DE2130347B2 - Diamanten-Pressling - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
25
30
Die Erfindung betrifft einen Diamanten-Preßling mit einem Gehalt an im wesentlichen graphitfreien Diamantpartikeln, die mit einem geschlossenen Oberzug
vjs Titan oder Molybdän versehen und in einer
Metallmatrix fest eingebettet sind. 3s
Es sind Schleif- und Schneidkörper aus Diamantteilchen bekannt wobei die Diamantteilchen einen
Oberzug aus Molybdän oder Titan aufweisen und in ein metallisches Bindemittel eingebunden sind. Bei diesen
Schleif- und Schneidkörpern durchdringen sich die Bestandteile von Diamantbeschichtung und Bindemittel
(Matrix) einander nicht Als Bindemittel werden im bekannten Fall Kupfer, Silber, Aluminium und Mischungen dieser Metalle verwendet Die bekannten Schleifund Schneidkörper erweisen sich nicht allen an sie
gestellten Anforderungen als gewachsen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schleifkörper aus Diamantteilchen in Gestalt eines Diamanten-Preßlings
vorzuschlagen, der gegenüber bekannten Körpern dieser Art ein verbessertes Schleifverhalten zeigt
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Metallmatrix aus einer der folgenden Legierungen: Fe/Ni, Ni/Co/Cr/Fe und Fe/Si oder aus einem mit
einem Übergangsmetall der 8. Gruppe des Periodensystems der chemischen Elemente verbundenen Wolfram-
carbid besteht.
Vergleicht man einen bekannten Schleifkörper der genannten Art und einen Diamanten-Preßling gemäß
der Erfindung mit einem Schleifkörper, dem man willkürlich die Vergleichszahl 1 zuteilt, so ergibt sich, e*>
daß der bekannte Schleifkörper bezüglich sginer Schleifeigenschaften unter der Vergleichszahl 1 liegt,
während die Schleifeigenschaften erfindungsgemäßer Diamanten-Preßlinge erheblich über dieser Vergleichszahl liegen.
Die nachstehende Beschreibung dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.
tikel in die Metallmatrix ist, daß die Beschiehtungssubstanz mit dem Metall der Matrix »kompatibel« ist Dies
bedeutet, daß die Matrix so beschaffen sein muß, daß sie eine Diffusion des Titans oder Molybdäns in die Matrix
hinein erlaubt Die Dicke der Titan- bzw. Molybdänschicht liegt normalerweise in der Größenordnung von
1000 bis 2000 Ä, es können aber auch Schichten mit größerer Dicke verwendet werden.
Die zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Diamanten-Preßlingen bestimmten, mit Titan bzw.
Molybdän beschichteten Diamanten können aufgrund herkömmlicher Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise kann die Beschichtung auf der Diamantenoberfläche durch Vakuum-Bedämpfungsverfahren, wie sie in
der Veröffentlichung »Vacuum Depositions of Thin Films« von L. Holland, Chapman und Hall, 1. Ausgabe
1956 beschrieben sind, niedergeschlagen werden. Um eine Titan/Diamanten bzw. Molybdän/Dr-.nanten-Bindung zu erzeugen, kann gegebenenfalls der beschichtete
Diamant auf eine von mehr als 500° C erhitzt werden. Dieses Erhitzen ist jedoch nicht notwendig, da während
des Kompaktierungsvorganges Temperaturen über 500° C auftreten und die Bildung einer Bindung deshalb
während der Preßlings-Herstellunj; erzielt werden kann.
Bei der Herstellung der Diamanten-Preßlinge werden die mit einer kontinuierlichen Beschichtung von Titan
oder Molybdän versehenen Diamanten mit einem geeigneten Matrixmaterial vermischt um bei der
Kontaktierung eine mit der Titan- bzw. Molybdän-Beschichtung der Partikel kompatible Matrix zu gewinnen.
Anschließend wird die Mischung unter Druck und Temperaturbedingungen in der stabilen Diamantenzone
kompaktiert
Dabei stellt die »stabile Diamantenzone« eine Reihe von Bedingungen dar, die an sich bekannt sind; es wird
in diesem Zusammenhang auf die Veröffentlichung von Berman R. und Simon F. in der Zeitschrift Z.
Elektrochem. Band 59,1955 auf der Seite 333 verwiesen.
Vorzugsweise beträgt der Druck bei dem Verdichtungsvorgang etwa 60 Kilobar bei einer Temperatur
zwischen 1200" C und 1400° C
Bei der Herstellung wird der eine kontinuierliche Titan- bzw. Molybdän-Beschichtung aufweisende Diamantengrieß und das zur Erzielung der gewünschten
Legierung notwendige Metallpulver in eine Plastikflasche eingemessen und abgewogen. Wird beispielsweise
eine Eisen/Nickel-Legierung (12:5) gewünscht, dann
werden 12 Gewichtsanteile Eisenpulver und 5 Gewichtsanteile Nickelpulver in die Flasche eingewogen.
Metallpulver und Diamantengrieß werden dann durch 20minütiges Einlegen der Flasche in eine Walkmaschine
durchgemischt Die Mischung wird in eine Graphitgießform geschüttet und das Ganze in eine Einheits-Synthese-Druckkapsel eingebracht Falls das Volumen der
Druckkapsel nicht vollständig von der Gieß- bzw. Druckform ausgefüllt ist, wird kompaktierter Graphit in
die Druckdose hinzugefügt, um den Volumenausgleich zu erzielen.
Die Mischung wird anschließend 5 Minuten lang bei einem Druck von 6C Kilobar und bei Temperaturen
zwischen 1200° und 1400° G einer Verdichtungswirkung
unterworfen. Die erwähnten Temperaturen und Drücke liegen in der stabilen Zone des Diamanten. Unter
Verwendung des oben erwähnten Verfahrens wurde eine Anzahl von Diamanten-Preßlingen hergestellt. In
der nachfolgenden Tabelle ist die Partikelgröße des Diamantengrießes und das bei diesen Preßlingen
verwendete Matrixmaterial angegeben.
Preßling
Größe des
Diamanten-
partikels
Matrix
0,17 -0,25 mm
0,088-0,104 mm
-0,044 mm
0,17 -0,25 mm
0,17 -0,25 mm
0,088-0,104 mm
0,088-0,104 mm
0,088-0,104 mm
-0,044 mm
0,17 -0,25 mm
0,17 -0,25 mm
0,088-0,104 mm
0,088-0,104 mm
Fe/Ni: 12/5
Fe/Ni: 12/5
Fe/Ni: 12/5
WC-10% Co
Fe/Si:63/2
Fe/Si:63/2
Ni/Co/Cr/Fe : 34/18/14/5
In sämtlichen oben angegebenen Fällen betrug der Diamantengehalt der Preßlinge 65 °/o-Vol.
Die oben erwähnten Preßlinge wurden in ihren Eigenschaften mit einem Preßling verglichen, der aus
unbeschichtetem Diamantengrieß in einer Titan/Silizium-Masse
bestand; es stellte sich dabei heraus, daß im Mittel das Verhältnis der Schleifwirksamkeit der
erfindungsgemäßen Preßlinge größer als 1 war. Dieses Wirksamkeitsverhältnis ist das Verhältnis der Abnutzung
des erfindungsgemäßen Partikels, der einer Reihe von Schieifvorgängen unterworfen war, zu dem
Abnutzungsverhältnis eines Standardpreßlings, der derselben Reihe von Schleifbedingungen unterworfen
wurde, multipliziert mit einem KonversionsfaktCJ". Der
ίο Konversionsfaktor gibt dabei die unterschiedlichen
Dichten der Matrix an.
Ein Wert von mehr als 1 zeigt an, daß der erfindungsgemäße Preßling überlegene Schleifeigenschaften
und Schleifwiderstände, verglichen mit dem
is Stindardpreßling, aufweist Aus den Versuchen ergab
sich, daß die wichtigsten Ergebnisse bei solchen Preßlingen erzielt worden sind, die Matrizen aus Fe/Ni,
Wolframcarbid gebunden mit 10% Co, Ni/Co/Cr/Fe und Fe/Si aufweisen, wobei die Wirksamkeitsverhältnisse
in der oben angegebenen Reihenfolge 1,59,4,53,3,79
und 1,50 betrugen.
Claims (3)
1. Diamanten-Preßling mit einem Gehalt an im wesentlichen graphitfreien Diamantpartikeln, die
mit einem geschlossenen Oberzug aus Titan oder Molybdän versehen und in einer Metallmatrix fest
eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmatrix aus einer der folgenden
Legierungen: Fe/Ni, Ni/Co/Cr/Fe und Fe/Si oder aus einem mit einem Obergangsmetall der 8. Gruppe
des Periodensystems der chemischen Elemente verbundenen Wolframcarbid besteht
2. Preßling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichts-Verhältnisse der elemen-
taren Metalle in den Legierungen Fe/Ni, Ni/Co/
Cr/Fe und Fe/Si 12/5,34/18/14/5 bzw. 63/2 betragen.
3. Preßling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Obergangsmetall Cobalt in einer
Menge von 10 Gew.-% mit dem Wolframcarbid verbunden ist
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