DE3714353A1 - Verfahren zur herstellung eines diamanthaltigen verbundwerkstoffes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Pulvermetallurgie und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines diamanthaltigen Verbundwerkstoffes auf Hartmetall-Basis, bestehend aus Wolframkarbid und Kobalt.

Dieser Verbundwerkstoff wird zur Bestückung eines zum Niederbringen von Bohrlöchern anwendbaren Bohrwerkzeuges, eines zur Wiederherstellung der Form und der Schneidfähig­ keit von Schleifscheiben anwendbaren Abrichtwerkzeuges sowie zur Bestückung anderer Werkzeuge, die unter den Bedingungen eines starken Schleifverschleißes arbeiten, eingesetzt. Zur Vorbeugung einer Graphitisierung von Diamanten und deren Entfestigung wird bekanntlich die Herstellung eines diamant­ haltigen Verbundwerkstoffes durch Warmpressen unter Hoch­ druck verwirklicht. Wie Untersuchungen zeigen, ist jedoch unter Hochdruck infolge einer Erhöhung der thermodynamischen Stabilität von Diamanten und infolge einer Änderung der Atomabstände im Kristallgitter von Kobalt - in der Bindephase vom Hartmetall - die Wechselwirkung zwischen Diamant und Hartmetall (Matrizenstoff) sehr gering (Fizika i tekhnika vysokikh davleny, 1980, H. 2, E.S. Simkin "Vzaimodeistvie almaza s materialom matritsy pri vysokikh davleniyakh", S. 54-56). Dadurch erfolgt bei der Arbeit des diamanthaltigen Verbundwerkstoffes unter den Bedingungen eines starken Schleifverschleißes ein erhöhter Verbrauch an Diamanten. Zwecks Erhöhung der Adhäsion des Matrizenstoffes am Diamanten wird eine Metallisierung der Diamanten durchgeführt.

Bekannt sind metallisierte Diamantkörner und ein Verfahren zur Herstellung von Schleifwerkzeugen aus diesen Diamant­ körnern (FR, B, 20 93 865). Die Diamantkörner werden patent­ gemäß zunächst mit einer dünnen Schicht von Titan und dann mit einer Schicht von Eisen, Nickel oder Kobalt bedeckt.

Danach werden die Diamantkörner in einen Matrizenstoff, beispielsweise Bronze, eingelegt, und die Matrize wird dann auf die Sinterungstemperatur erhitzt.

Nachteilig für dieses Verfahren ist es, daß die Haftung des metallenen Films und des Diamantkornes aneinander niedrig ist, was zum schwachen Festhalten der Diamanten in der Matrize führt.

Bekannt ist auch ein Verfahren zum Auftragen auf Diamant­ körner dispersionsgehärteter elektrochemischer Verbundüber­ züge der Zusammensetzung Co-Ni-MeC. Diese Überzüge werden aus Suspensionen hergestellt, die aus Elektrolyten unter Zusatz einer bestimmten Menge (50 g/l) an feindispersem Karbidpulver bestehen. Bei der Fertigung von Werkzeugen aus Metallbindemitteln unter Anwendung der genannten Diamant­ körner erfolgt bei der Sinterung eine intensive Diffusions­ wechselwirkung zwischen dem dispersionsgehärteten elektro­ chemischen Verbundüberzug und dem Metallbindemittel, wodurch das letztere stark legiert wird (Sverkhtverdye materialy, Jahrgang 1980, Heft 4, T.M. Duda und andere "Shlifovalnye krugi s kompozitsionnym elektrokhimicheskim pokrytiem almazov", S. 25-28).

Ein Nachteil dieses Verfahrens ist eine niedrige Haftung des dispersionsgehärteten elektrochemischen Verbundüberzugs an der Oberfläche von Diamanten, wodurch sie schlecht in der Matrize (im Metallbindemittel) bei der Arbeit des Werkzeuges festgehalten werden.

Bekannt ist ein Herstellungsverfahren für ein Diamantwerk­ zeug, nach dem auf Diamantkörner eine Schicht von Matrizen­ stoff durch Granulieren aufgetragen wird (SU, A, 1 32 970). Nachteilig für dieses Verfahren ist eine schlechte physika­ lisch-chemische Verträglichkeit der Diamanten mit kontaktie­ rendem Matrizenstoff, was zu einem erhöhten Verbrauch an Diamanten bei der Arbeit des Werkzeuges führt.

Bekannt ist auch zur Erzeugung eines diamanthaltigen Gemen­ ges ein Verfahren zur Herstellung eines diamanthaltigen Verbundwerkstoffes auf der Basis von Wolframkarbid und Kobalt als Hartmetall, das ein Auftragen durch Granulieren auf Diamantkörner eines pulverförmigen Hartmetall-Gemenges, das zu 80 bis 94 Masse-% aus Wolframkarbid und zu 20 bis 6 Masse-% aus Kobalt vorsieht, wobei der Diamant in einer Menge genommen wird, die dessen Gehalt im diamanthaltigen Verbundwerkstoff 25 bis 40 Vol.-% betragen läßt, ein Kaltpressen des diamanthaltigen Gemenges zu Briketts, eine Wärmebehandlung der Briketts in einem reduzierenden Mittel bei einer Temperatur von 600 bis 850°C unter isothermischem Halten innerhalb von 25 bis 50 Minuten, ein Warempressen der Briketts unter Hochdruckverhältnissen bei einer Temperatur von 1100 bis 1300°C und unter einem Druck von 5 bis 50 kbar mit einer Geschwindigkeit von 400 bis 600°C/min für die Temperaturerhöhung und mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 60 kbar/min für den Druckanstieg, wobei nach Erreichen der Solltemperatur und des Solldrucks im Stadium des Warmpres­ sens die Briketts innerhalb von 0,5 bis 10 Minuten gehalten werden, eine Abkühlung des erhaltenen diamanthaltigen Verbundwerkstoffes unter gleichzeitigem Druckabfall, wobei die Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von 750 bis 1000°C/min und der Druckabfall mit einer Geschwindigkeit von 7 bis 20 kbar/min erfolgen (DE-Anmeldung Nr. P 35 14 507.2 vom 22.04.85; IN-Anmeldung Nr. 322/DEL/85 vom 17.04.85). Nachteilig für das genannte Verfahren ist eine niedrige Haftung des Hartmetalls (des Matrizenstoffes) an den Diamanten, wodurch ein erhöhter Verbrauch an Diamanten bei der Arbeit des mit einem diamanthaltigen Verbundstoff bestückten Werkzeuges verursacht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Verfahren zur Herstellung von diamanthaltigem Verbundwerkstoff auf der Basis von Wolframkarbid und Kobalt als Hartmetall die Auf­ tragsbedingungen des Hartmetall-Gemenges auf Diamantkörner derart zu ändern, daß die Haftung des Hartmetalls an dem Diamanten sich erhöht und somit der Verbrauch an Diamanten bei der Arbeit eines mit dem genannten diamanthaltigen Verbundwerkstoff bestückten Werkzeuges sich vermindert, das heißt, daß die Leistungsfähigkeit des Werkzeuges erhöht wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Auftragung eines diamanthaltigen Hartmetall-Gemenges auf Diamantkörner in zwei Stufen durchgeführt wird, wobei in der ersten Stufe die Auftragung durch Einwirken auf das vorher aufbereitete Ge­ misch aus Diamantkörnern und pulverförmigem Hartmetall- Gemenge mit einem Strahl von Plasma, das Ionen der Elemente des Hartmetall-Gemenges enthält, und in der zweiten Stufe die Auftragung eines diamanthaltigen Hartmetall-Gemenges auf Diamantkörner, die mit einem Hartmetall-Gemenge überzogen sind, durch Granulieren verwirklicht wird, wobei die Menge des in der ersten Stufe auf Diamantkörner aufgetragenen Hartmetall-Gemenges 2 bis 3% dessen Gesamtmenge beträgt.

Dadurch, daß im ersten Stadium das Gemisch aus Diamant­ körnern und pulverförmigem Hartmetall-Gemenge von einem Strahl von Plasma, das Ionen der Elemente des Hartmetall- Gemenges enthält, beeinflußt wird, geschieht das folgende. Die betreffenden Ionen beschießen die Oberfläche der Diamantkörner und der Partikeln des Hartmetall-Gemenges und dringen in diese auf eine Tiefe von 3 bis 5 monomolekularen Schichten ein, was die Oberfläche der Diamantkörner und Partikel des Hartmetall-Gemenges wesentlich aktiviert und zahlreiche nicht kompensierte Bindungen erzeugt. Infolge­ dessen bildet sich eine feste Haftung der Diamantkörner und der Partikel des Hartmetall-Gemenges aneinander, was den Verbrauch an Diamanten bei der Arbeit eines mit diamant­ haltigem Verbundwerkstoff bestückten Werkzeuges beträchtlich vermindert und somit die Leistungsfähigkeit des Werkzeuges erhöht.

Im erfindungsgemäßen Verfahren können sowohl synthetische als auch natürliche Diamanten verschiedener Fraktionszusam­ mensetzung verwendet werden, weil das Verfahren die Bedin­ gungen zur Erhaltung des Diamanten als einer überharten Komponente des Verbundstoffes schafft und dessen Graphiti­ sierung und Entfestigung ausschließt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, einen diamanthaltigen Verbundstoff in Form von Fertigerzeugnissen jeder beliebigen Konfiguration und mit vorgegebenen Abmes­ sungen herzustellen.

Wie oben erwähnt, beträgt in der ersten Stufe die Menge des auf Diamantkörner aufgetragenen Hartmetall-Gemenges 2 bis 3% dessen Gesamtmenge.

Eine Verminderung der genannten Minimalmenge des Hartmetall- Gemenges, das in der ersten Stufe auf Diamantkörner aufzu­ tragen ist, führt zu einer nicht vollständigen Beschichtung der Oberfläche der Diamantkörner und somit zu einer nicht hinreichenden Festhaltung der Diamantkörner im Hartmetall. Eine Vergrößerung der genannten Maximalmenge des Hartmetall- Gemenges, das in der ersten Stufe auf Diamantkörner aufzu­ tragen ist, führt zu einer Verlängerung der Prozeßdauer und somit zur Herabsetzung dessen Leistungsvermögens.

Die Wärmebehandlung der Briketts in einem reduzierenden Mittel wird bei einer Temperatur von 600 bis 850°C unter isothermischem Halten innerhalb von 25 bis 50 Minuten vorgenommen. Eine Verminderung der Temperaturwerte unter 600°C und der Haltezeit unter 25 Minuten führt zu einer nicht vollständigen Reduzierung der Kobaltoxide. Eine Steigerung der Temperatur über 850°C und der Haltezeit über 50 Minuten führt zu einer bedeutenden Schrumpfung der Briketts und zu einer Rißbildung in den Körnern syntheti­ scher Diamanten.

Die Warmpressung unter Hochdruckbedingungen führt man unter einem Druck von 5 bis 50 kbar und bei einer Temperatur von 1100 bis 1300°C mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 60 kbar/min für den Druckanstieg und mit einer Geschwindigkeit von 400 bis 600°C/min für die Temperaturerhöhung durch, wobei die Haltezeit für die Briketts nach dem Erreichen der Solltemperatur und des Solldrucks 0,5 bis 10 Minuten be­ trägt. Die Verringerung der Minimalwerte der genannten Parameter führt zur Erhaltung eines porigen, nichtquali­ tativen Verbundwerkstoffes. Die Vergrößerung der Maximal­ werte der genannten Parameter führt zur Verkürzung der Betriebsdauer der Hochdruckkammern, zur Erhöhung des Arbeitsaufwandes für die Herstellung von Erzeugnissen aus diamanthaltigem Verbundwerkstoff und zu einem unproduktiven Energieaufwand. Darüber hinaus würde eine Drucksteigerung über 50 kbar dazu führen, daß die Warmpressung unter den Verhältnissen einer thermodynamischen Stabilität des Diamanten ablaufen und die Adhäsion des Diamanten am Hartmetall als Folge dessen abnehmen würde. Unter einem Druck von 5 bis 50 kbar werden die Briketts unter den Bedingungen gesintert, die der thermischen Stabilität des Diamanten nahe liegen. In diesem Fall kommt es zur chemi­ schen Reaktion des Diamanten mit dem Hartmetall, die Diamantkörner werden aber nicht zerstört und werden keiner intensiven Graphitisierung ausgesetzt.

Die Abkühlung des hergestellten diamanthaltigen Verbund­ werkstoffes wird wie oben erwähnt mit einer Abkühlungs­ geschwindigkeit von 750 bis 1000°C/min und mit einer Ge­ schwindigkeit von 7 bis 20 kbar/min für den Druckabfall durchgeführt. Die Verringerung der genannten Minimalwerte bewirkt eine Verlängerung der Dauer des Abkühlungsstadiums. Die Vergrößerung der genannten Maximalwerte hat eventuell eine Rißbildung im diamanthaltigen Verbundwerkstoff zur Folge.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von diamant­ haltigem Verbundwerkstoff wird wie folgt durchgeführt. Auf Diamantkörner wird ein pulverförmiges Hartmetal-Gemenge, das sich zu 80 bis 94 Masse% aus Wolframkarbid und zu 20 bis 6 Masse% aus Kobalt zusammensetzt, in zwei Stufen aufgetragen. In der ersten Stufe wird das vorher in einer Mischvorrich­ tung aufbereitete Gemisch aus Diamantkörnern und pulverför­ migem Hartmetall-Gemenge von einem Strahl aus Plasma, das Ionen der Elemente des Hartmetall-Gemenges (Ionen von Kohlenstoff, Wolfram, Kobalt) enthält, beeinflußt. Dabei beträgt die Menge des auf die Diamantkörner aufgetragenen Hartmetall-Gemenges 2 bis 3% dessen Gesamtmenge. Im zweiten Stadium erfolgt die Auftragung auf Diamantkörner des übrig­ gebliebenen Hartmetall-Gemenges, die mit Hartmetall-Gemenge beschichtet sind, durch Granulierung in einer Drehtrommel. Der Diamant wird in einer Menge genommen, die dessen Gehalt im diamanthaltigen Verbundwerkstoff 25 bis 40 Vol.% betragen läßt.

Eine eingewogene Menge des erzeugten diamanthaltigen Gemen­ ges wird dann in eine metallische Preßform gebracht und einem Kaltpressen unter einem Druck von 50 bis 75 MPa aus­ gesetzt. Das aus der Preßform herausgezogene Brikett wird auf ein Blech gelegt und in einen Ofen mit reduzierendem Medium, beispielsweise mit Wasserstoff oder Kontaktgas, gesetzt. Nachdem die Ofentemperatur 600 bis 850°C erreicht, erfolgt das isothermische Halten des Briketts innerhalb von 25 bis 50 Minuten, wobei die Kobaltoxide reduziert und die gasförmigen Produkte entfernt werden. Nach Ablauf der genannten Zeit wird das Brikett im reduzierenden Mittel abgekühlt. Im Laufe von 24 Stunden kann das Brikett in einer Vakuumkapsel oder einem Exsikkator gelagert werden. Dann wird das Brikett einem Warmpressen unter Hochdruck unter­ zogen. Zu diesem Zweck wird es in ein Graphitheizelement gebracht, das genannte Heizelement wird samt dem Brikett in einen Katlinitbehälter gesetzt, der anschließend zwischen den Matrizeneinsätzen der Hochdruckkammer untergebracht wird. Die Erzeugung des Solldrucks (5 bis 50 kbar) erfolgt in der Kammer mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 60 kbar/min. Über das Graphitheizelement wird dann elektrischer Strom geleitet. Die Spannung wird derart geregelt, daß eine Temperatur von 1100 bis 1300°C mit einer Geschwindigkeit von 400 bis 600°C/min für den Temperaturanstieg erreicht wird. Nach dem Erreichen des Solldrucks und der Solltemperatur wird das Brikett in der Kammer innerhalb von 0,5 bis 10 Minuten gehalten. Nach Ablauf der genannten Zeit wird der erhaltene diamanthaltige Verbundwerkstoff mit einer Geschwindigkeit von 750 bis 1000°C/min unter gleichzeitiger Druckminderung mit einer Geschwindigkeit von 7 bis 20 kbar/min abgekühlt.

Im Ergebnis wird der diamanthaltige Verbundwerkstoff in Form eines Fertigerzeugnisses vorgegebener Konfiguration und Abmessungen hergestellt.

Die Erzeugnisse aus dem diamanthaltigen Verbundwerkstoff werden Prüfungen auf die Abriebfestigkeit unterzogen, die den Verbrauch an Diamanten bei der Arbeit des Werkzeuges kennzeichnet, das mit dem genannten diamanthaltigen Verbund­ werkstoff bestückt ist.

Die Abriebfestigkeit der genannten Erzeugnisse wird bei der Prüfung beim Abrichten einer Schleifscheibe aus mittelhartem Elektrokorund (24A 400SM27K6) bestimmt, die zum Schleifen gehärteter Stähle eingesetzt wird. Die Bedingungen für das Abrichten: Abrichtgeschwindigkeit 25 bis 35 m/s, Quervor­ schub 0,02 mm/Gang, Längsvorschub 0,5 m/min.

Nach Ablauf von 100 bis 150 Abrichtzyklen wird eine Änderung der Masse des Erzeugnisses und der Schleifscheibe festge­ stellt. Die Abriebfestigkeit des Erzeugnisses aus dem diamanthaltigen Verbundwerkstoff wird durch einen spezifi­ schen Diamantverbrauch, das heißt durch einen Diamantver­ brauch für die Abnahme von 1 kg Schleifscheibe, definiert. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein diamanthal­ tiger Verbundwerkstoff mit einer hohen Abriebfestigkeit hergestellt, wobei der spezifische Diamantverbrauch 1,0 bis 1,2 mg pro 1 kg Schleifscheibe unterschreitet.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden konkrete Ausführungsbeispiele angeführt. Dabei werden die Einwaagen des pulverförmigen Hartmetall-Gemenges und des Diamanten unter der Bedingung der Erzeugung eines diamant­ haltigen Verbundwerkstoffes in Form eines zylindrischen Erzeugnisses von 10 mm Durchmesser und 10 mm Höhe berechnet.

Beispiel 1

Es wird ein diamanthaltiger Verbundwerkstoff auf der Basis eines Hartmetalls (80 Masse% Wolframkarbid und 20 Masse% Kobalt) und synthetischer Diamanten mit einer Korngröße von 0,5 mm erzeugt; der Diamantgehalt beträgt im Verbundwerk­ werkstoff 40 Vol.%.

Zu diesem Zweck wird auf die Diamantkörner ein pulverförmi­ ges Hartmetall-Gemenge, bestehend zu 80 Masse% aus Wolfram­ karbid und zu 20 Masse% aus Kobalt, in zwei Stufen aufge­ tragen. In der ersten Stufe wird das in einer Mischvorrich­ tung vorher aufbereitete Gemisch, bestehend aus Körnern synthetischer Diamanten mit einer Masse von 5,5 Karat und hergestellt nach dem Verfahren, das in DE-Anmeldung Nr. P. 35 14 507.2 und in der IN-Anmeldung 322/DEL/85 beschrieben ist, ist durch eine relativ niedrige Abriebfestigkeit (der spezifische Diamantverbrauch beträgt 1,4 mg pro 1 kg Elektrokorund-Schleifscheibe) gekennzeichnet.

Beispiel 2

Es wird ein diamanthaltiger Verbundwerkstoff auf der Basis eines Hartmetalls (90 Masse% Wolframkarbid und 10 Masse% Kobalt) und natürlicher Diamanten mit einer Korngröße von 0,2 mm erzeugt; der Diamantgehalt beträgt im Verbundwerk­ stoff 32 Vol.%.

Der diamanthaltige Verbundwerkstoff wird ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellt.

In der ersten Stufe wird für die Auftragung auf Diamant­ körner eines pulverförmigen Hartmetall-Gemenges ein vorher aufbereitetes Gemisch angewendet, das aus einem Hartemetall- Gemenge (7,11 g Wolframkarbid und 0,79 g Kobald), genommen in einer Menge von 7,9 g und natürlichen Diamanten in einer Menge von 4,2 Karat besteht. Dabei werden in der ersten Stufe auf die Diamantkörner 3% der Gesamtmenge des Hart­ metall-Gemenges aufgetragen.

Zu einem Brikett wird das diamanthaltige Gemenge unter einem Druck von 60 MPa kaltgepreßt.

Die Wärmebehandlung des Briketts wird im Medium eines Kontaktgases bei einer Temperatur von 700°C unter isother­ mischem Halten innerhalb von 40 Minuten durchgeführt. Das Warmpressen des Briketts erfolgt bei einer Temperatur von 1200°C und unter einem Druck von 25 kbar. Hierbei beträgt die Geschwindigkeit für den Druckanstieg 40 kbar/min, die Geschwindigkeit für die Temperatursteigerung 500°C/min, Haltezeit beim Warmpressen 5 Minuten.

Die Abkühlung des hergestellten diamanthaltigen Verbund­ werkstoffes wird mit einer Geschwindigkeit von 900°C/min unter gleichzeitiger Druckminderung mit einer Geschwindigkeit von 12 kbar/min durchgeführt.

Der in Form eines Fertigerzeugnisses hergestellte diamant­ haltige Verbundwerkstoff wird durch eine hohe Abriebfestig­ keit gekennzeichnet (der spezifische Diamantverbrauch be­ trägt 1,1 mg pro 1 kg Elektrokorund-Schleifscheibe). Der diamanthaltige Verbundwerkstoff, hergestellt nach dem Verfahren, das in der DE-Anmeldung P. 35 14 507.2 und in der IN-Anmeldung 322/DEL/85 beschrieben ist, ist durch eine relativ niedrige Abriebfestigkeit (der spezifische Diamant­ verbrauch beträgt 1,5 mg pro 1 kg Elektrokorund-Schleif­ scheibe) gekennzeichnet.

Beispiel 3

Es wird ein diamanthaltiger Verbundwerkstoff auf der Basis eines Hartmetalls (94 Masse% Wolframkarbid und 6 Masse% Kobalt) und natürlichen Diamanten mit einer Korngröße von 0,6 mm erzeugt; der Diamantgehalt beträgt im Verbundwerk­ stoff 25 Vol.%.

Der diamanthaltige Verbundwerkstoff wird ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellt.

In der ersten Stufe der Auftrgung des pulverförmigen Hartmetall-Gemenges auf die Diamantkörner wird ein vorher aufbereitetes Gemisch, das aus dem Hartmetall-Gemenge in einer Menge von 8,9 g (8,37 g Wolframkarbid und 0,53 g Kobalt) und dem natürlichen Diamanten in einer Menge von 3,5 Karat besteht, verwendet. Dabei werden in der ersten Stufe auf die Diamantkörner 2,5% der Gesamtmenge des Hartmetall- Gemenges aufgetragen.

Zu einem Brikett wird das diamanthaltige Gemenge unter einem Druck von 75 MPa kaltgepreßt.

Die Wärmebehandlung des Briketts wird im Wasserstoffmedium bei einer Temperatur von 600°C unter isothermischem Halten innerhalb von 25 Minuten durchgeführt.

Das Warmpressen des Briketts erfolgt bei einer Temperatur von 1300°C unter einem Druck von 50 kbar. Dabei beträgt die Geschwindigkeit für den Druckanstieg 60 kbar/min, die Geschwindigkeit für die Temperaturerhöhung 600°C/min, die Haltezeit beim Warmpressen 10 Minuten.

Die Abkühlung des erzeugten diamanthaltigen Verbundwerk­ stoffes wird mit einer Geschwindigkeit von 1000°C/min unter gleichzeitiger Druckminderung mit einer Geschwindigkeit von 20 kbar/min durchgeführt.

Der in Form eines Fertigerzeugnisses hergestellte diamant­ haltige Verbundwerkstoff wird durch eine hohe Abriebfestig­ keit gekennzeichnet (der spezifische Diamantverbrauch be­ trägt 1,2 mg pro 1 kg Elektrokorund-Schleifscheibe). Der diamanthaltige Verbundwerkstoff, hergestellt nach dem Verfahren, das in der DE-Anmeldung P. 35 14 507.2 und in der IN-Anmeldung 322/DEL/85 beschrieben ist, ist durch eine relativ niedrige Abriebfestigkeit (der spezifische Diamant­ verbrauch beträgt 1,8 mg pro 1 kg Elektrokorund-Schleif­ scheibe) gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, einen diamant­ haltigen Verbundwerkstoff in Form von Fertigerzeugnissen mit einer hohen Abriebfestigkeit herzustellen, was es ermög­ licht, den Diamantenverbrauch bei der Arbeit des Werkzeuges wesentlich herabzusetzen, das mit dem genannten Verbundwerk­ stoff bestückt ist, und somit die Standzeit des Werkzeuges zu verlängern.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung eines diamanthaltigen Verbund­ werkstoffs auf der Basis von Wolframkarbid und Hartmetall, durch

   • - Auftragen auf Diamantkörner eines pulverförmigen Hartmetall-Gemenges, das zu 80 bis 94 Masse-% aus Wolframkarbid und zu 20 bis 6 Masse-% aus Kobalt besteht, um ein diamanthaltiges Gemenge zu erzeugen, wobei Diamanten in einer Menge genommen werden, die deren Gehalt im diamanthaltigen Verbundwerkstoff 25 bis 40 Vol.-% betragen läßt,
   • - Kaltpressen des diamanthaltigen Gemenges zu Briketts,
   • - Wärmebehandlung der Briketts in einem reduzierenden Mittel bei einer Temperatur von 600 bis 850°C unter isothermi­ schem Halten innerhalb von 25 bis 50 Minuten,
   • - Warmpressen unter Hochdruckverhältnissen bei einer Temperatur von 1100 bis 1300°C und einem Druck von 5 bis 50 kbar mit einer Geschwindigkeit von 400 bis 600°C/min für die Temperatursteigerung und mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 60 kbar/min für den Druckanstieg, nach dem Erreichen der Solltemperatur und des Solldrucks Halten der Briketts innerhalb von 0,5 bis 10 Minuten,
   • - Abkühlung des hergestellten diamanthaltigen Verbundwerk­ stoffs unter gleichzeitigem Druckabfall, wobei die Abküh­ lung mit einer Geschwindigkeit von 750 bis 1000°C/min und der Druckabfall mit einer Geschwindigkeit von 7 bis 20 kbar/min erfolgt,
2. dadurch gekennzeichnet, daß

   • - das Auftragen eines pulverförmigen Hartmetall-Gemenges auf die Diamantkörner in zwei Stadien durchgeführt wird, wobei
   • - in der ersten Stufe das Auftragen durch Einwirkung auf das vorher aufbereitete Gemisch aus Diamantkörnern und pulver­ förmigem Hartmetall-Gemenge mit einem Strahl von Plasma, das Ionen der Elemente des Hartmetall-Gemenges enthält, vorgenommen wird, wobei die Menge des auf die Diamantkör­ ner aufgetragenen Hartmetall-Gemenges 2 bis 3% dessen Gesamtmenge ausmacht und
   • - in der zweiten Stufe das Auftragen eines pulverförmigen Hartmetall-Gemenges auf die Diamantkörner, die mit Hartmetall-Gemenge überzogen sind, durch Granulieren durchgeführt wird.