WO2019173855A1 - Verfahren zur herstellung eines sintergefügten verbundkörpers - Google Patents

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WO2019173855A1
WO2019173855A1 PCT/AT2019/060080 AT2019060080W WO2019173855A1 WO 2019173855 A1 WO2019173855 A1 WO 2019173855A1 AT 2019060080 W AT2019060080 W AT 2019060080W WO 2019173855 A1 WO2019173855 A1 WO 2019173855A1
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hard metal
carbide
blanks
blank
cutting tool
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PCT/AT2019/060080
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French (fr)
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Johannes Mayr
Jonathan SCHÄFER
Peter PÖLL
Alexander AMBOSS
Thomas SCHENNACH
Josef Friedl
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Ceratizit Austria Gesellschaft M.B.H.
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a sintered composite body made of hard metal with the features of the preamble of claim 1 and a sintered cutting tool blank or a sintered cutting tool of at least two carbide blanks having the features of the preamble of claim 10.
  • a cemented carbide in the present disclosure is understood as meaning a powder-metallurgically produced particle composite consisting of a hard material phase (eg tungsten carbide, "WC” for short) and a binder metal (eg cobalt, Co, sometimes also referred to as "binder") ,
  • the binder metal may optionally be doped, for. B. to limit the grain growth of the hard material phase.
  • Sintering in the present disclosure is understood as meaning a joining of at least two hard metal blanks by liquid phase sintering.
  • the at least two carbide blanks with respect to at least one hard metal blank, it may be in the form of a green compact, pre-sintered (not sintered to complete theoretical density), or, more preferably, sintered (sintered to complete theoretical density).
  • Carbide blanks (which are blanks with a carbide body) are used to make a variety of components or tools:
  • Carbide blanks for the production of cutting tools are produced on a large scale, including with internal cooling channels (IK). The positioning of these channels is done with geometrically limited freedoms.
  • IK internal cooling channels
  • a single carbide grade is usually used, from which all areas of the carbide body are formed.
  • material properties such as hardness or toughness.
  • Cemented carbide components sintered together in a sinter joining process are now state of the art.
  • different carbide types can be combined to bring in individual areas of the body formed hard metals with different properties used and / or realized by combining several body geometric features that can not be represented with conventional manufacturing methods.
  • the surface contact of the two bodies to be joined along the entire joining surface for the entire duration of the thermal treatment is critical for a secure and mechanically highly reliable joining connection during sintering.
  • the surfaces of the carbide blanks in the region of the joining surface are to be prepared in such a way that play-free contact is achieved. This preparation is labor intensive and costly.
  • the object of the invention is to provide a generic method and a generic Zerspanungswerkmaschinemaschinerohlings or Zerspanungswerkmaschines, in which the problems discussed above are avoided.
  • the at least two carbide blanks are arranged with each other before Sinterglagen with play and that during sintering a liquid phase of the binder of at least two carbide blanks is produced and maintained until the first hard metal blank of the at least two carbide blanks by diffusion of binder Binder migration increases so much in volume and the second hard metal blank of the at least two carbide blanks is shrunk so much by the decrease in volume because of the diffused binder, that the at least two carbide blanks are connected material-tight with each other after sintering, the joining surfaces must not be present with a high geometric precision , Moreover, the placement of the first carbide blank in the opening or in the cavity of the second carbide blank is simplified because the first carbide blank can be introduced substantially free of force.
  • a particular advantage of the method according to the invention is that due to the swelling of the first hard metal blank and the shrinkage of the second hard metal blank, the clearance remaining during insertion disappears anyway, and it therefore does not depend on a positionally correct introduction.
  • a cohesive connection is present over the entire surface of the former joining surfaces.
  • the first hard metal blank of the at least two carbide blanks has a lower binder content (irrespective of the grain size), this has a smaller thermal expansion coefficient than the second hard metal blank due to the lower binder content. When heated, consequently, the first hard metal blank expands to a lesser extent than the second hard metal blank.
  • the coefficient of thermal expansion of conventional hard metals is in the range of 5 - 7 ⁇ 10 6 K ⁇ 1 .
  • the coefficient of thermal expansion of tungsten carbide is much lower than that of cobalt (12.4 to 10 -6 K 1) with from 5.2 to 10 6 K. 1
  • the thermal expansion coefficient of the cemented carbide scales with the content of binder metal (for example cobalt) approximately according to the mixing rule,
  • hard metals with a low content of binder metal have a smaller thermal expansion coefficient than carbide with a higher content of binder metal (cf Hartmetall for the Praktiker, Wolfgang Schedler, VDI Verlag 1988).
  • binder migration takes place from the second hard metal blank to the first hard metal blank.
  • the binder migration first sets in.
  • the binder migration causes a swelling of the first hard metal blank and a shrinkage of the second hard metal blank. It forms preferably over the entire surface of the former joining surfaces a cohesive connection. Due to the presence of a liquid phase, the joining process is stress-free. Any defects in the joint zone (ie, where no complete wetting or bridging of the gap has occurred, for example due to a curvature of the core and / or cladding) can be closed.
  • the first hard metal blank forms the first (inner) portion and the second hard metal blank forms the second (outer) portion.
  • the second cemented carbide blank Because of the lower coefficient of thermal expansion of the first cemented carbide blank having a lower binder content than the second cemented carbide blank having a higher binder content, the second cemented carbide blank has a stronger contraction tendency than the first hard metal blank. This causes in the finished cutting tool blank or cutting tool that tensile stresses remain in the outer region (shell), which exert compressive stresses on the core (the former first carbide blank) and the joining zone due to the prevailing balance of forces. As a result, a particularly stable connection is achieved.
  • the binder migration from the second carbide blank to the first carbide blank begins where the two carbide blanks touch despite the existing game already at the beginning of Sinter shegens.
  • the arrangement of the at least two carbide blanks with play can be carried out such that, although there is at least one linear or planar contact zone between the at least two carbide blanks, at least in some areas a gap remains between the at least two carbide blanks.
  • the contact in the contact zone can be present directly between the at least two hard metal blanks or indirectly by a film or a film between the at least two carbide blanks (eg to improve wetting or positioning, for example to prevent slipping of the individual components). is arranged.
  • the linear or area contact zone may, for. B. can be easily prepared by utilizing the weight of the at least two carbide blanks by a horizontal positioning of the at least two carbide blanks.
  • an additional contact force can be applied between the at least two hard metal blanks (eg by weighting or by a clamping device).
  • the gap has a gap of about 1 pm to about 200 pm, it is possible for the first and second hard metal blank to be joined to one another or to one another without the influence of force.
  • the inner, first hard metal blank does not have to be pressed into the fit of the outer second hard metal blank provided for it before the sintering, but can be pushed into it with a certain play.
  • the at least two carbide blanks are finished sintered prior to sintering, d. H. sintered to full density.
  • the at least two carbide blanks have a different binder doping, ie additives to cobalt such as M02C, TiC, TaC, vanadium carbide.
  • This can influence the grain growth during the production of the at least two carbide blanks before sintering become.
  • the different grain size resulting, inter alia, from the different binder doping influences the degree of diffusion of the binder in the subsequent sintering by the different wettability (the smaller the grain size, the greater the capillary action and thus the binder migration).
  • the first hard metal blank of the at least two hard metal blanks and the second hard metal blank of the at least two hard metal blanks are arranged along a common longitudinal axis.
  • the at least two carbide blanks are arranged axially in front of the sintering joining to one another so that one hard metal blank of the at least two carbide blanks is located axially in front of the other carbide blank of the at least two carbide blanks, whereby an axial gap between the two carbide blanks can arise.
  • This arrangement can be carried out both along or parallel in the direction of the longitudinal axis or transversely to the longitudinal axis of at least one carbide blank.
  • the first hard metal blank can act, for example, as a closure or plug which is not radially but axially attached to at least partially close an opening in the second hard metal blank.
  • the first hard metal blank of the at least two hard metal blanks is located completely within the opening or the hollow space of the second hard metal blank of the at least two hard metal blanks.
  • the binder contents in the first and in the second hard metal blank move in a proportion of between 3% by weight and 20% by weight. With different binder contents between the first and the second hard metal blank thus a difference in the binder content of up to 17% by weight is achieved.
  • the minimum difference in binder content between the two carbide blanks is 1% by weight, more preferably at least 2% by weight.
  • the outer diameter of the second hard metal blank and thus the outer diameter of the composite body or cutting tool and its sintered blank is in a range between 2 mm and 30 mm.
  • at least one cooling channel may be provided which has a diameter of 0.03 mm to 5 mm.
  • the at least one cooling channel is wired, d. H. follows a screw curve. If tools made of concrete carbide blanks, for example drilling tools, have spiral grooves, the internal cooling channels preferably extend along the spiral grooves.
  • the internal cooling channels should have the same pitch as the spiral grooves, otherwise the cooling channels could be exposed during a grinding process.
  • the twist angle of an inner cooling channel is usually related to the outer diameter of the carbide blank for practical reasons.
  • the actual slope of the channels is a function of the radial distance of the channel to the longitudinal axis.
  • the twist is usually introduced by applying a twist during extrusion. This production route sets certain limits with regard to the achievable external diameter distortion. It can For larger outer diameters only lower twisting can be realized than for smaller outer diameters.
  • the twist angle with which the at least one cooling channel extends with respect to the longitudinal axis of the first hard metal blank is z. B. between 15 ° to 60 °, based on the outer diameter of the first hard metal blank. This is possible with an outer diameter of the first carbide blank of 0.7 mm to 40 mm.
  • the helix angle can alternatively be described by means of that axial offset over which the at least one cooling channel completes a complete rotation.
  • Such an indication is given, for example, as a gradient in millimeters, meaning the axial extension of a 360 ° revolution of a cooling channel.
  • the first hard metal blank is produced, for example, in the form of an extrusion process, wherein during extrusion, the at least one cooling channel is mitgeformt.
  • helix angle results in a slope of at least 2.5 mm in extruded carbide blanks for micro drills with an outer diameter of at least 0.7 mm.
  • the diameter of the at least one cooling channel is at least 0.03 mm.
  • the slope is up to 400 mm.
  • the diameter of the cooling channels can be up to 5 mm.
  • the diameters of the cooling channels are typically between 1.5 mm and 3 mm.
  • a cutting tool blank according to the invention or a cutting tool according to the invention having at least two regions of hard metal which differ from one another with regard to their mechanical properties, preferably hardness and / or bending strength and / or toughness, is characterized in that the at least two regions of hard metal at least are arranged in sections to each other so that the first region of the at least two areas of hard metal at least partially within the the second region of the at least two regions is made of cemented carbide and that between the at least two regions of cemented carbide with respect to the binder content is a transition region with a rising from the first region to the second region course, and that based on the hardness of a transition region with a in the direction of second range decreasing hardness profile is present.
  • a particularly preferred cutting tool blank or particularly preferred cutting tool is provided which has at least one inner, preferably wired cooling channel.
  • the first region has a higher hardness than the second region. This can be achieved for example by a lower binder content and / or a smaller grain size.
  • the inner, harder region can be in the finished cutting tool that region which has the cutting edges or a region of the cutting edges. If at least one cooling channel is provided, this should preferably also be arranged in the inner region.
  • the region carrying the cutting edges or a cutting region is essentially free of the joining zone. This is in addition to the higher hardness additionally favorable for the mechanical properties of the cutting or a cutting area bearing area.
  • the inner region in the finished cutting tool has a lower binder content than the outer region
  • the outer region with higher binder content forming the shank has a high toughness and good damping properties.
  • the compressive stresses introduced by the method according to the invention with different binder contents bring about a particularly secure connection of the outer and inner regions to the joining zone.
  • a tool bevel is formed on the sintered cutting tool such that flutes or cutting edges are formed along a longitudinal section in the first region (hard core) and along an adjacent longitudinal section in the second region (tough shell).
  • the front (more stressed) cutting edges are also formed by the harder core; however, the laterally located cutting edges (which form a countersink area) are of the tougher shell.
  • the binder content can be measured, for example, by chemical analysis methods such as X-ray fluorescence analysis or energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX).
  • chemical analysis methods such as X-ray fluorescence analysis or energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX).
  • the hardness can be measured, for example, by hardness measurement according to Vickers according to ISO 3878, for example in the range HV1 to HV30.
  • a preferred embodiment of the invention relates to a Zerspanungswerkmaschinemaschinerohling, preferably for a drill or cutter, more preferably for a cutting tool with at least one inner cooling channel, which may be straight or wired.
  • Another preferred embodiment relates to such a cutting tool, ie a further processed blank.
  • the invention is particularly advantageous for the production of cutting tool blanks or cutting tools used, which are provided with at least one inner wired cooling channel.
  • wired cooling channels are usually manufactured by means of extrusion molding.
  • a disadvantage of the prior art is that - due to the production by extrusion - the production of strong twisting or, in other words, a large angle of twist was difficult because the Umformnect an extruded material is limited.
  • that part of the blank (first hard metal blank) which is to have the at least one inner wired cooling channel and a smaller outer diameter than the finished blank may be separately produced. Due to the smaller diameter of the at least one cooling channel having, first carbide blank, the production of the twist or pitch of the carbide blank, Zerspanungstechnikmaschinemaschinerohlings or the finished cutting tool can be simplified. After the separate sintering of the sleeve-shaped part of the blank (second hard metal blank) and the rod-shaped part of the blank (first carbide blank) comprising the at least one cooling channel, both parts can be joined by the method according to the invention to form a composite body in which the first region comprises the at least one Cooling channel and radially considered at least partially located within the second region.
  • the outside diameter of the first hard metal blank (in relation to the method) or of the first area (with respect to the cutting tool blank or the cutting tool) is greater than or equal to 0.4 mm to 20 mm, preferably 0.7 mm to 10 mm and / or the outer diameter of the first hard metal blank (with respect to the method) or the second portion (with respect to the cutting tool blank or the cutting tool) in a range of 2 mm to 35 mm. More preferably, the application for micro or micro drills having an outer diameter of the first carbide blank between 0.4 mm and 3 mm.
  • Fig. 3a, b a first embodiment of a sintered according to the invention
  • Fig. 4a, b a second embodiment of a sintered according to the invention
  • FIG. 6a, b a fourth embodiment of a sintered according to the invention
  • Fig. 7a, b a fifth embodiment of a sintered according to the invention
  • Fig. 9 is a schematic representation of the method according to the invention, Fig. 10 resulting from the method of the preceding figure
  • Fig. 11 a is a schematic representation of an embodiment of a
  • FIG. 12a a further schematic representation of an embodiment of a
  • Cutting tool. 1 relates to an inventive method for producing a composite body 3 made of hard metal, using at least two carbide blanks 1, 2, which differ from each other in relation to a binder content and / or a grain size of the hard material phase.
  • the at least two carbide blanks 1, 2 are arranged radially to each other before Sinterglagen so that a first hard metal blank 1 of at least two carbide blanks 1, 2, which has a lower binder content and / or a smaller grain size, viewed radially at least in sections within an opening. 9 or a cavity 10 of the second hard metal blank 2 of the at least two carbide blanks 1, 2 is located. It can be seen in Fig. 1 that the at least two carbide blanks 1, 2 were arranged with radial play to each other in such a way that between the at least two carbide blanks 1, 2 Although at least one linear or planar contact zone, but at least partially a gap. 6 between the at least two carbide blanks 1, 2 remains.
  • a liquid phase of the binder of at least two carbide blanks 1, 2 is prepared and maintained until by diffusion of binder of the first hard metal blank 1 of at least two carbide blanks 1, 2 swelled so far and the second hard metal blank 2 of the at least two carbide blanks 1, 2 has shrunk so far that the at least two hard metal blanks 1, 2 are connected to one another in a material-tight manner after sintering joining (see FIG. 2).
  • FIGS. 3a to 7a show in each case exemplary embodiments of composite bodies 3 according to the invention in the form of blanks for a cutting tool 7 (see Fig. 10) in a sectional view through a plane which contains a longitudinal axis LA of the composite body 3.
  • FIGS. 3b to 7b show associated perspective views, wherein for the sake of better recognition, a dashed representation of hidden and thus invisible lines has been dispensed with.
  • the first embodiment of Fig. 3a, b shows a composite body 3, in which the first hard metal blank 1 of the at least two carbide blanks 1, 2 completely within the opening 9 or the cavity 10 of the second hard metal blank 2 of the at least two carbide blanks 1, 2 is located.
  • FIGS. 4 a, b to 7 a, b each show a composite body 3, in which the at least two hard metal blanks 1, 2 are arranged axially to each other along the longitudinal axis LA prior to sintering, so that the one carbide blank 1, 2 of the at least two carbide blanks 1, 2 seen axially in sections before the other carbide blank 1, 2 of the at least two carbide blanks 1, 2 is located.
  • a straight cooling channel 8 running along the longitudinal axis LA is provided for a cooling liquid.
  • the first hard metal blank 1 projects in sections out of the second hard metal blank 2. Unlike shown, the first hard metal blank 1 can also be flush with the second hard metal blank 2 (FIG. 3 a) or can also be arranged sunk in it.
  • FIGS. 5a, b two helical cooling channels 8 extending along the longitudinal axis LA are provided for a cooling liquid.
  • the first hard metal blank 1 projects in sections from the second hard metal blank 2. However, it can also be provided that the first hard metal blank 1 is flush with the second hard metal blank 2.
  • b is a along the longitudinal axis LA extending, straight cooling channel 8 is provided for a cooling liquid, branch off from which transverse to the longitudinal axis LA two cooling channels 8 and open into outlet openings 1 1 for the cooling liquid.
  • the first carbide blank 1 do not extend along the longitudinal axis LA of the second hard metal blank 2, but in an area parallel thereto or at an angle obliquely thereto.
  • the first hard metal blank 1 could for example also be arranged in at least one of the laterally arranged on the composite body 3 outlet openings 1 1 and thus, for example, act only as a stopper or as an outlet nozzle, throttle or the like.
  • a step 12 is provided in the second hard metal blank 2 (before sintering joining) or in the second region 4 (after sintering joining) which forms an axial stop for the first hard metal blank 1 (before sintering joining) represents the first area 5 (after sintering).
  • a stop could also be provided in the other embodiments.
  • FIG. 8 is intended to schematically illustrate the diffusion process, which results in binder particles 13 diffusing from a region of higher binder concentration / higher binder content in the first hard metal blank 1 into a region of lower binder concentration in the second hard metal blank 2.
  • This balancing of the binder content (Co content) also results in a volume and / or mass flow during diffusion.
  • FIG. 9 The individual steps of a method according to the invention are shown in FIG. 9:
  • step 14 the two carbide blanks 1, 2 are prepared, for. B. by a pressing and subsequent sintering process. Subsequently, for reasons of higher precision, optionally in step 15, a grinding process is carried out on one or both carbide blanks 1, 2. It may also be provided that at least one of the two carbide blanks 1, 2 is produced by an eroding process, the precision required for sintering joining is generated directly by the eroding method with respect to the geometry and / or the joint surface. A post-processing step such as grinding or honing can be omitted or only partially done.
  • the two carbide blanks are arranged or aligned with each other in step 16 with radial play and sintered together in this arrangement in step 17.
  • the resulting composite body 3 can be further processed in step 18, for. B. to a Zerspanungstechnikmaschinerohling or cutting tool 7 (see Fig .. 10), in which a shaft through the second hard metal blank 2 and 1 1 cutting through the first hard metal blank 1 are formed.
  • a Zerspanungstechnikmaschinerohling or cutting tool 7 see Fig .. 10
  • a shaft through the second hard metal blank 2 and 1 1 cutting through the first hard metal blank 1 are formed.
  • temperatures of, for example, 1 100 ° C to 1600 ° C are used.
  • the sintering in step 17 can take place under pressure, with pressures between 0 bar and 1000 bar are conceivable.
  • the particle sizes of the binder are included between about 0.4 mhh - about 5 pm, the weight-based binder content is between 3% by weight and 20% by weight.
  • Fig. 1 a shows the two carbide blanks 1, 2 with different binder content.
  • the binder content of the first hard metal blank 1 is about 6% by weight
  • the binder content of the second hard metal blank 2 is about 10% by weight.
  • Individual measurement points MP represent, for example and schematically, the binder content, the hardness or the toughness of the carbide blanks 1, 2, which is explained in greater detail in FIG.
  • FIG. 11b shows in a diagram the different measured values of the measuring points MP from FIG. 11a along the abscissa (x-axis).
  • the numbers on the x-axis do not directly indicate a radial distance, but the number of the measuring point.
  • the hardness in Vickers (HV) is given in a range between 1560 and 1720.
  • the fracture toughness of the material (Ki c ) is shown on the right along the ordinate (y-axis). The value extends in a range from 9.5 to 11, 0 [MPa * m 0 ' 5 ].
  • the first (inner) area 5 with the binder content of 6% by weight can be seen; on the left, the second (outer) area 4 with the binder content of 10% by weight can be seen.
  • the particle size of the binder, in this embodiment tungsten carbide, is less than 1 pm.
  • the measuring points represented in the form of triangles show the hardness in Vickers (HV), the measuring points shown in the form of circles show the fracture toughness (Ki c ). It can thus be seen from the diagram and the measurement that differences in hardness and fracture toughness result between the first region 5 and the second region 4, which is due to the different binder content.
  • FIG. 12a also schematically shows another embodiment with a different binder content in the first region 5. In this case, this is 7.5% by weight.
  • the first hard metal blank 1 is produced, for example, in the form of an extrusion process, wherein the at least one cooling channel 8 is co-formed during the extrusion.
  • FIG. 13a shows a first hard metal blank 1, on which the helix angle a is registered.
  • the helix angle a is determined by the slope of the twisting with respect to the longitudinal axis LA at the outer diameter d r of the first hard metal blank 1.
  • the helix angle a is between 15 ° to 60 °.
  • ribs on the outer circumference of the first hard metal blank 1 can be seen, which result from extrusion, wherein the outer diameter d r of the first hard metal blank 1 is determined at the area between the ribs.
  • the diameter of a cooling channel 8 is indicated by d k .
  • FIG. 13 b shows the gradient S, which results from the twist of the at least one cooling channel 8.
  • the slope S thus results from the axial offset of the at least one wired cooling channel 8 along the longitudinal axis LA per completed rotation through 360 ° about the longitudinal axis LA. This results in dependence on the helix angle a, a slope S of at least 2.5 mm in extruded carbide blanks 1 for microdrill with an outer diameter d r of at least 0.7 mm.
  • the diameter d k of the at least one cooling channel 8 is at least 0.03 mm.
  • the slope S is up to 353 mm.
  • the diameter d k of the cooling channels is between 2 mm to 5 mm.
  • FIG 14a shows a cutting tool blank produced by the method according to the invention with an inner, first and an outer, second region 5, 4, wherein the first region 5 has a greater hardness (and a lower binder content, and thus a smaller thermal expansion coefficient) than that second area 4.
  • FIGS. 14b and 14c show the result of a processing step in which, for example by grinding, in the region of an axial end of the Cutting tool blanks according to Fig. 14a, the outer region 4 and the joining zone between the inner and the outer region 5, 4 were substantially completely removed so that the area carrying the cutting or a cutting portion 19 is substantially free of the joining zone.
  • the cutting area 19 is arranged exclusively on the inner area 5 in this embodiment of a cutting tool 7.
  • the tougher shell (outer region 4) with more favorable damping properties forms the shaft section.
  • FIGS. 15a and 15b differs from that of FIGS. 14a-c only insofar as at least one cutting edge extends here on the conical part on the jacket (outer region 4), which can thus serve as countersink.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines sintergefügten Verbundkörpers (3) aus Hartmetall, wobei: - wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1, 2), die sich in Bezug auf einen Bindergehalt und/oder eine Korngröße der Hartstoffphase voneinander unterscheiden, zu einem Verbundkörper (3) sintergefügt werden - die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1, 2) vor dem Sinterfügen so zueinander angeordnet werden, dass sich ein erster Hartmetallrohling (1) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1, 2), welcher einen geringeren Bindergehalt und/oder eine geringere Korngröße aufweist, zumindest abschnittsweise innerhalb einer Öffnung (9) oder eines Hohlraumes (10) des zweiten Hartmetallrohlings (2) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1, 2) befindet, wobei - die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1, 2) vor dem Sinterfügen mit Spiel zueinander angeordnet werden und dass - beim Sinterfügen eine flüssige Phase des Binders der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1, 2) hergestellt und so lange aufrechterhalten wird, bis durch Diffusion von Binder der erste Hartmetallrohling (1) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1, 2) durch die Diffusion von Binder so weit an Volumen zunimmt und der zweite Hartmetallrohling (2) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1, 2) durch Volumenabnahme wegen des diffundierten Binders so weit geschrumpft ist, dass die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1, 2) nach dem Sinterfügen spielfrei stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

Description

Verfahren zur Herstellung eines sintergefügten Verbundkörpers
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines sintergefügten Verbundkörpers aus Hartmetall mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und einen sintergefügten Zerspanungswerkzeugrohling oder ein sintergefügtes Zerspanungswerkzeug aus wenigstens zwei Hartmetallrohlingen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 10.
Unter einem Hartmetall wird in der vorliegenden Offenbarung ein pulvermetallurgisch hergestellter Teilchenverbundwerkstoff, bestehend aus einer Hartstoffphase (z. B. Wolframkarbid, kurz„WC“) und einem Bindemetall (z. B. Kobalt, Co, manchmal auch als „Binder“ bezeichnet) verstanden. Das Bindemetall kann ggf. dotiert sein, z. B. um das Kornwachstum der Hartstoffphase zu beschränken.
Unter Sinterfügen wird in der vorliegenden Offenbarung ein Verbinden von wenigstens zwei Hartmetallrohlingen durch Flüssigphasensintern verstanden. Von den wenigstens zwei Hartmetallrohlingen gilt in Bezug auf zumindest einen Hartmetallrohling, dass dieser in Form eines Grünlings vorliegen kann, vorgesintert (nicht zur vollständigen theoretischen Dichte gesintert) vorliegen kann oder - besonders bevorzugt - fertiggesintert (zur vollständigen theoretischen Dichte gesintert) vorliegen kann.
Hartmetallrohlinge (das sind Rohlinge mit einem Körper aus Hartmetall) werden für die Herstellung unterschiedlichster Bauteile oder Werkzeuge verwendet:
Hartmetallrohlinge für die Herstellung von Zerspanungswerkzeugen werden in großem Maßstab hergestellt, unter anderem auch mit innenliegenden Kühlkanälen (IK). Die Positionierung dieser Kanäle erfolgt dabei mit geometrisch limitierten Freiheiten. Hierbei kommt zudem aufgrund der Fertigungsroute meist eine einzige Hartmetallsorte zum Einsatz, aus welcher alle Bereiche des Hartmetallkörpers gebildet sind. Die zunehmenden Anforderungen an die Werkzeuge im Einsatz und deren Lebensdauer verlangen jedoch lokal unterschiedliche Werkstoffeigenschaften, wie z.B. Härte bzw. Zähigkeit. Beispielsweise eine höhere Verschleißfestigkeit (hohe Härte) im Bereich der später geformten Schneiden und eine hohe Zähigkeit im Bereich des später geformten Schaftes. In einem Sinterfügeverfahren zusammengesinterte Hartmetallbauteile gehören inzwischen zum Stand der Technik. Hier können unterschiedliche Hartmetallsorten kombiniert werden, um in einzelnen Bereichen des gebildeten Körpers Hartmetalle mit unterschiedlichen Eigenschaften zum Einsatz zu bringen und/oder durch Kombination mehrerer Körper geometrische Merkmale realisiert werden, welche sich mit konventionellen Fertigungsmethoden nicht darstellen lassen.
Sinterfügen wird bereits bei einigen Hartmetallwerkzeugen, Zerspanungswerkzeugrohlingen oder Zerspanungswerkzeugen angewendet. Dies erfolgt aus Gründen der:
• Materialeffizienz
• geometrischen Freiheiten (z.B. bei der Werkzeuginnenkühlung)
Ein gattungsgemäßes Verfahren geht aus US 6,908,688 B1 hervor.
Kritisch für eine sichere und mechanisch hoch belastbare Fügeverbindung beim Sinterfügen ist beim Stand der Technik der flächige Kontakt der beiden zu verbindenden Körper entlang der gesamten Fügefläche für die gesamte Dauer der thermischen Behandlung. Im gattungsgemäßen Stand der Technik sind daher die Oberflächen der Hartmetallrohlinge im Bereich der Fügefläche so vorzubereiten, dass ein spielfreier Kontakt gegeben ist. Diese Vorbereitung ist arbeitsaufwändig und kostenintensiv.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines gattungsgemäßen Verfahrens und eines gattungsgemäßen Zerspanungswerkzeugrohlings oder Zerspanungswerkzeugs, bei welchen die oben diskutierten Probleme vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einen sintergefügten Zerspanungswerkzeugrohling oder ein sintergefügtes Zerspanungswerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Durch den geringeren Bindergehalt und/oder aufgrund der geringeren Korngröße des ersten Hartmetallrohlings relativ zum zweiten Hartmetallrohling findet eine Bindermigration vom zweiten Hartmetallrohling zum ersten Hartmetallrohling statt. Dies führt zu einer Volumenreduktion des zweiten Hartmetallrohlings und einer Volumenzunahme des ersten Hartmetallrohlings.
Weil vorgesehen ist, dass die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge vor dem Sinterfügen mit Spiel zueinander angeordnet werden und dass beim Sinterfügen eine flüssige Phase des Binders der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge hergestellt und so lange aufrechterhalten wird, bis durch Diffusion von Binder der erste Hartmetallrohling der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge durch Bindermigration so weit an Volumen zunimmt und der zweite Hartmetallrohling der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge durch die Volumenabnahme wegen des diffundierten Binders so weit geschrumpft ist, dass die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge nach dem Sinterfügen spielfrei stoffschlüssig miteinander verbunden sind, müssen die Fügeflächen nicht mit einer hohen geometrischen Präzision vorliegen. Überdies wird die Platzierung des ersten Hartmetallrohlings in der Öffnung oder im Hohlraum des zweiten Hartmetallrohlings vereinfacht, weil der erste Hartmetallrohling im Wesentlichen kräftefrei eingebracht werden kann. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass durch das Aufquellen des ersten Hartmetallrohlings und das Schrumpfen des zweiten Hartmetallrohlings das beim Einbringen verbleibende Spiel ohnehin verschwindet und es daher nicht auf ein lagerichtiges Einbringen ankommt. Bevorzugt liegt über die gesamte Oberfläche der ehemaligen Fügeflächen eine stoffschlüssige Verbindung vor.
Weist der erste Hartmetallrohling der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge einen geringeren Bindergehalt (unabhängig von der Korngröße) auf, hat dieser aufgrund des geringeren Bindergehalts einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten als der zweite Hartmetallrohling. Bei einer Erwärmung dehnt sich folglich der erste Hartmetallrohling in geringerem Maße aus als der zweite Hartmetallrohling.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient von üblichen Hartmetallen liegt im Bereich von 5 - 7 ·106 K·1. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Wolframkarbid ist mit 5,2-106 K 1 deutlich niedriger als der von Kobalt (12,4-10-6 K 1). Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Hartmetalls skaliert mit dem Gehalt an Bindermetall (beispielsweise Kobalt) in etwa nach der Mischungsregel,
wonach Hartmetalle mit geringem Gehalt an Bindermetall einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen als Hartmetall mit höherem Gehalt an Bindermetall (vgl. Hartmetall für den Praktiker; Wolfgang Schedler, VDI Verlag 1988).
Durch den geringeren Bindergehalt und/oder aufgrund der geringeren Korngröße des ersten Hartmetallrohlings relativ zum zweiten Hartmetallrohling findet eine Bindermigration vom zweiten Hartmetallrohling zum ersten Hartmetallrohling statt. Dort, wo sich die beiden Hartmetallrohlinge trotz des vorhandenen Spiels bereits zu Beginn des Sinterfügens berühren, setzt die Bindermigration zuerst ein. Die Bindermigration bewirkt ein Aufquellen des ersten Hartmetallrohlings und ein Schrumpfen des zweiten Hartmetallrohlings. Es bildet sich bevorzugt über die gesamte Oberfläche der ehemaligen Fügeflächen eine stoffschlüssige Verbindung aus. Durch Vorliegen einer flüssigen Phase ist der Fügevorgang spannungsfrei. Etwaige Defekte in der Fügezone (also etwa Stellen wo keine vollständige Benetzung oder Überbrückung des Spaltes stattgefunden hat, beispielweise wegen einer Krümmung von Kern und/oder Mantel) können dadurch geschlossen werden.
Bei einem durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Zerspanungswerkzeugrohling oder Zerspanungswerkzeug, bildet der erste Hartmetallrohling den ersten (inneren) Bereich und der zweite Hartmetallrohling den zweiten (äußeren) Bereich.
Wegen des geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten des ersten Hartmetallrohlings mit geringerem Bindergehalt als des zweiten Hartmetallrohlings mit höherem Bindergehalt hat der zweite Hartmetallrohling ein stärkeres Kontraktionsbestreben als der erste Hartmetallrohling. Dies bewirkt im fertigen Zerspanungswerkzeugrohling oder Zerspanungswerkzeug, dass Zugspannungen im äußeren Bereich (Mantel) verbleiben, die wegen des herrschenden Kräftegleichgewichts Druckspannungen auf den Kern (den ehemaligen ersten Hartmetallrohling) und die Fügezone ausüben. Dadurch wird eine besonders stabile Verbindung erzielt. Die Bindermigration vom zweiten Hartmetallrohling zum ersten Hartmetallrohling beginnt dort, wo sich die beiden Hartmetallrohlinge trotz des vorhandenen Spiels bereits zu Beginn des Sinterfügens berühren.
Die Anordnung der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge mit Spiel kann so erfolgen, dass zwischen den wenigstens zwei Hartmetallrohlingen zwar wenigstens eine lineare oder flächige Kontaktzone besteht, jedoch zumindest bereichsweise ein Spalt zwischen den wenigstens zwei Hartmetallrohlingen verbleibt. Der Kontakt in der Kontaktzone kann unmittelbar zwischen den wenigstens zwei Hartmetallrohlingen vorliegen oder mittelbar, indem zwischen den wenigstens zwei Hartmetallrohlingen eine Folie oder ein Film (z. B. zur Verbesserung der Benetzung oder der Positionierung, um beispielsweise ein Verrutschen der einzelnen Bestandteile zu vermeiden) angeordnet wird.
Die lineare oder flächige Kontaktzone kann z. B. einfach unter Ausnutzung des Eigengewichts der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge durch eine liegende Positionierung der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge hergestellt werden. Alternativ kann eine zusätzliche Anpresskraft zwischen den wenigstens zwei Hartmetallrohlingen (z. B. durch Beschweren mittels eines Gewichts oder durch eine Spannvorrichtung) aufgebracht werden.
Wenn der Spalt ein Spaltmaß von etwa 1 pm bis etwa 200 pm aufweist, ist ein Aneinander- oder Ineinanderfügen des ersten und zweiten Hartmetallrohlings ohne Krafteinfluss möglich. In anderen Worten kann vorgesehen sein, dass der innenliegende, erste Hartmetallrohling vor dem Sinterfügen nicht in die für ihn vorgesehene Passung des außenliegenden zweiten Hartmetallrohlings eingepresst werden muss, sondern mit einem gewissen Spiel in diesen hineingeschoben werden kann.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge vor dem Sinterfügen fertig gesintert werden, d. h. zu voller Dichte gesintert sind.
Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge eine unterschiedliche Binderdotierung aufweisen, d. h. Zusätze zum Kobalt wie zum Beispiel M02C, TiC, TaC, Vanadiumcarbid. Damit kann Einfluss auf das Kornwachstum während der Herstellung der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge vor dem Sinterfügen genommen werden. Die sich unter anderem durch die unterschiedliche Binderdotierung ergebende unterschiedliche Korngröße beeinflusst beim anschließenden Sinterfügen durch die verschiedene Benetzbarkeit (je geringer die Korngröße, desto größer die Kapillarwirkung und damit die Bindermigration) das Ausmaß der Diffusion des Binders.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der erste Hartmetallrohling der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge und der zweite Hartmetallrohling der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordnet werden. Somit ist es möglich, einen rotationssymmetrischen Verbundkörper für ein Zerspanungswerkzeug oder einen Zerspanungswerkzeugrohling herzustellen, welcher abschnittsweise unterschiedliche Materialeigenschaften und dennoch eine Stoff- und formschlüssige Verbindung zwischen den zwei Hartmetallrohlingen aufweist.
Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge vor dem Sinterfügen axial so zueinander angeordnet werden, dass sich der eine Hartmetallrohling der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge axial betrachtet abschnittsweise vor dem anderen Hartmetallrohling der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge befindet, wodurch vor dem Sinterfügen ein axialer Spalt zwischen den zwei Hartmetallrohlingen entstehen kann. Diese Anordnung kann sowohl entlang oder parallel in Richtung der Längsachse oder auch quer zur Längsachse zumindest eines Hartmetallrohlings erfolgen. Somit kann zusätzlich zum radialen Stoffschluss auch ein axialer Stoffschluss erzielt werden. Auf diese Art kann der erste Hartmetallrohling beispielsweise als Verschluss oder Stopfen fungieren, der nicht radial, sondern axial angesetzt wird, um eine Öffnung im zweiten Hartmetallrohling zumindest teilweise zu verschließen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass ein axialer und ein radialer Stoffschluss zwischen den Hartmetallrohlingen stattfindet.
Gegebenenfalls ist es auch notwendig, dass beim Sinterfügen nicht nur ein radialer Spalt zwischen dem ersten und zweiten Hartmetallrohling ausgefüllt wird, sondern auch eine axiale Beabstandung in Form eines Spaltes. Somit ist hohe Präzision auch bei axialer Ausrichtung der Hartmetallrohlinge zueinander oder bei der Herstellung ihrer axialen Fügeflächen nicht unbedingt erforderlich, was die Herstellung des Verbundkörpers vereinfacht.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass sich der erste Hartmetallrohling der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge vollständig innerhalb der Öffnung oder des Hohlraums des zweiten Hartmetallrohlings der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge befindet.
Es kann vorgesehen sein, dass sich die Bindergehalte im ersten und im zweiten Hartmetallrohling gewichtsanteilig in einem Bereich zwischen 3 Gew% und 20 Gew% bewegen. Bei unterschiedlichen Bindergehalten zwischen dem ersten und dem zweiten Hartmetallrohling kommt somit ein Unterschied im Bindergehalt von maximal 17 Gew% zustande. Der minimale Unterschied im Bindergehalt zwischen den zwei Hartmetallrohlingen beträgt 1 Gew%, besonders bevorzugt sind mind. 2 Gew%.
Es kann vorgesehen sein, dass der Außendurchmesser des zweiten Hartmetallrohlings und somit der Außendurchmesser des Verbundkörpers oder Zerspanungswerkzeuges und dessen sintergefügter Rohling in einem Bereich zwischen 2 mm und 30 mm liegt. Im Inneren des sintergefügten Verbundkörpers kann zumindest ein Kühlkanal vorgesehen sein, welcher einen Durchmesser von 0,03 mm bis 5 mm aufweist.
Bevorzugt ist der zumindest eine Kühlkanal verdraht, d. h. folgt einer Schraubenkurve. Weisen aus gegenständlichen Hartmetallrohlingen gefertigte Werkzeuge, etwa Bohrwerkzeuge, Spiralnuten auf, erstrecken sich die innenliegenden Kühlkanäle bevorzugt entlang der Spiralnuten.
Dazu sollten die innenliegende Kühlkanäle die gleiche Steigung wie die Spiralnuten aufweisen, sonst könnten die Kühlkanäle bei einem Schleifvorgang freigelegt werden.
Der Drallwinkel eines innenliegenden Kühlkanals wird aus praktischen Gründen meist auf den Außendurchmesser des Hartmetallrohlings bezogen.
Die tatsächliche Steigung der Kanäle ist eine Funktion des radialen Abstandes des Kanals zur Längsachse. Die Verdrallung wird üblicherweise durch Aufbringen einer Torsion beim Extrudieren eingebracht. Diese Herstellungsroute setzt bestimmte Limits hinsichtlich der erzielbaren Verdrallung bezüglich des Außendurchmessers. Es können bei größeren Außendurchmessern nur geringere Verdrallungen realisiert werden als bei kleineren Außendurchmessern.
Der Drallwinkel, mit welchem sich der zumindest eine Kühlkanal gegenüber der Längsachse des ersten Hartmetallrohlings erstreckt, beträgt z. B. zwischen 15° bis 60°, bezogen auf den Außendurchmesser des ersten Hartmetallrohlings. Dies ist bei einem Außendurchmesser des ersten Hartmetallrohlings von 0,7 mm bis 40 mm möglich.
Der Drallwinkel kann alternativ über jenen axialen Versatz beschrieben werden, über welchen der zumindest eine Kühlkanal über eine komplette Drehung vollzieht. Ein solche Angabe erfolgt zum Beispiel als Steigung in Millimeter, gemeint ist damit die axiale Erstreckung einer 360° Umdrehung eines Kühlkanals.
Der erste Hartmetallrohling wird beispielsweise in Form eines Strangpressverfahrens hergestellt, wobei beim Strangpressen der zumindest eine Kühlkanal mitgeformt wird.
Aus dem oben genannten Drallwinkel ergibt sich eine Steigung von mindestens 2,5 mm bei stranggepressten Hartmetallrohlingen für Mikrobohrer mit einem Außendurchmesser von mindestens 0,7 mm. Der Durchmesser des zumindest einen Kühlkanals beträgt dabei zumindest 0,03 mm.
Bei größeren stranggepressten Hartmetallrohlingen, welche beispielsweise einen Durchmesser bis ca. 30 mm aufweisen, beträgt die Steigung bis zu 400 mm. Der Durchmesser der Kühlkanäle kann dabei bis 5 mm betragen. Bei größeren (> 15 mm) Außendurchmessern von Hartmetallrohlingen liegen die Durchmesser der Kühlkanäle typischerweise zwischen 1 ,5 mm und 3 mm.
Ein erfindungsgemäßer Zerspanungswerkzeugrohling oder ein erfindungsgemäßes Zerspanungswerkzeug mit wenigstens zwei Bereichen aus Hartmetall, die sich in Bezug auf ihre mechanischen Eigenschaften, vorzugsweise Härte und/oder Biegebruchfestigkeit und/oder Zähigkeit, voneinander unterscheiden, zeichnet sich dadurch aus, dass die wenigstens zwei Bereiche aus Hartmetall zumindest abschnittsweise so zueinander angeordnet sind, dass sich der erste Bereich der wenigstens zwei Bereiche aus Hartmetall zumindest abschnittsweise innerhalb des zweiten Bereichs der wenigstens zwei Bereiche aus Hartmetall befindet und dass zwischen den wenigstens zwei Bereichen aus Hartmetall in Bezug auf den Bindergehalt ein Übergangsbereich mit einem vom ersten Bereich zum zweiten Bereich ansteigenden Verlauf vorliegt, und dass bezogen auf die Härte ein Übergangsbereich mit einem in Richtung des zweiten Bereichs abnehmenden Härteverlauf vorliegt.
Es ist ein besonders bevorzugter Zerspanungswerkzeugrohling oder besonders bevorzugtes Zerspanungswerkzeug vorgesehen, welcher oder welches zumindest einen inneren, vorzugsweise verdrahten, Kühlkanal aufweist.
Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der erste Bereich eine höhere Härte aufweist als der zweite Bereich. Dies kann beispielsweise durch einen niedrigeren Bindergehalt und/oder eine geringere Korngröße erreicht werden. Der innere, härtere Bereich kann im fertigen Zerspanungswerkzeug jener Bereich sein, welcher die Schneiden oder einen Bereich der Schneiden aufweist. Ist wenigstens ein Kühlkanal vorgesehen, sollte dieser bevorzugt ebenfalls im inneren Bereich angeordnet sein.
Das Ausführungsbeispiel, wonach der innere, härtere Bereich im fertigen Zerspanungswerkzeug jener Bereich ist, welcher die Schneiden oder einen Schneidenbereich aufweist, ist mit besonderen Vorteilen verbunden:
Werden der äußere Bereich und die Fügezone zwischen dem inneren und dem äußeren Bereich im Wesentlichen vollständig entfernt, beispielsweise durch Schleifen, so ist der die Schneiden oder einen Schneidenbereich tragende Bereich im Wesentlichen frei von der Fügezone. Dies ist neben der höheren Härte zusätzlich günstig für die mechanischen Eigenschaften des die Schneiden oder einen Schneidenbereich tragenden Bereichs.
In einem weiter bevorzugten Fall, bei welchem der innere Bereich im fertigen Zerspanungswerkzeug einen geringeren Bindergehalt aufweist als der äußere Bereich, wird zusätzlich erreicht, dass der den Schaft bildende äußere Bereich mit höherem Bindergehalt eine hohe Zähigkeit und gute Dämpfungseigenschaften aufweist. Ferner bewirken die durch das erfindungsgemäße Verfahren bei unterschiedlichen Bindergehalten eingebrachten Druckeigenspannungen auf die Fügezone eine besonders sichere Verbindung von äußerem und innerem Bereich. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass am sintergefügten Zerspanungswerkzeug ein Werkzeugschliff so ausgebildet ist, dass Spannuten oder Schneiden entlang eines Längsabschnittes im ersten Bereich (harter Kern) und entlang eines angrenzenden Längsabschnittes im zweiten Bereich (zäher Mantel) eingeformt sind. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel werden die vorderen (stärker beanspruchten) Schneiden auch vom härteren Kern gebildet; die weiter hinten sitzenden Schneiden (welchen einen Aufsenker-Bereich bilden) jedoch vom zäheren Mantel.
Besonders bei Zerspanungswerkzeugrohlingen oder Zerspanungswerkzeugen mit geringerem Durchmesser kann es bei einer Messung zur Verbesserung der räumlichen Auflösung des Verlaufs des Bindergehalts und/oder der Härte erforderlich sein, einen Messpfad mit gegenüber linearem Verlauf vergrößerter Länge (z. B. spiralförmiger Verlauf) vorzusehen, um einerseits genügend Abstand zwischen den einzelnen Messpunkten zu haben, damit der durch die Messung verursachte Verdichtungseffekt isoliert wird, und anderseits genügend Messpunkte zu haben um die gewünschte räumliche Auflösung zu erzielen.
Die Messung des Bindergehalts kann beispielsweise durch chemische Analysemethoden wie Röntgenfluoreszenzanalyse oder energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) erfolgen.
Die Messung der Härte kann beispielsweise durch Härtemessung nach Vickers nach ISO 3878, beispielsweise im Bereich HV1 bis HV30 erfolgen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Zerspanungswerkzeugrohling, vorzugsweise für einen Bohrer oder Fräser, besonders bevorzugt für ein Zerspanungswerkzeug mit zumindest einem inneren Kühlkanal, welcher gerade oder verdraht ausgebildet sein kann. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel betrifft ein solches Zerspanungswerkzeug, d. h. einen weiter verarbeiteten Rohling. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für die Herstellung von Zerspanungswerkzeugrohlingen oder Zerspanungswerkzeugen einsetzbar, welche mit wenigstens einem inneren verdrahten Kühlkanal versehen sind. Solche verdrahten Kühlkanäle werden üblicherweise mittels Strangpressverfahren hergesteht. Nachteilig im Stand der Technik ist, dass - bedingt durch die Herstellung mittels Strangpressen - die Herstellung von starken Verdrallungen oder, in anderen Worten, eines großen Drallwinkels schwierig war, weil das Umformvermögen eines stranggepressten Materials begrenzt ist. Bei der Erfindung kann jener Teil des Rohlings (erster Hartmetallrohling), welcher den wenigstens einen inneren verdrahten Kühlkanal aufweisen soll, und einen geringeren Außendurchmesser aufweist als der fertige Rohling, gesondert hergesteht werden. Aufgrund des geringeren Durchmessers des den wenigstens einen Kühlkanal aufweisenden, ersten Hartmetallrohlings kann die Herstellung des Dralls oder der Steigung des Hartmetallrohlings, Zerspanungswerkzeugrohlings oder des fertigen Zerspanungswerkzeuges vereinfacht erfolgen. Nach dem gesonderten Sintern des hülsenförmigen Teils des Rohlings (zweiter Hartmetallrohling) und des den wenigstens einen Kühlkanal aufweisenden stabförmigen Teils des Rohlings (erster Hartmetallrohling), können beide Teile mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einem Verbundkörper verbunden werden, bei welchem der erste Bereich den wenigstens einen Kühlkanal aufweist und sich radial betrachtet zumindest abschnittsweise innerhalb des zweiten Bereichs befindet.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Außendurchmesser des ersten Hartmetallrohlings (in Bezug auf das Verfahren) oder des ersten Bereichs (in Bezug auf den Zerspanungswerkzeugrohling oder das Zerspanungswerkzeug) größer gleich 0,4 mm bis 20 mm ist, bevorzugt 0,7 mm bis 10 mm und/oder der Außendurchmesser des ersten Hartmetallrohlings (in Bezug auf das Verfahren) oder des zweiten Bereichs (in Bezug auf den Zerspanungswerkzeugrohling oder das Zerspanungswerkzeug) in einem Bereich von 2 mm bis 35 mm ist. Weiter bevorzugt ist die Anwendung für Kleinst- oder Mikrobohrer mit einem Außendurchmesser des ersten Hartmetallrohlings zwischen 0,4 mm und 3 mm.
Es können besonders einfach Zerspanungswerkzeugrohlinge oder Zerspanungswerkzeuge mit einer starken Verdrallung des wenigstens einen innenliegenden Kühlkanals in Kombination mit einem geringen Durchmesser jenes Bereichs hergestellt werden, der die Zerspanungsgeometrie trägt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren diskutiert. Es zeigen:
Fig. 1 die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge, welche vor dem Sinterfügen radial mit Spiel zueinander angeordnet sind,
Fig. 2 die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge, nach dem Sinterfügen,
Fig. 3a, b ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen sintergefügten
Verbundkörpers,
Fig. 4a, b ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen sintergefügten
Verbundkörpers,
Fig. 5a, b ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen sintergefügten
Verbundkörpers,
Fig. 6a, b ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen sintergefügten
Verbundkörpers,
Fig. 7a, b ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen sintergefügten
Verbundkörpers,
Fig. 8 eine schematische Darstellung des Diffusionsprozesses,
Fig. 9 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 10 den sich nach dem Verfahren der vorangehenden Figur ergebenden
Verbundkörper,
Fig. 11 a eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines
Verbundkörpers mit schematisch angeordneten Messpunkten,
Fig. 11 b Messwerte und Messpunkte für einen erfindungsgemäßen Verbundkörper, Fig. 12a eine weitere schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines
Verbundkörpers mit schematisch angeordneten Messpunkten,
Fig. 12b Messwerte für einen erfindungsgemäßen Verbundkörper,
Fig. 13a, b Drallwinkel von zumindest einem Kühlkanal,
Fig. 14a-c Schritte in der Herstellung eines erfindungsgemäßen
Zerspanungswerkzeugs und
Fig. 15a, b Schritte in der Herstellung eines weiteren erfindungsgemäßen
Zerspanungswerkzeugs. Fig. 1 bezieht sich auf ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers 3 aus Hartmetall, unter Verwendung von wenigstens zwei Hartmetallrohlingen 1 , 2, die sich in Bezug auf einen Bindergehalt und/oder eine Korngröße der Hartstoffphase voneinander unterscheiden.
Die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 werden vor dem Sinterfügen radial zueinander so angeordnet, dass sich ein erster Hartmetallrohling 1 der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2, welcher einen geringeren Bindergehalt und/oder eine geringere Korngröße aufweist, radial betrachtet zumindest abschnittsweise innerhalb einer Öffnung 9 oder eines Hohlraumes 10 des zweiten Hartmetallrohlings 2 der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 befindet. Zu erkennen ist in Fig. 1 , dass die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 mit radialem Spiel zueinander angeordnet wurden und zwar so, dass zwischen den wenigstens zwei Hartmetallrohlingen 1 , 2 zwar wenigstens eine lineare oder flächige Kontaktzone besteht, jedoch zumindest bereichsweise ein Spalt 6 zwischen den wenigstens zwei Hartmetallrohlingen 1 , 2 verbleibt.
Beim Sinterfügen wird eine flüssige Phase des Binders der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 hergestellt und so lange aufrechterhalten, bis durch Diffusion von Binder der erste Hartmetallrohling 1 der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 so weit aufgequollen ist und der zweite Hartmetallrohling 2 der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 so weit geschrumpft ist, dass die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 nach dem Sinterfügen spielfrei stoffschlüssig miteinander verbunden sind (vgl. Fig. 2).
Die Fig. 3a bis 7a zeigen jeweils Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Verbundkörpern 3 in Form von Rohlingen für ein Zerspanungswerkzeug 7 (vgl. Fig. 10) in einer Schnittdarstellung durch eine Ebene, welche eine Längsachse LA des Verbundkörpers 3 enthält. Die Fig. 3b bis 7b zeigen dazugehörige perspektivische Ansichten, wobei der besseren Erkennbarkeit halber auf eine gestrichelte Darstellung an sich verdeckter und damit nicht sichtbarer Linien verzichtet wurde.
Das erste Ausführungsbeispiel der Fig. 3a, b zeigt einen Verbundkörper 3, bei welchem sich der erste Hartmetallrohling 1 der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 vollständig innerhalb der Öffnung 9 oder des Hohlraums 10 des zweiten Hartmetallrohlings 2 der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 befindet.
Die zweiten bis fünften Ausführungsbeispiele der Fig. 4a, b bis Fig. 7a, b zeigen jeweils einen Verbundkörper 3, bei welchem die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 vor dem Sinterfügen entlang der Längsachse LA axial zueinander angeordnet werden, so dass sich der eine Hartmetallrohling 1 , 2 der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 axial betrachtet abschnittsweise vor dem anderen Hartmetallrohling 1 , 2 der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 befindet.
Im zweiten Ausführungsbeispiel der Fig. 4a, b ist ein entlang der Längsachse LA verlaufender, gerader Kühlkanal 8 für eine Kühlflüssigkeit vorgesehen. Der erste Hartmetallrohling 1 ragt dabei abschnittsweise aus dem zweiten Hartmetallrohling 2 heraus. Anders als dargestellt, kann der erste Hartmetallrohling 1 auch bündig mit dem zweiten Hartmetallrohling 2 abschließen (Fig. 3a) oder auch versenkt in diesem angeordnet sein.
Im dritten Ausführungsbeispiel der Fig. 5a, b sind zwei entlang der Längsachse LA verlaufende, helikale Kühlkanäle 8 für eine Kühlflüssigkeit vorgesehen. In Figuren 5a, b ragt der erste Hartmetallrohling 1 ragt dabei abschnittsweise aus dem zweiten Hartmetallrohling 2 heraus. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der erste Hartmetallrohling 1 bündig mit dem zweiten Hartmetallrohling 2 abschließt.
Im vierten Ausführungsbeispiel der Fig. 6a, b ist ein entlang der Längsachse LA verlaufender, gerader Kühlkanal 8 für eine Kühlflüssigkeit vorgesehen, von welchem quer zur Längsachse LA zwei Kühlkanäle 8 abzweigen und in Austrittsöffnungen 1 1 für die Kühlflüssigkeit münden. Anders als dargestellt, könnte z. B. auch der erste Hartmetallrohling 1 sich nicht entlang der Längsachse LA des zweiten Hartmetallrohlings 2 erstrecken, sondern in einem Bereich parallel dazu oder auch in einem Winkel schräg dazu. Somit könnte der erste Hartmetallrohling 1 beispielsweise auch in zumindest einer der seitlich am Verbundkörper 3 angeordneten Austrittsöffnungen 1 1 angeordnet sein und somit beispielsweise nur als Verschlussstopfen oder als Austrittsdüse, Drossel oder ähnliches agieren. Im fünften Ausführungsbeispiel der Fig. 7a, b ist im zweiten Hartmetallrohling 2 (vor dem Sinterfügen) bzw. im zweiten Bereich 4 (nach dem Sinterfügen) eine Stufe 12 vorgesehen, welche einen axialen Anschlag für den ersten Hartmetallrohling 1 (vor dem Sinterfügen) bzw. den ersten Bereich 5 (nach dem Sinterfügen) darstellt. Ein solcher Anschlag könnte natürlich auch bei den anderen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.
Fig. 8 soll schematisch den Diffusionsprozess darstellen, welcher dazu führt, dass Binderpartikel 13 aus einem Bereich höherer Binderkonzentration/höheren Bindergehaltes im ersten Hartmetallrohling 1 in einen Bereich niedrigerer Binderkonzentration im zweiten Hartmetallrohling 2 diffundieren. Durch diesen Ausgleich des Bindergehaltes (Co-Gehaltes) entsteht auch ein Volumen- und/oder Massefluss bei der Diffusion.
Die einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Fig. 9 dargestellt:
Zuerst werden im Schritt 14 die beiden Hartmetallrohlinge 1 , 2 hergestellt, z. B. durch einen Press- und anschließenden Sintervorgang. Anschließend erfolgt aus Gründen höherer Präzision gegebenenfalls im Schritt 15 ein Schleifprozess an einem oder beiden Hartmetallrohlingen 1 , 2. Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest einer der zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 durch ein erodierendes Verfahren hergestellt wird, wobei die für das Sinterfügen notwendige Präzision hinsichtlich der Geometrie und/oder auch der Fügefläche direkt durch das erodierende Verfahren generiert wird. Ein Nachbearbeitungsschritt wie beispielsweise Schleifen oder Honen kann dabei entfallen oder nur zum Teil erfolgen. Die beiden Hartmetallrohlinge werden im Schritt 16 mit radialem Spiel zueinander angeordnet oder ausgerichtet und in dieser Anordnung gemeinsam in Schritt 17 sintergefügt. Der so entstandene Verbundkörper 3 kann im Schritt 18 weiterverarbeitet werden, z. B. zu einem Zerspanungswerkzeugrohling oder Zerspanungswerkzeug 7 (vgl. Fig. 10), bei welchem ein Schaft durch den zweiten Hartmetallrohling 2 und Schneiden 1 1 durch den ersten Hartmetallrohling 1 gebildet sind. Beim Sinterfügen kommen Temperaturen von beispielsweise 1 100 °C bis 1600 °C zum Einsatz. Das Sinterfügen im Schritt 17 kann unter Druck stattfinden, wobei Drücke zwischen 0 bar und 1000 bar denkbar sind. Die Korngrößen des Binders liegen dabei zwischen ca. 0,4 mhh - ca. 5 pm, der gewichtsbezogene Bindergehalt liegt zwischen 3 Gew% und 20 Gew%.
Fig. 1 1 a zeigt die zwei Hartmetallrohlinge 1 , 2 mit unterschiedlichem Bindergehalt. Der Bindergehalt des ersten Hartmetallrohlings 1 beträgt dabei ca. 6 Gew%, der Bindergehalt des zweiten Hartmetallrohlings 2 beträgt ca. 10 Gew%. Einzelne Messpunkte MP repräsentieren beispielsweise und schematisch den Bindergehalt, die Härte oder die Zähigkeit der Hartmetallrohlinge 1 , 2, was in der Fig. 1 1 b näher erläutert wird.
Fig. 1 1 b zeigt in einem Diagramm die unterschiedlichen Messwerte der Messpunkte MP aus der Fig. 1 1 a entlang der Abszisse (x-Achse). Die Ziffern auf der x-Achse bezeichnen dabei nicht unmittelbar einen radialen Abstand, sondern die Nummer des Messpunktes. Zudem wird auf der linken Seite der Tabelle entlang der Ordinate (y-Achse) die Härte in Vickers (HV) in einem Bereich zwischen 1560 und 1720 angegeben. Vergleichsweise dazu wird auf der rechten Seite entlang der Ordinate (y-Achse) die Bruchzähigkeit des Werkstoffes (Kic) gezeigt. Der Wert erstreckt sich dabei in einem Bereich von 9,5 bis 1 1 ,0 [MPa*m0’5].
Rechts ist der erste (innere) Bereich 5 mit dem Bindergehalt von 6 Gew% zu sehen, links ist der zweite (äußere) Bereich 4 mit dem Bindergehalt von 10 Gew% zu sehen. Die Partikelgröße des Binders, in diesem Ausführungsbeispiel Wolframcarbid, ist kleiner 1 pm.
Die in Form von Dreiecken dargestellten Messpunkte zeigen die Härte in Vickers (HV), die in Form von Kreisen dargestellten Messpunkte zeigen die Bruchzähigkeit (Kic). Es ist somit dem Diagramm und der Messung zu entnehmen, dass sich zwischen dem ersten Bereich 5 und dem zweiten Bereich 4 Unterschiede hinsichtlich Härte und Bruchzähigkeit ergeben, was auf den unterschiedlichen Bindergehalt zurückzuführen ist.
Die Fig. 12a zeigt ebenfalls schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem anderen Bindergehalt im ersten Bereich 5. Dieser beträgt in diesem Fall 7,5 Gew%. Somit werden unterschiedliche Härte- und Zähigkeitswerte erzielt, welche sich dem Diagramm der Fig. 12b im Vergleich zum Diagramm der Fig. 1 1 b entnehmen lassen. Der erste Hartmetallrohling 1 wird beispielsweise in Form eines Strangpressverfahrens hergestellt, wobei beim Strangpressen der zumindest eine Kühlkanal 8 mitgeformt wird.
Die Fig. 13a zeigt einen ersten Hartmetallrohling 1 , an dem der Drallwinkel a eingetragen ist. Der Drallwinkel a wird festgelegt durch die Steigung der Verdrallung gegenüber der Längsachse LA am Außendurchmesser dr des ersten Hartmetallrohlings 1 . Der Drallwinkel a beträgt zwischen 15° bis 60°. In der vorliegenden Darstellung sind Rippen am Außenumfang des ersten Hartmetallrohlings 1 erkennbar, welche vom Strangpressen herrühren, wobei der Außendurchmesser dr des ersten Hartmetallrohlings 1 sich am Bereich zwischen den Rippen bestimmt. Der Durchmesser eines Kühlkanals 8 ist mit dk angegeben.
Die Fig 13b zeigt die Steigung S, welche sich aus dem Drall des zumindest einen Kühlkanals 8 ergibt. Die Steigung S ergibt sich somit aus dem axialen Versatz des zumindest einen verdrahten Kühlkanals 8 entlang der Längsachse LA pro vollzogener Drehung um 360° um die Längsachse LA. Es ergibt sich somit in Abhängigkeit vom Drallwinkel a eine Steigung S von mindestens 2,5 mm bei stranggepressten Hartmetallrohlingen 1 für Mikrobohrer mit einem Außendurchmesser dr von mindestens 0,7 mm. Der Durchmesser dk des zumindest einen Kühlkanals 8 beträgt dabei zumindest 0,03 mm.
Bei größeren stranggepressten ersten Hartmetallrohlingen 1 , welche beispielsweise einen Durchmesser bis ca. 30 mm aufweisen, beträgt die Steigung S bis zu 353 mm. Der Durchmesser dk der Kühlkanäle beträgt dabei zwischen 2 mm bis 5 mm.
Die Fig. 14a zeigt einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Zerspanungswerkzeugrohling mit einem inneren, ersten und einem äußeren, zweiten Bereich 5, 4, wobei der erste Bereich 5 eine größere Härte (und einen geringeren Bindergehalt, damit auch einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten) aufweist als der zweite Bereich 4.
In den Fig. 14b und 14c ist das Ergebnis eines Bearbeitungsschrittes dargestellt, in welchem, beispielsweise durch Schleifen, im Bereich eines axialen Endes des Zerspanungswerkzeugrohlings nach Fig. 14a der äußere Bereich 4 und die Fügezone zwischen dem inneren und dem äußeren Bereich 5, 4 im Wesentlichen vollständig entfernt wurden, sodass der die Schneiden oder einen Schneidenbereich 19 tragende Bereich im Wesentlichen frei von der Fügezone ist. Der Schneidenbereich 19 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eines Zerspanungswerkzeugs 7 ausschließlich am inneren Bereich 5 angeordnet. Der zähere Mantel (äußerer Bereich 4) mit günstigeren Dämpfungseigenschaften bildet den Schaftabschnitt.
Das in den Fig. 15a und 15b dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von jenem der Fig. 14a-c nur insofern, als sich hier zumindest eine Schneide auf den konischen Teil am Mantel (äußerer Bereich 4) erstreckt, der somit als Senker dienen kann.
Bezugszeichenliste:
1 erster Hartmetallrohling
2 zweiter Hartmetallrohling
3 Verbundkörper
4 erster Bereich
5 zweiter Bereich
6 Spalt
7 Zerspanungswerkzeugrohling oder Zerspanungswerkzeug
8 Kühlkanal
9 Öffnung
10 Hohlraum
11 Austrittsöffnung
12 Stufe
13 Binderpartikel
14 Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens
15 Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens
16 Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens
17 Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens
18 Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens
19 Schneidenbereich
LA Längsachse
a Drallwinkel
S Steigung
dr Durchmesser Rohling
dk Durchmesser Kühlkanal

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines sintergefügten Verbundkörpers (3) aus Hartmetall, wobei:
- wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2), die sich in Bezug auf einen Bindergehalt und/oder eine Korngröße der Hartstoffphase voneinander unterscheiden, zu einem Verbundkörper (3) sintergefügt werden
- die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) vor dem Sinterfügen so zueinander angeordnet werden, dass sich ein erster Hartmetallrohling (1 ) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2), welcher einen geringeren Bindergehalt und/oder eine geringere Korngröße aufweist, zumindest abschnittsweise innerhalb einer Öffnung (9) oder eines Hohlraumes (10) des zweiten Hartmetallrohlings (2) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) befindet,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) vor dem Sinterfügen mit Spiel zueinander angeordnet werden und dass
- beim Sinterfügen eine flüssige Phase des Binders der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) hergestellt und so lange aufrechterhalten wird, bis durch Diffusion von Binder der erste Hartmetallrohling (1 ) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) durch die Diffusion von Binder so weit an Volumen zunimmt und der zweite Hartmetallrohling (2) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) durch Volumenabnahme wegen des diffundierten Binders so weit geschrumpft ist, dass die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) nach dem Sinterfügen spielfrei stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der erste Hartmetallrohling (1 ) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) so innerhalb der Öffnung (9) oder des Hohlraumes (10) des zweiten Hartmetallrohlings (2) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) eingesetzt wird, dass zwischen den wenigstens zwei Hartmetallrohlingen (1 , 2) zwar wenigstens eine lineare oder flächige Kontaktzone besteht, jedoch zumindest bereichsweise ein Spalt (6) zwischen den wenigstens zwei Hartmetallrohlingen (1 , 2) verbleibt.
3. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei der Spalt (6) ein Spaltmaß von etwa 1 pm bis etwa 200 pm aufweist.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) vor dem Sinterfügen fertiggesintert werden.
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der prozentuelle, gewichtsanteilige Bindergehalt in zumindest einem der zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) zwischen 3 Gew% und 20 Gew% gewählt wird, wobei ein maximaler Unterschied im Bindergehalt zwischen dem ersten Hartmetallrohling (1 ) und dem zweiten Hartmetallrohling (2) von 17 Gew% und ein minimaler Unterschied im Bindergehalt von 1 Gew% gewählt wird, wobei ein Unterschied im Bindergehalt zwischen dem ersten und dem zweiten Hartmetallrohling (1 , 2) von mindestens 2 Gew% und maximal 17 Gew% besonders bevorzugt ist.
6. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) eine unterschiedliche Binderdotierung aufweisen.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Hartmetallrohling (1 ) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) und der zweite Hartmetallrohling (2) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) entlang einer gemeinsamen Längsachse (LA) angeordnet werden.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich der erste Hartmetallrohling (1 ) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) vollständig innerhalb der Öffnung (9) oder des Hohlraums (10) des zweiten Hartmetallrohlings (2) der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) befindet.
9. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei vor dem Sinterfügen der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) die Fügefläche eines oder mehrerer der wenigstens zwei Hartmetallrohlinge (1 , 2) durch Honen oder Schleifen bearbeitet wird.
10. Sintergefügter Zerspanungswerkzeugrohling oder sintergefügtes
Zerspanungswerkzeug (7), insbesondere hergestellt mit einem Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, mit wenigstens zwei Bereichen (4, 5) aus Hartmetall, die sich in Bezug auf ihre mechanischen Eigenschaften, vorzugsweise Härte und/oder Biegebruchfestigkeit und/oder Zähigkeit, voneinander unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Bereiche (4, 5) aus Hartmetall zumindest abschnittsweise so zueinander angeordnet sind, dass sich der erste Bereich (5) der wenigstens zwei Bereiche (4, 5) aus Hartmetall zumindest abschnittsweise innerhalb des zweiten Bereichs (4) der wenigstens zwei Bereiche (4, 5) aus Hartmetall befindet und dass zwischen den wenigstens zwei Bereichen (4, 5) aus Hartmetall in Bezug auf den Bindergehalt ein
Übergangsbereich mit einem vom ersten Bereich (5) zum zweiten Bereich (4) ansteigenden Verlauf vorliegt, und dass bezogen auf die Härte ein Übergangsbereich mit einem in Richtung des zweiten Bereichs (4) abnehmenden Härteverlauf vorliegt.
11. Zerspanungswerkzeugrohling oder Zerspanungswerkzeug nach dem vorangehenden Anspruch, wobei der erste Bereich (5) eine größere Härte aufweist als der zweite Bereich (4).
12. Zerspanungswerkzeugrohling oder Zerspanungswerkzeug nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest ein innerer, vorzugsweise verdrallter, Kühlkanal (8) vorgesehen ist.
13. Zerspanungswerkzeugrohling oder Zerspanungswerkzeug nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steigung in Form des axialen Versatzes entlang der Längsachse (LA) des zumindest einen verdrahten Kühlkanales (8) mindestens 2 mm bis maximal 250 mm pro vollzogener Drehung um 360° um die Längsachse (LA) beträgt.
14. Zerspanungswerkzeugrohling oder Zerspanungswerkzeug nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
Außendurchmesser des ersten Bereichs (5) größer gleich 0,4 mm bis 20 mm ist, bevorzugt 0,7 mm bis 10 mm und/oder der Außendurchmesser des zweiten Bereichs (4) in einem Bereich von 2 mm bis 35 mm ist.
15. Zerspanungswerkzeugrohling oder Zerspanungswerkzeug nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faktor zwischen dem Innendurchmesser des zweiten Bereichs (4) und dem Außendurchmesser des zweiten Bereichs (4) maximal das Zehnfache beträgt.
16. Zerspanungswerkzeugrohling oder Zerspanungswerkzeug nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
Außendurchmesser des Zerspanungswerkzeugrohlings oder Zerspanungswerkzeuges (7) maximal 40 mm beträgt und der Drallwinkel (a) des zumindest einen Kühlkanals (8) zwischen 15° bis 60° beträgt.
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