DE69315242T2

DE69315242T2 - Schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE69315242T2
Application number: DE69315242T
Authority: DE
Inventors: Steven J Brox
Original assignee: Norton Co
Current assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 1992-03-09
Filing date: 1993-03-08
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: US5326195A; JP3052977B2; DE69315242D1; EP0560253A1; EP0560253B1; JPH0623615A; CA2089121A1; CA2089121C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug.
Der Stand der Technik ist voll mit einer Vielfalt von Schneidwerkzeugen mit verschiedenen Ausführungen und Aufbauzusammensetzungen. Verschiedene Arten von Diamantzusammensetzungen sind verwendet worden, um das Schneidvermögen und den Verschleiß solcher Werkzeuge zu verbessern. Der am meisten verbreitete bei Schneidwerkzeugen eingesetzte Diamanttyp ist ein Diamantformteil. Diamantformteile sind eine Mischung aus einem Binder wie zum Beispiel Kobalt und Diamantpulver. Solche Diamantformteile sind relativ dick, z.B. etwa 2,03 mm (etwa 0,080"), und weisen eine relativ kurze Länge auf, z.B. ein Höchstmaß von etwa 1,65 mm (etwa 0,065"). Um solche Diamantformteile in Nute von z.B. einem Schaftfräser einzubauen, ist es notwendig, eine bedeutende Menge des die Nut bildenden Werkzeuggrundmaterials zu entfernen, so daß eine Tasche (ein Kanal) für das Einfügen des Diamantformteils geformt wird. Als Folge der Entfernung des Werkzeuggrundmaterials aus der Nut wird die Nut geschwächt. Um ein Werkzeug mit einem Scherwinkel größer als 0º herzustellen, muß die Nut abgeschrägt werden, was das wegschneiden von noch mehr Nutmaterial erfordert. Die Kombination der Nutfurchung zur Anpassung des Diamantformteils und das Abschrägen der Nut für die Schaffung eines Scherwinkels schwächt das Werkzeug und macht es ungeeignet für den Gebrauch bei Anwendungen mit großer Scherung. Außerdem enthält der Diamantformteil Kobalt, das mit dem Werkzeuggrundmaterial reagieren und es bewirken kann, daß der Diamantformteil überhitzt und während des Gebrauchs verschlissen wird. Folglich ist noch kein Diamantschaftfräser als Massenprodukt auf den Markt gebracht worden.
Als ein Versuch zur Lösung dieses Problems ist ein mit einer Nut versehenes Drehwerkzeug aus Hartmetall entwickelt worden, bei welchem der Schneidteil mit einer dünnen Schicht aus polykristallinem Diamant durch ein synthetisches Gasphasenverfahren überzogen wird. Das Problem bei dieser Vorgehensweise besteht darin, daß sich die Haftung zwischen dem Hartmetall und dem Diamantfilm als nicht ausreichend herausgestellt hat, um das Abschälen des Diamantfilms während des Gebrauchs zu verhindern.
Das US-Patent Nr. 5.070.748 offenbart schraubenförmige mit einer Nut versehene Werkzeuge, die eine zweistückige Konstruktion darstellen, d.h. der Schneidbereich wird durch Elektroentladungszerspanen (EDM), gefolgt vom Packen in einen polykristallinen Diamantkomplex und dem isostatischen Warmpressen für das Festhalten des Komplexes in seiner Lage gebildet. Dieser Rohling wird dann bis zur gewünschten Endform geschliffen und mit einer Standardtechnologie an einen Wolframkarbidschaft hartgelötet, welcher dazu konzentrisch geschliffen ist. Ein größeres Problem bei diesem Werkzeug besteht darin, daß darauf vertraut wird, daß das Lot alle beim Schneiden auftretenden Kräfte aufnimmt, und das kann das Lot nicht aushalten und hält es nicht aus. Tatsächlich fielen bei Tests von gemäß dieser Patentschrift angefertigten Werkzeugen für Anwendungen in der Verbundmaterialbearbeitung die Werkzeuge aufgrund des Versagens des Hartlots sehr vorzeitig aus. Ferner schälte die Schraube bei der Verbundmaterialbearbeitung das Verbundmaterial in der Richtung der Schraube - ein unannehmbares Ergebnis.
Das US-Patent Nr. 5.020.394 offenbart noch ein anderes Verfahren zur überwindung des Problems, das von den Werkzeugen des Standes der Technik begegnet wird. Das Werkzeug wird durch Bildung eines polykristallinen Diamantfilms in einem synthetischen Gasphasenverfahren auf der Oberfläche eines Substrats hergestellt, welches einem schraubenförmigen Schliff unterzogen worden ist; dann wird das Produkt einer chemischen Behandlung zur Entfernung nur des Substrats unterzogen, der sich ergebende Diamantfilm in einer mit einer Nut versehenen Form wird auf wenigstens einen Teil der Kratzseite eines Werkzeuggrundmetalls hartgelötet und das hartgelötete Werkzeuggrundmetall wird einer Bearbeitung einer Flankenfläche für die Formung einer Schneidkante unterzogen. Die hergestellten Werkzeuge sind aufgrund der erforderlichen komplizierten Technologie sehr teuer und außerdem wird ein zweistufiger Hartlötprozeß verwendet, der sowohl teuer ist als auch zu einer qualitativ schlechten Verbindung führt.
Demgemäß z.B. von US-A 5.020.394 ausgehend, welches den jüngsten Stand der Technik darstellt, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mit einer Nut versehenes Schneidwerkzeug mit einer Diamantschneidoberfläche zu entwerfen, welche dauerhaft und preiswert zu fertigen ist. Diese Aufgabe wird durch das Schneidwerkzeug des unabhängigen Anspruchs 1 erfüllt. Weitere vorteilhafte Eigenschaften, Gesichtspunkte und Einzelheiten der Erfindung sind aus den abhängigen Ansprüchen offensichtlich.
Die Erfindung schafft ein Schneidwerkzeug mit einem Diamantfilm, hauptsächlich ein mit einer Nut versehenes Werkzeug, das als Bestandteil seiner Schneidfläche einen Diamantfilm umfaßt. Die Schneidwerkzeuge, zum Beispiel Schaftfräser, können mit Scherwinkeln bis hinauf zu etwa 250 hergestellt werden.
Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein mit einer Nut versehenes Schneidwerkzeug mit einer Diamantschneidoberfläche zu entwerfen, das eine Schneidoberfläche mit einem Scherwinkel von mehr als 0º aufweist.
Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein mit einer Nut versehenes Schneidwerkzeug zu entwerfen, bei welchem der Winkel der Kratzfläche (Kratzwinkel) ohne weiteres eingestellt werden kann.
Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem besonderen Gesichtspunkt ein Schneidwerkzeug mit einem Körperelement mit einem Innenkern und einer Außenoberfläche Das Körperelement ist mindestens entlang einem Bereich seiner Lange mit einer Nut versehen und umfaßt mindestens zwei mit einer Nut versehene Abschnitte. Das Ausmaß der Nutung, die Anzahl der mit einer Nut versehenen Abschnitte, die Form der Nut und die Länge der Nut hängen vom speziellen Werkzeug ab. Jeder der mit einer Nut versehenen Abschnitte bildet einen keilförmigen Abschnitt mit einer Schneidfläche (Kratzfläche) und eine Flankenfläche, welche sich schneiden. Die Schneidfläche und die Flankenfläche erstrecken sich auswärts vom Kern des Werkzeugkörperelements, wo sich die beiden Flächen schneiden, zur Außenoberfläche des Körperelements hin.
Die Schneidoberfläche ist so gestaltet, daß sie einen Scherwinkel von 0º oder mehr aufweist, vorzugsweise mehr und hinauf bis zu etwa 25º. Wie es hierin definiert ist, ist der "Scherwinkel" der Winkel zwischen der Ebene, die vom obersten Bereich oder Schneidkantenbereich der Schneidfläche gebildet wird, und einer Ebene senkrecht zur Bearbeitungsoberfläche.
Die Schneidfläche umfaßt einen geschlitzten Bereich oder eine geschlitzte Tasche etwa an dem Schneidkantenbereich der Schneidfläche, welcher oder welche sich parallel zu und benachbart zu der Außenoberfläche des Körperelements erstreckt. Innerhalb des geschlitzten Bereichs ist ein polykristalliner Diamantfilm angeordnet, welcher mit der Oberfläche der Schneidfläche über dem Schlitzbereich des geschlitzten Kanals fluchtet und mit der Außenoberfläche des Körperelements fluchtet.
Der Diamantfilm kann mit Dicken von etwa 0,15 bis 1,02 mm (etwa 0,006 bis 0,040") hergestellt werden. Folglich muß das Furchen der mit einer Nut versehenen Abschnitte nicht sehr viel von dem Material des Körperelements für die Anpassung des Diamantfilms entfernen. Das Ergebnis ist ein stärkeres und dauerhafteres Werkzeug. Außerdem ermöglicht es der Schlitz, daß der Diamantfilm sicher angebracht werden kann, was für eine äußerst dauerhafte Schneidoberfläche förderlich ist.
Obwohl das Konzept der Verwendung eines geschlitzten Kanals, der mit einem Diamantfilm gefüllt ist, bei einer Reihe von verschiedenen Werkzeugen angewendet werden kann, ist es besonders geeignet für die Anwendung bei runden oder zylindrischen Werkzeugen wie Schaftfräsern (schneiden an den Seiten und Enden), Einsätzen für Plattenfräsapparate (gleich wie Schaftfräser, nur für Arbeiten mit schnellerer Geschwindigkeit und größerem Zwischenraum), Bohrern (machen Löcher mit bestimmtem Durchmesser), Ahlen (gestalten die Größe und Form eines Bohrlochs), Senkereinsätzen (formen den obersten Teil oder den Boden eines Bohrlochs für die Aufnahme einer Schraube, Niete oder anderer Befestigungselemente) und dergleichen.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Schneidwerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Vorderansicht entlang der Linie 2-2 des Werkzeugs der Fig. 1.
Fig. 3 ist eine auseinandergezogene Vorderansicht des geschlitzten Kanals der Fig. 2.
Fig. 4 ist eine Vorderansicht eines anderen Schneidwerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine Vorderansicht noch eines anderen Schneidwerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen zeigen Fig. 1 - 3 einen Schaftfräser 10 mit einem Körperelement 11 mit zwei mit einer Nut versehenen Abschnitten 12 und 14. Jeder mit einer Nut versehene Abschnitt weist eine Schneidfläche (Kratzfläche) 16 und eine Flankenfläche 18 auf. Wie es am besten in Fig. 3 gezeigt ist, ist in der Schneidfläche 16 etwa an dem Schneidkantenbereich 20 ein geschlitzter Kanal 22 angeordnet. Der geschlitzte Kanal 22 weist einen darin angeordneten polykristallinen Diamantfilm 24 auf. Nur der Bereich des Diamantfilms, welcher sich über die Länge x entlang der Oberfläche der Schneidfläche 16 erstreckt, ist nicht innerhalb des Schlitzbereichs des geschlitzten Kanals 22 aufgenommen, der sich über die Länge y entlang der Schneidfläche 16 erstreckt. Der Schlitzbereich ist an beiden Seiten entlang seinem Grund 23 durch das das Körperelement bildende Material 11 begrenzt. Der Schlitz verankert den Diamantfilm 24 fest in dem Körperelement 11. Wie es am besten in Fig. 1 gezeigt ist, erstreckt sich der geschlitzte Kanal 22 eine Strecke DL entlang nur einem Bereich des mit einer Nut versehenen Abschnitts. Diese Strecke DL wird von dem Endgebrauch des Werkzeugs und der Länge der Nut abhängen. Zum Beispiel kann die Strecke DL etwa gleich lang wie die Nut sein, oder wie gezeigt weniger lang als die Nut sein. Der Diamantfum 24, welcher in dem geschlitzten Kanal 22 aufgenommen ist, kann einstückig sein, oder es können zwei oder mehrere Abschnitte eingefügt werden. Gegenwärtig sind Diamantfilme mit den hierin beschriebenen Dicken in Längen bis hinauf zu etwa 10,2 cm (etwa 4") verfügbar.
Der geschlitzte Kanal kann eine beliebige geeignete Länge und Breite aufweisen. Im allgemeinen beträgt die Breite des geschlitzten Kanals etwa 0,25 bis 1,02 mm (etwa 0,010 bis 0,040") und am besten etwa 0,38 bis 0,63 mm (etwa 0,015 bis 0,025"). Die Länge des geschlitzten Kanals beträgt etwa 0,63 bis 10,2 cm (etwa 0,25 bis 4"), insbesondere etwa 1,27 bis 5,1 cm (etwa 0,5 bis 2") und am besten etwa 1,27 bis 3,81 cm (etwa 0,5 bis 1,5"). Der geschlitzte Bereich y ist im allgemeinen etwa 1,88 bis 5,1 cm (etwa 0,75 bis 2") lang und der freiliegende Schneidbereich x ist im allgemeinen etwa 1,27 bis 3,81 cm (etwa 0,5 bis 1,5") lang.
Die Gestaltung des geschlitzten Kanals ermöglicht es, daß der Diamantfilm sicher in dem Werkzeug angebracht wird, was zu einem robusten Werkzeug führt. Da der Diamantfilm zu Dicken von nur etwa 0,15 bis 10,2 mm (0,006 bis 0,40") gebildet werden kann, kann die Breite w des geschlitzten Kanals auf einem Mindestmaß gehalten werden, wodurch sich ein strukturell besseres Werkzeug gegenüber jenen des Standes der Technik ergibt. Außerdem kann, wie es in Fig. 1 und 3 gezeigt ist, die Schneidoberfläche so geformt sein, daß sie einen größeren Scherwinkel als 0º aufweist, vorzugsweise etwa 5 bis 25º und insbesondere etwa 10 bis 15º. Fig. 3 zeigt ein Werkzeug mit einem Scherwinkel von etwa 15º. Als Folge des vergrößerten Scherwinkels ist die Schneidwirkung solch eines Werkzeugs gegenüber den Werkzeugen des Standes der Technik mit Scherwinkeln von 0º merklich verbessert.
Der Schaftfräser der Fig. 1-3 wird vorzugsweise hergestellt, indem zuerst die geschlitzten Kanäle in ein zylindrisches Körperelement 11 maschinell erzeugt werden. Das wird mit herkömmlichen Techniken wie zum Beispiel Schleifen, Fräsen oder Elektroentladungszerspanen (EDM) durchgeführt. Die mit einer Nut versehenen Abschnitte 12 und 14 werden dann mit einer ähnlichen Technik maschinell erzeugt. Der Diamantfilm wird dann geformt und vorzugsweise durch Laserschneiden bis zur Spezifikation bearbeitet, um ihn für die Einpassung in den geschlitzten Kanal 22 geeignet zu machen. Dann wird der Diamantfilm in den geschlitzten Kanal angebracht, vorzugsweise durch eine Standardtechnik des reaktiven Hartlötens unter Verwendung einer reaktiven Metallhartlotpaste. Reaktive Metallhartlote sind in dem Fachgebiet gut bekannt und basieren im allgemeinen auf Silber, Gold, Palladium und dergleichen, obwohl die chemische Zusammensetzung des Hartlots nicht entscheidend ist. Zusätzlich zu den obenerwähnten Metallen enthält das Hartlot des weiteren ein Metall, das an der Grenzfläche zu dem Diamantfilm karbidbildend wirkt, z.B. Ti, Ta, Cr, Mn usw. Solche Metalle sind vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,5 bis 10 Vol.% vorhanden. Das Hartlöten wird vorzugsweise in einem Verfahren unter Verwendung eines üblichen Ti oder Ta enthaltenden Silberhartlots in einer kontrollierten Umgebung durchgeführt.
Eine anderes und weniger bevorzugtes Verfahren zur Anhaftung des Diamantfilms in den geschlitzten Kanal macht das Beschichten der Oberfläche des Diamantfilms mit einem Ti- Film mit einer Dicke von etwa 0,5 bis 2 µm erforderlich, dann das Beschichten mit einem Ni-Film mit einer Dicke von etwa 1 bis 10 µm durch ein PVD-Verfahren und darauf das Hartlöten des Films mit einem üblichen Silberhartlot.
Das Körperelement 11 des Werkzeugs 10 besteht vorzugsweise aus einer Hartmetallegierung, obwohl jedes geeignete Werkzeugmaterial wie z.B. Stahl verwendet werden kann. Das Körperelement enthält vorzugsweise etwa 90 bis 95% Wolframfeinkarbid mit einer Korngröße von nicht größer als etwa 1 µm und etwa 5 bis 10 Gew.% Kobalt. Andere Bestandteile wie Tantal, Nickel oder Hafnium können auch enthalten sein.
Der polykristalline Diamantfum kann mit jeder beliebigen geeigneten und in dem Fachgebiet bekannten Technik hergestellt werden, welche ein Diamantmaterial mit ausreichender Härte für den Gebrauch bei Werkzeuganwendungen erzeugt, einschließlich der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) aus dem Mikrowellenplasma (allgemein beschrieben in der Japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 58-100494), Neutralion- CVD-Verfahren (allgemein offenbart in der Japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 58-91100), der Technologie des Plasmabrennens oder der Lichtbogenstrahlbearbeitung. Gegenwärtig wird das Lichtbogenstrahlverfahren für die Bildung des polykristallinen Diamantfilms bevorzugt verwendet. Der Gerätetyp für die Lichtbogenstrahlauftragung ist zum Beispiel im US-Patent Nr. 4.682.564 beschrieben. Gegenwärtig bekannte Verfahren umfassen im allgemeinen die Zersetzung von Wasserstoff als reaktionsförderndes Gas und Methan als Kohlenstoffquelle, indem die beiden Gase bis zum Plasmazustand mittels einem heißen Draht, Schweißbrenner, Plasmabrenner, Mikrowellenquelle, Lichtbogenstrahl und dergleichen erhitzt werden. Die Erhitzung passiert in einem teilweisen Vakuum nahe der Oberfläche eines Ablagerungssubstrats, zum Beispiel Silizium oder Molybdän, um zu bewirken, daß sich darauf Diamant als Schicht bildet.
Der bei dem Werkzeug verwendete Diamantfilm ist dadurch gekennzeichnet, daß, obwohl jeder polykristalline Diamant verwendet werden kann, Filme mit einem hohen Youngschen Modul und mit hoher thermischer Stabilität bevorzugt werden. Vorzugsweise beträgt der Youngsche Modul mehr als 1000 Gpa, und die thermische Stabilität ist höher als etwa 700ºC in Luft.
Während ein Schaftfraser in Fig. 1 - 3 beschrieben ist, kann das Konzept der Gestaltung eines mit einer Nut versehenen Werkzeugs mit einem geschlitzten Kanal, welcher einen Diamantfilm enthält, dafür verwendet werden, verschiedene Schaftfräser, welche drei oder mehrere Nute umfassen, und andere Rundwerkzeuge wie Ahlen, Einsätze für Plattenfräsapparate, Senkereinsätze und Bohrer herzustellen.
Zum Beispiel zeigt Fig. 4 eine Vorderansicht eines Schaftfräsers 30, der ähnlich dem in Fig. 1-3 beschriebenen ist, jedoch mit drei mit einer Nut versehenen Abschnitten 32 anstatt wie in Fig. 1-3 mit zwei. Die mit einer Nut versehenen Abschnitte weisen Schneidflächen 33 und Flankenflächen 34 mit einem geschlitzten Kanal 36 auf, welcher einen in der Schneidfläche 33 angeordneten Diamantfilm enthält.
Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht einer Ahle 40 mit fünf mit einer Nut versehenen Abschnitten, wobei jede davon eine Schneidoberfläche 44 und eine Flankenoberfläche 46 aufweist. Wie gezeigt, enthält ein geschlitzter Kanal 48 einen Diamantfilm 50.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben.

BEISPIEL 1

Ein Schaftfräser dieser Erfindung wurde angefertigt. Ein zylindrischer Wolframkarbidstab, 10,2 cm (4") lang und 1,27 cm (0,5") im Durchmesser wurde durch Schleifen bearbeitet, um zwei geschlitzte Kanäle an gegenüberliegenden Seiten des Zylinders zu bilden. Die geschlitzten Kanäle waren 0,9 mm (0,035") tief, 0,5 mm (0,020") breit und 1,9 cm (0,75") lang. Das sich ergebende Substrat wurde dann durch Schleifen bearbeitet, um zwei mit einer Nut versehene Abschnitte zu bilden, wobei jeder mit einer Nut versehene Abschnitt eine 0,95 cm (0,375") tiefe und 2,86 cm (1,125") lange Schneidfläche aufwies. Jede Schneidfläche wurde derart angebracht, daß der geschlitzte Kanal die Oberfläche der Schneidfläche etwa an den Randkanten des Körperelements schneidet. Die Schneidfläche wurde geformt, so daß sie einen Scherwinkel von 15º aufwies.
Ein polykristalliner Diamantfilm wurde mit DC- Lichtbogenstrahl-Auftragungstechniken im wesentlichen wie im US-Patent Nr. 4.682.564 beschrieben gebildet. Der Film wies eine Dicke von 0,46 mm (0,018"), einen Youngschen Modul von 1140 GPa und eine thermische Stabilität von über 70000 in Luft auf. Der Diamantfilm wurde mit einem Laser auf die folgenden Abmessungen zurechtgeschnitten: 1 x 19,1 mm (0,04 x 0,75 Inch). Der Diamantfum wurde dann in jeden der beiden geschlitzten Kanäle hartgelötet, durch Induktionshartloten in einer kontrollierten Argonumgebung unter Verwendung eines reaktiven Hartlots, das Silberkupfer und Titan enthielt, bei einer Temperatur von etwa 900ºC. Sobald der Diamantfilm an seinem Platz war, wies er eine 19,1 mm (0,75") lange freiliegende Oberfläche auf, welche zu einem Teil der Oberfläche der Schneidfläche wurde und mit dieser fluchtete.
Um die Anfertigung des Werkzeugs zu vervollständigen, wurde dann die Kante geschliffen, um eine geschärfte Kante zu bilden und um den Diamantfum mit dem Profil des Substratmaterials verschmelzen zu lassen.

BEISPIEL II

Das Gebrauchsverhalten des Schaftfräsers des Beispiels I wurde mit jenem von herkömmlichen Schaftfräsern, die aus hartgelöteten Diamantkorn- Formtei lwerkzeugen angefertigt waren, bei der Bearbeitung von Weltraumverbundmaterialien verglichen, welche Laminate aus mit Kohlenstoffasern verstärktem Graphit sind. Herkömmliche Schaftfräser, die eine einzelne Diamantkornschicht enthalten, arbeiten gegenwärtig bei der Kantenendbearbeitung mit einer Rate von etwa 51 bis 102 cm (etwa 20 bis 40 Inch) pro Minute. Diese Parameter können aufgrund der von den Werkzeugen erzeugten Wärmemenge nicht überschritten werden, welche die Werkzeuge zum Verglasen und den Verbundteil zum Verglasen und Abschälen bringt.
Bei einem anfänglichen Test des Schaftfräsers des Beispiels 1 wurde das Werkzeug bei denselben Parametern wie die herkömmlichen Werkzeuge betrieben. Die Bearbeitungsgüte auf dem Verbundteil wurde mit dem vorliegenden Werkzeug als besser beurteilt.
Bei nachfolgenden Arbeitsgängen wurde das Werkzeug des Beispiels 1 bei einer doppelt so hohen Rate wie die bestehenden Parameter für solche Werkzeuge betrieben. Es wurde keine Wärmezunahme beobachtet, und die Bearbeitungsgüte auf dem Teil war hervorragend.
Das Werkzeug wurde dann mit dem 3- und 4-fachen der bestehenden Parameter betrieben, bis hinauf zu einer Endgeschwindigkeit der Maschine von 317,5 cm (125 Inch) pro Minute. Es traten kein Verglasen oder Abschälen und keine Wärmeprobleme ein. Die Diamantdickfilmkante hielt sich äußerst gut.
Folglich brachte das Werkzeug des Beispiels 1 einen 4-fach größeren Gewinn pro Zeiteinheit bei der Verbundmaterialbearbeitung als die Werkzeuge des Standes der Technik und eine bessere Bearbeitungsgüte der Teile.

Claims

1. Schneidwerkzeug (10, 30, 40) mit einem Festkörperelement (11) mit einem Innenkern und einer Außenoberfläche, wobei das Körperelement mindestens entlang eines Bereichs seiner Länge mit einer Nut versehen ist und mindestens einen mit einer Nut versehenen Abschnitt (12, 14, 32, 42) aufweist, wobei der mit einer Nut versehene Abschnitt einen keilförmigen Abschnitt mit einer Schneidfläche (16, 33, 44) und einer Flankenfläche (18, 34, 46) bildet, welche sich schneiden, wobei sich die Schneidfläche und die Flankenfläche auswärts vom Schnittpunkt in dem Kern des Körperelements (11) hin zu und endend an der Außenoberfläche des Körperelements (11) erstrecken, wobei die Schneidfläche (16, 33, 44) so angeordnet ist, daß sie einen Scherwinkel von mindestens 0º aufweist, wobei die Schneidfläche einen hierin angeordneten geschlitzten Kanal (22, 36, 48) aufweist, welcher sich parallel zu und benachbart zu der Außenoberfläche des Körperelements erstreckt, wobei der geschlitzte Bereich (Y) des Kanals auf beiden Seiten und am Boden durch einen Bereich des Körperelements (ii) begrenzt ist und der Kanalbereich (X) über dem Schlitzbereich (Y) angeordnet ist und nur auf einer seiner Seiten durch einen Bereich des Körperelements begrenzt ist, wobei der geschlitzte Kanal (22, 36, 48) einen polykristallinen Diamantfilm (24, 50) enthält, wobei der Film mit der Schneidfläche (16, 33, 44) nur über dem geschlitzten Bereich (Y) fluchtet, um eine Schneidkante zu bilden.

2. Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 1, bei dem mindestens zwei mit einer Nut versehene Abschnitte (12, 14) vorhanden sind.

3. Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Schneidfläche (16, 33, 44) in einem Scherwinkel von mindestens 50 angeordnet ist.

4. Schneidwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schneidfläche (16, 33, 44) in einem Scherwinkel von 5 bis 25º angeordnet ist.

5. Schneidwerkzeug gemäß Ansprüchen 1 - 3, bei dem die Schneidfläche (16, 33, 44) in einem Scherwinkel von 10 bis 20º angeordnet ist.

6. Schneidwerkzeug gemäß Ansprüchen 1 - 4, bei dem die Schneidfläche (16, 33, 44) in einem Scherwinkel von mindestens 20º angeordnet ist.

7. Schneidwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Diamantfilm (24, sö) 0,15 bis 1,02 mm (0,006 bis 0,04 Inch) dick ist.

8. Schneidwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Diamantfilm (24, 50) ein Einzelsegment ist.

9. Schneidwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Diamantfilm (24, 50) aus mindestens zwei Segmenten zusammengesetzt ist.

10. Schneidwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Körperelement (11) eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist.

11. Schneidwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich der mit einer Nut versehene Abschnitt (12, 14, 32, 42) nur über einen Bereich der Länge des Körperelements (11) erstreckt.

12. Schneidwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich der Diamantfilm (24, 50) nur über einen Bereich der Länge (DL) des mit einer Nut versehenen Abschnitts (12, 14, 32, 42) erstreckt.

13. Schneidwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Diamantfilm (24, 50) ein chemisch aufgedampfter Diamantfilm ist, welcher durch ein Niederdruckauftragungsverfahren entstanden ist

14. Schneidwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Diamantfilm (24, 50) einen Youngschen Modul von mindestens 1000 GPa aufweist.

15. Schneidwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Diamantfilm (24, 50) bis zu einer Temperatur von mindestens 700ºC in Luft thermisch stabil ist.

16. Schneidwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Werkzeug aus Schaftfräsern, Bohrern, Einsätzen für Plattenfräsapparate, Senkereinsätzen und Ahlen ausgewählt ist.

17 Schneidwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Körperelement (11) Wolframkarbid enthält.

18. Schneidwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem das Körperelement Stahl enthält.