DE969568C

DE969568C - Method and device for the production of high-quality cutting edges on cutting tools by welding high-speed steel alloys using an arc into a base body made of mechanical steel

Info

Publication number: DE969568C
Application number: DEL16853A
Authority: DE
Inventors: Max Schnirpel
Original assignee: SCHWERMASCHB LAUCHHAMMERWERK B
Current assignee: SCHWERMASCHB LAUCHHAMMERWERK B
Priority date: 1953-10-15
Filing date: 1953-10-15
Publication date: 1958-06-19

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung hochwertiger Schneiden an spanabhebenden Werkzeugen durch Einschweißen von Schnellstahllegierungen mittels Lichtbogen in Grundkörper aus Maschinenbaustahl Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung-hochwertiger Sahneiden an spanabhebenden Werkzeugen, deren Grundkörper aus Maschinenbaustahd und deren Schneiden. durch Lichtbogenschmelzschweißung mit Schnellstahlelektroden hergestellt werden. Besonders vorteiI-haft wird dieses Verfahren zur Fertigung von Fräswerkzeugen aller Art, wie Raum-, Abwälz-und Formfräsern, Sägeblättern, Spiralbohrern, Reibahlen u. dgl., angewendet, wobei. der Verbrauch an hochwertigem SS-Werkzeugstahl auf ein Minimum eingeschränkt wird und die hoben Werkzeugkosten herabgesetzt werden.Process and device for the production of high-quality cutting edges cutting tools by welding high-speed steel alloys by means of Arc in base body made of mechanical steel The invention relates to a method for the production of high-quality cream silk on cutting tools, their basic body from mechanical engineering and their cutting edges. by arc fusion welding with High-speed steel electrodes are produced. This method is particularly advantageous for the production of milling tools of all kinds, such as space, hob and profile cutters, saw blades, Twist drills, reamers and the like., Applied, wherein. the consumption of high quality SS tool steel is kept to a minimum and tool costs are increased be reduced.

Es ist bereits bekannt,' in aus Baustähl bestehende Grundkörper Schneiden aus Werkzeugstahl in vorher eingearbeitete Nuten mittels Au,ftragsschweißung einzäschweißen. Auch hat man bereits versucht, mit einer sogenannten Fü;llschweißung in Nuten, die der Form der späteren Schneiden entsprechen, Schnellstahl in die Grundkörper einzubringen. Diese Grundkörper werden zu diesem Zweck bis auf 5oo° C angewärmt und zum besseren AbfluwB der Schlacke leicht geneigt. Es ist auch bekannt, Füllstäbe aus Zusatzwerkstoff in die Schweißfuge einzwlegen und das Verhältnis zwischen Einschmelzmenge und Einbrandtnefe zu regulieren. Schließlich ist auch das Weichglühen geschweißter Teile eine altbekannte Maßnahme zur Vermeidung der Rißbildung. Mit a11 diesem bekannten Verfahren ist es bisher noch nicht gelungen, ein vollkommen einwandfreies Schnellstahlgefüge für die späteren Schneiden herzustellen und der Schneide die erforderliche Standfestigkeit zu geben und dabei ein Minimum an Energie 'und Zeitaufwand für die Einschweißarbeit zu verwenden.It is already known to 'cut into a base body made of structural steel made of tool steel in previously machined grooves by means of external welding. Attempts have also been made to use a so-called filler weld in grooves that correspond to the shape of the later cutting edges to introduce high-speed steel into the base body. For this purpose, these basic bodies are heated up to 500 ° C and for the better Discharge of the slag slightly inclined. It is also known, filler rods made of filler material insert into the weld joint and the relationship between the amount of melt and penetration depth to regulate. After all, the soft annealing of welded parts is also a well-known one Measure to avoid the formation of cracks. With a11 this known procedure is it not yet succeeded, a perfectly flawless high-speed steel structure for the later cutting and the cutting edge the required stability with a minimum of energy and time for the welding work to use.

Die Erfindung trat es seich nun zur Aufgabe gestellt, die bisherigen Nachteile zu beseitigen, um mittels der Lichtbogenschmelzschweißung Hochlei,stungsfräswerkzeuge herzustellen. Dies geschieht erfindungsgemäß durch die Kombination des neuen Merkmales a) mit den an sich bekannten Merkmalen b) bis e) a) die U-förmigen Nuten sind eineinhalbmal so tief wie breit; b) der Grundkörper i wird beim Schweißen steil schräg gestellt; c) es werden Füllstäbe 9 in die Nuten eingelegt in Form blanker Drähte aus Schnellstahl; d) ummantelteElektroden ioaus gleichemMaterial wie die Füllstäbe 9 werden in einem Zuge von unten nach oben eingeschmolzen unter Schmelzung der eingelegten Füllstäbe 9; e) anschließend erfolgt eine Weichglühung von etwa 30 Minuten bei 8oo bis 82o° C.The invention has now set itself the task of eliminating the previous disadvantages in order to produce high performance milling tools by means of arc fusion welding. According to the invention, this is done by combining the new feature a) with the features b) to e) known per se a) the U-shaped grooves are one and a half times as deep as they are wide; b) the base body i is tilted at a steep angle during welding; c) cross bars 9 are inserted into the grooves in the form of bare wires made of high-speed steel; d) encased electrodes made of the same material as the filler rods 9 are melted in one go from bottom to top while melting the inserted filler rods 9; e) this is followed by a soft annealing of about 30 minutes at 800 to 82o ° C.

Dies hat den Vorteil, daß die spätere Srhneidenwurzel tief 4m Grundmaterial sitzt und so ein Ausbrecheu unmöglich wird und daß, um beine Verschmelzen der Elektrode eine möglichst geringe Einbrandtiefe zu erreichen, d. h. um den eingeschmolzesien Schnellstahl auch irr den, Randzonen voll in seiner Struktur zu halten, in die Nut ein blanker Schweißstab gleichen Materials, wie die Elektrode eingelegt und daher mit möglichst schwachen Elektroden und somit geringen Stromstärken gearbeitet werden kann.This has the advantage that the later Srhneidenwurzel deep 4m base material sits and so a breakout becomes impossible and that to one leg fusing of the electrode to achieve the lowest possible penetration depth, d. H. around the melted down High-speed steel also fails to keep the edge zones fully in its structure, in the groove a bare welding rod of the same material as the electrode inserted and therefore Work with electrodes that are as weak as possible and therefore with low currents can.

Die Schweißarbeit selbst wird auf einer besonderen, am Glühofen befestigten Schwenkvorrichtung durchgeführt, mittels welcher der Grundkörper in eine bestimmte Schräglage gebracht wird, wodurch während des Schweißprozesses der Fluß der sich bildenden Schlacke so gelenkt wird; daß diese die eingeschmolzene Legierung überdecken und mit steigendem Schmelzbad abfließen kann., so da.ß der Zutritt von Sauerstoff und Stickstoff und damit der Verlust der wertvollen Legierungselemente verhindert wird.The welding work itself is carried out on a special one attached to the annealing furnace Swivel device carried out, by means of which the base body in a certain Inclined position, whereby the flow of the itself during the welding process forming slag is so directed; that these cover the melted alloy and can flow off as the molten bath rises, so that the ingress of oxygen and nitrogen and thus the loss of valuable alloying elements is prevented will.

An Stelle des allgemein gebräuchlichen Verfahrens, die Elektrode in die Nut des liegenden oder leichtgeneigten Grundkörpers einzuschweißen., wird nunmehr jede einzelne Nut in einem Zuge von unten nach oben vollgeschweißt, wobei der eingelegte blanke Schweißstab mit verschmolzen wird. Zum Schutze des Werkzeuges vor zu schnellem Abkühlen wird zweckmäßig eine innen mit isolierendem Material ausgeschlagene Schutzkappe aus Blech über das Werkzeug gedeckt. Diese Schutzkappe soll der Form des Werkzeuges angepaßt sein und eine der Werkzeugnut entsprechende Öffnung zum Verschmelzen der Elektrode besitzen. Durch das Abdecken des Werkstückes mit der Blechkappe wird die Schweißstelle gleichzeitig vor dem unmittelbaren Zutritt kalter Luft geschützt, und damit wird auch einer Rißbnldung in der eingeschmolzenen Legierung begegnet.Instead of the commonly used method, the electrode in weld in the groove of the lying or slightly inclined base body., is now every single groove fully welded in one go from bottom to top, whereby the inserted bare welding rod is fused with. To protect the tool from moving too quickly A protective cap lined with insulating material on the inside is expedient for cooling covered from sheet metal over the tool. This protective cap is designed to match the shape of the tool be adapted and an opening corresponding to the tool groove for fusing the Own electrode. By covering the workpiece with the sheet metal cap, the Welding point protected from the direct ingress of cold air at the same time, and this also counteracts the formation of cracks in the melted alloy.

Ein weiterer Vorteil der Abdeckung ist darin zu sehen, daß die Schweißarb:it beschleunigt durchgeführt und die Zeit zum Nachwärmen des Werkstückes weitgehend herabgesetzt werden kann. Erfahrungsgemäß wird immer nur eine Nut fertiggeschweißt und das Werkstück erforderlichenfalls nachgewärmt.Another advantage of the cover can be seen in the fact that the welding color: it carried out accelerated and the time to reheat the workpiece largely can be reduced. Experience has shown that only one groove is ever finish-welded and the workpiece is reheated if necessary.

Nach dem Fertigschweißen aller Schneiden wird das Werkzeug einem Weichglühprozeß unterzogen. Zu diesem Zweck wird es in einem möglichst luftdicht abgeschlossenen Kasten mit einer Mischung aus gebranntem Koks und Holzkohle eingepackt und im Glühofen 1/2 Stunde lang bei 8oo bis 82o° C geglüht. Das Abkühlen des Werkzeuges erfolgt in jedem Falle im Glühofen und niemals bei normaler Raumtemperatur, weil sonst Risse in den Schneiden unvermeidbar sind. In die auf diese Weise behandelten Werkzeuge lassen sich die erforderlichen Spannuten ohne Schwierigkeiten einarbeiten. Das endgültige Härten des Werkzeuges erfolgt in der gleichen Art wie bei Werkzeugen aus Schnellstahl.After all cutting edges have been welded, the tool is subjected to a soft annealing process subjected. For this purpose, it is sealed as airtight as possible Box packed with a mixture of burnt coke and charcoal and put in the annealing furnace Annealed for 1/2 hour at 800 to 82o ° C. The tool is then cooled down in any case in the annealing furnace and never at normal room temperature, otherwise cracks are unavoidable in the cutting edges. In the tools treated in this way the required chip flutes can be incorporated without difficulty. The final one The tool is hardened in the same way as with tools made of high-speed steel.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Werkzeuge stehen. hinsichtlich ihrer Schnittleistung und Standzeit den normalen Werkzeugen aus Schnellstahl in keiner Weise mach. Ihr besonderer Vorzug ist in der großen Einsparung an hochwertigem Werkzeugstahl und ihrer Billigkeit zu sehen.Tools produced by the method according to the invention are standing. the normal high-speed steel tools in terms of their cutting performance and service life in no way do it. Their particular advantage is the large savings in high quality To see tool steel and its cheapness.

Das Wesen der Erfindung wird auf den Abbildungen beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt Abb. i einen Walzenfräser in den drei Stadien der Bearbeitung, Abb.2 die am Glühofen angebrachte Vorrichtung zum Einschweißen der Schnellstahllegierung in die Nqten des Körpers eines Walzenfräsers.The essence of the invention is illustrated in the figures, for example. It shows Fig. I a plain milling cutter in the three stages of machining, Fig.2 the Device attached to the annealing furnace for welding the high-speed steel alloy into the Nqten of the body of a milling cutter.

Der Werkzeugkörper i mit den eingefrästen Nuten 2 ruht während des Schweißvorganges auf der mit einem Gegengewicht 5 versehenen Auflage 3, die um eine horizontale Achse q. schwenkbar gelagert ist und mit dem Handhebel 6 in dem Zahnsegment 7 fest eingerastet werden kann. Zwischen Grundkörper i und der Auflage 3 ist eine Kupferbeilage 8 eingelegt, um ein Durchlaufen der Sclunelze i2 bzw. ein Verschweißen des Grundkörpers i mit der Auflage 3 zu vermeiden. Die Schutzhaube ii ist mit einer dem Nutenverlauf entsprechenden Öffnung, durch welche die Elektrode io und der Schweißstab 9 eingeführt werden, versehen und schützt das Werkstück vor zu schneller Abkühlung und den Schweißer vor der Wärmeausstrahlung. Durch die Schräglage des Grundkörpers i wird die sich im Schmelzbad i2 bildende Schlacke 13 so gedenkt, daß sie beim Abfließen die eingeschmolzene Legierung überdeckt und den Zutritt von Sauerstoff und Stickstoff verhindert.The tool body i with the milled grooves 2 rests during the Welding process on the support 3 provided with a counterweight 5, which by a horizontal axis q. is pivotably mounted and with the hand lever 6 in the toothed segment 7 can be firmly locked in place. Between the base body i and the support 3 is a Copper insert 8 inserted in order to pass through the tube i2 or to weld of the base body i with the support 3 to avoid. The protective hood ii is with a The opening corresponding to the course of the groove through which the electrode and the welding rod 9 are introduced, provided and protects the workpiece from cooling down too quickly and the welder from heat radiation. Due to the inclined position of the main body i the slag 13 which forms in the molten bath i2 is remembered in such a way that it drains off the melted alloy covers and the ingress of oxygen and nitrogen prevented.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of high-quality cutting edges on cutting tools, in particular milling tools of all kinds, by welding high-speed steel alloys by means of an arc into preheated, grooved base bodies made of mechanical steel, characterized by the combination of the new feature a) with the features b) to e) known per se a) the U-shaped grooves are one and a half times as deep as they are wide; b) the base body (i) is tilted at a steep angle during welding; c) cross bars (9) are inserted into the grooves in the form of bare wires made of high-speed steel; d) encased electrodes (io) made of the same material as the filler rods (9) are melted in one go from bottom to top while melting the inserted filler rods (9); e) this is followed by a soft annealing of about 30 minutes at 800 to 82o ° C.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim z, characterized by a mounted on an annealing furnace, pivotable about a horizontal axis (4) and. fixable support (3) and a protective hood (ii) which is to be covered over the tool body (i), is adapted in shape and size and lined with asbestos on the inside, which has an opening corresponding to the course of the groove for the insertion of the electrode (io) and the welding rod (9 ) Has. Considered publications: German Patent Specifications No. 894 6q.6, 9oo 120; German patent application B $ 46o Ib / 49h; Austrian Patent No. 166 497; . USA. Patent No. - 2,330,289, 1,327,101 I 7; i1 151; Journal »Schweiß und Schneid«, 195o, p.323.