DE969568C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung hochwertiger Schneiden an spanabhebenden Werkzeugen durch Einschweissen von Schnellstahllegierungen mittels Lichtbogen in Grundkoerper aus Maschinenbaustahl - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung hochwertiger Schneiden an spanabhebenden Werkzeugen durch Einschweißen von Schnellstahllegierungen mittels Lichtbogen in Grundkörper aus Maschinenbaustahl Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung-hochwertiger Sahneiden an spanabhebenden Werkzeugen, deren Grundkörper aus Maschinenbaustahd und deren Schneiden. durch Lichtbogenschmelzschweißung mit Schnellstahlelektroden hergestellt werden. Besonders vorteiI-haft wird dieses Verfahren zur Fertigung von Fräswerkzeugen aller Art, wie Raum-, Abwälz-und Formfräsern, Sägeblättern, Spiralbohrern, Reibahlen u. dgl., angewendet, wobei. der Verbrauch an hochwertigem SS-Werkzeugstahl auf ein Minimum eingeschränkt wird und die hoben Werkzeugkosten herabgesetzt werden.
• Es ist bereits bekannt,' in aus Baustähl bestehende Grundkörper Schneiden aus Werkzeugstahl in vorher eingearbeitete Nuten mittels Au,ftragsschweißung einzäschweißen. Auch hat man bereits versucht, mit einer sogenannten Fü;llschweißung in Nuten, die der Form der späteren Schneiden entsprechen, Schnellstahl in die Grundkörper einzubringen. Diese Grundkörper werden zu diesem Zweck bis auf 5oo° C angewärmt und zum besseren AbfluwB der Schlacke leicht geneigt. Es ist auch bekannt, Füllstäbe aus Zusatzwerkstoff in die Schweißfuge einzwlegen und das Verhältnis zwischen Einschmelzmenge und Einbrandtnefe zu regulieren. Schließlich ist auch das Weichglühen geschweißter Teile eine altbekannte Maßnahme zur Vermeidung der Rißbildung. Mit a11 diesem bekannten Verfahren ist es bisher noch nicht gelungen, ein vollkommen einwandfreies Schnellstahlgefüge für die späteren Schneiden herzustellen und der Schneide die erforderliche Standfestigkeit zu geben und dabei ein Minimum an Energie 'und Zeitaufwand für die Einschweißarbeit zu verwenden.
• Die Erfindung trat es seich nun zur Aufgabe gestellt, die bisherigen Nachteile zu beseitigen, um mittels der Lichtbogenschmelzschweißung Hochlei,stungsfräswerkzeuge herzustellen. Dies geschieht erfindungsgemäß durch die Kombination des neuen Merkmales a) mit den an sich bekannten Merkmalen b) bis e) a) die U-förmigen Nuten sind eineinhalbmal so tief wie breit; b) der Grundkörper i wird beim Schweißen steil schräg gestellt; c) es werden Füllstäbe 9 in die Nuten eingelegt in Form blanker Drähte aus Schnellstahl; d) ummantelteElektroden ioaus gleichemMaterial wie die Füllstäbe 9 werden in einem Zuge von unten nach oben eingeschmolzen unter Schmelzung der eingelegten Füllstäbe 9; e) anschließend erfolgt eine Weichglühung von etwa 30 Minuten bei 8oo bis 82o° C.
• Dies hat den Vorteil, daß die spätere Srhneidenwurzel tief 4m Grundmaterial sitzt und so ein Ausbrecheu unmöglich wird und daß, um beine Verschmelzen der Elektrode eine möglichst geringe Einbrandtiefe zu erreichen, d. h. um den eingeschmolzesien Schnellstahl auch irr den, Randzonen voll in seiner Struktur zu halten, in die Nut ein blanker Schweißstab gleichen Materials, wie die Elektrode eingelegt und daher mit möglichst schwachen Elektroden und somit geringen Stromstärken gearbeitet werden kann.
• Die Schweißarbeit selbst wird auf einer besonderen, am Glühofen befestigten Schwenkvorrichtung durchgeführt, mittels welcher der Grundkörper in eine bestimmte Schräglage gebracht wird, wodurch während des Schweißprozesses der Fluß der sich bildenden Schlacke so gelenkt wird; daß diese die eingeschmolzene Legierung überdecken und mit steigendem Schmelzbad abfließen kann., so da.ß der Zutritt von Sauerstoff und Stickstoff und damit der Verlust der wertvollen Legierungselemente verhindert wird.
• An Stelle des allgemein gebräuchlichen Verfahrens, die Elektrode in die Nut des liegenden oder leichtgeneigten Grundkörpers einzuschweißen., wird nunmehr jede einzelne Nut in einem Zuge von unten nach oben vollgeschweißt, wobei der eingelegte blanke Schweißstab mit verschmolzen wird. Zum Schutze des Werkzeuges vor zu schnellem Abkühlen wird zweckmäßig eine innen mit isolierendem Material ausgeschlagene Schutzkappe aus Blech über das Werkzeug gedeckt. Diese Schutzkappe soll der Form des Werkzeuges angepaßt sein und eine der Werkzeugnut entsprechende Öffnung zum Verschmelzen der Elektrode besitzen. Durch das Abdecken des Werkstückes mit der Blechkappe wird die Schweißstelle gleichzeitig vor dem unmittelbaren Zutritt kalter Luft geschützt, und damit wird auch einer Rißbnldung in der eingeschmolzenen Legierung begegnet.
• Ein weiterer Vorteil der Abdeckung ist darin zu sehen, daß die Schweißarb:it beschleunigt durchgeführt und die Zeit zum Nachwärmen des Werkstückes weitgehend herabgesetzt werden kann. Erfahrungsgemäß wird immer nur eine Nut fertiggeschweißt und das Werkstück erforderlichenfalls nachgewärmt.
• Nach dem Fertigschweißen aller Schneiden wird das Werkzeug einem Weichglühprozeß unterzogen. Zu diesem Zweck wird es in einem möglichst luftdicht abgeschlossenen Kasten mit einer Mischung aus gebranntem Koks und Holzkohle eingepackt und im Glühofen 1/2 Stunde lang bei 8oo bis 82o° C geglüht. Das Abkühlen des Werkzeuges erfolgt in jedem Falle im Glühofen und niemals bei normaler Raumtemperatur, weil sonst Risse in den Schneiden unvermeidbar sind. In die auf diese Weise behandelten Werkzeuge lassen sich die erforderlichen Spannuten ohne Schwierigkeiten einarbeiten. Das endgültige Härten des Werkzeuges erfolgt in der gleichen Art wie bei Werkzeugen aus Schnellstahl.
• Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Werkzeuge stehen. hinsichtlich ihrer Schnittleistung und Standzeit den normalen Werkzeugen aus Schnellstahl in keiner Weise mach. Ihr besonderer Vorzug ist in der großen Einsparung an hochwertigem Werkzeugstahl und ihrer Billigkeit zu sehen.
• Das Wesen der Erfindung wird auf den Abbildungen beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt Abb. i einen Walzenfräser in den drei Stadien der Bearbeitung, Abb.2 die am Glühofen angebrachte Vorrichtung zum Einschweißen der Schnellstahllegierung in die Nqten des Körpers eines Walzenfräsers.
• Der Werkzeugkörper i mit den eingefrästen Nuten 2 ruht während des Schweißvorganges auf der mit einem Gegengewicht 5 versehenen Auflage 3, die um eine horizontale Achse q. schwenkbar gelagert ist und mit dem Handhebel 6 in dem Zahnsegment 7 fest eingerastet werden kann. Zwischen Grundkörper i und der Auflage 3 ist eine Kupferbeilage 8 eingelegt, um ein Durchlaufen der Sclunelze i2 bzw. ein Verschweißen des Grundkörpers i mit der Auflage 3 zu vermeiden. Die Schutzhaube ii ist mit einer dem Nutenverlauf entsprechenden Öffnung, durch welche die Elektrode io und der Schweißstab 9 eingeführt werden, versehen und schützt das Werkstück vor zu schneller Abkühlung und den Schweißer vor der Wärmeausstrahlung. Durch die Schräglage des Grundkörpers i wird die sich im Schmelzbad i2 bildende Schlacke 13 so gedenkt, daß sie beim Abfließen die eingeschmolzene Legierung überdeckt und den Zutritt von Sauerstoff und Stickstoff verhindert.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung hochwertiger Schneiden an spanabhebenden Werkzeugen, insbesondere Fräswerkzeugen aller Art, durch Einschweißen von Schnellstahllegierungen mittels Lichtbogen in vorgewärmte, mit Nuten versehene Grundkörper aus Maschinenbaustahl, gekennzeichnet durch die Kombination des neuen Merkmales a) mit den an sich bekannten Merkmalen b) bis e) a) die U-förmigen Nuten sind eineinhalbmal so tief wie breit; b) der Grundkörper (i) wird beim Schweißen steil schräg gestellt; c) es werden Füllstäbe (9) in die Nuten eingelegt in Form blanker Drähte aus Schnellstahl; d) ummantelte Elektroden (io) aus gleichem Material wie die Füllstäbe (9) werden in einem Zuge von unten nach oben eingeschmolzen unter Schmelzung der eingelegten Füllstäbe (9) ; e) anschließend erfolgt eine Weichglühung von etwa 30 Minuten bei 8oo bis 82o° C.
2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch z, gekennzeichnet durch eine an einem Glühofen angebrachte, um eine horizontale Achse (4) schwenkbare und. feststellbare Auflage (3) und eine über den Werkzeugkörper (i) zu deckende, diesem in Form und Größe angepaßte und innen mit Asbest ausgekleidete Schutzhaube (i i), die eine dem Nutenverlauf entsprechende Öffnung zurr Einführen der Elektrode (io) und des Schweißstabes (9) hat. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 894 6q.6, 9oo 120; deutsche Patentanmeldung B $46o Ib/49h; österreichische Patentschrift Nr. 166 497; USA.-Patentschriften Nr. - 2 330 289, 1 327 101 I 7;i1 151; Zeitschrift »Schweißen und Schneiden«, i95o, S.323.