DE974399C

DE974399C - Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen

Info

Publication number: DE974399C
Application number: DEP42007A
Authority: DE
Inventors: Carl Ballhausen
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1949-05-07
Filing date: 1949-05-07
Publication date: 1960-12-15
Also published as: GB711712A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von solchen Werkzeugen, die mit Hartmetall, Schnellstahl od. dgl. bestückt sind.

Im allgemeinen werden solche Werkzeuge hergestellt, indem auf einen Trägerkörper aus unlegiertem oder schwachlegiertem Stahl der im fertigen Werkzeug die Arbeitsflächen bildende Hartmetall- bzw. Schnellstahlkörper aufgeschweißt oder aufgelötet wird. Dieses Verfahren ist verhältnismäßig umständlich, läßt sich aber gut dort anwenden, wo der Hartmetall- oder Schnellstahlkörper in Form eines Plättchens auf den Trägerkörper aufgelegt wird und dieser an der Stelle der Auflage vorgearbeitet bzw. ausgenommen ist. In vielen Fällen ist es aber notwendig, zur Sicherung der Auflagekörper gegen starke Arbeitsdrücke während der Verwendung des Werkzeuges das Plättchen in Vertiefungen einzusetzen, die es mehr oder minder eng umschließen. In diesen Fällen ergeben sich Schwierigkeiten fabrikatorischer Art, das schmelzflüssige Lot in die Vertiefungen bzw. Hohlräume so einzubringen, daß die gewünschte Haftung zwischen Plättchen und Trägerkörper erzielt wird. In diesem Zusammenhang ist auch schon vorgeschlagen worden, insbesondere für Hartmetall, den nach dem Einsetzen des Plättchens verbleibenden Hohlraum mit zerkleinertem metallischem Werkstoff zu füllen und dieses nieder-

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zuschmelzen. Das Verfahren hat sich indes in der Praxis kaum eingeführt, weil seine Handhabung noch umständlicher und schwieriger ist als die üblichen Verfahren.
Es ist ferner bekannt, daß es unmöglich ist, Hartmetallplättchen einzugießen etwa in Gußeisen oder in anderen Legierungen, da durch die beim Erstarren der Schmelze auftretenden Schrumpfkräfte die Hartmetallplättchen so hohen Spannungen ausgesetzt werden, daß sie reißen. Es hat sich weiter gezeigt, daß auch das Einsintern in Eisenpulver durch Heißpressen und nachträglichem Einsaigern von Kupfer oder anderen niedrigschmelzenden Legierungen ebenfalls zum Reißen der Plättchen führt.

Um die geschilderten Schwierigkeiten zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem die im fertigen Werkzeug die Arbeitsflächen bildenden Hartmetallkörper auf den Trägerkörper aufgesetzt und mit einem Metall oder einer Legierung umspritzt werden. Bei dieser Art des Umspritzens der Schneidkörper entsteht gleichzeitig eine festhaftende Verbindung zwischen Werkzeugträgerkörper und Schneidkörper. Es ist aber auch möglich, im Werkzeugkörper Vertiefungen od. dgl. vorzusehen, in die die Schneidkörper eingesetzt werden, und durch Vollsprühen des verbleibenden Raumes der Vertiefungen wird ebenfalls eine feste Verbindung zwischen den einzelnen Teilen zu einem einheitlichen Körper herbeigeführt.

Der hierzu notwendige Sprühstrahl kann erzeugt werden mit Hilfe von Spritzpistolen bekannter Art oder durch andere Mittel, die einen Sprühstrahl feinverteilten Metalls zu erzeugen gestatten. Es können daher auch Vorrichtungen benutzt werden, bei denen nach nicht vorbekannten Vorschlägen das pulverförmig feste oder flüssige Metall dem Walzenspalt mit hoher Geschwindigkeit mittels umlaufender Walzen zugeführt wird, die alsdann dem feinzerteilten Metall die notwendige mechanische Beschleunigung erteilen. Bei der Zuführung festen oder pulverförmigen Metalls werden die Walzen als Elektroden ausgebildet, so daß der Werkstoff im Walzenspalt unter Einwirkung des entstehenden Lichtbogens aufgeschmolzen wird. Ferner besteht die Möglichkeit, den Sprühstrahl dadurch zu erzeugen, daß das zu versprühende Metall in fester Form gegen eine rasch umlaufende Schleifscheibe gepreßt wird. In jedem Falle wird der Sprühstrahl auf den Hohlraum gerichtet, der im Trägerkörper neben dem eingesetzten Hartmetall- oder Schnellstahlplättchen verbleibt. Durch diese Maßnahme bildet sich praktisch ein aus Hartmetall bzw. Schnellstahl, Füllstoff und Trägerwerkstoff bestehender einstückiger Körper.

Der Sprühvorgang geht mit derartiger Geschwindigkeit und einer so geringen Wärmeentwicklung im Bereich der Auftreffstelle vor sich, daß schädigende Einwirkungen auf den Werkstoff des Schneidenkörpers nicht eintreten. Infolgedessen ist das Verfahren in hervorragendem Maße geeignet zum Bestücken von Werkzeugen mit Hartmetallschneidkörpern, das bekanntlich besonders empfindlich ist gegen Wärmespannungen u. dgl. Das Verfahren kann aber auch zur Herstellung von Werkzeugen dienen, die mit Schnellstahlschneidkörpern bestückt sind, und in beiden Fällen erweist sich das Verfahren infolge seiner einfachen Handhabung als zweckentsprechend.

Die Art, wie das Verfahren durchgeführt wird, ergibt sich aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.

Abb. ι ist eine Ansicht und

Abb. 2 eine Aufsicht eines Fräsers.

Der Werkzeugstoff 1 wird an seiner Stirnfläche, wie bei 2 angedeutet, gegebenenfalls aufgerauht. Auf die Fläche werden alsdann die Hartmetallplättchen 3 aufgestellt und mit dem Werkstoff 4 umspritzt, der die Verbindung zwischen den Plättchen und dem Schaftkörper 1 herstellt. Auf diese Weise gelingt es ohne weiteres, einen Endkörper zu schaffen, der, obwohl aus drei verschiedenen Werkstoffen bestehend, ein einheitliches Ganzes bildet.

Nach den beiden Abbildungen ist es ohne weiteres verständlich, daß das Verfahren auch so ausgeübt werden kann, indem die Plättchen oder Schneidkörper sonstiger Form in Vertiefungen, Ausnehmungen od. dgl. eingesetzt und der verbleibende Hohlraum vollgesprüht wird.

In Abwandlung des Verfahrens ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ferner die Möglichkeit gegeben, die Schneidkörper auf eine Unterlage, beispielsweise aus Graphit, in geeigneter Anordnung aufzusetzen. Unter Umspritzen der Körper wird ein vollkommenes Werkzeug hergestellt, das eines besonderen Trägerkörpers nicht bedarf. In dieser Weise können beispielsweise Scheibenfräser od. dgl. hergestellt werden. Es ist aber auch möglich, den aus Schneidkörpern und umspritztem Werkstoff bestehenden Körper nachträglich auf einen geeigneten Trägerkörper aufzulöten.

Gleichgültig, in welcher Ausführungsform die Erfindung ausgeübt wird, ergibt sich in jedem Falle ein durchgehender metallischer Verband, der die Plättchen in hervorragendem Maße festhält. Als Metall bzw. Legierung, die zur Einbettung verwendet werden können, sind die verschiedensten Stoffe geeignet, die mit Rücksicht auf die beim Werkzeug zu erwartenden Beanspruchungen ausgewählt werden können. Als besonders zweckmäßig hat sich eine Eisen-Kupfer-Legierung erwiesen, und zwar beispielsweise eine solche mit 10 bis 30% Kupfer, Rest Eisen. Für das Verfahren in der Ausführungsform, in der die Einbettungslegierung gleichzeitig Aufbaulegierung für das Werkzeug ist, wird Stahl aufgesprüht, und gegebenenfalls kann dem Stahl Kupfer zugesetzt werden. Sofern die benutzten Legierungen vergütbar sind, ist ein nachträgliches Vergüten möglich.

Es ist ersichtlich, daß das Verfahren in einem ewissen Umfang abwandlungsfähig ist und daß auch andere Metalle und Legierungen für das Sprühen verwendet werden können, ohne daß sich

hierdurch eine Abweichung vom erfinderischen Grundgedanken ergibt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen, die mit Hartmetall, Schnellstahl od. dgl. bestückt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die im fertigen Werkzeug die Arbeitsflächen bildenden Hartmetall- bzw. Schnellstahlkörper auf den Trägerkörper aufgesetzt oder in ihn eingesetzt und mit einem Metall oder einer Legierung durch Spritzmetallisieren mittels einer Spritzpistole oder einer anderen, einen Sprühstrahl feinverteilten Metalls liefernden Vorrichtung umspritzt werden.

2. Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkörper auf eine Unterlage, beispielsweise aus Graphit, aufgesetzt werden und unter Umspritzen der Körper ein vollkommenes Werkzeug, beispielsweise von der Art eines Scheibenfräsers od. dgl., oder eine Einheit, bestehend aus Schneidkörpern und umspritztem Werkstoff, hergestellt wird, die auf einen Trägerkörper aufgelötet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einbettung eine Eisen-Kupfer-Legierung verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Einbettungs- und Aufbaulegierung ein Stahl gegebenenfalls unter Zusatz von Kupfer verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vergütbare Legierungen verwendet werden und ein Vergüten nach Fertigstellung des Werkstückes vorgenommen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Patent Nr. 921 125.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen