DE3433729A1

DE3433729A1 - Werkzeug zur bearbeitung metallischer und nichtmetallischer werkstoffe

Info

Publication number: DE3433729A1
Application number: DE19843433729
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr. 2000 Norderstedt Dietrich; Georg Dipl.-Ing. 3013 Barsinghausen Hilsch; Karl-Michael Dipl.-Ing. 2359 Henstedt-Ulzburg Sasse
Original assignee: Ernst Winter and Sohn Diamantwekzeuge GmbH and Co
Current assignee: Saint Gobain Diamantwerkzeuge GmbH and Co KG
Priority date: 1984-09-14
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1986-03-27

Description

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Anm.: Firma Ernst Winter & Sohn (blz2oo4oooo)

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(GmbH & Co.)» Hamburg = ₍blz20010020) Bez.: Werkzeug zur Bearbeitung metalli- O/ 33729

scher und nichtmetallischer Werkstoffe meine Akte: 6043/84

Werkzeug zur Bearbeitung matallischer und nichtmetallischer Werkstoffe

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Bearbeitung metallischer und nichtmetallischer Werkstoffe, insbesondere Gestein, mit einer den Werkzeuggrundkörper wenigstens teilweise umgebenden Verschleißschutzschicht.

Werkzeuge zur Bearbeitung, insbesondere nichtmetallischer Werkstoffe wie Gestein, beispielsweise Bohrer, Trennscheiben und Sägen, weisen in der Regel einen Werkzeuggrundkörper auf, der aus einer Legierung, aus Verbundwerkstoffen oder aus Hartmetall bestehen kann, wobei alle diese den Werkzeuggrundkörper bildenden Werkstoffe eine hohe Verschleißfestigkeit gegen Reibverschleiß zeigen. Beispielsweise dienen derartige Werkstoffgrundkörper als Martix für Diamanten oder andere Bearbeitungsmaterialien mit ähnlichen Bearbeitungseigenschaften.

Eine Reihe dieser matrixbildenden Werkstoffe, die in der Reibpaarung Stein/Matrix sehr gute Verschleißeigenschaften zeigen, sind gegen Erosions-, Kavitations- und Korrosionsverschleiß sowie gegen Kombinationen dieser Verschleißerscheinungen, beispielsweise dem sogenannten Fretting sehr empfindlich. Derartige Verschleißerscheinungen führen im wesentlichen durch Verschleiß der Werkzeugflanken und der Stirnseiten zu einem vorzeitigen Werkzeugausfall, obwohl die aktiven Bearbeitungsflächen des Werkzeugs noch keineswegs verbraucht sind. Ein derartiger Verschleiß tritt insbesondere dann auf, wenn aufgrund der Werkzeuggeometrie die Werkzeugflanken nicht in Kontakt mit dem Werkstück sind, sondern lediglich von Kühlschmiermitteln angeströmt werden.

Wird das Kühlmittel in einem Kreislauf geführt, tritt diese Art Verschleiß durch den im Schmiermittel in Suspension gehaltenen Werkstückschlamm, das heißt Steinschlamm verstärkt auf. Kühlmittelzusätze, die zu einer erheblichen Standzeiterhöhung in der Reibfläche beitragen, führen zu einer weiteren Erhöhung des Flanken- und Stirnverschleißes, wenn sie die

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Absetzzeiten des Schlammes, zum Beispiel durch die im Mittel enthaltenen Emulgatoren erhöhen, so daß eine erhöhte Partikelkonzentration im Kühlmittel vorliegt.

Zur Vermeidung derartiger Verschleißvorgänge sind bisher Verschleißschutzschichten in Form einer Panzerung bekannt geworden, deren wesentliche Eigenschaften darin bestand, daß sie von beträchtlicher Härte sind. Diese bekannten harten Panzerungen wurden durch Auftragsschweißung oder durch Aufspritzen einer Schicht auf die arbeitspassiven Flächen des Werkzeugs aufgebracht und sind auch als galvanische Hartstoffdispersionsschichten oder Schichten mit erhöhter Diamantkonzentration bekannt geworden.

Der Nachteil dieser bekannten Panzerungen besteht darin, daß diese aufgrund ihrer harten Eigenschaften die Auftreffenergie der Abtragspartikel nicht aufzunehmen imstande sind und somit der erosions-, kavitations- und korrosionsbedingte Verschleiß gegenüber verschleißschutzschichtfreien Werkzeugen zeitlich nur unbeträchtlich verzögert wurde.

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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verschleißschutzschicht für Werkzeuge der eigangs genannten Art vorzusehen, mit denen der Werkzeuggrundkörper zur Erhöhung der Standzeit des Werkzeugs gegen Erosions-, Kavitations-, Korrosionsverschleiß und dergleichen wirksam geschützt werden kann.

Gelöst wird die Aufgbe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Verschleißschutzschicht zur Reflektion oder Absorbtion der Abtragsenergie aus einem weicheren Verbundwerkstoff als der des Bearbeitungselementes besteht. Gegenüber einer Panzerung aus harten Werkstoffen besteht der Vorteil des Vorsehens einer Verschleißschutzschicht aus einem weichen Werkstoff darin, daß die Energie der den Abtrag verursachenden Partikel bzw. Prozesse von dieser Verschleißschutzschicht zerstörungsarm aufgenommen und entsprechend wirkungslos gemacht wird. Die zusätzliche Hartstoffbestückung der weichen Verschleißschicht trägt zum Abtrag der Werkstücke im Bereich der aktiven ßearbeitungsfläche bei.

Grundsätzlich ist die Ausbildung der hier vorgeschlagenen Verschleißschutzschicht bei allen

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Werkzeugen möglich, die zur Bearbeitung von nichtmetallischen Werkstoffen wie Gestein eingesetzt werden können. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Verschleißschutzschicht bei einem Werkzeug vorgesehen, daß diamentbestückte Bearbeitungselemente aufweist oder an einem Werkzeug, dessen Bearbeitungselemente mit kristallinem Bornitrid bestückt sind. Das Ziel, die Standzeiten von Werkzeugen, insbesondere diamantbestückter Werkzeuge zu verlängern und somit vom tatsächlichen Verschleiß seiner aktiven Bearbeitungsflächen bzw. Kanten abhängig zu machen, wird durch Vorsehen der hier vorgeschlagenen Verschleißschutzschicht aus weicherem Werkstoff erreicht.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Darin zeigen:

Figur 1: Einen Teilausschnitt eines um eine Achse rotierenden Werkzeuges mit unterschiedlich ausgebildeten Bearbeitungselementen in der Draufsicht im Schnitt und

Figur 2: einen Ausschnitt eines um eine Achse rotierenden Werkzeugs in der Seitenansicht .

Das in den Figuren dargestellte Werkzeug 10 stellt ein Sägeblatt dar, das um eine Drehachse 14 rotiert. Das Werkzeug 10 weist einen scheibenförmigen Werkzeuggrundkörper 11 auf, auf dem an seinem Umfang Bearbeitungselemente 13 angebracht sind, die im vorliegenden Fall als Matrix für die Bearbeitungsdiamanten dienen .

Die Bearbeitungselemente 13 als Teil des Werkzeuggrundkörpers sind an ihren am eigentlichen Bearbeitungsvorgang nicht beteiligten passiven Seiten 15 mit der aus weichem Werkstoff bestehenden Verschleißschutzschicht 12 ummantelt, während die aktive Seite 16 des Bearbeitungselementes 13 verschleißschutzschichtfrei ist.

Claims

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PATENTANWALT - Ballindarpta 15

Fernsprecher 33 51 15 j . Bank: C/6mmerzba;ikAG, Konto-Nr. 38/57

Anm.: Firma Ernst Winter & Sohn <mz*4oooo)«

//-ιι_ττο/ί\ττί. · Postscheck: Hamburg 2509 00-207

(GmbH & Co.), Hamburg ₍blz2oöioo2O)

Bez.: Werkzeug zur Bearbeitung metallischer und nichtmetallischer Werkstoffe 3 A 33729

meine Akte: 6043/84

IMACHQSREICHTI

Patentansprüche

1. Werkzeug zur Bearbeitung metallischer und nichtmetallischer Werkstoffe, insbesondere Gestein, mit einer den Werkzeugkörper wenigstens teilweise umgebenden Verschleißschutzschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschutzschicht (12) zur Reflektion oder Absorbtion der Abtragsenergie aus einem weichen, zähen Hartstoff-Metall Verbundwerkstoff besteht.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschutzschicht (12) bestückt ist mit Diamant, und/od"r mit kristallinen Bornitrid, und/oder anderen Hartstoffen, wie Oxid-, Karbid- oder Hartmetall-Körnungen.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißschutz-

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schicht (12) durch Sintern oder andere pulvermetallurgische Verfahren auf den Werk zeugkörper aufgebracht ist.

A. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß dieses diamantbestückte Bearbeitungselemente aufweist.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Bearbeitungselemente aufweist, die mit kristallinem Bornitrid bestückt sind.