DE622823C - Verfahren zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, bei denen harte Schneidteilchen in eine tragende Grundmassen aus sinterungsfaehigen Stoffen eingebettet sind - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, bei denen harte Schneidteilchen in eine tragende Grundmassen aus sinterungsfaehigen Stoffen eingebettet sindInfo
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- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
9. DEZEMBER 1935
9. DEZEMBER 1935
REiCHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 491 GRUPPE
y - 4-T3l54ll49l
Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. Mai 1934 ab
ist in Anspruch, genommen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, insbesondere
zur Herstellung von Diamantbohrern, bei dem harte Schneidteilchen, zum
Teil in eine tragende Grundmasse aus sinterungsfähigen Stoffen eingebettet sind.
Bei bekannten Schneidwerkzeugen dieser Art bereitete es Schwierigkeiten, Diamantbohrer
herzustellen, bei denen bestimmt
ίο zueinander gelagerte Diamanten in einer
zähen, plastischen Masse von verhältnismäßig niedrigem Schmelzpunkt eingebettet sind.
Insbesondere bereitete es Schwierigkeiten, Diamantbohrer herzustellen, bei denen die
Schneidteilchen um den gleichen Betrag aus der Grundmasse, von welcher sie getragen
werden, insbesondere einer sinterfähigen Masse, herausragen. Das teilweise Freilegen
der Diamanten wurde bisher dadurch erreicht, däß Teile der Graphitmasse, welche die
Diamanten enthielt, entfernt wurden und darauf eine metallische Masse 11m die
Diamanten herumgepreßt und gesintert wurde. Auch hat man versucht, an der
Stirnfläche schneidende Bohrer dadurch herzustellen, daß man in einzelne Löcher einer
Form Diamanten einsteckte und den darüber befindlichen Raum mit einem kobalthaltigen
Wolframcarbid, das unter Druck gesintert wurde, ausfüllte. Derartige Verfahren sind
jedoch unzweckmäßig, da sie sehr langwierig sind und verhältnismäßig große Diamanten
erfordern. Die Nachteile der bekannten Verfahren sollen durch das Verfahren gemäß
der Erfindung vermieden werden.
Erfindungsgemäß werden Schneidwerkzeuge, bei denen harte Schneidteilchen, z. B.
aus Diamant, zum Teil in eine tragende Grundmasse aus sinterungsfähigen Stoffen
eingebettet sind, dadurch hergestellt, daß in 40, eine dem Profil des Schneidwerkzeuges entsprechende
Form aus widerstandsfähigem Werkstoff, z.B. Kohle, eine plastische zähe
Masse, z. B. aus Stärkekleister, mit gleicher Schichthöhe aufgetragen wird, in welche die
Schneidteilchen bis zum Berühren der Formwand eingebracht werden; danach wird der
übrige Teil der Form mit einer sinterungsfähigen Masse, die nach erfolgter Sinterung
als Grundmasse für die Schneidteilchen dient,_5o ausgefüllt, und es wird auf die Grundmasse
vor oder gleichzeitig mit der Sinterung ein so hoher Druck ausgeübt, daß die Schneidteilchen
allseitig dicht von der Sintermasse
umgeben sind. Die plastische zähe Masse,
z. B. aus. Stärkekleister, kann nach erfolgter . Herstellung, des Schneidwerkzeuges durch
Abbürsten mit einer Drahtbürste oder mit Hilfe eines Sandstrahlgebläses entfernt
werden. '
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es
stellen dar:
ίο Abb. ι eine perspektivische Ansicht· des
unteren Teiles eines Diamantbohrers.
Abb. 2 eine perspektivische Ansicht desselben Bohrers, welcher mit einem Stahlhalter oder Schaft durch Hartlöten oder
Schweißen verbunden ist, .
Abb. 3 einen Vertikalschnitt durch den
Bohrer gemäß Abb. 2,
Abb. 4 die einzelnen zur Durchführung des
Verfahrens erforderlichen Teile der erfindungsgemäßen Einrichtung, *.
Ahb.-5 eineAnsicht der Vorrichtung gemäß Abb. 4, teils in Ansicht, teils im Schnitt,
Abb. 6 die Gesamtvorrichtung, zur Herstellung von Bohrern gemäß den Abb. ι bis 3
2S und ' " '^
Abb. 7 eine perspektivische Ansicht der
Vorrichtung gemäß Abb. 6.
Die zur Durchführung des neuen Verfahrens verwendete Vorrichtung besitzt eine
;3o Graphitform 1 mit einer zentralen Bohrung 2
und einer Profilrinne 3, die dem Profil des herzustellenden Schneidwerkzeuges angepaßt
ist und im vorliegenden Falle, einen halbkreis-' förmigen Querschnitt aufweist. Eine Metallkappe,
mit einem Ring 4 schließt sieh dicht .der Form J an und besitzt einen Tnnendurchmesser,
der um wenig kleiner ist als der Außendurchmesser - der Profilrinne 3. Ein
Metalipfrppfen 5 besitzt einen Flansch &,
dessen .Durchmesser um wenig größer ist .als
der Innendurchmesser der Profilrinne 3; der Pfropfen 5 ragt in die öffnung 2 der Form
hinein. Zum Einfügen und "Herausnehmen ist der Pfropfen 5 mit einem Handgriff versehen,
·
Eine plastische .Massen die aus einem Gemisch fein verteilter Stoffe, wie beispielsweise
Graphit, Schleifmittelteilchen. aus
Siliciumcarbid, Stärkemehl _ und "Wasser,
bestehen kann, wird auf die Profilrinne 3 aufgetragen, ,so daß, sich eine Schicht 8.mit
gleichmäßiger Schichtdicke ergibt ., Die
plastische Masse kann auf/ verschiedene
Weise aufgetrageji werden, beispielsweise
durch Aufspritzen, durch Pressen mittels eines Profilstempels oder durch Anwendung
_einer drehbaren Schablone, die um eine durch, die Mitte der Form gehende Achse bewegbar
ist. Die Schablone kann auch am Ring 4 bzw- am Flansch 6 geführt werden. Besonders
zweckmäßig ist es, die. Schicht 8 dadurch aufzutragen, daß eine genügende Menge der
pastenförmigen Masse in die Profilrinne 3 eingebracht wird und die Form 1 auf einer
Drehbank in Umdrehung versetzt wird, wobei die gleiche Schichthöhe der pastenförmigen
Masse durch ein entsprechend profiliertes Werkzeug erzielt werden kann.
Nachdem die Lage 8 hergestellt worden ist, werden der Ring 4 und der Pfropfen 5
entfernt und eine Anzahl halbzylindrischer Graphitteilchen 9 auf die Schicht 8 aufgelegt.
Diese Teile besitzen im wesentlichen das gleiche Profil wie die Rinne 3 und
dienen der Herstellung von Wassernuten im fertiggestellten Bohrer.
Die Dicke der Schicht 8 wird üblicherweise angenähert einem Viertel der Dicke der
Diamanten 10 gewählt, die in dem Bohrer zur Anwendung kommen sollen. Wenn die
Diamanten 10 groß genug sind, werden, sie
von Hand in die Masse 8 bis zum Berühren mit.der Formwand eingebracht. Hierdurch
hat man die Gewähr dafür, daß die Schneid-' bahn eines jeden Diamanten mit der Oberfläche
der Profilrinne 3 unbedingt zusammenfällt. Die Diamanten ragen über das bestimmt
vorgeschriebene Profil nicht hinaus, stehen andererseits auch nicht zurück, so daß
gleichzeitig sämtliche Diamanten an dem Schneidvörgang bei der Herstellung eines
bestimmten Profiles teilnehmen. Die Diamanten können bei diesem Verfahren auch mit
einer bestimmten Richtung in die Masse 8 eingebracht werden, was dann zweckmäßig
sein kann, wenn die Drehrichtung des Schneidwerkzeuges nur nach einer Richtung hin verläuft.
Wenn die Diamanten so klein sind, daß ihr Einbringen in die Schicht 8 von Hand
Schwierigkeiten bereitet und auch kleine Zangen oder Pinzetten nicht mehr geeignet
sind, so. können sie auch auf die plastische Masse aufgeschüttet werden; in diesem Falle
ist es zweckmäßig, eine etwas plastischere Masse 8 zu verwenden als in dein Falle, wo
größere Diamanten zur Verarbeitung kommen. Die Diamanten haften auf der plastischen
Masse besser und können rascher nach unten sinken, so daß sie mit größerer Gewähr mit.no
der Formwand in Berührung kommen, wodurch
das gleichzeitigeArbeiten aller Diamanten gewährleistet ist. Nachdem die Diamanten
in die Profibrinne 3 geschüttet worden
sind, kann die- Form r umgekippt werden, so daß alle die; Diamanten wieder entfernt werden,
die- auf der Oberfläche der plastischen Masse nicht haften bleiben. Man erreicht
dadurch, daß nur eine einzige Schicht von Diamanten zur Anwendung gelangt und jeder
der im Werkstück verarbeiteten Diamanten an dem Schneidvorgang tatsächlich teilnimmt.
- Nachdem die Diamanten in die plastische Schicht 8 eingebracht worden sind, wird ein
Graphitblock 11 in die öffnung 2 der Form 1
eingesetzt. Der Durchmesser des oberen Teiles des Blockes oder Pfropfens n ist
etwas größer als der innere Durchmesser der Profilrinne 3, wie aus Abb. 6 hervorgeht. Auf
die Form 1 wird ein Graphitring 12 aufgesetzt, der einen Außendurchmesser besitzt,
der im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Form 1 ist und dessen Innendurchmesser
etwas kleiner ist als der Außendurchmesser der Profilrinne 3; auf diese
' Weise wird ein Ringraum 13, zwischen der Innenwand des Ringes 12 und dem oberen
Teile des Pfropfens 11 gebildet. Darauf wird ein pulverförmiger Werkstoff, der als tragende
Grundmasse für die Diamanten dienen soll, in die Rinne 3 geschüttet, so daß diese
vollkommen und teilweise auch.noch der Ringraum 13 gefüllt sind. Ein hohlzylindrispher
Graphitstempel 14 wird nun in den Ringraum 13 eingebracht, und die so vereinigten Teile
werden von Kohleblöcken 15 und 16 umgeben,
die halbzylindrische Ausnehmungen besitzen, in die die Form 1 und der Ring 12 hineinpassen.
Die Kohleblöcke besitzen weiterhin halbzylindrische Ausschnitte, durch die der
Stempel 14, wie aus Abb. 6 und 7 ersichtlich
ist, hindurchragt. Die Kohleblöcke 15 und 16 können in irgendeiner Weise unterstützt sein;
sie können, zwischen wassergekühlten Kupferelektroden
17 und 18 gehalten sein, die mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten
elektrischen Energiequelle verbunden sind. Wenn ein Stromkreis über die Elektroden
17 und 18 und die Kohleblöcke 15 und 16 geschlossen wird, erhitzt sich das pulverförmige
Material in der· Profilrinne 3 bis auf seine
4.0 Sintertemperatur, und es wird gleichzeitig auf das pulverförmige Material mittels des
Preßstempels 19 ein Druck ausgeübt, wodurch das plastische, sinternde Material dicht um
die Diamanten 10, soweit diese sich außerhalb der Schicht 8 befinden, herumgepreßt wird.
Die Schicht 8, welche vor Anwendung der Hitze einen plastischen Aggregatzustand besitzt,
stellt nach der Erhitzung eine gipsartige Masse dar, die durch eine Drahtbürste
o. dgl,, leicht entfernt werden kann.
Nach dem Sinter- und Preßvorgang hat der untere Bohrerteil die mit 20 in Abb. 1
dargestellte Gestalt. Die Rinnen 21 sind an den Stellen vorhanden, an denen in der Form
die Graphitteile 9 sich befanden. Die Rinnen ermöglichen, daß während des Bohrvorganges
Wasser vom Innern des Bohrers nach außen fließen kann. Der untere Teil des Bohrers
kann beispielsweise durch Hartlöten oder Schweißen mit einem Schaft 22, wie in den
Abb. 2 und 3 dargestellt, verbunden sein.
Die plastische Masse 8 hat zwei Aufgaben zu erfüllen: erstens hält sie die Diamanten
bis zum Preß- und Sintervorgang in bestimmter Lage fest, und zweitens füllt sie den Raum zwischen dem pulverförmigen
Sintermaterial und der Formwand aus, wodurch verhindert wird, daß die Diamanten
vollkommen von der tragenden Grundmasse während des Preß- und Sintervorganges umgeben
werden.
Die Schicht 8 kann aus verschiedenen Werkstoffen gebildet sein. Wenn die Diamanten
in dem ,gebrauchsfertigen Bohrer nur um einen geringen Betrag aus der tragenden
Grundmasse herausragen sollen, so muß die plastische Masse sehr dünnschichtig aufgetragen
werden, und es besteht die Gefahr, daß die Diamanten von dieser nicht in der
richtigen Lage gehalten werden können. In diesem Falle kann die plastische Masse 8 im
wesentlichen aus pulverförmigem Metall, das mit einer Paste aus Stärkekleister o. dgl. gemischt
ist, bestehen, und die plastische Masse kann so dick angerührt sein, daß sie trotz
ihrer geringen Schichthöhe die Diamanten vorübergehend in ihrer erforderlichen Lage
zu halten vermag. Nachdem der Bohrer hergestellt ist, kann das mit Stärkekleister vermischte
gesinterte Metall durch ein Sandstrahlgebläse entfernt werden, wodurch die Diamanten um den gewünschten Betrag freizulegen
sind. Für die Herstellung der plastischen Masse kann dasselbe Metall verwendet
werden, das als tragende Grundmasse um den oberen Teil der Diamanten herumgebracht
ist.
An Stelle Diamantbohrer herzustellen, kann das neue Verfahren auch zur Herstellung
, anderer Schneidwerkzeuge unter Verwendung anderer Schneidteilchen als Diamanten verwendet werden. Wenn Diamanten verwendet
werden, so lassen sich vorzugsweise dunkle Diamanten benutzen, obwohl auch helle Diamantsplitter geeignet sind.
Verschiedenartige Metallzusammensetzungen können als tragende, sinterungsfähige
Grundmasse verwendet werden. Vorzugsweise benutzt man ein Gemisch von Wolframcarbid
und Kobalt, wobei der Gehalt an Kobalt von wenigen Prozenten bis zu
20 °/0 des Gemisches ausmachen kann. Diese
Zusammensetzung hat als tragende Grundmasse für Diamanten den großen Vorzug, da
sie die Diamanten beim Sintervorgang sehr dicht umschließt und eine gut haftende Verbindung
herstellt. Gemische von Wolframcarbid und Kobalt besitzen überdies! !nahezu
den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie Diamanten, so daß bei Temperaturänderungen
des Schneidwerkzeuges zwischen den Diamanten und der tragenden Grundmasse keine
zusätzliche^.; Spannungen \äuf treten /können.
Die S inter temperatur der genannten Gemische liegt in der Nähe von 13000C, d.h. unterhalb
der Temperatur, bei der ein Graphitisieren der Diamanten oder eine sonstige Beeinflussung
derselben eintreten kann.
Als brauchbar für die tragende Grundmasse
bei Verwendung von Diamanten -haben sich auch Metallzusammensetzungen, die als Stellite
bekannt sind, erwiesen, die aus etwa, 13,2
bis 36 °/o Chrom, 34,5 bis 75 °/0 Kobalt und
5 bis 40 % aus einem Metall der' Gruppe des
periodischen Systems, dem Wolfram und Molybdän angehören, bestehen. - Solche; Zusammensetzungen
haben in gleicher Weise den Vorzug, daß sie dieDiamanten gjiteinbettenund
festhalten. Diese Metallzusammensetzungen zeichnen sich überdies durch ihre Zähigkeit
sowie dadurch aus, daß sie eine Sintertempeao ratur besitzen, die unterhalb der Sintertemperatur
der mit einem Bindemittel, gesinterten
Garbide liegt, so daß einte· Gefahir der
. Graphitisierung oder Beschädigung, der Diamanten
in noch höherem Maße ausgeschlossen ist. Durch die Anwendung niedrigerer Sintertemperatür
wird auch die Wirtschaftlichkeit; gesteigert. Andererseits besitzen die mit
Wolfram; als Bindemittel gesinterten ; Garbide
den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie. !o Diamanten, sie sind härter und dabei mindestens
ebenso zähe wie die Stellite oder andere in Betracht kommende Werkstoffe.
Bohrer und andere Schneidwerkzeuge, die nach dem Verfahren und mit einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung hergestellt werden, haben den Vorzug, daß die Schneidteilchen,
insbesondere also die Diamanten, in dieGrundmasse um einen ganz bestimmten Betrag eingebettet
werden können. Sie. besitzen, weiterhin den Vorteil, daß alle Schneidteilchen um
die gleicheiTänge aus der Grundmasse heraus-
ragen, So daß alle Diamanten gleichzeitig wirksam sind und sich ein Maximum an
Schneidleistung ergibt.
Claims (3)
- Patentansprüche:i. Verfahren zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, bei denen harte Schneidteilchen, z. B. aus Diamant, zum ; Teil in 'eine tragende Grundmasse aus sinterungsfähigen. Stoffen eingebettet sind, dadurch, gekennzeichnet, daß in eine dem Profil des Schneidwerkzeuges entsprechende Form (1, 3) aus widerstandsfähi- ■ , gern Werkstoff, z.B. Kohle, eine plastische, zähe Masse (8) mit gleicher Schichthöhe · aufgetragen wird, in welche die Schneid- · - teilchen (10) bis zum Berühren der Formwänd eingebracht werden und daß -der übrige Teil der Form mit einer sinte- 6p rtfhgsfähigen Masse (i'3),- die nach er-. folgter Sinterung als Grundmasse für die Schneidteilchen dient, ausgefüllt wird und auf die vor oder gleichzeitig mit der Sinterung ein so hoher Druck ausgeübt wird, daß die Schneidteilchen (10) äll-' seitig dicht von der Sintermasse (13) umgebensind, ; ;
- 2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung einer solchen plastischen, zähen Masse (8), z, B. Stärkekleister, die nach erfolgter Herstellung des Schneidwerkzeuges durch Abbürsten mit einer Drahtbürste oder mit-- Hilfe eines Sandstrahlgebläses entfernt ' werden kann.
- 3. Verfahren nach Anspruch. 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine. Grundmasse (13), bestehend aus angenähert 34 Ms 75 °/o Kobalt, 13 bis 36 °/o Chrom und 5 bis 40 °/o Wolfram oder Molybdän,: verwendet wird.Hierzui Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA73154D DE622823C (de) | 1934-05-08 | 1934-05-08 | Verfahren zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, bei denen harte Schneidteilchen in eine tragende Grundmassen aus sinterungsfaehigen Stoffen eingebettet sind |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA73154D DE622823C (de) | 1934-05-08 | 1934-05-08 | Verfahren zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, bei denen harte Schneidteilchen in eine tragende Grundmassen aus sinterungsfaehigen Stoffen eingebettet sind |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE622823C true DE622823C (de) | 1935-12-09 |
Family
ID=34917042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA73154D Expired DE622823C (de) | 1934-05-08 | 1934-05-08 | Verfahren zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, bei denen harte Schneidteilchen in eine tragende Grundmassen aus sinterungsfaehigen Stoffen eingebettet sind |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE622823C (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE767569C (de) * | 1939-01-04 | 1952-12-08 | Fried Krupp A G | Hartmetallformkoerper |
DE909652C (de) * | 1937-02-24 | 1954-04-22 | Vacuumschmelze Ag | Gesinterter Halter fuer die Diamanten von Diamantwerkzeugen und Verfahren zu seiner Herstellung |
DE1135813B (de) * | 1956-09-13 | 1962-08-30 | Molins Machine Co Ltd | Umlaufendes Kreismesser zum Schneiden von Zigarettenstraengen od. dgl. sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
DE1151158B (de) * | 1956-07-02 | 1963-07-04 | Guenther Koech | Verfahren zur Erzeugung von feinrauhen Arbeitsflaechen an metallischen Werkstuecken durch elektrolytisches und/oder chemisches AEtzen |
DE1627793B1 (de) * | 1966-09-29 | 1971-04-15 | Takakita Akira | Verfahren zur Herstellung einer Deckschicht |
-
1934
- 1934-05-08 DE DEA73154D patent/DE622823C/de not_active Expired
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE909652C (de) * | 1937-02-24 | 1954-04-22 | Vacuumschmelze Ag | Gesinterter Halter fuer die Diamanten von Diamantwerkzeugen und Verfahren zu seiner Herstellung |
DE767569C (de) * | 1939-01-04 | 1952-12-08 | Fried Krupp A G | Hartmetallformkoerper |
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