DE69821153T2 - Schleifverfahren - Google Patents

Description

• Hintergrund der Erfindung
• Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abschleifen eines Werkstücks in einer korrosiven Umgebung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist in EP-A-583 916 offenbart.
• Schleifkompakte sind in der Technik wohlbekannt und finden in der Industrie ausgedehnte Verwendung zum Abschleifen verschiedener Werkstücke. Sie bestehen im Wesentlichen aus einer Masse von Schleifteilchen, die in einer Menge von wenigstens 70 Vol.-%, vorzugsweise 80 bis 90 Vol.-%, des Kompakts vorhanden sind und in ein hartes polykristallines Konglomerat eingebunden sind. Bei den Schleifteilchen handelt es sich entweder um Diamant oder um kubisches Bornitrid.
• Schleifkompakte können allein verwendet werden oder an ein geeignetes Substrat gebunden sein. Das Substrat ist im Allgemeinen ein Substrat aus Sinterhartmetall.
• Diamantschleifkompakte werden bei einer Vielzahl von Schleifvorgängen verwendet. Diese Kompakte können unter Verwendung einer zweiten Phase oder Bindematrix hergestellt werden, die häufig einen Lösungsmittel/Katalysator enthält, der zum Synthetisieren von Diamant geeignet ist. Ein solcher Kompakt ist in EP-A-0 198 653 beschrieben. Dieser Kompakt ist durch eine zweite Phase oder Bindematrix charakterisiert, welche Chrom und ein zweites Metall, das aus der Gruppe Nickel, Eisen und Cobalt ausgewählt ist, enthält. Das Chrom liegt in Form des Metalls, als Chromcarbid und/oder in Form einer intermetallischen Verbindung mit dem zweiten Metall vor. Das zweite Metall liegt in Form des Metalls und/oder der oben genannten intermetallischen Verbindung vor. Insbesondere ist der Kompakt für Abrichtwerkzeuge oder oberflächenbesetzte Bohrstücke geeignet. Der Schleifkontakt wird verwendet und wird nicht von einem Substrat aus Sinterhartmetall getragen.
• Diamantschleifkompakte werden beim Abschleifen, z. B. Schneiden, von Holzprodukten verwendet. Die Härte und Abriebfestigkeit eines Diamantkompakts sind Eigenschaften, die bei dieser Anwendung sehr nützlich sind. Das Holz oder die Holzprodukte können Harze und einen ganzen Bereich von organischen Bindemitteln enthalten, die auf dem Diamanttisch bleiben und mit korrosiven Reinigungsprodukten, die das Cobaltbindemittel auslaugen, entfernt werden müssen, bevor das EDM-Nachschärfen beginnen kann. Der Verlust an Cobaltbindemittel führt zu Unterschneidungen, wenn die Schneidkante EDM-geschärft wird. Dies führt wiederum zum Absplittern der Schneidkante.
• EP-A-0 583 916 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifprodukts, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Gemischs von Diamant und diskreten Carbidteilchen, wobei die Diamantteilchen kleiner sind als die Carbidteilchen und in dem Gemisch in einer Menge von mehr als 50 Vol.-% vorliegen, und Behandeln des Gemischs unter Diamantsynthesebedingungen in Gegenwart eines Bindemetalls, wie Cobalt, Nickel oder Eisen. Das so hergestellte Schleifprodukt weist eine erhebliche Menge von direkter Diamant-an-Diamant-Verbindung und viele der Merkmale eines Diamantkompakts auf, hat jedoch aufgrund der Gegenwart der Carbidteilchen eine verbesserte Schlagzähigkeit. Das Schleifprodukt findet besondere Anwendung bei der spanenden Bearbeitung von Holzprodukten, wie Naturholz, Spanplatten, Faserplatten und Hartfaserplatten.
• Kurzbeschreibung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Abschleifen eines Werkstücks in einer korrosiven Umgebung gemäß Anspruch 1.
• Der Diamantschleifkompakt, der in der Erfindung verwendet wird, ist einer, bei dem es sich um eine polykristalline Masse von Diamant handelt, der eine zweite Phase aufweist, wobei der Diamantgehalt des Kompakts wenigstens 70 Vol.-% des Kompakts ausmacht. Die zweite Phase besteht aus Chrom und Nickel, wobei alle anderen Komponenten nur in Spuren vorhanden sind. Es hat sich gezeigt, dass solche Diamantkompakte eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweisen, insbesondere in Umgebungen, in denen Bindemittel und/oder korrosive Reinigungschemikalien vorhanden sind.
• Bei dem Verfahren der Erfindung wird der schneidende Punkt oder die schneidende Kante an dem Kompakt mit einer abschleifenden Wirkung in das Werkstück vorgeschoben. Abschleifen bedeutet im Zusammenhang dieser Beschreibung Schneiden, Bohren, Fräsen, Polieren oder irgendeine ähnliche solche Abschleifwirkung. Diese Wirkung kann verschiedene in der Technik bekannte Formen annehmen, wie eine Rotation der schneidenden Kante oder des schneidenden Punkts, eine Hin-und-her-Bewegung der schneidenden Kante oder des schneidenden Punkts oder dergleichen. Selbstverständlich kann die abschleifende Wirkung auch erreicht werden, indem man die Kante bzw. den Punkt stationär hält und das Werkstück bewegt.
• Gemäß einem anderen Aspekt stellt die Erfindung die Verwendung eines Diamantschleifkompakts, wie er oben definiert ist, in einem Verfahren zum Abschleifen eines Werkstücks in einer korrosiven Umgebung bereit.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Das Massenverhältnis von Chrom zu Nickelmetall beträgt typischerweise 10 : 90 bis 25 : 75. In der zweiten Phase liegen das Chrom und das Nickel beide in Form des Metalls, in Form von Carbiden und/oder in Form einer intermetallischen Verbindung des Chroms und des Nickels vor.
• Es hat sich gezeigt, dass der Diamantschleifkompakt in Umgebungen, in denen Bindemittel und/oder korrosive Reinigungschemikalien vorhanden sind, eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit hat.
• Der Diamantschleifkompakt kann an ein Substrat aus Sinterhartmetall oder an eine Metallschichtbasis, wie Molybdän, Tantal oder Wolfram, gebunden sein.
• Es hat sich also gezeigt, dass die Erfindung besondere Anwendung beim Abschleifen von Produkten finden wird, die Holz enthalten. Beispiele für Holzprodukte sind Naturholz, entweder Weich- oder Hartholz, laminierte und nichtlaminierte Spanplatte und Faserplatte, die mittels Bindemitteln gebundene Holzspäne oder -fasern enthalten, Hartfaserplatte, bei der es sich um gepresste Fasern und Sägespäne handelt, und Sperrholz. Auf die Holzprodukte können Kunststoff- oder andere Beschichtungen aufgetragen sein. Einige dieser Holzprodukte können Harze und organische Bindemittel enthalten. Es hat sich gezeigt, dass die Anwesenheit der korrosiven Reinigungschemikalien und/oder des Bindemittels zu keiner wesentlichen Unterschneidung der schneidenden Kante bzw. des schneidenden Punkts eines Diamantschleifkompakts, wie es oben beschrieben ist, führt, was zu einem viel selteneren Absplittern führt. Das Abschleifen kann die Form des Sägens, Fräsens oder Profilschneidens annehmen. Die Werkzeuge, die in solchen Anwendungen verwendet werden, sind im Allgemeinen rotierende Werkzeuge mit mehreren Spitzen, wie Kreissägen, Profilschneider, Fingerfräser, Fräswerkzeuge und Langlochfräser.
• Es wird nun ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines Diamantschleifkompakts beschrieben, der eine zweite Phase aus Nickel/Chrom enthält. Eine Masse aus Diamantteilchen (16,0 g) wurde in einen Tantalbecher gebracht. Eine Scheibe (2,6 g) aus einer Nickel/Chrom-Legierung wurde auf die Masse von Diamanten gelegt. Das Massenverhältnis von Nickel/Chrom betrug also 80 : 20. Das Nickel/Chrom bildete 14 Massenprozent des Inhalts des gefüllten Tantalbechers.
• Der gefüllte Becher wurde in die Reaktionszone einer herkömmlichen Hochtemperatur/Hochdruck-Apparatur gebracht und einer Temperatur von 1500°C und einem Druck von 5,5 GPa (55 kbar) ausgesetzt, und diese Bedingungen wurden während eines Zeitraums von 10 Minuten aufrechterhalten. Aus der Reaktionszone wurde ein scheibenförmiger Schleifkörper gewonnen, der eine polykristalline Masse von Diamantteilchen umfasste, die eine zweite Phase aufwiesen, die Chrom und Nickel als Metalle und in verschiedenen kombinierten Formen enthielt, die gleichmäßig über die Diamantmasse verteilt waren.

Claims (7)

1. Verfahren zum Abschleifen eines Werkstücks in einer korrosiven Umgebung, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Diamantschleifkompakts mit einer schneidenden Kante oder einem schneidenden Punkt, wobei der Kompakt eine polykristalline Masse aus Diamant mit einer zweiten Phase ist und der Diamantgehalt wenigstens 70 Volumenprozent des Kompakts ausmacht, Bereitstellen eines Werkstücks, In-Kontakt-Bringen des Punkts oder der Kante des Diamantschleifkompakts mit dem Werkstück und abschleifendes Vorschieben der Kante oder des Punkts in das Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Phase aus Chrom und Nickel besteht, wobei alle anderen Komponenten nur in Spuren vorliegen.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Massenverhältnis von Chrom zu Nickel im Bereich von 10 : 90 bis 25 : 75 liegt.
3. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Werkstück ein Produkt ist, das Holz enthält.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Holzprodukt aus natürlichem Holz, laminierter und nichtlaminierter Spanplatte und Faserplatte, Hartfaserplatte und Sperrholz ausgewählt ist.
5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei auf das Holzprodukt eine Kunststoff- oder andere Beschichtung aufgetragen ist.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Holzprodukt ein Harz oder organisches Bindemittel enthält.
7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Abschleifen aus Schneiden, Bohren, Fräsen und Polieren ausgewählt ist.