DE631383C - Verfahren zur Herstellung durch Abschreckung gehaerteter Hoechstleistungsstahlwerkzeuge mit Hartmetallschneide - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung durch Abschreckung gehärteter Höchstleistungsstahlwerkzeuge mit Hartmetallschneide Durch Bestückung mit Hartmetall wird die Leistungsfähigkeit von Werkzeugen zur Bearbeitung von Metall, Porzellan, Gestein und ähnlichen festen Werkstoffen erhöht bzw. erst möglich gemacht. Aber es hat sich gezeigt, daß solche mit Hartmetall versehenen Werkzeuge nicht bis an die Grenze der Leistungsfähigkeit der Hartmetallschneiden ausgenutzt werden können, weil ein Werkstoff für den Träger der Hartmetallstücke nicht gefunden werden konnte, der bei ausreichender Zähigkeit auch genügend Festigkeit gegen Biegebeanspruchungen und Flächendruck aufweist.
• Insbesondere erweisen sich die aus Stahl gefertigten Träger der Hartmetallstücke in dieser Hinsicht bei gesteigerter Beanspruchung ausnahmslos als unzureichend, da die das Hartmetallstück unterstützenden, die. Druckkomponenten des Schneiddruckes aufnehmenden Stahlteile bei voller Ausnutzung des Schneiddruckes so großem Flächendruck unterworfen sind, daß sie gänzlich weggedrückt oder aber zum mindesten so deformiert werden, daß die Lötverbindung zwischen ihnen und dem Hartmetallstück aufgehoben wird. Ferner wird auch bei der höchsten Beanspruchung, namentlich bei weit ausladenden Werkzeugen, wie Innendrehstähle, Bohrer u. dgl., die Biegefestigkeit des Stahles weit überschritten.
• Diesen Mißstand durch Härten des Stahles zu beseitigen, war bisher deshalb nicht möglich, weil bei den hohen Härtetemperaturen Oxydationserscheinungen auftraten und das Abschrecken im Härtebade zermürbend oder sonst so schädigend auf das verwendete Hartmetallmaterial einwirkt, daß die so behandelten Werkzeuge unbrauchbar waren. Man war daher bisher darauf angewiesen, ungehärtete Stahlträger für das Hartmetall zu benutzen und dafür eine geringere Beanspruchungsmöglichkeit in Kauf zu nehmen.
• Gemäß der Erfindung erfolgt nun die Herstellung des Werkzeuges in der Weise, daß das Hartmetallstück in das ungehärtete Werkzeug so tief und vollständig eingelassen wird, daß es allseitig von einer Metallhülle umgeben wird, die genügend stark ist, um schädigende Einflüsse des Temperaturwechsels beim Abschrecken des Werkstückes auf das Schneidenmaterial zu vermeiden, worauf das Werkzeug gehärtet wird und dann die überflüssigen Metallteile entfernt werden.
• Es ist zwar bekannt, beim Aufbringen einer Schnellschnittstahleinlage auf einen nicht zu härtenden Werkzeugschaft die Einlage dadurch gegen die schädigenden Einflüsse der hohen Schweißtemperatur zu schützen, daß sie während der Schweißung vollständig von 'einer Metallhülle umgeben wurde, wie es überhaupt bekannt ist, Stahl vor oxydierenden Einflüsen bei hohen Temperaturen durch Abdeckung zu schützen. Es ist auch ferner bekannt, beim Einlöten einer Hartmetallschneide in einen Werkzeugschaft mit schlitzförmiger Aussparung das- Werkzeug mit der eingefügten Schneide abwechselnd in ein Bad, aus einem Flußmittel und einem Lötmi zu tauchen, wobei sich das Lot auch a freiliegenden Seite des Hartmetalleinsä= ansetzen wird. Der Einsatz wird aber h1' nur von drei Seiten von dem Werkstoff des Schaftes umschlossen, und die Lotschicht an den übrigen Seiten ist nur eine verhältnismäßig dünne. Es wird deshalb zwar bei den bekannten Verfahren ein gewisser Schutz des Hartmetalls gegen Temperaturen erhalten, die eine Oxydation herbeiführen könnten. Ein solcher Schutz kann aber auch durch andere einfachere Abdeckmittel erzielt werden. Keinesfalls kann aber durch die bekannten Einrichtungen die Bildung von Haarrissen vermieden werden, die durch das Ab= schrecken entstehen. Die Entstehung solcher Haarrisse wird aber durch die Erfindung dadurch verhindert, daß das Hartmetallstück allseitig von einer Metallhülle umgeben wird, die genügend stark ist und dadurch die Geschwindigkeit des Temperaturwechsels beim Abschrecken im Hartmetall so weit herabsetzt,- daß die Schrumpfungsvorgänge im Hartmetall, im Löt- und im Schaftwerkstoff einen für das Hartmetall unschädlichen Verlauf zu nehmen vermögen.
• In- der Zeichnung sind beispielsweise eine Reihe von Werkzeugen dargestellt, welche sich für die Anwendung des genannten Verfahrens eignen, und zwar zeigt Abb. r eine Vorder- und Seitenansicht eines Abstechstahles, Abb. 2 eine Seiten- und Oberansicht eines Ausdrehstahles, Abb. 3 eine Seiten- und Oberansicht eines Gesteinsbohrers, Abb. 4 eine Oberansicht und eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht eines Bohrkopfes und Abb. 5 eine Oberansicht und eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht eines Meißelkopfes. In der Zeichnung ist die Gebrauchsform der einzelnen Werkzeuge durch ausgezogene Linien dargestellt, während die Übermaße, welche der Rohling des Werkzeuges erhält, an den strichpunktierten Linien zu erkennen sind. Bei dem Abstechstahl (Abb. z) wird das vordere Ende r des Rohlings so verdickt gestaltet, daß für das Hartmetallstück 2 ein genügend weites Aufnahmeloch 3 eingearbeitet werden kann. Dieses Loch wird hier zweckmäßig als zylindrische Bohrung ausgeführt, wodurch neben der leichten Herstellbarkeit noch der Vorteil erzielt wird, daß das Hartmetallstück 2 beim fertigen Werkzeug mit einer gewölbten Fläche 4 aufsitzt, wodurch es auch gegenüber Querbeanspruchungen Einen besseren Halt bekommt. Die Übermaße des Rohlings sind so bemessen, daß bei eingeführtem Hartmetallstück an der Einführöftnung 5 des Bohrloches ein Hohlia..um 6 gebildet wird. Dieser kann mit einem Wienau passenden Stahlstück ausgefüllt und vernietet werden, damit auch an dieser Stelle das Hartmetallstück beim Härten geschützt ist. Besser wird aber die Anbringung besonderer, abnehmbarer oder einsetzbarer Stahlstücke dadurch vermieden, daß die Hartlötung mit dem Härten zu einem einzigen Arbeitsgange verbunden wird. Dies geschieht in der Weise, daß nach dem Einsetzen des Hartmetallstückes in die Bohrung 3 und der Erwärmung des Werkzeuges auf Löthitze in die Bohrung so viel Hartlot eingeführt wird, daß das Hartlot den Hohlraum 6 ausfüllt und das Hartmetallstück vollständig verdeckt. Alsdann wird die Erwärmung bis zur Härtetemperatur gesteigert und das Abschrecken in Gegenwart der schützenden Hülle des umgebenden Stahles und des abdeckenden Hartlotes vorgenommen. Um beim nun folgenden Wegnehmen der überflüssigen Stahlteile nicht auch überstehende Teile des Hartmetallstückes wegschleifen zu müssen, wird das Hartmetallstück von vornherein in seiner endgültigen Gestalt eingesetzt. Die etwa sich bildenden seitlichen Hohlräume im Bohrloche läßt man mit Hartlot vollaufen oder füllt sie anderweitig aus.
• In dieser Weise kann jedes andere Stahlwerkzeug behandelt werden. Z. B. kann auch bei dem in Abb. 2 dargestellten Ausdrehstahl das Hartmetallstück 2 in einer zylindrischen Bohrung des Rohlings aufgenommen werden. Um an Hartlot zu sparen, wird man in diesem Falle die seitlichen Hohlräume der Bohrung durch entsprechende Weicheisenstücke ausfüllen. Bei dem in Abb. 3 dargestellten Gesteinsbohrer kann entweder der Rohling in seinem oberen Teile als Drehkörper oder, wenn seine Herstellung als Gesenkstück erfolgt, auch mit entsprechend geformten, mit Übermaßen versehenen Bohrerflügeln ausgebildet werden. Bei dem Bohrkopf (Abb. 4) wird man gegenüber der endgültigen Form beim Rohling lediglich die Stirnfläche erhöhen und am Umfang längliche, die Einsätze abdeckende Warzen 7 anordnen.
• In vielen Fällen genügt es, an Stelle des gesamten Werkzeuges einzelne Einsatzstücke zu härten, welche das Hartmetall tragen. Eine solche Anordnung zeigt z. B. der Messerkopf nach Abb. 5. Die Hartmetallstücke 2 werden hier von Einsatzstücken 8 getragen, die für sich in der oben beschriebenen Weise behandelt und nach endgültiger Formgebung in den Messerkopfkörpei 9 eingesetzt werden. Natürlich kann auch der letztere, falls dies erforderlich erscheint, gehärtet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung durch Abschreckung gehärteter Höchstleistungsstahlwerkzeuge mit Hartmetallschneide, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetallstück in das ungehärtete Werkzeug so tief und vollständig eingelassen wird, daß es allseitig von einer Metalhülle umgeben wird, die genügend stark ist, um schädigende Einflüsse des Temperaturwechsels beim Abschrecken des Werkstückes auf das Schneidenmaterial zu vermeiden, worauf das Werkzeug gehärtet wird und dann die überflüssigen Metallteile entfernt werden. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, bei dem das Hartmetallstück durch Hartverlötung mit dem Werkzeug verbunden wird und Härten und Löten in einem einzigen Arbeitsgange erfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug mit eingesetztem Hartmetallstück (2) unter Zuführung von so viel Hartlot, wie zur B'ed'eckung der freien Stellen des Hartmetallstückes erforderlich ist, zunächst auf Löthitze gebracht und alsdann nach Erwärmung auf Härtetemperatur abgeschreckt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Einführöffnung (5) des Aufnahmeloches (3) für das Hartmetallstück ein für die Aufnahme des schützenden Lotes bestimmter Hohlraum (6) gebildet wird. q.. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeloch (,3) des Rohlings für das Hartmetallstück derart zylindrisch ausgeführt wird, daß die Bearbeitung erleichtert wird und das Hartmetallstück (2) einen besseren Halt bekommt. 5. Die Anwendung des Verfahrens nach Anspruch i bis q. auf besondere, die Hartmetallstücke (2) tragende Einsätze (8).