DE1021399B

DE1021399B - Process for the heat treatment of steel drill bits made from double and multiple carbide steels

Info

Publication number: DE1021399B
Application number: DER12184A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinz Recker
Original assignee: HEINZ RECKER DR ING
Current assignee: HEINZ RECKER DR ING
Priority date: 1953-07-21
Filing date: 1953-07-21
Publication date: 1957-12-27

Description

Verfahren zur Warmbehandlung von Stahlbohrkronen aus Doppel-und Mehrfachkarbidstählen Es ist bekannt, Doppel- oder Mehrfachkarbidstähle, wie Chrom- oder Wolframstähle mit hohem Kohlenstoffgehalt, zur Herstellung von Stahlbohrkronen und insbesondere von Steinbohrern zu verwenden.Process for the heat treatment of steel drill bits made of double and multiple carbide steels It is known, double or multiple carbide steels, such as chromium or tungsten steels with high carbon content, for making steel drill bits and in particular to be used by masonry drills.

Vorteilhaft bewährt haben sich zum Gesteinbohren der geometrischen Gestalt nach Stahlbohrkronen mit sägezahnähnlichen, entgegen der Drehrichtung wirkenden Schneiden an den Seitenwänden.Geometric Shape according to steel drill bits with sawtooth-like, acting against the direction of rotation Cutting on the side walls.

Die Standzeit von Steinbohrern aus Doppel- oder Mehrfachstählen sind nicht befriedigend, so daß vielfach an Stelle derartiger Bohrkronen hartmetallbestückte Bohrkronen eingesetzt werden. Im Gestein liegen für hartmetallbestückte Bohrkronen jedoch ungünstige Verhältnisse und oft Beanspruchungen vor, die von der Hartmetallbestückung nicht ertragen werden, zu einem Zerspringen derselben oder zum Abplatzen der Bestükkung führen. Auch lassen sich Hartmetallbestückungen bei den erwähnten Bohrkronen mit sägezahnähnlichen, entgegen der Drehrichtung wirkenden Schneiden an den Seitenwänden, zumindest an diesen Schneiden der Seitenwände nicht anbringen.The service life of masonry drills made of double or multiple steels are not satisfactory, so that carbide-tipped drill bits are often used in place of such drill bits Drill bits are used. In the rock are for carbide-tipped drill bits however, unfavorable conditions and often stresses caused by the hard metal tipping cannot be endured, causing them to burst or the fittings to flake off to lead. Tungsten carbide fittings can also be used with the drill bits mentioned sawtooth-like cutting edges acting against the direction of rotation on the side walls, Do not attach at least to these cutting edges of the side walls.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Standzeit von Stahlbohrkronen der erwähnten besonders bewährten Gestalt mit sägezahnähnlichen, entgegen der Drehrichtung wirkenden Schneiden aus Doppel- oder Mehrfachkarbidstählen zu verbessern, um deren Standzeit und sonstige Bohreigenschaften denen von hartmetallbestückten Bohrkronen anzupassen. Überraschenderweise gelingt es durch eine besondere Wärmebehandlung.The invention has the task of reducing the service life of steel drill bits the above-mentioned particularly proven shape with sawtooth-like, counter to the direction of rotation effective cutting edges made of double or multiple carbide steels to improve their Tool life and other drilling properties are those of carbide-tipped drill bits adapt. Surprisingly, a special heat treatment makes it possible.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahlbohrkronen aus Doppel- oder Mehrfachkarbidstählen, vorzugsweise mit sägezahnähnlichen, entgegen der Drehrichtung wirkenden Schneiden an den Seitenwänden, und besteht darin, zur zähen Vergütung an eine Vorbehandlung mit langsamer, stufenweiser Erwärmung bis zu Temperaturen von 800 bis zu 860°C und Halten der Stufentemperatur sowie langsamer Abkühlung bis zu 550°C eine zweite langsame Erwärmung auf nur wenig höhere Temperaturen bis zu Temperaturen von 830 bis 900°C anzuschließen, darauf diese Temperatur zu halten sowie ein Abschrecken auf Raumtemperatur und ein Anlassen auf Temperaturen von etwa 600°C anzuschließen, wobei im Anschluß an diese Behandlung die Schneiden einer Stoßhärtung durch kurzzeitige Erhitzung auf Temperaturen über der zur zähen Vergütung erforderlichen mit Abschreckung in Öl auf Raumtemperatur unterworfen werden.The invention relates to a method for the heat treatment of steel drill bits made of double or multiple carbide steels, preferably with sawtooth-like steels the direction of rotation acting cutting on the side walls, and is to tough compensation to a pretreatment with slow, gradual heating up to to temperatures of 800 to 860 ° C and holding the stage temperature as well as more slowly Cooling down to 550 ° C a second slow heating to only slightly higher temperatures to connect up to temperatures of 830 to 900 ° C, then this temperature hold as well as quenching to room temperature and tempering to temperatures of about 600 ° C to be connected, with the cutting edge following this treatment shock hardening through brief heating to temperatures above the tough Compensation required to be subjected to room temperature quenching in oil.

Das stufenweise Erhitzen zum Härten ist an sich bekannt. Ebenso bekannt ist Zwischenabkühlung nach Überschreiten des Umwandlungspunktes und letzteres auch bei komplizierten Werkstücken mit Zähnen. Ferner ist es bekannt, die Erhitzung vor dem Abschrecken mehrfach bis über den Umwandlungspunkt zu führen. Endlich ist die Ölabschreckung und das Anlassen für kompliziertere zu härtende Werkstücke an sich nicht neu. Überraschenderweise erreicht man jedoch bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an Stahlbohrkronen aus Doppel- oder Mehrfachkarbidstählen eine wesentliche Steigerung der Standzeit sowie auch im übrigen ein Bohrverhalten, das Bohrern hartmetallbestückter Qualität gleichkommt.The step-by-step heating for hardening is known per se. Also known is intermediate cooling after the transition point is exceeded and so is the latter for complicated workpieces with teeth. It is also known to pre-heat the quenching several times up to the transition point. Finally it is Oil quenching and tempering for more complicated workpieces to be hardened per se not new. Surprisingly, however, one achieves when carrying out the invention Procedure on steel drill bits made of double or multiple carbide steels is an essential one Increase of the service life and also a drilling behavior, the drilling of carbide-tipped Quality equals.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Stoßhärtung der Schneiden bei Temperaturen bis zu 1400°C vorgenommen. Die kurzzeitige Erhitzung kann auch durch sekundenlanges, an sich bekanntes Eintauchen in Salzbäder ausgeführt werden. Es empfiehlt sich endlich, den Stoßhärtungsvorgang mehrfach zu wiederholen.According to a preferred embodiment, the cutting edges are impact hardened made at temperatures up to 1400 ° C. The short-term heating can also can be carried out by immersing in salt baths for seconds, which is known per se. It is finally advisable to repeat the impact hardening process several times.

Die an sich bekannten Edelstähle, die zu dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu härtenden Bohrkronen Verwendung finden, sind vorzugsweise Stähle mit folgender Richtanalyse: Zum Beispiel Chromstähle aus C I Cr 0,5 bis 2,00/, I 1,5 bis 4,00/" oder Wolframstähle aus C I Cr 0,5 bis 2,00/, I 1,5 bis 4,00/, Selbstverständlich läßt sich der Chromgehalt durch Wolfram oder umgekehrt ersetzen; auch können andere Legierungselemente verwandt werden, soweit sie mit dem Kohlenstoff des Eisens sogenannte Sonderkarbide bilden, so daß die Legierung neben Eisenkarbid ein Karbid der Legierungselemente enthält. Ein Stahl folgender Zusammensetzung hat sich z. B. als unerwartet geeignet bewährt C I Mn [ Si C, 1,00/, 0,30/" 0,3% 1,50/, bzw. ein Stahl mit C I Mn ( Si I Cr 1,5 % I ohne Bedeutung 1 4,0 0/0 Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß durch eine verhältnismäßig einfache Wärmebehandlung die zur Anwendung kommenden Doppel- oder Mehrfachkarbidstähle mit Eigenschaften versehen werden, die an die Eigenschaften von Hartmetallen herankommen, wodurch, wie erwähnt, die erfindungsgemäße Bohrkrone eine überraschend lange Standzeit erhält, außerdem aber in der Fertigung billiger und einfacher sind als hartmetallbestückte Bohrkronen. Hierbei ist es außerdem auch möglich, die mit Hartmetall praktisch nicht bestückbaren Seitenschneiden entsprechend hart und widerstandsfähig auszubilden, so daß die Bohreigenschaften wesentlich verbessert werden. Eine Hartmetallbestückung ist nicht mehr erforderlich.The stainless steels known per se which are used for the drill bits to be hardened by the method according to the invention are preferably steels with the following standard analysis: For example chrome steels CI Cr 0.5 to 2.00 /, I 1.5 to 4.00 / " or tungsten steels CI Cr 0.5 to 2.00 /, I 1.5 to 4.00 /, Of course, the chromium content can be replaced by tungsten or vice versa; Other alloying elements can also be used insofar as they form so-called special carbides with the carbon of the iron, so that the alloy contains a carbide of the alloying elements in addition to iron carbide. A steel of the following composition has z. B. proven to be unexpectedly suitable CI Mn [Si C, 1.00 /, 0.30 / " 0.3% 1.50 /, or a steel with CI Mn (Si I Cr 1.5% I irrelevant 1 4.0 0/0 The advantages achieved by the invention are primarily to be seen in the fact that, through a relatively simple heat treatment, the double or multiple carbide steels used are provided with properties that come close to the properties of hard metals, whereby, as mentioned, the drill bit according to the invention is surprising Long service life, but are also cheaper and easier to manufacture than carbide-tipped drill bits. It is also possible here to make the side cutting edges, which are practically impossible to equip with hard metal, correspondingly hard and resistant, so that the drilling properties are significantly improved. Tungsten carbide tipping is no longer necessary.

Im- folgenden wird zur Verdeutlichung eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Bohrkrone beschrieben; es zeigt Fig. 1 eine Bohrkrone in Vorderansicht, Fig. 2 in Seitenansicht und Fig. 3 in Aufsicht.In the following, one according to the invention is used for clarification Process treated drill bit described; it shows Fig. 1 a drill bit in front view, Fig. 2 in side view and Fig. 3 in plan view.

-Nach den Figuren besitzt die Bohrkrone 1 eine Bohrung 2 für ein nicht in der Zeichnung dargestelltes Bohrgestänge. Zum Kopf hin verjüngt sie sich zu einer angeschrägten Schneide 3: Sie besteht nach der Erfindung aüs.-einem zähvergüteten doppel- oder mehrfachkarbidbildenden Stahl, aus dem auch die durch Stoßhärtung vergütete Schneide 3 gebildet ist. Die Seitenwände 4 der Bohrkrone besitzen neben den üblichen Ausnehmungen 5 sägezahnartige Vertiefungen 6 mit stoßgehärteten Schneidekanten 7. Spülkanäle 8 führen sowohl zur Stirnseite der Bohrkrone als auch -zu den sägezahnartigen Vertiefungen, die entgegen der Rotationsrichtung 9 der Bohrkrone wirken.According to the figures, the drill bit 1 has a bore 2 for a drill rod not shown in the drawing. Towards the head it tapers to a beveled cutting edge 3: According to the invention, it also consists of a toughened double or multi-carbide-forming steel, from which the cutting edge 3 hardened by impact hardening is also formed. In addition to the usual recesses 5, the side walls 4 of the drill bit have sawtooth-like depressions 6 with impact-hardened cutting edges 7. Flushing channels 8 lead both to the face of the drill bit and - to the sawtooth-like depressions that act against the direction of rotation 9 of the drill bit.

Claims

PATENT CLAIMS '. 1. A method for the heat treatment of steel drill bits made of double or multiple carbide steels, preferably with sawtooth-like cutting edges acting against the direction of rotation on the side walls, characterized in that for tough tempering, a pretreatment with slow, gradual heating up to temperatures of 800 to 860 ° C, Maintaining the stage temperature and slow cooling up to 550 ° C, followed by a second slow heating to only slightly higher temperatures up to temperatures of 830 to 900 ° C, holding the same, subsequent quenching to room temperature and tempering to temperatures of around 600 ° C then the cutting edges are subjected to shock hardening by briefly heating them to temperatures above those required for tough tempering, with quenching in oil to room temperature. 2. The method according to claim 1, characterized in that the cutting edges are heated to temperatures of up to 1400 ° C for impact hardening. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the brief heating is carried out by immersing in salt baths for seconds. 4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the impact hardening process is repeated several times. Publications considered: Houdremont, »Handbuch der Sonderstahlkunde; z, 1943, p. 408; Iron and Coal Trades Review, 1933, p. 707; Publication "Fighting silicosis with dry suction devices, Maschinenfabrik Hemscheidt, Wuppertal, -S.141-Haufe, -" High-speed steels and their heat treatment ", Munich, 1951; P.114; Rhyme arm; »Das Leipzig, 1953, p.54; Hardening technical communications, vol.

2, Berlin, 1943, pp. 149 and -1-51 1 152.