DE909652C

DE909652C - Gesinterter Halter fuer die Diamanten von Diamantwerkzeugen und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE909652C
Application number: DEH974D
Authority: DE
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1937-02-24
Filing date: 1937-02-24
Publication date: 1954-04-22

Description

Gesinterter Halter für die Diamanten von Diamantwerkzeugen und Verfahren zu seiner Herstellung Für viele Zwecke der Technik werden Werkzeuge gebraucht, deren Arbeitsstellen aus Diamanten bestehen und bei denen die Diamanten in metallische Bandagen oder in metallische Halter eingesetzt sind. Als Beispiele seien Bohrer erwähnt, bei denen die Bohrkronen aus einer großen Zahl feiner Diamantsplitter bestehen, und Scheibchen für zahnärztliche Zwecke zum Abschleifen von Zähnen, bei denen Diamantstaub möglichst gleichmäßig auf einer metallischen Scheibe verteilt sein soll. Es bestehen nun Schwierigkeiten, die kleinen Diamanten einwandfrei zu halten.
Man hat vorgeschlagen, um die Diamanten herum einen metallischen Werkstoff zu sintern. Als Werkstoffe verwendet man dabei z. B. solche aus 26 °/o Molybdän, 46 °/o Kobalt, 27,8 °/o Kupfer, geringen Mengen Eisen oder solche aus 13 bis 36 °/o Chrom, 34 bis 75 °/o Kobalt und 5 bis 40 °/o Wolfram oder Molybdän. Die genannten Werkstoffe sintern bei Temperaturen zwischen etwa 1250 und 1300° C. Bei diesen Temperaturen besteht die Gefahr, daß die Diamanten springen oder verbrennen.
Ferner ist die Herstellung von Blechen aus Berylliumlegierungen mit mehr als 3 °/o Beryllium, z. B. aus Beryllium-Eisen- und Beryllium-Nickel-Legierungen, durch Sintern und anschließendes Hämmern oder Walzen von aus pulverförmigem Ausgangswerkstoff gewonnenen tafelförmigen Preßlingen bekannt. Erfindungsgemäß bestehen die gesinterten Halter für die Diamanten von Diamantwerkzeugen aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung mit 2 bis 8 °/a Beryllium. Beryllium-Kupfer-Legierungen mit 2 bis 8 Beryllium sind an sich bekannt, und es war auch bekannt, daß sie durch Abschrecken und Anlassen infolge von Ausscheidungsvorgängen auf hohe mechanische Härte gebracht werden können. Ferner war bekannt, daß sie eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen. Hohe mechanische Härte und gute Wärmeleitfähigkeit sind zwei Vorbedingungen für die Eignung eines Werkstoffes für Halter von Diamantwerkzeugen. Diese beiden Eigenschaften allein reichen aber für diesen Zweck noch nicht aus. Es ist vielmehr notwendig, daß der betreffende Werkstoff außerdem noch eine niedrige Sintertemperatur besitzt und bei dieser Temperatur dicht sintert. Die niedrige Sintertemperatur ist erforderlich, um sicherzustellen, daß die Diamanten beim Einsintern weder springen noch etwa chemische Reaktionen zwischen den Diamanten und der Sintermasse eintreten. Das Dichtsintern bei Sintertemperaturen ist notwendig, damit die Diamanten während des Sintervorganges fest gefaßt werden. Es wurde nun gefunden, daß Beryllium-Kupfer-Legierungen mit 2 bis 8 °;'ß Beryllium auch dieser Forderung an die Höhe der Sintertemperatur und das Dichtsintern genügen, sie können je nach ihrer Zusammensetzung bei etwa 8oo bis 950' C gesintert werden, und daß sie somit alle erforderlichen Eigenschaften, nämlich hohe Härte, gute Wärmeleitfähigkeit und Dichtsintern bei niedriger Temperatur, in einer Weise vereinigen, wie keiner der bisher für Diamantwerkzeughalter vorgeschlagenen Werkstoffe. Die zu verwendenden Beryllium-Kupfer-Legierungen können in an sich bekannter Weise durch Ausscheidungshärtung, d. h. durch Abschrecken von Temperaturen von etwa 7oo bis 8oo@ C und nachträgliches Anlassen auf etwa Zoo bis 400° C, nachträglich auf eine sehr hohe Härte gebracht werden. Dabei besitzen sie trotzdem eine ausreichende Zähigkeit. Die Steigerung des Berylliumgehaltes bis auf 8 °f, hat insbesondere deshalb Vorteile, weil sich die Beryllium-Kupfer-Legierungen mit höheren Berylliumgehalten, beispielsweise 4 bis 6 °/o, besser pulverisieren lassen als solche mit niedrigeren Berylliumgehalten. Die Legierungen können in an sich bekannter Weise noch kleinere Mengen weiterer Bestandteile zugesetzt bekommen, z. B. Eisen, Nickel, Kobalt, Mangan, Chrom, Aluminium, Silizium oder Titan. Im letzten Fall kann ein Teil des Berylliums durch Titan ersetzt «=erden, doch empfiehlt es sich, mindestens 10/0 Beryllium in der Legierung zu behalten. Die anderen Zusatzbestandteile können in Mengen bis 15 °,'o zugesetzt «erden. Die Steigerung des Berylliumgehaltes auf mehr als 2,5 0/p hat ferner den Vorteil, daß die Legierungen mit steigendem Berylliumgehalt zunehmend spröder werden, so daß sich die Arbeitskanten der Diamanten im Gebrauch freiarbeiten. Die Höhe des Berylliumgehaltes kann man den jeweiligen Bedingungen anpassen.
Bei der Herstellung muß dafür gesorgt werden, daß die Diamanten aus dem Fertighalter herausragen, beispielsweise dadurch, daß man sie zunächst in eine durchlöcherte Unterlegscheibe einsetzt und auf dieser die Beryllium-Kupfer-Legierung sintert. Diamant-Werkzeuge mit gegossenen Haltern für die Diamanten, bei denen die Halter aus einer Berylliumlegierung, insbesondere aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung, bestehen, bilden den Gegenstand eines älteren Rechts. Für gesinterte Halter war dagegen die Verwendung von Beryllium-Kupfer-Legierungen noch nicht vorgeschlagen worden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Aus einem Kupfer enthaltenden Metallpulvergemisch gesinterter Halter für die Diamanten von Diamantwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung mit 2 bis 811/, Beryllium besteht. Halter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Beryllium teilweise durch Titan ersetzt ist und die Legierung bis zu 15 °/o von einem oder mehreren der Metalle Eisen, Kobalt; Nickel, Aluminium, Silizium, Mangan, Chrom enthält. 3. Verfahren zur Herstellung von Haltern nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in an sich bekannter Weise abgeschreckt und angelassen werden. q.. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschrecken von Temperaturen von 70o bis 8oo° C und das Anlassen auf Temperaturen von Zoo bis 400° C erfolgt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 583 63o, 622 823, 703 471; österreichische Patentschrift Nr. 144321; Wissenschaftliche Veröffentlichungen aus dem Siemens-Konzern, B. Bd. ig2g, i. Heft, S. 88 bis 125; Heraens Vacüumschmelze, 1923 bis 1933, S. 2o1 bis 232; Metals Technology, August 1936, Technical Publication Nr. 738, Properties and Alloys of Beryllium.