DE2715941A1 - Schleifkoerper - Google Patents
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Description
"Schleifkörper"
(Zusatz zu Patentanmeldung P 25 41 432.8)
(Zusatz zu Patentanmeldung P 25 41 432.8)
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schleifkörper aus mindestens 50 Vol.-% Diamant- und/oder kubischen Bornitridteilchen
mit mindestens einer aus einem hochschmelzenden, die Teilchen und/oder die Bettungsmasse benetzenden und mit den
Teilchen verträglichen Metall-Lot bestehenden Metallschicht versehenen Oberfläche nach Patentanmeldung P 25 41 432.8.
Ein Schleifkörper der vorerwähnten Art sollte frei von Zerfallsprodukten
der verschleißfesten Teilchen sein. . Demgemäß sollte der Schleifkörper frei von aus dem Diamant entstehendem
Grafit sowie von aus dem kubischen Bornitrid entstandenem hexagonalem Bornitrid sein. Das Lot besteht vorzugsweise
aus Übergangsmetallen wie Titan, Chrom, Mangan, Vanadium, Molybdän, Platin, Eisen, Kobalt, Nickel oder diese Metalle
enthaltenden Legierungen. Unter diesen hat sich eine Kupfer-Titan oder Kupfer-Zinn-Titan-Legierung besonders bewährt.
Das Lot dient dazu, den Schleifkörper mit einem Träger beispielsweise
aus Wolframkarbid-Hartmetall zu verbinden, um beispielsweise ein Schleifwerkzeug herzustellen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Gegenstand der Hauptanmeldung weiter zu verbessern und insbesondere ein
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Y-
Lot mit besonders hoher Haftfestigkeit vorzuschlagen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem Schleifkörper
nach der Hauptanmeldung das Metall-Lot aus Zirkonium besteht. Der besondere Vorteil ist dabei neben einer hochfesten Bindung zwischen dem Schleifkörper und dem Träger,
die gute Reproduzierbarkeit.
Erfindungsgemäß kann ein Schleifkörper über eine vorzugsweise höchstens 0,5 mm dicke Zirkoniumschicht mit einem
Hartmetallträger verbunden sein. Die Zirkoniumschicht ist sehr dünn und besitzt vorzugsweise eine Dicke von 50 bis
500 μ m. Zwischen der Zirkoniumschicht und der Bettungsmasse des Schleifkörpers kann es zu einer Legierungsbildung kommen.
Eine ähnliche Legierungsbildung kann sich hinsichtlich der Bettungsmasse des Hartmetallträgers ergeben. Die für die
Schichtdicke angegebenen Werte schließen daher auch die Grenzschichten einer Legierungsbildung ein.
Der Schleifkörper enthält vorzugsweise mindestens 70 VoI„-%
vorzugsweise 80 bis 90 Vol.-96 Diamantteilchen. Die Bettungsmasse des Schleifkörpers besteht vorteilhafterweise aus einem
Metall, beispielsweise einem ein Diamantwachstum ermöglichenden Metall. Hierfür kommen die Metalle der Gruppe VIII des
periodischen Systems oder solche Metalle enthaltenden Legierungen infrageo Besonders geeignet sind Kobalt, Eisen und
Nickel„ Bei einer derartigen Bettungsmasse kommt es in gewissen
Grenzen zu einem Verwachsen bzw. zu einer direkten Bindung der Diamantteilchen untereinander, wenn der Schleifkörper
bei einer Temperatur und einem Druck hergestellt wird, der innerhalb des Gebietes des stabilen Diamants im Kohlenstoff-Phasen-Diagramm
liegt.
Als Träger kommen die bekannten Hartmetalle infrage. Besonders geeignet sind jedoch Wolframkarbid-, Titankarbid- und Tantal-
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karbid-Hartmetalle · Als Betttangsmasse für die Karbide eignen
sich die Metalle der Gruppe VIII des periodischen Systems wie Kobalt, Nickel und Eisen oder diese Metalle enthaltende
Legierungen. Der Metallgehalt des Trägers beträgt vorzugsweise 6 bis 25%.
Es versteht sich, daß der Träger normalerweise ein wesentlich
größeres Volumen besitzt als der Schleifkörper, der vorzugsweise aus einer kreisförmigen Scheibe oder einem
Scheibensegment besteht.
Beim Herstellen eines Schleifkörpers wird ein Gemisch aus
verschleißfesten Teilchen und einem. Pulver des Bettungsme
talls in die Form eineijherkömmlichen, mit hohem Druck und
hoher Temperatur arbeitenden Presse eingebracht, wie sie auch für ein Diamantwachsen eingesetzt wird. Das Einsatzgut
besteht aus dem karbidischen Trägerpulver oder einem vorge formten Hartmetall-Träger, einer Zirkoniumfolie oder einer
Schicht aus Zirkoniumpulver sowie zuoberst aus einer die Bestandteile des Schleifkörpers enthaltenden Schicht, gege
benenfalls zur Gänze aus Diamantteilchen. Soll der Schleifkörper jedoch eine metallische Bettungsmasse aufweisen, dann
kann die oberste Schicht das Bettungsmetall als Pulver ent halten, oder es kann sich auf der Zirkoniumschicht eine Pul
verschicht oder eine Folie aus dem Bettungsmetall befinden. Das Verdichten des Einsatzgutes findet bei einem Druck und
einer Temperatur im Bereich des stabilen Diamanten statt. Hierfür eignen sich ein Druck von 50 bis 75 hb und Tempe
raturen von 1400 bis 16000C bei Behandlungszeiten von min
destens drei Minuten, im allgemeinen von 10 bis 30 Minuten. Nach dem Entlasten und Abkühlen auf Raumtemperatur wird
das Schleifwerkzeug in üblicher Weise ausgeformt.
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Im Rahmen eines Versuches wurden in ein Heiijresswerkzeug ein Wolframkarbid-Hartmetall-Träger mit einer 100^4 m
dicken Zirkoniumschicht sowie anschließend ein Gemisch aus 20 Vol.-% Kobaltpulver und 80 VoI,-% Diamantteilchen
eingesetzt. Das Heißpresswerkzeug wurde in eine übliche Presse eingesetzt und anschließend auf einen Druck von
70 hb und eine Temperatur von 145O°C gebrachte Nach dem
Entlasten und Abhüllen auf Raumtemperatur fiel ein Schleifwerkzeug aus einem über eine 100 l4 m dicke Zirkoniumschicht
mit einem Wolframkarbid-Hartmetall-Träger verbundenen Diamant-Schleifkörper in Form einer kreisförmigen Scheibe an,
deren Trägervolumen wesentlich größer war als das Schleifkörpervolumen.
Die Scheibe wurde alsdann in sechs gleiche Segmente unterteilt, von denen jedes mit einem herkömmlichen Drehwerkzeug
verbunden und zum Zerpanen einer 18% Silizium enthaltenden Aluminium-Silizium-Legierung eingesetzt wurde. Beim
Zerspanen zeigte sich, daß die Bindeschicht aus Zirkonium hunderten von Umdrehungen standhielt. Beim Auftreten sehr
starker Tangentialkräfte kam es zwar zu eine r Rissbildung sowohl im Schleifkörper als auch im Träger; in keinem
Falle war jedoch die Zirkoniumschicht betroffen. Daran zeigte sich, daß die Bindeschicht aus Zirkonium eine höhere
Festigkeit besitzt als der Schleifkörper und der Träger. Außerdem ergab sich bei ausgedehnten Versuchsreihen, daß
eine Zirkoniumschicht weitaus weniger empfindlich auf Änderungen der Herstellungsbedingungen reagiert als herkömmliche
Schichten beispielsweise aus Titan.
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Claims (9)
- •-•■swDe Beers Industrial Diamond Division Limited,45 Main Street, Johannesburg t Transvaal, Süd-AfrikaPatentansprüche:M.JSchleifkörper aus mindestens 50 Vol0-% Diamant- und/oder kubischen Bornitridteilchen mit mindestens einer aus einem hochschmelzenden, die Teilchen und/oder die Bettungsmasse benetzenden und mit den Teilchen verträglichen Metall-Lot bestehenden Metallschicht versehenen Oberfläche, nach Patentanmeldung P 25 41 432.8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus Zirkonium besteht·
- 2. Schleifkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zirkoniumschicht 50 bis 500 a m dick ist.
- 3· Schleifkörper nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich net durch einen Diamantgehalt von mindestens 70 Vol.-96.
- 4. Schleifkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Diamantgehalt von 80 bis 90 Vol.-96.
- 5. Schleifkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine metallische Bettungsmasse.
- 6. Schleifkörper nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Bettungsmasse aus einem Metall der Gruppe VIII oder einer mindestens ein solches Metall enthaltenden Legierung.709844/0737
- 7. Schleifkörper nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Bettungsmasse aus Kobalt.
- 8. Schleifkörper nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamantenteilchen miteinander verwachsen sind.
- 9. Schleifkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 , gekennzeichnet durch einen Träger aus Wolframkarbid-Hartmetall„709844/0737
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