end had a diameter of 6.41 mm and the other end a diameter of 6.35 mm. The composite cylinder was then pressed into a ring made of the alloy Ren6 41, which had a correspondingly conical central opening and a thickness of 7.92 mm and one

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Aussendurchmesser von 22,4 mm aufwies. Der aus der Legierung Rene" 41 bestehende Ring wurde mit Paßsitz in einen Schutzring aus rostfreiem Stahl mit einem Aussendurchmesser von 25,4 mm eingepasst. Zum Eindrücken des konischen Zylinders in den Ring aus der Legierung Rena 41 wurde eine Kraft von ungefähr 770 kg aufgewendet und die dabei auf den Zylinder ausgeübte Druckspannung wurdeOutside diameter of 22.4 mm. The ring consisting of the alloy Rene "41 was fitted with a snug fit into a protective ring made of stainless steel with an outer diameter of 25.4 mm. A force of approximately 770 kg was used to press the conical cylinder into the ring made of the alloy Rena 41 the compressive stress exerted on the cylinder

2
auf ungefähr 84 kg/mm gesc2
to about 84 kg / mm sc

in Fig. 6 dargestellte Form.in Fig. 6 shown shape.

2
auf ungefähr 84 kg/mm geschätzt. Die fertige Anordnung hatte die2
estimated at about 84 kg / mm. The finished arrangement had the

Nach Herstellung eines Ziehloches wurde die fertige Anordnung zusammen mit mehreren anderen ähnlich aufgebauten Anordnungen zum Ziehen von Wolframdraht mit einem Durchmesser im Bereich von 0,18 bis 0,30 mm verwendet.After making a draw hole, the finished arrangement was put together with several other similarly constructed arrangements for drawing tungsten wire having a diameter in the range used from 0.18 to 0.30 mm.

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Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: / 1. * Drahtziehmatrize, gekennzeichnet durch eine Kernmasse mit einem zentrisch angeordneten, doppelkonischen Durchgangsloch, die vorwiegend aus Diamant, kubischem Bornitrid oder einem polykristallinen Gemisch von Diamant und kubischem Bornitrid besteht, und durch mindestens eine Hartmetallmasse, die unmittelbar mit der Kernmasse verbunden ist sowie diese unter Bildung einer symmetrischen Abstützung umschliesst und die überwiegend aus Wolframkarbid, Titankarbid, Tantalkarbid oder einem Gemisch aus diesen Karbiden besteht und als Metall bindemittel Kobalt, Nickel, Eisen oder ein Gemisch aus diesen Metallen enthält, und weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche zwischen der Kernmasse und der Hartmetall masse frei von Hohlräumen und über einen Bereich von 1-10Ou unregelmässig und verzahnt ist./ 1. * Wire drawing die, characterized by a core mass with a centrally arranged, double-conical through hole, which is predominantly made of diamond, cubic boron nitride or a polycrystalline Mixture of diamond and cubic boron nitride consists, and at least one hard metal mass, which directly with is connected to the core mass and encloses it while forming a symmetrical support and which is predominantly made of tungsten carbide, Titanium carbide, tantalum carbide or a mixture of these carbides and cobalt, nickel, Contains iron or a mixture of these metals, and further characterized in that the interface between the core mass and the cemented carbide mass is free of cavities and irregular and toothed over a range of 1-10Ou. 2. Drahtziehmatrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernmasse vorwiegend aus polykristallinem Diamant besteht.2. Wire drawing die according to claim 1, characterized in that that the core mass consists predominantly of polycrystalline diamond. 3. Drahtziehmatrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernmasse ein Diamanteinkristall ist.3. Wire drawing die according to claim 1, characterized in that that the core mass is a single diamond crystal. 4. Drahtziehmatrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernmasse vorwiegend aus polykristallinem kubischem Bornitrid besteht.4. wire drawing die according to claim 1, characterized in that that the core mass consists predominantly of polycrystalline cubic boron nitride. - 28 -- 28 - 409840/0792409840/0792 5. Drahtziehmatrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernmasse im wesentlichen die Gestalt eines Zylinders aufweist und die Hartmetallmasse die Form eines diesen Zylinder umschliessenden Mantels besitzt.5. wire drawing die according to claim 1, characterized in that that the core mass has essentially the shape of a cylinder and the hard metal mass has the shape of this cylinder owns enclosing jacket. 6. Drahtziehmatrize nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Zylinder und Mantel bestehende Verbundkörper die Form eines Kegelstumpfes besitzt.6. wire drawing die according to claim 5, characterized in that the composite body consisting of the cylinder and jacket Has the shape of a truncated cone. 7. Drahtziehmatrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Kernmasse und Hartmetallmasse bestehende Verbundkörper mit Preßsitz in einem hohe Zugfestigkeit aufweisenden Ringkörper sitzt.7. wire drawing die according to claim 1, characterized in that that the composite body consisting of core mass and hard metal mass with a press fit in an annular body having high tensile strength sits. 8. Drahtziehmatrize nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,8. wire drawing die according to claim 7, characterized in that dass die Aussenwandung des Verbundkörpers dauernd unter einerthat the outer wall of the composite body permanently under a 2 Druckspannung von mindestens ungefähr 7 kg/mm steht.2 compressive stress of at least approximately 7 kg / mm. 9. Drahtziehmatrize nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper aus Metall besteht.9. wire drawing die according to claim 7, characterized in that the ring body consists of metal. 10. Drahtziehmatrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der Kernmasse und der Hartmetallmasse bestehende Verbundkörper die Form eines Kegelstumpfes hat.10. Wire drawing die according to claim 1, characterized in that the composite body consisting of the core mass and the hard metal mass has the shape of a truncated cone. 11. Drahtziehmatrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernmasse von der Hart m· ^aI I masse sowohl seitlich als auch peripher umschlossen ist.11. wire drawing die according to claim 1, characterized in that that the core mass of the Hart m · ^ aI I mass both laterally as is also enclosed peripherally. 409840/i ^if>2409840 / i ^if> 2