DE1758596A1

DE1758596A1 - Herstellung von Schneidplaettchen fuer Zerspannungs- und Schnittwerkzeuge

Info

Publication number: DE1758596A1
Application number: DE19681758596
Authority: DE
Inventors: Paul Dr Esslinger; Rudolf Walkling
Original assignee: Battelle Development Corp
Current assignee: Battelle Development Corp
Priority date: 1968-07-03
Filing date: 1968-07-03
Publication date: 1971-03-11
Also published as: US3662811A; FR2012255A1; GB1245889A; BE735618A; CH492492A; NL6909694A

Description

385-89, 42/68 25. Juni 1968

KRU/rig

BATTELLE-INSTITUT e.V., Frankfurt/Main, Wiesbadener Straße

Herstellung von Schneid plättchen für Zerspanungsund Schnittwerkzeuge

Die Ausrüstung der Schneiden von Schnitt- und Zerspanungswerkzeugen mit Plättchen hoher Sehneidhaltigkeit und Verschleißbeständigkeit, z.B. von Zerspanungswerkzeugen mit aufgelöteten, gesinterten Hartmetallplättchen, ist bekannt. Es ist auch bekannt, als Ausgangsmaterial für solche Sinterplättchen, ja sogar für ganze Werkzeuge, Pulver zu verwenden, die durch Versprühen von geschmolzenen Legierungen hergestellt werden. Die mit dem Versprühen verknüpfte rasche Ab-

109811/0649

kühlung der Schmelztröpfchen bewirkt ein für den Zerspannungsprozeß außerordentlich günstiges Gefüge des Werkstoffes, z.B. sehr feine und gleichmäßige Verteilung der Carbide. Dadurch werden die Standzeit des Werkzeuges und die Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstückes verbessert.

Der Vorteil, den die rasche Erstarrung bietet, kann bei der genannten Arbeitsweise nur dann verwirktlicht werden, wenn, wie erwähnt, die Schneidplättchen aus Pulver auf dem Sinterwege hergestellt werden. Damit sind aber u.a. folgende Nachteile verknüpftι

- Vergleichsweise hohe Herstellungskosten;

- Durch die mit dem Sinterprozeß verbundene Erwärmung auf hohe Temperatur gehen die aus der raschen Erstarrung resultierenden vorteilhaften Eigenschaften des Pulverwerkstoffes teilweise wieder verloren.

Unter Vermeidung der sintermetallurgischen Herstellung können Schneidplättchen aus rasch erstarrten Legierungen erfindungsgemäß-^adurch hergestellt werden, daß die geschmolzenen Legierungen zwischen beweglichen, mit der Form der Schneidplättchen entsprechenden Ausnehmungen versehenen Kühlkörpern sehr rasch abgekühlt werden.

109811/0649

" ³ " 1 7 b & b 9

Die erfindungsgemäße Herstellung von Schneidplättchen sei anhand der Beschreibung sowie der schematischen Zeichnung erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Schmelztiegel mit darunter angeordneter Abkühlungsvorrichtung und

Fig. 2 eine andere Ausführungsfor» einer Schmelzvorrichtung, die anstelle des Tiegels gemäß Fig. 1 eingesetzt werden kann. Λ

¥ie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Tiegel 1 mit beweglichem Boden 2 vorgesehen. Im Tiegel 1 ist die Legierung 3 enthalten,, aus der Schneidplättchen hergestellt werden. Hat die Legierung 3 die erforderliche Temperatur erreicht, so daß eie sich in schmelzflUssigem Zustand befindet, wird der Boden 2 des Tiegels 1 rasch entfernt. Die Schmelze oder geschmolzene Legierung 3 fällt dann nach unten in eine Kühlvorrichtung 4. Sie besteht aus mindestens zwei im wesentlichen plattenförmigen Kühlkörpern 5^ hoher Wärmeleitfähigkeit, z.B. aus Kupfer oder Silber, die derart rasch gegeneinander bewegbar sind, daß die Schmelze zwischen ihnen "aufgefangen" wird und bei intensiver Kühlung zu flachen Gußkörpern erstarrt. Die gewünschte Form der herzustellenden Schneidplättchen wird durch korrespondierende Ausnehmungen 6 vorgegeben, die in die Kühlkörper 5 einge-

ORlGINAL INSPECTED 109811/0649 *

T7B8596

arbeitet sind.

Die Formgebung der Kühlkörper 5 kann so ausgeführt sein, daß in beiden Kühlkörpern 5 Ausnehmungen 6 vorgesehen sind. Es ist jedoch auch möglich, nur einen Kühlkörper 5 mit einer Ausnehmung 6 zu versehen, während der andere Kühlkörper 5 eine Erhöhung 7 besitzt. Ausnehmung 6 und Erhöhung 7 sind ^ dann so bemessen, daß im zusammengedrückten Zustand der

Kühlkörper 5 die Flächen 8 und 9 der Ausnehmung 6 bzw. der Erhöhung 7 nicht aneinanderanliegen, daß also ein freier Raum erhalten bleibt. Dieser Raum ergibt dann die Form des herzus telJoiden Schneidplättchens.

Weiterhin ist es möglich, in den Kühlkörpern 5 jeweils mehrere solcher Ausnehmungen 6 bzw. Ausnehmungen 6 und Erhöhungen 7· etwa in Form eines Waffeleisens, vorzusehen. Dann ist es möglich in einem einzigen Arbeitsgang mehrere P Schneidplättchen herzustellen.

Die Vertiefungen 6 bzw. Vertiefungen 6 und Erhöhungen 7 sind so zu bemessen, daß sie sich unter einem auf die Kühlkörper wirkenden Druck der Schwindung der erstarrenden Schmelze 3 anpassen und somit eine ununterbrochene Wärmeabfuhr gewährleistet ist.

109811/06A9

Ί 7 6 H 5 B

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Kühlkörper 5 von Hubmagneteni8 bewegt. Sie werden von der nach unten zwischen die Kühlkörper 5 fallenden Schmelze auf deren Weg mit Hilfe einer Potozellei9 eingeschaltet. Letztere ist über ein Steueraggregat 1o mit den Hubmagnetem8 elektrisch gekoppelt. Das Steueraggregat 1o arbeitet mit einer einstellbaren zeitlichen Verzögerung. Durch Abstimmung dieser Verzögerung kann man erreichen, daß sich die Kühlkörper 5 im ^ richtigen Zeitpunkt gegeneinander bewegen, und so die nach unten fallende Schmelze auffangen. Größere zeitliche Toleranzen sind in dieser Hinsicht möglich, wenn sich in den Kühlkörpern 5» vie erwähnt, ähnlich einenWaffeleisen mehrere korrespondierende Ausnehmungen 6 bzw. Ausnehmungen 6 und Erhöhungen 7 nebeneinander befinden.

Die Legierung 3 kann aber auch auf anderem Wege erschmolzen werden, z.B. gemäß Fig. 2 freischwebend in einer Induktionsspule 12.Nach Abschalten des in der Induktionsspule 12 ™ fließenden Stromes fällt die schmelzflussige Legierung 3 nach unten zwischen die Kühlkörper 5.

Die Art der ErsehneIzung ist prinzipiell beliebig, wesentlich ist nur, daß die Schmelze während ihres Falls eine

109911/0649

Ί /bob y

möglichst kompakte Form behält, nicht etwa als dünner Faden nach unten fließt, und daß sie möglichst rasch zwischen die Kühlkörper. 5 gelangt. Im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 kann es aus diesem Grunde erforderlich sein, die Schmelze unter Druck auszupressen.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält fc man in einem einzigen Arbeitsgang direkt aus der Schmelze nahezu fertige, kompakte Schneidplättchen, deren Form prinzipiell in weiten Grenzen variierbar ist, aus praktischen

Gründen aber sollten die Abmessungen die Grenze von etwa

3 2o χ 2o χ 5 mm nicht Übersteigen.

Als Werkstoff kann man z.B. Schnellarbeitestähle, insbesondere der folgenden Zusammensetzungen verarbeiten;

o,8 C 4,5 Cr 6 V 5Mo 5 V Rest Eisen

1.2 C 4,5 Cr 11 V 5 Mo 3 V 11 Co Rest Eisen 1,5 C 4,2 Cr 6,5 ¥ 5 Mo 3.2 V 4,8 Co Rest Eisen 1,5 C 4,5Cr 12Y IMo 4V 5Co Rest Eisen

1.3 C 4,5 Cr 12,5 V 1 No 4 V Rest Eisen

Steinte 2,5 C 31 Cr 17 W 43 Co Rest Eisen;

ferner Legiem ngen auf Bails der oben genannten Werkstoffe mit erhöhtem Kohlenstoff- und/oder Vanadiumgehalt.

OWGlNM. INSPECTED 109811/0649

17böb96

Letztere, nach konventioneller Herstellung sehr spröden Werkstoffe weisen eine dementsprechend höhere Verschleißbeständigköit und damit Schneidhaltigkeit auf« Solche Werkstoffe sind für das erfindungsgemäße Verfahren prädestiniert, weil die als Folge der raschen Erstarrung eintretende Verfeinerung, Globularisierung und bessere Verteilung der Carbide zu einer Zähigkeit führen, wie sie sonst nur bei wesentlich niedrigerem Carbidanteil möglich wäre.

Die Schneidplättchen können wie üblich durch Verschrauben oder Löten auf einem Schaft bzw. Werkzeugkörper aus preiswertem Werkstoff befestigt werden.

Zur Erzielung der vorstehend erläuterten guten Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Schneidplättchen sind Abkühlungsgeschwindigkeiten von mindestens etwa 1o C/ec erforderlich. Sie werden mit der beschriebenen Vorrichtung ohne weiteres erreicht.

INSPECTED

1O9811/OS49

Claims

• β- 1 ? S 8 b ij

Patentansprüche

Verfahren asuai Herstellen von Schneidplättchen atf· rasch erstarrten Legierungen für Zerspanungs- und Schnittwerkzeuge, dadurch ^ekenniteichnet. daß die geecharalsenen Legierungen zwischen beweglichen, »it der For· der Schneidplättchen entsprechenden Ausnehmungen -versehenen Kühlkörpern sehr rasch abgekühlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenaael6hn«t. daß die Legierungen zwischen xvei gegeneinander beweglichen Kühlplatten abgekühlt werden.

ORIGINAL INSPECTED T 0 9 8 T 1 / 0 6 «, 9