DE1286868B - Verfahren zum Aufbringen einer Hartmetallschicht auf die Arbeitsflaechen von Ringen durch Flammspritzen - Google Patents

Verfahren zum Aufbringen einer Hartmetallschicht auf die Arbeitsflaechen von Ringen durch Flammspritzen

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DE1286868B
DE1286868B DEI27222A DEI0027222A DE1286868B DE 1286868 B DE1286868 B DE 1286868B DE I27222 A DEI27222 A DE I27222A DE I0027222 A DEI0027222 A DE I0027222A DE 1286868 B DE1286868 B DE 1286868B
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cutting
rings
flame spraying
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Besha Frank Albert
Kidgell David John
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Description

  • Magnetköpfe zur Aufzeichnung und Abtastung magnetischer Signale benötigen für die Übertragung der Signale auf ein magnetisches Speichermittel, z. B. Magnetband, Magnetscheibe oder -trommel, und zur Abtastung solcher Signale von dem Speichermittel sehr feine Spalte. Je schmaler diese Spalte sind, desto dichter kann die Aufzeichnung ausgeführt und desto höhere Frequenzen können verwendet werden.
  • Ein verbreitetes Verfahren zur Herstellung der Spalte ist, zwei einzelne Kopfteile durch Kleben miteinander zu verbinden, wobei zwischen den beiden Teilen ein der erforderlichen Spaltdicke entsprechendes Isolierstück eingeklebt wird. Diese Herstellungsart erfordert aber ein hohes Maß an Aufwand sowohl bei der Anfertigung der einzelnen Teile als auch beim Verbinden der Teile miteinander; Schwierigkeiten traten vor allem auf hinsichtlich der absoluten Parallelität und Gleichmäßigkeit der den Spalt begrenzenden Seiten, die Voraussetzung für einen gleichmäßigen magnetischen Fluß beim Betrieb des Magnetkopfes sind. Auch ist es mit diesem Verfahren kaum möglich, extrem dünne Spalte herzustellen.
  • Für die Steigerung der Aufzeichnungsdichte, die ihrerseits die Speicherkapazität des verwendeten Datenträgers erhöht und die Zugriffszeiten verbessert, müssen aber in wachsendem Maße Spalte von äußerst geringer Breite zur Verfügung stehen. Außerdem werden zur parallelen Übertragung von Daten auf mehrere Spuren Vielfachmagnetköpfe kleinster Abmessungen benötigt, deren einzelne Spalte untereinander absolut parallel verlaufen müssen, ohne daß eine kostspielige Justierung- erforderlich ist. Die Bearbeitung der Magnetköpfe, insbesondere zur Herstellung der Spalte, bereitet angesichts dieser Entwicklungstendenzen erhebliche Schwierigkeiten, um so mehr, als Magnetköpfe in letzter Zeit vielfach aus Ferritmaterialien hergestellt werden, die besonders spröde sind, leicht brechen und daher nur unter besonders schwierigen Bedingungen bearbeitet werden können. Andere Köpfe sind lamellenartig zusammengesetzt, was ebenfalls Schwierigkeiten in der Fertigung und Bearbeitung mit sich bringt. Die Vorteile, die mit solchen Materialien erzielbar sind, können aber nur dann voll nutzbar gemacht werden, wenn die Spalte nachträglich eingeschnitten oder eingesägt werden, denn dieses Verfahren bietet, wie sich herausgestellt hat, als einziges die Gewähr dafür, daß die vorher erläuterten geforderten Eigenschaften der Magnetköpfe erfüllt werden.
  • Für Spaltbreiten in der Größenordnung von 2 bis höchstens 20 #t, wie sie bei neueren magnetischen Übertragungsköpfen erforderlich sind, ist es nicht mehr zweckmäßig, mit den bekannten rotierenden Schneidblättern zu arbeiten, da die für die Magnetköpfe verwendeten Materialien vielfach so hart sind, daß sich die Schneidblätter sehr schnell abnutzen und schon nach kurzer Zeit keine sauberen Spalte mehr liefern. Es ist andererseits kein anderes mechanisches Verfahren bekannt, mittels dessen Spalte dieser geringen Breite überhaupt erzielbar wären.
  • Das Problem der Erzeugung feinster Spalte tritt aber nicht nur bei der Herstellung von magnetischen Übertragungsköpfen auf. Ganz ähnlich gelagert sind die Probleme auf anderen Gebieten, wo äußerst schmale Spalte bzw. Nute geschnitten werden müssen, z. B. zur Herstellung sehr kleiner Elemente aus Halbleiterkristallen, Glas, Saphiren, Karbiden, keramischen oder anderen Werkstoffen. Man hat in diesen Anwendungsgebieten bereits ein Verfahren entwickelt, mit sehr dünnen gespannten Drähten zu schneiden, die mit großer Geschwindigkeit durch das Werkstück gezogen werden, wobei der Schnittstelle ständig Schleifstaub, z. B. aus Silikonkarbid, zugeführt wird, um eine schnelle Abnutzung des Drahtes zu verhindern.
  • Das beschriebene Verfahren arbeitet aber verhältnismäßig langsam, und Schwingungen des Schneiddrahtes sind in den meisten Fällen nicht ganz zu verhindern, so daß nicht immer ganz einwandfreie Schnitte möglich sind. Schließlich ist diese Anordnung ziemlich teuer und einer schnellen Abnutzung ausgesetzt. Auch muß der Schneiddraht aus Festigkeitsgründen eine gewisse Mindeststärke haben, die dementsprechend die Spaltbreite bestimmt, und ein weiterer Nachteil ist die durch den Schleifstaub verursachte ständige Verschmutzung der gesamten Einrichtung.
  • Ausgehend von diesen Nachteilen der bisher bekannten Verfahren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von dünnen rotierenden Schneidblättern zu entwickeln, das trotz der vorher erwähnten Schwierigkeiten die Verwendung von rotierenden Schneidblättern zur Erzeugung feinster Spalte ermöglicht. Die Erfindung geht dabei aus von dem durch die USA.-Patentschrift 2 905 512 bekannten Verfahren zum Aufbringen einer Hartmetallschicht auf die Arbeitsflächen von Kolbenringen, bei dem das Metall mittels Flammspritzen aufgebracht wird und hierzu die Ringe zusammen mit Abstandscheiben auf einer rotierenden Welle aufgespannt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen der - Schicht auf die Außenkanten der Schneidblätter Wolfram, Tantal oder Titan ohne eine Legierung aus zwei oder mehreren der Metalle Wolfram, Kobalt, Niob, Hafnium, Zirkonium, Vanadiurn, Nickel, Rhenium, Iridium, Rhodium, Platin, Thorium, Palladium und Osmium verwendet wird und daß das Aufbringen der Schicht unter Verwendung von Abstandsscheiben mit einem um gegenüber den Schneidblättern etwa die doppelte Tiefe der aufzubringenden Schicht größeren Radius erfolgt.
  • Während mit dem vorhergenannten bekannten Verfahren Schichtdicken von etwa 200 #t hergestellt werden können und ein vorheriges Abdecken der Umfangsfläche mit anschließendem Abschleifen der zu beschichtenden Fläche erforderlich ist, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren nur ein einziger Arbeitsgang benötigt, da die Beschichtung der Schnittflächen ohne die Notwendigkeit vorbereitender Maßnahmen und ohne Nacharbeit den gestellten Anforderungen genügt. Mit dem erfindungsgemäßen -Verfahren sind Schneidblätter von 2 bis etwa 20 p. Dicke herstellbar, und bei derartigen Abmessungen ist ein anschließendes Abschleifen der Schicht gewöhnlich nicht möglich. Ebenso ist in Anbetracht der äußerst geringen Abmessungen der Schneidblattdicke, der Schichtdicke und der Schichttiefe ein vorbereitendes Abdecken und Abschleifen bestimmter Bereiche praktisch nicht durchführbar. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit in einem Arbeitsgang die Schneidflächen der Schneidblätter in der vorgeschriebenen Tiefe beschichtet werd.-n, ohne daß Teilchen des aufzubringenden Metalls auf die Planflächen der Schneidblätter gelangen und ohne daß eine Verbindung der auf die Schneidblätter einerseits und auf die Abstandsscheiben andererseits aufgebrachten Schicht stattfindet. Das auf der Schneidblattkante aufgebrachte Material ist durch Diffusion mit dem eigentlichen Schneidblatt dauerhaft verbunden, und durch das erfindungsgemäße Verfahren ist gewährleistet, daß die Schicht grundsätzlich die gleiche Dicke hat wie das Schneidblatt selbst. Durch das Aufbringen dieser Schneidschicht bei hoher Drehzahl der Schneidblätter sind diese außerdem dynamisch so gut ausgewuchtet, daß der nachfolgende Schneidvorgang zur Bearbeitung eines Werkstückes mit außerordentlich hohen Drehzahlen durchgeführt werden kann, beispielsweise mit Drehzahlen bis zu 100000 Umdr./Min.
  • Die genannten, zur Beschichtung der Schneidblätter bevorzugt geeigneten Werkstoffe sind so wärmebeständig, daß auch durch die beim Schneidvorgang auftretenden hohen Temperaturen eine Beeinträchtigung der Funktionstüchtigkeit der Schneidblätter nicht auftreten kann. Außerdem wird beim erfindungsgemäßen Verfahren kein zusätzliches Schleifmittel benötigt. Infolge der sehr hohen Drehzahl der Schneidblätter weisen diese nämlich in sich eine erhöhte Steifigkeit auf, und die beim Aufbringen des Werkstoffs entstehenden winzigen Oberflächenunregelmäßigkeiten an der Schneidblattkante haben eine ausreichende Schneidwirkung.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Maßnahme gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt das Aufbringen der Schneidschicht auf die Schneidblätter unter Zufuhr eines abschirmenden Edelgases, wie z. B. Argon, Krypton, Xenon od. dgl., wodurch irgendwelche den Beschichtungsvorgang störende Einflüsse ausgeschaltet sind.
  • Zur Erleichterung des Lösens der Schneidblätter von den Abstandsscheiben und von der Welle, auf der sie mit diesen aufgespannt sind, können nach einer weiteren vorteilhaften Maßnahme gemäß der Erfindung sowohl die Welle als auch die Abstandsscheiben mit einem geeigneten Trennmittel beschichtet sein, wofür insbesondere Magnesiummethoxyd oder eine Chrombeschichtung mit nachfolgender Polierung geeignet sind.
  • Während zum Aufbringen der Schneidschicht auf die Schneidblätter eines der zahlreichen bekannten Beschichtungsverfahren, soweit es für besonders wärmebeständige und harte Metalle geeignet ist, verwendet werden kann, unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich von der bekannten Art, flache plattenförmige Werkstücke nur an den Kanten ohne Beeinflussung der Planflächen zu bearbeiten. Es ist z. B. bekannt, ausschließlich die Schnittflächen von flachen Werkstücken oder Papierblättern zu bearbeiten, etwa zum Aufbringen einer Schutzschicht gegen Feuchtigkeit, gegen die solche Schnittflächen besonders empfindlich sind, indem solche Werkstücke einheitlicher Größe bündig aufeinandergepreßt werden. Abstandsscheiben mit um einen bestimmten Betrag größerem Durchmesser, wie beim erfindungsgemäßen Verfahren, finden aber dort keine Anwendung.
  • Es ist aber auch bekannt, mehrere plattenförmige Gegenstände mit jeweils dazwischen angeordneten Abstandskörpern aufzuspannen, z. B. bei der Beschichtung von Schallplatten durch Eintauchen in ein Beschichtungslösungsbad bei gleichzeitiger Drehung der Platten. Bei diesem Herstellverfahren sind aber nicht nur die Außenkanten der einzelnen Platten, sondern insbesondere deren Planflächen beiderseits zu beschichten. Die dort verwendeten Abstandskörper haben also demnach im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung gerade die Aufgabe, die Beschichtung auch der Planseiten der Platten zu gewährleisten.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.
  • F i g. 1 zeigt, teilweise im Schnitt, eine Teilansicht einer Vorrichtung zur Herstellung an ihrer Kante beschichteter Schneidblätter; F i g. 2 ist eine. vergrößerte Schnittansicht in der Linie 2-2 der F i g. 1 und zeigt ein zwischen zwei Abstandsscheiben, eingespanntes Schneidblatt, und F i g. 3 zeigt die in F i g. 2 sichtbaren Teile, nachdem sie nach dem Beschichtungsvorgang voneinander gelöst wurden.
  • Die Anordnung nach F i g. 1 enthält mehrere kreisförmige Schneidblätter 10 äußerst geringer Dicke. Die Schneidblätter 10 sind beispielsweise etwa 10 #t dick, ihr Durchmesser liegt in der Größenordnung von etwa 30 bis 80 mm. Die Schneidblätter 10 sind jeweils zwischen Abstandsscheiben 12 auf einer Vorrichtung 14 drehbar angeordnet. Die Abstandsscheiben 12 sind ebenfalls kreisförmig, aber von größerer Dicke als die Schneidblätter 10 und haben außerdem einen um so viel größeren Durchmesser als diese, daß nach dem Aufbringen der Schneidkante auf den Außenrand jedes Schneidblattes 10 diese Schicht hinreichend von derjenigen Schicht abgesetzt ist, die auf die übrigen freiliegenden Flächen der Anordnung, insbesondere auf die Oberflächen der benachbarten Abstandsscheiben 12, aufgebracht worden ist. Es hat sich gezeigt, daß für diese Zwecke die Differenz der Radien der Abstandsscheiben 12 und der Schneidblätter mindestens doppelt so groß sein muß wie die gewünschte Beschichtungstiefe der Schneidschicht auf dem Außenrand der Schneidblätter.
  • Die Schneidblätter 10 bestehen aus einem Material hoher Festigkeit, auch bei sehr geringer Dicke, auf das selbst in relativ dünner Form ein Schneidmaterial auch bei erhöhter Temperatur ohne Beeinträchtigung der Eigenschaften des Schneidblattwerkstoffes aufgebracht werden kann. Ein solches Material ist beispielsweise die unter dem Markennamen Havar bekannte Legierung. Havar ist korrosionsfest und unmagnetisch und kann veredelt werden. Es hat folgende Zusammensetzung:
    Gewichtsprozent
    Kobalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41,0 bis 44,0
    Nickel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12,0 bis 14,0
    Chrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19,0 bis 21,0
    Molybdän . . . . . . . . . . . . . . . . 2,0 bis 2,8
    Mangan. . . . . ... . . . . . . . . . . 1,55 bis 1,70
    Wolfram . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,30 bis 3,30
    Beryllium . . . . . . . . . . . . . . . . 0,02 bis 0,06
    Kohlenstoff. . . . . . . . . . . . . . . 0,17 bis 0,23
    Eisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rest
    seine physikalischen Kennwerte sind:
    Spezifisches Gewicht . . . . . . . . 9,3 g/cm3
    Wärmedehnungskoeffizient .. 12,5 # 10-°/°C
    für 0 bis 50°C
    Elektrischer Widerstand ..... 550 Ohm/cmf
    Thermoelastizität .......... 51 -10-5/'C
    für 0 bis 65°C
    Elastizitätsmodul . . . . . . . . 2,05 bis 2,1 kg3/cm
    Gewalzt kg/cm2 1 Gealtert kg/cm2
    Zugfestigkeit. . 18 200 bis 20 300 23 000 bis 25 000
    0,02 11/0-Streck 14 000 bis 15 400 18 200 bis 19 000
    grenze .....
    Rockwell
    Härte . . . . . 48 bis 50 56 bis 60
    Außer anderen korrosionsbeständigen Stahllegierungen sind unter anderem auch Titan oder Messing geeignet. Die Schneidblätter 10 und die Abstandsscheiben 12 sind im übrigen zweckmäßig untereinander jeweils gleich dick und sind jeweils mit einer zentrischen Aussparung (nicht gezeigt) zur Befestigung auf der Vorrichtung 14 versehen.
  • Für die Abstandsscheiben 12 eignen sich Materialien wie Metall, Keramik, Fiberglas u. ä., soweit sie in ihrer Struktur stabil, temperaturbeständig und dauerhaft sowie mit hoher Genauigkeit bearbeitbar sind. Außerdem muß das Material der Abstandsscheiben 12 leicht gegen Niederschlag und Haftenbleiben des Schneidmaterials geschützt werden können, z. B. durch einen Überzug aus Chrom, der dann poliert werden kann; auf einer solchen glatten Oberfläche kann das aufgespritzte Metall oder andere Material nicht stark haften. Die Abstandsscheiben 12 können statt dessen aber auch mit einem geeigneten Trennmittel, wie Magnesiummethoxyd od. dgl., überzogen werden, um das Ablösen des durch das Flammspritzen aufgebrachten Materials zu erleichtern.
  • Die Vorrichtung 14 zur Drehung der Blätter 10 und der Scheiben 12 mit konstanter Drehzahl besteht aus einer Welle 16, Druckringen 18 und Spannmuttern 20 zur Fixierung der Blätter 10 und Scheiben 12 auf der Welle 16. Eine Konusscheibe 22 dient zur Übertragung der Antriebskraft auf die Welle 16. Die Welle 16 selbst kann ähnlich wie die Scheiben 12 bearbeitet sein, damit das durch Flammspritzen auf die Blätter 10 aufgebrachte Material nicht daran haftet. Das erleichtert auch das Auseinandernehmen der Schneidblätter 10 und der Abstandsscheiben 12 und der Welle 16. Die Welle 16 ist mittels eines Lagers 27 in einer Öffnung 24 im Rahmen 26 drehbar gelagert, wobei der Rahmen 26 gleichzeitig als Verkleidung dienen kann, damit das verwendete Edelgas während des Flammspritzens im Werkstückbereich gehalten wird.
  • Im Rahmen 26 ist den Schneidblättern 10 und Abstandsscheiben 12 benachbart eine Flammspritzeinrichtung 28 angeordnet, bestehend aus einer Gewindespindel 30, die in Lagern 33 in Öffnungen 32 des Rahmens 26 gehalten und durch Stellringe 34 gesichert ist. Die Spindel 30 wird über die Welle 16 mit geeigneter Drehzahl angetrieben, so daß ein als Wandermutter wirksamer Düsenhalter 36 eine Vorschubbewegung längs der Schneidblätter ausführt. Eine Düse 38 ist an einen Behälter 40 im Innern des Düsenhalters 36 angeschlossen. Durch eine mit einem Deckel 42 verschlossene Öffnung im Behälter 40 kann das zu verarbeitende Metall in den Behälter 40 eingeführt werden. Außerdem sind eine Gasleitung 44 und eine Luftleitung 46 mit dem Behälter 40 verbunden. Beim Zünden der Gas-Luft-Mischung wird das Metall im Behälter 40 über seinen Schmelzpunkt hinaus erhitzt und durch die Düse 38 auf die Außenkanten der Scbneidblätter 10 geschleudert. Außerdem sind an das durch den Rahmen 26 gebildete Gehäuse eine Gasleitung 48 und eine Vakuumleitung 49 angeschlossen. Alle für die Flammspritzeinrichtung 28 verwendeten Materialien sind wärmebeständig.
  • Als Werkstoff zum Aufspritzen ist Wolfram bevorzugt geeignet; andere für eine dauerhafte Schneidkante verwendbare Materialien sind Tantal, Titan oder Legierungen aus Wolfram und Kobalt, oder auch Molybdän, Niob, Hafnium, Zirkonium, Vanadium, Kobalt, Nickel und Nickellegierungen sowie Rhenium. Mit gewissen Einschränkungen können auch Iridium, Rhodium, Platin, Thorium, Palladium und Osmium benutzt werden. Boride, die für ihre Härte und einen hohen Schmelzpunkt bekannt sind, können an der Auftragungsstelle unmittelbar gebildet werden, z. B. durch Überziehen der Blätter mit dem gewünschten Metall durch Flammspritzen von Tantal, Rhenium oder Zirkonium und nachfolgendes Überführen des aufgebrachten Metalls in das Borid in einer mit Bor angereicherten Atmosphäre. In ähnlicher Weise lassen sich mittels einer kohlenstoffhaltigen statt der borhaltigen Atmosphäre auch Karbide bilden.
  • Zur Durchführung des Verfahrens wird die Vorrichtung 14 mit den Schneidblättern 10 und den Abstandsscheiben 12 auf 550 bis 750°C, je nach dem aufzuspritzenden Material, erhitzt, so daß sich während des Flammspritzens das gespritzte Metall mit der Kante der Schneidblätter 10 dauerhaft verbindet. Das Flammspritzen und/oder die Vorwärmung können auch unter einer Abschirmung aus Edelgas, wie z. B. Argon, Krypton, Xenon od. dgl., erfolgen, damit Verunreinigungen des Beschichtungsmetalls und der Blätter vermieden werden. Diese Vorwärmung erfolgt vorzugsweise mit der Flamme der Spritzeinrichtung vor der eigentlichen Metallbeschichtung.
  • Nach der Vorwärmung ist diese Temperatur während des Flammspritzens annähernd aufrechtzuerhalten. Nun wird, wie beschrieben, die Düse 38 längs der Spindel 30 an den Schneidblättern 10 und den Abstandsscheiben 12 hin und her bewegt, und zwar mit einer Vorschubgeschwindigkeit von etwa 50 cm/Min., so daß die ganze Kante jedes der Schneidblätter 10 gleichmäßig beschichtet wird. Die Drehzahl der Welle 16 mit den Schneidblättern 10 wird hierfür auf einen optimalen Erfahrungswert zwischen etwa 50 bis 1000 Umdr./Min. eingestellt.
  • Der Beschichtungsvorgang läuft relativ schnell ab, da die Stärke der auf die Schneidblattkanten aufzubringenden Metallschicht sehr gering ist, nicht größer als etwa 75 #t und nicht größer als 50010 der Differenz zwischen den Radien der Blätter 10 und der angrenzenden Scheiben 12. Hierdurch wird sichergestellt, daß die auf die Blätter 10 aufgespritzte Schicht 51 sich nicht mit der auf die Oberflächen der Scheiben 12 aufgebrachten Schicht 50 verbindet. Die Schichten 50 und 51 bilden sich nämlich, wie F i g. 2 und 3 zeigen, im wesentlichen nur auf den senkrecht zur Richtung des Flammspritzens liegenden Oberflächen, also auf den Außenkanten der Scheiben 12 und der Blätter 10 und nicht nennenswert auf den radialen Seitenflächen 52 der Scheiben 12, die zwischen den Kanten der Blätter 10 und dem Rand der Scheiben 12 liegen. Das fertig beschichtete Schneidblatt 10 kann daher leicht von den benachbarten Abstandsscheiben 12 getrennt werden (F i g. 3).
  • Die aufgebrachte Schicht 51 hat daher infolge der seitlichen Abschirmung und der Führungswirkung der an jedes Schneidblatt 10 angrenzenden Abstandsscheiben 12 die gleiche Breite wie das Schneidblatt 10. Es lassen sich somit in Magnetköpfe u. ä. Spalte schneiden, die absolut parallele Seitenwände und eine Breite des Schneidblattes 10 genau entsprechende Breite aufweisen.
  • Nach dem Flammspritzen läßt man die Schneidblätter 10 und die Abstandsscheiben 12 abkühlen, wobei eine Edelgas- oder sonstige nichtoxydierende Strömung zugeführt werden. kann, bis sie etwa die Umgebungstemperatur erreicht haben; dann werden die Teile getrennt, wie F i g. 3 zeigt, und die Schneidblätter 10 sind nun bereit zur Verwendung in Präzisionsschneidvorrichtungen.
  • Beispiel I Mehrere kreisförmige Blätter aus der beschriebenen »Havar«-Legierung und von etwa 6 [x, Stärke werden auf einer verchromten Stahlwelle befestigt, wobei die Blätter jeweils durch kreisförmige verchromte und polierte Stahlscheiben voneinander getrennt sind, deren Durchmesser um etwa 0,3 mm größer als der der Blätter ist. Diese Anordnung wird dann auf eine Temperatur über 550'C erwärmt und mit etwa 50 Umdr.; Min. gedreht, wobei sie durch Flammspritzen mit reinem Wolfram beaufschlagt wird. Die Flammspritzeinrichtung hat dabei eine Vorschubgeschwindigkeit von etwa 50 cm/Min. längs der Welle. Wenn das Wolfram in einer Stärke von etwas unter 75 #t auf die Blattkanten aufgebracht ist, wird der Flammspritzvorgang unterbrochen, die Anordnung auf die Umgebungstemperatur abgekühlt und dann auseinandergenommen. Die fertigen Schneidblätter haben nun eine einheitliche Wolframschicht von etwa 50 bis 70 #t Stärke, deren Breite genau derjenigen der Blätter entspricht. Diese werden dann zum Schneiden von Spalten in Magnetköpfen aus Nickel-Kobalt mit 45000 bis 100000 Umdr./Min. gedreht. Eine wahrnehmbare Abnutzung der Schneidblätter tritt dabei nicht auf.
  • Beispiel II Die Stahlwelle ist nun mit einem Kohlenstofmantel versehen, und die Schneidblätter bestehen aus einer Kobalt-Nickel-Legierung; sie haben eine einheitliche Dicke von ebenfalls etwa 6 #L und einen Durchmesser von etwa 50 mm. Die Beschichtung erfolgt bei 750°C mit Titan auf einer mit Magnesiummethoxyd überzogenen Welle und zwischen ebenfalls mit Magnesiummethoxydüberzogenen Abstandsscheiben,deren Durchmesser etwa 0,1 mm größer ist als derjenige der Schneidblätter. Während des Flammspritzens werden die Blätter wieder mit etwa 50 Umdr./Min. gedreht. Die Titanschicht wird auf die Kante der Blätter in einer Stärke von annähernd 25 #t aufgebracht. Die fertigen Schneidblätter sind nach diesem Vorgang überall einheitlich dick, und zwar auch an der Titan-Schneidkante, wobei das Titan mit dem restlichen Teil des Blattes durch Diffusion des Titans in die Blattkante dauerhaft verbunden ist. Nun lassen sich die Blätter leicht von den angrenzenden Abstandsscheiben und der Welle trennen. Da die fertigen Blätter infolge der gleichmäßigen Titanverteilung sehr gut ausgewuchtet sind, eignen sie sich für ein nahezu vibrationsfreies Schneiden bzw. Sägen von Spalten von weniger als 12,5 #t Breite in harten Materialien, wie z. B. Magnetköpfen aus Kobalt und Nickel, mit sehr hohen Drehzahlen.
  • In einem weiteren Versuch wurde die Kante eines aus einer Kobalt-Nickel-Legierung bestehenden Schneidblattes nach dem vorstehenden Verfahren durch Flammspritzen mit einer 25 #t starken Schicht einer Wolfram-Kobalt-Legierung versehen. In einem weiteren Versuch wurde nach dem beschriebenen Verfahren ein Blatt aus korrosionsbeständigem Stahl durch Flammspritzen mit einer etwa 50 #t starken Wolframschicht versehen. In beiden Fällen wurden ebenfalls zufriedenstellende Schneidkanten erzielt.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Aufbringen einer Hartmetall-oder Hartmetallegierungsschicht auf die Arbeitsflächen von Ringen oder ringförmigen Scheiben mittels Flammspritzens, wobei die Ringe bzw. Scheiben zusammen mit Abstandsscheiben auf einer rotierenden Welle aufgespannt sind, d a -durch gekennzeichnet, daß als Werkstoff zum Aufbringen der Schicht (51) auf die Außenkanten von Schneidblättern (10) von einer Dicke von 2 bis 20 #t Wolfram, Tantal oder Titan oder eine Legierung aus zwei oder mehreren der Metalle Wolfram, Kobalt, Niob, Hafnium, Zirkonium, Vanadium, Nickel, Rhenium, Iridium, Rhodium, Platin, Thorium, Palladium und Osmium verwendet wird und daß das Aufbringen der Schicht (51) unter Verwendung von Abstandsscheiben (12) mit einem um gegenüber den Schneidblättern (10) etwa die doppelte Tiefe der aufzubringenden Schicht (51) größeren Radius vorgenommen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufspritzen der Schicht unter Zufuhr eines als Abschirmung wirksamen Edelgases, wie Argon, Krypton oder Xenon, vorgenommen wird.
  3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Aufspannen der Schneidblätter (10) dienende Welle (16) und die Abstandsscheiben (12) mit einem Trennmittel, wie Magnesiummethoxyd oder einer Chromschicht, überzogen werden.
DEI27222A 1963-12-31 1964-12-24 Verfahren zum Aufbringen einer Hartmetallschicht auf die Arbeitsflaechen von Ringen durch Flammspritzen Pending DE1286868B (de)

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