DE1652915A1 - Verfahren zur Herstellung von Schleifwerkzeug mit Verbundmetall - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Schleifwerkzeug mit Verbundmetall

Info

Publication number
DE1652915A1
DE1652915A1 DE19681652915 DE1652915A DE1652915A1 DE 1652915 A1 DE1652915 A1 DE 1652915A1 DE 19681652915 DE19681652915 DE 19681652915 DE 1652915 A DE1652915 A DE 1652915A DE 1652915 A1 DE1652915 A1 DE 1652915A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal
abrasive
diamond
tool
carbide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19681652915
Other languages
English (en)
Inventor
Fisk Reginald C
Houston Robert S
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Abrasives Inc
Original Assignee
Norton Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Norton Co filed Critical Norton Co
Publication of DE1652915A1 publication Critical patent/DE1652915A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
    • B24D3/06—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements
    • B24D3/10—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements for porous or cellular structure, e.g. for use with diamonds as abrasives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/34—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
    • B24D3/348—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties utilised as impregnating agent for porous abrasive bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F2005/001—Cutting tools, earth boring or grinding tool other than table ware

Description

Hörton Company, Worcester 6, Massachusetts, V»St.A«
Verfahren zur Herstellung von Schleifwerkzeug mit "Vertun dm et all
Die Erfindung "bezieht sich auf die Herstellung von Schleifwerkzeugen mit einem Schleifmaterial, das mit einem gesinterten Metallmaterial in Verbund steht.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von Diamantschleifwerkzeugteilen mit Verbundmetall, die von einer Unterlage oder Nabe, die aus einem gepressten Formling aus gepulvertem Material hergestellt worden ist, getragen werden.
TJiamantwerkz euge
109818/(HOS , -—
_ 2 —
^ Fsh 5
Diamantwerkzeuge nit Verbundmetall werden hergestellt, um eine sehr dichte Werl-czeuge.rt zur "Verfügung au haben, die eine lange Lebensdauer ermöglicht» Die früher bekannten dichteren Werkzeuge neigen bei Benutzung dazu, langsamer zu schneiden und häufig glatt zu werden, wodurch ein häufiges Bearbeiten erforderlich ist» Diese härteren Werkzeuge haben eine Schneidcharakteristik, die in der Schleifteehnik als hart bezeichnet wird» Um eine weichere Schlagwirkung zu erzielen, musste der mit Netallverbund versehene Diamantteil der Werkzeuge etwas porös gestaltet v/erden, so dass das Werkzeug autoiaatiach bei der J3enutaun^: versagte, sobald es natürlichschleifend wirken sollte, Nach den früheren einschlägigen Verfahren zur Herstellung von Diamantwerkseugen mit Metallverbund ist es unmöglich, den Grad der Porosität in dem Schleifmittelteil so einzustellen, wie es zur Herstellung von Werkzeugen mit einem genauen Weichheitsgrad, der für eine spezielle Schleifoperation erforderlich ist, erwünscht istο Tatsächlich sind die früher üblichen Werkzeuge aus Wolframcarbid mit in Verbund mit Kobalt stehendem Diamant entweder nahezu vollständig dicht oder äusserst porös, weil die Sinterwirkung,sobald sie einmal eingeleitet worden ist, zu schnell fortschreitet, um genau eingestellt werden zu können»
BAD ORIGINAL
109818/0405
JSs
Es ist nun gefunden worden, dass dieser In acht eil überwunden werden kann und man die Schneidwirkung der Diamantwerkzeuge mit Yer"bundmetall genau einstellen kann, indem man eine mit Infiltrat versehene poröse Struktur herstellt, für die man bestimmen kann, dass sie einen bestimmten Härte- oder Weicheitsgrad bezüglich ihrer Schneidwirkung aufweist.
Mach der Erfindung wird demgemäss ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerk/zeuges mit Verbundmetall vorgeschlagen, bei dem ein Schleifmittelteil aus Schleifkörnchen und einem Einbettungsmaterial aus sinterfähigem Metall gebildet wird, das ein bestimmtes Volumen an zusammenhängenden Poren aufweist und das auf einem Unterlageteil aufgebracht ist, das ein sinterfähiges Metall der Gruppe VIII und ein schmelzbares Metall enthält, wobei das schmelzbare Metall in einem Anteil vorhanden ist, der mehr als das Dreifache des Porenvolumens des Schleifmittelteils beträgt, die Zusammensetzung erhitzt wird, bis ein Sintern der Teile aber kein Schmelzen, des schmelzbaren Metalls eintritt, und danach die Zusammensetzung erhitzt wird, bis das schmelzbare Metall schmilzt, um dadurch das Infiltrieren in den Schleifmittelteil zu ermöglichen.
Die Erfindung kann sowohl mit natürlichen als auch mit synthetischen Diamanten zur Herstellung
109818/0405 ' von
von Verbund-Dianiantschleif produkten angewendet werden, und das entstandene Produkt findet die häufigste Anwendung als Verbund-Diamantteile, die auf Unterlagen, Achsen oder Naben unter Bildung von Sägeblättern, Schleif stäben,, Bearbeitungs- oder Schleifwerkzeugen, Schleifrädern und dergl„ aufgebracht sind, Die Diamantteile werden natürlich auf die beste Art und Weise zur Herstellung einer geeigneten Schleif-' oberfläche aufgebracht, und die nur wenig kostspieligen Materialien für die Unterlage dienen in erster linie bei diesem Verfahren als Reservoir für das Infiltrationsmittel, und in den fertigen Werkzeugen stellen die Unterlagen ein Mittel für das Montieren der Schleifwerkzeuge auf geeigneten Schleifmaschinen oder für einen anderen Träger der Diamantteile dar<>
Das erfindungsgemässe Verfahren stellt ein verbessertes Verfahren für die Herstellung eines Schleifwerkzeugs mit Verbundmetall mit einem Infiltrationsaufbau zur Steuerung des Härte- oder Weichheitsgrads der Schneidwirkung dar.
Die Erfindung sieht ausserdem ein Verfahren zum gleichzeitigen Sintern des Metallverbund-Grundgefüges zum Tragen eines Diamantschleifmaterials und Sintern eines vorgeformten Körpers aus gepulvertem Metall, auf dem der Schleifmittelteil haftet, und
£AS -'j^i·^
109818/0405
naoh
- 5 - Έ 522
nach Beendigung des Sinterns zur Fertigstellung des Werkzeuges das Fortführen der Brhitzungsstufe vor, um eine Infiltrationswirkung vollständig zu erreichen, wobei der poröse Diamantteil mit Metallverbund mit einem Infiltrationsmittel gefüllt wird»
Dabei wird auch ein Verfahren erhalten, bei dem die Scheibenunterlage und ein infiltriertes Metall, das mit dem schleifmitteltragenden Heil in Verbund steht, in einem zweistufigen Sinter- und Inflltrationsverfahren zusammengefügt werden kanno
Bekannte pulvermetallurgische Verfahren werden bei der Ausführung der Verfahrensfolge kombinierte Das Diamantschleifmittel wird mit einer üblichen Metallverbundmischung, wie Wolframcarbid und Kobalt, gemischt. Die Diamantkörnchen sind vollständig und einheitlich in einer Masse dieser Metallverbundbestandteile, die zu einer Teilchengrösse unter 5 Mikron zerkleinert worden sind, verteilt»
Ein unterwärtiger Träger fur den diamanthaltigen Teil wird aus einer Mischung gebildet, die zum Beispiel ein Eisenpulver von annähernd 100 Siebfeinheit mit einem damit gemischtem Bronzepulver als Infiltrationsmittel enthält, das zu einer annähernden Teilchengrösf:e von 325 Siebfeinheit zerkleinert worden ist und das zum !Füllen der Poren des Schleifmittel-
109818/0405 teila
f6b2915
- 6 - μ 522
teils des Diamanten mit Metallverbund dient. Sine
einheitliche Mischung von solchen Bestandteilen, wird zunächst zur Bildung der gewünschten ilorm des Unterlageteils kaltgepres&t« Dabei wird ein genügender
Druck angewendet, der ausreicht, die Bisenteilchen
der oben beschriebenen Mischung in relativ innigen
Kontakt mit dem feineren Infiltrationspulver zu bringen, das in den Zwischenräumen zwischen den grösseren Eisenteilchen eingeschlossen wird.
Die Diamantkörnchen und deren Metallverbundmischung wird dann in eine Formpresse neben das vorgebildete Trägerelement gebracht, und der das Schleifmittel enthaltende Teil wird dann zu einem engen Kontakt mit dem Unterlage- oder Träger el ein ent zusammengepresste Das angewendete Druekmass, das dieses Vereinigen dieser Bestandteile bewirken soll, wird genau eingestellt und soll gerade geeignet sein, einen zuvor bestimmten Porositätsgrad in dem Schleifmittelteil
zu erzeugen, der schliesülich mit dem Infiltrationsmittel oder dem Material gefüllt wird, das den gewünschten Hfcrte- oder Weichheitsgrad in dem entstandenen
Schneidwerkzeug bewirkt.
Die durch Kaltpressen vereinigten oder zusammengesetzten Bestandteile, nämlich das Unterlageelement und der Schleifmittelteil, das auf j enen als
109818/0405
J Olracer
ι ψ£$ 15
Träger aufgepresst worden ist, werden dann erhitzt, damit die Wolframcarbid- und Kobaltkomponenten des Bchleiliiiituelteils" und die .Wisente ilen en in dem Unterlage element sintern und das Werkzeug" hart und selbst-tragend wird«. Diese Sinteroper ation wird "bei einer !Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Bronzeinfiltrationsmittels, das in der Unterlage dißpergiert ist, ausgeführt, wobei dieser vorgebildete' Bauteil als Reservoir für das Infiltrationsmittel w: hrend dieses Verfahrensabschnitues dient. Hachdem der gewünschte Sinterungsgrad erreicht worden ist, vird die Temperatur über die Schmelztemperatur des Bronzeinfiltrationsmittels erhöht, um dieses flüssig 3u wachen., Die TeilchengrÖsse des Wolframcarbids und des Kobalts, die in Verbund mit den Diamantkörnchen stehen, wird so gewählt, dass sie in einem Bereich von 2 bis 4 Mikron liegt, und die für das Unterlagegrundgefüge gewählten Bisenteilchen haben einen Teilchengrössenbereich von 100 Siebfeinheit.» Das System mitrelativ sehr kleinen Poren in dem diamanthaltigen Teil reisst dabei das flüssige Infiltrationsmitxel von dem Unterlagegrundgefüge durch Kappilarwirkung an sich, bis alle zusammenhängenden Poren des Schleifmittelteils gefüllt sind» Nachdem die Infiltrationsstufe beendet ist, wird die Zusammensetzung abgekühlt, und das mit Infiltration versehene Werkzeug kann gereinigt und bearbeitet v/erden, so dass es für den Gebrauch bereit
isto BAD ORIGINAL
109818/0405
Ein
.- 8 - M 522
Sin wesentliches !Merkmal besteht in der Auswahl der [JOeilchengrösse der verwendeten Metallverbundkomponenten bzw» des Schi eifiaittelte ils und des Unterlageteils, damit die Unterlage als Reservoir für das Infiltrationsmittel dienen kann, bis die Kapillarwirkung das Hineinbewegen des Infiltrationsmittels von der Unterlage in den Schleifmittelteil bewirkt» Dadurch ist es möglich, ein wesentlich einfacheres zweistufiges Erhitzungsverfahren für das Sintern und das Infiltrieren in den porösen Schleifmittelteil des Werkzeugs vorzunehmen.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun an Hand der dazugehörenden Zeichnungen erläutert, in denen
Fig« I eine Darstellung eines fertigen Werkzeugs . ist, das auf einem Werkzeugträger montiert ist,
Fig« 2 eine Darstellung ist, die die verschiedenen Teile eines Linsenschleifwerkzeugs zeigt, wobei die Teile so dargestellt sind, wie sie in ihrem "grünen" Zustand zusammengesetzt worden sind,
Fig« 3 ein fertiges Werkzeug mit einer abweichenden
t Form darstellt, die für Stife zum Schneiden von Glasplatten benutzt werden kann.
109818/0405 Zur
_ 9 —
Zur Hersteilung eines Werkzeugs nach der bevorzugten Lehre der Erfindung wird eine Materialmischung zur Erzeugung eines Untergrundes oder Trägerelementes für eine Schleifscheibe aus gepulvertem Eisen und gepulverter Bronze zubereitet» Diese Mischung wird dann zu einem tragenden Scheibenbauteil für den Schleifmittelteil des Werkzeugs vorgebildet, so wie es in den Zeichnungen dargestellt wird»
Die Mischung der Unterlage besteht vorzugsweise in der Form von etwa öO G-ew»-^ Bis&nteilchen und 20 Gew.-^ Bronzeo Das Eisen i,st zu einem Pulver mit einer Teilchengrösse in dem Bereich von annähernd 100 Siebfeinheit zerkleinert worden, und die Bronze ist zu einem Pulver mit einer Teilchengrösse in dem Bereich von 325 Siebfeinheit zerkleinert worden. Die Bronze in einer nach der Erfindung typischen Scheibe kann aus einer Legierung mit 82 0A Kupfer und 18 ρ Zinn bestehen. Nach dem Mischen dieser Bestandteile wird die Mischung in eine Form gebracht und zu einer Unterlagegestalt für ein Linsenschleifwerkzeug entsprechend 10 in Figur 2 zusammengepresst. Das lose Pulver wird in der Form zusammengepresst, und es wird dabei ein genügender Druck angewendet, um im wesentlichen die gesamten Eisenteilcnen zu zwingen, miteinander in einen Berührungskontakt zu gelangen·
109818/0405
In
In der Mischung von 6υ ψ> Eisen mit einer -Teilchengrösse von 100 Siebf einheit und 20 "J> Bronze mit einer Teilchengrößee von 325 Siebfeinheit werden, wie offensichtlich ist, die kleineren Bronzeteilchen in die Hohlräume gedrängt, die zvrischen den gröss-.eren Eisenteilchen gelassen worden sind, wenn die itfisenteilchen in einen Berührungskontakt gezwungen werden. In der in Figur 2 dargestellten Werkzeugform besitzt die obere Oberfläche 11 der Unterlage 10 eine konische Gestalt und dient zum Sragen eines linsenschleifendon Diamantschleifmit'celteils 12.
Das diamanthaltige Schleifmittelelement kann durch Mischen von Diamantkörnchen von annähernd 120 Grit mit einer Hetallverbundmischung gebildet werden, die aus 4p &ew,-^ Wolframearbidpulver mit einer Teilchengrösse im Bereich von 1 bis 4 Mikron und 60 G-ew <,-?:> Kobaltpulver des gleichen !eilchengröst enbereichs hergestellt worden ist» I1Ur Linsen- und ande: e Glasschieifvorgänge werden die genannten Diamantteilchen vorzugsweise in einer solchen Wolframcarbid-Kobalt-Z.usammerisetzung in einer Konzentration von etwa 100 getragen, doh», dass etwa 25 Vol.-fa der Mischung Diamanten sind» Die Diamantenkörnchen werden bei der Zubereitung der Mischung gleichmässig innerhalb der Mischung verteilt.
109818/0A05 Me
Die Diamantkörnchen und deren Metallverbundini se him _, werden dann in die IOm auf die vorgebildete Unterlage 10 gefüllt und in der Form mit ei- nem !»ruck von etwa 49^1 kg/cm ( 35 tons/inch ) kalte;eyres.;to Bei Betrachtung von Pigur 2 kann festgestellt werden j dass das gesamte Volumen der Unterlage lü etwas grosser als das Volumen des Diam/antteils ist, und dieses Volumenverhältnis ist für einen Zweck vorgesehen, der unten vollständiger erklärt werdenwird. Sei der Durchführung der j3r fin dang sollte das Volumen der Unterlage wenigstens dreimal und vorzugsweise viermal oder mehr grosser sein als das Volumen des Diamantschleä-fmifuelteils, das auf die konische Oberfläche 1^1 aufgepresst ist, um auf diese Weise das geeignete Verhältnis von schmelzbarem Metall zum Porenvolumen heraus te Ii en „
Die zusammengesetzten kaltgepressten Bauteile können dann von der Porm entfernt werden, und es wird festgestellt werden, dass sie in diesem "grünen" Zustand &anz hart und selbst-tragend sind« Die Zusammengesetzten Bauteile sind dann für das Erhitzen bereit, und es wird die oben beschriebene Struktur in Heizvorrichtungen eingebracht, wo sie einer Temperatur in dem Bereich von 800° G für etwa 50 Minuten unter nichtoxydierender, inerter oder reduzierender Atmosphäre
109818/0405
*" unterworfen
N 522
unterworfen werden» Bei dieser Temperatur sintert die Mischung aus Wolframcarbid und Kobalt unter Bildung eines harten G-rundgefüges zum Tragen der Diamantkörnchen, und die Eisenteilchen in dem Unterlageteil sintern unter Bildung eines festen Grundgefüges um die Bronzelegierungsteilchen herum-zusammen, die vollständig in der Masse der Unterlage verteilt sind»
Bei der Herstellung von Linsenschleif- oder Stiftschneiddiamantwerkzeugen bewirkt der Druck von 4921 kg/cm j der zum Vereinigen des Diamantteils und der Unterlage angewendet wird, ein anfängliches Zusammenpressen der Diamantkörnchen, des Wolframearbids und des Kobalts zu einer Masse mit etwa 30 "/> Poren in der Form eines zusaianenhangenden Systems, das durch das ganze Volumen verbreitet ist» Diese Poren, die bei der Kaltpresstufe erzeugt werden, stellen ein kontinuierliches Netzwerk von zusammenhängenden Poren mit einem Durchmesser von etwa 1 bis2Mikron in dem Diamantteil dar, wobei dieses Porensystem während der Sinterungsmassnahme im wesentlichen unverändert bleibt·
Mach dem beendeten Sintern des Metallverbundgrundgefüges für den Diamantteil und der Bisenteilchen in dem Unterlageteil 10 bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Bronzeinfiltrationsmitteli
109818/Π405
das
f!bb2915
- 13 - U" 522
das in der Unterlage enthalten ist, wird die Temperatur in der Heizvorrichtung auf 950° C zur Verflüssigung der Bronze erhöht. Diese Erhitzungsstufe wird in der nlcht-oxydierenden, in/erten oder reduzierenden Atmosphäre ausgeführt, und die Bronze fIiesst nach dem Flüssigwerden in das Porensystem des Diamantteils„ Das Erwärmen auf 950° G wird etwa 30 Minuten lang vorgenommen, bis die Bronze das gesamte zusammenhängende Porensystem in.dem Diamantsehleifteil durchdrungen hat«
Es iyt gefunden worden, dasB die flüssige Bronze von dem Eisengrundgefüge oder von dem Iteservoir, hervorgerufen durch das Sintern der relativ grosnen Eisenteilchen, in die Poren des G-rundgefüges aus Wolframcarbid-Kobalt des Diamantteils wegen des G-rössenuntersehiedes des zusammenhängenden porösen Netzwerks in dem Diaiaantteil im Vergleich mit den Hohlräumen zwischen den Eisenteilchen, die das Grundgefüge in dem Unterlageteil bilden, fIiesst. Durch die Kapillarwirkung fIiesst die Flüssigkeit von den grösseren Hohlräumen zwischen den Eisenkteilenen in das zusammenhängende Porensystem mit kleinerem Durchmesser des Schleifmitcelteils.
Der oben erwähnte Unterlagebauteil wird mit Vorbedacht so konstruiert, dass er ein Volumen hat,
109818/0*05 aae
1662915
- 14 - Ή 522
das wenigstens dreimal oder mehr griösser ist als das Volumen des Sohleifmit celteils. Es ist gefunden worden, dass, wenn nicht ein genügendes Reservoir an flüssigem Infiltrationsmittel in der Unterlage zur Verfügung gestellt werden kann, eine vollständige Infiltration nicht immer stattfindet» Das Vorsehen einer Unterlage mit einem Volumen^ das wenigstens dreimal grosser ist als das Volumen, das mit dem Infiltrationsmittel durchdrungen wird, sichert, dass genügend flüssiges Infiltrationsmittel stets an der Grenzfläche zwischen den beiden Teilen verfügbar ist, und dadurch wird ein vollständiges Pullen, des zusammenhängenden Porensystems in dem bchleifmittelbauteil "bewirkt ο
Nach dem Erhitzen des Werkzeugs auf 950° C für etwa 30 Minuten ist die Infiltrationsstufe beendet. Das Werkzeug kann dann abgekühlt und für den Gebrauch herge/richtet werden» Es ist festgestellt worden, dass nach dem Abkühlen nichts von dem Infiltrationsmittel über die äusseren Ränder des Schleifmittelteils fliesüt, und nur selten kann durch eine äussere Inaugenscheinnahme festgestellt werden, dass das Porensystem gefüllt worden iste Daher kann die Oberfläche des Werkzeugs nach dem Abkühlen gebrauchsfertig zur Verfügung stehen, ohne dass eine vorbereitende Reinigiu^soperation erforderlich wäre«
109818/040S
Ein
- Ib - ϊϊ 522
Ein Werkzeug, das.- in der in Figur 1 dargestellten Form mit der dort gezeigten konischen Schleifmitueloberflache aufgebaut ist, wird zum Linsenschleifen benutzt ο Wenn ein Diamantwerkzeug mit einem SchMfmitüelteil hergestellt worden ist, der mit einem Grundgefüge aus 40 % Wolframcarbid und 60 fo Kobalt in Verbund stehts das mit einem Bronzeinfiltrationsmittel das 30 i» des Volumens des Schleifmittelbauteils des Werk^zeugs besetzt, gefüllt ist,, wird die gewünschte Einstellung des Härte- oderWeichheitsgrad der Schleifwirkung erreicht. Das verbesserte Verfahren zur Herstellung dieses infiltrierten Werkzeugs durch die hier offenbarte iürfindung unter Anwendung einer zweistufigen Erhit2unosmassnahnie vereinfacht die Herstellung eines solchen Werkzeugs. Es ist offensichtlich, dass die Erhitzun^smasc-nahme wirksamer in dem hier beschriebenen einfachen zv/eistufigen kontinuierlichen Brhitzungsprograinm durchgeführt werden kann, und dass der Arbeitsaufwand, der erforderlich ist, um die Herstellung und Infiltration des Werkzeugs -vollständig zu bewirken, minimal ist.
In Figur 3 wird ein Stiftschneidwerkzeug für α en G-ebrauch beim Schleifen der Kanten von Glasplatten dargestellt. Bei Ausführung der Erfindung zur Herstellung eines solchen G-ebildes kann der Unter-
109818/Π405
- 16 - H 522
lagebauteil 20 aus dei" oben beschriebenen Eisen/. Bromze-Mischung von 80 G-ew»-^ / 20 G-ev/o-^ bestehen und kann der diamanthaltige Seil in gleicherweise aus einer Wolf ranicarbid/Kobalt-Mi se hung von 40 Gfewo-/» /60 Gewo-fo bestehens wobei dieser gegen die Peripherie des 'Heils 20 hin nach einer bekannten Art und V/eise zusammengepresst sein kann,. Die oben be se irr i ebenen Diamant-und Unterlageteile \irerden mit einem Druck von etwa 4921 kg/cm unter Erzeugung einer "grünen" zusammengepressten Hasse zusammengedrückt, wobei der diamanthaltige I'eil 30 °/> Poren aufweist. Diese Zusammensetzung kann in dem gleichen zweistufigen Erhitfc zungsverfahren, das oben beschrieben worden ist, erhitzt werden.
Bei Durchführung der Erfindung können zahlreiche Infiltrationslegierungen in der Form von Bronzezusammensetzungen, Silberloten, Messingarten und elementarem Kupfer angewendet werden.
Bronzezusammensetzungen in dem Bereich von 90 % bis 75 f> Kupfer und bzw» 10 °/o bis 25 cp Zinn werden für die Anwendung vorgeschlagene Vorzugsweise wird ein Bronzeinfiltrationsmitisel angewendet, das aus 82 ßew.-°/o Kupfer und 18 Gew.-^ Zinn besteht β Typische im Handel erhältliche Silberlote, wie die folgenden können benutzt werden:
109818/iUOS
1062315
- 17 - W 522
(a) 25 Gew*-9& Ag / 52,5 Gew.-fr Gu / 22,5 Gew.-*» Zn Cb) 45 Gew.-*> Ag / 15 Gew.-?» Ou / 16 Gew.-fo Zn / 24 Gewc
(c) 54 GeWo-# Ag /40 Gew.-9b Gu / 5 Gew*-# Zn
(d) 72 G-eWo-5^ Ag / 2ö GeWo-flS Cu
Eine Kupferlegierung, die die Anforderung für die Anwendung als Infiltrationsmittel erfüllt, Gesteht aus 90 fiew.-ji Gu / 5 Gew.-# Fe / 5 Gew.-?& IyIn0
Alle die oben vorgeschlagenen Infiltrationsmittel haben eine S cha. el ζ temperatur in dem Bereich von 700° bis 11Ou0C. Solche Infiltrationsmittel können alle in Übereinstimmung mit der Lehre nach der Erfindung, die das zweistufige Sinterungs- und Infiltrationsverfahren vorsieht, angewendet werden»
Die Infiltrationsmittel können zunächst mit den Eisenteilchen oder den Teilchen aus anderem Metall, die zur Bildung des Grundgefüges des Unterlagematerials in den Verhältnissen von etwa 9 Teilen Grundgefüge zu 1 Teil Infiltrationsmittel bis 7,5 Teilen Grundgeftige zu 295 Teilen Infiltrationsmittel, bezogen auf das Gewicht, angewendet werden. Anstelle von Eisenpulver kann vorschlagsgemäss eines der Metalle, das aus der Gruppe VIII der Periodischen Tabelle der Elemente ausgewählt worden ist, angewendet werden, vorausgesetzt
109818/0405
(052915
- 18 - E 522
dass das Metall einen Schmelzpunkt hat, der höher als die Schmelztemperatur des Infiltrationsmittelt; ist, das für die gemeinsame Anwendung gewählt worden ist»
Die Mischung von den Diamantkömchen und der Ketallzusamruensetzung für den bchleifmit^elteil kann nach den üblichen Mischungstechniken hergestellt werden» Dianiantkonzentrationen in der Gröss en Ordnung von 25t 50, 75 und IuO können angewendet werden. Dieses heisst,- dass dort etwa b Vol.-fo bis 25 Vol.-^ Diamant in dem zubereiteten Diamantteil vorh^ide-n nind» Diamantwerkzeuge wurden mit Diamanten in."'dem Bereich von 16 bis 2UuO Korngrösse hergestellt, aber die üblicheren Werkzeuge v/erden aus Körnchen hergestellt, die in dem Bereich von 46 bis 4C-0 Siebdichte liegen.
Metallverbundmischungen für den Schleifmittel teil können Wolframcarbid und andere ähnliche Carbide, wie Carbide von Chrom, tantal, Vanadium, Titan, enthalten. Das Verhältnis von Carbid zum Kobalt kann von 20 Gew = -^ bis 90 (iew.-^ Carbid bzw.. von 80 Gew»-1 ■ bis 10 Gew.-^ Kobalt in der Carbid-Kobalt-Misehung wechseln» Eine Mischung mit etwa 40 Gew.-N Teilen Wolframcarbid zu bO Gewo-^v Teilen Kobalt wird für die Herstellung der glas schleifenden Werkzeugbauteile bevorzugt,
BAD ORKS
Obwohl
109818/ΓΗ05
- 19 - Π"522
Obwohl die jürf indun^ besonders im Zusammenhang nit der Herstellung von Diamantwerkzeugen mit Wolfrancarbid-Kobalt-Verbundmetall brauchbar ist, ist es offensichtlich., dass andere Schleifgriesse, wie Siliciumcarbid, Aluminiumoxid oder andere übliche Behleiimit ,el, anstelle der Diaiuantkörnchen verwendet v/erden kennen„
Bei Durchführung der Erfindung wird die iormgebungs- od^r Kaltpressoperation so eingestellt, dass die erwünschte Porosität in dem Schleifmittel— bauteil erhalten wird«, Drücke in dem Bereich von 1406 bis 7O3Q kg/cn ( 10 bis 50 tons/inch" ) werden zur Erzeugung der gewünschten Porosität in dem Schleifmittelteil, der mit dem Infiltrationsmittel durchsetzt wird, angewendet, um dadurch den Härte- und Weichheitsgrod der Schneidwirkung des fertiggestellten Werkzeugs in Übereinstimmung mit diesem Verfahren einzustellen«. Me janfang s einst ellung der Porosität in dem Schleifmittel vor dem Sintern und Infil-frieren ist für die Erzeugung einer endgültigen Scheibe mit den gewünschten Schleifeigenschaften in bezug auf die Weichheit oder Härte der Schieifmassnahme wesentlich»
? a-tentansprüche 109818/0405

Claims (4)

  1. - 20 - l\f 522
    Patentansprüche:
    1» Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittelwerkzeugs mit Metallverbund, in dem eine Mischung von Schleifmittelkörnchen und einem sinterfähigen Metall unter Bildung eines Metallverbundmaterials gesintert wird, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Schleifmit^elteil aus Schleifmittelkörnchen und sinterfähigem Metallgrundgefügematerial "bildet, das ein vorbestimmtes Volumen von zusammenhängenden Poren hat und das man mit einem Unterlageteil zusammensetzt, das ein sinterfähiges Metall der Gruppe VIII und ein schmelzbares Metall enthält, wobei das schmelzbare Metall in einem Anteil vorhanden ist, der grosser als das Dreifache des Porenvolumens des Schieifmittelteils ist, man die Zusammensetzung erhitzt, bis das Sintern der Teile aber kein Schmelzen des schmelzbaren Metalls stattfindet
    109818/iU05 —
    I\L 522
    16Έ2ΒΊ5
    und anschliessend erhitzt, bis das schmelzbare Metall schmilzt und seine Infiltration in den Schleifmittelteil stattfinden kann.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzbare Metall einen Schmelzpunkt von 700° bis 1100° G hatc
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Diamantkörnchen in einem Anteil von 6 bis 25 cfa vom Volumen des Schleifmittelteils mit den G-rundgefügematerialteilchen von 1 bis 4 Kikron Seilchen^rösse mfecht, ein schmelzbares Metall mit einer l'eilchengrosse von 325 Siebfeinheit, das ein Silberlot- oder Bronzepulver ist, mit Bisenpulver mischt, und die entsprechenden Mischungen zu den Schleifmittel- und Unterlageteilen durch Kaltpres-
    sen unter einem Druck von 1406 bis 7030 kg/cm^ ( 10 bis 50 tons/inch ) formt.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgrundgefügematerial für den Schleifmittelteil aus einer Mischung eines Carbids, das Wolframcarbid, Vanadiumcarbid oder Titancarbid iat, und eines Metalls, das Kobalt oder Nickel lot, besteht.
    109818/0405
    5«, Verfahren
    - 22 - «.ff ^22
    ΊΒ52915
    5ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet," daf-s das TrorbeBtii-iifite Porenvolumen 20 bis 50 i* beträgt.
    6ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 59 dadurch gekennzeichnet, dass die Poren einen Durchmesser von 1 bis 2 Mikron haben*,
    7ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man deis Erhitzen bei etwa 800° G für etwa 30 Minuten und bei etwa 950° G für etwa 30 Minuten statefinden lässt und. in nicht-oxydierender Atmosphäre ausführt.
    _Dr.ye./Br.
    "1
DE19681652915 1967-03-06 1968-03-05 Verfahren zur Herstellung von Schleifwerkzeug mit Verbundmetall Pending DE1652915A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62071767A 1967-03-06 1967-03-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1652915A1 true DE1652915A1 (de) 1971-04-29

Family

ID=24487087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19681652915 Pending DE1652915A1 (de) 1967-03-06 1968-03-05 Verfahren zur Herstellung von Schleifwerkzeug mit Verbundmetall

Country Status (10)

Country Link
US (1) US3594141A (de)
BE (1) BE711709A (de)
CH (1) CH502872A (de)
DE (1) DE1652915A1 (de)
ES (1) ES351215A1 (de)
FR (1) FR1555326A (de)
GB (1) GB1209824A (de)
IE (1) IE31966B1 (de)
NL (1) NL6803111A (de)
SE (1) SE335493B (de)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3850590A (en) * 1970-09-28 1974-11-26 Impregnated Diamond Prod Ltd An abrasive tool comprising a continuous porous matrix of sintered metal infiltrated by a continuous synthetic resin
GB1489665A (en) * 1974-09-04 1977-10-26 Inoue Japax Res Electrochemical abrasive machining
US4239502A (en) * 1978-11-17 1980-12-16 General Electric Company Diamond and cubic boron nitride grinding wheels with improved silver alloy bonds
US4531595A (en) * 1979-01-08 1985-07-30 Housman Robert J Wear resistant composite insert and boring tool with insert
US4274840A (en) * 1979-01-08 1981-06-23 Smith International, Inc Wear resistant composite insert, boring tool using such insert, and method for making the insert
BR8108688A (pt) * 1980-07-09 1982-05-25 Gen Electric Processo para a preparacao de um artigo composto de carbureto de silicio e produto composto resultante do processo
BR8108689A (pt) * 1980-07-09 1982-05-25 Gen Electric Processo para preparacao de um artigo composto de cabureto de silicio e produto composto resultante do processo
US4655795A (en) * 1983-02-28 1987-04-07 Ex-Cell-O Corporation Abrasive tool for honing
DE4323895A1 (de) * 1993-07-16 1995-01-19 Hilti Ag Schneidkörper für materialabtragende Werkzeuge
US5637123A (en) * 1994-02-19 1997-06-10 Kozo Ishizaki Porous metal bond grinder and method of manufacturing the same
FR2718379B3 (fr) * 1994-04-12 1996-05-24 Norton Sa Meules super abrasives.
JP4854221B2 (ja) * 2005-06-17 2012-01-18 クレトイシ株式会社 放電ツルーイング用メタルボンドホイール及びその製造方法
RU2010140369A (ru) * 2008-03-04 2012-04-10 Ирвин Индастриал Тул Компани (Us) Инструменты, имеющие рабочие поверхности из уплотненного порошкового металла, и способ
WO2010016959A2 (en) 2008-08-08 2010-02-11 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive tools having a continuous metal phase for bonding an abrasive component to a carrier
US9097067B2 (en) 2009-02-12 2015-08-04 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive tip for abrasive tool and method for forming and replacing thereof
ES2654569T3 (es) * 2009-12-31 2018-02-14 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Artículo abrasivo que incorpora un segmento abrasivo infiltrado
PL3199300T3 (pl) 2010-07-12 2020-09-21 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Artykuł ścierny do kształtowania materiałów przemysłowych
TW201223699A (en) * 2010-09-03 2012-06-16 Saint Gobain Abrasives Inc Bonded abrasive articles, method of forming such articles, and grinding performance of such articles
TWI613285B (zh) 2010-09-03 2018-02-01 聖高拜磨料有限公司 粘結的磨料物品及形成方法
CN104994996B (zh) 2012-12-31 2017-12-05 圣戈班磨料磨具有限公司 粘结研磨制品和碾磨方法
US9102039B2 (en) 2012-12-31 2015-08-11 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Bonded abrasive article and method of grinding
JP6064058B2 (ja) 2012-12-31 2017-01-18 サンーゴバン アブレイシブズ，インコーポレイティド 結合研磨物品および研削方法
DE112014001102T5 (de) 2013-03-31 2015-11-19 Saint-Gobain Abrasifs Gebundener Schleifartikel und Schleifverfahren
US10201890B1 (en) * 2014-03-10 2019-02-12 Tkw, Llc Sintered metal carbide containing diamond particles and induction heating method of making same
GB201523182D0 (en) * 2015-12-31 2016-02-17 Element Six Uk Ltd Super hard constructions & methods of making same
CN112140015A (zh) 2019-06-28 2020-12-29 圣戈班磨料磨具有限公司 磨料制品及其形成方法
CN114505793A (zh) * 2022-01-06 2022-05-17 郑州市钻石精密制造有限公司 一种由不同粒度的金属粉末组成的珩磨条金属结合剂及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES351215A1 (es) 1969-06-01
US3594141A (en) 1971-07-20
SE335493B (de) 1971-05-24
NL6803111A (de) 1968-09-09
BE711709A (de) 1968-09-06
CH502872A (de) 1971-02-15
FR1555326A (de) 1969-01-24
GB1209824A (en) 1970-10-21
IE31966L (en) 1968-09-06
IE31966B1 (en) 1973-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1652915A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Schleifwerkzeug mit Verbundmetall
DE112005001119B4 (de) Abrichtklinge zum Bearbeiten von Schleifwerkzeugen und Verfahren zum Anfertigen einer Abrichtklinge
DE69822733T2 (de) Bindung für Schleifwerkzeug
DE69729653T2 (de) Schleifwerkzeug
DE69910075T2 (de) Superabschleifendes schleifwerkzeug mit einer aktivbindung
EP0992561A1 (de) Abrasive Schneidkörper enthaltend Diamantpartikel und Verfahren zur Herstellung der Schneidkörper
CH623255A5 (de)
CH638473A5 (de) Verfahren zur herstellung von diamantschleifkoerpern.
DE2011516A1 (de) Schleifwerkzeuge mit Metallverband und Herstellungsverfahren
DE69908651T2 (de) Starr gebundene dünne schleifscheibe
DE2117056A1 (de) Diamantwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung
DE3145690A1 (de) &#34;verfahren zum herstellen von drahtziehstein-presskoerpern, insbesondere -diamantpresskoerpern und das produkt des verfahrens&#34;
EP0826758B1 (de) Verbundschneidkörper enthaltend Diamantpartikel und Verfahren zu deren Herstellung
EP0820364B1 (de) Schleifwerkzeug mit einem metall-kunstharz-bindemittel und verfahren zu seiner herstellung
DE2232227A1 (de) Aus kubischem bornitrid und sinterhartmetall bestehende koerper zur spanabhebenden materialbearbeitung
DE60312388T2 (de) Herstellungsverfahren eines Verbundwerkstoffes
EP2391482B1 (de) Schleifscheibe mit pflanzlichen samenkapseln als füllstoff und verfahren zu ihrer herstellung
AT400543B (de) Metallgebundenes abrasivwerkzeug mit füllstoff
DE2916709A1 (de) Werkzeuge mit schneiden aus harten stoffen
EP4171849A1 (de) Verfahren zur herstellung eines grünlings und verfahren zur weiterverarbeitung des grünlings in ein bearbeitungssegment
DE627862C (de) Werkzeugschneide und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE750271C (de) Werkzeug, dessen Arbeitsflaechen aus Metall mit eingelagerten Diamanten bestehen
EP3590658B1 (de) Verfahren zur herstellung dünner schleifkörper
DE572784C (de) Herstellung eines scheibenfoermigen Schneidwerkzeuges
DE2443535A1 (de) Ueberharter werkstoff

Legal Events

Date Code Title Description
OHJ Non-payment of the annual fee