DE1221380B - Poroeser Werkstoff fuer eine Werkzeugelektrode und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B23k

Deutsche Kl.: 21h-30/02

Nummer: 1221380

Aktenzeichen: A 31662 VIII d/21 h

Anmeldetag: 24. März 1959

Auslegetag: 21. Juli 1966

Bei der elektrolytischen Bearbeitung von Werkstücken wird im allgemeinen ein verhältnismäßig starker elektrischer Strom mit verhältnismäßig geringer Spannung, die bis zu 10 Volt betragen kann, zwischen dem Werkstück aus elektrisch leitendem Stoff und einem Drehwerkzeug aus Metall hindurchgeschickt, wobei zwischen Werkzeug und Werkstück ein Elektrolyt vorhanden sein muß. Der Durchfluß des Stromes bewirkt, daß von dem Werkstück kleine Metallmengen abgetragen werden, wobei Salze oder Oxyde entstehen.

Diese Salze oder Oxyde müssen aus dem Bearbeitungszwischenraum entfernt werden, weil sie sich ungünstig auf die elektrolytische Bearbeitung auswirken. Es ist bekannt, Werkzeuge aus einem Metall zu verwenden, welches Schleif körner enthält, die meistens aus Diamanten bestehen, die ihrerseits naturgemäß sehr kostspielig sind.

Es ist bekannt, zu Vermeidung solcher Schwierigkeiten Elektroden zu verwenden, die aus einem porösen Werkstoff bestehen, dessen Poren miteinander in Verbindung stehen.

Bei der Bearbeitung von Werkstücken aus Wolframkarbid heben die Schleifkörner des Werkzeugs Karbidteilchen ab, die infolge der Zerstörung ihres metallenen Bindemittels durch den hindurchfließenden Strom losgelöst werden.

Erfindungsgemäß wird der poröse Werkstoff für die Werkzeugelektrode zum elektrischen Bearbeiten, dessen Poren durch Kanäle miteinander in Verbindung stehen, dadurch verbessert, daß der Werkstoff ein Isolierstoff ist und daß mindestens ein Teil der Kanäle mit einer elektrisch leitenden Metallschicht bedeckt ist.

Gemäß einem weiteren Erfindungsgdanken enthält der Isolierstoff Schleifkörner.

Die Erfindung betrifft auch das Verfahren zum Herstellen eines solchen Werkstoffs. Das wesentlichste Merkmal dieses Verfahrens besteht darin, daß ein Teil der Kanalwände durch chemische Reduktion mit einer Metallschicht versehen wird. Vorzugsweise wird dieses Verfahren so ausgeführt, daß in die Kanäle Metallstaub eingebracht und dieser geschmolzen wird.

Während bei den bekannten porösen Schleifscheiben die elektrische Leitfähigkeit viel zu gering ist, um Ströme ausreichender Stärke durch sie hindurchschicken zu können, wie sie unerläßlich sind, um einen guten Wirkungsgrad der elektrolytischen Bearbeitung zu erzielen und andererseits die Gestehungskosten ungewöhnlich hoch sind, ist beim Gegenstand der Erfindung die spezifische elektrische Leitfähigkeit Poröser Werkstoff für eine Werkzeugelektrode
und Verfahren zu seiner Herstellung

Anmelder:

Ateliers des Charmilles S. A., Genf (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. D. Jander und Dr.-Ing. M. Böning,

Patentanwälte, Berlin 33, Hüttenweg 15

Als Erfinder benannt:
Jean Pfau, Genf (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 27. März 1958 (57 605)

der Strompfade vorzüglich, so daß man die elektrolytische Bearbeitung in bisher noch nie erreichter Kürze der erforderlichen Zeit durchführen kann; außerdem sind die Gestehungskosten gering.

In der Zeichnung ist schematisch und beispielhaft eine Ausführungsform eines Werkzeugs aus dem porösen Werkstoff nach der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung ist

F i g. 1 eine Seitenansicht des Werkzeugs,

F i g. 2 die Ansicht eines Querschnitts durch das Werkzeug und

F i g. 3 die Struktur des porösen Werkstoffs in stark vergrößertem Maßstab.

Das Werkzeug selbst besteht aus einer Schleifscheibe 1, die in an sich bekannter Weise aus Schleifkörnern, wie z. B. Siliziumkarbid, Korund oder Schmirgel besteht, wobei die Schleifkörner mit einem verglasbaren Bindemittel zusammengehalten werden. Das Verfahren zur Herstellung der eigentlichen Schleifscheiben ist an sich bekannt und soll aus diesem Grunde hier nicht näher beschrieben werden.

Wie man aus F i g. 3 ersieht, werden die Schleifkörner 2 in ein Bindemittels eingetaucht, welches den Träger aus Isolierstoff bildet und Poren 4 aufweist, die miteinander so in Verbindung stehen, daß Kanäle gebildet werden. Der Abstand der einzelnen Kanäle voneinander kannn z. B. etwa 1 mm betragen.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung wird, wie oben bereits erwähnt, mindestens ein Teil der Kanäle des porösen Werkstoffs mit einer elektrisch leitenden Metallschicht bedeckt. Zu diesem Zweck wird ein Teil der Kanalwände durch chemische

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Reduktion mit einer Metallschicht versehen. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Oberflächenschicht 5 der Schleifscheibe 1 behandelt worden (s. Fig. 2). Die Metallschicht kann leicht durch chemische Reduktion erzielt werden, durch welches Verfahren ein Niederschlag von Silber in den Kanälen der Oberflächenschicht erzielt werden kann. Es ist zweckmäßig, diese Silberschicht durch darauffolgenden elektrolytischen Niederschlag, z. B. aus Kupfer, zu verstärken. Mit diesem elektrolytischen Niederschlag kann die Dicke der in F i g. 3 veranschaulichten Metallablagerung 6 vergrößert werden. Wenn man will, kann der Elektrolysevorgang so lange durchgeführt werden, bis mindestens ein Teil der Kanäle vollständig mit Metall gefüllt ist. Auf F i g. 2 sieht man, daß "die Schleifscheibe auf einer Metallhülse 7 montiert ist, die an einem Ende einen Kranz 8 und am anderen Ende einen gewindegeschnittenen Teil aufweist, dank welchem eine Schraubenmutter 9 aufgeschraubt werden kann.

Die: Nabe der Schleifscheibe besteht wie üblich aus einem Einguß von Blei in der Oberschicht des mittleren Loches der Schleifscheibe, so daß eine Art Buchse. 10 entsteht, die der Form der Hülse 7 entspricht.

Wie ersichtlich, reicht die metallisierte Schichte nicht bis ins Innere der Schleifscheibe, so daß sie elektrisch nicht mit der Hülse 7 in Berührung kommt. Damit dieser Schicht 5 Strom zugeführt werden kann, weist die Schleifscheibe einen Ring 11, z. B. aus Bronze, auf, der auf einer Seite der Schleif scheibe aufgeschweißt ist. Nach dem Aufschweißen auf die Schleifscheibe wird dieser Ring 11 auf der Drehbank bearbeitet, so daß er vollkommen konzentrisch mit der Drehachse des Ganzen ist. Dadurch kann das Werkzeug auf einer Maschine verwendet werden, die nicht speziell für die elektrolytische Bearbeitung vorgesehen ist; man braucht dazu die Maschine nur mit einer Stromquelle, einer Bürste für die Zufuhr von Strom zum Ring 11 und Mittel zu versehen, mit denen ein Strahl Bearbeitungsflüssigkeit auf den zu bearbeitenden Teil gelenkt werden kann, damit eine solche Maschine für die elektrolytische Bearbeitung verwendet werden kann.

Es ist offensichtlich, daß das beschriebene Werkzeug in der Herstellung sehr einfach ist und nicht teuer zu stehen kommt. Man erzielt mit ihm ausgezeichnete Ergebnisse in der elektrolytischen Bearbeitung, denn es besitzt einesteils eine hohe Konzentration von Schleifteüchen für das Abschleifen der Salz- oder Oxydschicht, die sich während der Bearbeitung bildet, und andernteils kann mit diesem Werkzeug viel schneller als mit den üblichen Werkzeugen gearbeitet werden; ferner kann damit die für die Güte der bearbeiteten Oberfläche so schädliche Lichtbogenbildung weitgehend ausgeschaltet werden. Das Werkzeug kann wie die bekannten Schleifsteine sehr einfach zurechtgeschliffen werden. Dieser Vorzug ermöglicht es, daß der Oberfläche der Schleifscheibe ein beliebiges Profil verliehen werden kann, so daß dieses Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen verwendbar ist, die komplizierter sind als plane oder zylindrische Oberflächen.

Selbstverständlich sind zahlreiche Abänderungsformen des beschriebenen Werkzeuges oder seines Herstellungsverfahrens denkbar. Es ist zu bemerken, daß die an der Oberfläche des Werkstückes entstehenden Salze nicht fest an dieser Oberfläche haften und daß es folglich genügt, sie leicht zu schleifen, um diesen Niederschlag zu entfernen, so daß die Schleifscheibe nicht stark abgenutzt wird. Daraus ergibt sich, daß der Isolierstoff ohne Schleifkörner als Träger ohne weiteres genügen würde. Man kann ebenfalls den Metallniederschlag in der ganzen Trägermasse vornehmen, damit es sich erübrigt, die Oberfläche der Schleifscheibe jedesmal, wenn die letztere zurechtgeschliffen worden ist, erneut mit einem Metallmantel zu versehen.

Die Metallisierung kann auf verschiedene Weise, z. B. durch Elektroplattierung oder auch dadurch erfolgen, daß man Metallstaub in die Kanäle eindringen läßt und darauf, z. B. mit einer Hochfrequenzheizung, das Schmelzen dieses Staubes bewirkt. Man könnte auch geschmolzenes Metall in die Poren des Trägers eingießen oder einzentrifugieren. Zur Erzielung eines Elektroniederschlages auf der ganzen Dicke der Schleifscheibe kann man diese zwischen zwei Elektroden in ein Elektrolysebad legen und so den galvanischen Niederschlag in den Kanälen des isolierenden Trägers verursachen.

Vielerlei poröse Isolierstoffe sind verwendbar. Man hat festgestellt, daß mit den gewöhnlich bei der Herstellung von Schleifscheiben verwendeten Bindemitteln, also keramischen oder harzigen Bindemitteln, ausgezeichnete Ergebnisse erzielt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Poröser Werkstoff für eine Werkzeugelektrode zum elektrolytischen Bearbeiten, dessen Poren durch Kanäle miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff ein Isolierstoff (3) ist und daß mindestens ein Teil der Kanäle mit einer elektrisch leitenden Metallschicht bedeckt ist.

2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff (3) Schleifkörner (2) enthält.

3. Verfahren zum Herstellen eines Werkstoffes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Kanalwände durch chemische Reduktion mit einer Metallschicht versehen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kanäle Metallstaub eingebracht und dieser geschmolzen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 770 754.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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