DE4313154A1 - Verfahren zur Herstellung von Schneidelementen für Bohr- oder Trennwerkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schneidelementen für Bohr- oder Trennwerkzeuge, bestehend aus Sintermetallplatten, Sintermetallrohren oder-Platten oder Rohren aus Metall, die einen aus Sintermetall bestehenden Randbereich als Schneidelement aufweisen, wobei das aus Sintermetall bestehende Material eine eingeformte Diamantkörnung aufweist, die an der Schneidkante des Schneidelementes freigelegt ist, so daß Bestandteile der Diamantkörnung an der Schneidkante gegenüber dem Basiswerkstoff (Sintermetall) vorragen, wobei die Schneidelemente aus mit eingeformter Diamant­ körnung versehenen Sintermetallplatten oder Sintermetall­ rohren in Teilplatten oder Rohrstücke (auch massive rohrförmige Teile) geschnitten werden oder die Schneidelemente aus Platten oder Rohrabschnitten geschnitten werden, die an der Schnittstelle einen Sintermetallbereich mit eingeformter Diamantkörnung aufweisen.

Im Stand der Technik ist es beispielsweise bekannt, aus einem Rohrstück, welches zwischen seinen Enden einen Bereich aufweist, welcher aus Sintermetall mit eingeformter Diamantkörnung besteht, Diamantbohrkronen zu bilden, in dem das Rohrstück im Bereich der mit eingeformter Diamantkörnung versehenen Sintermetallschicht quer zur Rohrlängsachse durchtrennt wird. Auf diese Weise entstehen zwei Rohrstücke, die als Diamantbohrkronen zu nutzen sind. Der Trennvorgang wird im Stand der Technik mittels Laserstrahl vorgenommen. Dies hat den Nachteil, daß in Folge der hohen Temperatur des Laserstrahles die Diamantkörnung im Bereich der Trennstelle aufschmilzt, so daß der gewünschte Effekt nicht erreicht wird, wonach nämlich die Diamantkörnung aus dem Basiswerkstoff an der Trennstelle vorragen soll, um die Schneidmittel für die Diamantbohrkrone zu bilden. Es ist deshalb erforderlich, solche vorgefertigten Elemente an der Trennstelle mechanisch nachzuarbeiten, um an der Trenn­ stelle die Diamantkörnung des Basiswerkstoffes in der Weise freizulegen, daß die Diamantkörnung über den Basis­ werkstoff vorragt.

Die Verfahrensweise ist aufwendig und kostenintensiv.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gattungsgemäßer Art zu schaffen, welches in einfacher Weise und kostengünstig die Erzeugung von Schneidelementen für Bohr- oder Trenn­ werkzeuge ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Schneidvorgang mit Hilfe eines Hochdruckflüssigkeits­ strahls durchgeführt wird, wobei der Flüssigkeit körniges Strahlmittel beigemengt wird.

Dadurch, daß beispielsweise bei dem eingangs beschriebenen Beispiel der Schneidvorgang in der erfindungsgemäßen Weise durchgeführt wird, ist es einerseits möglich, daß Rohrstück relativ schnell zu durchtrennen, wobei andererseits durch den Einsatz der abrasiven Flüssigkeitsstrahltechnik ein Aufschmelzen der Diamant­ körnung an der Trennstelle vermieden wird. Hieraus resultiert, daß nach Beendigung des Trennvorganges an der Trennstelle die im Basiswerkstoff eingebettete Diamant­ körnung über dem Basiswerkstoff vorragt, so daß das getrennte Rohrstück oder dergleichen schon fertig bearbeitet ist und zum Einsatz beispielsweise als Diamant­ bohrkrone geeignet ist. Mit der geschilderten Technik lassen sich auch Metallplatten aus Sintermetall mit eingeformter Diamantkörnung in einzelne kleine platten­ förmige Schneidelemente zerlegen, wobei jeweils an der mittels der abrasiven Flüssigkeitsstrahltechnik erzeugten Schnittkante ein Zustand erreicht wird, bei dem die Diamantkörnung über dem Basiswerkstoff vorragt. Selbst­ verständlich lassen sich nicht nur plattenförmige Elemente aus Sintermetall mit eingeformter Diamantkörnung in dieser Verfahrensweise fertigen, sondern auch rohrförmige oder andersartige Elemente. Auch plattenförmige oder rohrförmige Elemente, die nur einzelne Zonen aus Sinter­ metall mit eingeformter Diamantkörnung aufweisen, können im Bereich dieser Zonen mit dem angegebenen Verfahren durchtrennt werden, so daß an der Trennstelle die Diamant­ körnung über das Basismetall vorragt. Unter dem Begriff "Sintermetall" oder "Basiswerkstoff" ist vorzugsweise Stahlwerkstoff zu verstehen.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß der Schneidvorgang mittels des mit Flüssigkeit aufgeschwemmten Stahlmittels bei einem Strahlmittel/Flüssigkeits-Druck von etwa 3000 bis 4000 bar durchgeführt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß dann, wenn das mit Flüssigkeit aufgeschwemmte Strahlmittel beispielsweise von einer Düse mit einem Druck von etwa 3000 bis 4000 bar abgegeben wird, eine saubere und schnelle Trennung möglich ist. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß der Trennstrahl auf einen Durchmesser von 0,7 bis 1,2 mm konzentriert wird.

Dabei kann in an sich bekannter Weise vorgesehen sein, daß als Strahlmittel Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Korund, Quarz, Olivin, Granat oder Mischungen daraus eingesetzt wird.

Desweiteren ist in an sich bekannter Weise vorgesehen, daß als Flüssigkeit, in der das Strahlmittel aufgeschwemmt ist, Wasser eingesetzt wird.

Besonders bevorzugt ist, daß der Schneidstrahl, bestehend aus Flüssigkeit und Strahlmittel, mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 mm/min über die zu erzeugende Trennstelle geführt wird.

Ins besondere durch die Abstimmung des Strahlmittel- Flüssigkeits-Drucks (3000 bis 4000 bar), des Trennstrahl­ durchmessers auf 0,7 bis 1,2 mm und der Schnittgeschwindigkeit von etwa 200 mm/min wird eine saubere Trennung und ein gewünschtes Freiliegen von Diamantkörnung im Trennstellenbereich erreicht, ohne daß eine zu starke Erwärmung des Werkstoffes an der Trennstelle erfolgt.

Das Verfahren ist nachstehend anhand von zwei Ausführungs­ beispielen erläutert.

In Fig. 1 ist ein Rohrstück 1 aus Stahl gezeigt, welches zwischen seinen rechts und links befindlichen Enden einen aus Sintermetall 2 bestehenden Bereich besitzt, wobei in das Sintermetall Diamantkörnung eingeformt ist. Um aus einem derartigen Rohrstück eine Diamantbohrkrone zu erzeugen, wird mittels abrasiver Wasserstrahltechnik ein Strahl in Richtung des Pfeiles 3 im Bereich der Sintermetallschicht 2 aufgebracht, wobei beispielsweise das Rohrstück in Richtung des Pfeiles 4 gedreht werden kann, um eine Trennung über seinen Umfang zu erreichen. Mittels der abrasiven Wasserstrahltechnik wird das Rohrstück in zwei Teile zertrennt, wobei an der Trennstelle die Diamantkörnung aus dem Sintermetall 2 freigelegt ist, so daß die Stirnfläche der Trennkante als Schneidelement zur Verfügung steht.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist eine allgemein mit 5 bezeichnete Metallplatte aus Sintermetall mit eingeformter Diamantkörnung gezeigt. Diese Platte 5 kann mittels abrasiver Wasserstrahltechnik in einzelne platten­ förmige Elemente zertrennt werden, wobei der Trennstrahl entlang der Linien 6 geführt wird. Auf diese Weise ist sehr einfach die Anfertigung von Schneidplatten aus der Platte 5 möglich, wobei jeweils an der Trennkante, die durch den abrasiven Wasserstrahl erzeugt ist, die Diamant­ körnung freigelegt ist, so daß diese als Schneidelement zu Verfügung steht.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern nur im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Bescheibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Schneidelementen für Bohr- oder Trennwerkzeuge, bestehend aus Sintermetall­ platten, Sintermetallrohren oder-Platten oder Rohren aus Metall, die einen aus Sintermetall bestehenden Randbereich als Schneidelement aufweisen, wobei das aus Sintermetall bestehende Material eine eingeformte Diamantkörnung aufweist, die an der Schneidkante des Schneidelementes freigelegt ist, so daß Bestandteile der Diamantkörnung an der Schneidkante gegenüber dem Basiswerkstoff (Sintermetall) vorragen, wobei die Schneidelemente aus mit eingeformter Diamantkörnung versehenen Sintermetallplatten oder Sintermetallrohren in Teilplatten oder Rohrstücke (auch massive rohrförmige Teile) geschnitten werden oder die Schneid­ elemente aus Platten oder Rohrabschnitten geschnitten werden, die an der Schnittstelle einen Sintermetall­ bereich mit eingeformter Diamantkörnung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidvorgang mit Hilfe eines Hochdruckflüssigkeitsstrahls durchgeführt wird, wobei der Flüssigkeit körniges Strahlmittel beigemengt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidvorgang mittels des mit Flüssigkeit aufgeschwemmten Strahlmittels bei einem Strahlmittel/ Flüssigkeits-Druck von etwa 3000 bis 4000 bar durchge­ führt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Trennstrahl auf einen Durchmesser von 0,7 bis 1,2 mm konzentriert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlmittel Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Korund, Quarz, Olivin, Granat oder Mischungen daraus eingesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit, in der das Strahl mittel aufgeschwemmt ist, Wasser eingesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidstrahl, bestehend aus Flüssigkeit und Strahlmittel, mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 mm/min über die zu erzeugende Trennstelle geführt wird.