DE102016117132A1 - Diamantwerkzeug wie Abricht- oder Schleifwerkzeug sowie Verfahren zur Herstellung des Diamantwerkzeugs - Google Patents

Diamantwerkzeug wie Abricht- oder Schleifwerkzeug sowie Verfahren zur Herstellung des Diamantwerkzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Diamantwerkzeug, insbesondere Abricht- oder Schleifwerkzeug, umfassend einen Grundkörper aus Keramikmaterial mit zumindest einem Arbeitsbereich, an dem zumindest bereichsweise harte Schneidstoffe wie Körner aus Diamant oder kubisch kristallinem Bornitrid (CBN) gebunden sind. Um die Standzeit des Diamantwerkzeugs insbesondere auch bei hohen Temperaturen zu verbessern, ist vorgesehen, dass die harten Schneidstoffe mit dem Keramikmaterial durch eine hartgelötete Metall- und/oder Keramikverbindung verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Diamantwerkzeug, insbesondere Abricht- oder Schleifwerkzeug, umfassend einen Grundkörper aus Keramikmaterial mit zumindest einem Arbeitsbereich, an dem zumindest bereichsweise harte Schneidstoffe wie Körner aus Diamant oder kubisch kristallinem Bohrnitrid (CBN) gebunden sind sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Diamantwerkzeugs, wobei die harten Schneidstoffe wie Körner aus Diamant oder kubischem Bohrnitrid (CBN) an dem Arbeitsbereich gebunden sind.
  • Ein Diamantwerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung des Diamantwerkzeugs der eingangs genannte Art ist aus der DE 39 25 364 A1 bekannt. Nach dem Stand der Technik ist eine tellerförmige Schleifscheibe aus Keramikmaterial zumindest auf ihrer einen Stirnseite mit extrem harten Schleifkörnern belegt. Dazu wird die zu belegende Stirnseite mit einem Klebstoff eingestrichen und unmittelbar danach werden die Schleifkörner aufgebracht. Noch ehe der Klebstoff anfängt hart zu werden, werden die Schleifkörner gegen die Schleifscheibe gedrückt. Dabei schieben sich die Schleifkörner in die Poren des Keramikmaterials. Anschließend lässt man den Klebstoff aushärten.
  • Diamantwerkzeuge nach vorgenanntem Stand der Technik weisen insbesondere bei hohen Arbeitstemperaturen eine geringe Standzeit auf, so dass sich die Schleifkörner aus dem Klebstoff lösen können.
  • Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Diamantwerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung des Diamantwerkzeugs der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Standzeit insbesondere auch bei hohen Temperaturen verbessert wird.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung u.a. dadurch gelöst, dass die harten Schneidstoffe mit dem Keramikmaterial durch eine hartgelötete Metall- und/oder Keramikverbindung verbunden sind. Überraschenderweise konnte festgestellt werden, dass durch die Hartlotverbindung eine starke Vernetzung des Aktivlotes mit Oberflächenporen des Keramikmaterials erfolgt, so dass eine starke mechanische Bindung erreicht wird. Durch eine Kappilarwirkung der Keramik werden Aktivlot und gegebenenfalls Teile der harten Schneidstoffe in der Weichphase des Aktivlotes in die Poren der Keramik gesaugt und mit dieser miktovernetzt.
  • Die harten Schneidstoffe sind vorzugsweise harten Körner aus zumindest einem Material der Gruppe natürlicher Diamant, synthetischer Diamant, Hartmetall, kubisch kristallines Bohrnitrid (CBN) oder einem ultraharten Material.
  • Vorzugsweise sind die harten Schneidstoffe in Form von harten Körnern durch die hartgelötete Metall- und/oder Keramikverbindung in einer Schicht oder in mehreren Schichten gebunden sind.
  • Alternativ können die harten Schneidstoffe aus einem Verbundstoff ausgebildet sein, vorzugsweise aus zumindest einem Material der Gruppe polykristallines kubisches Bornitrid (PKB) oder polykristalliner Diamant (PKD).
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Keramikmaterial eine Oxidkeramik aus der Gruppe Aluminiumdioxid (Al2O3), Zirkoniumdioxid (ZrO2), Titan(IV)-Oxid (TiO2), Magnesiumoxid (MgO), Zinkoxid (ZnO), Aluminiumtitanat (Al2O3 + TiO2) sowie Bariumtitanat (BaO + TiO2). Oxidkeramiken werden beispielsweise als Schleifscheiben in der zerspanenden Fertigung eingesetzt. Erfindungsgemäß zeigt der Grundkörper aus Keramikmaterial gegenüber einem Grundkörpern aus Stahl eine dämpfende Wirkung, insbesondere beim Schleifen und/oder bei der Bearbeitung von Verbundwerkstoffen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Diamantwerkzeug ein rotierendes Schleifwerkzeug wie Schleifscheibe, Schleifstift, Trennscheibe oder Schleifrolle ist. Auch kann das Diamantwerkzeug als ein feststehendes Schleifwerkzeug ausgebildet sein.
  • Besonders bevorzugt kann das Diamantwerkzeug als ein rotierendes Abrichtwerkzeug wie Abrichtrolle, Abrichtscheibe oder Diamant-Profilabrichtrolle oder als ein feststehendes Abrichtwerkzeug wie Abrichtfliese oder Einkernfliese ausgebildet sein.
  • Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Diamantwerkzeugs mit harten Schneidstoffen wie harten Körnern aus Diamant oder kubisch kristallinem Bornitrid (CBN), umfassend die Verfahrensschritte:
    • a) Abziehen eines vorzugsweise exakt ausgerichteten Keramikmaterials wie Keramikschleifscheibe;
    • b) Aufbringen eines Aktivlotes auf wenigstens einen Arbeitsbereich des Keramikmaterials wie Stirnfläche;
    • c) Aufbringen der harten Schneidstoffe auf das Aktivlot;
    • d) Vakuum-Hartlöten der harten Schneidstoffe mit dem Keramikmaterial.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3925364 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Diamantwerkzeug, insbesondere Abricht- oder Schleifwerkzeug, umfassend einen Grundkörper aus Keramikmaterial mit zumindest einem Arbeitsbereich, an dem zumindest bereichsweise harte Schneidstoffe wie Körner aus Diamant oder kubisch kristallinem Bornitrid (CBN) gebunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die harten Schneidstoffe mit dem Keramikmaterial durch eine hartgelötete Metall- und/oder Keramikverbindung verbunden sind.
  2. Diamantwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die harten Schneidstoffe harte Körner aus zumindest einem Material der Gruppe natürlicher Diamant, synthetischer Diamant, Hartmetall, kubisch kristallines Bornitrid (CBN) oder einem ultraharten Material bestehen.
  3. Diamantwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die harten Schneidstoffe in Form von harten Körnern durch die hartgelötete Metall- und/oder Keramikverbindung in einer Schicht oder in mehreren Schichten gebunden sind.
  4. Diamantwerkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die harten Schneidstoffe aus einem Verbundstoff aus zumindest einem Material der Gruppe polykristallines kubisches Bornitrid (PKB) oder polykristalliner Diamant (PKD) bestehen.
  5. Diamantwerkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikmaterial eine Oxidkeramik aus der Gruppe Aluminiumdioxid (Al2O3), Zirkoniumdioxid (ZrO2), Titan(IV)-Oxid (TiO2), Magnesiumoxid (MgO), Zinkoxid (ZnO), Aluminiumtitanat (Al2O3 + TiO2) sowie Bariumtitanat (BaO + TiO2) ist.
  6. Diamantwerkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Diamantwerkzeug ein rotierendes Schleifwerkzeug wie Schleifscheibe, Schleifstift, Trennscheibe oder Schleifrolle ist.
  7. Diamantwerkzeug nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Diamantwerkzeug ein feststehendes Schleifwerkzeug ist.
  8. Abrichtwerkzeug nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Diamantwerkzeug ein rotierendes Abrichtwerkzeug wie Abrichtrolle, Abrichtscheibe oder Diamant-Profilabrichtrolle ist oder dass das Diamantwerkzeug ein feststehendes Abrichtwerkzeug wie Abrichtfliese oder Einkernfliese ist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Diamantwerkzeugs mit harten Schneidstoffen wie harten Körnern aus Diamant oder kubisch kristallinem Bornitrid (CBN), umfassend die Verfahrensschritte: a) Abziehen eines vorzugsweise exakt ausgerichteten Keramikmaterials wie Keramikschleifscheibe; b) Aufbringen eines Aktivlotes auf wenigstens einen Arbeitsbereich des Keramikmaterials wie Stirnfläche; c) Aufbringen der harten Schneidstoffe auf das Aktivlot; d) Vakuum-Hartlöten der harten Schneidstoffe mit dem Keramikmaterial.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3925364A1 (de) 1989-08-01 1991-02-07 Hurth Masch Zahnrad Carl Verwendung eines schleif- od. dgl. werkzeugs aus einem keramikmaterial sowie verfahren zum herstellen von mit extrem harten schleifkoernern beschichteten schleif- od. dgl. werkzeugen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3925364A1 (de) 1989-08-01 1991-02-07 Hurth Masch Zahnrad Carl Verwendung eines schleif- od. dgl. werkzeugs aus einem keramikmaterial sowie verfahren zum herstellen von mit extrem harten schleifkoernern beschichteten schleif- od. dgl. werkzeugen

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