DE1151158B

DE1151158B - Verfahren zur Erzeugung von feinrauhen Arbeitsflaechen an metallischen Werkstuecken durch elektrolytisches und/oder chemisches AEtzen

Info

Publication number: DE1151158B
Application number: DEK29247A
Authority: DE
Inventors: Guenther Koech
Original assignee: GUENTHER KOECH
Current assignee: GUENTHER KOECH
Priority date: 1956-07-02
Filing date: 1956-07-02
Publication date: 1963-07-04
Also published as: US3375181A

Description

DEUTSCHES

PATENTA

KL. 48a Ί7Μ

*V" JnTERNAT.KL. C 23 b

ANME LDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

K29247VIb/48a

2. JULI 1956 4. JULI 1963

Bekannt ist die Erzeugung von Längsriefen oder Kratzlinien auf Werkstücken durch Schleifen, z. B. zur Erzeugung von sehr festen Preßsitzen oder auch zur Erhöhung der Griffigkeit von Mahlwalzen. Der Werkstoff der Werkstücke ist hierbei homogen, so daß die erzeugten Vorsprünge keine besondere Härte aufweisen und als Werkzeuge zur Bearbeitung metallener Flächen nicht geeignet sind.

Zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, z. B. Bohrern, ist es ferner bekannt, in eine Muldenform für den Bohrkopf od. dgl. zunächst eine dünne Schicht aus plastischer Masse, z. B. Stärkekleister, einzubringen, deren Dicke der Höhe der aus dem herzustellenden Werkzeug frei vorspringenden harten Teilchen, z. B. Diamantsplittern, entspricht, worauf dann die harten Teilchen in die plastische Schicht eingedrückt werden und dann die Form mit sinterfähigen Stoffen als Grundmasse aufgefüllt wird und die sinterfähigen Stoffe unter hohen Druck gesetzt und in sich und mit den harten Teilchen zusammengesintert werden. Nach Herausnahme aus der Form wird dann die plastische Masse durch Abbürsten od. dgl. entfernt, so daß die zum Schneiden dienenden Spitzen der harten Teilchen aus der Grundmasse frei hervorragen. Hierbei weisen die Spitzen der zum Schneiden dienenden Teilchen nur eine verhältnismäßig grobe Passung auf, und die harten Schneidteilchen sind nur unvollkommen in die Sintermasse eingebettet, so daß sie beim Arbeiten aus der Grundmasse ausbrechen können.

Bei Lagern ist es bekannt, zur Verbesserung der Gleitfähigkeit die Lagerflächen durch chemisches Ätzen mit kleinen Oberflächenkanälen oder Vertiefungen zum Aufnehmen von Öl zu versehen, so daß beim Anlaufen der in den Lagern laufenden Wellen sofort ein genügender Ölfilm auf der ganzen Lagerfläche gebildet werden kann. In ähnlicher Weise und zum gleichen Zweck sind auch Gleitflächen, ζ. Β. von Aluminiumkolben, durch elektrolytisches Ätzen mit Poren zum Aufnehmen von Öl versehen worden. Hierbei sind stets nur verhältnismäßig weiche Metalle behandelt worden, die keine harten Kristalle enthalten, und die behandelten Oberflächen bleiben bis auf die zur Aufnahme von öl dienenden Vertiefungen glatt.

Die Erfindung besteht in der Anwendung des Verfahrens, die Spitzen harter Bestandteile hetorogenei metallischer Gefüge durch elektrolytisches Ätzen freizulegen, zur Erzeugung von feinrauhen Arbeitsflächen an metallischen, Nitride, Karbide oder Diamanten enthaltenden, in Form gebrachten und feinbearbeiteten Werkstücken. Hierdurch wird die Herstellung von Verfahren zur Erzeugung von feinrauhen Arbeitsflächen an metallischen Werkstücken

durch elektrolytisches und/oder chemisches Ätzen

Anmelder:

Günther Koech,

München 13, Ansbacher Str. 3

Günther Koech, München, ist als Erfinder genannt worden

feinrauhen Arbeitsflächen an Werkstücken und Werkzeugen von bester Maßhaltigkeit ermöglicht, da die Werkstücke vor dem Wegätzen der weicheren Bestandteile der Oberfläche des Werkstückes auf genaues Maß gebracht sind, z. B. durch Schleifen, und dieses Maß auch beim Wegätzen der weicheren Bestandteile erhalten bleibt, und es wird ferner erreicht, daß die harten Bestandteile sehr fest in den Trägerkörper eingebettet sind, also hohe Beanspruchungen ohne Gefahr des Ausbrechens aushalten können, weil sie ja von dem Metall des Trägerkörpers zur Hälfte und mehr umschlossen sind oder fast einen Bestandteil des Trägerkörpers bilden, wie z. B. bei Sinterkörpern aus Wolframkarbid od. dgl. Die Werkstücke nach der Erfindung können z. B. Reibscheiben oder Riemenscheiben sein, die einen hohen Oberflächenreibungsbeiwert aufweisen sollen, oder sie können auch feilenartige Werkzeuge feinster Körnung, z. B. zum Honen oder Schleifen, bilden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich unter Benutzung des bekannten Aufgalvanisierens feiner, harter Bestandteile auf die Oberfläche eines Trägerkörpers, wenn die harten Bestandteile durch einen starken galvanischen Metallniederschlag vollkommen eingebettet werden, dann der Metallniederschlag nebst harten Bestandteilen mechanisch bis zum Freilegen der äußeren Teile der harten Bestandteile auf Maß bearbeitet und darauf der Metallniederschlag zum Teil durch elektrolytisches Ätzen entfernt wird. Dies hat den Vorteil, daß die Außenflächen der harten Bestandteile ein genaues Maß aufweisen und daß die harten Bestandteile auch besonders fest in dem galvanischen Niederschlag, ζ. Β. Eisen, eingebettet sind.

309 619/177

Bei den bekannten mit Diamantstaub belegten Honahlen ragen dagegen die Diamanfkömchen verschieden hervor und haften auch nicht so fest im Metallniederschlag wie beim Erfindungsgegenstand.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn harte Bestandteile durch Eindiffundieren von Nitrid- oder Karbidbildnern in metallisches Gefüge erzeugt und darauf die verbliebenen weicheren Bestandteile bis auf eine gewünschte Tiefe elektrolytisch ausgeätzt werden. Dies ergibt eine besonders feste Haftung der harten Bestandteile im Trägerkörper, da sie ja allmählich in die weicheren Bestandteile des Trägerkörpers einstückig übergehen.

Mit Vorteil wird zusätzlich zu dem elektrolytischen Ätzen noch ein chemisches Ätzen oder bei stark heterogenem Gefüge des Werkstoffes nur chemisches Ätzen angewandt. Das zusätzlich zum elektrolytischen Ätzen erfolgende chemische Ätzen kann bei manchen Trägerkörpern das Ausätzen beschleunigen, ohne daß wesentliche Schäden an den Spitzen der harten Bestandteile entstehen, während das alleinige chemische Ätzen des Trägerkörpers im allgemeinen nur dann brauchbar ist, wenn der Trägerkörper und die harten Bestandteile, z. B. Eisen und Diamantteile, stark heterogen sind, so daß die chemischen Mittel nur die weichen Bestandteile des Trägerkörpers, nicht aber die harten Bestandteile angreifen.

Soll aus einem Werkstück, das harte Kristalle, z. B. Karbide, enthält, ein Reibwerkzeug hergestellt werden, so wird dieses Werkstück z. B. durch Schleifen in Form gebracht und fein bearbeitet, so daß es genau maßhaltig ist. Dann werden durch elektrolytisches Ätzen die harten Kristalle der Oberfläche des Werkstücks teilweise freigelegt, indem die weicheren Bestandteile der Oberfläche weggeätzt werden. Die harten Kristalle sind dann z. B. zu zwei Dritteln ihrer Dicke in die weichere Grundmasse eingebettet, so daß sie sehr fest sitzen. Die äußeren Spitzen der harten Kristalle weisen dagegen durch die vorhergehende Feinbearbeitung scharfe seitliche Kanten und maßhaltige glatte Oberflächen auf. Solche Werkzeuge sind daher als Reibwerkzeuge zur Herstellung sehr genauer Flächen anderer Werkstücke verwendbar und sind sehr dauerhaft, da die harten Kristalle in der weicheren, aber sehr druckfesten Grundmasse weit eingebettet und festgehalten sind.

Soll ein Reibwerkzeug aus einem homogenen Trägerkörper hergestellt werden, so wird auf diesen zunächst eine Schicht aus feinen, harten Kristallen, z. B. einem Pulver aus Karbiden, Nitriden, Diamantstaub od. dgl., aufgebracht, und dann werden diese harten Kristalle durch einen Metallniederschlag auf den Trägerkörper aufgalvanisiert und in diesen Metallniederschlag vollkommen eingebettet. Darauf wird der Metallniederschlag bis zum Freilegen der Spitzen der harten Kristalle abgeschliffen und darauf elektrolytisch so weit weggeätzt, daß die Spitzen und oberen Kanten der harten Kristalle frei liegen und eine dauerhafte Reibfläche bilden.

In anderer Weise können in einem Stahlwerkstück harte Nitrid- oder Karbidkristalle durch Eindiffundieren von Nitrid- oder Karbidbildnern erzeugt werden, wobei das Werkstück vor oder nach dem Eindiffundieren in Form gebracht und fein bearbeitet wird. Darauf werden die weicheren Bestandteile der Oberfläche des Werkstückes zwischen den härteren Teilen elektrolytisch ausgeätzt, so daß eine gnaue maßhaltige Reibfläche entsteht.

Nach dem Verfahren nach der Erfindung können außer Reibwerkzeugen und sonstigen Werkzeugen auch Reibscheiben, Riemenscheiben, Spanndorne

ίο od. dgl. hergestellt werden, bei denen es darauf ankommt, den Reibungsbeiwert der Oberfläche zu erhöhen.

Kennzeichnend für die Oberflächen nach der Erfindung ist eine feine Rauhigkeit, die sehr dauerhaft ist, weil die die Rauhigkeit erzeugenden Kristalle und Körnchen sehr hart sind und tief in die Grundmasse eingebettet und in dieser festgehalten sind. Werden nach der Erfindung hergestellte Werkzeuge, z. B. Walzen, als Prägewerkzeuge auf andere weichere Werkstücke gedrückt, so werden auf diesen Werkstücken Oberflächen mit feinen, engumgrenzten Vertiefungen, etwa nach Art von Apfelsinenschalen, erzeugt, derart, daß diese Vertiefungen Öl aufnehmen können. Solche Negativabdrücke der Werkzeuge nach der Erfindung sind also z. B. für Lagerschalen vorteilhaft, da diese dann das die Gleitfähigkeit verbessernde Öl gut festhalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anwendung des Verfahrens, die Spitzen harter Bestandteile heterogener metallischer Gefüge durch elektrolytisches Ätzen freizulegen, zur Erzeugung von feinrauhen Arbeitsflächen an metallischen, Nitride, Karbide oder Diamanten enthaltenden, in Form gebrachten und feinbearbeiteten Werkstücken.

2. Verfahren nach Anspruch 1 mit Aufgalvanisieren ferner, harter Bestandteile auf die Oberfläche eines Trägerkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß die harten Bestandteile durch einen starken galvanischen Metallniederschlag vollkommen eingebettet werden, dann der Metallniederschlag nebst harten Bestandteilen mechanisch bis zum Freilegen der äußeren Teile der harten Bestandteile auf Maß bearbeitet und darauf der Metallniederschlag zum Teil durch elektrolytisches Ätzen entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß harte Bestandteile durch Eindiffundieren von Nitrid- oder Karbidbildnern in metallisches Gefüge erzeugt und darauf die verbliebenen weicheren Bestandteile bis auf eine gewünschte Tiefe elektrolytisch ausgeätzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem elektrolytischen Ätzen noch ein chemisches Ätzen oder bei stark heterogenem Gefüge des Werkstoffes nur chemisches Ätzen angewendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 425 827, 622 823, 314, 915 540, 520 898, 548 633, 695182.