DE2443160B2 - Schneideinsatz für Schneidwerkzeuge der spanabhebenden Bearbeitung und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Schneideinsatz für Schneidwerkzeuge der spanabhebenden Bearbeitung und Verfahren zu seiner Herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz für Schneidwerkzeuge der spanabhebenden Bearbeitung mit einem Einsatzkörper aus gesinterten, verschleißfesten, keramischen Oxiden oder aus verschließfesten keramischen Oxiden, gemischt mit einem oder mehreren Hartkarbiden und/oder Nitriden und/oder Bindemetali.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schneideinsatzes.
Es sind oxidkeramische Schneidplatten für spanabhebende Bearbeitung bekannt (Zeitschrift »Werkstatt und Betrieb«, 1972, Seiten 283 bis 284), deren mittlere Korngröße 2,5 bis 3,0 μιτι beträgt. Diese Schneidplatten bestehen aus einem oxidkeramischen Körper ohne Beschichtung. Eine hohe Verschleißfestigkeit derartiger Schneidplatten erfordert eine möglichst feste Bindung der Keramikkörper miteinander. Eine solche feste Bindung erfordert hohe Sintertemperaturen, die wiederum zu einer Erhöhung der mittleren Korngröße führen. Die bekannten Schneidplatten, die nur mit hohem Aufwand herstellbar sind, weisen eine verhältnismäßig große mittlere Korngröße auf, die zu einer ungenügenden Härte und zu einer ungenügenden Verschleißfestigkeit führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schneideinsatz der eingangs genaunten Art so auszubilden, daß er eine bisher nicht erreichte Verschleißfestigkeit aufweist. Dies wild gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Körper oder das Substrat mit einer dünnen Beschichtung aus verschließfestem, keramischem Oxid versehen ist, das aus einer Gasphase ausgeschieden ist und eine mittlere Korngröße kleiner als 1 μηι, vorzugsweise kleiner als 0,5 μτη, aufweist, die wesentlich kleiner ist als diejenige des gesinterten Körpers oder Substrats, und daß die Beschichtung 0,5 bis 100 μπι, vorzugsweise 1 bis 8 μπι dick ist.
Gemäß weiterem Stand der Technik ist zwar auch ein Schneideinsatz bekannt (DE-OS 19641502), der aus einem Einsatzkörper und einer Beschichtung aus feinkörnigem Titankarbid besteht. Es handelt sich hier nicht um einen Schneideinsatz mit einem Einsatzkörper aus keramischen Oxiden, sondern aus einer gesinterten Hartmetall-Legierung mit Bindemetall.
Es ist weiterhin bekannt (DE-OS 2121320), einen DiamiEinten für hochbeanspruchte Werkzeuge mit einer extrsm dünnen Siloxalschicht in der Größenordnung von 500 bis 100 Angström zu versehen. Hierdurch soll aber nicht die Verschleißfestigkeit erhöht, sondern es soll nur eine Oxidationsschutzschicht geschaffen we.7den.
jo Darüber hinaus ist es auch bekannt (US-PS 2707691), keramisches Material mit Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid zu beschichten, um das Material (Raketendüsen, Ziegelsteine, Ofenauskleidungen und dergleichen) gegen Oxidation widerstandsfähig zu
j5 machen.
Vorzugsweise besteht die Beschichtung aus Oxiden von Al, Zr, Si, Ca, Mg, Ti und/oder Hf.
Bei einem solchen Schneideinsatz kann zwischen dem Einsatzkörper und der Beschichtung eine dünne und extrem feinkörnige Lage von einem oder mehreren Karbiden und/oder Nitriden von Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Si und/oder B bestehen.
Das zum Herstellen der Schneideinsätze angewandte Verfahren gemäß der Erfindung ist in den fol-
4) gendein Beispielen 1 bis 4 in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Auf diesen stellt dar
Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Einrichtung zum Aufbringen von Oberflächenlagen;
Fig. 2 eine Prinzipskizze einer Alternativeinzelheit
w gemäß Fig. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung erläutert den Gebrauch eines Chlorierreaktors 25 zum Chlorieren von Al, z. B. in der Form von Körnern 26. Zu diesem Zweck wird Wasserstoff von einer Gasquelle 1 durch Zuführungen 19, 20 mit Chlor oder alternativ bzw. abwechselnd mit Hydrochlorsäure von einer Quelle 17 gemischt, und die Mischung wird in den Chlorierreaktor durch eine Zuführung 21 geleitet. Das Gasgemisch von dem Chlorierreaktor 25 wird dann mit
bo Wasserstoff und Kohlenmonoxid und Kohlendioxid gemischt von einer Gasquelle 18 bzw. 28. Die sich ergebende Mischung wird dann zu einem Beschichtungsreaktor 11 durch eine mit einem Ventil versehene Zuführung 27 geleitet.
b5 Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung hat Gasquellen, z. B. Gaszylinder 1, 2 zum Liefern von Wasser-, stoff bzw. Methan und/oder Stickstoff. Die Zuführungen 3 und 4 von den einzelnen Quellen vereinigen sich
zu einer Zuführung 5, durch die Gasgemisch zu einem Behälter 6 geleitet wird, in dem ein Metallhalid (z. B. TiCl4) bis zur Verdampfung erhitzt wird. Das Kompositgas wird durch eine gemeinsame Zuführung 9 in den Reaktor 11 geleitet. Das Gasgemisch durchströmt einen Wärmeaustauscher 7, der durch einen Thermostat 8 überwacht wird zum Binden Jes Gehalts von TiCl4 in dem Gas. In dem Reaktor 11, der mittels einer Heizeinrichtung 10 erhitzt wird, wird das Substrat zum Beschichten eingesetzt. Aus dem Reaktorbehälter 11 wird das Gas abgesaugt und durchströmt eine mit einem Ventil versehene Rohrleitung 12 sowie eine Kühlvorrichtung 13. Das aus der Einrichtung abgeführte Gas wird mittels einer Vakuumpumpe 15, die einen Auslaß 16 hat, in eine Rohrleitung 14 eingefügt. (In den Zeichnungen sind die Reinigungsmittel für das Gas weggelassen.)
In den folgenden Beispielen 1 bis 4 sind die Bedingungen angegeben, unter denen keramische Schneideinsätze gemäß der Erfindung fertiggestellt worden sind.
Beispiel 1
Ein keramischer Schneideinsatz, bestehend aus Al2O3 mit einer Beigabe von MgO wurde mit einer dünnen Oberflächenlag^ von Al2O3 beschichtet. Die durchschnittliche Korngröße des Substrats oder des keramischen Schneideinsatzes war etwa 5 μπι. Das Beschichten wurde mittels der CVD-Technik durchgeführt, bei der eine Umwandlung stattfand im wesentlichen zwischen Aluminiumchlorid, Kohlendioxid und Wassserstoff nach der Reaktion: 2AlCI3 + 3CO2 + 3H2
• Al2O3 + 3CO + 6HCl.
Die folgenden Bedingungen wurden benutzt: Länge der Beschichtungsoperation: 7 min Temperatur des Substrats: 1000° C
Total Druck der gasförmigen Phase: 50 torr
(mm Hg)
Eingegebene Mengen von Gas (die Volumen reduziert auf die Temperatur von 20° C und den Druck von 760 torr):
Wasserstoff: 200 cmVmin Kohlenstoff enthaltenes Gas: 200 cmVmin. Aluminiumchlorid: 10 mg/min
Die gebildete Oberfläche bestand im wesentlichen aus Alpha-Aluminiumoxid mit einer Korngröße von
1 μηι und einer Dicke von etwa 1 μπι.
Beispiel 2
Das Beschichten mit einer Oberflächenlage von Al2O3 wurde durchgeführt in einem Reaktor, dessen wesentliche Teile aus einer Nickellegierung bestanden. In diesem Reaktorbehälter wurden 3000 gesinterte keramische Schneideinsätze auf 1100° C erwärmt. Die Einsätze waren hergestellt aus Al2O3 mit einem gewissen Zusatz von TiO. Die Korngröße war
2 μπι. Sie waren aufgesetzt auf filterähnliche Platten, so daß ein guter Kontakt mit dem sie umgebenden Gas erreicht wurde. Das Gas - eine Mischung bestehend aus 86% H2, 5% CO2, 4% CO und 5% Al2O3, hergestellt in an sich bekannter Weise - wurde dem Reaktor in einer einzigen Rohrleitung zugeführt. Der Druck in dem Reaktor konnte bis 15 torr (mm Hg) gehalten werden, weil das Gas aus dem Reaktorbehälter durch eine Vakuumpumpe abgesaugt wurde, die vor korrosiven Reaktionsprodukten (ζ. Β. HCl) durch eine Kühlvorrichtung mit flüssigem Stickstoff geschützt war, die vor der Pumpe angeordnet war. Auf diesem Wege wurde eine lineare Gasströmung von 3,5 m/sec in der Charge erreicht. ίο Diese Behandlung wurde 3 Stunden lang durchgeführt. Als Ergebnis wurden extrem feinkörnige und homogene Oberflächenlagen erzielt. Die Korngröße betrug etwa 0,5 um und die Dicke der Lage etwa 2 um.
,5 Beispiel3
Das Beschichten mit einer Zwischenlage von TiC wurde nach einem Verfahren analog dem im Beispiel 2 beschriebenen Verfahren durchgeführt. Das Substrat waren 3000 gesinterte Schneideinsätze von gemischter keramischer Art, bestehend aus Al2O3 mit Zusätzen von WC + Co. Die durchschnittliche Korngröße war etwa 7 μπι.
Das Abscheidungsgas, bestehend aus einer Mischung, die 10% TiCl4,8% CH4und 82% H2 enthielt, wurde in an sich bekannter Weise hergestellt. Der Druck in dem Reaktor wurde bis 15 torr (mm Hg) gehalten, und eine lineare Gasströmung von 1 m/sec wurde in der Charge gebraucht. Diese Behandlung wurde 30 Minuten durchgeführt. Als Ergebnis wurden
so feinkörnige, kompakte Oberflächenlagen von TiC mit etwa 2 μπι Dicke erreicht.
In einem separaten Schritt wurden die 3000 Schneideinsätze in einer Einrichtung behandelt, die nahezu identisch mit der vorher beschriebenen Ein-
)"i richtung war. Das Gaszuführsystem war unterschiedlich, jedoch so, daß das Gas in einer Zusammensetzung von 82% H2, 5% CO2, 8% CO und 5% AlCI3 dosiert werden konnte. Die Substrattemperatur war 1100° C und der Druck 15 torr. Eine lineare Gasströ-
W mung von 3,5 m/sec wurde benutzt. Nach der Beschichtungszeit von 3 Stunden wurden 2 μπι dicke Lagen von Al2O3 gebildet auf den TiC-beschichteten Schneideinsätzen. Die Verbindung der AI2O3-Lage mit der TiC-Lage war gut, und ihre Korngröße war
»5 kleiner als 0,5 μπι.
Beispiel 4
Beschichten von keramischen Schneideinsätzen mit Siliziumdioxid in einer Einrichtung derselben Art wie bei den früheren Beispielen. Das Substrat waren keramische Einsätze aus Al2O3 mit einem Zusatz von MgO. Die durchschnittliche Korngröße war etwa 5 μπι.
In der Einrichtung, in der die Behandlung durchge-
führt wurde, war das Gassystem so geändert worden, daß ein Gas mit einer Zusammensetzung von 70% H2, 5% CO2, 20% CO und 5% SiCl4 dosiert werden konnte. Die Substrattemperatur war 1100° C und der Druck war 15 torr. Eine lineare Gasgeschwindigkeit
to von 3,5 m/sec wurde benutzt. Nach der Behandlung in drei Stunden waren 2 μπι dicke Lagen von SiO2 gebildet worden. Die Verbindung der SiO2-Lage mit dem Substrat war ausgezeichnet, und ihre Korngröße war kleiner als 0,5 μΐη.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Pate ntanspr iiche:
1. Schneideinsatz für Schneidwerkzeuge der spanabhebenden Bearbeitung mit einem Einsatzkörper aus gesinterten, verschleißfesten keramischen Oxiden oder aus verschließfesten keramischen Oxiden, gemischt mit einem oder mehreren Hartkarbiden und/oder Nitriden und/oder Bindemetall, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper oder das Substrat mit einer dünnen Beschichtung aus verschleißfestem, keramischem Oxid versehen ist, das aus einer Gasphase ausgeschieden ist und eiwe mittlere Korngröße kleiner als ?. μηι, vorzugsweise kleiner als 0,5 μπι, aufweist, die wesentlich kleiner ist als diejenige des gesinterten Körpers oder Substrats, und daß die Beschichtung 0,5 bis 100 μιτι, vorzugsweise 1 bis 8 μπι, dick ist.
2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Oxiden von Al, Zr, Si, Ca, Mg, Ti und/oder Hf besteht.
3. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einsatzkörper und der Beschichtung eine dünne und extrem feinkörnige Lage von einem oder mehreren Karbiden und/oder Nitriden von Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Si und/oder B aufgebracht ist.
4. Verfahren zum Herstellen der Schneideinsätze nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei dem ein Gas, das eine oder mehrere Verbindungen des Metalls oder der Metalle enthält, welche die keramische Beschichtung bilden, über das Substrat bei hoher Temperatur geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der in das Gas für den Beschichtungsprozeß eindringenden Stoffe die größtmögliche Konzentration ergeben, wobei jedoch die sich ergebende Übersättigung nicht so weit getrieben wird, daß eine Pulverbildung stattfindet.
DE2443160A 1973-09-17 1974-09-10 Schneideinsatz für Schneidwerkzeuge der spanabhebenden Bearbeitung und Verfahren zu seiner Herstellung Expired DE2443160C3 (de)

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DE2443160A Expired DE2443160C3 (de) 1973-09-17 1974-09-10 Schneideinsatz für Schneidwerkzeuge der spanabhebenden Bearbeitung und Verfahren zu seiner Herstellung

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US (1) US3977061A (de)
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NL (1) NL7411797A (de)
SE (1) SE367217B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3116548A1 (de) * 1980-04-30 1982-03-18 Ford-Werke AG, 5000 Köln Verfahren zur spanabhebenden bearbeitung von werkstoffen

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE32093E (en) * 1971-05-26 1986-03-18 General Electric Company Aluminum oxide coated titanium-containing cemented carbide product
JPS5330056Y2 (de) * 1975-05-23 1978-07-27
DE2525185C3 (de) * 1975-06-06 1986-04-17 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Hartmetallkörper
US4018631A (en) * 1975-06-12 1977-04-19 General Electric Company Coated cemented carbide product
GB1578729A (en) * 1976-06-16 1980-11-05 Lucas Industries Ltd Tip in a single point turning tool
US4109050A (en) * 1976-12-09 1978-08-22 General Electric Company Coated silicon-based ceramic composites and method for making same
GB1600602A (en) * 1977-03-17 1981-10-21 Lucas Industries Ltd Tool tip for a machine tool
US4352308A (en) * 1978-05-31 1982-10-05 Ford Motor Company Method of cutting cast iron with Si3 N4 composite cutting tool material
US4357382A (en) * 1980-11-06 1982-11-02 Fansteel Inc. Coated cemented carbide bodies
USRE32111E (en) * 1980-11-06 1986-04-15 Fansteel Inc. Coated cemented carbide bodies
IL63802A (en) * 1981-09-11 1984-10-31 Iscar Ltd Sintered hard metal products having a multi-layer wear-resistant coating
CA1204637A (en) * 1982-05-20 1986-05-20 Vinod K. Sarin Coated composite modified silicon aluminum oxynitride cutting tools
US4440547A (en) * 1982-05-20 1984-04-03 Gte Laboratories Incorporated Alumina coated silicon nitride cutting tools
CA1204638A (en) * 1982-05-20 1986-05-20 Vinod K. Sarin Coated composite silicon nitride cutting tools
SE8205274L (sv) * 1982-09-15 1984-03-16 Santrade Ltd Sker samt metod for tillverkning av detsamma
US4608243A (en) * 1983-04-04 1986-08-26 Borg-Warner Corporation High hardness hafnium nitride
DE3332260A1 (de) * 1983-09-07 1985-03-28 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Beschichteter hartmetallkoerper
AU563115B2 (en) * 1983-09-30 1987-06-25 Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Instrumentalny Institut Metal-cutting tool and method for manufacture thereof
SE451581B (sv) * 1984-04-06 1987-10-19 Sandvik Ab Keramiskt material huvudsakligen baserat pa kiselnitrid, aluminiumnitrid och aluminiumoxid
US4619865A (en) * 1984-07-02 1986-10-28 Energy Conversion Devices, Inc. Multilayer coating and method
US4724169A (en) * 1984-10-09 1988-02-09 Ovonic Synthetic Materials Company, Inc. Method of producing multilayer coatings on a substrate
JPS61158883A (ja) * 1984-12-28 1986-07-18 日本特殊陶業株式会社 被覆膜付きジルコニア基焼結体
JPS61221369A (ja) * 1985-03-27 1986-10-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 被覆超硬合金部材
DE3512986A1 (de) * 1985-04-11 1986-10-16 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe Viellagige, hochverschleissfeste hartstoffschutzschicht fuer metallische, stark beanspruchte oberflaechen oder substrate
CA1286549C (en) * 1985-05-02 1991-07-23 James W. Warren Refractory composite material and method of producing material
EP0211579B1 (de) * 1985-08-02 1990-03-28 Ngk Insulators, Ltd. Verfahren zur Herstellung eines Bauelements aus gesintertem Siliciumnitrid
JPS6272583A (ja) * 1985-09-26 1987-04-03 日本碍子株式会社 高温構造部材用炭化珪素焼結部材
DE3608734C1 (de) * 1986-03-15 1987-01-02 Feldmuehle Ag Beschichtete Keramik-Wendeschneidplatte
US4943450A (en) * 1987-01-20 1990-07-24 Gte Laboratories Incorporated Method for depositing nitride-based composite coatings by CVD
US4751109A (en) * 1987-01-20 1988-06-14 Gte Laboratories Incorporated A process for depositing a composite ceramic coating on a hard ceramic substrate
US4749629A (en) * 1987-01-20 1988-06-07 Gte Laboratories Ultrathin laminated oxide coatings and methods
US4890574A (en) * 1987-01-20 1990-01-02 Gte Laboratories Incorporated Internal reactor for chemical vapor deposition
US4745010A (en) * 1987-01-20 1988-05-17 Gte Laboratories Incorporated Process for depositing a composite ceramic coating on a cemented carbide substrate
US4943543A (en) * 1987-04-30 1990-07-24 Sandvik Aktiebolag Sintered ceramic materials
JPH0773802B2 (ja) * 1987-07-10 1995-08-09 住友電気工業株式会社 被覆超硬合金工具
US4892792A (en) * 1987-10-01 1990-01-09 Gte Laboratories Incorporated A1N coated silicon nitride based cutting tools
US4950558A (en) * 1987-10-01 1990-08-21 Gte Laboratories Incorporated Oxidation resistant high temperature thermal cycling resistant coatings on silicon-based substrates and process for the production thereof
US4936959A (en) * 1987-12-16 1990-06-26 Ford Motor Company Method of making cutting tool for aluminum work pieces having enhanced crater wear resistance
SE464818B (sv) * 1989-06-16 1991-06-17 Sandvik Ab Belagt skaer foer skaerande bearbetning
JPH0516031A (ja) * 1991-10-28 1993-01-26 Ngk Spark Plug Co Ltd 高靱性高耐久性被覆セラミツク工具の製造方法
SE501527C2 (sv) * 1992-12-18 1995-03-06 Sandvik Ab Sätt och alster vid beläggning av ett skärande verktyg med ett aluminiumoxidskikt
SE502223C2 (sv) 1994-01-14 1995-09-18 Sandvik Ab Sätt och alster vid beläggning av ett skärande verktyg med ett aluminiumoxidskikt
US5630275A (en) * 1994-08-23 1997-05-20 Warner-Lambert Company Multi-blade razor head with improved performance
SE504968C2 (sv) * 1994-11-15 1997-06-02 Sandvik Ab Metod att belägga ett skärverktyg med ett skikt av alfa-Al2O3
DE19518779C1 (de) * 1995-05-22 1996-07-18 Fraunhofer Ges Forschung Verbundkörper aus vakuumbeschichtetem Sinterwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19518781C1 (de) * 1995-05-22 1996-09-05 Fraunhofer Ges Forschung Vakuumbeschichteter Verbundkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
AU4414296A (en) * 1995-11-22 1997-06-11 Robert B. Marcus Knifes blades having ultra-sharp cutting edges and methods of fabrication
JP3678924B2 (ja) * 1998-11-05 2005-08-03 日立ツール株式会社 酸化アルミニウム被覆工具
CN1131758C (zh) * 1998-12-24 2003-12-24 皇家菲利浦电子有限公司 具有一层辅助层的切削件及其制造方法
WO2002083374A2 (en) * 2001-04-17 2002-10-24 Lazorblades, Inc. Ceramic blade and production method therefor
EP1609883B1 (de) 2004-06-24 2017-09-20 Sandvik Intellectual Property AB Beschichtetes Schneidwerkzeug
RU2748537C1 (ru) * 2020-09-23 2021-05-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) Способ изготовления оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики новой фракции

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2943008A (en) * 1956-07-17 1960-06-28 Electro Refractories & Abrasiv Refractory articles
NL113384C (de) * 1957-11-04
US3208873A (en) * 1962-01-05 1965-09-28 Ibm Method and apparatus for depositing films of refractory metal oxides and refractory metals
US3615275A (en) * 1967-12-12 1971-10-26 Texas Instruments Inc Homogeneously fine-grained vapor-deposited material in bulk form
US3642522A (en) * 1969-07-15 1972-02-15 Suisse Horlogerie Rech Lab Method for producing hard coatings on a surface
US3692565A (en) * 1970-10-22 1972-09-19 Bernd Lersmacher Method of depositing substances from the gas phase
US3736107A (en) * 1971-05-26 1973-05-29 Gen Electric Coated cemented carbide product
CH540990A (fr) * 1971-07-07 1973-08-31 Battelle Memorial Institute Procédé pour augmenter la résistance à l'usure de la surface d'un outil de coupe
SE357984B (de) * 1971-11-12 1973-07-16 Sandvik Ab
US3852098A (en) * 1972-12-15 1974-12-03 Ppg Industries Inc Method for increasing rate of coating using vaporized reactants

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3116548A1 (de) * 1980-04-30 1982-03-18 Ford-Werke AG, 5000 Köln Verfahren zur spanabhebenden bearbeitung von werkstoffen

Also Published As

Publication number Publication date
IT1020348B (it) 1977-12-20
FR2243754A1 (de) 1975-04-11
DE2443160C3 (de) 1980-01-03
JPS5313276B2 (de) 1978-05-09
GB1464022A (en) 1977-02-09
US3977061A (en) 1976-08-31
JPS5076682A (de) 1975-06-23
SE367217B (de) 1974-05-20
NL7411797A (nl) 1975-03-19
FR2243754B1 (de) 1978-06-16
DE2443160A1 (de) 1975-08-07

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