DE2323243B2

DE2323243B2 - Verfahren zur Herstellung einer verschleißfesten Hartmetallschicht auf einem Metallgegenstand, insbesondere auf der Schneide eines Stahl-Sägeblattes

Info

Publication number: DE2323243B2
Application number: DE2323243A
Authority: DE
Inventors: Stergius Banin; Kuno Dr.-Ing. Kirner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-05-09
Filing date: 1973-05-09
Publication date: 1979-06-28
Also published as: CH574290A5; FR2228861A1; DE2323243A1; DE2323243C3; FR2228861B1; BR7403736D0; JPS5015740A; IT1012149B; ES426091A1; GB1475412A; NL7406181A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer verschleißfesten Hartmetallschicht auf einem w Metallgegenstand, insbesondere auf der Schneide eines Stahlsägeblattes, durch Aufspritzen von Nickel-, Kobalt-, niedrigschmelzenden Eisenlegierungen oder Hartloten als Bindermetall unter Einlagerung von Hartmetallkörnern in diese Bindermetallschicht.

Es ist bereits ein Verfahren zur Erzeugung eines harten, verschleißfesten Überzugs auf Metallgegenständen bekannt geworden, bei dem ein Bindermetall und Hartmetallkörner zusammen mit einem Flußmittel aufgetragen und durch Sintern auf dem Metallgegen- &o stand befestigt werden. Dieses Verfahren erfordert für den durchzuführenden Sintervorgang eine gute Haftung der Komponenten des Überzuges auf dem Metallgegenstand, was nur durch den zusätzlichen Auftrag einer alkoholischen Schellacklösung als Haftmittel erreicht wird.

Ferner ist es bekannt, die Oberfläche des Metallgeeenstandes selbst mit Hilfe eines Schweißbrenners zu verflüssigen und Hartmetallkörner zur Erzielung einer verschleißfesten Oberfläche des Gegenstandes in das Metallbad einzulagern. Hierbei sinken jedoch die Hartmetallkörner auf den Grund des Schmelzbades; es wird keine Oberflächenbeschichtung erreicht

So ist es auch schon bekannt, einen Gegenstand aus einem Bindermetall mit eingelagerten Hartmetallteilen herzustellen. Die Hartmetallteile werden dabei in einer als Form dienenden Rinne aus Stahlblechen liegend mit einem Flammspritzgerät überstrichen. Dieser Vorgang wird mehrfach wiederholt, bis sich eine Stange von gewünschter Dicke ergeben hat Dieses Verfahren ist teuer und umständlich. Der damit erzeugte Gegenstand kann nur die Festigkeitseigenschaften des Bindermetalls haben.

An anderer Stelle ist ein Verfahren zum Aufbringen einer verschleißfesten Schicht bekannt geworden, bei dem Bindermetall und Hartmetallpartikel in der Erwärmungszone eines Azetylen-Brenners eingebracht werden. Hierbei können die Hartmetallpartikel geschädigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen fertigungs- und verfahrenstechnischen Mitteln eine verschleißfeste Beschichtung auf einem Metaligegenstand zu erzeugen, welche zur schneidenden oder abtragenden Bearbeitung von schwer bearbeitbaren Stoffen verwendet werden kann. Solche Stoffe sind zum Beispiel Kunststoffe mit Hartstoffeinlagerungen, Glas, Stein usw., aber auch Metalle oder Metall-Legierungen. Weiterhin soll eine Standzeitverbesserung gegenüber den bekannten verschleißfesten Beschichtungen erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in das Bindermetall-Schmelzbad die Hartmetallkörner über eine gesonderte Zuführvorrichtung einge- ■ bracht werden und daß diese Zuführvorrichtung so weit entfernt von der das Schmelzen des Bindermetalls bewirkenden Einrichtung angeordnet wird, daß keine Zersetzungen oder sonstigen Beeinträchtigungen der Hartmetallkörner, wie Kornvergröüerungen oder Spannungszustände, erfolgen.

Die Hartmetallschicht wird mit Vorteil auf die Stirnseite und auch auf die auf beiden Seiten an die Stirnfläche angrenzenden Flächenabschnitte von Schneidwerkzeugen wie Stahl-Sägeblättern von Kreisoder Stichsägen aufgebracht. Hierdurch erreicht man die sonst durch Schränken der Zähne erzielte Vergrößerung des Schnittspaltes. Die Hartmetaiischich: kann entweder auf vorhandene Sägezähne oder auf eine glatte Schnittfläche aufgebracht werden. Zähne sind zur Bearbeitung von sehr harten Werkstoffen nicht erforderlich oder sogar nachteilig, da der Abtrag hier ohnehin nur gering ist. Ohne Ausbildung von Zähnen wird die gesamte Länge des Sägeblattes beim Bearbeiten gleichmäßig abgenutzt und es ergeben sich wesentlich erhöhte Standzeiten.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn das Bindermetall durch das Zentrum einer Acetylen-Sauerstoff-Flamme zugeführt und aufgeschmolzen wird. Wegen des Überschusses an Acetylen entsteht eine bekohlende Atmosphäre und eine Entkohlung des in den Hartmetallkörnern enthaltenen Wolframcarbids wird vermieden. Das Verfahren erfordert, verglichen beispielsweise mit dem Plasmaschweißverfahren, wesentlich geringere Investitionen. Andererseits hat die Verwendung eines Plasmabrenners den Vorteil, daß keine brennbaren Gase entstehen und Explosionsgefahr gegeben ist.

Die Hartmetallkörner bestehen zweckmäßigerweise aus gebrochenen Schrottkörnern von Schneid-Hartmetall-Legierungen auf Wolframcarbid- und/oder Titancarbid- und Kobaltbasis. Für die Dosierung des Bindermetalles eignet sich besonders ein Gummiventil einer Venturisaugdüse, für die Dosierung der Hartmetallkörner ein elektrisch angetriebener Rüttelförderer, dessen Schwingungsampliiude an einem Potentiometer einfach einstellbar ist Für die Dosierung des pulverförmigen Bindemietalls können jedoch auch Walzen-, Schnecken- oder Rüttelsysteme verwendet werden, für die Dosierung der Hartmetallschrottkörner kann neben dem bereits erwähnten Rüttelförderer auch ein Walzensystem benutzt werden, bei dem mit der Drehzahl auf einfache Art und Weise die zu fördernde Menge geregelt wird.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind anhand eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung zur Herstellung einer Hartmetallschicht auf der Stirnseite und den daran angrenzenden Seitenflächen eines ebenen Metallstreifens und

F i g. 2a und b je eine Draufsicht auf die Schneide eines mit HartsTietallkörnem beschichteten Sägeblattes, bei a mit feinen Körnern und viel Bindermetall, bei b mit Grobkörnern und wenig Bindemetall.

In Fig. 1, welche stark schematisiert ist, sind mit 10 und 11 zwei aus Kupfer bestehende Schreckplatten bezeichnet, zwischen denen ein Stahl-Sägeblatt 12 einer Stichsäge derart eingespannt ist, daß im wesentlichen nur der obere, zu beschichtende Teil des Sägeblattes über die Schreckplatten hinausragt Die. mit einer verschleißfesten Beschichtung zu versehende Stirnseite 13, welche später die Schneide des Sägeblattes darstellt, trägt keine Zähne sondern sie ist völlig glatt ausgebildet Die Hartmetallschicht ist mit 14 bezeichnet; sie besteht aus Hartmetallkörnern 15, welche in ein Bindermetall 16 eingebettet sind. Das Bindermetall bildet unterhalb eines Plasma- oder Acetylen-Sauerstoff-Brenners 17 ein Schmelzbad 18. In Vorschubrichtung gesehen hinter dem Brenner reicht eine Zuführvorrichtung 19 für die Hartmetallkörner 15, schematisiert in Form eines Röhrchens dargestellt, bis dicht an die zu beschichtende Metalloberfläche heran.

Die Schreckplatten 10 und 11 mit dem zu beschichten

den Metallgegenstand, im vorliegenden Fall einem Stichsägeblatt, sind fest, angeordnet, der Brenner 17 und die Zuführvorrichtung 19 sind in festem Abstand zueinander montiert und werden kontinuierlich über die Stirnseite 13 des Stahl-Sägeblattes 12 hinweggeführt Unter dem Brenner 17 entsteht das Schmelzbad 18, in welches dann die Hartmetallkörner über die Zuführvorrichtung eingelagert werden. Je nach Art der Einspannung sowie der Intensität der Schweißflamme und der

ίο Menge des zugeführten Bindemittels reicht die Schneidfläche über die Stirnseite 13 des Sägeblattes 12 seitlich hinaus.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielt man durch die Hartmetallkörner harte, verschleißfeste und

!5 schneidende Kanten und Ecken, wobei die Hartmetallkörner über das sie mit dem Stahl verbindende Bindermetall hinausragen. Wesentlich bei dem Verfahren ist, daß die Hartmetallkörnerzufahr so weit von der Flamm- oder Plasmazone, d. h. von der Erwärmungszone des Bindermetalls, entfernt ist daß keine Zersetzungen oder sonstige Beeinträchtigung -.<i der Körner wie Kornvergröberungen, Spannungszusiarrle und anderes auftreten.

In Fig.2 ist jeweils eine Draufsicht auf die

Schnittkante eines mit Hartmetallkörnern beschichteten Sägeblattes dargestellt Die Hartmetallschicht in F i g. 2a enthält verhältnismäßig feine Körner und viel Bindermetall, die Hartmetallschicht in Fig.2b enthält vorwiegend Grobkörner und wenig Bindermetall. Die Körnung des Hartmetalls und die Men^e des Bindermetalls werden abgestimmt auf den Bearbeitungszweck, wobei entscheidend ist daß die Ausbildung nach F i g. 2a einen geringen Abtrag, aber eine erhöhte Verschleißfestigkeit gewährleistet, während bei der Ausführung nach Fig.2b ein erhöhter Abtrag bei weniger widerstandsfähigem Material erreicht wird.

Das Verfahren eignet sich nicht nur zur Herstellung von spanabhebenden Hartmetall-Bearbeitungsschichten, sondern es könnte unter entsprechender Erhöhung des Anteils an Bindermetall auch verwendet werden, um verschleißfeste Überzüge, beispielsweise an Lagerstellen zu erzielen. Das eingelagerte Hartmetall müßte in diesem Fall jedoch erheblich feinkörniger sein als bei den geschilderten Anwendungen für Schneidwerkzeuge. Neben Sägeblättern können auch andere spanabhebende Werkzeuge wie Feilen und dergleichen hergestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer verschleißfesten Hartmetallschicht auf einem Metallgegenstand, insbesondere auf der Schneide eines Stahlsägeblattes, durch Aufspritzen von Nickel-, Kobalt-, niedrigschmelzenden Eisenlegierungen oder Hartloten als Bindermetall unter Einlagerung von Hartmetallkörnern in diese Bindermetallschicht, dadurch gekennzeichnet, daß in das Bindermetall-Schmelzbad die Hartmetallkörner fiber eine gesonderte Zufuhrvorrichtung eingebracht werden und daß diese Zuführvorrichtung so weit entfernt von der das Schmelzen des Bindermetalls bewirkenden Einrichtung angeordnet wird, daß keine Zersetzun- is gen oder sonstige Beeinträchtigungen der Hartmetallkörner, wie Kornvergröberungen oder Spannungszustände, erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d'ß die Hartmetallschicht auf die Stirnseite und die auf beiden Seiten an die Stirnseite angrenzenden Flächenabschnitte eines Stahl-Sägeblattes aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

' gekennzeichnet, daß das Bindermetall durch das Zentrum einer Acetylen-Sauerstoff-Flamme zugeführt und aufgeschmolzen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindermetall mittels eines Plasmabrenners aufgetragen wird. *>

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Hartmetallkörner aus gebrochenen Schrotticörnert von Schneid-Hartmetall-Legierungen auf Wolframcarbid- und/oder Titancarbid- und Kobaltbasis vei \ endet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindermetall über ein Gummiventil einer Venturisaugdüse dosiert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, *o dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallkörner mittels eines elektrisch angetriebenen Rüttelförderers, dessen Schwingungsamplitude an einem Potentiometer einstellbar ist, dosier: werden.

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