AT167201B - Vollhartmetallwerkzeug für die spanabhebende Bearbeitung - Google Patents

Description

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  Vollhartmetallwerkzeug für die spanabhebende Bearbeitung 
Die Verwendung von Hartmetallen für span- abhebende Werkzeuge ermöglicht es, wesentlich höhere Schnittgeschwindigkeiten anzuwenden, als dies bei Schnelldrehstählen der Fall ist. Es haben sich besonders Hartmetalle bewährt, die durch
Sintern eines Gemisches aus Wolframkarbid und einem Metall der Eisengruppe, wie Kobalt,
Nickel oder Eisen, hergestellt wurden. Für die zur Bearbeitung von Stahl dienenden Werkzeuge werden   Hartmetalle   verwendet, die ausserdem meistens noch Zusätze von Titankarbid enthalten, wodurch eine ausserordentliche Steigerung der
Schneidleistung erzielt werden kann.

   Wegen ihrer verhältnismässig geringen Zähigkeit konnten sich jedoch die üblichen   Hartmetalle   zur Herstellung von für eine Reihe von Bearbeitungsoperatio- nen dienenden Werkzeugen nicht durchsetzen. 



   Dies ist hauptsächlich dann der Fall, wenn eine starke schlag-und stossartige Beanspruchung des Werkzeuges stattfindet. Um die Zähigkeit der üblichen Hartmetalle zu verbessern, hat man auch schon daran gedacht, den Gehalt an Hilfsmetall (Eisen, Kobalt, Nickel) zu erhöhen, wobei Hilfsmetallgehalte bis zu   25%   zur Anwendung gekommen sind. Die Erhöhung des Hilfsmetallgehaltes ist aber stets mit einer starken Abnahme der Härte und Verschleissfestigkeit verbunden. 



   Bei Hartmetallwerkzeugen werden aus wirtschaftlichen Gründen zumeist nur die eigentlichen Arbeitsflächen des Werkzeuges mit einer Auflage aus Hartmetall versehen. Für verschiedene Zwecke ist es jedoch erforderlich, dass die Werkzeuge zur Gänze aus einem Werkstoff bestehen. 



  Dies gilt insbesondere für sehr schmale Abstechstähle und für Tangentialstähle auf Automaten sowie für Bohrer, die unter sehr hohem Druck eingesetzt werden, z. B. solche für die Bearbeitung von gehärtetem Stahl. Man bezeichnet solche Werkzeuge als Vollhartmetallwerkzeuge. 



   Es wurde nun gefunden, dass Hartlegierungen die 2-7% Titankarbid, 15-21%, insbesondere   16-18% Hilfsmetalle   (Eisen, Kobalt oder Nickel), gegebenenfalls bis 2% Chrom oder Chromkarbid, sowie bis   10% Tantal-und/oder Niobkarbid   und Rest Wolframkarbid enthalten, besonders vorteilhaft zur Herstellung von Vollhartmetallwerkzeugen verwendet werden können.

   Derartige Hartlegierungen können besonders vorteilhaft für die Herstellung schmaler Abstechstähle und für   Tangentialstähle   auf Automaten ver- wendet werden ; sie eignen sich aber auch ausge- zeichnet für Vollhartmetallbohrer.   Die erssn-   dungsgemässen Vollhartmetallwerkzeuge ver- danken ihre gute Härte und Verschleissfestigkeit der Verbindung eines zweckmässigen Gehaltes an
Titankarbid, der zwischen 2 und 7% liegen muss und 7% nicht überschreiten darf, mit einem
Gehalt von   15-21% Hilfsmetall.   Wie nämlich festgestellt wurde, bewirkt ein höherer Gehalt der Legierungen an Titankarbid nicht nur keine weitere Verbesserung der Werkzeuge, sondern verursacht vielmehr eine starke Abnahme der
Bruchfestigkeit, wodurch die Brauchbarkeit der
Werkzeuge überhaupt in Frage gestellt wird.

   Die
Zusammensetzung der   erfindungsgemäss   zur An- wendung gelangenden Hartlegierungen stellt ein
Optimum der den erwünschten Eigenschaften Rechnung tragenden Gehalte an den einzelnen Legierungsbestandteilen dar. Die erfindunggemässen Vollhartmetallwerkzeuge zeigen vor allem den Vorteil, dass sie gleichzeitig sehr zähe und verschleissfest sind. Ein weiterer Vorteil der neuen Werkzeuge besteht darin, dass die Spanablauffläche nicht wie bei den üblichen Hartmetallwerkzeugen als ebene Fläche gestaltet zu werden braucht, sondern als Hohlkehle zugeschliffen werden kann, wie es bei Schnellstahl gebräuchlich ist, um eine sichere Spanabfuhr in Form von kurzen Spiralen auch bei niedrigen Schnittgeschwindigkeiten zu erzielen. Dies macht sich besonders auf Automaten vorteilhaft bemerkbar. 



   Der Anwendungsbereich der neuen Werkzeuge liegt bei Schnittgeschwindigkeiten, die 80-250% der mit den unter Benutzung der derzeit besten Schnelldrehstählen hergestellten Werkzeugen   möglichen Geschwindigkeiten betragen.   Besondere   Leistungsteigerungen   zeigen die neuen Werkzeuge auf den sehr komplizierten teuren Automaten, bei denen die Bearbeitung unter reiner Ölkühlung erfolgen muss, um die wertvollen Teile zu schonen. 



  Die aus normalen Hartmetallen hergestellten Werkzeuge kommen hiefür nicht in Betracht, weil sie viel zu spröde sind, das Anschleifen einer Hohlkehle nicht möglich ist und ihr Anwendungsbereich bei Schnittgeschwindigkeiten in der Grössenordnung von   300-1000% der   von   3chnellstahlwerkzeugen   liegt, bei welchen 

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 Schnittgeschwindigkeiten bei weitem nicht mehr mit reiner Ölkühlung gearbeitet werden könnte. Die Verwendung der neuen Werkzeuge bietet hingegen bei etwa 200% der Schnittgeschwindigkeit von Schnellstahlwerkzeugen, das ist also bei der doppelten bei Schnellstahl möglichen Schnittgeschwindigkeit, bei welcher Ölkühlung noch ohne weiteres möglich ist, die gleiche Sicherheit wie Schnellstahl.

   Die Verwendung der erfindunggemässen aus den genannten Legierungen hergestellten Werkzeuge erstreckt sich auf alle für eine zerspanende Bearbeitung in Betracht kommenden Werkstoffe, insbesondere auf Stahl und Grauguss, bei deren Bearbeitung bisher Schnelldrehstahl verwendet werden musste ; dagegen kommt eine Verwendung für Bearbeitungsoperationen, bei denen Werkzeuge aus Hartmetallen bekannter Zusammensetzungen mit Erfolg eingesetzt werden können, nicht in Frage. 



   Beispiel : Für das Hobeln von Paketen aus Vierkantstahl auf gleiche Höhe mittels Shaping- Maschinen, bei denen der Stössel beim Rückgang nicht. abgehoben wird, haben sich Vollhartmetallwerkzeuge aus 4% Titankarbid,   18%   Kobalt,   0-3% Chrom   und Rest Wolframkarbid bestens bewährt. Es konnte bei einer Steigerung der Schnittgeschwindigkeit um 70% etwa dieselbe Standzeit wie bei Verwendung eines aus höchstwertigen Schnelldrehstahl bestehenden Werkzeuges erreicht werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Vollhartmetallwerkzeug für die spanabhebende Bearbeitung, dadurch gekennzeichnet, dass zu dessen Herstellung gesinterte Hartmetallegie- EMI2.1 gegebenenfalls bis 2% Chrom oder Chromkarbid sowie bis 10% Tantal-und/oder Niobkarbid und Rest Wolframkarbid enthalten.