DE102013204370A1

DE102013204370A1 - Verfahren zum Pressen eines Grünlings für die Herstellung von Schneidplatten

Info

Publication number: DE102013204370A1
Application number: DE201310204370
Authority: DE
Inventors: Heiko Libhafsky; Ulrich Mowlai
Original assignee: Ceramtec GmbH
Current assignee: Ceramtec GmbH
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2013-09-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pressen eines Keramikpulvers in einer Matrize zur Herstellung eines Grünlings (3) für die spätere Herstellung von Schneidplatten, wobei das Keramikpulver durch Axialpressen, d.h. durch ein Pressen senkrecht zur späteren Ober- und Unterseite des Grünlings (3), geformt wird.
Damit im Wesentlichen keine Dichteinhomogenitäten innerhalb des Presskörpers bzw. Grünlings auftreten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Keramikpulver zusätzlich zum Axialpressen durch ein Querpressen, d.h. einem Pressen senkrecht zu den Seitenflächen, geformt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pressen eines Keramikpulvers in einer Matrize zur Herstellung eines Grünlings für die spätere Herstellung von Schneidplatten, wobei das Keramikpulver durch Axialpressen, d.h. durch ein Pressen senkrecht zur späteren Ober- und Unterseite des Grünlings, geformt wird.
Nach dem Stand der Technik werden Schneidplatten zum Einspannen in ein Schneidwerkzeug zum Zerspanen von zumeist Gusswerkstoffen verwendet. Schneidplatten gibt es in den verschiedensten Ausgestaltungen und Formen, je nach dem Anwendungsgebiet und dem Werkstoff der Schneidplatten.
Hergestellt werden zuerst so genannte Grünlinge, aus denen durch Sintern Schneidplatten entstehen. Grünlinge werden auch als Rohlinge bezeichnet.
Grünlinge gepresst aus einem trockenen Keramikpulver werden nach dem Stand der Technik ausschließlich durch Axialpressen erzeugt. Hierbei wird eine Matrize verwendet, deren Abmessungen sich nach dem zu erzeugenden Grünling ausrichten. In die Matrize wird Keramikpulver eingefüllt und anschließend werden ein Oberstempel und ein Unterstempel in Axialrichtung eingefahren und durch einen Pressvorgang wird der Grünling erzeugt. In der Regel bildet der Unterstempel auch zugleich die Umfangswand der Matrize oder umgekehrt. Beim Axialpressen kann auch der Unterstempel fixiert bleiben und nur der Oberstempel wird in Axialrichtung verfahren und presst das Keramikpulver in der Matrize zum Grünling.
Beim Pressen des Keramikpulvers in einer Matrize zur Herstellung des Grünlings für Schneidplatten sind hohe Pressdrücke erforderlich. Aus diesem Grund wird bisher ausschließlich das Axialpressen angewendet, weil hierbei die Pressdrücke nahezu beliebig eingestellt werden können. Insofern unterscheidet sich das Pressen von Grünlingen aus Keramikpulvern vom Pressen von Grünlingen aus einem Hartmetall, bei dem die Pressdrücke niedriger sind.
Hin und wieder kommt es bei Schneidplatten aus einer Keramik zum Bruch, d.h. bei Schneidplatten die aus einem Keramikpulver durch Axialpressen zu einem Grünling und anschließendes Sintern dieses Grünlings hervorgegangen sind.
Diese Brüche konnten nicht erklärt werden, weil die gebrochenen Schneidplatten genauso hergestellt wurden, wie andere, die nicht gebrochen sind.
Es hat sich unerwartet herausgestellt, dass aufgrund der unterschiedlichen Verdichtungswege zwischen Rand und Mitte des Grünlings es beim axialen Trockenpressen (Axialpressen) zu Dichteinhomogenitäten innerhalb des Presskörpers bzw. Grünlings kommen kann. Poren bzw. Rissbildungen können die Folge sein, die zum Bruch der Schneidplatte führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Grünlings aus einem Keramikpulver zur Herstellung von Schneidplatten anzugeben, bei dem im Wesentlichen keine Dichteinhomogenitäten innerhalb des Presskörpers bzw. Grünlings auftreten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass das Keramikpulver zusätzlich zum Axialpressen durch ein Querpressen, d.h. einem Pressen senkrecht zu den Seitenflächen, geformt wird, treten keine Dichteinhomogenitäten innerhalb des Presskörpers bzw. Grünlings auf. Im Folgenden wird Querspressen auch als Radialpressen bezeichnet.
Die aus diesen Grünlingen hergestellten Schneidplatten haben eine geringere Bruchanfälligkeit als die Schneidplatten, deren Grünlinge ausschließlich durch Axialpressen des Keramikpulvers hergestellt wurden.
Bevorzugt wird ein Presswerkzeug mit Axialstempeln zum Axialpressen und mit Querstempeln zum Querpressen verwendet.
In einer Ausführungsform der Erfindung formen die Querstempel die Konturen der Ecken des Grünlings. Diese werden beim Eisatz der Schneidplatte extrem belastet und sind durch das Querpressen stärker verdichtet.
Bevorzugt formt jeder Querstempel zusätzlich zu einer Ecke auch einen Teil der an die Ecken angrenzenden Seitenflächen. Damit sind die Schneidecken und die Schneidkanten stärker verdichtet.
Ein erfindungsgemäß hergestellter Grünling weist keine Dichteinhomogenitäten auf.
Die Matrize des Presswerkzeugs besteht bevorzugt aus einem topfartigen Unterteil mit einer Unterseite, die der Unterseite des Grünlings entspricht und mit Seitenflächen, die den zu erzeugenden Umfangsflächen des Grünlings entsprechen. Zum Querpressen sind die Seitenflächen der Matrize komplett oder nur ein Teil dieser verschiebbar ausgebildet. Bevorzugt umfasst ein Querstempel auch eine Ecke des Grünlings. Diese verschiebbaren Seitenflächen bilden die Querstempel. Zum Axialpressen ist ein Axialstempel vorhanden, dessen Pressfläche der zu erzeugenden Oberseite des Grünlings entspricht.
Bei einem quadratischen Grünling werden bevorzugt vier Querstempel benutzt. Bei einem dreieckigen Grünling werden bevorzugt drei Querstempel benutzt und so weiter. Bei einem runden bzw. zylinderförmigen Grünling werden bevorzugt vier Querstempel benutzt, die jeweils einen Ausschnitt des Zylinders bilden.
Folgende Verfahrensschritte sind bevorzugt:

a) Einfüllen des Keramikpulvers in die Matrize
b) Einfahren der Querstempel und der Axialstempel und Pressen des Keramikpulvers zum Grünling
c) Entlasten der Axial- und der Querstempel
d) Entnehmen des Grünlings

Hierbei kann der untere Axialstempel, der das topfartige Unterteil bildet auch fixiert bleiben, so dass nur der obere Axialstempel die axiale Presskraft leistet.
1 zeigt einen Schnitt durch eine Matrize 4 in Axialrichtung gesehen mit vier Querstempeln 2 und zwei Axialstempeln (in 1 nicht gezeigt) zur Herstellung eines quadratischen Grünlings.
2 zeigt eine Matrize 4 in Querrichtung gesehen, d.h. in Richtung der Querstempel 2 mit einem schon gepressten Grünling 3. Zu sehen sind die Axialstempel 1 und die Querstempel 2.

Claims

Verfahren zum Pressen eines Keramikpulvers in einer Matrize zur Herstellung eines Grünlings (3) für die spätere Herstellung von Schneidplatten, wobei das Keramikpulver durch Axialpressen, d.h. durch ein Pressen senkrecht zur späteren Ober- und Unterseite des Grünlings (3), geformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikpulver zusätzlich zum Axialpressen durch ein Querpressen, d.h. einem Pressen senkrecht zu den Seitenflächen, geformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Presswerkzeug mit Axialstempeln (1) zum Axialpressen und mit Querstempeln (2) zum Querpressen verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querstempel (2) die Konturen der Ecken des Grünlings formen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Querstempel (2) zusätzlich zu einer Ecke auch einen Teil der an die Ecken angrenzenden Seitenflächen formt.
Grünling (3) insbesondere hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grünling (3) keine Dichteinhomogenitäten aufweist.