DE19742393A1

DE19742393A1 - Schneidewerkzeug und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE19742393A1
Application number: DE1997142393
Authority: DE
Inventors: Ryuji Ohtani; Isao Fuwa; Masahiro Ikegami; Noboru Kusano; Toshikazu Hamada; Kyoichiro Nakayama
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2017-09-26
Also published as: JP3633217B2; KR19980024930A; KR100262230B1; TW396883U; JPH10296535A; US6035844A; HK1010165A1; CN1063995C; CN1178732A; DE19742393B4

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schneidewerk zeug, umfassend ein Basismetall und ein Kantenstück, welches aus zementiertem Carbid gemacht und mit dem Basismetall ver bunden ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Schneidewerkzeugs
Bei einem Schneidewerkzeug, welches ein aus zementiertem Car bid gemachtes Kantenstück umfaßt, das mit einem Basismetall verbunden ist, wird im allgemeinen ein Hartlötmaterial wie eine Silberhartlöt-Legierung zur Verbindung des Kantenstücks mit dem Basismetall verwendet. Bei dem Schneidewerkzeug mit dem derart gelöteten Kantenstück macht die Hitze zum Lötzeit punkt das Basismetall stumpf, wodurch die Härte verringert wird; zusätzlich kann beim Auflegen einer großen Last das Kantenstück abfallen.

Daher wird ein Schneidewerkzeug bereitgestellt, welches ein Kantenstück umfaßt, das an ein Basismetall durch Schmelz schweißen mit einem Hochenergiestrahl wie einem Elektronen strahl oder einem Laserstrahl angehaftet ist, wie in den ja panischen Patentschriften Nr. Sho. 63-43789 und Hei. 4-52181 gezeigt. In diesem Fall verursacht das Schneidewerkzeug beim Auflegen einer beträchtlich großen Last keinerlei Probleme, verglichen mit dem Schneidewerkzeug, dessen Kantenstück wie vorstehend beschrieben angelötet ist.

Jedoch können bei dem Schneidewerkzeug, welches das durch An legen eines Hochenergiestrahls verbundene Kantenstück umfaßt, Risse aufgrund einer Spannungskonzentration am Ende der Ver bindungsfläche des Kantenstücks und des Basismetalls auftre ten, wenn das Lastniveau groß ist. Daher sind nach dem der zeitigen Stand der Dinge weitere Verbesserungen erforderlich.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schneide werkzeug, das selbst in einer Umgebung mit hoher Belastung verwendet werden kann, sowie ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem das Schneidewerkzeug leicht hergestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die vorstehende Aufgabe durch ein Schneidewerkzeug gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben gemäß Anspruch 8 gelöst.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird ein Schnei dewerkzeug bereitgestellt, welches ein Basismetall aus Stahl sowie ein Kantenstück aus zementiertem Carbid umfaßt, das fest an dem Basismetall über eine Metallschicht befestigt ist. Die Metallschicht umfaßt ein sehr starkes Metallteil, welches aus einem Metall gebildet ist, das einen Wärmeausdeh nungskoeffizienten besitzt, welcher zwischen den Wärmeausdeh nungskoeffizienten des Basismetalls und des Kantenstücks liegt, und ein sehr festes Metallteil, welches in einem End teil einer Verbindungsfläche des Kantenstücks und des Basis metalls angeordnet und fester als das sehr starke Metallteil ist. Die Hitzebelastung, welche bei der Durchführung des Schweißens ein Problem zum Kühlzeitpunkt darstellt, wird durch Auswahl des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Metall schicht verringert, wobei die Metallschicht aus einem sehr festen Material in dem Endstück der Verbindungsfläche, wo sich die Spannung konzentriert, und die Metallschicht aus ei nem sehr starken Material, welches die Stärkeanforderungen erfüllt, in anderen Abschnitten angeordnet ist, wodurch das leichte Auftreten von Rissen im Endstück der Verbindungsflä che unterdrückt wird.

In diesem Fall können das sehr starke Metallteil und das sehr feste Metallteil der Metallschicht aus der gleichen Metallfa milie gemacht sein und dasselbe Element enthalten (mindestens ein gemeinsames Metallelement ist in den zwei Metallschichten eingeschlossen) oder aus unterschiedliche Metalle mit unter schiedlichen Elementkomponenten (die hauptsächlichen Metall elemente sind zwischen den zwei Metallschichten unterschied lich) gemacht sein. Indem die Metallteile aus der gleichen Metallfamilie, welche das gleiche Element enthält, gemacht werden, wird eine gute Verbindung zwischen dem sehr starken Metallteil und dem sehr festen Metallteil bereitgestellt und können Defekte vermindert werden. In diesem Fall kann vor zugsweise das sehr starke Metallteil aus einer Legierung ge macht sein, welche hauptsächlich Eisen und Nickel umfaßt, und das sehr feste Metallteil kann aus einem Metall gemacht sein, welches einen größeren Nickelgehalt als das sehr starke Me tallteil besitzt. Indem die Metallteile aus unterschiedlichen Metallen mit unterschiedlichen Elementkomponenten gemacht werden, können das sehr starke Metallteil und das sehr feste Metallteil aus mehreren geeigneten Materialien gemacht wer den.

Wenn sich die Härte der Metallschicht schrittweise von dem sehr starken Metallteil zum sehr festen Metallteil im End stück der Verbindungsfläche ändert, kann die Spannungskonzen tration an den Grenzen zwischen dem sehr starken Metallteil und dem sehr festen Metallteil vermieden werden, wodurch ein bevorzugtes Ergebnis erzeugt werden kann. Wenn sich der Wär meausdehnungskoeffizient des sehr starken Metallteils der Me tallschicht schrittweise von der Seite des Basismetalls zur Seite des Kantenstücks ändert, kann die zum Kühlzeitpunkt auftretende Hitzebelastung zum Verbindungszeitpunkt weiter vermindert werden.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs bereitge stellt, umfassend den Schritt der Bildung einer Metall schicht, um so ein Endstück einer Verbindungsfläche eines Kantenstücks aus zementiertem Carbid und eines Basismetalls aus Stahl sowie andere Abschnitte mit unterschiedlicher Stär ke und Festigkeit zu fertigen, um das Kantenstück über eine Metallschicht an ein Basismetall zu schweißen und sicher zu befestigen. Die Stärke und Festigkeit werden zum Schweißzeit punkt eingestellt, was leicht durchführbar ist.

Wenn zu diesem Zeitpunkt die Metallschicht derart gebildet wird, daß sie aus einem Metall gemacht ist, das hauptsächlich Eisen und Nickel umfaßt, und das Endstück der Verbindungsflä che des Kantenstücks und des Basismetalls einen größeren Nic kelgehalt als die anderen Abschnitte hat, können das Endstück der Verbindungsfläche sowie andere Abschnitte leicht mit un terschiedlichem Nickelgehalt, nämlich Stärke und Festigkeit, hergestellt werden, indem der Nickelgehalt zum Schweißzeit punkt eingestellt wird.

Wenn in mindestens einem Teil des Verbindungsteils des Basis metalls und des Kantenstücks eine Kerbe gemacht und die Ker be, welche das Endteil der Verbindungsfläche wird, größer als andere Abschnitte gemacht wird, erhöht sich im Anschluß an die Zugabe von Nickel oder einer Nickel-Legierung als Füll stoffmaterial und der Durchführung des Schweißens im Kerben abschnitt der Prozentsatz an Füllstoffmaterial, nämlich der Nickelgehalt, im Endteil der Verbindungsfläche, wodurch der Endteil der Verbindungsfläche sowie andere Abschnitte noch einfacher mit unterschiedlichem Nickelgehalt dargestellt wer den können.

Wenn Nickel auf eine Verbindungsfläche des Basismetalls zum Kantenstück und eine über eine Ecke an die Verbindungsfläche angrenzende Fläche plattiert wird, erhöht sich im Anschluß an das Schweißen des Kantenstücks an die Verbindungsfläche des Basismetalls zum Kantenstück durch Erhitzen und Schmelzen des Basismetalls und der Nickelplattierung der Nickelgehalt des Endstücks der Verbindungsfläche durch das Nickel in der Nic kelplattierung an der Ecke und in anderen Abschnitten über die Ecke, wodurch das Endstück der Verbindungsfläche und an dere Abschnitte noch einfacher mit unterschiedlichem Nickel gehalt dargestellt werden können.

Wenn in der Verbindungsfläche des Basismetalls zum Kanten stück, welche das Endteil der Verbindungsfläche des Kanten stücks und des Basismetalls wird, eine Vertiefung gemacht wird, bildet sich im Anschluß an die Bildung einer Nickel schicht auf der Verbindungsfläche des Basismetalls zum Kan tenstück, welche die Vertiefung enthält, durch Plattieren oder Sprühen und anschließendes Schweißen des Kantenstücks an die Verbindungsfläche des Basismetalls zum Kantenstück durch Erhitzen und Schmelzen des Basismetalls und der Nickelschicht eine Legierungsschicht mit einem großen Nickelgehalt im End teil der Verbindungsfläche an der Vertiefung, wodurch der Endteil der Verbindungsfläche und andere Abschnitte noch ein facher mit unterschiedlichem Nickelgehalt dargestellt werden können.

Eine Nickelschicht aus Nickel oder einer Nickel-Legierung kann in mindestens einem Teil der Verbindungsfläche des Ba sismetalls und des Kantenstücks gebildet werden, und der Nic kelgehalt der Nickelschicht, welche das Endteil der Verbin dungsfläche wird, kann größer als der der Nickelschicht in anderen Abschnitten gemacht werden, und im Anschluß können das Basismetall und das Kantenstück durch Erhitzen und Schmelzen des Basismetalls im Verbindungsteil und der Nickel schicht zusammengeschweißt werden.

Wenn eine Nickelschicht aus Nickel oder einer Nickel-Legier ung in mindestens einem Teil der Verbindungsfläche des Basis metalls und des Kantenstücks gebildet und die Nickelschicht, welche das Endteil der Verbindungsfläche wird, dicker als die Nickelschicht in anderen Abschnitten gemacht wird, kann im Anschluß an das Zusammenschweißen des Basismetalls und des Kantenstücks durch Erhitzen und Schmelzen des Basismetalls im Verbindungsteil und der Nickelschicht eine Legierungsschicht mit einem großen Nickelgehalt ebenfalls im Endteil der Ver bindungsfläche gebildet werden. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Nickelschicht durch Plattieren oder Sprühen gebildet und an schließend zur Einstellung der Dicke der Nickelschicht abge kratzt oder abgeschnitten wird, kann die Nickelschicht mit einer gewünschten Dickeverteilung leicht bereitgestellt wer den.

Wenn eine dünne Platte aus Nickel oder einem nickelhaltigen Metall zwischen den Verbindungsflächen des Basismetalls und des Kantenstücks gegeben und ein Teil der dünnen Platte, wel che das Endteil der Verbindungsfläche des Basismetalls und des Kantenstücks wird, vom Basismetall nach außen herausragt, können im Anschluß an das Zusammenschweißen des Basismetalls und des Kantenstücks durch Erhitzen und Schmelzen des Basis metalls im Verbindungsmetall und der dünnen Platte daher das Endteil der Verbindungsfläche und andere Abschnitte noch ein facher mit unterschiedlichem Nickelgehalt dargestellt werden.

Wenn das Kantenstück aus zementiertem Carbid über die Metall schicht an das Basismetall aus Stahl geschweißt und sicher befestigt werden soll und die Metallschicht aus unterschied lichen Metallen mit unterschiedlichen Elementkomponenten im Endteil der Verbindungsfläche des Kantenstücks und des Basis metalls und anderen Abschnitten gebildet ist, können ein au ßerordentlich starkes Metallteil und ein außerordentlich fe stes Metallteil leicht gebildet werden.

Wenn zu diesem Zeitpunkt ein sehr festes Metall in das End teil der Verbindungsfläche des Basismetalls und des Kanten stücks und ein sehr starkes Metall in andere Abschnitte der Verbindungsfläche gegeben und geschmolzen werden, wodurch das Basismetall und das Kantenstück verbunden und zusammenge schweißt werden, und das sehr feste Metall im Endteil durch die Schmelzwärme des sehr starken Metalls geschmolzen wird, kann das Auftreten eines abrupten Kochens im sehr festen Me tall selbst dann vermieden werden, wenn das sehr feste Metall einen beträchtlich tieferen Schmelzpunkt als das sehr starke Metall hat, ohne daß eine Temperatursteuerung erforderlich ist.

Wenn ein sehr festes Metall in das Endteil der Verbindungs fläche des Basismetalls und des Kantenstücks, ein sehr star kes Metall in andere Abschnitte der Verbindungsfläche gegeben werden und das sehr feste Metall im Endstück geschmolzen wird, wodurch das Basismetall und das Kantenstück im Endteil der Verbindungsfläche verbunden und zusammengeschweißt wer den, und anschließend das sehr starke Metall geschmolzen wird, wodurch das Basismetall und das Kantenstück verbunden und zusammengeschweißt werden, können die zum Zeitpunkt des Schweißens des sehr starken Metallteils und zum Zeitpunkt des Kühlens nach dem Schweißen auftretenden Hitzebelastungen in dem sehr festen Metallteil abgebaut werden, da das Endteil der Verbindungsfläche, in welchem sich die Spannung leicht konzentriert, zuerst geschweißt wird.

Wenn ein sehr festes Metall in das Endteil der Verbindungs fläche des Basismetalls und des Kantenstücks, ein sehr star kes Metall in andere Abschnitte der Verbindungsfläche gegeben werden und das sehr feste Metall im Endstück geschmolzen wird, wodurch zeitweilig das sehr starke Metall an das Basis metall oder das Kantenstück befestigt wird, und anschließend das Kantenstück und das Basismetall zum Schweißen relativ zu einander gebracht werden, kann das Material der Metallschicht leicht zugeführt und das Kantenstück stabil und einfach er stellt werden.

Wenn ein sehr festes Metall in das Endteil der Verbindungs fläche des Basismetalls und des Kantenstücks, ein sehr star kes Metall in andere Abschnitte der Verbindungsfläche gegeben werden und das sehr feste Metall im Endstück in das Basisme tall oder das Kantenstück eingeschlossen wird, wodurch zeit weilig das sehr starke Metall gleichzeitig befestigt wird, und anschließend das Kantenstück und das Basismetall zum Schweißen relativ zueinander gebracht werden, kann das Mate rial der Metallschicht ebenfalls leicht zugeführt und das Kantenstück ebenfalls stabil und einfach erstellt werden.

Wenn ein sehr festes Metall in das Endstück der Verbindungs fläche des Basismetalls und des Kantenstücks, ein sehr star kes Metall in andere Abschnitte der Verbindungsfläche gegeben und das sehr feste Metall und das sehr starke Metall gleich zeitig geschmolzen werden, wodurch das Basismetall und das Kantenstück verbunden und zusammengeschweißt und das sehr starke Metall und das sehr feste Metall an Grenzstellen zwi schen den beiden Metallen geschmolzen und vermischt werden, kann die Metallschicht, deren Härte sich schrittweise von dem sehr starken Metallteil zu dem sehr festen Metallteil im End teil der Verbindungsfläche ändert, leicht bereitgestellt wer den.

Wenn ein sehr festes Metall in das Endstück der Verbindungs fläche des Basismetalls und des Kantenstück, ein sehr star kes Metall in andere Abschnitte der Verbindungsfläche, ein Metall mit dazwischenliegenden Eigenschaften zwischen das sehr feste Metall und das sehr starke Metall gegeben und die Metalle erhitzt und geschmolzen werden, wodurch das Basisme tall und das Kantenstück verbunden und zusammengeschweißt werden, kann die Metallschicht, deren Härte sich schrittweise vom sehr starken Metallteil zum sehr festen Metallteil im Endteil der Verbindungsfläche verändert, ebenfalls leicht be reitgestellt werden.

Wenn weiterhin ein sehr festes Metall in das Endteil der Ver bindungsfläche des Basismetalls und des Kantenstücks wird, ein sehr starkes Metall in andere Abschnitte der Verbindungs fläche gegeben und aus einer Vielzahl an Schichten mit unter schiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet wird, und das sehr feste Metall und das sehr starke Metall erhitzt und geschmolzen werden, wodurch das Basismetall und das Kanten stück verbunden und zusammengeschweißt werden, kann das sehr starke Metallteil, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient sich schrittweise von der Basismetallseite zur Seite des Kanten stücks verändert, leicht bereitgestellt werden.

Wenn ein Gemisch aus 6-20% Co-Pulver in WC-Pulver in die Sei te des Kantenstücks, ein Gemisch aus 40-60% Co-Pulver in WC- Pulver in die Seite des Basismetalls und Cu-Pulver in das Endteil der Verbindungsfläche gegeben werden, und die Pulver erhitzt und gesintert werden, wodurch das Basismetall und das Kantenstück verbunden und zusammengeschweißt werden, kann das sehr starke Metallteil, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient sich schrittweise von der Seite des Basismetalls zur Seite des Kantenstücks verändert, ebenfalls leicht bereitgestellt werden.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von bevor zugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleiten den Zeichnungen genau beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1(a) und 1(b) ein erfindungsgemäßes Schneidewerkzeug, wobei Fig. 1(a) eine Vorderansicht des Schneidewerkzeugs und Fig. 1(b) eine vergrößerte perspektivische Ansicht ist;

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Schneidewerkzeugs, welches sich von dem Schneidewerkzeug in den Fig. 1(a) und 1(b) hinsichtlich der Form des Kanten stücks unterscheidet;

Fig. 3(a) und 3(b) einen Zustand in einem Herstellungsver fahren des Schneidewerkzeugs, wobei Fig. 3(a) eine perspek tivische Ansicht des Schneidewerkzeugs und Fig. 3(b) eine Seitenansicht ist;

Fig. 4 eine Seitenansicht zur Darstellung eines Zustands nach dem Schweißen des Schneidewerkzeugs;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands in einem Herstellungsverfahren eines anderen Bei spiels des Schneidewerkzeugs;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands in einem Herstellungsverfahren des Schneidewerkzeugs in einem anderen Herstellungsverfahren;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands nach dem Schweißen des Schneidewerkzeugs;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer ungeeigneten Form einer Basisplatte;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands in einem Herstellungsverfahren eines anderen Schnei dewerkzeugs;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands nach dem Schweißen des Schneidewerkzeugs;

Fig. 11(a) und 11(b) ein anderes Herstellungsverfahren des Schneidewerkzeugs, wobei Fig. 11(a) eine perspektivische An sicht zur Darstellung eines Zustands in einem Herstellungs verfahren des Schneidewerkzeugs und Fig. 11(b) eine perspek tivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands nach dem Schweißen des Schneidewerkzeugs ist;

Fig. 12(a) bis 12(c) noch ein anderes Herstellungsverfah ren des Schneidewerkzeugs, wobei die Fig. 12(a) und 12(b) perspektivische Ansichten zur Darstellung eines Zustands in einem Herstellungsverfahren des Schneidewerkzeugs und Fig. 12(c) eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zu stands nach dem Schweißen des Schneidewerkzeugs ist;

Fig. 13(a) bis 13(d) ein unterschiedliches Herstellungs verfahren des Schneidewerkzeugs in der Reihenfolge der Her stellungsschritte;

Fig. 14(a) und 14(b) ein anderes Beispiel des Schneide werkzeugs, wobei Fig. 14(a) eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands in einem Herstellungsverfahrens des Schneidewerkzeugs und Fig. 14(b) eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands nach dem Schweißen des Schneidewerkzeugs ist;

Fig. 15 eine Schnittansicht zur Darstellung eines Wachstums vorgangs beim Plattieren in einer Vertiefung des Schneide werkzeugs;

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands in einem Herstellungsverfahren in einem anderen Her stellungsverfahren des Schneidewerkzeugs;

Fig. 17 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands in einem Herstellungsvorgang im Herstellungsverfah ren des Schneidewerkzeugs;

Fig. 18 eine Seitenansicht zur Darstellung eines anderen Herstellungsverfahrens des Schneidewerkzeugs;

Fig. 19(a) und 19(b) Seitenansichten zur Darstellung noch eines anderen Herstellungsverfahrens des Schneidewerkzeugs;

Fig. 20(a) und 20(b) Seitenansichten zur Darstellung eines anderen Herstellungsverfahrens des Schneidewerkzeugs;

Fig. 21(a) und 21(b) perspektivische Ansichten zur Dar stellung eines unterschiedlichen Herstellungsverfahrens des Schneidewerkzeugs;

Fig. 22(a) bis 22(c) ein anderes Herstellungsverfahren des Schneidewerkzeugs, wobei die Fig. 22(a) und 22(b) perspek tivische Ansichten zur Darstellung eines Zustands in einem Herstellungsverfahren des Schneidewerkzeugs sind und Fig. 22(c) eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zu stands nach dem Schweißen des Schneidewerkzeugs ist;

Fig. 23(a) und 23(b) noch ein anderes Herstellungsverfah ren des Schneidewerkzeugs, wobei Fig. 23(a) eine perspekti vische Ansicht zur Darstellung eines Zustands in einem Her stellungsverfahren des Schneidewerkzeugs und Fig. 23(b) eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands nach dem Schweißen des Schneidewerkzeugs ist;

Fig. 24 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands in einem Herstellungsverfahren in einem anderen Bei spiel des Schneidewerkzeugs;

Fig. 25(a) und 25(b) einen Zustand in einem Herstellungs verfahren in einem weiteren Beispiel des Schneidewerkzeugs, wobei Fig. 25(a) eine Seitenansicht und Fig. 25(b) eine Grundansicht ist;

Fig. 26(a) und 26(b) ein Beispiel eines Herstellungsver fahrens eines Schneidewerkzeugs, wobei Fig. 26(a) eine per spektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands in einem Herstellungsverfahren des Schneidewerkzeugs und Fig. 26(b) eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands nach dem Schweißen des Schneidewerkzeugs ist;

Fig. 27(a) und 27(b) ein anderes Beispiel des Herstel lungsverfahrens des Schneidewerkzeugs, wobei Fig. 27(a) eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands in ei nem Herstellungsverfahren des Schneidewerkzeugs und Fig. 27(b) eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zu stands nach dem Schweißen des Schneidewerkzeugs ist;

Fig. 28 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines anderen Beispiels des Herstellungsverfahrens des Schneide werkzeugs;

Fig. 29 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines anderen Beispiels des Schneidewerkzeugs;

Fig. 30 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands in einem Herstellungsverfahren des Schneidewerk zeugs;

Fig. 31(a) bis 31(c) ein anderes Beispiel des Herstel lungsverfahrens des Schneidewerkzeugs, wobei Fig. 31(a) eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands vor dem Schweißschritt, Fig. 31(b) eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands nach einem ersten Schweiß schritt, und Fig. 31(c) eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands nach einem zweiten Schweißschritt ist; und

Fig. 32(a) und 32(b) ein weiteres Beispiel des Herstel lungsverfahrens des Schneidewerkzeugs, wobei Fig. 32(a) eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands nach dem Schweißen des Schneidewerkzeugs und Fig. 32(b) eine per spektivische Ansicht zur Darstellung eines Zustands in einem Herstellungsverfahren des Schneidewerkzeugs ist.

Bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen wird nun eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Ein in den Fig. 1(a) und 1(b) gezeigtes Schneidewerkzeug ist eine kreisförmige Sägeklinge, welche ein Basismetall 1 aus Stahl, beispielsweise Kohlenstoffstahl SK4, SK5, SK6 in JIS (japanischer industrieller Standard) G4401, oder YC3, YC5, YCS3, YCS4 in YSS-Kohlenstoffwerkzeugstahl oder dergleichen (obwohl das Material nicht darauf beschränkt ist), und ein Kantenstück 2 aus zementiertem Carbid, beispielsweise eine gesinterte Legierung aus Wolframcarbid WC und Kobalt Co (beispielsweise SF, S1, S2, S3, G1, G2, G3, D1, D2, D3 in JIS H5501) oder dergleichen (obwohl das Material nicht darauf be schränkt ist), welches an eine Kimme auf einer Seite eines Vorsprungs 10, welcher in die äußere periphere Richtung vom peripheren Rand des Basismetalls 1 zeigt, sicher befestigt ist, umfaßt. Das in Fig. 1(b) gezeigte Kantenstück 2 ist von einem Typ, bei welchem eine Seite eine Schneidekante ist; das in Fig. 2 gezeigte Kantenstück 2 ist von einem Typ, bei wel chem eine Schneidekante auf beiden Seiten befestigt ist.

Das Kantenstück 2 ist mit dem Basismetall 1 über eine Metall schicht 3 verbunden. Diese Metallschicht 3 ist nicht über die gesamte Fläche homogen und ist am Ende des Verbindungsbe reichs aus einem sehr festen Metallteil 31 mit hoher Festig keit und in den anderen Stellen aus einem sehr starken Me tallteil 32 mit geringerer Festigkeit als das sehr feste Me tallteil 31, aber mit höherer Stärke, gefertigt. Das sehr starke Metallteil 32 ist aus einem Material gebildet, welches einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Basismetalls 1 und des Kan tenstücks 2 liegt. Die hohe Festigkeit und hohe Stärke sind Begriffe, welche Vergleiche zwischen den Metallteilen 31 und 32 darstellen und sich nicht auf eine absolute Bewertung be ziehen.

Das sehr feste Metallteil 31 und das sehr starke Metallteil 32 können aus der gleichen Metallfamilie, welche das gleiche Element enthält (mindestens ein gemeinsames Metallelement ist in den zwei Metallschichten eingeschlossen) oder unterschied lichen Metallen gemacht sein, welche unterschiedliche Ele mentkomponenten enthalten (die hauptsächlichen Metallelemente sind in den zwei Metallschichten unterschiedlich); wenn sie aus der gleichen Metallfamilie gebildet sind, kann die Ver bindung zwischen dem sehr starken Metallteil 32 und dem sehr festen Metallteil 31 gut gemacht werden und können Defekte vermindert werden.

Um das sehr feste Metallteil 31 und das sehr starke Metall teil 32 aus der gleichen Metallfamilie zu bilden, wird vor zugsweise die Metallschicht 3 aus einer Legierung gebildet, welche Eisen-Nickel (Fe-Ni) umfaßt, bereitgestellt von Schmelzstahl (SK5) und Nickel (Ni). In diesem Fall können die sehr starken und sehr festen Teile in Abhängigkeit vom unter schiedlichen Nickelgehalt bereitgestellt werden; der Nickel gehalt ist in dem sehr starken Metallteil 32 vermindert und in dem sehr festen Metallteil 31 erhöht. Beispielsweise ist das sehr feste Metallteil 31 auf 30-60% Ni, 0,1-0,5% C und einen Rest aus Fe sowie das sehr starke Metallteil 32 auf 20- 30% Ni, 0,4-0,6% C und einen Rest an Fe festgelegt (jeder Teil kann Kobalt Co oder eine zementierte Carbidkomponente enthalten).

Das sehr starke Metallteil 32 mit einem geringen Nickelgehalt besitzt eine sehr hohe Streckgrenze und ist schwer plastisch verformbar; das sehr feste Metallteil 31 mit einem großen Nickelgehalt besitzt eine sehr geringe Streckgrenze und wird leicht verformt. Daher besitzt das Schneidewerkzeug, welches das sehr starke Metallteil 32 in den von dem Ende der Verbin dungsfläche unterschiedlichen Abschnitten besitzt, eine hohe Streckgrenze als gesamtes Verbindungsteil und wird nicht leicht verformt; es kann die Schneidewerkzeugsfunktion erfül len. Wenn das sehr starke Metallteil 32 mit einem geringen Nickelgehalt ebenfalls für das Ende der Verbindungsfläche vorgesehen wird, wo sich der Wärmebelastungsrückstand zum Schweißzeitpunkt und die externe Lastbelastung leicht konzen trieren, treten oft Risse auf, da das sehr starke Metallteil 32 eine geringe Festigkeit besitzt. Jedoch ist das sehr feste Metallteil 31 mit einem großen Nickelgehalt und einer hohen Festigkeit für das Ende der Verbindungsfläche vorgesehen, so daß keine Risse auftreten.

Darüber hinaus wird der Wärmeausdehnungskoeffizient des sehr starken Metallteils 32 der Metallschicht 3 auf einen Zwi schenwert zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Kan tenstücks 2 und des Basismetalls 1, welcher größer als dieser Wärmeausdehnungskoeffizient ist, eingestellt. Somit werden die Hitzebelastungen zum Zeitpunkt des Schweißens zur Verbin dung des Kantenstücks 2 mit dem Basismetall 1 und zum Zeit punkt des Kühlens mittels der Metallschicht 3 abgeleitet und können an der Verursachung des Auftretens von Rissen oder der Entfernung des Kantenstücks 2 gehindert werden.

Mit steigendem Nickelgehalt wird die Härte der Fe-Ni-Legie rung vermindert und die Festigkeit erhöht; mit sinkendem Nic kelgehalt steigt die Härte der Fe-Ni-Legierung und die Fe-Ni- Legierung wird schwer plastisch verformbar, doch der Wärme ausdehnungskoeffizient wird am kleinsten, wenn der Nickelge halt etwa 30% beträgt. Um die Metallschicht 3 zu bilden, ins besondere den sehr starken Metallteil 32 der Fe-Ni-Legierung, sollte beachtet werden, daß es nicht gut ist, einfach den Nickelgehalt zur Erhöhung der Härte zu verringern.

Das Schneidewerkzeug, welches das Kantenstück 2 umfaßt, das an das Basismetall 1 über die Metallschicht 3 mit den Metall teilen 31 und 32 mit unterschiedlichen Nickelgehalten, wie vorstehend beschrieben, befestigt ist, kann durch Schweißen des Kantenstücks 2 an das Basismetall 1 wie folgt bereitge stellt werden: Wie in den Fig. 3(a) und 3(b) gezeigt, wird in eine Verbindungsfläche des Basismetalls 1 aus Stahl, mit welcher das Kantenstück 2 verbunden wird, eine Kerbe gemacht, und das Kantenstück 2 wird aufgeschlagen. Während geschmolze nes Metall 5 zugegeben wird, wird ein Laserstrahl 8 zum Er hitzen und Schmelzen sowohl des geschmolzenen Metalls 5 als auch der Kerbe des Basismetalls l zum Schweißen angelegt, so daß das Legierungsgemisch des geschmolzenen Metalls 5 und des Metalls der Kerbe des Basismetalls l die Metallschicht 3 bil det, wie in Fig. 4 gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Me tall mit einem hohen Nickelgehalt, beispielsweise reines Nic kel, als geschmolzenes Metall 5 am Ende der Verbindungsfläche und beispielsweise eine Legierung aus 40-50% Ni und einem Rest an Fe als geschmolzenes Metall 5 in anderen Abschnitten verwendet. Da die geschmolzenen Metalle 5 mit unterschiedli chem Nickelgehalt zur Einstellung des Nickelgehalts zum Zeit punkt des Schweißens verwendet werden, unterscheiden sich das Endteil der Verbindungsfläche und die anderen Abschnitte im Nickelgehalt, obwohl sie aus der gleichen Metallfamilie ge bildet sind. Somit können die Metallteile 31 und 32 mit un terschiedlicher Stärke und Festigkeit leicht gebildet werden.

Wie in Fig. 5 gezeigt, kann die Kerbe, welche das Endteil der Verbindungsfläche des im Basismetall 1 gebildeten Kerben teils wird, größer als die anderen Abschnitte gemacht werden. In diesem Fall wird der Nickelgehalt in dem großen Kerbenab schnitt einfach durch Verwendung eines einzigen geschmolzenen Metalls 5 aus Nickel oder einer Nickel-Legierung erhöht, so daß die Metallteile 31 und 32, welche das Endteil der Verbin dungsfläche sowie andere Abschnitte mit unterschiedlichem Nickelgehalt (unterschiedlicher Stärke und Festigkeit) umfas sen, gebildet werden können.

Wie in Fig. 6 gezeigt, kann z. B. eine plattierte Nickel schicht 6 mit einer Dicke von 100-300 µm auf der Verbindungs fläche des Basismetalls 1 zum Kantenstück 2 und der über eine Ecke an die Verbindungsfläche angrenzende Fläche gebildet werden, anschließend das Kantenstück 2 auf die Verbindungs fläche gegeben und das Basismetall 1 und die Nickelschicht 6 durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl erhitzt und geschmol zen werden, wodurch die Metallschicht 3 zum Anschweißen des Kantenstücks 2 gebildet wird. Am Endstück der Verbindungsflä che ist, wie in Fig. 7 gezeigt, das sehr feste Metallteil 31 mit einem hohen Nickelgehalt in der Nickelschicht 6 an der Ecke und in den anderen Abschnitten über die Ecke aus Nickel gemacht. In diesem Fall ist eine Einstellung zur Fertigung des Endteils der Verbindungsfläche und der anderen Abschnitte mit unterschiedlicher Nickelmenge nicht erforderlich, und zu sätzlich werden das Basismetall 1 und die Nickelschicht 6 einfach durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl erhitzt und geschmolzen, wodurch das sehr feste Metallteil 31 mit einem höheren Nickelgehalt als andere Abschnitte am Endteil der Verbindungsfläche gebildet werden kann, so daß das Schneide werkzeug noch einfacher hergestellt werden kann. Zum Erhitzen für das Schmelzen kann ein Elektronenstrahl, ein Plas mastrahl, ein Bogen oder dergleichen ebenso wie ein Laser strahl verwendet werden.

Die Dicke der Nickelschicht 6 wird in Abhängigkeit vom ge schmolzenen Teil eingestellt, so daß der Aufbau der Metall schicht 3 (Metallteile 31 und 32), welche als der geschmolze ne geschweißte Teil gebildet wurde, im wesentlichen wie vor stehend beschrieben wird. Wenn beispielsweise der geschmolze ne Teil 1 mm breit ist, die plattierte Nickelschicht 6 250 µm dick ist, wird der Aufbau des geschmolzenen Teils ungefähr 25% Ni, 0,6% C und der Rest Fe. Die Nickelschicht 6 kann durch Sprühen gebildet werden, wobei in diesem Fall die Nic kelschicht 6 vorzugsweise 400-700 µm dick gemacht wird, was etwa zwei Drittel der Breite der Schweißwulst entspricht.

Da die Nickelschicht 6 im Eckabschnitt am Endteil der Verbin dungsfläche zur Erhöhung des Nickelgehalts des sehr festen Metallteils 31 am Endteil der Verbindungsfläche verwendet wird, kann das sehr feste Metallteil 31 mit einem großen Nic kelgehalt nicht im Endteil der Verbindungsfläche gebildet werden, wenn die Endfläche des Basismetalls 1 von der Endflä che des Kantenstücks 2 fortzeigt und die Ecke des Basisme talls 1 von dem Endteil der Verbindungsfläche entfernt ist. Daher wird die Ecke fast am gleichen Ort wie die Endfläche angebracht oder so angeordnet, daß sie nicht von der Endflä che des Kantenstücks 2 fortzeigt. Es wurde die kreisförmige Säge diskutiert, doch die Erfindung ist nicht darauf be schränkt; in den Fig. 9 und 10 ist ein Schneidewerkzeug gezeigt.

Um die Nickelschicht 6 durch Sprühen zu bilden, kann sie auf dem Kantenstück 2 gebildet werden, wie in den Fig. 11(a) und 11(b) gezeigt. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Nickelgehalt der Nickelschicht 6, die in einer Fläche gebildet ist, welche das Endteil der Verbindungsfläche wird, größer als der ande rer Abschnitte gemacht wird, man das Kantenstück 2 gegen das Basismetall 1 stoßen läßt und diese durch Bestrahlung mit ei nem Laserstrahl erhitzt, geschmolzen und verbunden werden, können die Metallteile 31 und 32 mit unterschiedlichem Nic kelgehalt gebildet werden. Die Nickelschicht 6 mit einem grö ßeren Nickelgehalt im Endstück der Verbindungsfläche kann durch Sprühen auf das Basismetall 1 anstatt auf das Kanten stück 2 gebildet werden, wie nicht erwähnt zu werden braucht.

Anstelle der Nickelschicht 6 kann eine dünne Platte 60 aus Nickel oder einer Nickel-Legierung zwischen das Kantenstück 2 und das Basismetall 1 gegeben werden, und die dünne Platte 60 und das Basismaterial 1 können erhitzt und geschmolzen wer den, wodurch das Basismetall 1 und das Kantenstück 2 wie in den Fig. 12(a) bis 12(c) gezeigt verbunden werden. Zu die sem Zeitpunkt wird eine Platte einer Größe, daß sie in der Länge (Fig. 12(a)) oder Breite (Fig. 12(b)) aus dem Endteil der Verbindungsfläche herausragt, als dünne Platte 60 verwen det, wodurch das sehr feste Metallteil 31 mit einem großen Nickelgehalt im Endteil der Verbindungsfläche gebildet werden kann (Fig. 12(c)). Vorzugsweise kann eine Platte mit einer Dicke von 0,05-0,4 mm als dünne Platte 60 verwendet werden, und eine geeignete Herausraglänge beträgt etwa 0,1-0,5 mm, doch die Dimensionen sind nicht darauf beschränkt.

Der Nickelgehalt der Metallschicht 3 kann im Endteil der Ver bindungsfläche durch Änderung der Dicke der Nickelschicht 6 oder der dünnen Platte 60 verändert werden. In den Fig. 13(a) bis 13(d), 14(a) und 14(b) wird, wenn eine Vertiefung 15 mit einer Tiefe von beispielsweise 0,1-2 mm und einer Breite von 0,2-2 mm in jeder Fläche des Basismetalls 1, wel che das Endteil der Verbindungsfläche wird, gemacht und an schließend die Nickelschicht 6 durch Plattieren gebildet wird, die Plattierung anwachsen, die Vertiefung 15 mit der Plattierung gefüllt und die Dicke in der Vertiefung 15 er höht, wie in Fig. 15 gezeigt. Somit kann, wenn die Verbin dungsfläche des Kantenstücks 2 und des Basismetalls 1 ge schmolzen und geschweißt wird, das sehr feste Metallteil 31 mit einem großen Nickelgehalt im Endteil der Verbindungsflä che gebildet werden.

Natürlich kann die Nickelschicht 6 im Endteil der Verbin dungsfläche am dicksten und fortlaufend vom Endteil der Ver bindungsfläche dünner gemacht werden, wie in Fig. 16 ge zeigt. Um eine derartige Nickelschicht 6 bereitzustellen, wird eine Nickelschicht 6, welche dicker als die notwendige Dicke ist, mittels Plattieren, Sprühen, usw. vorher gebildet, wie in Fig. 17 gezeigt, und anschließend abgekratzt, abge schnitten, usw., um den Freiraum zwischen dem Kantenstück 2 und dem Basismetall 1 auf einem vorbestimmten Wert oder weni ger einzustellen und die Nickelschicht 6 im Endteil der Ver bindungsfläche dicker als die anderen Abschnitte zu machen, wie in Fig. 16 gezeigt.

Um das sehr starke Metallteil 32 und das sehr feste Metall teil 31 in der Metallschicht 3 aus der gleichen Metallfami lie, welche das gleiche Element enthält, zu bilden, kann eine Kovar-Legierung (eine Legierung aus 29% Ni, 17% Co und einem Rest an Fe) oder eine Fe-Ni-Co-Legierung mit einem höheren Nickelgehalt als die Kovar-Legierung ebenso wie die Fe-Ni- Metallfamilie (welche einfach Ni enthält) verwendet werden, doch das Metall ist nicht darauf beschränkt und kann ein Me tall sein, welches Stärke- und Festigkeitseigenschaften be sitzt, die sich in Abhängigkeit von der prozentualen Zusam mensetzung ändern. Wenn die Fläche des sehr festen Metall teils 31, das im Endteil der Verbindungsfläche gebildet ist, zu etwa 0,1-0,5 mm gemacht wird, kann die Spannungskonzentra tion freigesetzt werden, doch der Wert ist ebenfalls nicht eingeschränkt.

Um das sehr starke Metallteil 32 und das sehr feste Metall teil 31 in der Metallschicht 3 aus unterschiedlichen Metallen mit unterschiedlichen Elementkomponenten zu bilden, kann durch Auswahl der Materialien der Metallteile 31 und 32 das sehr starke Metallteil 32 leicht stärker und das sehr feste Metallteil 31 leicht fester gemacht werden als die Teile, die aus der gleichen Metallfamilie, welche das gleiche Element enthält, gemacht sind. Beispielsweise wird das sehr starke Metallteil 32 aus einer Kovar-Legierung (eine Legierung aus 29% Ni, 17% Co und einem Rest an Fe), Ti, W, Mo, und einer Legierung aus 42% Fe und Ni, usw. gebildet, und das sehr fe ste Metallteil 31 wird aus Cu, Ag, einer Ag-Cu-Legierung, Al, Au, Pb, einer Pb-Sn-Legierung, usw. gebildet. Da das sehr fe ste Metallteil 31 aus einem sehr weichen Metall gebildet wer den kann, kann die Festigkeit des Endteils der Verbindungs fläche auf ein hohes Niveau verbessert werden. Zu diesem Zeitpunkt kann die Länge des sehr festen Metallteils 31 auf etwa 0,1-1,0 mm eingestellt werden.

Um das Kantenstück 2 über die Metallschicht 3, welche aus den Metallteilen 31 und 32 mit unterschiedlichen Elementkomponen ten gebildet ist, an das Basismetall 1 zu befestigen, wird in der Verbindungsfläche des Basismetalls 1 aus Stahl zum Kan tenstück 2, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Kerbe gemacht, das Kantenstück 2 aufgeschlagen, und unter Zusatz von geschmolze nem Metall 5 ein Laserstrahl 8 zum Schweißen angelegt. Zu diesem Zeitpunkt werden unterschiedliche geschmolzene Metalle 5 im Endteil der Verbindungsfläche und anderen Abschnitten verwendet, geschmolzen und zugeführt, wodurch die Metallteile 31 und 32 zum Schweißen gebildet werden können. Zu diesem Zeitpunkt wird zunächst das sehr starke Metallteil 32 und an schließend das sehr feste Metallteil 31 gebildet. Ein Teil des Basismetalls 1 oder des Kantenstücks 2 kann geschmolzen werden. Insbesondere kann zur Verwendung eines Materials, welches Eisen Fe als Metallteil 31 oder 32 enthält, der Ab schnitt des Basismetalls 1, welcher an die Metallschicht 3 angrenzt, aggressiv geschmolzen und mit der geschmolzenen Substanz des geschmolzenen Metalls 5 zur Legierungsbildung vermischt werden.

Wie in Fig. 18 gezeigt, können die Materialien 3a und 3b des sehr festen Metallteils 31 und des sehr starken Metallteils 32 zwischen das Basismetall 1 und das Kantenstück 2 gegeben und durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl usw. geschmolzen werden, um das Kantenstück 2 an das Basismetall 1 zu binden. Zu diesem Zeitpunkt kann, wenn das Material 3a des sehr fe sten Metallteils 31 einen deutlich niedrigeren Schmelzpunkt als das Material 3b des sehr starken Metallteils 32 hat, wenn beispielsweise Titan Ti als Material 3b und Kupfer Cu als Ma terial 3a verwendet wird, nur das Material 3b mit einem La serstrahl bestrahlt und das Material 3a mit einem niedrigeren Schmelzpunkt durch die Hitze geschmolzen wird, welche durch das Schmelzen mittels Bestrahlung mit dem Laserstrahl ent steht, das Schweißen ohne Streuung durchgeführt werden, die durch ein abruptes Kochen des Materials 3a mit einem geringe ren Schmelzpunkt verursacht wird, wenn die Steuerung der Er hitzungsbedingungen wie die Änderung der Bestrahlungsbedin gungen mit dem Laserstrahl nicht für das Material 3a oder 3b durchgeführt wird.

Um ein Material mit einem noch tieferen Schmelzpunkt als Ma terial 3a des sehr festen Metallteils 31 zu verwenden, bei spielsweise eine Ag-Cu-Hartlötfüllstoff-Metall-Legierung oder ein Pb-Sn-Lötmaterial, wird wie in den Fig. 19(a) und 19(b) gezeigt nur das Material 3b des sehr starken Metall teils 32, beispielsweise eine Fe-Ni-Legierung, zwischen das Basismetall 1 und das Kantenstück 2 gegeben. Anschließend kann unmittelbar nach dem Erhitzen und Schmelzen des Materi als 3b zum Schweißen des Kantenstücks 2 das Material 3a zum Endteil der Verbindungsfläche zugeführt und durch die Hitze geschmolzen werden, welche durch das Schmelzen des Materials 3b entsteht.

Um Ni als das Material 3b und Cu als das Material 3a zu ver wenden, können die Materialien 3a und 3b zwischen das Basis metall 1 und das Kantenstück 2 gegeben werden, wie in den Fig. 20(a) und 20(b) gezeigt, kann das Kontaktstück zwischen dem Material 3b und dem Basismaterial 1 aggressiv durch Be strahlung mit einem Laserstrahl geschmolzen werden, um das Basismetall 1 und das Material 3b zur Legierungsbildung zu vermischen, und das Material 3a kann durch Hitze geschmolzen werden, welche durch Schmelzen des Kontaktteils entsteht.

Wie in den Fig. 21(a) und 21(b) oder 22(a) bis 22(c) ge zeigt, können das Basismetall 1 und das Kantenstück 2 im sehr festen Metallteil 31 durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl usw. geschweißt und anschließend das sehr starke Metallteil 32 zum Schweißen und Verbinden gebildet werden. Da das End teil der Verbindungsfläche, wo sich die Belastung leicht kon zentriert, zuerst im weichen sehr festen Metallteil 31 ge schweißt wird, können die Hitzebelastungen, welche zum Zeit punkt des Schweißens und Verbindens des Kantenstücks 2 im sehr starken Metallteil 32 und zum Zeitpunkt der Abkühlung nach dem Schweißen auftreten, abgebaut werden.

Um die Materialien 3a und 3b, welche zwischen das Basismetall 1 und das Kantenstück 2 gegeben sind, zum Schweißen und Ver binden des Kantenstücks 2 zu schmelzen, wie in Fig. 23(a) und 23(b) gezeigt, wird das Material 3a erhitzt und geschmol zen, wodurch die Materialien 3a und 3b zeitweilig an das Ba sismetall 1 befestigt werden. In diesem Zustand wird, wenn das Kantenstück 2 relativ zum Basismetall 1 zum Schweißen ge bracht wird, die Zuführung der Materialien 3a und 3b sowie die Befestigung des Kantenstücks 2 erleichtert. Die Materia lien 3a und 3b können durch Schmelzen des Materials 3a zeit weilig an das Kantenstück 2 anstatt an das Basismetall 1 be festigt werden. Die Materialien 3a und 3b können, wie in den Fig. 24, 25(a) und 25(b) gezeigt, durch Biegen des Materi als 3a oder ein konvexes und konkaves Ineinandergreifen, eine Druckanpassung, usw. des Basismetalls 1 oder des Kantenstücks 2 und des Materials 3a zeitweilig befestigt werden.

Die Metallschicht 3 kann aus drei oder mehreren Metallarten anstelle der zwei Metalltypen des sehr festen Metallteils 31 und des sehr starken Metallteils 32 aufgebaut sein. In diesem Fall wird vorzugsweise ein Metallteil 33 mit einer Zwi scheneigenschaft (Härte) zwischen dem sehr starken Metallteil 32 und dem sehr festen Metallteil 31 an den Grenzen zwischen den Metallteilen 32 und 31 angebracht, wie in den Fig. 26(a) und 26(b) gezeigt. Beispielsweise wird, um das sehr fe ste Metallteil 31 aus Ni und das sehr starke Metallteil 32 aus einer Kovar-Legierung (eine Legierung aus 29% Ni, 17% Co und einem Rest an Fe) zu bilden, das Metallteil 33 aus einer Fe-Ni-Legierung gebildet (vorzugsweise mit einem hohen Ni- Gehalt). Um das sehr feste Metallteil 31 aus Cu und das sehr starke Metallteil 32 aus Ti zu bilden, wird das Metallteil 33 aus einer Ag-Cu-Legierung gebildet. Um das sehr feste Metall teil 31 aus einer Legierung aus 80-90% Ni und einem Rest an Fe und das sehr starke Metallteil 32 aus einer Legierung aus 42% Ni und einem Rest an Fe zu bilden, wird das Metallteil 33 aus einer Legierung aus 42-80% Ni und einem Rest an Fe gebil det. Da die Härte oder eine abrupte Änderung des Wärmeausdeh nungskoeffizienten an den Grenzen zwischen dem sehr starken Metallteil 32 und dem sehr festen Metallteil 31 durch Anbrin gen des Metallteils 33 ausgeschlossen werden kann, kann die Spannungskonzentration an den Grenzen vermieden und die Ver bindungsstärke und die Verbindungszuverlässigkeit erhöht wer den.

Um das Metallteil 33 für eine schrittweise Änderung der Härte vom sehr starken Metallteil 32 zum sehr festen Metallteil 31 am Endteil der Verbindungsfläche zu bilden, ist das Material des Metallteils 33 nicht notwendigerweise erforderlich, da für die Verwendung von Ni als Material 3a des sehr festen Me tallteils 31 und einer Legierung aus 42% Fe und Ni als Mate rial 3b des sehr starken Metallteils 32 die Grenzen zwischen den Materialien 3a und 3b zum Schmelzen und Vermischen der Materialien 3a und 3b erhitzt werden, wodurch das Metallteil 33 mit einer Zwischeneigenschaft zwischen den Metallteilen 31 und 32 gebildet wird, wie in den Fig. 27(a) und 27(b) ge zeigt.

Des weiteren kann das sehr starke Metallteil 32 in der Me tallschicht 3 aus einer Vielzahl an Schichten gebildet wer den. In diesem Fall kann der Wärmeausdehnungskoeffizient des sehr starken Metallteils 32 schrittweise vom Basismetall 1 zum Kantenstück 2 geändert (verringert) werden, wodurch der Unterschied des Wärmeausdehnungskoeffizienten an den Grenzen zwischen dem Basismaterial 1 und dem sehr starken Material 32 und gleichzeitig der Unterschied des Wärmeausdehnungskoeffi zienten an den Grenzen zwischen dem sehr starken Metallteil 32 und dem Kantenstück 2 vermindert werden kann. Da die Ab schnitte, an denen der Unterschied des Wärmeausdehnungskoef fizienten groß ist, ausgeschlossen werden können, können die Hitzebelastungen, die zum Zeitpunkt des Schweißens und Ver bindens und zum Zeitpunkt des Abkühlens nach dem Schweißen auftreten, vermindert und die Verbindungsstärke und Verbin dungszuverlässigkeit verbessert werden.

Das sehr starke Metallteil 32 kann, wie in Fig. 28 gezeigt, aus drei Schichten oder, wie in Fig. 29 gezeigt, aus zwei Schichten gebildet werden. Um das Metallteil aus drei Schich ten zu bilden, kann beispielsweise eine Schicht 32a auf der Seite der Basisplatte 1 aus einer Legierung aus 10-25% Ni und einem Rest an Fe (Wärmeausdehnungskoeffizient: 10-15 × 10^-6), eine Schicht 32c auf der Seite des Kantenstücks 2 aus einer Legierung aus 25-30% Ni und einem Rest an Fe (Wärmeausdehn ungskoeffizient: 6-10 × 10^-6) und eine Zwischenschicht 32b aus einer Legierung aus 22-27% Ni und einem Rest an Fe (Wär meausdehnungskoeffizient: 8-12 × 10^-6) gebildet werden. Um das Metallteil aus zwei Schichten zu bilden, kann, wie in Fig. 29 gezeigt, eine Schicht 32a auf der Seite der Basisplat te 1 aus einer Legierung aus 40-45% Ni und einem Rest an Fe (Wärmeausdehnungskoeffizient: 7-10 × 10^-6) und eine Schicht 32c auf der Seite des Kantenstücks 2 aus einer Legierung aus 38-40% Ni und einem Rest an Fe (Wärmeausdehnungskoeffizient: 5-8 × 10^-6) gebildet werden. Auf jeden Fall wird zur Bildung des sehr starken Metallteils 32 aus einer Vielzahl von Schichten vorzugsweise eine elektrische Anregungswärme für das Erhitzen zum Schmelzen, wie in Fig. 30 gezeigt, anstatt der Bestrahlung mit einem Laserstrahl usw. durchgeführt. Nur die miteinander in Berührung befindlichen Grenzflächen werden geschmolzen, so daß ein Verlust der Neigungseigenschaften des Wärmeausdehnungskoeffizienten, der durch Vermischen der Schichten verursacht wird, nicht auftritt.

In den Fig. 31(a) bis 31(c) ist ein Beispiel eines Her stellungsverfahrens gezeigt, wobei ein Material 32′ aus rei nem Ni mit einer Dicke von 0,45 mm zwischen das Basismetall 1 und das Kantenstück 2 gegeben wird, und der 0,2 mm dicke Ab schnitt des Materials 32′ auf der Seite des Basismetalls 1 und der 0,8 mm dicke Abschnitt des Basismetalls 1 (1 mm Ge samt) durch einen Laserstrahl, einen Elektronenstrahl, Bogen, usw. erhitzt, geschmolzen und vermischt werden, wodurch eine Legierungsschicht 32a aus 20% Ni und einem Rest an Fe gebil det wird, anschließend der verbleibende Teil des Materials 32′ mit einer Dicke von 0,25 mm und der 0,75 mm dicke Ab schnitt der Schicht 32a auf der Seite des Materials 32′ (1 mm Gesamt) durch einen Laserstrahl, einen Elektronenstrahl, Bo gen, usw. erhitzt, geschmolzen und vermischt werden, wodurch eine Legierungsschicht 32c aus 40% Ni und einem Rest an Fe gebildet wird, und zu diesem Zeitpunkt die Grenzfläche des Kantenstücks 2 mit der Schicht 32c ein wenig zum Schweißen mit der Metallschicht 3 geschmolzen wird. Obwohl nur ein ein ziges Material 32′ verwendet wird, kann das sehr starke Me tallteil 32 mit einer geneigten Eigenschaft des Wärmeausdeh nungskoeffizienten bereitgestellt werden. Das sehr feste Me tallteil 31 kann vor dem ersten Schweißen im sehr starken Me tallteil 32 zum gleichen Zeitpunkt wie das erste oder zweite Schweißen oder nach dem zweiten Schweißen geschweißt werden.

In den Fig. 32(a) und 32(b) ist ein Beispiel eines Her stellungsverfahrens gezeigt, wobei eine Schicht 32a, welche ein Pulver aus 6-20% Co vermischt in WC-Pulver in die Seite zum Kantenstück 2 gegeben wird, eine Schicht 32c, welche ein Pulver aus 40-60% Co vermischt in WC-Pulver in die Seite zur Basisplatte 1 gegeben wird, und ein Material 3a aus Cu-Pulver in das Endteil der Verbindungsfläche gegeben wird, anschlie ßend die Pulver durch Impulsanregungserhitzung zwischen dem Basismetall 1 und dem Kantenstück 2 gesintert werden, wodurch das Kantenstück 2 mit dem Basismetall 1 verbunden und zusam mengeschweißt wird. In diesem Fall kann eine Schicht mit ei nem notwendigen Wärmeausdehnungskoeffizienten einfach durch Änderung des Pulver-Mischungsverhältnisses bereitgestellt werden. In diesem Zusammenhang kann, falls ein Gemisch eines Pulvers aus 6-20% Co in WC-Pulver gesintert wird, eine Schicht mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 6-8 x 10^-6 bereitgestellt werden; wenn ein Gemisch eines Pulvers aus 40-60% Co in WC-Pulver gesintert wird, eine Schicht mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 8-12 × 10^-6 bereitge stellt werden. Das Erhitzen zum Sintern kann unter Verwendung eines Laserstrahls, eines Elektronenstrahls, eines Plas mastrahls, eines Bogens, usw. anstatt einer Impulsanregung durchgeführt werden.

Des weiteren können einige der vorstehend beschriebenen Her stellungsverfahren kombiniert werden, wie nicht erwähnt zu werden braucht.

Wie vorstehend diskutiert, umfaßt das erfindungsgemäße Schneidewerkzeug die Metallschicht, welche zwischen das Ba sismetall aus Stahl und das Kantenstück aus zementiertem Car bid gegeben ist, wobei die Metallschicht ein sehr starkes Me tallteil, welches aus einem Metall mit einem Wärmeausdeh nungskoeffizienten, der zwischen den Wärmeausdehnungskoeffi zienten des Basismetalls und des Kantenstücks liegt, gebildet ist, und ein sehr festes Metallteil umfaßt, das in einem End teil einer Verbindungsfläche des Kantenstücks und des Basis metalls angeordnet und fester als das sehr starke Metallteil ist. Die Hitzebelastung, welche bei der Durchführung des Schweißens zum Zeitpunkt des Abkühlens ein Problem verur sacht, wird durch Auswahl des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Metallschicht verringert, wobei die Metallschicht aus ei nem sehr festen Metall in das Endteil der Verbindungsfläche gegeben wird, wo sich die Belastung konzentriert, und die Me tallschicht aus einem sehr starken Metall, welches die Stär keanforderungen erfüllt, in andere Abschnitte gegeben wird, so daß das leichte Auftreten von Rissen im Endteil der Ver bindungsfläche bei gleichzeitiger Erfüllung der Stärkeerfor dernisse unterdrückt werden kann.

Wenn zu diesem Zeitpunkt das sehr starke Metallteil und das sehr feste Metallteil der Metallschicht aus der gleichen Me tallfamilie, welche das gleiche Element enthält, gemacht sind, wird eine gute Verbindung zwischen dem sehr starken Me tallteil und dem sehr festen Metallteil bereitgestellt und können Defekte vermindert werden, wodurch die Verbindungszu verlässigkeit erhöht werden kann. Wenn insbesondere das sehr starke Metallteil aus einer Legierung gemacht ist, welche hauptsächlich Eisen und Nickel umfaßt, und das sehr feste Me tallteil aus einem Metall mit einem höheren Nickelgehalt als das sehr starke Metallteil gemacht ist, können die Grenzen zwischen dem Basismetall und der Metallschicht aus einer Le gierung durch Vermischen der geschmolzenen Substanzen sowohl des Basismetalls als auch der Metallschicht gemacht werden, so daß ein gutes Ergebnis erzeugt werden kann.

Wenn das sehr starke Metallteil und das sehr feste Metallteil der Metallschicht aus unterschiedlichen Metallen mit unter schiedlichen Elementkomponenten gemacht sind, können das sehr starke Metallteil und das sehr feste Metallteil aus mehreren geeigneten Materialien gemacht werden. So kann insbesondere das sehr feste Metallteil aus einem sehr weichen Metall ge macht werden, so daß der Effekt des Abbaus der Belastungskon zentration erhöht werden kann.

Die Härte der Metallschicht ändert sich schrittweise vom sehr starken Metallteil zum sehr festen Metallteil im Endteil der Verbindungsfläche, wodurch ein Problem, das auftritt, wenn die Metallschicht aus unterschiedlichen Typen von Metalltei len gebildet wird, nämlich die Belastungskonzentration an den Grenzen zwischen dem sehr starken Metallteil und dem sehr fe sten Metallteil, vermieden werden kann, wodurch die Verbin dungsfestigkeit und die Verbindungszuverlässigkeit erhöht werden können.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient des sehr starken Metallteils der Metallschicht ändert sich schrittweise von der Seite des Basismaterials zur Seite des Kantenstücks, wodurch die Hitze belastung, die zum Zeitpunkt des Abkühlens beim Zeitpunkt der Verbindung auftritt, weiter vermindert werden kann, wodurch die Verbindungsfestigkeit und die Verbindungszuverlässigkeit erhöht werden können.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs wird eine Metallschicht so gebildet, daß sie ein Endteil einer Verbindungsfläche eines Kantenstücks aus zementiertem Carbid und eines Basismetalls aus Stahl und andere Abschnitte mit unterschiedlicher Stärke und Festigkeit bildet, um das Kantenstück über eine Metallschicht an ein Ba sismetall zu schweißen und sicher zu befestigen. Die Stärke und Festigkeit werden zum Zeitpunkt des Schweißens einge stellt und können somit leicht in den Teilen der Metall schicht eingestellt werden.

Wird zu diesem Zeitpunkt die Metallschicht derart gebildet, daß sie aus einem Metall gemacht wird, welches hauptsächlich Eisen und Nickel umfaßt, und daß das Endstück der Verbin dungsfläche des Kantenstücks und des Basismetalls einen grö ßeren Nickelgehalt als andere Abschnitte besitzt, können das Endstück der Verbindungsfläche und andere Abschnitte leicht mit unterschiedlichem Nickelgehalt, nämlich Stärke und Fe stigkeit, durch Einstellung des Nickelgehalts zum Zeitpunkt des Schweißens hergestellt werden. Dadurch ist die Herstel lung des Schneidewerkzeugs erleichtert.

Wenn in mindestens einem Teil im Verbindungsabschnitt des Ba sismetalls und des Kantenstücks eine Kerbe gemacht und die Kerbe, welche das Endstück der Verbindungsfläche wird, größer als in anderen Abschnitten gemacht wird, wird im Anschluß an die Zugabe von Nickel oder einer Nickel-Legierung als Füllma terial unter Durchführung des Schweißens im Kerbenabschnitt der Prozentsatz an Füllstoffmaterial, nämlich der Nickelge halt, im Endstück der Verbindungsfläche erhöht, wodurch das Endstück der Verbindungsfläche sowie andere Abschnitte noch einfacher mit unterschiedlichem Nickelgehalt hergestellt wer den können.

Nickel kann auf die Verbindungsfläche des Basismetalls zum Kantenstück und eine über eine Ecke an die Verbindungsfläche angrenzende Fläche plattiert werden, worauf anschließend das Kantenstück an die Verbindungsfläche des Basismetalls zum Kantenstück durch Erhitzen und Schmelzen des Basismetalls und der Nickelplattierung geschweißt werden kann. Auch in diesem Fall wird durch das Nickel in der Nickelplattierung an der Ecke und in anderen Abschnitten über die Ecke der Nickelge halt des Endstücks der Verbindungsfläche erhöht, wodurch das Endstück der Verbindungsfläche sowie andere Abschnitte noch einfacher mit unterschiedlichem Nickelgehalt hergestellt wer den können.

Wenn Nickel auf die Verbindungsfläche des Basismetalls zum Kantenstück und eine über eine Ecke an die Verbindungsfläche angrenzende Fläche plattiert wird, wird im Anschluß an das Schweißen des Kantenstücks an die Verbindungsfläche des Ba sismetalls zum Kantenstück durch Erhitzen und Schmelzen des Basismetalls und der Nickelplattierung der Nickelgehalt des Endstücks der Verbindungsfläche durch das Nickel in der Nic kelplattierung an der Ecke und in anderen Abschnitten über der Ecke erhöht, wodurch das Endstück der Verbindungsfläche sowie andere Abschnitte noch einfacher mit unterschiedlichem Nickelgehalt hergestellt werden können.

Wenn in der Verbindungsfläche des Basismetalls zum Kanten stück, welche das Endstück der Verbindungsfläche des Kanten stücks und des Basismetalls wird, eine Vertiefung gemacht wird, anschließend eine Nickelschicht auf der Verbindungsflä che des Basismetalls zum Kantenstück, welche die Vertiefung enthält, durch Plattieren oder Sprühen gebildet, und an schließend das Kantenstück an die Verbindungsfläche des Ba sismetalls zum Kantenstück durch Erhitzen und Schmelzen das Basismetalls und der Nickelschicht geschweißt wird, wird eine Legierungsschicht mit einem hohen Nickelgehalt im Endstück der Verbindungsfläche an der Vertiefung gebildet, wodurch das Endstück der Verbindungsfläche sowie andere Abschnitte noch einfacher mit unterschiedlichem Nickelgehalt hergestellt wer den können.

Eine Nickelschicht aus Nickel oder einer Nickel-Legierung kann in mindestens einem Teil der Verbindungsfläche des Ba sismaterials und des Kantenstücks gebildet werden, und ein Nickelgehalt der Nickelschicht, welche das Endstück der Ver bindungsfläche wird, kann größer als der der Nickelschicht in anderen Abschnitten gemacht werden, worauf anschließend das Basismetall und das Kantenstück durch Erhitzen und Schmelzen des Basismetalls im Verbindungsteil und der Nickelschicht ge schweißt werden können. Der Nickelgehalt kann in der Legie rungsschicht des Endstücks der Verbindungsfläche erhöht wer den.

Wenn eine Nickelschicht aus Nickel oder einer Nickel- Legierung in mindestens einem Teil der Verbindungsfläche des Basismetalls und des Kantenstücks gebildet wird und die Nic kelschicht, welche das Endstück der Verbindungsfläche wird, dicker als die Nickelschicht in anderen Abschnitten gemacht wird, anschließend das Basismetall und das Kantenstück durch erhitzen und Schmelzen des Basismetalls im Verbindungsteil und der Nickelschicht geschweißt werden, kann eine Legie rungsschicht mit einem hohen Nickelgehalt ebenfalls im End stück der Verbindungsfläche gebildet werden. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Nickelschicht durch Plattieren oder Sprühen ge bildet und anschließend zur Einstellung der Dicke der Nickel schicht abgekratzt oder abgeschnitten wird, kann die Nickel schicht mit einer gewünschten Dickeverteilung leicht bereit gestellt werden.

Wenn das Kantenstück aus zementiertem Carbid über die Metall schicht an das Basismetall aus Stahl geschweißt und sicher befestigt werden soll und die Metallschicht aus unterschied lichen Metallen mit unterschiedlichen Elementkomponenten im Endteil der Verbindungsfläche des Kantenstücks und des Basis metalls und anderen Abschnitten gebildet ist, können ein au ßerordentlich starkes Metallteil und ein außerordentlich fe stes Metallteil leicht gebildet werden. Daher kann ein Schneidewerkzeug mit außerordentlich hoher grundsätzlicher Stärke leicht hergestellt werden.

Wenn zu diesem Zeitpunkt ein sehr festes Metall in das End stück der Verbindungsfläche des Basismaterials und des Kan tenstücks gegeben und ein sehr starkes Metall in andere Ab schnitte der Verbindungsfläche gegeben und geschmolzen wird, wodurch das Basismetall und das Kantenstück verbunden und zu sammengeschweißt und das sehr feste Metall im Endstück durch die Schmelzwärme des sehr starken Metalls geschmolzen wird, kann das abrupte Kochen, welches im sehr festen Metall auf tritt, selbst dann verhindert werden, wenn das sehr feste Me tall einen deutlich niedrigeren Schmelzpunkt als das sehr starke Metall hat, ohne daß eine Temperaturstörung notwendig ist. Die Herstellung des Schneidewerkzeugs ist erleichtert, obwohl Metalle mit deutlich unterschiedlichen Eigenschaften geschmolzen und geschweißt werden.

Wenn ein sehr festes Metall in das Endstück der Verbindungs fläche des Basismetalls und des Kantenstücks gegeben wird, ein sehr starkes Metall in andere Abschnitte der Verbindungs fläche gegeben wird, und das sehr feste Metall im Endstück geschmolzen wird, wodurch das Basismetall und das Kantenstück im Endstück der Verbindungsfläche verbunden und zusammenge schweißt werden, und anschließend das sehr starke Metall ge schmolzen wird, wodurch das Basismetall und das Kantenstück verbunden und zusammengeschweißt werden, also zuerst das End stück der Verbindungsfläche, wo sich leicht eine Belastung konzentriert, geschweißt wird, können Hitzebelastungen, die zum Zeitpunkt des Schweißens des sehr starken Metallteils und zum Zeitpunkt des Kühlens nach dem Schweißen auftreten, in dem sehr festen Metallteil abgebaut werden. Somit wird durch die Hitzebelastung kein Auftreten von Rissen im sehr starken Metallteil verursacht, wodurch die Schweißstärke bereitge stellt werden kann.

Wenn ein sehr festes Metall in das Endstück der Verbindungs fläche des Basismetalls und des Kantenstücks gegeben wird, ein sehr starkes Metall in andere Abschnitte der Verbindungs fläche gegeben wird, und das sehr feste Metall im Endstück geschmolzen wird, wodurch zeitweilig das sehr starke Metall an das Basismetall oder das Kantenstück befestigt wird, und anschließend das Kantenstück und das Basismetall relativ zu einander zum Schweißen gebracht werden, kann das Material der Metallschicht leicht zugeführt und das Kantenstück stabil und einfach befestigt werden. Daher wird die Herstellung des Schneidewerkzeugs erleichtert.

Wenn ein sehr festes Metall in das Endstück der Verbindungs fläche des Basismetalls und des Kantenstücks gegeben wird, ein sehr starkes Metall in andere Abschnitte der Verbindungs fläche gegeben wird, und das sehr feste Metall im Endstück im Basismetall oder dem Kantenstück eingeschlossen wird, wodurch zeitweilig das sehr starke Metall gleichzeitig befestigt wird, und anschließend das Kantenstück und das Basismetall relativ zueinander zum Schweißen gebracht werden, kann das Material der Metallschicht ebenfalls leicht zugeführt und das Kantenstück ebenfalls stabil und einfach befestigt werden.

Wenn ein sehr festes Metall in das Endstück der Verbindungs fläche des Basismetalls und des Kantenstücks gegeben wird, ein sehr starkes Metall in andere Abschnitte der Verbindungs fläche gegeben wird, und das sehr feste Metall und das sehr starke Metall gleichzeitig geschmolzen werden, wodurch das Basismetall und das Kantenstück vereinigt und zusammenge schweißt sowie das sehr starke Metall und das sehr feste Me tall an Grenzflächen zwischen beiden Metallen geschmolzen und vermischt werden, kann die Metallschicht, deren Härte sich schrittweise vom sehr starken Metallteil zum sehr festen Me tallteil im Endstück der Verbindungsfläche ändert, leicht be reitgestellt werden.

Wenn ein sehr festes Metall in das Endstück der Verbindungs fläche des Basismetalls und des Kantenstücks gegeben wird, ein sehr starkes Metall in andere Abschnitte der Verbindungs fläche gegeben wird, ein Metall mit Zwischeneigenschaften zwischen das sehr feste Metall und das sehr starke Metall ge geben wird, und die Metalle erhitzt und geschmolzen werden, wodurch das Basismetall und das Kantenstück verbunden und zu sammengeschweißt werden, kann die Metallschicht, deren Härte sich schrittweise vom sehr starken Metallteil zum sehr festen Metallteil im Endstück der Verbindungsfläche ändert, eben falls leicht bereitgestellt werden.

Wenn weiterhin ein sehr festes Metall in das Endstück der Verbindungsfläche des Basismetalls und des Kantenstücks gege ben wird, ein sehr starkes Metall in andere Abschnitte der Verbindungsfläche gegeben und aus einer Vielzahl von Schich ten mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten ge bildet wird, und das sehr feste Metall und das sehr starke Metall erhitzt und geschmolzen werden, wodurch das Basisme tall und das Kantenstück verbunden und zusammengeschweißt werden, kann das sehr starke Metallteil, dessen Wärmeausdeh nungskoeffizient sich schrittweise von der Seite des Basisme talls zur Seite des Kantenstücks ändert, leicht bereitge stellt werden.

Wenn ein Gemisch eines Pulvers aus 6 bis 20% Co in WC-Pulver in die Seite des Kantenstücks gegeben wird, ein Gemisch eines Pulvers aus 40 bis 60% Co in WC-Pulver in die Seite des Ba sismetalls gegeben wird, und Cu-Pulver in das Endstück der Verbindungsfläche gegeben wird, und die Pulver erhitzt und gesintert werden, wodurch das Basismetall und das Kantenstück verbunden und zusammengeschweißt werden, kann das sehr starke Metallteil, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient sich schritt weise von der Seite des Basismetalls zur Seite des Kanten stücks ändert, ebenfalls leicht bereitgestellt werden.

Wie vorstehend beschrieben umfaßt ein Schneidewerkzeug ein Basismetall aus Stahl und ein Kantenstück aus zementierten Carbid, welches an das Basismetall über eine Metallschicht sicher befestigt ist. Die Metallschicht umfaßt ein sehr star kes Metallteil, welches aus einem Metall mit einem Wärmeaus dehnungskoeffizienten, der zwischen dem Wärmeausdehnungskoef fizienten des Basismetalls und des Kantenstücks liegt, gebil det ist, und ein sehr festes Metallteil, welches in einem Endstück einer Verbindungsfläche des Kantenstücks und des Ba sismetalls angeordnet und fester als das sehr starke Metall teil ist. Die Wärmebelastung, welche zum Zeitpunkt der Abküh lung bei der Durchführung des Schweißens ein Problem verur sacht, wird durch Auswahl des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Metallschicht verringert, wobei die Metallschicht aus ei nem sehr festen Metall in das Endstück der Verbindungsfläche, in welchem sich die Belastung konzentriert, gegeben wird, und die Metallschicht aus einem sehr starken Metall, welches die Stärkeerfordernisse erfüllt, in die anderen Abschnitte gege ben wird, wodurch das leichte Auftreten von Rissen im End stück der Verbindungsfläche unterdrückt wird.

Claims

1. Schneidewerkzeug, umfassend
ein Basismetall (1);
ein Kantenstück (2) aus zementierten Carbid, welches sicher an dem Basismetall (1) befestigt ist; und
eine Metallschicht (3), welche zwischen dem Basismetall (1) und dem Kantenstück (2) angeordnet ist, um so das Kantenstück (2) sicher an dem Basismetall (1) zu befestigen, dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallschicht (3) ein sehr starkes Metallteil (32) und ein sehr festes Metallteil (31), welches in einem Endstück einer Verbindungsfläche des Kantenstücks (2) und Basismetalls (1) angeordnet und fester als das sehr starke Metallteil (32) ist, einschließt.

2. Schneidewerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sehr starke Metallteil (32) aus einem Metall mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet ist, der zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Basismetalls (1) und des Kantenstücks (2) liegt.

3. Schneidewerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein gemeinsames Metallelement in dem sehr starken Metallteil (32) und dem sehr festen Metallteil (31) einge schlossen ist.

4. Schneidewerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das sehr starke Metallteil (32) der Metallschicht (3) aus ei ner Legierung gemacht ist, welche Eisen und Nickel umfaßt, und das sehr feste Metallteil (31) aus einem Metall gemacht ist, welches einen höheren Nickelgehalt als das sehr starke Metallteil (32) hat.

5. Schneidewerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein hauptsächliches Metallelement des sehr starken Metall teils (32) sich von dem des sehr festen Metallteils (31) un terscheidet.

6. Schneidewerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Härte der Metallschicht (3) schrittweise von dem sehr starken Metallteil (32) zu dem sehr festen Metallteil (31) im Endstück der Verbindungsfläche ändert.

7. Schneidewerkzeug nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Wärmeausdehnungskoeffizient des sehr starken Metall teils (32) der Metallschicht (3) schrittweise von einer Seite des Basismetalls (1) zu einer Seite des Kantenstücks (2) än dert.

8. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs, gekennzeichnet durch
das Schlagen eines Kantenstücks (2) aus zementiertem Carbid auf ein Basismetall (1); und
die Bildung einer Metallschicht (3), um so ein Endstück einer Verbindungsfläche des Kantenstücks (2) und des Basismetalls (1) sowie andere Abschnitte der Verbindungsfläche mit unter schiedlicher Stärke und Festigkeit herzustellen, wodurch das Kantenstück (2) über die Metallschicht (3) an dem Basismetall (1) befestigt wird.

9. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach An spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Eisen und Nickel im Schritt der Bildung der Metallschicht (3) verwendet werden, um so eine Eisen-Nickel-Schicht als Metall schicht (3) zu bilden, so daß das Endstück der Verbindungs fläche einen höheren Nickelgehalt als die anderen Abschnitte der Verbindungsfläche hat.

10. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Eisen-Nickel-Schicht (3) auf folgende Weise gebildet wird, umfassend die Schritte:
Bildung einer Kerbe in einer Verbindungsfläche des Basisme talls (1), auf welche das Kantenstück (2) geschlagen wird, so daß die Kerbe im Endstück der Verbindungsfläche größer als in den anderen Abschnitten der Verbindungsfläche gemacht wird; und
Zugabe von Nickel oder einer Nickellegierung als Füllmaterial (5) in die Kerbe, um so die Eisen-Nickel-Schicht (3) zu bil den, wodurch das Kantenstück (2) an das Basismetall (1) ge schweißt und sicher befestigt wird.

11. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Eisen-Nickel-Schicht (3) auf folgende Weise gebildet wird, umfassend die Schritte:
Bildung einer Nickel-Schicht (6) in einer Verbindungsfläche des Basismetalls (1), auf welche das Kantenstück (2) geschla gen wird; und
Heißschmelzen des Basismetalls (1) und der Nickelschicht (6), um so die nickelhaltige Schicht (3) zu bilden, wodurch das Kantenstück (2) an das Basismetall (1) geschweißt und sicher befestigt wird.

12. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Eisen-Nickel-Schicht (3) auf folgende Weise gebildet wird, umfassend die Schritte:
Bildung einer Vertiefung (15) in einer Verbindungsfläche des Basismetalls (1), auf welche das Kantenstück (2) geschlagen wird, so daß die Vertiefung im Endstück der Verbindungsfläche angeordnet ist;
Bildung einer Nickelschicht (6) in der Verbindungsfläche des Basismetalls (1), in welcher die Vertiefung gebildet ist; und
Heißschmelzen des Basismetalls (1) und der Nickelschicht (6), um so die Eisen-Nickel-Schicht (3) zu bilden, wodurch das Kantenstück (2) an das Basismetall (1) geschweißt und sicher befestigt wird.

13. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Eisen-Nickel-Schicht (3) auf folgende Weise gebildet wird, umfassend die Schritte:
Bildung einer nickelhaltigen Schicht (6) in einer Verbin dungsfläche von einem von Basismetall (1) und Kantenstück (2), so daß ein Nickelgehalt in der nickelhaltigen Schicht (6) im Endstück der Verbindungsfläche größer als in den ande ren Abschnitten der Verbindungsfläche gemacht wird; und
Heißschmelzen des Basismetalls (1) und der nickelhaltigen Schicht (6), um so die Eisen-Nickel-Schicht (3) zu bilden, wodurch das Kantenstück (2) an das Basismetall (1) geschweißt und sicher befestigt wird.

14. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Eisen-Nickel-Schicht (3) auf folgende Weise gebildet wird, umfassend die Schritte:
Bildung einer nickelhaltigen Schicht (6) in einer Verbin dungsfläche von einem von Basismetall (1) und Kantenstück (2), so daß die nickelhaltige Schicht (6) im Endstück der Verbindungsfläche dicker als in den anderen Abschnitten der Verbindungsfläche gemacht wird; und
Heißschmelzen des Basismetalls (1) und der nickelhaltigen Schicht (6), um so die Eisen-Nickel-Schicht (2) zu bilden, wodurch das Kantenstück (2) an das Basismetall (1) geschweißt und sicher befestigt wird.

15. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt der Bearbeitung der nickelhaltigen Schicht (6), um so eine Dicke der nickelhaltigen Schicht (6) nach dem Schritt der Bildung der nickelhaltigen Schicht (6) zu verringern und einzustellen.

16. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Eisen-Nickel-Schicht (3) auf folgende Weise gebildet wird, umfassend die Schritte:
Geben einer dünnen nickelhaltigen Platte (60) zwischen das Basismetall (1) und das Kantenstück (2), so daß die dünne Platte (60) aus dem Endstück der Verbindungsfläche heraus ragt;
Heißschmelzen des Basismetalls (1) und der dünnen Platte (60), um so die Eisen-Nickel-Schicht (3) zu bilden, wodurch das Kantenstück (2) an das Basismetall (1) geschweißt und si cher befestigt wird.

17. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (3) derart gebildet wird, daß ein haupt sächliches Metallelement im Endstück der Verbindungsfläche sich von dem in anderen Abschnitten der Verbindungsfläche un terscheidet.

18. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallschicht (3) auf folgende Weise gebildet wird, um fassend die Schritte:
Geben eines sehr festen Metalls (3a) in das Endstück der Ver bindungsfläche des Basismetalls (1) und des Kantenstücks (2); Geben eines sehr starken Metalls (3a) in die anderen Ab schnitte der Verbindungsfläche; und
Heißschmelzen des sehr starken Metalls (3b), um so das sehr feste Metall (3a) im Endstück durch die Schmelzwärme des sehr starken Metalls (3b) zu schmelzen, wodurch das Kantenstück (2) an das Basismetall (1) geschweißt und sicher befestigt wird.

19. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallschicht (3) auf folgende Weise gebildet wird, um fassend die Schritte:
Geben eines sehr festen Metalls (3a) in das Endstück der Ver bindungsfläche des Basismetalls (1) und des Kantenstücks (2);
Geben eines sehr starken Metalls (3b) in die anderen Ab schnitte der Verbindungsfläche;
Schmelzen des sehr festen Metalls (3a) im Endstück, um so das Kantenstück (2) an das Basismetall (1) zu schweißen; und
Schmelzen des sehr starken Metalls (3b), wodurch das Kanten stück (2) an das Basismetall (1) geschweißt und sicher befe stigt wird.

20. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
vor dem Schlagschritt weiterhin die Schritte umfaßt sind:
Geben eines sehr festen Metalls (3a) in das Endstück der Ver bindungsfläche des Basismetalls (1) und des Kantenstücks (2);
Geben eines sehr starken Metalls (3b) in die anderen Ab schnitte der Verbindungsfläche; und
Schmelzen des sehr festen Metalls (3a) im Endstück, um so das sehr starke Metall (3b) zeitweilig an das Basismetall (1) oder das Kantenstück (2) zu befestigen.

21. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
vor dem Schlagschritt weiterhin die Schritte umfaßt sind:
Geben eines sehr festen Metalls (3a) in das Endstück der Ver bindungsfläche des Basismetalls (1) und des Kantenstücks (2);
Geben eines sehr starken Metalls (3b) in die anderen Ab schnitte der Verbindungsfläche; und
zeitweilige Befestigung des sehr festen Metalls (3a) an das Basismetall (1) oder das Kantenstück (2), um so zeitweilig das sehr starke Metall (3b) zu befestigen.

22. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallschicht (3) auf folgende Weise gebildet wird, um fassend die Schritte:
Geben eines sehr festen Metalls (3a) in das Endstück der Ver bindungsfläche des Basismetalls (1) und des Kantenstücks (2);
Geben eines sehr starken Metalls (3b) in die anderen Ab schnitte der Verbindungsfläche; und
Schmelzen des sehr festen Metalls (3a) und des sehr starken Metalls (3b) zur gleichen Zeit, wodurch das Kantenstück (2) an das Basismetall (1) geschweißt und sicher befestigt wird.

23. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallschicht (3) auf folgende Weise gebildet wird, um fassend die Schritte:
Geben eines sehr festen Metalls (3a) in das Endstück der Ver bindungsfläche des Basismetalls (1) und des Kantenstücks (2);
Geben eines sehr starken Metalls (3b) in die anderen Ab schnitte der Verbindungsfläche;
Geben eines Metalls (33) mit Zwischeneigenschaften hinsicht lich Stärke und Festigkeit zwischen das sehr feste Metall (3a) und das sehr starke Metall (3b); und
Heißschmelzen des sehr festen Metalls (3a), des sehr starken Metalls (3b) und des Metalls (33) mit Zwischeneigenschaften, wodurch das Kantenstück (2) an das Basismetall (1) geschweißt und sicher befestigt wird.

24. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallschicht (3) auf folgende Weise gebildet wird, um fassend die Schritte:
Geben eines sehr festen Metalls (3a) in das Endstück der Ver bindungsfläche des Basismetalls (1) und des Kantenstücks (2);
Geben eines sehr starken Metalls (3b), das aus einer Vielzahl von Schichten (32a, 32b, 32c) mit unterschiedlichen Wärmeaus dehnungskoeffizienten gebildet ist, in andere Abschnitte der Verbindungsfläche; und
Heißschmelzen des sehr festen Metalls (3a) und des sehr star ken Metalls (3b), wodurch das Kantenstück (2) an das Basisme tall (1a) geschweißt und sicher befestigt wird.

25. Verfahren zur Herstellung eines Schneidewerkzeugs nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallschicht (3) auf folgende Weise gebildet wird, um fassend die Schritte:
Geben eines Gemisches eines Pulvers aus 6-20% Co in WC-Pulver in eine Seite des Kantenstücks (2) in andere Abschnitte der Verbindungsfläche;
Geben eines Gemisches eines Pulvers aus 40-60% Co in WC- Pulver in eine Seite des Basismetalls (1) in andere Abschnit te der Verbindungsfläche;
Geben von Cu-Pulver in das Endstück der Verbindungsfläche; und
Erhitzen und Sintern der Pulver, wodurch das Kantenstück (2) an das Basismetall (1) geschweißt und sicher befestigt wird.