AT269598B

AT269598B - Gesinterte Wendeschneidplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: AT269598B
Application number: AT202567A
Authority: AT
Original assignee: Plansee Metallwerk
Priority date: 1966-03-04
Filing date: 1967-03-02
Publication date: 1969-03-25

Description

Gesinterte Wendeschneidplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf eine gesinterte Wendeschneidplatte für Zerspannungswerkzeuge sowie auf Verfahren zu ihrer Herstellung.

Ziel der Erfindung ist, die bei der Herstellung von mehrschichtigen Wendeschneidplatten auftretenden Spannungen wirkungsvoll zu vermindern und Verfahren anzugeben, durch die solche Wendeschneidplatten einfach und wirtschaftlich hergestellt werden können.

Es ist bekannt, die Schneidenden von Drehstählen u. dgl. aus einer Mischung von pulverförmigen Wolframkarbid und Kobalt (Material 1), die zu der gewünschten Form zusammengepresstund gesintert wird, herzustellen. Dieses Material ist hart und zäh und zur spanabhebenden Bearbeitung vieler Metalle geeignet. Wenn jedoch Wendeschneidplatten aus Material 1 zum Schneiden von Stahl verwendet werden, bilden sich in der Oberfläche der Wendeschneidplatten Krater. Die Bildung von Kratern kann ver- hindertwerden, wenn Wendeschneidplatten mit erhöhter Härte verwendet werden. Solche Wendeschneidplatten können aus einem Material hergestellt werden, das Wolframkarbid, Kobalt und eines oder mehrere der Karbide von Titan, Tantal und Vanadium enthält (Material 2).

Dieses Material ist jedoch weniger zäh und hat eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit als Material 1.

Um die wünschenswerte Zähigkeit und höhere thermische Leitfähigkeit von Material 1 beizubehalten und gleichzeitig die Härte der Arbeitsflächen der Wendeschneidplatten zu erhöhen, wurde eine zusammengesetzte Wendeschneidplatte vorgeschlagen, die aus einem Kern aus Material 1 mit dünnen
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0 x 10für Zusammensetzungen aus Material 2 über den Bereich von 0 bis 8000C) werden beim Kühlen der zusammengesetzten Wendeschneidplatten von der Sintertemperatur Spannungen verursacht, welche Brüchigkeit und Porosität in den Lagen auf denArbeitsflächen und in aussergewöhnlichen Fällen die Verformung der Wendeschneidplatten und das Brechen der Oberflächenlagen bewirken.

Dieser Nachteil wird dadurch beseitigt, dass bei einer gesinterten Wendeschneidplatte für Zerspannungswerkzeuge, die aus einer Kernplatte aus zähem Hartmetall und äusseren Lagen aus abrieb- und verschleissfestem Hartmetall besteht, erfindungsgemäss die beiden Aussenflächen der Kernplatte nur teilweise, vorzugsweise höchstens zu 5f'P/o, mit den als Arbeitsflächen dienenden Aussenlagen bedeckt sind.

Nach bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist jede der Aussenlagen in Form eines Rahmens entlang der Ränder der Kernplatte oder in Form von Dreiecken an den Ecken der Kernplatte oder in Form dreieckiger Plättchen oder rechteckiger Plättchen entlang der Seitenränder der Kernplatte vorgesehen.

Haben die Aussenlagen die Form eines Rahmens, so sind vorteilhafterweise die Innenwinkel des Rahmens abgerundet.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Wendeschneidplatten, das darin be-

steht, dass in eine übliche Form einEinsatzaus Gummiod. ähnl. elastischem Material. dessen Dicke gleich der gewünschten Dicke der Aussenlagen istund der die Gestalt der von dem Kernmaterial zu bildenden Aussen- fläche der Wendeschneidplatte hat, zentriert eingelegt, der Raum zwischen dem Einsatz und der Formwan- dung mitAusgangspulver für die eineAussenlagen gefülltund das eingefüllte Pulver zu einem Formkörper ge- presst, der Einsatz entfernt,

nach Absenken des Bodenstempels entsprechend der gewünschten Dicke der Wen- deschneidplatte in die Form Ausgangspulver für die Kernplatte unter Aussparung des Raumes für die ge- wünschte Aussenlage durch Einlegen eines Einsatzes mit der Dicke und der Form der Aussenlagen einge- füllt, das eingefüllte Pulver zusammengerpesst, der Einsatz entfernt, der freigebliebene Raum in der
Form durch Ausgangspulver für die zweite Aussenlagen gefüllt, das Pulver gepresst und der auf diese
Weise hergestellte Formkörper in üblicher Weise gesintert wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können zusammengesetzte Wendeschneidplatten, de- ren äussere Lagen die Aussenflächen der Kernplatte teilweise bedecken, einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 400 und 8000C für eine Zeitdauer unterworfen werden, welche die Spannun- gen mildert und die Brüchigkeit und Porosität der Oberflächenlagen herabsetzt und wodurch das Brechen und die Verformung der Wendeschneidplatten vermieden wird. Die Behandlung ermöglicht die Verwen- dung höherer Anteile an Titan-, Tantal- und Vanadiumkarbiden in den Oberflächenlagen der Arbeits- flächen, wodurch deren Härte noch weiter erhöht wird.

Die die Spannung aufhebende Behandlung kann beim Kühlen der zusammengesetzten Wendeschneidplatten von der Sintertemperatur (1300 bis 15000C) oder nachfolgend durch Wiedererhitzen auf die erforderliche Temperatur erfolgen.

Die günstigste Temperatur und Zeitdauer für die die Spannung aufhebende Behandlung ist von der
Zusammensetzung der Lagen aus Material 2 und der Grösse der Wendeschneidplatten abhängig.

Beispielsweise wurden zusammengesetzte Wendeschneidplatten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt : a) Kernzusammensetzung 10, 0% Co, 90, 0% WC
Aussenlagenzusammensetzung 10, Olo Co, 14, 0% TiC, 17, 5% TaC, 58, 5je WC b) Kernzusammensetzung 10, 0lo Co, 90, 0o WC
Aussenlagenzusammensetzung 10, 0% Co, 35, rP/o TiC, 55, 0% WC.

Die Wendeschneidplatten wurden durch Pressen der Lagen aus den pulverförmigen Materialien in einer Form und Sintern des zusammengepressten Körpers bei 14500C hergestellt.

Es ist notwendig, die Flächen der auf diese Weise hergestellten Wendeschneidplatten zu schleifen, um das gewünschte Fertigerzeugnis zu erhalten. Es wurde gefunden, dass Wendeschneidplatten, die für 1/2 h bei 600 Cnach der Sinterung wärmebehandelt wurden, beim Schleifen nicht brechen und frei von unerwünschter Brüchigkeit und Porosität sind.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Wendeschneidplatte bekannter Art, die Fig. 2 bis 8 zeigen verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemässen Wendeschneidplatte, die Fig. 9 und 10 Einsätze für die Herstellung von Wendeschneidplatten mit rahmenförmigen Aussenlagen und die Fig. 11 bis 13 eine schematische Darstellung der Herstellung der Wendeschneidplatten.

Aus Platten geschichtete Wendeschneidplatten (Fig. l), welche aus dünnen äusseren Lagen -- 1-aus abriebfestem Material mit hoher Verschleissfestigkeit und einer dazwischen liegenden Lage aus Grundmaterial-- 2 -. mit hoher Zähigkeit und guter Wärmeleitfähigkeit bestehen, sind bekannt. Letztere ergibt niedrige Temperaturen während des Schneidvorganges und setzt den Verschleissgrad der Schneide herab, wodurch sich für diese WendeschneidplatteneinbreiteresAnwendungsgebiet als für die Standardtypen von Wendeschneidplatten aus Wolframkarbid ergibt. Ihrer Herstellung sind jedoch Grenzen gesetzt, da durch das Sinterverfahren Verformungen und ein Brechen der Aussenlagen und/oder des Grundmaterials bewirkt werden können, wenn nicht der Ausdehnungskoeffizient des Materials für die Aussenlagen gleich oder ähnlich dem des Grundmaterials ist.

Eine erfindungsgemässe Wendeschneidplatte besteht aus einem Grundmaterial, welches ein Randma- terial trägt, das in irgendeiner Form aus der Vielzahl der möglichen Formen vorgesehen sein kann. Das Randmaterial kann z. B. entlang der Schneiden der Wendeschneidplatte oder im Bereich der Ecken der Wendeschneidplatte vorgesehen sein oder teilweise sowohl die Ecken als auch die Ränder der Wendeschneidplatte bedecken und soll nicht mehr als 50% der Aussenfläche der Wendeschneidplatte ausmachen. (Diese Ausführungsformen sind in den Fig. 2 bis 4 dargestellt.)
Wenn das Randmaterial entlang und um die Schneidkante der Wendeschneidplatte in Formeines

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Claims

2)PATENTANSPRÜCHE : 1. Gesinterte Wendeschneidplatte für Zerspanungswerkzeuge, die aus einer Kernplatte aus zähem Hartmetall und äusseren Lagen aus abrieb-und verschleissfestem Hartmetall besteht, dadurch ge- kennzeichnet, dass die beiden Aussenflächen der Kernplatte (2) nur teilweise, vorzugsweise höchstens zu 50go, mit den als Arbeitsflächen dienenden Aussenlagen (1) bedeckt sind.

2. Wendeschneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Aussenlagen in Form eines Rahmens entlang der Ränder der Kernplatte vorgesehen ist (Fig. 2 und 4).

3. Wendeschneidplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwinkel des Rahmens abgerundet sind (Fig. 2).

4. Wendeschneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenlagen in Form von Dreiecken an den Ecken der Kernplatte vorgesehen sind (Fig. 3).

5. Wendeschneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenlagen in Form rechteckiger Plättchen entlang der Seitenränder der Kernplatte vorgesehen sind (Fig. 7).

6. Wendeschneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenlagen in Form dreieckiger Plättchen entlang der Seitenränder der Kernplatte vorgesehen sind (Fig. 8).

7. Verfahren zur Herstellung einer Wendeschneidplatte nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in eine übliche Form ein Einsatz aus Gummi od. ähnl. elastischem Material, dessen Dicke gleich der gewünschten Dicke der Aussenlagen ist und der die Gestalt der von dem Kernmaterial zu bildenden Aussenfläche der Wendeschneidplatte hat, zentriert eingelegt, der Raum zwischen dem Einsatz und der Formwandung mit Ausgangspulver für die eine Aussenlage gefüllt und das eingefüllte Pulver zu einem Formkörper gepresst, der Einsatz entfernt, nach Absenken des Bodenstempels entsprechend der gewünschten Dicke der Wendeschneidplatte, in die Form Ausgangspulver für die Kernplatte unter Aussparung des Raumes für die gewünschte Aussenlage durch Einlegen eines Einsatzes mit der Dicke und der Form der Aussenlagen eingefüllt, das eingefüllte Pulver zusammengerpesst,

der Einsatz entfernt, der freigebliebene Raum in der Form durch Ausgangspulver für die zweite Aussenlage gefüllt, das Pulver gepresst und der auf diese Weise hergestellte Formkörper in üblicher Weise gesintert wird.

8. Verfahren zur Herstellung einer Wendeschneidplatte nach den Ansprüchen 1 bis 6, die aus einem Kernplättchen aus Wolframkarbid und Kobalt und aus beidseitig des Kernplättchens angeordneten Lagen aus Wolframkarbid, Kobalt und einem oder mehreren der Karbide von Titan, Tantal und Vanadium besteht, wobei die Wendeschneidplatte durch Sinterung aus den pulverförmigen Ausgangsmaterialien gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die gesinterte Wendeschneidplatte einer Wärme behandlung bei einer Temperatur zwischen, 400 und 8000C unterworfen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung unmittelbar anschliessend an die Sinterung vor Abkühlung der Wendeschneidplatte auf Umgebungstemperatur erfolgt.