SE511010C2 - Med slippartikelskikt belagt bearbetningsverktyg samt förfarande för framställning därav - Google Patents

Description

F-l UI 20 30 511010 2 En ytterligare annan konventionell metod är att diamantpulvret eller bornitridpulvret fixeras på substratet genom elektroplät- tering. Ett enkelskikt av pulver/partiklar anbringas på en stål- yta och placeras i ett nickelbad varvid nickel utfälles på stål- ytan ända tills partiklarna har bäddats i nickelskiktet till ungefär halva sin diameter.

De större kornen får en relativt mindre kontaktyta med nickel- skiktet. Förnicklingen sker i två steg, det första förnicklings- steget frambringar en fastgöring av pulvret vid substratet/ stålytan. Det andra förnicklingssteget avsätter ett nickelskikt av önskad tjocklek.

På grund av den korrosiva miljön, utsättes de icke pulverbelagda ytorna lätt för korrosion. Vanligtvis avlägsnas därför korro- sionsprodukten, exempelvis genom putsning, blästring samt elektrisk betning, tills en oxidfri yta erhålles på verktyget.

Därefter ytbehandlas produkten med en dekorativ beläggning, exempelvis genom hårdförkromning.

Jag har funnit att de ovan redovisade kända teknikerna ger vissa olägenheter vilka i grunden består i att diamantpartikelskiktet är tjockare än strikt nödvändigt, och att de utåt exponerade diamantpartiklarnas toppytor inte tangerar den avsedda bearbet- ningsytan, och därför inte effektivt deltar i verktygets arbete.

I praktiken innebär detta, i det första fallet, att partikel- skiktet har en tjocklek överstigande diametern för de största partiklarna, och detta innebär oftast att man har använt en alltför stor mängd av kostsamma slippartiklar/diamantpartiklar, ty verktyget är inte längre användbart när partiklarna som ini- tialt berörde bearbetningsytan har förbrukats.

Vid det andra fallet utnyttjas under verktygets livslängd endast de partiklar som väsentligen tangerar verktygets bearbetnings- yta; de partiklar som har sin yta belägen på ett avstånd av exempelvis 50% av partikeldiametern från bearbetningsytan, 10 15 20 25 30 35 511010 kommer i praktiken inte att medverka till bearbetningen, och representerar därför en icke nyttig kostnad.

Ovan och nedan häri diskuteras uppfinningen med referens till diamantpulver, men det bör stå klart att "diamant" utnyttjas för enkelhets skull och inte skall anses utgöra någon begräns- ning av uppfinningen; uppfinningen har tillämplighet även för konventionella alternativ till diamant, såsom bornitrid etc.

Ett ändamål med uppfinningen är att anvisa ett med slippulver belagt bearbetningsverktyg, med vilket de nämnda olägenheterna helt eller delvis undanröjes.

Uppfinningen har även till ändamål att anvisa ett tillverknings- förfarande för sådana verktyg, med vilket förfarande man kan reducera eller undanröja åtminstone någon av de ovan redovisade olägenheterna.

Detta ändamål uppnås med det bilagda självständiga förfarande- kravet. Ändamålet uppnås även med det bilagda självständiga produktkravet.

Utföringsformer av uppfinningen anges i de osjälvständiga bi- lagda patentkraven.

Grunddragen hos det uppfinningsenliga förfarandet är därvid att slippulver, företrädesvis bornitridpulver eller diamantpulver, anbringas som ett enkelskikt på en substratyta, exempelvis en stàlyta, med hjälp av ett härdbart bindemedel. Bindemedlet an- bringas så att det vidhäftar som ett skikt på substratet. Bin- demedlet tillhandahålles med eller bibringas en stabilitet/visko- sitet som är vahipà sàfinm sätt att slippulvret av tyngdkraften inte kan sjunka ned genom bindemedlet till substratet. Pulver- kornen anbringas som ett enkelskikt på detta bindemedelsskikt.

Pulverkornen pressas ned i bindemedelsskiktet så att den utåt exponerade ytan som uppspännes av väsentligen alla pulverkorn, Uï 20 25 30 511 010 oberoende av kornens storlek, kommer att ligga i ett bestämt bearbetningsplan för pulverskiktet. Bindemedlets viskositet är härvid lämpligen ändå vald så låg att de i bindemedelsskikten nedpressade kornen formbindes däri, dvs så att bindemedlet medges flyta något under en kort tidsperiod efter kornens ned- pressning. Därefter härdas bindemedelsskiktet.

Bindemedlet kan med fördel vara ett kommersiellt tillgängligt l-komponents-epoxilim. Detta lim har en relativ låg stabilitet/ viskositet och kommer att få en god vidhäftning vid substratet vid anbringning som ett tunt skikt på detta. Detta epoxilim- skikt kan sedan få torka så att dess lösningsmedel avgår och så att det torkade limskiktet får en önskad förhöjd stabilitet/ viskositet. För att underlätta denna stabilitets/viskositets- stegring, då man önskar använda ett relativt tjockt bindemedels- skikt, kan epoxilimmet anbringas i flera tunna skikt som vart och ett får torka innan nästa skikt appliceras.

Skiktet av bindemedel kan med fördel ges en tjocklek som unge- fär motsvarar 50% av medeldiametern för slippulverkornen. Pul- verkornen nedpressas i bindemedelsskiktet med hjälp av en form- yta som definierar verktygets bearbetningsyta, varvid väsentli- gen alla pulverkornen i kornskiktet kommer att tangera denna formyta.

Det uppfinningsenliga verktyget utmärkes i grunden av att pulv- rets olika stora korn är bäddade i bindemedelsskiktet till varie- rande djup så att alla de olika stora slipkornens fràn substra- tets vända sida allmänt ligger i ett gemensamt bearbetningsplan motsvarande den önskade bearbetningsytan för verktyget.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas i exempelform med hänvisning till den bilagda ritningen.

Pig l visar en schematisk sektion genom ett uppfinningsenligt verktyg i ett delsteg av dess tillverkningsprocess.

Pig 2 visar samma verktyg efter färdigställande. 10 15 20 25 35 511 010 I fig 1 visas ett stålsubstrat 1 vars yta 11 är väl rengjord.

I utförda tester har materialytan 11 rengjorts från organiska föroreningar (såsom olja, fett och vax) medelst trikloretylen och alkohol. Företrädesvis bör dock rengöringen kompletteras för att göra ytan ll "ultraren", varvid man för detta ändamål kan utnyttja en s k plasmatvättutrustning som bearbetar ytan ll med plasmagas.

På den rengjorda ytan 11 anbringas ett bindemedelslager 2. I ett försök utnyttjades ett kommersiellt tillgängligt 1~kompo- nents-expoxilim, som anbringades i flera tunna skikt 21.

Lagrets 2 totala tjocklek är ca 80 um. Lagret 2 har bildats av fyra väsentligen lika tjocka skikt 21. Skikten 21 är därigenom så tunna att de enkelt kan anbringas pà underlaget med ringa tjockleksvariation. Epoxilimmet har i levererat tillstånd en låg viskositet och en hög vidhäftning mot underlaget. För att stegra det applicerade skiktets 21 viskositet/bärighet-/stabi- litet, medges varje skikt 21 torka passivt eller aktivt genom påblàsning med luft, så att limmets lösningsmedel partiellt avdunstar från skiktet 21. Därefter bygges lagret 2 upp av på varandra följande skikt 21 som alla torkas, utom det översta.

På det översta "färska" epoxilimskiktet 21 anbringas diamant- pulver, varvid pulverkornen närmast skiktet 21 klibbar fast i detta, medan övrigt pulver skakas av eller suges bort, så att ett “enkelskikt" av diamantpulverpartiklar täcker den aktuella verktygsytan, såsom illustreras i fig 1. Diamantpulvrets korn- storlek varierar vanligen från l till 150 um. Diamantpulvret anskaffas vanligen i en vald kornstorlek, exempelvis 100 um, vilket innebär att ca 90% av kornen ligger i storleksinterval- let +/-10% relativt vald storlek. Bindemedelslagret 2 ges en tjocklek av ca 80 um för att kunna medge de största pulverkor- nen att nedsänkas i bindemedelsskiktet 2 till halva sin höjd.

Såsom visas i fig l kan nu en stämpel 4 nedsänkas mot enkel- skiktet 3 av diamantpulverkorn för att med sin kontaktyta 41 |J C) I\_) L) 511 010 påverka diamantkornen och nedtrycka dessa i bindemedelslagret 2, varvid skiktets 3 diamantkorn kommer att ha sina från sub- stratet l vända toppdelar liggande i ett gemensamt plan som definieras av stämpelns 4 yta 41 såsom illustreras i fig 2.

För att ytterligare förbättra diamantkornens fastgöring kan man eventuellt även rengöra kornens yta med konventionella rengöringsmetoder, exempelvis under användning av avfettnings- medel och sedan eventuellt alkohol och dylikt, och eventuellt sedan även en behandling av diamantkornen i en plasmatvätt- anläggning.

Försök har genomförts under användning av l-komponents- epoxilim, 2-komponents-epoxilim såsom Araldit®, keramiskt lim och cyanoakrylatlim, men bästa resultat har erhållits med i handeln tillgängliga l-komponents-epoxilim. Försöksresultaten har varit tillfredsställande redan efter rengöring av metall- substratytan ll med enbart trikloretylen, och utan särskilt rengöring av diamantpulvret, genom uppbyggnad av lagret 2 i fyra skikt 21 och nedpressning av diamantpulverkornen i binde- medelslagret 2 så att de största kornen åtminstone till 50% av de största kornens höjd, i bindemedelsskiktet 2, som därvid har en tjocklek av ungefär hälften av kornstorleken.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 511 010 P a t e n t k r a v

1. l. Förfarande för framställning av ett med slippulver belagt bearbetningsverktyg, vilket verktyg innefattar ett sub- strat (1), vilket är försett med ett lager (2), i vilket ett skikt (3) av slippulver såsom diamantpulver, är bäddat, varvid man med en formdefinierande yta (41) pà en stämpel (4) pressar ned slippulverkorn i lagret (2) och binder kornen i lagret, kännetecknat av att lagret (2) bildas av ett härdbart bindeme- del som anbringas i flytande form pà substratet (l) före anbring- ningen av slippulverskiktet(3), att bindemedelslagret(2) medan det har flytande tillstànd, har eller ges en sàdan viskositet att slippulverkornen av tyngdkraften inte väsentligt kan sjunka ned i bindemedelslagret (2), att man anbringar slippulverkornen som ett enkelskikt (3) pá bindemedelslagret (2), och att man efter nedpressning av pulverkornen i bindemedellagret (2) låter bindemedlet flyta ut för formbindning av pulverkornen i binde- medelslagret, och bindemedelslagret (2) får härda under bind- ning av de formbundna slippulverkornen medan dessa väsentligen ligger kvar i de positioner som definieras av stämpelns (4) yta (41), och att bindemedelslagret (2) anbringas på substratytan i form av flera på varandra anbringade tunna bindemedelsskikt (21), vilka genom torkning ges en förhöjd viskositet innan nästföljande skikt anbringas.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att en massa av slippulver anbringas på bindemedelslagrets (2) översta bindemedelsskikt (21) innan detta härdar, så att pulverkornen närmast detta översta bindemedelsskikt (21) fastklibbar vid detta, varefter icke-fastklibbande slippulver avlägsnas.

3. Förfarande enligt kraven 1 eller 2, kännetecknat av att bindemedelsskikten (21) är bildade av samma bindemedel. 10 15 20 25 30 511010

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, kânnetecknat av att bindemedelslagret (2) ges en minsta tjocklek motsvarande ungefär 50% av diametern för slippulvermassans största korn.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, kännetecknat av att man använder slippulver (3) med en diameter inom +/- 50% av kornens medeldiameter, och att bindemedelslagret (2) ges en tjocklek motsvarande 50% av pulverkornens medeldiameter.

6. Med slippulver belagt bearbetningsverktyg, innefattan- de ett substrat (1) som bär ett lager (2) vari ett skikt (3) av slipkorn har partiellt nedtryckts med en stämpel (4) vars yta (41) definierar verktygets bearbetningsyta, och vari slipkornen är bundna vid lagret (2), kännetecknat av lagret (2) är bildat av ett härdat bindemedel som före anbringning i ohärdat till- stånd på substratet (1), eller efter anbringning på substratet (1), har givits hög viskositet för att hindra ett därpà anbringat enkelskikt (3) av pulverkorn från att av tyngdkraften nedsjunka däri före bindemedlets härdning, varvid bindemedlet före härd- ning är flytande, och att bindemedelslagret efter nedtryckning av enkelskiktet av slippulverkorn däri har flutit ut till form- bindning av kornen innan bindemedlet har härdat, och att binde- medelslagret är uppbyggt av flera pà varandra anbringade tunna bindemedelsskikt (21), vilka genom torkning givits en förhöjd viskositet innan nästföljande bindemedelsskikt (21) har an- bringats.

7. Verktyg enligt krav 6, kännetecknat av att enkelskik- tet av slipkorn har etablerats genom att en massa av slipkorn har anbringats på det översta bindemedelsskiktet (21) medan detta är klibbande, och genom att det icke-fastklibbande över- skottet av pulverkorn sedan avlägsnats före nedtryckningen av enkelskiktet (3) av slipkorn medelst stämpeln (4).