DE533025C - Verfahren zum Einloeten von Hartmetallspitzen oder Schneiden in Werkzeuge aus Stahl - Google Patents

Description

Die Herstellung von Werkzeugen, deren schneidender Teil von einem in einen Halter aus Stahl eingelöteten Einsatz aus sogenanntem Hartmetall, z. B. dem unter dem geschützten Namen »Widia« bekannten, gebildet wird, stößt zur Zeit hinsichtlich der zuverlässigen Verlötung der beiden Teile noch auf erhebliche Schwierigkeiten. Während die Verlötung bei Haltern aus gewöhnlichem Stahl relativ bequem durchzuführen ist, gelingt sie fast nie bei Haltern aus hochlegiertem Stahl, z. B. Schnellstahl, deren Anwendung im Hinblick auf die bei der Verwendung· derartiger Werkzeuge auftretenden erheblichen Arbeitsdrücke erforderlich wird. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlöten von Hartmetallspitzen oder -schneiden in Werkzeuge oder Halter aus Stahl durch aufeinanderfolgendes Eintauchen in ein Flußmittelschmelzbad und ein Lötmetallbad. Die erwähnten Schwierigkeiten werden gemäß dem Verfahren der Erfindung dadurch beseitigt, daß der Halter aus hochwertigem härtbarem Werkzeugstahl (insbesondere Schnellstahl) während des Eintauchens der Verbindungsstelle in das Lötmetallbad oberhalb der Verbindungsstelle auf die die Temperatur des Lötmetallbades übersteigende Härtetemperatur erhitzt und dann sofort gehärtet wird.

Gemäß der Erfindung wird ferner der Hartmetallteil von dem Halter umfaßt, derart, daß der Hartmetallteil auf wesentlich volle Höhe und volle Breite in das von star-' ken Querschnittswechseln und ungleichmäßiger Werkstoffverteilung freie Ende eines Werkzeugstahlstabes -vorzugsweise aus Schnellstahl eingebettet wird, indem am Arbeitsende eines vorgefertigten Werkzeuges ein gleichmäßiger, noch unprofilierter Klotz stehengelassen und dieser erst nach dem Löten fertig profiliert wird.

Erst nach dem Löten und Härten erhält das Werkzeug seine konstruktive Form.

Es· ist weiterhin erforderlich, das Einlöten des Einsatzes und das Härten seines Trägers aus Schnellstahl unter besonderen Vorsichtsmaßnahmen durchzuführen, durch die während des Einlötens und der anschließenden Erhitzung des Schnellstahlhalters auf Härtetemperatur der Zutritt der Heizgase verhindert bzw. ausgeschlossen wird, was . erfahrungsgemäß am besten durch eine indirekte Beheizung erfolgen kann. Diese wird durchgeführt, wenn die zu verlötenden Teile zunächst in geschmolzenem Borax oder einem sonstigen Flußmittel lötfertig gemacht werden; sie erfolgt auch dann, wenn nachher die lötfertig gemachten Teile in ein Bad aus einem geeigneten Lötmetall, z. B. Kupfer, eingesetzt werden.

Eine hierfür geeignete Einrichtung besteht erfindungsgemäß aus zwei getrennten Heizkammern, deren eine das Hauptbad und den Stahlhalterkopf mit dem Hartmetalleinsatz und deren andere, die auf höhere Temperatur als die erstere Kammer beheizt ist, den Schaft des Stahlhalters aufnimmt. Die Einrichtung

besteht beispielsweise in einer Muffel, die indirekt beheizt wird, und in welcher oberhalb des Tauchbades durch eine Abdeckplatte ein indirekt beheizter Raum' abgeteilt ist, in welchem der aus Schnellstahl bestehende Trag-i körper des Werkzeuges gleichfalls durch indirekte Beheizung auf der erforderlichen Temperatur gehalten wird.

Unter indirekter Beheizung ist dabei jede ίο Möglichkeit der Wärmeerzeugung zu verstehen, welche den zu erwärmenden Teil vor der direkten und unmittelbaren Berührung mit der Heizquelle, ihrer Flamme oder ihren Verbrennungsgasen bewahrt. Das neue Einlötverfahren ist nachstehend im einzelnen an Hand der Zeichnung erläutert, in welcher bedeutet:

Abb. ι die Seitenansicht eines Werkzeuges, in dessen Halter aus Schnellstahl ein schneiao dender Teil aus Hartstahl eingelötet ist,

Abb. 2 einen teilweisen Schnitt durch die Abb. i,

Abb. 3 einen schematischen Schnitt durch eine der Vorbereitung bzw. Durchführung des as Verfahrens dienende Vorrichtung.

Der in Abb. ι und 2 dargestellte Schneidstahl besteht aus einem Halter, Schaft oder Körper ι aus Schnellstahl, welcher an ,seinem Ende mdt einer Ausnehmung von wesent-Hch rechteckigem Querschnitt versehen ist. In dieser Ausnehmung sitzt ein die Werkzeugschneide bildendes Einsatzstück 2 aus Hartmetall, z. B. aus Widia. Um dieses Einsatzstück herum ist der Kopf des Teiles ι aus Schnellstahl, wie aus der Zeichnung ersichtlich, mit einer reichlichen, temperaturhaltigen und temperaturvergleichsmäßigen Materialmasse versehen. Erst hinter diesem reichlich massiven Kopf befinden sich die Ansatzstellen etwaiger Materialaussparungen u. dgl. Der Einsatz 2 aus Hartmetall wird zunächst sauber in die entsprechend gestaltete Ausnehmung des Teiles ι eingepaßt und dann in der nachstehend 'beschriebenen Weise mit diesem verlötet.

In einer Muffel 3 aus feuerfestem Material befindet sich unten ein Einsatztiegel 4, welcher mit einem geeigneten Flußmittel, ζ. Β. Borax, gefüllt ist. Die Muffel ist oben durch eine feuerfeste Platte 5 abgeschlossen, welche mit einer Öffnung für den Durchtritt dfes Werkzeuges 1, 2 versehen ist. Auf dem oberen Rand des Tiegels 4 sitzt eine weitere Abdeckplatte 6, welche den Tiegelinhalt 7 vor jeder direkten Berührung mit etwaigen Heizoder Flammengasen -sichert und gleichfalls mit einer Durchbrechung für den Durchtritt des Werkzeuges i, 2 versehen ist. Die Platte 6 teilt das Innere der Muffel 3 in zwei Räume, nämlich einen oberen Raum 8 und einen den Tiegel 4 enthaltenden unteren Raum 9. Die Muffel wird auf irgendeine geeignete Weise indirekt so beheizt, daß in dem Tiegel 4 ein Bad aus geschmolzenem Flußmittel, ζ. Β. aus geschmolzenem Borax, gebildet wird. . Der ,. Teil ι mit dem Hartstahleinsatz 2 wird in dieses Boraxbad eingesetzt, so daß der massive Kopf des Teiles 1 vollständig in das flüssige Borax eingetaucht ist. Das Eintauchen kann geschehen, nachdem der Grafittiegel 4 bereits auf Schmelztemperatur gebracht worden ist, man kann auch gegebenenfalls den Teil 1 zuvor, in die Boraxmasse einsetzen und diese dann erst schmelzen. In jedem. Falle muß der Teil 1 so lange in dem Schmelzbad aus flüssigem Flußmittel verbleiben, bis dieses die zu verlötenden Teile lötfertig gemacht, mit einer den nachfolgenden Sauerstoff zutritt und die Oxydation verhindernden Boraxhaut überzogen hat und der Schnellstahl 1 auf Temperaturkonstanz gebracht worden ist.

Das so vorbehandelte Werkzeug wird nunmehr sofort in eine zweite Vorrichtung gebracht, die der soeben beschriebenen im wesentliehen gleicht, bei welcher sich aber in dem Grafittiegel 4 ein Bad aus geschmolzenem Lötmetall, z. B. Kupfer, befindet. Während der Kopf des Werkzeuges in dieses Kupferbad eintaucht und sich die zu verlötenden Flächen mit dem Lötmetall überziehen, wird die Muffel 3 indirekt so beheizt, daß der Raum 8 auf die Härtetemperatur des Schnellstahlhalters gebracht wird. Diese Härtetemperatur (etwa, ι 300⁰) ist bekanntlich höher als die Schmelztemperatur (1 ooo^p) des Kupfers, so daß zunächst daa nicht in das Kupferbad eintauchende obere Ende des Werkzeuges auf "Härtetemperatur gelangt und ein gewisser Wärmefluß in das die niedrigere Temperatur aufweisende Kupferbad erfolgt. Die Erwärmung des Schnellstahlteiles 1 auf Härtetemperatur wird also vorgenommen, während die beiden zu verlötenden Teile in ein Bad aus geschmolzenem Lötmetall eingetaucht und dem Zutritt äußerer Einwirkungen entzogen sind, und zwar mit Hilfe indirekter Beheizung.

Diese wird zweckmäßig so vorgenommen, daß sie im Bereich des oberen Muffelraumes 8 stärker wirkt als in der unteren, den Grafittiegel 4 enthaltenden Kammer 9. Die Mittel, um diese verschieden starke Muffelbeheizung durchzuführen,, sind in der Zeichnung nicht angedeutet, da sie von jeder bekannten oder beliebigen Art sein können und als solche nicht den Gegenstand der Erfindung bilden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Einlöten von Hartmetallspitzen oder Schneiden in Werk-

   zeuge oder Halter aus Stahl durch aufeinanderfolgendes Eintauchen in ein Flußmittelschmelzbad und in ein Lötmetällbad, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (1) aus hochwertigem, härtbarem Werkzeugstahl (insbesondere Schnellstahl) während des Eintauchens der Verbindungsstelle in das Lötmetallbad (7) oberhalb der Verbindungsstelle auf die die Temperatur des Lötmetallbades übersteigende Härtetemperatur erhitzt und dann sofort gehärtet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Hartmetallteil von dem Halter umfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartmetallteil auf wesentlich volle Höhe und volle Breite in das von starken Querschnittswechseln und ungleichmäßiger Werkstoffverteilung freie Ende eines Werkzeugstahlstabes (1) vorzugs weise aus Schnellstahl eingebettet wird, indem am Arbeitsende eines vorgefertigten Werkzeuges ein gleichmäßiger, noch unprofilierter Klotz stehengelassen und dieser erst nach dem Löten fertig profiliert wird.
3. 3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennte Heizkammern (8, 9) vorgesehen sind, deren eine (9) das Tauchbad (7) und den Stahlhalterkopf (i) mit dem Hartmetalleinsatz (2) und deren andere (8), welche auf höhere Temperatur als die erstere Kammer beheizt ist, den Schaft des Stahlhalters aufnimmt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen