DE1533424C - Gesinterter Schleifkörper - Google Patents
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Description
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Bindemittel gebildet, das durch Sintern bei Tempera- zifische Größe und Gestalt in weiten Bereichen variiert
türen zwischen 980 und 1010° C eine harte, dichte, werden, um die erforderliche Schleif- oder Polierabriebs-
und stoßfeste Verbundmasse liefert. Die so wirkung zu erzielen. Gewöhnlich werden Diamanterhaltene
Verbundmasse besteht aus bestimmten teilchen von einer Durchschnittsgröße von 1 Mikron
Mengen an Wolframkarbidpartikeln und Chrom- 5 oder kleiner bis zu Größen von 1,5 mm Durchmesser
boridpartikeln, die in ein Kristallgefiige eingeschlos- oder darüber in Mengen von 5 bis 70 Volumprozent,
sen sind, das im wesentlichen aus einer ternären Lö- bezogen auf die Sclileifmasse, verwendet. Herlcömmsung
aus Nickel, Eisen, Kupfer, Chrom, Zinn, licherweise wird die Menge der Diamantteilchen
Kohlenstoff, Bor und Silizium sowie einem darin innerhalb eines Bereichs von 25 bis 35 Volumprozent,
dispergierten komplexen Eutektikum aus Nickel, io bezogen auf die Schleif masse, gehalten. In allen Fäl-Chrom,
Bor, Silizium* und Eisen besteht. Die so ge- ien wurde gefunden, daß Diamant-Feinwerkzeuge
bildete Verbundmasse weist eine besonders hohe mit der erfindungsgemäßen Verbundmasse eine weit
Festigkeit und Plastizität auf und kann insbesondere überlegene Schneidwirksamkeit und Lebensdauer gemit
einem oder mehreren darin eingebetteten genüber Werkzeugen ähnlicher Art aufweisen oder
Diamant-Schleifpartikeln feste Bindungen bilden, so 15 daß mit einer geringeren Menge an Schleifpartikeln
daß sich die Verbundmasse in ausgezeichneter Weise (. die gleiche Schneidwirksamkeit erzielt werden kann
zum Fassen eines oder mehrerer relativ großer Dia- wie in den bekannten Werkzeugen, die eine größere
mantkristalle in geeigneten Stellungen auf einem Menge >an Schleifpartikeln und ein herkömmliches
Werkzeug oder zur Bildung einer Diamanten enthal-. metallisches Bindemittel verwenden. Die Diamanttenden
Schleifmasse eignet, in der kontrollierte Men- ao Schleifpartikeln sind Industriediamanten und begen
an Diamantteilchen gleichmäßig verteilt sind. stehen üblicherweise aus Diamantbort, welcher un-
Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand vollkommen kristallisierte oder grobe Diamanten
von vorzugsweisen Ausführungsbeispielen sowie der oder Bruchstücke enthält, die bei Diamant-Schneid-Zeichnung
erläutert werden. In der Zeichnung zeigt verfahren erhalten werden.
F i g. 1 einen vergrößerten seitlichen Teilaufriß 25 Das Bindemittel für die erfindungsgemäßen Schleifeines
typischen Diamant-Spitzwerkzeuges, körper wird in Form eines feinverteilten metallischen
F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines typischen Pulvergemisches zubereitet, welches vorzugsweise in
Diamant-Schleifkopfes, der eine Diamanten enthal- einer. Kugelmühle gemischt wird oder in welchem auf
tende Schleifmasse auf seiner Arbeitsfläche trägt, andere Weise die Pulverteilchen miteinander ver-
Fig. 3 eine Mikrofotografie der erfindungsgemäß 30 mahlen oder mechanisch verschmiert oder mit behergestellten
Verbundmasse, aufgenommen an einer .'* nachbarten Teilchen durchsetzt werden. Durch das
nicht'geätzten Probe bei einer Vergrößerung von Mahlen der Pulverteilchen in einer Kugelmühle wird
1:100, und . eine weitgehend homogene Mischung der verschie-
Fig. 4 eine Mikrofotografie einer geätzten Probe denen Bestandteile erzielt, wodurch die Bildung einer
der Verbundmasse bei einer Vergrößerung von 35 gesinterten Verbundmasse gewährleistet wird, welche
1:400. . von hoher Qualität und Festigkeit ist.
Fig. 1 zeigt ein Spitzwerkzeug 10, welches aus Die vorstehenden Elemente können auch in Form
einem Werkzeugkörper 12 besteht, der an seinem von yorlegierten Pulvern der einzelnen Bestandteile
Ende eine Höhlung trägt, in welcher ein relativ großer zugesetzt werden, beispielsweise als Bronzepulver,
Diamantkristall 14 mittels einer yerbundmasse 16 40 als Eisenpulver, als NickeHegierungspulver einschließzäh
haftend eingefaßt ist. ; : ' lieh Flußmitteln, als feine Chromborid- und Wolf ram-In
Fig.2 ist ein Diamant-Schleifkopf 18 darge- : karbidteilchen. ; -stellt,
Der Diamantenschleifkopf besteht aus einer ; Das Bronzepulver, durch welches bestimmte Men-Nabe20,
die auf einer geeigneten Welle aufmontiert gen an Kupfer und Zinn eingetragen werden, wird
werden kann, und einem Rad 22, welches eine ko- 45 in einer solchen Menge verwendet, daß der Prozentnische
Arbeitsfläche 24 besitzt, auf die eine Schicht gehalt an Kupfer und Zinn in der Verbundmasse
aus Diamanten enthaltender Schleifmasse fest aufge- (innerhalb des oben angegebenen Bereiches liegt. Vortragen
ist. Es ist offenbar, daß eine Vielzahl von legierte Bronzepulver mit etwa 10°/o Zinn u,nd
Spitzwerkzeugen 10, einschließlich Bündelwerkzeu- relativ geringer Teilchengröße, vorzugsweise 74 Migen,
sowie eine Vielzahl verschiedener Formen von 50 krön öder kleiner, haben sich als besonders vorteil-Schleifköpfen
18 möglich ist, die je nach der ge- haft zur Herstellung der Metallpulvergemische der
wünschten Schleif-oder Polierwirkung und der beab-■■■_-■ Verbundmasse erwiesen. Das Eisen der Verbundsichtigten
Verwendung des Werkzeugs hergestellt ., ^masse kann mit Vorteil vorlegiert oder in reiner Form
werden können. Es ist gleichermaßen offenbar, daß "'eingeführt werden, um den Eisengehalt der anderen
die erfindungsgemäße Verbundmasse zum Einfassen 55 vorlegierten Metallteilchen zu ergänzen. Das verwenanderer'.;;
harter ; Schleifkristalle verwendet werden dete Eisenpulver hat vorzugsweise eine Teilchengröße
kann, wenn sie^ auch besonders ium Fassen von ,von etwa 44 Mikron oder darunter, und besonders
Diamantteilchen geeignet ist. ' ;. . :..:'."' '. zufriedenstellende Ergebnisse wurden bei Verwen-
Herkömmlicherweise werden Spitz- und Bündel- \ dung von Elektrolyteisen von Flockenqualität erzielt,
schneidwerkzeuge aus relativ. großen Industriedia- 60 Das Chrom liegt in dem Bindemittel überwiegend
manten hergestellt, welche gefaßt und zäh haftend in in der Form feinverteilter Teilchen aus Chromborid
einer Verbundmasse gehalten werden, die wiederum : (CrB) vor, welche vorzugsweise eine Größe von etwa
auf einen harten Metallträger wie Stahl festhaftend ... 44 Mikron oder .darunter haben.. In ähnlicher Weise
aufgetragen wird. Bei der Herstellung einer Diaman- liegt das Wolfram in dem Bindemittel hauptsächlich
ten enthaltenden Schleifmasse, gleich ob mit oder 65 in Form fein verteilter Teilchen aus Wolframkarbid
ohne Unterlage, wobei eine Vielzahl feiner Diamant- vor, die vorzugsweise eine durchschnittliche Teilchenteilchen
gleichmäßig in der Masse verteilt ist, kann größe von etwa 110 Mikron oder darunter haben,
die Menge der verwendeten Diamanten und ihre spe- Unter den Wolframkarbiden können sich beliebige
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der bekannten Wolframkarbide befinden, darunter ten Verbundmasse bewirkt die feste Lösung eine feste
gesinterte Wolframkarbide, geschmolzene Wolfram- Bindung der Diamant-Schleifpartikeln sowie der
karbide sowie abgebundene Wolframkarbide, welche . Teilchen aus Chromborid und Wolframkarbid in dem
geringe Mengen an Bindemitteln, wie Kobalt und/ Pulvergemisch. Dieser Abbindevorgang ist von
oder Nickel enthalten. Ein handelsübliches abgebun- 5 metallurgischer Natur, wobei die einzelnen Chromdenes
Wolframkarbid, welches besonders zufrieden- borid- und Wolframkarbidteilchen'sehr genau entlang,
stellende Ergebnisse liefert, besteht aus einem ihrer Oberfläche in das umgebende Kristallgefüge einWolf
ramkarbid-Eutektikum von WCC, WC und ent- legiert werden, welches eine wesentlich niedere
hält etwa 6 Gewichtsprozent Kobaltbindemittel. Schmelztemperatur als diese Teilchen selbst hat.
Das Nickel wird in das Bindemittel zusätzlich zu io Während des Sinterns werden die eingebetteten Diaden
in anderen Bestandteilen, wie Chrom, Eisen, mantkristalle oder der gleichmäßig verteilte Diamant-Bor,
Silizium und Kohlenstoff enthaltenen Mengen bort mit dem Bindepulver vermischt, durch die gevorzugsweise
in Form eines vorlegierten Pulvers ein- schmolzenen Phasen benetzt und auf diese Weise
geführt, welches üblicherweise 0,45 bis 0,95% Koh- metallurgisch mit der Verbundmasse verbunden,
lenstoff, 10 bis 26% Chrom, 2 bis 4% Bor, welches 15 Durch die Anwesenheit des Elements Bor in dem als Flußmittel wirkt, 2 bis 4% Silizium, 1 bis 5% Pulver wird eine chemische Flußwirkung erreicht, die Eisen und als Rest Nickel enthält. Die Menge an während des Sinterns eintritt. Das Bor ist in drei verwendetem Nickellegierungspulver und die Menge Teilen des Mikrogefüges der gebildeten Verbund- und Art der darin enthaltenen Legierungsbestandteile masse enthalten. Es liegt vor in Form harter Chromkann so variiert werden, daß die entstandene Ver- 20 boridteilchen, als gelöstes Element im Mischkristall bundmasse die Bestandteile in einer Menge enthält, und als feindispengierte Chrom-, Nickel- oder Eisendie innerhalb des oben angegebenen Bereiches liegt. boride in dem komplexen Eutektikum. Während des Die vermischte, fein zerkleinerte Metallpulverzu- Sinterns, bei welchem die Metalle oder zumindest sammensetzung kann direkt zum Sintern in Situ bei Teile davon schmelzen, sorgt das enthaltene Bor für erhöhten Temperaturen, vorzugsweise unter einer 95 die Flußwirkung, die erforderlich ist, um die Oxyde reduzierenden Atmosphäre verwendet werden, wo- an der Oberfläche der Pulverteilchen zu reduzieren, durch ein teilweises Schmelzen erreicht wird und ein wodurch die erforderliche Bindung der entstandenen Abbinden der darin eingebetteten Diamantteilchen Verbundmasse und der Diamant-Schleifpärtikeln erbeim nachfolgenden Abkühlen. Das Sinterverfahren zielt wird. Die Gegenwart von Bor als eutektisches entspricht den sogenannten Spritzgußverfahren, in 30 Borid ist ersichtlich aus der Mikrofotografie von welchen das Pulver entweder in eine Stahl-oder eine . Fig. 3 und 4. Die eutektischen Boride liegen in. Kohlenstoff-Form und um die abzubindenden Dia- wesentlich geringerer Größe vor als die sogenannten manten herum gepackt wird und ein Kohlenstoff- »freien« Chromboridteilchen, welche fest in der Verstopfen gewöhnlich über dem Diamanten oder dem bundmasse eingeschlossen sind. Das Vorhandensein Diamantpartikel im oberen Teil der Form verwendet 35 von eutektischen Boriden ist entscheidend dafür, daß wird, damit" eine reduzierende Atmosphäre geschaffen die verbesserten physikalischen Eigenschaften der erwird, welche den darauffolgenden Sintervorgang ver- firrdungsgemäßen Schleifmasse erzielt werden,
bessert und die Oberflächenporosität in der ent- Das Mikrogefüge der Verbundmasse ohne Diamantstandenen Schleifmasse auf einen Minimalwert hält. Schleifteilchen ist in F i g. 3 und 4 dargestellt, welche Das Bindemittel wird üblicherweise unter einem 40 bei Vergrößerungen von 100:1 bzw. 400:1 aufge-Druck von 1,05" bis 1,4 kg pro cm? gesintert, was nommen sind. Die verhältnismäßig großen, unregelausreicht, um eine Verminderung des Volumens des mäßig geformten Partikeln 26 entsprechen den Wolf-Pulvers um etwa 50% zu erzielen. Sintertemperaturen ramkarbidteilchen, welche fest in. der Masse abgebunvon 980° bis 1010° C sind hinreichend, um ein teil- den sind. Die kleineren, verhältnismäßig helleren weises Schmelzen und Sintern der einzelnen Pulver- 45 Teilchen 28 entsprechen den sogenannten freien partikeln zu einer harten zusammenhängend verbun- Chromboridteilchen, welche in gleicher Weise fest in denen Masse zu bewirken. Das Erhitzen des Pulvers dem Kristallgefüge eingeschlossen sind. Das komplexe kann mittels eines Sauerstoff-Azetylenbrenners und Eutektikum aus Nickel, Chrom, Bor, Silizium und vorzugsweise durch elektrische Induktionsheizung be- Eisen ist als unregelmäßig geformte dunkelgraue Bekannter Art vorgenommen werden. Das Erhitzen er- 50 reiche 30 in den Fi g. 3 und 4 erkennbar. Die heterofolgt vorzugsweise in Richtung vom Boden zum gene Struktur des komplexen Eutektikums 30 ist am Deckel, und die das Pulver und die Diamant-Schleif- besten in Fig. 4 bei der Vergrößerung von 400 zu partikeln enthaltende Form wird bei dieser Tempera- erkennen. Die übrigen hellen Teile 32 der Mikrotur gehalten, bis die Sinterung stattfindet; danach wird ^/fotografie sind eine feste Lösung aus hauptsächlich die Form auf etwa 425° C abgekühlt, worauf der 55 Nickel, Eisen und Kupfer mit geringen Mengen Druck über dem Pulver entspannt wird. Während . Chrom, Zinn, Kohlenstoff, Bor und Silizium, und des Sinterns tritt ein Abbinden des Diamanten oder dieser Mischkristall ist mit Chromboridteilchen der Diamantteilchen ein, welches begleitet wird von durchsetzt. · : ■ : .= einer zähen Bindung der Verbundmasse an eine ._ Aus den in Fig. 3 und 4 dargestellten Mikroharte Metallunterlage, falls eine solche verwendet 60 gefügen ist offensichtlich, daß die mechanischen, wird. v Merkmale und physikalischen Eigenschaften der Ver-Während des Sinterns tritt ein teilweises Schmelzen bundmasse innerhalb der oben angegebenen Bereiche der metallischen Bestandteile ein, welche beim darauf- so variiert werden können, daß die entstandene folgenden Abkühlen eine Verbundmasse bilden, die Verbundmasse die für das jeweilige gewünschte aus einer festen Lösung besteht, welche von Wolfram- 65 Diamant-Schleifwericzeug erforderlichen Eigenschafkarbidtcilchen, Chromboridteilchen und einem korn- ten aufweist. Die Rockwell-Härte der Verbundmasse plexcn Eutektikum aus Nickel, Chrom, Bor, Silicium schwankt mit der Menge, Größe und Verteilung der und Risen durchsetzt ist. Beim lirstarren der gcsinter- Wolframkarbid- und Chromboridteilchen und kann
lenstoff, 10 bis 26% Chrom, 2 bis 4% Bor, welches 15 Durch die Anwesenheit des Elements Bor in dem als Flußmittel wirkt, 2 bis 4% Silizium, 1 bis 5% Pulver wird eine chemische Flußwirkung erreicht, die Eisen und als Rest Nickel enthält. Die Menge an während des Sinterns eintritt. Das Bor ist in drei verwendetem Nickellegierungspulver und die Menge Teilen des Mikrogefüges der gebildeten Verbund- und Art der darin enthaltenen Legierungsbestandteile masse enthalten. Es liegt vor in Form harter Chromkann so variiert werden, daß die entstandene Ver- 20 boridteilchen, als gelöstes Element im Mischkristall bundmasse die Bestandteile in einer Menge enthält, und als feindispengierte Chrom-, Nickel- oder Eisendie innerhalb des oben angegebenen Bereiches liegt. boride in dem komplexen Eutektikum. Während des Die vermischte, fein zerkleinerte Metallpulverzu- Sinterns, bei welchem die Metalle oder zumindest sammensetzung kann direkt zum Sintern in Situ bei Teile davon schmelzen, sorgt das enthaltene Bor für erhöhten Temperaturen, vorzugsweise unter einer 95 die Flußwirkung, die erforderlich ist, um die Oxyde reduzierenden Atmosphäre verwendet werden, wo- an der Oberfläche der Pulverteilchen zu reduzieren, durch ein teilweises Schmelzen erreicht wird und ein wodurch die erforderliche Bindung der entstandenen Abbinden der darin eingebetteten Diamantteilchen Verbundmasse und der Diamant-Schleifpärtikeln erbeim nachfolgenden Abkühlen. Das Sinterverfahren zielt wird. Die Gegenwart von Bor als eutektisches entspricht den sogenannten Spritzgußverfahren, in 30 Borid ist ersichtlich aus der Mikrofotografie von welchen das Pulver entweder in eine Stahl-oder eine . Fig. 3 und 4. Die eutektischen Boride liegen in. Kohlenstoff-Form und um die abzubindenden Dia- wesentlich geringerer Größe vor als die sogenannten manten herum gepackt wird und ein Kohlenstoff- »freien« Chromboridteilchen, welche fest in der Verstopfen gewöhnlich über dem Diamanten oder dem bundmasse eingeschlossen sind. Das Vorhandensein Diamantpartikel im oberen Teil der Form verwendet 35 von eutektischen Boriden ist entscheidend dafür, daß wird, damit" eine reduzierende Atmosphäre geschaffen die verbesserten physikalischen Eigenschaften der erwird, welche den darauffolgenden Sintervorgang ver- firrdungsgemäßen Schleifmasse erzielt werden,
bessert und die Oberflächenporosität in der ent- Das Mikrogefüge der Verbundmasse ohne Diamantstandenen Schleifmasse auf einen Minimalwert hält. Schleifteilchen ist in F i g. 3 und 4 dargestellt, welche Das Bindemittel wird üblicherweise unter einem 40 bei Vergrößerungen von 100:1 bzw. 400:1 aufge-Druck von 1,05" bis 1,4 kg pro cm? gesintert, was nommen sind. Die verhältnismäßig großen, unregelausreicht, um eine Verminderung des Volumens des mäßig geformten Partikeln 26 entsprechen den Wolf-Pulvers um etwa 50% zu erzielen. Sintertemperaturen ramkarbidteilchen, welche fest in. der Masse abgebunvon 980° bis 1010° C sind hinreichend, um ein teil- den sind. Die kleineren, verhältnismäßig helleren weises Schmelzen und Sintern der einzelnen Pulver- 45 Teilchen 28 entsprechen den sogenannten freien partikeln zu einer harten zusammenhängend verbun- Chromboridteilchen, welche in gleicher Weise fest in denen Masse zu bewirken. Das Erhitzen des Pulvers dem Kristallgefüge eingeschlossen sind. Das komplexe kann mittels eines Sauerstoff-Azetylenbrenners und Eutektikum aus Nickel, Chrom, Bor, Silizium und vorzugsweise durch elektrische Induktionsheizung be- Eisen ist als unregelmäßig geformte dunkelgraue Bekannter Art vorgenommen werden. Das Erhitzen er- 50 reiche 30 in den Fi g. 3 und 4 erkennbar. Die heterofolgt vorzugsweise in Richtung vom Boden zum gene Struktur des komplexen Eutektikums 30 ist am Deckel, und die das Pulver und die Diamant-Schleif- besten in Fig. 4 bei der Vergrößerung von 400 zu partikeln enthaltende Form wird bei dieser Tempera- erkennen. Die übrigen hellen Teile 32 der Mikrotur gehalten, bis die Sinterung stattfindet; danach wird ^/fotografie sind eine feste Lösung aus hauptsächlich die Form auf etwa 425° C abgekühlt, worauf der 55 Nickel, Eisen und Kupfer mit geringen Mengen Druck über dem Pulver entspannt wird. Während . Chrom, Zinn, Kohlenstoff, Bor und Silizium, und des Sinterns tritt ein Abbinden des Diamanten oder dieser Mischkristall ist mit Chromboridteilchen der Diamantteilchen ein, welches begleitet wird von durchsetzt. · : ■ : .= einer zähen Bindung der Verbundmasse an eine ._ Aus den in Fig. 3 und 4 dargestellten Mikroharte Metallunterlage, falls eine solche verwendet 60 gefügen ist offensichtlich, daß die mechanischen, wird. v Merkmale und physikalischen Eigenschaften der Ver-Während des Sinterns tritt ein teilweises Schmelzen bundmasse innerhalb der oben angegebenen Bereiche der metallischen Bestandteile ein, welche beim darauf- so variiert werden können, daß die entstandene folgenden Abkühlen eine Verbundmasse bilden, die Verbundmasse die für das jeweilige gewünschte aus einer festen Lösung besteht, welche von Wolfram- 65 Diamant-Schleifwericzeug erforderlichen Eigenschafkarbidtcilchen, Chromboridteilchen und einem korn- ten aufweist. Die Rockwell-Härte der Verbundmasse plexcn Eutektikum aus Nickel, Chrom, Bor, Silicium schwankt mit der Menge, Größe und Verteilung der und Risen durchsetzt ist. Beim lirstarren der gcsinter- Wolframkarbid- und Chromboridteilchen und kann
7 8
innerhalb der angegebenen Bereiche geregelt werden, teile wurden vermischt, in der Kugelmühle gemahlen
damit ein optimales Verhältnis zwischen Abriebs- und darauf zur Herstellung einer Diämant-Schleiffestigkeit
und Plastizität unter Erzielung der ge- masse verwendet, die 25 bis 35% feinverteilte Diawünschten
physikalischen Merkmale des Schleifwerk- manfkristalle oder Diamantbort enthielt. Die Zusamzeuges
erreicht wird. Die erfindungsgemäße metal- S mensetzung der entstandenen metallischen Verbundlische
Verbundmasse hat üblicherweise eine schein- masse lautete: 26% Kupfer, 22% Wolfram, 21,7%
bare Rockwell-C-Härte von etwa 10 bis etwa 50. Die Eisen, 18% Nickel, 4,4% Chrom, 2,5% Zinn, 1,7%
scheinbare Härte einer Diamantsc'hleifmasse, in wel- Kohlenstoff, 1,5% Kobalt (als Bindemittel für das
eher eine Vielzahl von Diamanten im wesentlichen Wolframkarbid), 1% Bor und 1,2% Silizium. Diagleic'hmäßig
in dem metallischen Bindemittel verteilt io mant-Schleifmassen dieser Zusammensetzung wurden
ist, 'hängt ebenfalls von der Menge, Größe und Ver- unter typischen Betriebsbedingungen getestet. Diese
teilung der Diamantkristalle und ihrem Verhältnis zu Tests zeigten 'klar die überlegenen Eigenschaften der
der Menge und Zusammensetzung der metallischen metallischen Verbundmasse gemäß der vorliegenden
Bindemasse ab. Erfindung, wodurch die Werkzeuge die besten Eigen-Ein
in einer Kugelmühle gemahlenes Gemisch aus 15 schäften hinsichtlich Abriebsfestigkeit und Härte auffünf
feinverteilten Bestandteilen wurde unter Ver- wiesen, die den bisher bekannten Wolframkarbidwendung
eines Bronzepulvers zubereitet, welches bindemitteln entsprachen, ohne jedoch die diesen heretwa
10% Zinn mit einer Teilchengröße von 74 Mi- kömmlichen Bindemitteln eigenen Nachteile geringer
krön und darunter enthielt, eines elektrolytischen Bindung und Brüchigkeit aufzuweisen. Die Fein-Eisenpulvers
von Flockenqualität und einer Teilchen- ao schleifwerkzeuge waren ferner gezeichnet durch hohe
größe von 44 Mikron und darunter, Chromborid- Stoßfestigkeit und Zähigkeit sowie durch die ausgeteilchen
von 44 Mikron und darunter, abgebundenen zeichnete Bindung, die zwischen den Diamant-Schleif-Wolframkarbidteilchen
mit etwa 6% Kobaltbinde- partikeln und der metallischen Verbundmasse bemitteln, welche eine Größe von 110 Mikron und dar- stand. Die erhaltene Schleifmasse hatte ein dichtes
unter hatten, und vorlegiertem Nickellegierungspulver 25 kompaktes Mikrogefüge und war weitgehend frei von
mit Flußwirkung einer Zusammensetzung innerhalb Rissen und Brüchen, auch in der Nähe der Diamantder
oben angegebenen Bereiche. Die fünf Bestand- partikeln.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (13)
1. Gesinterter Schleifkörper aus mindestens Eisenlegierungen, Molybdän- und Wolframlegieruneinem
in einer Verbundmasse festhaftend einge- 5 gen und Metallkarbide enthaltende Legierungen am
faßten Schleif kristall, dadurch gekenn- häufigsten. So wurde z. B. aus der deutschen Patentzeichnet,
daß die Verbundmasse, die bei einer schrift 750 271 eine Schleifmasse bekannt, die aus
so hohen Temperatur gesintert worden ist, daß einer diamantendurchsetzten Legierung hochsich
ein hartes, dichtes Mikrogefüge einstellt, das schmelzenden Metalls mit niedrigerschmelzenden
von einem Eutektikum durchsetzt ist und in dem i» Metallen aus einem gesinterten Gemenge von 1 bis
Wolframkarbid- und Chromboridteilchen einge- 15% Nickel, 0,5 bis 10 % Kupfer und 80 bis 98 %>
schlossen sind, aus Wolfram als Rest besteht.
Keines der bekannten Bindemittel besitzt aber alle
2 bis 33 °/o Wolfram, optimalen Merkmale, die erforderlich sind, um
10 bis 50% Eisen, 15 Diamantenfeinwerkzeuge von höchster Wirksamkeit
8 bis 36% Nickel, und Dauerhaftigkeit herzustellen. So sind z.B.
1 bis 25% Chrom, Kupferlegierungen im allgemeinen durch eine
1 bis 6 % Zinn, schlechte Abriebsfestigkeit gekennzeichnet, die zu
0,2 bis 2,5% Kohlenstoff, einem übermäßigen Abnutzen der Verbundmasse
0,4 bis 7% Bor, ao und zu einem vorzeitigen Ausfallen der Diamanten-
0,1 bis 2,3% Silizium, partikeln führt. Eisenlegierungen besitzen zwar eine
13 bis 54% Kupfer überlegene Abriebfestigkeit, erfordern jedoch sehr
besteht. * hohe Sintertemperaturen, so daß der unterschiedliche
thermische Ausdehnungskoeffizient der Verbund-
2. Schleifkörper nach Anspruch 1, dadurch ge- as masse und der Diamantenpartikeln ein Wegschrumpfen
kennzeichnet, daß er als Schleifkristall mindestens der Verbundmasse von den Diamantenpartikeln beim
einen Diamanten enthält. Abkühlen bewirkt, wodurch keine Bindungen von
3. Schleifkörper nach Anspruch 2, dadurch ge- optimaler Stärke erzielt werden. Molybdän- und
kennzeichnet, daß er als Schleifkristalle eine Viel- Wolframlegierungen machen relativ hohe Sintertemzahl
von Diamanten enthält, die im wesentlichen 3» peraturen erforderlich, die im allgemeinen etwa
gleichmäßig in der Verbundmasse verteilt sind. 129O0C übersteigen. Infolge des Unterschiedes in
4. Schleifkörper nach Anspruch 3, dadurch ge- den thermischen Ausdehnungskoeffizienten wird dakennzeichnet,
daß der volumenmäßige Anteil der mit das Verbundproblem nur noch verschlimmert, Diamantkristalle im Schleifkörper 5 bis 70 Vo- außerdem besteht die Gefahr einer Beschädigung der
lumprozent ausmacht. 35 Diamantenpartikeln "selbst durch die übermäßigen
5. Schleifkörper nach Anspruch 1 oder 2, da- Temperaturen während des Sinteras oder Efhitzens.
durch gekennzeichnet, daß die Verbundmasse aus Es ist bekannt, daß verschiedene karbidhaltige
22% Wolfram, 21,7% Eisen, 18% Nickel, 4,4% Metall-Legierungen ausgezeichnete Abriebsfestigkeit
Chrom, 2,5% Zinn, 1,7% Kohlenstoff, 1,5 % aufweisen, jedoch den Nachteil haben, daß sie überKobalt,
1% Bor, 1,2% Silizium, Rest 26% 4<> mäßig hohe Sintertemperaturen erforderlich machen,
Kupfer besteht. welche häufig 1590° C übersteigen, was zur Bildung
schlechter Bindungen zwischen der Verbundmasse und den Diamanten und auch zu einer Beschädigung
der Diamantenpartikeln infolge Grap'hitbildung bei
. 45 den hohen Temperaturen während der Fabrikation
; führt. Versuche zur Lösung der bei karbidhaltigen
. Bindemitteln auftretenden Probleme, darunter die BiI-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen gesinterten dung von kaltgepreßten Konglomeraten der Karbid-Schleifkörper,
bestehend aus mindestens einem in gemische und Einsickemiassen von Kupfer- oder SiI-einer
Verbundmasse festhaftend eingefaßten Schleif- 50 berlegierungen, führten nicht zu zufriedenstellenden
kristall und insbesondere eine verbesserte Verbund- Verbundmassen mit optimalen Eigenschaften,
masse zum zähhaftenden Einfassen harter Schleif- Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufpartikeln, wie Diamanten od. dgl., wobei die Ver- gäbe gestellt, ein neuartiges metallisches Bindemittel bundmasse bequem auf einem Träger befestigt wer- für Schleifpartikeln anzugeben, das bei nicht zu hohen den kann. '. · : . 55 Temperaturen in eine Verbundmasse umgewandelt
masse zum zähhaftenden Einfassen harter Schleif- Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufpartikeln, wie Diamanten od. dgl., wobei die Ver- gäbe gestellt, ein neuartiges metallisches Bindemittel bundmasse bequem auf einem Träger befestigt wer- für Schleifpartikeln anzugeben, das bei nicht zu hohen den kann. '. · : . 55 Temperaturen in eine Verbundmasse umgewandelt
Es ist bereits eine Vielzahl von Bindemitteln ver- werden kann und ein Benetzen der Oberflächen der
wendet und vorgeschlagen worden, um Diamanten Diamantenpartikeln bewirkt, das gleichzeitig als Fluß-'
in Spitz- oder Bündelwerkzeugen aufzumontieren mittel wirkt und damit die Bildung von Metalloxyden
oder ein Diamanten enthaltendes Schleifmaterial her- während des Erhitzens und Sintems des Bindemitzustellen,
in dem eine Vielzahl feiner Dtamantenpar- 60 tels verhindert, das bei Temperaturen unterhalb
tikeln verteilt ist/ wodurch Schleifwerkzeuge mit kon- 10100C gesintert werden kann, wodurch der thertrollierter
Schleif- oder Polierwirkung hergestellt wer- mische Abbau der Diamantenpartikeln auf ein Miniden
können. Die bisher bekannten Bindemittel be- mum beschränkt wird, und das eine Verbundmasse
stehen üblicherweise aus einer Vielzahl von Legierun- von ausgezeichneter Plastizität und Zähigkeit und von
gen, welche so ausgewählt werden, daß sie eine Ver- 65 hoher Abriebsfestigkeit liefert,
bundmasse liefern, die abrieb- und stoßfest ist, die Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
bundmasse liefern, die abrieb- und stoßfest ist, die Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
eine feste Bindung mit den darin eingebetteten Schleifkörper nach Anspruch 1 gelöst. Die Verbund-Diamantenpartikeln
bildet und die nur geringe Sin- masse wird aus dem in Pulverform vorliegenden
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