DE611860C

DE611860C - Verfahren zur Herstellung einer Diamantstaub enthaltenden harten Sinterlegierung und daraus bestehender Werkzeuge

Info

Publication number: DE611860C
Application number: DE1930611860D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1929-04-23
Filing date: 1930-02-09
Publication date: 1935-04-08

Description

Verfahren zur Herstellung einer Diamantstaub enthaltenden harten Sinterlegierüng und daraus bestehender Werkzeuge Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Eigenschaften von Hartmetallegierungen aus Wolfram und einem Zusatz von anderen Metallen durch das Hinzufügen von Diamantstaub zu verbessern. Diese Legierungen sollen jedoch mindestens bis zur Erweichungstemperatur des Wolframs, die nur wenig unter dem Schmelzpunkt liegt, erhitzt werden, wobei der Teil des Diamantstaubes, der nicht zur Bildung von Wölframcarbid dient, seine wertvollen Eigenschaften, insbesondere die Schärfe der Kristalle, verliert oder sich in Graphit verwandelt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Diamantstaub enthaltenden harten Sinterlegierung und geformter Gegenstände, insbesondere Werkzeugteile, aus einer solchen Legierung. Es hat sich gezeigt, daß die bekannten Verfahren tatsächlich nicht geeignet sind, eine harte Legierung zu schaffen, in der der Diamantstaub unverändert erhalten bleibt.
Erfindungsgemäß werden die wirksamen Kanten der Diamantteilchen dadurch unbeschädigt erhalten, daß als Grundstoff ein Carbid aus einem Element der sechsten Gruppe des periodischen Systems, z. B. Wolfram, mit einem Zusatzmetall eines Elementes der achten Gruppe des periodischen Systems, insbesondere Kobalt, gewählt wird und das Sintern des Grundkörpers aus diesen Bestandteilen bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur, insbesondere bei 135o bis 138o° C, und vorzugsweise' bei einem Druck von etwa 7o kg/cm3 erfolgt. Als weiterer Vorteil hat sich dabei ergeben, daß der Ausdehnungskoeffizient des so -hergestellten Grundkörpers annähernd gleich ist dem Ausdehnungskoeffizienten der eingelagerten Diamantteilchen, so daß diese Teilchen auch beim Warmwerden des Werkzeuges nicht herausfallen. Der Diamantteilchen enthaltende Schneidenteil wird vorzugsweise gleich während seiner Herstellung durch Sintern mit einem Schaft aus billigerem Werkstoff oder einem Plättchen aus Molybdän oder Wolfram zusammengesintert.
Die Höhe des Anteils an Diamant richtet sich nach dem angestrebten Zweck. Zur Bearbeitung besonders harter Werkstücke kann der Diamantzusatz höher gehalten werden als für die Bearbeitung weniger harter Werkstücke. Ebenso ist auch die Kleinheit der Diamantteilchen je nach dem Verwendungszweck zu wählen. Der Hilfsmetallzusatz kann 3 bis 2 5 % betragen.
Der Zusatz an Diamantstaub bzw. Diamantpulver wird mit den Ausgangsstoffen zur Herstellung der harten Sinterlegierung innig gemischt und dadurch beim Sintern der Legierung eingelagert.
Um Bohrer zur Bearbeitung von Quarz, Saphir u. dgl. herzustellen, wird etwa i Volumteil Diamantpulver mit 3 bis q. Volumteilen von pulverförmigem Wolframcärbid und Kobalt innig gemischt. Der Anteil des Kobalts kann dabei 3 bis z 5 % des darbid-Kob;alt-Gemisches ausmachen.
Für Schleifwerkzeuge ist es zweckmäßig, gröberes Diamantpulver zu verwenden, z. B. solches, das durch ein q:0- bis 6o-Maschensieb hindurchgeht, während für Bohrer mit höherer Umlaufzahl feineres Diamantpulver, das z. B. durch ein ioo-Maschensieb geht, geeignet ist. Auch zum Hochglanzpolieren ist feineres Diamantpulver vorzuziehen.
Wegen der annähernd gleichen Ausdehnungskoeffizienten des Diamantstaubes und der harten Sinterlegierung ist die Bindung zwischen beiden außerordentlich fest und wird auch beim Heißwerden des Werkzeuges im Betrieb nicht beeinträchtigt.
Die fertigen Teile entbalten auf etwa i Gewichtsteil Diamantpulver i o bis 13 Gewichtsteile der als Bindemittel . dienenden harten Legierung.
Beim Sintern kann zugleich eine Vereinigung des neuen Baustoffes bzw. der daraus hergestellten Teile mit dem .Grundkörper, z. B. Molybdän, erfolgen, der zugleich als Druckstempel dient.
In vielen Fällen, z. B. wenn die Bohrerköpfe einen größeren Durchmesser haben sollen als der Bohrerschaft, ist es zweckmäßig, eine dünne Schicht des neuen Baustoffes auf einen Träger, z. B. auf einem Plättchen aus löt- oder schweißbarem Material, wie Wolfram oder Molybdän, aufzubringen, mit diesem durch Sintern zu vereinigen. und das Plättchen dann mit dem Grundkörper oder Schaft zu verschweißen oder zu verlöten.
Die Herstellung derartiger Werkzeuge erfolgt dadurch, daß man eine Mischung aus den Ausgangsstoffen für die harte Sinterlegierung und aus Diamantpulver und Diamantstaub in Bohrungen einer Form einfüllt und als oberste Schicht reine dünne Lage von Wolframpulver o. dgl. aufschichtet. Man kann in einer Bohrung auch mehrere Schichten, der Ausgangsgemische und des Wolframpulvers übereinander anordnen, wobei jede Schicht durch eine Lage von Graphitpulver von der nächsten getrennt ist, um ein Zusammensintern der verschiedenen Sätze zu verhindern. Die Bohrungen der Formen werden durch Stempel aus Wolfram oder Mo13rbdän abgeschlossen, mit deren Hilfe die pulverförmigen Stoffe vor und/oder während der Erhitzung zusammengepreßt werden sollen. Das Sintern erfolgt zweckmäßig unter einem Druck von etwa 7o kg/cm2 und bei einer Temperatur von etwa i350° C. Die so hergestellten Werkzeuge bestehen aus einer harten Sinterlegierung mit eingelagertem Diamantstaub, die auf der einen Seite mit einem Wolframplättchen zusammengesintert ist. Das Wolframplättchen soll das Anlöten oder Anschweißen an einen Werkzeugschaft erleichtern..
Ähnlich kann auch die Herstellung von Schleifflächen zur Bearbeitung von Linsen o. dgl. erfolgen. Zu diesem Zwecke werden auf eine Metallplatte aus Molybdän oder Wolfram pulverförmige Ausgangsstoffe aufgebracht. Der Anteil an Diamantstaub kann i Teil auf je io bis 13 Gewichtsteile der das Bindemittel bildenden Grundmasse betragen. Das Pulver kann mit einer Stärkelösung bzw. einer Paste oder mit Wasser versetzt werden, damit @es besser auf die Platte aufgebracht werden kann. Nachdem die Pulverschicht egalisiert ist, wird die Metallplatte mit dem Pulvermaterial bzw: der Paste zwischen zwei vorteilhaft aus Kohlenstoff bestehenden Formen unter gleichzeitiger Anwendung von Druck gesintert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung einer Diamantstaubenthaltende. harten Sinterlegierang oder von geformten Gegenständen, z. B. Werkzeugschneiden, aus einer solchen Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß der Diamantstaub in einer an sich bekannten Grundmasse, einer harten Siiterlegierung, insbesondere aus Wolframcarbid, mit einem Zusatzmetall der achten Gruppe, z. B. Kobalt, verteilt und die Grundmasse unter Druck bei einer derart niederen Temperatur, insbesondere- bei 135o bis 138o° C und etwa. 7okg/cm
2 Druck gesintert wird, daß der Diamantstaub; dessen Anteil vorzugsweise 2o bis 25 Volumprozent beträgt, keine Veränderung erfährt. z. Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges mit diamantstaubhaltigen Schneiden gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Arbeitsgang die Sinterung der die Werkzeugschneide bildenden, den Diamantstaubenthaltenden harten Grundlegierung und die Vereinigung dieses Werkzeugteiles mit -einem tragenden Grundkörper oder Schaft des Werkzeuges durch Zusammenfritten dieser Legierung mit dem Grundkörper oder Schaft durchgeführt wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges mit diamantstaubhaltigen Schneiden gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Arbeitsgang die Sinterung der den wirksamen Teil des Werkzeuges bildenden, Di,amantstauh enthaltenden Grundlegierung und die Vereinigung dieses wirksamen Teiles des Werkzeuges mit einem Wolfram- oder Molybdänplättchen durch Zusammensintern erfolgt.