EP3670041A1 - Method for producing a segment for dry processing of materials - Google Patents

Method for producing a segment for dry processing of materials Download PDF

Info

Publication number
EP3670041A1
EP3670041A1 EP18215797.4A EP18215797A EP3670041A1 EP 3670041 A1 EP3670041 A1 EP 3670041A1 EP 18215797 A EP18215797 A EP 18215797A EP 3670041 A1 EP3670041 A1 EP 3670041A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hard material
material particles
machining
segment
matrix material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18215797.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marcel Sonderegger
Cliff Toldo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Priority to EP18215797.4A priority Critical patent/EP3670041A1/en
Priority to PCT/EP2019/086152 priority patent/WO2020127625A1/en
Priority to US17/415,327 priority patent/US12030121B2/en
Priority to EP19820806.8A priority patent/EP3898040A1/en
Priority to KR1020217019149A priority patent/KR20210105364A/en
Priority to US17/415,300 priority patent/US12017280B2/en
Priority to EP19827753.5A priority patent/EP3898042A1/en
Priority to PCT/EP2019/086883 priority patent/WO2020128086A1/en
Priority to KR1020217019148A priority patent/KR20210105363A/en
Publication of EP3670041A1 publication Critical patent/EP3670041A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/062—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F2005/001—Cutting tools, earth boring or grinding tool other than table ware
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2207/00—Aspects of the compositions, gradients
    • B22F2207/11—Gradients other than composition gradients, e.g. size gradients
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2207/00—Aspects of the compositions, gradients
    • B22F2207/11—Gradients other than composition gradients, e.g. size gradients
    • B22F2207/13—Size gradients
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2207/00—Aspects of the compositions, gradients
    • B22F2207/20—Cooperating components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a machining segment according to the preamble of claim 1.
  • Machining tools such as core drill bits, saw blades and abrasive disks, comprise machining segments which are fastened to a tubular, disk-shaped or annular base body, the machining segments being connected to the base body by welding, soldering or gluing.
  • machining segments which are used for core drilling are referred to as drilling segments, machining segments which are used for sawing, saw segments and machining segments which are used for ablation as ablation segments.
  • Machining segments for core drill bits, saw blades and abrasive disks are produced from a matrix material and hard material particles, the hard material particles being able to be statistically distributed or arranged according to a defined particle pattern in the matrix material.
  • the matrix material and the hard material particles are mixed, the mixture is poured into a suitable tool shape and processed further to form the machining segment.
  • a green compact is built up in layers of matrix material, in which the hard material particles are placed in accordance with the defined particle pattern.
  • the processing zone is constructed from a first matrix material and the neutral zone from a second matrix material, which is different from the first matrix material.
  • Machining tools that are designed as a core drill bit, saw blade or cutting disc and are intended for wet machining of concrete materials are only suitable to a limited extent for dry machining of concrete materials.
  • an abrasive concrete sludge is created that supports the machining process and leads to self-sharpening of the machining segments during machining.
  • the matrix material is removed by the abrasive drilling mud and new hard material particles are exposed.
  • no abrasive drilling mud can form that can support the machining process.
  • the hard material particles quickly become dull and the processing rate drops. Due to the lack of concrete sludge, the matrix material wears too slowly and deeper-lying hard material particles cannot be exposed. In known machining tools for wet machining, the matrix material and the hard material particles have similar wear rates.
  • the object of the present invention is to develop a method for producing a machining segment with which machining segments can be produced which are suitable for the dry machining of concrete materials.
  • the processing segment for dry processing concrete materials should have a high processing rate and the longest possible service life.
  • the method for producing a machining segment is characterized in that a green compact is produced in which the first hard material particles have a protrusion compared to the first matrix material. Because the first hard material particles already have a protrusion in the green compact compared to the first matrix material, the first hard material particles also have a protrusion in the finished machining segment compared to the first matrix material. The sharpening of the machining segments can be omitted completely or is at least significantly reduced.
  • Machining segments that are produced using the method according to the invention are produced in a three-stage process: in a first stage, a green compact is built up from a first matrix material and first hard material particles, the first hard material particles being placed in the first matrix material according to a defined particle pattern, in a second stage the green compact is compressed into a compact under the action of pressure and in a third stage the compact is processed further under the influence of temperature or by infiltration to form the processing segment.
  • the method according to the invention enables the production of machining segments with a protrusion of the first hard material particles compared to the first matrix material, the protrusion of at least one first hard material particles being greater than 400 ⁇ m compared to the first matrix material. Machining segments in which at least one of the first hard material particles has an overhang of more than 400 ⁇ m compared to the first matrix material are suitable for the dry machining of concrete materials. The larger the protrusion of the first hard material particles, the higher the machining rate that can be achieved with the machining tool.
  • a press stamp which has depressions in a pressing surface, the arrangement of the depressions in the pressing surface corresponding to the defined particle pattern of the first hard material particles.
  • first hard material particles are used which are enveloped by a shell material, the shell material corresponding to the first matrix material.
  • coated first hard material particles has the advantage that the first hard material particles do not come into direct contact with the press die and the wear of the press die can be reduced.
  • first hard material particles are used which are enveloped by a shell material, the shell material being different from the first matrix material.
  • the use of coated first hard material particles has the advantage that the first hard material particles do not come into direct contact with the press die and the wear of the press die can be reduced.
  • matrix materials with different wear properties can be used.
  • the shell material serves to protect the press ram when compacting the green compact and should be able to be removed as quickly as possible in the finished processing segment in order to expose the first hard material particles that work on the substrate.
  • a matrix material with a higher wear rate than the first matrix material can be removed quickly.
  • second hard material particles are admixed to the first matrix material, an average particle diameter of the second hard material particles being smaller than an average particle diameter of the first hard material particles.
  • the second hard material particles can be admixed to the first matrix material as statistically distributed particles, or the second hard material particles are placed in the first matrix material according to a defined second particle pattern. The second hard material particles are placed in particular in the area of the side surfaces of the processing segment.
  • FIGN. 1A , B show two variants of a machining tool designed as a core drill bit 10A, 10B .
  • the core drill bit 10A shown is hereinafter referred to as the first core drill bit and the one shown in FIG FIG. 1B
  • Core drill bit 10B shown is referred to as the second core drill bit, in addition, the first and second core drill bits 10A, 10B are combined under the term "core drill bit”.
  • the first core drill bit 10A comprises a plurality of machining segments 11A , a tubular base body 12A and a tool holder 13A .
  • the machining segments 11A which are used for core drilling, are also referred to as drilling segments and the tubular base body 12A is also referred to as a drilling shaft.
  • the drill segments 11A are firmly connected to the drill shaft 12A, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
  • the second core drill bit 10B comprises an annular machining segment 11B , a tubular base body 12B and a tool holder 13B .
  • the ring-shaped machining segment 11B which is used for core drilling, is also referred to as a drilling ring and the tubular base body 12B is also referred to as a drilling shaft.
  • the drill ring 11B is firmly connected to the drill shaft 12B, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
  • the core drill bit 10A, 10B is connected to a core drilling device via the tool holder 13A, 13B and is driven by the core drilling device in a direction of rotation 14 about an axis of rotation 15 during drilling operation.
  • the core drill bit 10A, 10B is moved along a feed direction 16 into a workpiece to be machined, the feed direction 16 running parallel to the axis of rotation 15.
  • the core drill bit 10A, 10B creates a drill core and a borehole in the workpiece to be machined.
  • the drill shaft 12A, 12B is in the embodiment of the FIGN. 1A , B formed in one piece and the drilling segments 11A or the drilling ring 11B are firmly connected to the drilling shaft 12A, 12B.
  • the drill shaft 12A, 12B can be formed in two parts from a first drill shaft section and a second drill shaft section, the drill segments 11A or the drill ring 11B is fixedly connected to the first drill shaft section and the tool holder 13A, 13B is fixedly connected to the second drill shaft section.
  • the first and second drill shaft sections are connected to one another via a releasable connecting device.
  • the detachable connection device is, for example, a plug-turn connection, as in EP 2 745 965 A1 or EP 2 745 966 A1 described, trained.
  • the formation of the drill shaft as a one-part or two-part drill shaft has no influence on the structure of the drill segments 11A or the drill ring 11B.
  • FIGN. 2A , B show two variants of a machining tool designed as a saw blade 20A, 20B .
  • the saw blade 20A shown is hereinafter referred to as the first saw blade and that in FIG. 2 B Saw blade 20B shown as the second saw blade, in addition, the first and second saw blades 20A, 20B are summarized under the term "saw blade”.
  • the first saw blade 20A comprises a plurality of machining segments 21A , a disk-shaped base body 22A and a tool holder.
  • the processing segments 21A which are used for sawing, are also referred to as saw segments and the disk-shaped base body 22A is also referred to as a master blade.
  • the saw segments 21A are firmly connected to the master blade 22A, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
  • the second saw blade 20B comprises a plurality of machining segments 21B , an annular base body 22B and a tool holder.
  • the processing segments 21B which are used for sawing, are also referred to as saw segments and the ring-shaped base body 22B is also referred to as a ring.
  • the saw segments 21B are firmly connected to the ring 22B, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
  • the saw blade 20A, 20B is connected to a saw via the tool holder and is driven by the saw in a direction of rotation 24 about an axis of rotation 25 in the sawing operation. During the rotation of the saw blade 20A, 20B about the axis of rotation 25, the saw blade 20A, 20B is moved along a feed direction, the feed direction being parallel to the longitudinal plane of the saw blade 20A, 20B. The saw blade 20A, 20B creates a saw slot in the workpiece to be machined.
  • FIG. 3rd shows a machining tool designed as a removal disk 30 .
  • the removal disk 30 comprises a plurality of processing segments 31 , a base body 32 and a tool holder.
  • the processing segments 31, which are used for the removal are also referred to as removal segments and the disk-shaped base body 32 is also referred to as a pot.
  • the removal segments 31 are firmly connected to the pot 32, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
  • the removal disk 30 is connected to a tool device via the tool holder and is driven in a direction of rotation 34 about an axis of rotation 35 by the tool device in the removal operation. During the rotation of the removal disk 30 about the axis of rotation 35, the removal disk 30 is moved over a workpiece to be machined, the movement being perpendicular to the axis of rotation 35. The removal disk 30 removes the surface of the workpiece to be machined.
  • FIGN. 4A-C show a machining segment 41 in a three-dimensional representation ( FIG. 4A ), in a view of an upper side of the processing segment 41 ( FIG. 4B ) and in a view of a side surface of the machining segment 41 ( FIG. 4C ).
  • the processing segment 41 corresponds in structure and composition to the processing segments 11A, 21A, 21B, 31;
  • the machining segment 11B designed as a drilling ring differs from the machining segment 41 in its annular structure.
  • the machining segments can differ from one another in the dimensions and in the curvatures of the surfaces.
  • the basic structure of the machining segments according to the invention is explained on the basis of the machining segment 41 and applies to the machining segments 11A, 11B of FIG FIGN. 1A , B, for the machining segments 21A, 21B of the FIGN. 2A , B and for the processing segment 31 of FIG. 3rd .
  • the processing segment 41 is composed of a processing zone 42 and a neutral zone 43 .
  • the neutral zone 43 is required if the machining segment 41 is to be connected to the base body of a machining tool; in the case of machining segments which are connected to the base body, for example by soldering or gluing, the neutral zone 43 can be omitted.
  • the processing zone 42 is constructed from a first matrix material 44 and first hard material particles 45 and the neutral zone 43 is constructed from a second matrix material 46 without hard material particles.
  • hard material particles include, in particular, individual hard material particles, composite parts made of several hard material particles and coated or encapsulated hard material particles.
  • matrix material includes all materials for the construction of machining segments summarized, in which hard material particles can be embedded. Matrix materials can consist of one material or be a mixture of different materials.
  • Machining segments that are produced with the method according to the invention for producing a machining segment have a layer with first hard material particles 45, further layers with first hard material particles 45 are not provided.
  • the “first hard material particles” refer to the hard material particles of the machining segment 41 which, after the machining segment has been produced, have an overhang on the upper side compared to the first matrix material 44. Hard material particles that are completely embedded in the first matrix material 44 in the machining segment 41 do not fall under the definition of the first hard material particles.
  • the machining segment 41 is connected to the base body of the machining tool with an underside 47 .
  • the underside of the machining segments is generally flat, whereas the underside of machining segments for sawing has a curvature in order to be able to fasten the machining segments to the curved end face of the annular or disk-shaped base body.
  • the machining segment 41 is connected to the base body of the machining tool with an underside 47 .
  • the underside of the machining segments is generally flat, whereas the underside of machining segments for sawing has a curvature in order to be able to fasten the machining segments to the curved end face of the annular or disk-shaped base body.
  • the first hard material particles 45 are arranged in the first matrix material 44 according to a defined particle pattern ( FIG. 4B ) and have an overhang T 1 with respect to the first matrix material 44 on an upper side 48 of the machining segment 41 opposite the lower side 47.
  • the processing segment 41 comprises a number of 9 first hard material particles 45 which protrude on the top 48.
  • the number of first hard material particles 45 and the defined particle pattern in which the first hard material particles 45 are arranged in the first matrix material 44 are adapted to the requirements of the machining segment 41.
  • the first hard material particles 45 generally originate from a particle distribution which is characterized by a minimum diameter, a maximum diameter and an average diameter.
  • the protrusions of the first hard material particles 45 can vary accordingly.
  • all of the first hard material particles 45 have a protrusion of more than 400 ⁇ m compared to the surrounding first matrix material 44.
  • FIGN. 1A B FIGN. 2A Federation FIG. 3rd
  • the processing tools shown according to the invention which are provided for the processing of concrete materials, have a defined direction of rotation.
  • a distinction can be made between a front area and a rear area of a hard material particle 45. Due to its geometry with a flat underside, the machining segment 41 is suitable as a drilling segment for the core drill bit 10A.
  • the direction of rotation 14 of the core drill bit 10A defines a front area 51 and a rear area 52.
  • the processing of concrete materials takes place in the front areas 51 of the first hard material particles 45 and the processing rate essentially depends on the size of the protrusion of the first hard material particles in the front areas 51 .
  • the first hard material particles 45 have a front projection T front in the front area 51 and a rear projection T back in the rear area, which correspond in the exemplary embodiment.
  • the first hard material particles 45 can have different front projections T front and rear projections T back .
  • the processing segment 41 is produced using the method according to the invention in three stages: in a first stage, a green compact 53 is produced, in a second stage the green compact 53 is compressed into a compact 54 and in a third stage the compact 54 is further processed into the processing segment 41 .
  • FIG. 5 shows the green compact 53 and the compact 54.
  • the green compact 53 is constructed from the first matrix material 44 and the first hard material particles 45.
  • the green compact 53 is compressed under the action of pressure until the compact 54 has essentially the final geometry of the machining segment 41.
  • Cold press processes or hot press processes are suitable, for example, as processes which achieve pressure on the green compact 53.
  • the green compact 53 In the cold pressing process, the green compact 53 is only exposed to pressure, while in the hot pressing process the green compact 53 is exposed not only to the pressure, but also to temperatures of up to approximately 200 ° C.
  • the compact 54 is further processed under the influence of temperature, for example during sintering or by infiltration, to form the processing segment 41.
  • FIGN. 6A-C show some tool components that are used in the manufacture of the machining segment 41 using the inventive method.
  • the Tool components include a lower punch 61 , a die 62 and an upper punch 63 , the lower punch 61 also being referred to as the first press punch and the upper punch 63 as the second press punch.
  • FIGN. 6B and 6C show the upper stamp 63 in detail.
  • the green body 53 is built up in the die 62 with a cross-sectional area that corresponds to the desired geometry of the green body 53.
  • the die 62 has a first opening on the underside, into which the lower punch 61 can be moved, and a second opening on the top, into which the upper punch 63 can be moved.
  • the upper punch 63 has depressions 64 in the pressing surface, the arrangement of which corresponds to the defined particle pattern of the first hard material particles 45.
  • the green compact 53 is built up from the bottom.
  • the first matrix material 44 is filled into the die 62 using a filling shoe until the desired filling height is reached.
  • the first hard material particles 45 are placed in the first matrix material 44 in accordance with the defined particle pattern in the surface of the first matrix material 44 and embedded in the first matrix material 44 to a desired embedding depth.
  • the finished green compact 53 is compressed under pressure by means of the lower punch 61 and the upper punch 63 to form the compact 54.
  • machining segments 41 are produced in which the green compacts 53 already have a protrusion of the first hard material particles 45 with respect to the first matrix material 44.
  • the compacting of the green compact 53 to form the compact 54 takes place with the aid of the special upper punch 63 in a pressing direction perpendicular to the cross-sectional area of the green compact 53.
  • the depressions 64 in the pressing surface of the upper punch 63 have an arrangement which corresponds to the defined particle pattern of the first hard material particles 45.
  • the processing segments 41 can be produced which are suitable for the dry processing of concrete materials.
  • first hard material particles 45 With direct contact between the first hard material particles 45 and the depressions 64 of the upper punch 63, increased wear of the upper punch 63 can occur. In order to reduce the wear of the upper punch 63, direct contact of the first hard material particles 45 with the upper punch 63 should be avoided.
  • coated first hard material particles 45 is suitable as a measure.
  • coated first hard material particles has the advantage that the first hard material particles 45 do not come into direct contact with the upper punch 63 and the wear of the upper punch 63 can be reduced.
  • the first matrix material 44 can be used as the shell material for the first hard material particles 45.
  • a second matrix material can be used as the shell material for the first hard material particles 45, the second matrix material being different from the first matrix material 44.
  • matrix materials with different wear properties can be used.
  • the shell material serves to protect the upper punch 63 during compaction and should be able to be removed as quickly as possible in the finished machining segment in order to expose the first hard material particles 45 which process the concrete material.
  • the second hard material particles can be admixed to the first matrix material 44 as statistically distributed particles, or the second hard material particles are placed in the first matrix material 44 according to a defined second particle pattern. The second hard material particles are placed in particular in the area of the side surfaces of the processing segment 41.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungssegmentes (41) für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen. Das Bearbeitungssegment (41) wird in einem dreistufigen Verfahren hergestellt: In einer ersten Stufe wird ein Grünling aus einem ersten Matrixwerkstoff (44) und ersten Hartstoffpartikeln (45) aufgebaut, in einer zweiten Stufe wird der Grünling unter Druckeinwirkung zu einem Pressling verdichtet und in einer dritten Stufe wird der Pressling zum Bearbeitungssegment (41) weiterverarbeitet.Method for producing a processing segment (41) for the dry processing of concrete materials. The processing segment (41) is produced in a three-stage process: in a first stage, a green body is built up from a first matrix material (44) and first hard material particles (45), in a second stage the green body is compressed into a compact under pressure and in one third stage, the compact is further processed to the processing segment (41).

Description

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungssegmentes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a method for producing a machining segment according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Bearbeitungswerkzeuge, wie Kernbohrkronen, Sägeblätter und Abtragscheiben, umfassen Bearbeitungssegmente, die an einem rohr-, scheiben- oder ringförmigen Grundkörper befestigt werden, wobei die Bearbeitungssegmente durch Schweißen, Löten oder Kleben mit dem Grundkörper verbunden werden. Abhängig vom Bearbeitungsverfahren des Bearbeitungswerkzeugs werden Bearbeitungssegmente, die zum Kernbohren eingesetzt werden, als Bohrsegmente, Bearbeitungssegmente, die zum Sägen eingesetzt werden, als Sägesegmente und Bearbeitungssegmente, die zum Abtragen eingesetzt werden, als Abtragsegmente bezeichnet.Machining tools, such as core drill bits, saw blades and abrasive disks, comprise machining segments which are fastened to a tubular, disk-shaped or annular base body, the machining segments being connected to the base body by welding, soldering or gluing. Depending on the machining method of the machining tool, machining segments which are used for core drilling are referred to as drilling segments, machining segments which are used for sawing, saw segments and machining segments which are used for ablation as ablation segments.

Bearbeitungssegmente für Kernbohrkronen, Sägeblätter und Abtragscheiben werden aus einem Matrixwerkstoff und Hartstoffpartikeln hergestellt, wobei die Hartstoffpartikel statistisch verteilt vorliegen können oder gemäß einem definierten Partikelmuster im Matrixwerkstoff angeordnet sind. Bei Bearbeitungssegmenten mit statistisch verteilten Hartstoffpartikeln werden der Matrixwerkstoff und die Hartstoffpartikel gemischt, die Mischung wird in eine passende Werkzeugform eingefüllt und zum Bearbeitungssegment weiterverarbeitet. Bei Bearbeitungssegmenten mit gesetzten Hartstoffpartikeln wird ein Grünling schichtweise aus Matrixwerkstoff aufgebaut, in den die Hartstoffpartikel gemäß dem definierten Partikelmuster platziert werden. Bei Bearbeitungssegmenten, die mit dem Grundkörper des Bearbeitungswerkzeuges verschweißt werden, hat sich der Aufbau aus einer Bearbeitungszone und einer Neutralzone bewährt. Die Bearbeitungszone wird aus einem ersten Matrixwerkstoff und die Neutralzone aus einem zweiten Matrixwerkstoff, der vom ersten Matrixwerkstoff verschieden ist, aufgebaut.Machining segments for core drill bits, saw blades and abrasive disks are produced from a matrix material and hard material particles, the hard material particles being able to be statistically distributed or arranged according to a defined particle pattern in the matrix material. In the case of machining segments with statistically distributed hard material particles, the matrix material and the hard material particles are mixed, the mixture is poured into a suitable tool shape and processed further to form the machining segment. In the case of machining segments with set hard material particles, a green compact is built up in layers of matrix material, in which the hard material particles are placed in accordance with the defined particle pattern. In the case of machining segments that are welded to the base body of the machining tool, the structure of a machining zone and a neutral zone has proven itself. The processing zone is constructed from a first matrix material and the neutral zone from a second matrix material, which is different from the first matrix material.

Bearbeitungswerkzeuge, die als Kernbohrkrone, Sägeblatt oder Abtragscheibe ausgebildet sind und für die Nassbearbeitung von Betonwerkstoffen vorgesehen sind, sind für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen nur bedingt geeignet. Bei der Nassbearbeitung von Betonwerkstoffen entsteht ein abrasiver Betonschlamm, der den Bearbeitungsprozess unterstützt und zu einem Selbstschärfen der Bearbeitungssegmente während der Bearbeitung führt. Der Matrixwerkstoff wird durch den abrasiven Bohrschlamm abgetragen und neue Hartstoffpartikel werden freigelegt. Bei der Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen kann sich kein abrasiver Bohrschlamm bilden, der den Bearbeitungsprozess unterstützen kann. Die Hartstoffpartikel werden schnell stumpf und die Bearbeitungsrate sinkt. Durch den fehlenden Betonschlamm verschleißt der Matrixwerkstoff zu langsam und tiefer liegende Hartstoffpartikel können nicht freigelegt werden. Bei bekannten Bearbeitungswerkzeugen zur Nassbearbeitung weisen der Matrixwerkstoff und die Hartstoffpartikel ähnliche Verschleißraten auf.Machining tools that are designed as a core drill bit, saw blade or cutting disc and are intended for wet machining of concrete materials are only suitable to a limited extent for dry machining of concrete materials. When wet machining concrete materials, an abrasive concrete sludge is created that supports the machining process and leads to self-sharpening of the machining segments during machining. The matrix material is removed by the abrasive drilling mud and new hard material particles are exposed. When dry machining concrete materials, no abrasive drilling mud can form that can support the machining process. The hard material particles quickly become dull and the processing rate drops. Due to the lack of concrete sludge, the matrix material wears too slowly and deeper-lying hard material particles cannot be exposed. In known machining tools for wet machining, the matrix material and the hard material particles have similar wear rates.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungssegmentes zu entwickeln, mit dem Bearbeitungssegmente hergestellt werden können, die für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen geeignet sind. Dabei soll das Bearbeitungssegment bei der Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen eine hohe Bearbeitungsrate und eine möglichst lange Lebensdauer aufweisen.The object of the present invention is to develop a method for producing a machining segment with which machining segments can be produced which are suitable for the dry machining of concrete materials. The processing segment for dry processing concrete materials should have a high processing rate and the longest possible service life.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.In the method mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention by the features of independent claim 1. Advantageous further developments are specified in the dependent claims.

Das Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungssegmentes ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass ein Grünling hergestellt wird, bei dem die ersten Hartstoffpartikel gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff einen Überstand aufweisen. Dadurch, dass die ersten Hartstoffpartikel bereits beim Grünling gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff einen Überstand aufweisen, weisen die ersten Hartstoffpartikel auch beim fertigen Bearbeitungssegment einen Überstand gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff auf. Das Schärfen der Bearbeitungssegmente kann vollständig entfallen oder ist zumindest deutlich reduziert.According to the invention, the method for producing a machining segment is characterized in that a green compact is produced in which the first hard material particles have a protrusion compared to the first matrix material. Because the first hard material particles already have a protrusion in the green compact compared to the first matrix material, the first hard material particles also have a protrusion in the finished machining segment compared to the first matrix material. The sharpening of the machining segments can be omitted completely or is at least significantly reduced.

Bearbeitungssegmente, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, werden in einem dreistufigen Verfahren hergestellt: In einer ersten Stufe wird ein Grünling aus einem ersten Matrixwerkstoff und ersten Hartstoffpartikeln aufgebaut, wobei die ersten Hartstoffpartikel gemäß einem definierten Partikelmuster im ersten Matrixwerkstoff platziert werden, in einer zweiten Stufe wird der Grünling unter Druckeinwirkung zu einem Pressling verdichtet und in einer dritten Stufe wird der Pressling unter Temperatureinwirkung oder durch Infiltrieren zum Bearbeitungssegment weiterverarbeitet.Machining segments that are produced using the method according to the invention are produced in a three-stage process: in a first stage, a green compact is built up from a first matrix material and first hard material particles, the first hard material particles being placed in the first matrix material according to a defined particle pattern, in a second stage the green compact is compressed into a compact under the action of pressure and in a third stage the compact is processed further under the influence of temperature or by infiltration to form the processing segment.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Bearbeitungssegmenten mit einem Überstand der ersten Hartstoffpartikel gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff, wobei der Überstand mindestens eines ersten Hartstoffpartikels gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff grösser als 400 µm ist. Bearbeitungssegmente, bei denen mindestens einer der ersten Hartstoffpartikel gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff einen Überstand von mehr als 400 µm aufweist, sind für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen geeignet. Je grösser der Überstand der ersten Hartstoffpartikel ist, umso höher ist die Bearbeitungsrate, die mit dem Bearbeitungswerkzeug erzielt werden kann.The method according to the invention enables the production of machining segments with a protrusion of the first hard material particles compared to the first matrix material, the protrusion of at least one first hard material particles being greater than 400 μm compared to the first matrix material. Machining segments in which at least one of the first hard material particles has an overhang of more than 400 μm compared to the first matrix material are suitable for the dry machining of concrete materials. The larger the protrusion of the first hard material particles, the higher the machining rate that can be achieved with the machining tool.

Bevorzugt wird beim Verdichten des Grünlings ein Pressstempel verwendet, welcher in einer Pressfläche Vertiefungen aufweist, wobei die Anordnung der Vertiefungen in der Pressfläche dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel entspricht. Durch die Verwendung eines Pressstempels, der in der Pressfläche eine Anordnung von Vertiefungen für die ersten Hartstoffpartikel aufweist, kann der Grünling zu einem Pressling verdichtet werden, ohne das der Überstand der ersten Hartstoffpartikel, der beim Grünling erzeugt wurde, gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff entfernt wird. Das Verdichten des ersten Matrixwerkstoffes dient in der Regel dazu, die Dichte des Bearbeitungssegmentes zu erhöhen.When compressing the green compact, a press stamp is preferably used which has depressions in a pressing surface, the arrangement of the depressions in the pressing surface corresponding to the defined particle pattern of the first hard material particles. By using a press die, which has an arrangement of depressions for the first hard material particles in the pressing surface, the green compact can be compacted into a compact without removing the protrusion of the first hard material particles, which was produced in the green compact, from the first matrix material. The compression of the first matrix material usually serves to increase the density of the machining segment.

In einer bevorzugten Variante werden erste Hartstoffpartikel verwendet, die von einem Hüllwerkstoff umhüllt sind, wobei der Hüllwerkstoff dem ersten Matrixwerkstoff entspricht. Die Verwendung von umhüllten ersten Hartstoffpartikeln hat den Vorteil, dass die ersten Hartstoffpartikel nicht in direktem Kontakt mit dem Pressstempel kommen und der Verschleiß des Pressstempels reduziert werden kann.In a preferred variant, first hard material particles are used which are enveloped by a shell material, the shell material corresponding to the first matrix material. The use of coated first hard material particles has the advantage that the first hard material particles do not come into direct contact with the press die and the wear of the press die can be reduced.

In einer alternativen bevorzugten Variante werden erste Hartstoffpartikel verwendet, die von einem Hüllwerkstoff umhüllt sind, wobei der Hüllwerkstoff vom ersten Matrixwerkstoff verschieden ist. Die Verwendung von umhüllten ersten Hartstoffpartikeln hat den Vorteil, dass die ersten Hartstoffpartikel nicht in direktem Kontakt mit dem Pressstempel kommen und der Verschleiß des Pressstempels reduziert werden kann. Bei Verwendung eines Hüllwerkstoffs, der vom ersten Matrixwerkstoff verschieden ist, können Matrixwerkstoffe mit unterschiedlichen Verschleißeigenschaften eingesetzt werden. Der Hüllwerkstoff dient zum Schutz des Pressstempels beim Verdichten des Grünlings und sollte beim fertigen Bearbeitungssegment möglichst schnell entfernt werden können, um die ersten Hartstoffpartikel, die den Untergrund bearbeiten, freizustellen. Ein Matrixwerkstoff mit einer höheren Verschleißrate als der erste Matrixwerkstoff lässt sich schnell entfernen.In an alternative preferred variant, first hard material particles are used which are enveloped by a shell material, the shell material being different from the first matrix material. The use of coated first hard material particles has the advantage that the first hard material particles do not come into direct contact with the press die and the wear of the press die can be reduced. When using a shell material that is different from the first matrix material, matrix materials with different wear properties can be used. The shell material serves to protect the press ram when compacting the green compact and should be able to be removed as quickly as possible in the finished processing segment in order to expose the first hard material particles that work on the substrate. A matrix material with a higher wear rate than the first matrix material can be removed quickly.

In einer Weiterentwicklung werden dem ersten Matrixwerkstoff zweite Hartstoffpartikel beigemischt, wobei ein mittlerer Partikeldurchmesser der zweiten Hartstoffpartikel kleiner als ein mittlerer Partikeldurchmesser der ersten Hartstoffpartikel ist. Abhängig von den Verschleißeigenschaften des ersten Matrixwerkstoffes kann es während der Bearbeitung eines Untergrundes mit dem Bearbeitungswerkzeug durch Reibung mit dem Untergrund zu einem verstärkten Verschleiß des ersten Matrixwerkstoffs an den Seitenflächen des Bearbeitungssegmentes kommen. Dieser Verschleiß kann durch die zweiten Hartstoffpartikel reduziert werden. Die zweiten Hartstoffpartikel können als statistisch verteilte Partikel dem ersten Matrixwerkstoff beigemischt werden oder die zweiten Hartstoffpartikel werden gemäß einem definierten zweiten Partikelmuster im ersten Matrixwerkstoff platziert. Die zweiten Hartstoffpartikel werden insbesondere im Bereich der Seitenflächen des Bearbeitungssegmentes platziert.In a further development, second hard material particles are admixed to the first matrix material, an average particle diameter of the second hard material particles being smaller than an average particle diameter of the first hard material particles. Depending on the wear properties of the first matrix material, increased wear of the first matrix material on the side surfaces of the processing segment can occur during the processing of a substrate with the processing tool due to friction with the substrate. This wear can be reduced by the second hard material particles. The second hard material particles can be admixed to the first matrix material as statistically distributed particles, or the second hard material particles are placed in the first matrix material according to a defined second particle pattern. The second hard material particles are placed in particular in the area of the side surfaces of the processing segment.

AusführungsbeispieleEmbodiments

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematischer und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei gegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.Embodiments of the invention are described below with reference to the drawing. This is not necessarily to show the exemplary embodiments to scale, rather the drawing, where useful for the explanation, is carried out in a schematic and / or slightly distorted form. It should be taken into account here that various modifications and changes regarding the form and the detail of an embodiment can be made without departing from the general idea of the invention. The general idea of the invention is not limited to the exact form or detail of the preferred embodiment shown and described below, or limited to an object that would be limited compared to the object claimed in the claims. For given design ranges, values within the stated limits should also be disclosed as limit values and can be used and claimed as desired. For the sake of simplicity, the same reference numerals are used below for identical or similar parts or parts with identical or similar functions.

Es zeigen:

FIGN. 1A, B
zwei Varianten eines als Kernbohrkrone ausgebildeten Bearbeitungswerkzeuges;
FIGN. 2A, B
zwei Varianten eines als Sägeblatt ausgebildeten Bearbeitungswerkzeuges;
FIG. 3
ein als Abtragscheibe ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug;
FIGN. 4A-C
ein Bearbeitungssegment in einer dreidimensionalen Darstellung (FIG. 4A), in einer Ansicht auf eine Oberseite (FIG. 4B) und in einer Ansicht auf einer Seitenfläche (FIG. 4C);
FIG. 5
die Herstellung des Bearbeitungssegmentes der FIGN. 4A-C gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei in einer ersten Stufe ein Grünling hergestellt wird und in einer zweiten Stufe der Grünling zu einem Pressling verdichtet wird; und
FIGN. 6A-C
einige Werkzeugkomponenten, die bei der Herstellung des Bearbeitungssegmentes der FIGN. 4A-C eingesetzt werden.
Show it:
FIGN. 1A, B
two variants of a machining tool designed as a core drill bit;
FIGN. 2A, B
two variants of a machining tool designed as a saw blade;
FIG. 3rd
a machining tool designed as a removal disk;
FIGN. 4A-C
a machining segment in a three-dimensional representation ( FIG. 4A ), in a view on an upper side ( FIG. 4B ) and in a view on one side surface ( FIG. 4C );
FIG. 5
the production of the machining segment of the FIGN. 4A-C according to the method according to the invention, wherein a green body is produced in a first stage and the green body is compressed into a compact in a second stage; and
FIGN. 6A-C
some tool components that are used in the production of the machining segment FIGN. 4A-C be used.

FIGN. 1A , B zeigen zwei Varianten eines als Kernbohrkrone 10A, 10B ausgebildeten Bearbeitungswerkzeuges. Die in FIG. 1A dargestellte Kernbohrkrone 10A wird im Weiteren als erste Kernbohrkrone und die in FIG. 1B dargestellte Kernbohrkrone 10B als zweite Kernbohrkrone bezeichnet, ausserdem werden die erste und zweite Kernbohrkrone 10A, 10B unter dem Begriff "Kernbohrkrone" zusammengefasst. FIGN. 1A , B show two variants of a machining tool designed as a core drill bit 10A, 10B . In the FIG. 1A The core drill bit 10A shown is hereinafter referred to as the first core drill bit and the one shown in FIG FIG. 1B Core drill bit 10B shown is referred to as the second core drill bit, in addition, the first and second core drill bits 10A, 10B are combined under the term "core drill bit".

Die erste Kernbohrkrone 10A umfasst mehrere Bearbeitungssegmente 11A, einen rohrförmig ausgebildeten Grundkörper 12A und eine Werkzeugaufnahme 13A. Die Bearbeitungssegmente 11A, die zum Kernbohren eingesetzt werden, werden auch als Bohrsegmente bezeichnet und der rohrförmig ausgebildete Grundkörper 12A wird auch als Bohrschaft bezeichnet. Die Bohrsegmente 11A sind fest mit dem Bohrschaft 12A verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen.The first core drill bit 10A comprises a plurality of machining segments 11A , a tubular base body 12A and a tool holder 13A . The machining segments 11A, which are used for core drilling, are also referred to as drilling segments and the tubular base body 12A is also referred to as a drilling shaft. The drill segments 11A are firmly connected to the drill shaft 12A, for example by screwing, gluing, soldering or welding.

Die zweite Kernbohrkrone 10B umfasst ein ringförmiges Bearbeitungssegment 11B, einen rohrförmig ausgebildeten Grundkörper 12B und eine Werkzeugaufnahme 13B. Das ringförmige Bearbeitungssegment 11B, das zum Kernbohren eingesetzt wird, wird auch als Bohrring bezeichnet und der rohrförmig ausgebildete Grundkörper 12B wird auch als Bohrschaft bezeichnet. Der Bohrring 11B ist fest mit dem Bohrschaft 12B verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen.The second core drill bit 10B comprises an annular machining segment 11B , a tubular base body 12B and a tool holder 13B . The ring-shaped machining segment 11B, which is used for core drilling, is also referred to as a drilling ring and the tubular base body 12B is also referred to as a drilling shaft. The drill ring 11B is firmly connected to the drill shaft 12B, for example by screwing, gluing, soldering or welding.

Die Kernbohrkrone 10A, 10B wird über die Werkzeugaufnahme 13A, 13B mit einem Kernbohrgerät verbunden und im Bohrbetrieb vom Kernbohrgerät in einer Drehrichtung 14 um eine Drehachse 15 angetrieben. Während der Drehung der Kernbohrkrone 10A, 10B um die Drehachse 15 wird die Kernbohrkrone 10A, 10B entlang einer Vorschubrichtung 16 in ein zu bearbeitendes Werkstück bewegt, wobei die Vorschubrichtung 16 parallel zur Drehachse 15 verläuft. Die Kernbohrkrone 10A, 10B erzeugt im zu bearbeitenden Werkstück einen Bohrkern und ein Bohrloch.The core drill bit 10A, 10B is connected to a core drilling device via the tool holder 13A, 13B and is driven by the core drilling device in a direction of rotation 14 about an axis of rotation 15 during drilling operation. During the rotation of the core drill bit 10A, 10B about the axis of rotation 15, the core drill bit 10A, 10B is moved along a feed direction 16 into a workpiece to be machined, the feed direction 16 running parallel to the axis of rotation 15. The core drill bit 10A, 10B creates a drill core and a borehole in the workpiece to be machined.

Der Bohrschaft 12A, 12B ist im Ausführungsbeispiel der FIGN. 1A, B einteilig ausgebildet und die Bohrsegmente 11A bzw. der Bohrring 11B sind fest mit dem Bohrschaft 12A, 12B verbunden. Alternativ kann der Bohrschaft 12A, 12B zweiteilig aus einem ersten Bohrschaftabschnitt und einem zweiten Bohrschaftabschnitt ausgebildet sein, wobei die Bohrsegmente 11A bzw. der Bohrring 11B fest mit dem ersten Bohrschaftabschnitt und die Werkzeugaufnahme 13A, 13B fest mit dem zweiten Bohrschaftabschnitt verbunden ist. Der erste und zweite Bohrschaftabschnitt werden über eine lösbare Verbindungseinrichtung miteinander verbunden. Die lösbare Verbindungseinrichtung ist beispielsweise als Steck-Dreh-Verbindung, wie in EP 2 745 965 A1 oder EP 2 745 966 A1 beschrieben, ausgebildet. Die Ausbildung des Bohrschaftes als einteiliger oder zweiteiliger Bohrschaft hat keinen Einfluss auf den Aufbau der Bohrsegmente 11A bzw. des Bohrringes 11B.The drill shaft 12A, 12B is in the embodiment of the FIGN. 1A , B formed in one piece and the drilling segments 11A or the drilling ring 11B are firmly connected to the drilling shaft 12A, 12B. Alternatively, the drill shaft 12A, 12B can be formed in two parts from a first drill shaft section and a second drill shaft section, the drill segments 11A or the drill ring 11B is fixedly connected to the first drill shaft section and the tool holder 13A, 13B is fixedly connected to the second drill shaft section. The first and second drill shaft sections are connected to one another via a releasable connecting device. The detachable connection device is, for example, a plug-turn connection, as in EP 2 745 965 A1 or EP 2 745 966 A1 described, trained. The formation of the drill shaft as a one-part or two-part drill shaft has no influence on the structure of the drill segments 11A or the drill ring 11B.

FIGN. 2A , B zeigen zwei Varianten eines als Sägeblatt 20A, 20B ausgebildeten Bearbeitungswerkzeuges. Das in FIG. 2A dargestellte Sägeblatt 20A wird im Weiteren als erstes Sägeblatt und das in FIG. 2B dargestellte Sägeblatt 20B als zweites Sägeblatt bezeichnet, ausserdem werden das erste und zweite Sägeblatt 20A, 20B unter dem Begriff "Sägeblatt" zusammengefasst. FIGN. 2A , B show two variants of a machining tool designed as a saw blade 20A, 20B . This in FIG. 2A The saw blade 20A shown is hereinafter referred to as the first saw blade and that in FIG FIG. 2 B Saw blade 20B shown as the second saw blade, in addition, the first and second saw blades 20A, 20B are summarized under the term "saw blade".

Das erste Sägeblatt 20A umfasst mehrere Bearbeitungssegmente 21A, einen scheibenförmig ausgebildeten Grundkörper 22A und eine Werkzeugaufnahme. Die Bearbeitungssegmente 21A, die zum Sägen eingesetzt werden, werden auch als Sägesegmente bezeichnet und der scheibenförmig ausgebildete Grundkörper 22A wird auch als Stammblatt bezeichnet. Die Sägesegmente 21A sind fest mit dem Stammblatt 22A verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen.The first saw blade 20A comprises a plurality of machining segments 21A , a disk-shaped base body 22A and a tool holder. The processing segments 21A, which are used for sawing, are also referred to as saw segments and the disk-shaped base body 22A is also referred to as a master blade. The saw segments 21A are firmly connected to the master blade 22A, for example by screwing, gluing, soldering or welding.

Das zweite Sägeblatt 20B umfasst mehrere Bearbeitungssegmente 21B, einen ringförmig ausgebildeten Grundkörper 22B und eine Werkzeugaufnahme. Die Bearbeitungssegmente 21B, die zum Sägen eingesetzt werden, werden auch als Sägesegmente bezeichnet und der ringförmig ausgebildete Grundkörper 22B wird auch als Ring bezeichnet. Die Sägesegmente 21B sind fest mit dem Ring 22B verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen.The second saw blade 20B comprises a plurality of machining segments 21B , an annular base body 22B and a tool holder. The processing segments 21B, which are used for sawing, are also referred to as saw segments and the ring-shaped base body 22B is also referred to as a ring. The saw segments 21B are firmly connected to the ring 22B, for example by screwing, gluing, soldering or welding.

Das Sägeblatt 20A, 20B wird über die Werkzeugaufnahme mit einer Säge verbunden und im Sägebetrieb von der Säge in einer Drehrichtung 24 um eine Drehachse 25 angetrieben. Während der Drehung des Sägeblattes 20A, 20B um die Drehachse 25 wird das Sägeblatt 20A, 20B entlang einer Vorschubrichtung bewegt, wobei die Vorschubrichtung parallel zur Längsebene des Sägeblattes 20A, 20B verläuft. Das Sägeblatt 20A, 20B erzeugt im zu bearbeitenden Werkstück einen Sägeschlitz.The saw blade 20A, 20B is connected to a saw via the tool holder and is driven by the saw in a direction of rotation 24 about an axis of rotation 25 in the sawing operation. During the rotation of the saw blade 20A, 20B about the axis of rotation 25, the saw blade 20A, 20B is moved along a feed direction, the feed direction being parallel to the longitudinal plane of the saw blade 20A, 20B. The saw blade 20A, 20B creates a saw slot in the workpiece to be machined.

FIG. 3 zeigt eines als Abtragscheibe 30 ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug. Die Abtragscheibe 30 umfasst mehrere Bearbeitungssegmente 31, einen Grundkörper 32 und eine Werkzeugaufnahme. FIG. 3rd shows a machining tool designed as a removal disk 30 . The removal disk 30 comprises a plurality of processing segments 31 , a base body 32 and a tool holder.

Die Bearbeitungssegmente 31, die zum Abtragen eingesetzt werden, werden auch als Abtragsegmente bezeichnet und der scheibenförmig ausgebildete Grundkörper 32 wird auch als Topf bezeichnet. Die Abtragsegmente 31 sind fest mit dem Topf 32 verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen.The processing segments 31, which are used for the removal, are also referred to as removal segments and the disk-shaped base body 32 is also referred to as a pot. The removal segments 31 are firmly connected to the pot 32, for example by screwing, gluing, soldering or welding.

Die Abtragscheibe 30 wird über die Werkzeugaufnahme mit einem Werkzeuggerät verbunden und im Abtragbetrieb vom Werkzeuggerät in einer Drehrichtung 34 um eine Drehachse 35 angetrieben. Während der Drehung der Abtragscheibe 30 um die Drehachse 35 wird die Abtragscheibe 30 über ein zu bearbeitendes Werkstück bewegt, wobei die Bewegung der senkrecht zur Drehachse 35 verläuft. Die Abtragscheibe 30 entfernt die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks.The removal disk 30 is connected to a tool device via the tool holder and is driven in a direction of rotation 34 about an axis of rotation 35 by the tool device in the removal operation. During the rotation of the removal disk 30 about the axis of rotation 35, the removal disk 30 is moved over a workpiece to be machined, the movement being perpendicular to the axis of rotation 35. The removal disk 30 removes the surface of the workpiece to be machined.

FIGN. 4A-C zeigen ein Bearbeitungssegment 41 in einer dreidimensionalen Darstellung (FIG. 4A), in einer Ansicht auf eine Oberseite des Bearbeitungssegmentes 41 (FIG. 4B) und in einer Ansicht auf eine Seitenfläche des Bearbeitungssegmentes 41 (FIG. 4C). FIGN. 4A-C show a machining segment 41 in a three-dimensional representation ( FIG. 4A ), in a view of an upper side of the processing segment 41 ( FIG. 4B ) and in a view of a side surface of the machining segment 41 ( FIG. 4C ).

Das Bearbeitungssegment 41 entspricht vom Aufbau und der Zusammensetzung den Bearbeitungssegmenten 11A, 21A, 21B, 31; das als Bohrring ausgebildete Bearbeitungssegment 11B unterscheidet sich durch seinen ringförmigen Aufbau vom Bearbeitungssegment 41. Die Bearbeitungssegmente können sich in den Abmessungen und in den Krümmungen der Oberflächen voneinander unterscheiden. Der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemäßen Bearbeitungssegmente wird anhand des Bearbeitungssegmentes 41 erklärt und gilt für die Bearbeitungssegmente 11A, 11B der FIGN. 1A, B, für die Bearbeitungssegmente 21A, 21B der FIGN. 2A, B und für das Bearbeitungssegment 31 der FIG. 3.The processing segment 41 corresponds in structure and composition to the processing segments 11A, 21A, 21B, 31; The machining segment 11B designed as a drilling ring differs from the machining segment 41 in its annular structure. The machining segments can differ from one another in the dimensions and in the curvatures of the surfaces. The basic structure of the machining segments according to the invention is explained on the basis of the machining segment 41 and applies to the machining segments 11A, 11B of FIG FIGN. 1A , B, for the machining segments 21A, 21B of the FIGN. 2A , B and for the processing segment 31 of FIG. 3rd .

Das Bearbeitungssegment 41 ist aus einer Bearbeitungszone 42 und einer Neutralzone 43 aufgebaut. Die Neutralzone 43 ist erforderlich, wenn das Bearbeitungssegment 41 mit dem Grundkörper eines Bearbeitungswerkzeuges verbunden werden soll; bei Bearbeitungssegmenten, die beispielsweise durch Löten oder Kleben mit dem Grundkörper verbunden werden, kann die Neutralzone 43 entfallen. Die Bearbeitungszone 42 ist aus einem ersten Matrixwerkstoff 44 und ersten Hartstoffpartikeln 45 aufgebaut und die Neutralzone 43 ist aus einem zweiten Matrixwerkstoff 46 ohne Hartstoffpartikel aufgebaut.The processing segment 41 is composed of a processing zone 42 and a neutral zone 43 . The neutral zone 43 is required if the machining segment 41 is to be connected to the base body of a machining tool; in the case of machining segments which are connected to the base body, for example by soldering or gluing, the neutral zone 43 can be omitted. The processing zone 42 is constructed from a first matrix material 44 and first hard material particles 45 and the neutral zone 43 is constructed from a second matrix material 46 without hard material particles.

Unter dem Begriff "Hartstoffpartikel" werden sämtliche Schneidmittel für Bearbeitungssegmente zusammengefasst; dazu gehören vor allem einzelne Hartstoffpartikel, Verbundteile aus mehreren Hartstoffpartikeln und beschichtete oder gekapselte Hartstoffpartikel. Unter dem Begriff "Matrixwerkstoff" werden sämtliche Werkstoffe zum Aufbau von Bearbeitungssegmenten zusammengefasst, in die Hartstoffpartikel eingebettet werden können. Matrixwerkstoffe können aus einem Werkstoff bestehen oder als Gemisch aus verschiedenen Werkstoffen zusammengesetzt sein.All cutting means for machining segments are summarized under the term “hard material particles”; These include, in particular, individual hard material particles, composite parts made of several hard material particles and coated or encapsulated hard material particles. The term "matrix material" includes all materials for the construction of machining segments summarized, in which hard material particles can be embedded. Matrix materials can consist of one material or be a mixture of different materials.

Bearbeitungssegmente, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungssegmentes hergestellt werden, weisen eine Schicht mit ersten Hartstoffpartikeln 45 auf, weitere Schichten mit ersten Hartstoffpartikeln 45 sind nicht vorgesehen. Als "erste Hartstoffpartikel" werden die Hartstoffpartikel des Bearbeitungssegmentes 41 bezeichnet, die nach der Herstellung des Bearbeitungssegmentes an der Oberseite einen Überstand gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff 44 aufweisen. Hartstoffpartikel, die beim Bearbeitungssegment 41 vollständig in den ersten Matrixwerkstoff 44 eingebettet sind, fallen nicht unter die Definition der ersten Hartstoffpartikel.Machining segments that are produced with the method according to the invention for producing a machining segment have a layer with first hard material particles 45, further layers with first hard material particles 45 are not provided. The “first hard material particles” refer to the hard material particles of the machining segment 41 which, after the machining segment has been produced, have an overhang on the upper side compared to the first matrix material 44. Hard material particles that are completely embedded in the first matrix material 44 in the machining segment 41 do not fall under the definition of the first hard material particles.

Das Bearbeitungssegment 41 wird mit einer Unterseite 47 mit dem Grundkörper des Bearbeitungswerkzeuges verbunden. Bei Bearbeitungssegmenten zum Kernbohren und Bearbeitungssegmenten zum Abtragen ist die Unterseite der Bearbeitungssegmente in der Regel eben ausgebildet, wohingegen die Unterseite bei Bearbeitungssegmenten zum Sägen eine Krümmung aufweist, um die Bearbeitungssegmente an der gekrümmten Stirnfläche der ring- oder scheibenförmigen Grundkörper befestigen zu können.The machining segment 41 is connected to the base body of the machining tool with an underside 47 . In the case of machining segments for core drilling and machining segments for removal, the underside of the machining segments is generally flat, whereas the underside of machining segments for sawing has a curvature in order to be able to fasten the machining segments to the curved end face of the annular or disk-shaped base body.

Das Bearbeitungssegment 41 wird mit einer Unterseite 47 mit dem Grundkörper des Bearbeitungswerkzeuges verbunden. Bei Bearbeitungssegmenten zum Kernbohren und Bearbeitungssegmenten zum Abtragen ist die Unterseite der Bearbeitungssegmente in der Regel eben ausgebildet, wohingegen die Unterseite bei Bearbeitungssegmenten zum Sägen eine Krümmung aufweist, um die Bearbeitungssegmente an der gekrümmten Stirnfläche der ring- oder scheibenförmigen Grundkörper befestigen zu können.The machining segment 41 is connected to the base body of the machining tool with an underside 47 . In the case of machining segments for core drilling and machining segments for removal, the underside of the machining segments is generally flat, whereas the underside of machining segments for sawing has a curvature in order to be able to fasten the machining segments to the curved end face of the annular or disk-shaped base body.

Die ersten Hartstoffpartikel 45 sind gemäß einem definierten Partikelmuster im ersten Matrixwerkstoff 44 angeordnet (FIG. 4B) und weisen an einer der Unterseite 47 gegenüberliegenden Oberseite 48 des Bearbeitungssegmentes 41 einen Überstand T 1 gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff 44 auf. Im Ausführungsbeispiel der FIGN. 4A-C umfasst das Bearbeitungssegment 41 eine Anzahl von 9 ersten Hartstoffpartikeln 45, die an der Oberseite 48 überstehen. Die Anzahl der ersten Hartstoffpartikel 45 und das definierte Partikelmuster, in dem die ersten Hartstoffpartikel 45 im ersten Matrixwerkstoff 44 angeordnet sind, sind an die Anforderungen des Bearbeitungssegmentes 41 angepasst. Die ersten Hartstoffpartikel 45 entstammen in der Regel einer Partikelverteilung, die durch einen minimalen Durchmesser, einen maximalen Durchmesser und einen mittleren Durchmesser charakterisiert ist.The first hard material particles 45 are arranged in the first matrix material 44 according to a defined particle pattern ( FIG. 4B ) and have an overhang T 1 with respect to the first matrix material 44 on an upper side 48 of the machining segment 41 opposite the lower side 47. In the embodiment of the FIGN. 4A-C The processing segment 41 comprises a number of 9 first hard material particles 45 which protrude on the top 48. The number of first hard material particles 45 and the defined particle pattern in which the first hard material particles 45 are arranged in the first matrix material 44 are adapted to the requirements of the machining segment 41. The first hard material particles 45 generally originate from a particle distribution which is characterized by a minimum diameter, a maximum diameter and an average diameter.

Aufgrund der Partikelverteilung der ersten Hartstoffpartikeln 45 zwischen dem minimalen und maximalen Durchmesser können die Überstände der ersten Hartstoffpartikel 45 entsprechend variieren. Im Ausführungsbeispiel weisen sämtliche ersten Hartstoffpartikel 45 einen Überstand von mehr als 400 µm gegenüber dem umgebenden ersten Matrixwerkstoff 44 auf.Due to the particle distribution of the first hard material particles 45 between the minimum and maximum diameter, the protrusions of the first hard material particles 45 can vary accordingly. In the exemplary embodiment, all of the first hard material particles 45 have a protrusion of more than 400 μm compared to the surrounding first matrix material 44.

Die in den FIGN. 1A, B, FIGN. 2A, B und FIG. 3 gezeigten erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeuge, die für die Bearbeitung von Betonwerkstoffen vorgesehen sind, weisen eine definierte Drehrichtung auf. In Drehrichtung des Bearbeitungswerkzeuges betrachtet kann zwischen einem vorderseitigen Bereich und einem rückseitigen Bereich eines Hartstoffpartikels 45 unterschieden werden. Das Bearbeitungssegment 41 eignet sich aufgrund seiner Geometrie mit einer ebenen Unterseite als Bohrsegment für die Kernbohrkrone 10A.The in the FIGN. 1A B FIGN. 2A , Federation FIG. 3rd The processing tools shown according to the invention, which are provided for the processing of concrete materials, have a defined direction of rotation. When viewed in the direction of rotation of the machining tool, a distinction can be made between a front area and a rear area of a hard material particle 45. Due to its geometry with a flat underside, the machining segment 41 is suitable as a drilling segment for the core drill bit 10A.

Die Drehrichtung 14 der Kernbohrkrone 10A definiert einen vorderseitigen Bereich 51 und einen rückseitigen Bereich 52. Die Bearbeitung von Betonwerkstoffen erfolgt in den vorderseitigen Bereichen 51 der ersten Hartstoffpartikel 45 und die Bearbeitungsrate hängt wesentlich von der Größe des Überstandes der ersten Hartstoffpartikel in den vorderseitigen Bereichen 51 ab. Die ersten Hartstoffpartikel 45 weisen im vorderseitigen Bereich 51 einen vorderseitigen Überstand T front und im rückseitigen Bereich einen rückseitigen Überstand T back auf, die im Ausführungsbeispiel übereinstimmen. Alternativ können die ersten Hartstoffpartikel 45 unterschiedliche vorderseitige Überstände Tfront und rückseitige Überstände Tback aufweisen.The direction of rotation 14 of the core drill bit 10A defines a front area 51 and a rear area 52. The processing of concrete materials takes place in the front areas 51 of the first hard material particles 45 and the processing rate essentially depends on the size of the protrusion of the first hard material particles in the front areas 51 . The first hard material particles 45 have a front projection T front in the front area 51 and a rear projection T back in the rear area, which correspond in the exemplary embodiment. Alternatively, the first hard material particles 45 can have different front projections T front and rear projections T back .

Die Herstellung des Bearbeitungssegmentes 41 erfolgt mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in drei Stufen: In einer ersten Stufe wird ein Grünling 53 hergestellt, in einer zweiten Stufe wird der Grünling 53 zu einem Pressling 54 verdichtet und in einer dritten Stufe wird der Pressling 54 zum Bearbeitungssegment 41 weiterverarbeitet. FIG. 5 zeigt den Grünling 53 und den Pressling 54. Der Grünling 53 wird aus dem ersten Matrixwerkstoff 44 und den ersten Hartstoffpartikeln 45 aufgebaut. Der Grünling 53 wird unter Druckeinwirkung verdichtet, bis der Pressling 54 im Wesentlichen die Endgeometrie des Bearbeitungssegmentes 41 aufweist. Als Verfahren, die eine Druckeinwirkung auf den Grünling 53 erzielen, eignen sich beispielsweise Kaltpressverfahren oder Warmpressverfahren. Bei Kaltpressverfahren wird der Grünling 53 ausschließlich einer Druckeinwirkung ausgesetzt, während der Grünling 53 bei Warmpressverfahren neben der Druckeinwirkung einer Temperatureinwirkung bis zu Temperaturen von ca. 200 °C ausgesetzt wird. Der Pressling 54 wird unter Temperatureinwirkung beispielsweise beim Sintern oder durch Infiltrieren zum Bearbeitungssegment 41 weiterverarbeitet.The processing segment 41 is produced using the method according to the invention in three stages: in a first stage, a green compact 53 is produced, in a second stage the green compact 53 is compressed into a compact 54 and in a third stage the compact 54 is further processed into the processing segment 41 . FIG. 5 shows the green compact 53 and the compact 54. The green compact 53 is constructed from the first matrix material 44 and the first hard material particles 45. The green compact 53 is compressed under the action of pressure until the compact 54 has essentially the final geometry of the machining segment 41. Cold press processes or hot press processes are suitable, for example, as processes which achieve pressure on the green compact 53. In the cold pressing process, the green compact 53 is only exposed to pressure, while in the hot pressing process the green compact 53 is exposed not only to the pressure, but also to temperatures of up to approximately 200 ° C. The compact 54 is further processed under the influence of temperature, for example during sintering or by infiltration, to form the processing segment 41.

FIGN. 6A-C zeigen einige Werkzeugkomponenten, die bei der Herstellung des Bearbeitungssegmentes 41 mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden. Die Werkzeugkomponenten umfassen einen Unterstempel 61, eine Matrize 62 und einen Oberstempel 63, wobei der Unterstempel 61 auch als erster Pressstempel und der Oberstempel 63 als zweiter Pressstempel bezeichnet wird. FIGN. 6B und 6C zeigen den Oberstempel 63 im Detail. FIGN. 6A-C show some tool components that are used in the manufacture of the machining segment 41 using the inventive method. The Tool components include a lower punch 61 , a die 62 and an upper punch 63 , the lower punch 61 also being referred to as the first press punch and the upper punch 63 as the second press punch. FIGN. 6B and 6C show the upper stamp 63 in detail.

Der Aufbau des Grünlings 53 erfolgt in der Matrize 62 mit einer Querschnittsfläche, die der gewünschten Geometrie des Grünlings 53 entspricht. Die Matrize 62 weist an der Unterseite eine erste Öffnung auf, in die der Unterstempel 61 verschiebbar ist, und an der Oberseite eine zweite Öffnung, in die der Oberstempel 63 verschiebbar ist. Der Oberstempel 63 weist in der Pressfläche Vertiefungen 64 auf, deren Anordnung dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel 45 entspricht.The green body 53 is built up in the die 62 with a cross-sectional area that corresponds to the desired geometry of the green body 53. The die 62 has a first opening on the underside, into which the lower punch 61 can be moved, and a second opening on the top, into which the upper punch 63 can be moved. The upper punch 63 has depressions 64 in the pressing surface, the arrangement of which corresponds to the defined particle pattern of the first hard material particles 45.

Der Grünling 53 wird von unten nach oben aufgebaut. Der erste Matrixwerkstoff 44 wird mithilfe eines Füllschuhs in die Matrize 62 eingefüllt, bis die gewünschte Füllhöhe erreicht ist. In den ersten Matrixwerkstoff 44 werden die ersten Hartstoffpartikel 45 entsprechend dem definierten Partikelmuster in die Oberfläche des ersten Matrixwerkstoff 44 platziert und bis zu einer gewünschten Einbetttiefe in den ersten Matrixwerkstoff 44 eingebettet. Der fertige Grünling 53 wird unter Druckeinwirkung mithilfe des Unterstempels 61 und des Oberstempels 63 zum Pressling 54 verdichtet.The green compact 53 is built up from the bottom. The first matrix material 44 is filled into the die 62 using a filling shoe until the desired filling height is reached. The first hard material particles 45 are placed in the first matrix material 44 in accordance with the defined particle pattern in the surface of the first matrix material 44 and embedded in the first matrix material 44 to a desired embedding depth. The finished green compact 53 is compressed under pressure by means of the lower punch 61 and the upper punch 63 to form the compact 54.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Bearbeitungssegmente 41 hergestellt, bei denen bereits die Grünlinge 53 einen Überstand der ersten Hartstoffpartikel 45 gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff 44 aufweisen. Das Verdichten des Grünlings 53 zum Pressling 54 erfolgt mithilfe des speziellen Oberstempels 63 in einer Pressrichtung senkrecht zur Querschnittsfläche des Grünlings 53. Die Vertiefungen 64 in der Pressfläche des Oberstempels 63 weisen eine Anordnung auf, die dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel 45 entspricht. Mithilfe des speziellen Oberstempels 63 können die Bearbeitungssegmente 41 erzeugt werden, die für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen geeignet sind.With the method according to the invention, machining segments 41 are produced in which the green compacts 53 already have a protrusion of the first hard material particles 45 with respect to the first matrix material 44. The compacting of the green compact 53 to form the compact 54 takes place with the aid of the special upper punch 63 in a pressing direction perpendicular to the cross-sectional area of the green compact 53. The depressions 64 in the pressing surface of the upper punch 63 have an arrangement which corresponds to the defined particle pattern of the first hard material particles 45. With the help of the special upper punch 63, the processing segments 41 can be produced which are suitable for the dry processing of concrete materials.

Bei direktem Kontakt zwischen den ersten Hartstoffpartikeln 45 und den Vertiefungen 64 des Oberstempels 63 kann es zu einem erhöhten Verschleiß des Oberstempels 63 kommen. Um den Verschleiß des Oberstempels 63 zu reduzieren, sollte ein direkter Kontakt der ersten Hartstoffpartikel 45 mit dem Oberstempels 63 vermieden werden. Als Maßnahme eignet sich die Verwendung von umhüllten ersten Hartstoffpartikeln 45.With direct contact between the first hard material particles 45 and the depressions 64 of the upper punch 63, increased wear of the upper punch 63 can occur. In order to reduce the wear of the upper punch 63, direct contact of the first hard material particles 45 with the upper punch 63 should be avoided. The use of coated first hard material particles 45 is suitable as a measure.

Die Verwendung von umhüllten ersten Hartstoffpartikeln hat den Vorteil, dass die ersten Hartstoffpartikel 45 nicht in direkten Kontakt mit dem Oberstempel 63 kommen und der Verschleiß des Oberstempels 63 reduziert werden kann. Als Hüllwerkstoff für die ersten Hartstoffpartikel 45 kann der erste Matrixwerkstoff 44 verwendet werden. Alternativ kann ein zweiter Matrixwerkstoff als Hüllwerkstoff für die ersten Hartstoffpartikel 45 verwendet werden, wobei der zweite Matrixwerkstoff vom ersten Matrixwerkstoff 44 verschieden ist. Bei Verwendung eines Hüllwerkstoffs, der vom ersten Matrixwerkstoff 44 verschieden ist, können Matrixwerkstoffe mit unterschiedlichen Verschleißeigenschaften eingesetzt werden. Der Hüllwerkstoff dient zum Schutz des Oberstempels 63 beim Verdichten und sollte beim fertigen Bearbeitungssegment möglichst schnell entfernt werden können, um die ersten Hartstoffpartikel 45, die den Betonwerkstoff bearbeiten, freizustellen.The use of coated first hard material particles has the advantage that the first hard material particles 45 do not come into direct contact with the upper punch 63 and the wear of the upper punch 63 can be reduced. The first matrix material 44 can be used as the shell material for the first hard material particles 45. Alternatively, a second matrix material can be used as the shell material for the first hard material particles 45, the second matrix material being different from the first matrix material 44. When using a cladding material that is different from the first matrix material 44, matrix materials with different wear properties can be used. The shell material serves to protect the upper punch 63 during compaction and should be able to be removed as quickly as possible in the finished machining segment in order to expose the first hard material particles 45 which process the concrete material.

Abhängig von den Verschleißeigenschaften des ersten Matrixwerkstoffes 44 kann es während der Bearbeitung eines Untergrundes mit dem Bearbeitungssegment 41 durch Reibung mit dem Untergrund zu einem verstärkten Verschleiß des ersten Matrixwerkstoffes 44 an den Seitenflächen des Bearbeitungssegmentes kommen. Dieser Verschleiß kann durch zweite Hartstoffpartikel reduziert werden. Die zweiten Hartstoffpartikel können als statistisch verteilte Partikel dem ersten Matrixwerkstoff 44 beigemischt werden oder die zweiten Hartstoffpartikel werden gemäß einem definierten zweiten Partikelmuster im ersten Matrixwerkstoff 44 platziert. Die zweiten Hartstoffpartikel werden insbesondere im Bereich der Seitenflächen des Bearbeitungssegmentes 41 platziert.Depending on the wear properties of the first matrix material 44, increased wear of the first matrix material 44 on the side surfaces of the processing segment can occur during the processing of a substrate with the processing segment 41 due to friction with the substrate. This wear can be reduced by means of second hard material particles. The second hard material particles can be admixed to the first matrix material 44 as statistically distributed particles, or the second hard material particles are placed in the first matrix material 44 according to a defined second particle pattern. The second hard material particles are placed in particular in the area of the side surfaces of the processing segment 41.

Claims (5)

Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungssegmentes (11A, 11B; 21A, 21B; 31; 41), mit den Schritten: ▪ ein Grünling (53) wird aus einem ersten Matrixwerkstoff (44) und ersten Hartstoffpartikeln (45) aufgebaut, wobei die ersten Hartstoffpartikel (45) gemäß einem definierten Partikelmuster im ersten Matrixwerkstoff (45) platziert werden, ▪ der Grünling (53) wird unter Druckeinwirkung zu einem Pressling (54) verdichtet und ▪ der Pressling (54) wird unter Temperatureinwirkung oder durch Infiltrieren zum Bearbeitungssegment (41) weiterverarbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grünling (53) hergestellt wird, bei dem die ersten Hartstoffpartikel (45) gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff (44) einen Überstand (T1) aufweisen.Method for producing a machining segment (11A, 11B; 21A, 21B; 31; 41), with the steps: ▪ a green compact (53) is built up from a first matrix material (44) and first hard material particles (45), the first hard material particles (45) being placed in the first matrix material (45) according to a defined particle pattern, ▪ the green compact (53) is compressed into a compact (54) under pressure and ▪ the compact (54) is further processed under the influence of temperature or by infiltration to the processing segment (41), characterized in that a green compact (53) is produced in which the first hard material particles (45) have a protrusion (T 1 ) with respect to the first matrix material (44). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verdichten des Grünlings (53) ein Pressstempel (63) verwendet wird, welcher in einer Pressfläche Vertiefungen (64) aufweist, wobei die Anordnung der Vertiefungen (64) in der Pressfläche dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel (45) entspricht.A method according to claim 1, characterized in that when compacting the green compact (53) a press ram (63) is used which has depressions (64) in a pressing surface, the arrangement of the depressions (64) in the pressing surface following the defined particle pattern of the first Hard material particles (45) corresponds. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass erste Hartstoffpartikel (45) verwendet werden, die von einem Hüllwerkstoff umhüllt sind, wobei der Hüllwerkstoff dem ersten Matrixwerkstoff (44) entspricht.Method according to one of claims 1 to 2, characterized in that first hard material particles (45) are used which are enveloped by a shell material, the shell material corresponding to the first matrix material (44). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass erste Hartstoffpartikel (45) verwendet werden, die von einem Hüllwerkstoff umhüllt sind, wobei der Hüllwerkstoff vom ersten Matrixwerkstoff (44) verschieden ist.Method according to one of claims 1 to 2, characterized in that first hard material particles (45) are used which are enveloped by a shell material, the shell material being different from the first matrix material (44). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Matrixwerkstoff (44) zweite Hartstoffpartikel beigemischt werden, wobei ein mittlerer Partikeldurchmesser der zweiten Hartstoffpartikel kleiner als ein mittlerer Partikeldurchmesser der ersten Hartstoffpartikel (45) ist.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first matrix material (44) is admixed with second hard material particles, an average particle diameter of the second hard material particles being smaller than an average particle diameter of the first hard material particles (45).
EP18215797.4A 2018-12-21 2018-12-21 Method for producing a segment for dry processing of materials Withdrawn EP3670041A1 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18215797.4A EP3670041A1 (en) 2018-12-21 2018-12-21 Method for producing a segment for dry processing of materials
PCT/EP2019/086152 WO2020127625A1 (en) 2018-12-21 2019-12-19 Method for producing a machining segment for the dry machining of concrete materials
US17/415,327 US12030121B2 (en) 2018-12-21 2019-12-19 Method for producing a machining segment for the dry machining of concrete materials
EP19820806.8A EP3898040A1 (en) 2018-12-21 2019-12-19 Method for producing a machining segment for the dry machining of concrete materials
KR1020217019149A KR20210105364A (en) 2018-12-21 2019-12-19 Method for producing machined segments for dry machining of concrete materials
US17/415,300 US12017280B2 (en) 2018-12-21 2019-12-21 Method for producing a green body and method for further processing the green body into a machining segment for the dry machining of concrete materials
EP19827753.5A EP3898042A1 (en) 2018-12-21 2019-12-21 Method for producing a green body and method for further processing the green body to form a machining segment for the dry machining of concrete materials
PCT/EP2019/086883 WO2020128086A1 (en) 2018-12-21 2019-12-21 Method for producing a green body and method for further processing the green body to form a machining segment for the dry machining of concrete materials
KR1020217019148A KR20210105363A (en) 2018-12-21 2019-12-21 Method for producing green body and method for further processing of green body into machined segments for dry processing of concrete material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18215797.4A EP3670041A1 (en) 2018-12-21 2018-12-21 Method for producing a segment for dry processing of materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3670041A1 true EP3670041A1 (en) 2020-06-24

Family

ID=65013502

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18215797.4A Withdrawn EP3670041A1 (en) 2018-12-21 2018-12-21 Method for producing a segment for dry processing of materials
EP19820806.8A Pending EP3898040A1 (en) 2018-12-21 2019-12-19 Method for producing a machining segment for the dry machining of concrete materials

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19820806.8A Pending EP3898040A1 (en) 2018-12-21 2019-12-19 Method for producing a machining segment for the dry machining of concrete materials

Country Status (3)

Country Link
EP (2) EP3670041A1 (en)
KR (1) KR20210105364A (en)
WO (1) WO2020127625A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3928895A1 (en) 2020-06-24 2021-12-29 Hilti Aktiengesellschaft Method for producing a green compact and method for processing the green compact into a processing segment
EP3928905A1 (en) 2020-06-24 2021-12-29 Hilti Aktiengesellschaft Method for producing a green compact and method for processing the green compact into a processing segment
EP3928893A1 (en) 2020-06-24 2021-12-29 Hilti Aktiengesellschaft Method for manufacturing a processing segment with a projection of hard material particles on the upper side
EP3928894A1 (en) 2020-06-24 2021-12-29 Hilti Aktiengesellschaft Method for producing a green compact and method for processing the green compact into a processing segment

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4925457A (en) * 1989-01-30 1990-05-15 Dekok Peter T Abrasive tool and method for making
US5620489A (en) * 1994-04-08 1997-04-15 Ultimate Abrasive Systems, L.L.C. Method for making powder preform and abrasive articles made thereform
EP1015182A2 (en) * 1997-04-04 2000-07-05 Chien-Min Sung Brazed diamond tools by infiltration
EP1205271A2 (en) * 2000-11-13 2002-05-15 Rin Soon Park Method and apparatus for manufacturing cutting blades, and a cutting blade manufactured by the same
US20020077054A1 (en) * 1997-04-04 2002-06-20 Chien-Min Sung Brazed diamond tools and methods for making
US20120005966A1 (en) * 2010-07-06 2012-01-12 Baker Hughes Incorporated Methods of forming inserts and earth-boring tools
EP2745966A1 (en) 2012-12-21 2014-06-25 HILTI Aktiengesellschaft Annular drill bit with a replaceable cutting section
EP2745965A1 (en) 2012-12-21 2014-06-25 HILTI Aktiengesellschaft Annular drill bit with a replaceable cutting section
US20170361388A1 (en) * 2014-12-22 2017-12-21 Hilti Aktiengesellschaft Method for Manufacturing a Continuous Drill Ring for a Core Drill Bit
US20170368714A1 (en) * 2014-12-22 2017-12-28 Hilti Aktiengesellschaft Method for Manufacturing a Continuous Drill Ring for a Core Drill Bit

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4925457A (en) * 1989-01-30 1990-05-15 Dekok Peter T Abrasive tool and method for making
US4925457B1 (en) * 1989-01-30 1995-09-26 Ultimate Abrasive Syst Inc Method for making an abrasive tool
US5620489A (en) * 1994-04-08 1997-04-15 Ultimate Abrasive Systems, L.L.C. Method for making powder preform and abrasive articles made thereform
EP1015182A2 (en) * 1997-04-04 2000-07-05 Chien-Min Sung Brazed diamond tools by infiltration
US20020077054A1 (en) * 1997-04-04 2002-06-20 Chien-Min Sung Brazed diamond tools and methods for making
EP1205271A2 (en) * 2000-11-13 2002-05-15 Rin Soon Park Method and apparatus for manufacturing cutting blades, and a cutting blade manufactured by the same
US20120005966A1 (en) * 2010-07-06 2012-01-12 Baker Hughes Incorporated Methods of forming inserts and earth-boring tools
EP2745966A1 (en) 2012-12-21 2014-06-25 HILTI Aktiengesellschaft Annular drill bit with a replaceable cutting section
EP2745965A1 (en) 2012-12-21 2014-06-25 HILTI Aktiengesellschaft Annular drill bit with a replaceable cutting section
US20170361388A1 (en) * 2014-12-22 2017-12-21 Hilti Aktiengesellschaft Method for Manufacturing a Continuous Drill Ring for a Core Drill Bit
US20170368714A1 (en) * 2014-12-22 2017-12-28 Hilti Aktiengesellschaft Method for Manufacturing a Continuous Drill Ring for a Core Drill Bit

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3928895A1 (en) 2020-06-24 2021-12-29 Hilti Aktiengesellschaft Method for producing a green compact and method for processing the green compact into a processing segment
EP3928905A1 (en) 2020-06-24 2021-12-29 Hilti Aktiengesellschaft Method for producing a green compact and method for processing the green compact into a processing segment
EP3928893A1 (en) 2020-06-24 2021-12-29 Hilti Aktiengesellschaft Method for manufacturing a processing segment with a projection of hard material particles on the upper side
EP3928894A1 (en) 2020-06-24 2021-12-29 Hilti Aktiengesellschaft Method for producing a green compact and method for processing the green compact into a processing segment
WO2021259653A1 (en) 2020-06-24 2021-12-30 Hilti Aktiengesellschaft Method for producing a green body and method for further processing the green body to form a machining segment
WO2021259652A1 (en) 2020-06-24 2021-12-30 Hilti Aktiengesellschaft Method for producing a green body and method for further processing the green body to form a machining segment

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210105364A (en) 2021-08-26
US20220055105A1 (en) 2022-02-24
WO2020127625A1 (en) 2020-06-25
EP3898040A1 (en) 2021-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3670050A1 (en) Processing segment for a machining tool
EP3670041A1 (en) Method for producing a segment for dry processing of materials
DE69003867T2 (en) Tool composition with an active part made of polycrystalline diamond.
EP3670040A1 (en) Method for producing a segment for dry processing of materials
EP3674025A1 (en) Processing segment for dry processing of concrete materials
EP3670038A1 (en) Method for producing a segment for dry processing of materials
EP3670035A1 (en) Method for producing a processing segment for dry drilling of materials
EP3898042A1 (en) Method for producing a green body and method for further processing the green body to form a machining segment for the dry machining of concrete materials
EP3237164B1 (en) Drill ring for a core drill bit
WO2020128085A1 (en) Method for producing a green body and method for further processing the green body to form a machining segment for the dry machining of concrete materials
DE1502642A1 (en) Diamond forming tool
EP3928894A1 (en) Method for producing a green compact and method for processing the green compact into a processing segment
EP3670036A1 (en) Method for producing a segment for dry processing of materials
EP3928896A1 (en) Method for producing a green compact and method for processing the green compact into a processing segment
EP3670037A1 (en) Method for producing a segment for dry processing of materials
EP3928893A1 (en) Method for manufacturing a processing segment with a projection of hard material particles on the upper side
EP3928903A1 (en) Method for manufacturing a machining segment with a projection of hard material particles on the side faces
EP3928895A1 (en) Method for producing a green compact and method for processing the green compact into a processing segment
EP3928905A1 (en) Method for producing a green compact and method for processing the green compact into a processing segment
EP4263093A1 (en) Method for producing a machining segment
EP3437761A1 (en) Method for producing a processing segment for an abrasive machining tool
CH457176A (en) Process for the production of a molding tool with a diamond working surface

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20210112