<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zum Verstählen von Werkzeugen aus weichem Stahl mit Sehnelldrehstahl unter unmittelbarer Verschweissung.
Es ist bereits bekannt, Werkzeuge aus weichem Stahl mit einem Arbeitsteil aus Schnell drehstahl zu versehen. Bis jetzt ist es jedoch nicht gelungen, den Schnelldrehstahl auf dem Werk- zeuge durch unmittelbare Verschweissung sicher anzubringen, so dass man Zuflucht dazu nahm, entweder den Schnelldrehstahl einzufassen oder ihn durch heterogene Verschweissung, d. h. unter Verwendung eines Bindegliedes oder durch Lötung an dem Werkzeug anzubringen.
In dem ersteren Fall hat dies jedoch den Nachteil, dass die aus der Verwendung des Werkzeuges resultierenden Erschütterungen und Stösse die Fassung, durch welche der Schnelldrehstahl mit dem Werkzeug verbunden ist, schnell zerstören, während in dem zweiten Fall, da keine innige molekulare Verbindung zwischen den beiden Teilen vorhanden ist, der Schnelldrehstahl wegen des ihm eigenen Widerstandes sich von der Befestigungsfläche, an der er vermittelst des als Bindungsmittel dienenden Zwischenmetalles angebracht war, abriss.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Verstählen von Werkzeugen aus weichem Stahl mit Schnelldrehstahl unter unmittelbarer Verschweissung, dessen wesentliches Erfindungsmerkmal darin besteht, dass die miteinander zu verbindenden verschiedenen Stahlteile getrennt erhitzt werden, und zwar der Stahlteil mit dem grösseren Ausdehnungskoeffizienten auf etwa 800 und der andere höher, auf etwa goo0, worauf sie unter Zwischenlegen eines ihrer Oxydation entgegenwirkenden Stoffes übereinandergelegt und dann beide zusammen auf 1200 bis 14000 erhitzt und bei dieser Temperatur in einer Matrize unter einem hohen Druck vollständig verschweisst werden.
In der Zeichnung ist ein nach dem Verfahren hergestelltes Werkzeug veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i die Rohform eines Drehstahles und eines Arbeitsteiles aus Schnelldrehstahl, welche miteinander verschweisst werden sollen ; Fig. 2 veranschaulicht diese beiden Teile übereinandergelegt vor der Verschweissung, und Fig. 3 das Werkzeug nach der Verschweissung und Fertigstellung.
Die Versuche, einen Arbeitsteil aus Schnelldrehstahl an einem Werkzeug aus weichem Stahl durch unmittelbare Verschweissung anzubringen, haben bis jetzt fehlgeschlagen, weil den physikalischen Unterschieden der Metalle nicht Rechnung getragen worden ist, welche, nachdem sie denselben oder verschiedenen thermischen Behandlungen unterworfen sind, einen einzigen Körper bilden müssen und ohne nachteiligen Einfluss aufeinander dieselben Beanspruchungen und Formveränderungen aushalten sollen.
Das Verfahren gemäss der Erfindung beruht auf folgenden Tatsachen : Zwischen 750 und 9500 erleiden Stahlsorten mit verschiedenem Gehalt an Kohlenstoff, die jedoch fremde Metalle, wie Chrom, Wolfram o. dgl. enthalten können, allotropische Veränderungen. Die Veränderungen gehen bei einer Temperatur vor sich, die um so niedriger ist, als der Gehalt an Kohlenstoff höher ist, so dass die verschiedenen Stahlsorten während ihrer Abkiihlung und zwischen den angegebenen Temperaturgrenzen dieselben Umänderungen erleiden, welche sie jedoch bei verschiedener Temperatur erreichen.
Zwischen den oben erwähnten Temperaturgrenzen erleiden die Stahlsorten, welche ausserhalb dieser Temperaturgrenzen denselben Ausdehnungskoeffizienten besitzen, derartige Störungen, dass die Ausdehnung grösser ist für die Stahlsorte, die den grösseren Kohlenstoffgehalt aufweist.
<Desc/Clms Page number 2>
Das vorliegende Verfahren besteht nun darin, die beiden Stahlsorten, nämlich den Schnelldrehstahl und den weichen Stahl, vor dem endgültigen Verschweissen durch verschiedene thermische Behandlungen derart vorzubereiten, dass die oben erwähnten Ungleichmässigkeiten ? ver- mieden werden. Zu diesem Zweck werden die miteinander zu verbindenden Stahlteile auf verschiedene Temperaturen, nämlich auf etwa 800 bis 9000 erhitzt, wobei die Erhitzungstemperatur derart gewählt wird, dass derjenige Stahl, welcher den grösseren Ausdehnungskoeffizienten besitzt, auf die niedrige Temperatur gebracht wird.
Die Verschiedenheit der Ausdehnungskoeffizienten der beiden Stahlteile gleicht sich auf diese Weise aus, und es bildet sich in ihren allotropischen Umänderungen in dem Zwischenraum der Punkte Al, A3 der Osmondischen Klassifikation ein gewisses molekulares Gleichgewicht, welches eine unmittelbare Verschweissung gestattet.
Um das Verfahren gemäss-der Erfindung durchzuführen, wird das Werkzeug a (siehe Fig. i der Zeichnung) in der gewöhnlichen Form hergestellt und die Auftragflche für den Arbeitsteil aus Schnelldrehstahl c zugerichtet.
EMI2.1
vorher geformten Kontaktfläche des Schnelldrehstahles c entspricht, damit diese sich eng und genau anlegt. An seinem hinteren Teil ist der Schnelldrehstahl c derart geformt, dass er sich gegen eine Art Schulter des Werkzeuges a anlegen kann. Ausserdem kann er mit seitlichen Flanschen d versehen werden, die dazu dienen, seine Lage auf dem Werkzeug a zu sichern (Fig. 2).
EMI2.2
entgegenwirkenden Stoffes übereinandergelegt und hierauf einem ersten Druck unterworfen, zu welchem Zweck das Werkzeug zweckmässigerweise in eine Matrize gebracht wird.
Durch diese erste Behandlung wird schon ein festes Anhaften der beiden Kontaktflächen erzielt. Um jedoch eine richtige Verschweissung zu erreichen, wird das Werkzeug in einem Ofen auf 1200 bis 14000 erhitzt. Nachdem diese Temperatur erreicht worden ist, wird es in eine Matrize gebracht, die es genau ausfüllt, und in irgendeiner geeigneten Weise, jedoch ohne Stoss, einem starken Druck unterworfen.
Durch diese Behandlung erzielt man ein Werkzeug, wie in Fig. 3 dargestellt, dessen Teile untrennbar miteinander verbunden sind, so dass das aus verschiedenen Stahlsorten zusammengesetzte Werkzeug denselben physikalischen und thermischen Behandlungen unterworfen werden kann, wie ein Werkzeug aus ein und derselben Stahlsorte. So kann z. B. dem Werkzeug seine endgültige Form durch Schleifen gegeben werden. Dann wird der Schnelldrehstahlteil in Petroleum oder Luft oder auf irgendeine andere Weise gehärtet, ohne dass die Verbindung beider Teile in irgendeiner Weise beeinflusst würde.
EMI2.3