EP3928894A1 - Method for producing a green compact and method for processing the green compact into a processing segment - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing a green compact according to the preamble of claim 1 and a method for further processing a green compact into a processing segment according to the preamble of claim 4.
- Machining tools such as core drill bits, saw blades, abrasive disks and abrasive cutting chains include machining segments that are attached to a tubular, disc or ring-shaped base body, the machining segments being connected to the base body by welding, soldering or gluing.
- processing segments that are used for core drilling are referred to as drilling segments
- processing segments that are used for sawing are referred to as sawing segments
- processing segments that are used for ablation, as ablation segments and processing segments that are used for cut-off grinding are referred to as cutting segments .
- Processing segments for core drill bits, saw blades, abrasive disks and abrasive cutting chains are made from a matrix material and hard material particles, whereby the hard material particles can be statistically distributed or are arranged according to a defined particle pattern in the matrix material.
- the matrix material and the hard material particles are mixed, the mixture is poured into a suitable tool mold and processed into the machining segment.
- a green compact is built up in layers from matrix material, in which the hard material particles are arranged according to the defined particle pattern.
- the processing zone turns off a first matrix material and the neutral zone made up of a second matrix material that is different from the first matrix material and can be welded to the base body.
- Processing tools which can be designed as a core drill bit, saw blade, abrasive disc or abrasive cutting chain and are intended for wet processing of concrete materials, are only suitable to a limited extent for dry processing of concrete materials.
- an abrasive concrete slurry is created, which supports the processing process and leads to a self-sharpening of the processing segments during processing.
- the matrix material is removed by the abrasive concrete slurry and new hard material particles are exposed.
- no abrasive concrete slurry can form, which can support the machining process.
- the hard material particles quickly become blunt and the processing rate drops. Due to the lack of concrete sludge, the matrix material wears out too slowly and hard material particles lying deeper cannot be exposed.
- the European patent application EP 3 670 041 relates to a method for producing a machining segment from a first matrix material and first hard material particles, which are arranged according to a defined first particle pattern.
- the method is characterized in that a green compact is produced in which the first hard material particles protrude from the first matrix material on the upper side.
- the green compact is processed further with a special press die which has depressions in a pressing surface, the arrangement of the depressions corresponding to the defined first particle pattern of the first hard material particles.
- the known method for producing a processing segment has the disadvantage that a special press die with depressions in the pressing surface is required for further processing the green compact to form the processing segment, which is used for compression or hot pressing.
- a special press die is required for each defined first particle pattern according to which the first hard material particles are arranged.
- the object of the present invention is to develop a method for producing a green compact for a processing segment, with which processing segments can be produced which have a protrusion of the hard material particles on the upper side.
- Conventional tool components are to be used both in the production of the green compact and in the further processing of the green compact in the machining segment; the use of special tool components should be avoided.
- the method for producing a green compact for a processing segment from a powdery or granular first matrix material and first hard material particles, which are arranged according to a defined particle pattern, is characterized according to the invention in that a powder or granular support material is applied to the first hard material particles, the Support material is different from the first matrix material and the first hard material particles are completely embedded in the support material on an upper side opposite the underside.
- the method according to the invention for producing a green compact is characterized in that the green compacts are built up vertically, i.e. the direction of build runs perpendicular to the vertical direction between the bottom and top of the processing segment.
- the protrusion of the first hard material particles on the upper side of the processing segments is produced with the aid of the powder or granular support material, the support material being different from the first matrix material.
- Green compacts which are produced by means of the method according to the invention for producing a green compact, can be further processed by means of known methods for further processing the green compact into processing segments.
- the known methods for further processing include compacting the green compact by cold pressing or hot pressing to form a compact, which is further processed by free-form sintering or hot pressing to form the processing segment, or the further processing of the green compact by free-form sintering or hot pressing to form a processing segment.
- Green compacts are further processed under the influence of temperature by free-form sintering or hot pressing to form the finished processing segment, the sintering temperature of the first matrix material determining the temperature up to which the green compacts or compacts are heated Need to become.
- the support material can retain its powdery or granular state during the further processing of the green compact into a processing segment (first variant) or support the sintering process as an infiltrate (second variant).
- a support material is applied with a melting temperature that is higher than the sintering temperature of the first matrix material. If the melting temperature of the support material is higher than the sintering temperature of the first matrix material, the support material remains in its powdery or granular state when it is heated and can be easily removed from the finished processing segment after the sintering process.
- a support material is applied with a melting temperature that is lower than the sintering temperature of the first matrix material. If the melting temperature of the support material is lower than the sintering temperature of the first matrix material, the support material changes its powdery or granular state when it is heated and liquefies before the first matrix material sintered.
- the liquid support material can be distributed in the first matrix material and support the sintering process as an infiltrate.
- the invention further relates to a method for further processing a green compact, which was produced using the method for producing a green compact, into a processing segment, which is connected with an underside to a base body of a processing tool.
- the first hard material particles have a protrusion on the upper side with respect to the first matrix material.
- the green compact is compressed into a compact under the action of pressure and the compact is then processed further to form a processing segment.
- the green compact is compressed into a compact under the action of pressure between a first press die, which forms the lower side of the processing segment, and a second press die, which forms the upper side of the processing segment.
- the compact is particularly preferably processed further to form the processing segment by free-form sintering or hot pressing. Since the first hard material particles in a green compact produced according to the invention are completely embedded in the powder or granular support material, a conventional second press die can be used during hot pressing to shape the top of the processing segment.
- the green compact is further processed into a processing segment by free-form sintering or hot pressing. Since the first hard material particles in a green compact produced according to the invention are completely embedded in powder or granular support material, a conventional second press die can be used for hot pressing to shape the top of the processing segment.
- FIGN. 1A , B show two variants of a machining tool designed as a core drill bit 10A, 10B.
- Core drill bit 10A shown is hereinafter referred to as the first core drill bit and the one in FIG. 1B
- the core drill bit 10B shown is referred to as the second core drill bit, and the first and second core drill bits 10A, 10B are summarized under the term "core drill bit”.
- the first core drill bit 10A comprises a plurality of machining segments 11A, a tubular base body 12A and a tool holder 13A.
- the machining segments 11A which are used for core drilling, are also referred to as drilling segments and the tubular base body 12A is also referred to as the drill shank.
- the drill segments 11A are firmly connected to the drill shank 12A, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
- the second core drill bit 10B comprises an annular machining segment 11B , a tubular base body 12B and a tool holder 13B.
- the annular machining segment 11B which is used for core drilling, is also referred to as a drill ring and the tubular base body 12B is also referred to as a drill shank.
- the drill ring 11B is firmly connected to the drill shank 12B, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
- the core drilling bit 10A, 10B is connected to a core drilling device via the tool holder 13A, 13B and is driven by the core drilling device in a direction of rotation 14 about an axis of rotation 15 during drilling operation.
- the core drill bit 10A, 10B is moved along a feed direction 16 into a workpiece to be machined, the feed direction 16 running parallel to the axis of rotation 15.
- the core drill bit 10A, 10B produces a drill core and a borehole in the workpiece to be machined.
- the drill shank 12A, 12B is in the exemplary embodiment FIGN. 1A , B formed in one piece and the drill segments 11A and the drill ring 11B are firmly connected to the drill shank 12A, 12B.
- the drill shaft 12A, 12B can be constructed in two parts from a first drill shaft section and a second drill shaft section, the drill segments 11A or the drill ring 11B being firmly connected to the first drill shaft section and the tool holder 13A, 13B firmly connected to the second drill shaft section.
- the first and second drill shaft sections are connected to one another via a releasable connecting device.
- the releasable connecting device is, for example, a plug-in-turn connection, as in FIG EP 2 745 965 A1 or EP 2 745 966 A1 described, trained.
- the design of the drill shaft as a one-piece or two-piece drill shaft has no influence on the structure of the drill segments 11A or the drill ring 11B.
- FIGN. 2A , B show two variants of a machining tool designed as a saw blade 20A, 20B.
- the saw blade 20A shown is hereinafter referred to as the first saw blade and the one in FIG FIG. 2 B
- the saw blade 20B shown is referred to as the second saw blade, and the first and second saw blades 20A, 20B are summarized under the term "saw blade”.
- the first saw blade 20A comprises several machining segments 21A, a disk-shaped base body 22A and a tool holder.
- the processing segments 21A which are used for sawing, are also referred to as sawing segments and the disk-shaped base body 22A is also referred to as the main blade.
- the saw segments 21A are firmly connected to the master blade 22A, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
- the second saw blade 20B comprises a plurality of machining segments 21B , an annular base body 22B and a tool holder.
- the processing segments 21B that are used for sawing are also referred to as sawing segments and the ring-shaped base body 22B is also referred to as a ring.
- the saw segments 21B are firmly connected to the ring 22B, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
- the saw blade 20A, 20B is connected to a saw via the tool holder and, when the saw is in operation, is driven by the saw in a direction of rotation 24 about an axis of rotation 25. During the rotation of the saw blade 20A, 20B about the axis of rotation 25, the saw blade 20A, 20B is moved along a feed direction, the feed direction running parallel to the longitudinal plane of the saw blade 20A, 20B. The saw blade 20A, 20B creates a saw slot in the workpiece to be machined.
- FIG. 3 shows a machining tool designed as a removal disk 30 .
- the removal disk 30 comprises several machining segments 31, a base body 32 and a tool holder.
- the processing segments 31 which are used for the removal are also referred to as removal segments and the disk-shaped base body 32 is also referred to as a pot.
- the removal segments 31 are firmly connected to the pot 32, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
- the removal disk 30 is connected to a tool device via the tool holder and, in the removal mode, is driven by the tool device in a direction of rotation 34 about an axis of rotation 35 .
- the removal disk 30 is moved over a workpiece to be machined, the movement of the runs perpendicular to the axis of rotation 35.
- the removal disk 30 removes the surface of the workpiece to be machined.
- FIG. 4th shows a machining tool designed as an abrasive cutting chain 40.
- the abrasive cutting chain 40 comprises several processing segments 41, several link-shaped base bodies 42 and several connecting links 43.
- the processing segments 41 which are used for cut-off grinding, are also referred to as cut-off segments and the link-shaped base bodies 42 are also referred to as drive links.
- the drive links 42 are connected via the connecting links 43.
- the connecting links 43 are connected to the drive links 42 via rivet bolts.
- the rivet bolts allow the drive links 42 to rotate relative to the connecting links 43 about an axis of rotation that runs through the center of the rivet bolts.
- the machining segments 41 are firmly connected to the drive links 42, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
- the abrasive cutting chain 40 is connected to a tool device via a tool holder and, during operation, is driven in one direction of rotation by the tool device. During the rotation of the abrasive cutting chain 40, the abrasive cutting chain 40 is moved into a workpiece to be machined.
- a processing segment 51 which has hard material particles protruding from the matrix material on its upper side, takes place with the aid of the method according to the invention for producing a green compact and the method for further processing the green compact into a processing segment.
- a green compact 52 is produced, in a second stage the green compact 52 is compacted into a compact 53 and in a third stage the compact 53 is further processed to form the processing segment 51.
- a green compact can be produced in a first stage, which is further processed into a processing segment in a second stage.
- FIGN. 5A-C show the green body 52 ( FIG. 5A ), compact 53 ( FIG. 5B ) and the machining segment 51 ( FIG. 5C ).
- the machining segment 51 is made up of a machining zone 54 and a neutral zone 55 .
- the neutral zone 55 is required if the processing segment 51 is to be welded to the base body of a processing tool and the combination of matrix material and base body cannot be welded; In the case of weldable combinations of matrix material and base body, the neutral zone 55 can be omitted.
- the processing zone 54 is made up of a powdery or granular first matrix material 56 and first hard material particles 57, which are arranged according to a defined first particle pattern, and the neutral zone 55 is made up of a powdery or granular second matrix material 59 .
- matrix material encompasses all materials for the construction of machining segments in which hard material particles can be embedded. Matrix materials can consist of one material or be composed as a mixture of different materials.
- hard material particles encompasses all cutting means for machining segments; This includes, above all, individual hard material particles, composite parts made up of several hard material particles and coated or encapsulated hard material particles.
- the machining segment 51 corresponds to the machining segments 11A, 21A, 21B, 31, 41; the machining segment 11B designed as a drill ring differs from the machining segment 51 by its ring-shaped structure.
- the machining segments can differ from one another in terms of the dimensions and the curvatures of the surfaces. The structure of the machining segments is explained using the machining segment 51 and applies to the machining segments 11A, 21A, 21B, 31, 41.
- the machining segment 51 comprises the first hard material particles 57, which are arranged in the first matrix material 56.
- the "first hard material particles” are the hard material particles of the processing segment 51 that process a subsurface, the number of first hard material particles 57 and the defined first particle pattern according to which the first hard material particles 57 are arranged in the first matrix material 56 on the requirements of the processing segment 51 be adjusted.
- the first hard material particles 57 generally originate from a particle distribution which is characterized by a minimum diameter, a maximum diameter and an average diameter.
- the machining segment 51 is connected to the base body of the machining tool by an underside 61.
- the underside of the machining segments is usually flat, whereas the underside of machining segments for sawing is curved so that the machining segments can be attached to the curved face of the ring-shaped or disk-shaped base body.
- FIG. 5C The machining segment 51 shown, the first hard material particles 57 on an upper side 62 opposite the lower side 61 have a protrusion ⁇ with respect to the first matrix material 56.
- the green compact 52 is built up in the standing structure from the first matrix material 56, the first hard material particles 57, the second matrix material 59 and a powdery support material 63 .
- the support material 63 is different from the first matrix material 56 and serves to protect the first hard material particles 57 on the upper side 62.
- the green compact 52 is compressed under the action of pressure between a first press ram 64, which forms the lower side 61, and a second press ram 65, which forms the upper side 62.
- the pressing direction of the first press ram 64 and second press ram 65 runs parallel to the direction of construction of the green compact 52.
- Cold pressing processes or hot pressing processes are suitable as processes which achieve a pressure effect on the green compact 52.
- the green compact 52 is exposed exclusively to the action of pressure, while in the case of hot pressing processes, in addition to the action of pressure, the green compact 52 is exposed to a temperature of up to temperatures of approx. 200 ° C.
- the compact 53 is processed further to form the processing segment 51 by free-form sintering or hot pressing.
- free-form sintering there is a temperature effect on the compact 53 and in the case of hot pressing there is an effect of pressure and temperature.
- hot pressing there is an effect of pressure and temperature.
- the properties of the support material 63 determine the behavior of the support material 63 during further processing. If the melting temperature T melt of the support material 63 is lower than the sintering temperature T sinter of the first matrix material 76, the support material 63 changes its powdery or granular state when heated and liquefies before the first matrix material 56 sintered; the liquid support material 63 can distribute itself in the first matrix material 76 during the sintering process and support the sintering process as an infiltrate.
- the support material 63 remains in its powdery or granular state during heating and can be easily removed from the finished processing segment after the sintering process.
- FIGN. 6A-D show the production of the green compact 52 by means of the method according to the invention for producing a green compact.
- the green compact 52 is built up from the first matrix material 56, the first hard material particles 57, the second matrix material 59 and the support material 63.
- the green body 52 is produced in several steps: In a first step, a second matrix layer 66 of the second matrix material 59 is applied ( FIG. 6A ), wherein the second matrix material 59 can be applied in one layer or in several layers; When producing a green compact for a processing segment without a neutral zone, the application of the second matrix material 59 can be dispensed with. In a second step, a first matrix layer 67 of the first matrix material 56 is applied ( FIG. 6B ), wherein the first matrix material 56 can be applied in one layer or in several layers. In a third step, the first hard material particles 57 are arranged in the first matrix material 56 according to the defined first particle pattern ( FIG.
- a support layer 68 of the support material 63 is applied to the first matrix layer 67 and the first hard material particles 57 ( FIG. 6D ), wherein the support material 63 can be applied in one layer or in several layers.
- FIGN. 7A , B show a further processing segment 71 which was produced using the method according to the invention for producing a green compact and the method for further processing the green compact into the processing segment.
- the machining segment 71 is produced in two stages: In a first stage, a green compact 72 is produced ( FIG. 7A ) and in a second stage the green compact 72 is processed further to form the processing segment 71 ( FIG. 7B ).
- the machining segment 71 differs from the machining segment 51 of the FIG. 5C in that the processing segment 71 is made up of a processing zone 74 and has no neutral zone.
- the processing zone 74 is made up of a powdery or granular first matrix material 76, first hard material particles 77, which are arranged according to a defined first particle pattern, and second hard material particles 78 .
- the second hard material particles 78 were arranged in the first matrix material 76 according to the defined second particle pattern.
- the second hard material particles 78 can be added to the first matrix material 76 as randomly distributed particles.
- the first hard material particles 77 and second hard material particles 78 generally originate from particle distributions that are defined by a minimum diameter and a maximum diameter and a mean diameter are characterized.
- the first hard material particles 77 come from a first particle distribution with a first mean diameter and the second hard material particles 78 from a second particle distribution with a second mean diameter, the first mean diameter being larger than the second mean diameter.
- the first hard material particles 77 and second hard material particles 78 can originate from the same particle distribution and have the same mean diameter.
- the machining segment 71 is connected with an underside 81 to the base body of a machining tool.
- a substrate is processed by first hard material particles 77 which are arranged on an upper side 82 opposite the lower side 81.
- the in FIG. 7A The green compact 71 shown is built up from the first matrix material 76, the first hard material particles 77, the second hard material particles 83 and a powder or granular support material 83 .
- the support material 83 is different from the first matrix material 76 and serves to cover the first hard material particles 77 on the upper side 82.
- the state of the support material 83 is adapted to the state of the first matrix material 76, ie a powdery support material 83 is used for a powdery first matrix material 76 and a granular support material 83 for a granular first matrix material 76.
- the production of the green compact 71 starts with a sequence of a first and second step, the sequence being carried out once or several times; in the case of the green compact 71 of the FIG. 7A the sequence is performed three times.
- the first step of the sequence the first matrix material 76 is applied and in the second step of the sequence the second hard material particles 78 are arranged in the first matrix material 76 according to the defined second particle pattern.
- an upper layer of the first matrix material 76 can be applied in an intermediate step.
- the first hard material particles 77 are arranged in the first matrix material 76 according to the defined first particle pattern, the first hard material particles 56 not being completely embedded in the first matrix material 76, but rather having a protrusion over the first matrix material 76.
- the support material 83 is applied, the first hard material particles 77 being completely embedded in the support material 83.
- the green compact 71 is processed further to form the processing segment 72 by free-form sintering or hot pressing.
- free-form sintering there is an effect of temperature and in the case of hot pressing there is an effect of pressure and temperature on the green compact 71.
- the properties of the Support material 83, in particular the melting temperature T melt determine the behavior of the support material 83 during further processing.
- the support material 83 changes its powdery or granular state when it is heated and liquefies before the first matrix material 76 sintered; the liquid support material 83 can distribute itself in the first matrix material 76 during the sintering process and support the sintering process as an infiltrate. If the melting temperature T melt of the support material 83 is higher than the sintering temperature T sinter of the first matrix material 76, the support material 83 remains in its powdery or granular state during heating and can be easily removed from the finished processing segment after the sintering process.
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Abstract
Verfahren zur Herstellung eines Grünlings für ein Bearbeitungssegment (51) aus einem pulver- oder granulatförmigen ersten Matrixwerkstoff (56) und ersten Hartstoffpartikeln (57), wobei das Bearbeitungssegment mit einer Unterseite (61) mit einem Grundkörper eines Bearbeitungswerkzeuges verbunden wird. Das Bearbeitungssegment (51) weist an einer der Unterseite (61) gegenüber liegenden Oberseite (62) einen Überstand (Δ) der ersten Hartstoffpartikel (57) auf.Method for producing a green compact for a machining segment (51) from a powdery or granular first matrix material (56) and first hard material particles (57), the machining segment being connected to a base body of a machining tool with an underside (61). The processing segment (51) has a projection (Δ) of the first hard material particles (57) on an upper side (62) opposite the underside (61).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Grünlings gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Weiterverarbeitung eines Grünlings in ein Bearbeitungssegment gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.The present invention relates to a method for producing a green compact according to the preamble of
Bearbeitungswerkzeuge, wie Kernbohrkronen, Sägeblätter, Abtragscheiben und Trennschleifketten, umfassen Bearbeitungssegmente, die an einem rohr-, scheiben- oder ringförmigen Grundkörper befestigt werden, wobei die Bearbeitungssegmente durch Schweißen, Löten oder Kleben mit dem Grundkörper verbunden werden. Abhängig vom Bearbeitungsverfahren des Bearbeitungswerkzeugs werden Bearbeitungssegmente, die zum Kernbohren eingesetzt werden, als Bohrsegmente, Bearbeitungssegmente, die zum Sägen eingesetzt werden, als Sägesegmente, Bearbeitungssegmente, die zum Abtragen eingesetzt werden, als Abtragsegmente und Bearbeitungssegmente, die zum Trennschleifen eingesetzt werden, als Trennschleifsegmente bezeichnet.Machining tools such as core drill bits, saw blades, abrasive disks and abrasive cutting chains include machining segments that are attached to a tubular, disc or ring-shaped base body, the machining segments being connected to the base body by welding, soldering or gluing. Depending on the processing method of the processing tool, processing segments that are used for core drilling are referred to as drilling segments, processing segments that are used for sawing, as sawing segments, processing segments that are used for ablation, as ablation segments and processing segments that are used for cut-off grinding are referred to as cutting segments .
Bearbeitungssegmente für Kernbohrkronen, Sägeblätter, Abtragscheiben und Trennschleifketten werden aus einem Matrixwerkstoff und Hartstoffpartikeln hergestellt, wobei die Hartstoffpartikel statistisch verteilt vorliegen können oder gemäß einem definierten Partikelmuster im Matrixwerkstoff angeordnet sind. Bei Bearbeitungssegmenten mit statistisch verteilten Hartstoffpartikeln werden der Matrixwerkstoff und die Hartstoffpartikel gemischt, die Mischung wird in eine passende Werkzeugform eingefüllt und zum Bearbeitungssegment weiterverarbeitet. Bei Bearbeitungssegmenten mit definiert angeordneten Hartstoffpartikeln wird ein Grünling schichtweise aus Matrixwerkstoff aufgebaut, in den die Hartstoffpartikel gemäß dem definierten Partikelmuster angeordnet werden. Bei Bearbeitungssegmenten, die mit dem Grundkörper des Bearbeitungswerkzeuges verschweißt werden sollen, hat sich der Aufbau aus einer Bearbeitungszone und einer Neutralzone bewährt, da einige Kombinationen aus Matrixwerkstoff und Grundkörper nicht schweißbar sind. Die Bearbeitungszone wird aus einem ersten Matrixwerkstoff und die Neutralzone aus einem zweiten Matrixwerkstoff, der vom ersten Matrixwerkstoff verschieden und mit dem Grundkörper schweißbar ist, aufgebaut.Processing segments for core drill bits, saw blades, abrasive disks and abrasive cutting chains are made from a matrix material and hard material particles, whereby the hard material particles can be statistically distributed or are arranged according to a defined particle pattern in the matrix material. In the case of machining segments with randomly distributed hard material particles, the matrix material and the hard material particles are mixed, the mixture is poured into a suitable tool mold and processed into the machining segment. In the case of machining segments with hard material particles arranged in a defined manner, a green compact is built up in layers from matrix material, in which the hard material particles are arranged according to the defined particle pattern. In the case of processing segments that are to be welded to the base body of the processing tool, the structure of a processing zone and a neutral zone has proven itself, since some combinations of matrix material and base body cannot be welded. The processing zone turns off a first matrix material and the neutral zone made up of a second matrix material that is different from the first matrix material and can be welded to the base body.
Bearbeitungswerkzeuge, die als Kernbohrkrone, Sägeblatt, Abtragscheibe oder Trennschleifkette ausgebildet sein können und für die Nassbearbeitung von Betonwerkstoffen vorgesehen sind, sind für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen nur bedingt geeignet. Bei der Nassbearbeitung von Betonwerkstoffen entsteht ein abrasiver Betonschlamm, der den Bearbeitungsprozess unterstützt und zu einem Selbstschärfen der Bearbeitungssegmente während der Bearbeitung führt. Der Matrixwerkstoff wird durch den abrasiven Betonschlamm abgetragen und neue Hartstoffpartikel werden freigelegt. Bei der Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen kann sich kein abrasiver Betonschlamm bilden, der den Bearbeitungsprozess unterstützen kann. Die Hartstoffpartikel werden schnell stumpf und die Bearbeitungsrate sinkt. Durch den fehlenden Betonschlamm verschleißt der Matrixwerkstoff zu langsam und tiefer liegende Hartstoffpartikel können nicht freigelegt werden.Processing tools, which can be designed as a core drill bit, saw blade, abrasive disc or abrasive cutting chain and are intended for wet processing of concrete materials, are only suitable to a limited extent for dry processing of concrete materials. During the wet processing of concrete materials, an abrasive concrete slurry is created, which supports the processing process and leads to a self-sharpening of the processing segments during processing. The matrix material is removed by the abrasive concrete slurry and new hard material particles are exposed. During the dry machining of concrete materials, no abrasive concrete slurry can form, which can support the machining process. The hard material particles quickly become blunt and the processing rate drops. Due to the lack of concrete sludge, the matrix material wears out too slowly and hard material particles lying deeper cannot be exposed.
Für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen sind Bearbeitungssegmente erforderlich, bei denen die ersten Hartstoffpartikel an der Oberseite einen Überstand gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff aufweisen. Dabei gilt, dass die Bearbeitungsrate, die mit dem Bearbeitungssegment erzielt werden kann, umso höher ist, je grösser der Überstand der ersten Hartstoffpartikel ist. Die europäische Patentanmeldung
Das bekannte Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungssegmentes weist den Nachteil auf, dass für die Weiterverarbeitung des Grünlings zum Bearbeitungssegment ein spezieller Pressstempel mit Vertiefungen in der Pressfläche erforderlich ist, der beim Verdichten oder beim Heißpressen verwendet wird. Für jedes definierte erste Partikelmuster, gemäß dem die ersten Hartstoffpartikel angeordnet werden, ist ein spezieller Pressstempel erforderlich.The known method for producing a processing segment has the disadvantage that a special press die with depressions in the pressing surface is required for further processing the green compact to form the processing segment, which is used for compression or hot pressing. A special press die is required for each defined first particle pattern according to which the first hard material particles are arranged.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Grünlings für ein Bearbeitungssegment zu entwickeln, mit dem Bearbeitungssegmente hergestellt werden können, die an der Oberseite einen Überstand der Hartstoffpartikel aufweisen. Dabei sollen sowohl bei der Herstellung des Grünlings als auch bei der Weiterverarbeitung des Grünlings in das Bearbeitungssegment herkömmliche Werkzeugkomponenten verwendet werden; der Einsatz von speziellen Werkzeugkomponenten soll vermieden werden.The object of the present invention is to develop a method for producing a green compact for a processing segment, with which processing segments can be produced which have a protrusion of the hard material particles on the upper side. Conventional tool components are to be used both in the production of the green compact and in the further processing of the green compact in the machining segment; the use of special tool components should be avoided.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.In the method mentioned at the beginning, this object is achieved according to the invention by the features of
Das Verfahren zur Herstellung eines Grünlings für ein Bearbeitungssegment aus einem pulver- oder granulatförmigen ersten Matrixwerkstoff und ersten Hartstoffpartikeln, die gemäß einem definierten Partikelmuster angeordnet werden, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass ein pulver- oder granulatförmiges Stützmaterial auf die ersten Hartstoffpartikel aufgetragen wird, wobei das Stützmaterial vom ersten Matrixwerkstoff verschieden ist und die ersten Hartstoffpartikel an einer der Unterseite gegenüber liegenden Oberseite vollständig in das Stützmaterial eingebettet werden.The method for producing a green compact for a processing segment from a powdery or granular first matrix material and first hard material particles, which are arranged according to a defined particle pattern, is characterized according to the invention in that a powder or granular support material is applied to the first hard material particles, the Support material is different from the first matrix material and the first hard material particles are completely embedded in the support material on an upper side opposite the underside.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Grünlings zeichnet sich dadurch aus, dass die Grünlinge stehend aufgebaut werden, d.h. die Aufbaurichtung verläuft senkrecht zur Höhenrichtung zwischen der Unterseite und Oberseite des Bearbeitungssegmentes. Der Überstand der ersten Hartstoffpartikel an der Oberseite der Bearbeitungssegmente wird mithilfe des pulver- oder granulatförmigen Stützmaterials erzeugt, wobei das Stützmaterial vom ersten Matrixwerkstoff verschieden ist.The method according to the invention for producing a green compact is characterized in that the green compacts are built up vertically, i.e. the direction of build runs perpendicular to the vertical direction between the bottom and top of the processing segment. The protrusion of the first hard material particles on the upper side of the processing segments is produced with the aid of the powder or granular support material, the support material being different from the first matrix material.
Grünlinge, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Grünlings hergestellt werden, können mittels bekannter Verfahren zur Weiterverarbeitung des Grünlings in Bearbeitungssegmente weiterverarbeitet werden. Zu den bekannten Verfahren zur Weiterverarbeitung gehören das Verdichten des Grünlings durch Kaltpressen oder Warmpressen zu einem Pressling, der durch Freiformsintern oder Heißpressen zum Bearbeitungssegment weiterverarbeitet wird oder die Weiterverarbeitung des Grünlings durch Freiformsintern oder Heißpressen zum Bearbeitungssegment.Green compacts, which are produced by means of the method according to the invention for producing a green compact, can be further processed by means of known methods for further processing the green compact into processing segments. The known methods for further processing include compacting the green compact by cold pressing or hot pressing to form a compact, which is further processed by free-form sintering or hot pressing to form the processing segment, or the further processing of the green compact by free-form sintering or hot pressing to form a processing segment.
Grünlinge werden unter Temperatureinwirkung durch Freiformsintern oder Heißpressen zum fertigen Bearbeitungssegment weiterverarbeitet, wobei die Sintertemperatur des ersten Matrixwerkstoffes festlegt, bis zu welcher Temperatur die Grünlinge oder Presslinge aufgeheizt werden müssen. Das Stützmaterial kann bei der Weiterverarbeitung des Grünlings zum Bearbeitungssegment seinen pulver- oder granulatförmigen Zustand behalten (erste Variante) oder als Infiltrat den Sintervorgang unterstützen (zweite Variante).Green compacts are further processed under the influence of temperature by free-form sintering or hot pressing to form the finished processing segment, the sintering temperature of the first matrix material determining the temperature up to which the green compacts or compacts are heated Need to become. The support material can retain its powdery or granular state during the further processing of the green compact into a processing segment (first variant) or support the sintering process as an infiltrate (second variant).
In einer ersten Variante wird ein Stützmaterial mit einer Schmelztemperatur aufgetragen, die höher als die Sintertemperatur des ersten Matrixwerkstoffes ist. Wenn die Schmelztemperatur des Stützmaterials höher als die Sintertemperatur des ersten Matrixwerkstoffes ist, verbleibt das Stützmaterial beim Aufheizen in seinem pulver- oder granulatförmigen Zustand und kann nach dem Sintervorgang problemlos vom fertigen Bearbeitungssegment entfernt werden.In a first variant, a support material is applied with a melting temperature that is higher than the sintering temperature of the first matrix material. If the melting temperature of the support material is higher than the sintering temperature of the first matrix material, the support material remains in its powdery or granular state when it is heated and can be easily removed from the finished processing segment after the sintering process.
In einer zweiten Variante wird ein Stützmaterial mit einer Schmelztemperatur aufgetragen wird, die niedriger als die Sintertemperatur des ersten Matrixwerkstoffes ist. Wenn die Schmelztemperatur des Stützmaterials niedriger als die Sintertemperatur des ersten Matrixwerkstoffes ist, verändert das Stützmaterial beim Aufheizen seinen pulver- oder granulatförmigen Zustand und verflüssigt sich, bevor der erste Matrixwerkstoff versintert. Das flüssige Stützmaterial kann sich im ersten Matrixwerkstoff verteilen und den Sintervorgang als Infiltrat unterstützen.In a second variant, a support material is applied with a melting temperature that is lower than the sintering temperature of the first matrix material. If the melting temperature of the support material is lower than the sintering temperature of the first matrix material, the support material changes its powdery or granular state when it is heated and liquefies before the first matrix material sintered. The liquid support material can be distributed in the first matrix material and support the sintering process as an infiltrate.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Weiterverarbeitung eines Grünlings, der mit dem Verfahren zur Herstellung eines Grünlings hergestellt wurde, in ein Bearbeitungssegment, welches mit einer Unterseite mit einem Grundkörper eines Bearbeitungswerkzeuges verbunden wird. Bei einem Grünling, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Grünlings hergestellt wurde, weisen die ersten Hartstoffpartikel an der Oberseite einen Überstand gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff auf.The invention further relates to a method for further processing a green compact, which was produced using the method for producing a green compact, into a processing segment, which is connected with an underside to a base body of a processing tool. In the case of a green compact that was produced using the method according to the invention for producing a green compact, the first hard material particles have a protrusion on the upper side with respect to the first matrix material.
In einer ersten Ausführung wird der Grünling unter Druckeinwirkung zu einem Pressling verdichtet und der Pressling wird anschließend zum Bearbeitungssegment weiterverarbeitet. Dabei wird der Grünling unter Druckeinwirkung zwischen einem ersten Pressstempel, der die Unterseite des Bearbeitungssegmentes formt, und einem zweiten Pressstempel, der die Oberseite des Bearbeitungssegmentes formt, zum Pressling verdichtet.In a first embodiment, the green compact is compressed into a compact under the action of pressure and the compact is then processed further to form a processing segment. The green compact is compressed into a compact under the action of pressure between a first press die, which forms the lower side of the processing segment, and a second press die, which forms the upper side of the processing segment.
Besonders bevorzugt wird der Pressling durch Freiformsintern oder Heißpressen zum Bearbeitungssegment weiterverarbeitet. Da die ersten Hartstoffpartikel bei einem erfindungsgemäß hergestellten Grünling vollständig in das pulver- oder granulatförmige Stützmaterial eingebettet wurden, kann beim Heißpressen ein herkömmlicher zweiter Pressstempel verwendet werden, um die Oberseite des Bearbeitungssegmentes zu formen.The compact is particularly preferably processed further to form the processing segment by free-form sintering or hot pressing. Since the first hard material particles in a green compact produced according to the invention are completely embedded in the powder or granular support material, a conventional second press die can be used during hot pressing to shape the top of the processing segment.
In einer zweiten Ausführung wird der Grünling durch Freiformsintern oder Heißpressen zum Bearbeitungssegment weiterverarbeitet. Da die ersten Hartstoffpartikel bei einem erfindungsgemäß hergestellten Grünling vollständig in pulver- oder granulatförmiges Stützmaterial eingebettet wurden, kann beim Heißpressen ein herkömmlicher zweiter Pressstempel verwendet werden, um die Oberseite des Bearbeitungssegmentes zu formen.In a second embodiment, the green compact is further processed into a processing segment by free-form sintering or hot pressing. Since the first hard material particles in a green compact produced according to the invention are completely embedded in powder or granular support material, a conventional second press die can be used for hot pressing to shape the top of the processing segment.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematischer und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei gegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.Embodiments of the invention are described below with reference to the drawing. This should not necessarily represent the exemplary embodiments to scale; rather, the drawing, where useful for explanation, is in a schematic and / or slightly distorted form. It must be taken into account here that various modifications and changes relating to the shape and detail of an embodiment can be made without deviating from the general idea of the invention. The general idea of the invention is not restricted to the exact form or the detail of the preferred embodiment shown and described below or restricted to an object that would be restricted in comparison to the object claimed in the claims. For given measurement ranges, values lying within the stated limits should also be disclosed as limit values and be able to be used and claimed as required. For the sake of simplicity, the same reference symbols are used below for identical or similar parts or parts with an identical or similar function.
Es zeigen:
- FIGN. 1A, B
- zwei Varianten eines als Kernbohrkrone ausgebildeten Bearbeitungswerkzeuges;
- FIGN. 2A, B
- zwei Varianten eines als Sägeblatt ausgebildeten Bearbeitungswerkzeuges;
- FIG. 3
- ein als Abtragscheibe ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug;
- FIG. 4
- ein als Trennschleifkette ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug;
- FIGN. 5A-C
- einen Grünling (
FIG. 5A ), der zu einem Pressling verdichtet (FIG. 5B ) und zu einem Bearbeitungssegment weiterverarbeitet wird (FIG. 5C ); - FIGN. 6A-D
- die Herstellung des Grünlings der
FIG. 5A mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Grünlings; und - FIGN. 7A, B
- einen Grünling (
FIG. 7A ), der zu einem Bearbeitungssegment weiterverarbeitet wird (FIG. 7B ).
- FIGN. 1A, B
- two variants of a machining tool designed as a core drill bit;
- FIGN. 2A, B
- two variants of a machining tool designed as a saw blade;
- FIG. 3
- a machining tool designed as a removal disk;
- FIG. 4th
- a machining tool designed as an abrasive cutting chain;
- FIGN. 5A-C
- a green compact (
FIG. 5A ), which compacts into a pellet (FIG. 5B ) and is further processed into a processing segment (FIG. 5C ); - FIGN. 6A-D
- the production of the green body of the
FIG. 5A using the method according to the invention for producing a green compact; and - FIGN. 7A, B
- a green compact (
FIG. 7A ), which is further processed into a processing segment (FIG. 7B ).
Die erste Kernbohrkrone 10A umfasst mehrere Bearbeitungssegmente 11A, einen rohrförmig ausgebildeten Grundkörper 12A und eine Werkzeugaufnahme 13A. Die Bearbeitungssegmente 11A, die zum Kernbohren eingesetzt werden, werden auch als Bohrsegmente bezeichnet und der rohrförmig ausgebildete Grundkörper 12A wird auch als Bohrschaft bezeichnet. Die Bohrsegmente 11A sind fest mit dem Bohrschaft 12A verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen.The first
Die zweite Kernbohrkrone 10B umfasst ein ringförmiges Bearbeitungssegment 11B, einen rohrförmig ausgebildeten Grundkörper 12B und eine Werkzeugaufnahme 13B. Das ringförmige Bearbeitungssegment 11B, das zum Kernbohren eingesetzt wird, wird auch als Bohrring bezeichnet und der rohrförmig ausgebildete Grundkörper 12B wird auch als Bohrschaft bezeichnet. Der Bohrring 11B ist fest mit dem Bohrschaft 12B verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen.The second
Die Kernbohrkrone 10A, 10B wird über die Werkzeugaufnahme 13A, 13B mit einem Kernbohrgerät verbunden und im Bohrbetrieb vom Kernbohrgerät in einer Drehrichtung 14 um eine Drehachse 15 angetrieben. Während der Drehung der Kernbohrkrone 10A, 10B um die Drehachse 15 wird die Kernbohrkrone 10A, 10B entlang einer Vorschubrichtung 16 in ein zu bearbeitendes Werkstück bewegt, wobei die Vorschubrichtung 16 parallel zur Drehachse 15 verläuft. Die Kernbohrkrone 10A, 10B erzeugt im zu bearbeitenden Werkstück einen Bohrkern und ein Bohrloch.The core drilling bit 10A, 10B is connected to a core drilling device via the
Der Bohrschaft 12A, 12B ist im Ausführungsbeispiel der
Das erste Sägeblatt 20A umfasst mehrere Bearbeitungssegmente 21A, einen scheibenförmig ausgebildeten Grundkörper 22A und eine Werkzeugaufnahme. Die Bearbeitungssegmente 21A, die zum Sägen eingesetzt werden, werden auch als Sägesegmente bezeichnet und der scheibenförmig ausgebildete Grundkörper 22A wird auch als Stammblatt bezeichnet. Die Sägesegmente 21A sind fest mit dem Stammblatt 22A verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen.The
Das zweite Sägeblatt 20B umfasst mehrere Bearbeitungssegmente 21B, einen ringförmig ausgebildeten Grundkörper 22B und eine Werkzeugaufnahme. Die Bearbeitungssegmente 21B, die zum Sägen eingesetzt werden, werden auch als Sägesegmente bezeichnet und der ringförmig ausgebildete Grundkörper 22B wird auch als Ring bezeichnet. Die Sägesegmente 21B sind fest mit dem Ring 22B verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen.The
Das Sägeblatt 20A, 20B wird über die Werkzeugaufnahme mit einer Säge verbunden und im Sägebetrieb von der Säge in einer Drehrichtung 24 um eine Drehachse 25 angetrieben. Während der Drehung des Sägeblattes 20A, 20B um die Drehachse 25 wird das Sägeblatt 20A, 20B entlang einer Vorschubrichtung bewegt, wobei die Vorschubrichtung parallel zur Längsebene des Sägeblattes 20A, 20B verläuft. Das Sägeblatt 20A, 20B erzeugt im zu bearbeitenden Werkstück einen Sägeschlitz.The
Die Abtragscheibe 30 wird über die Werkzeugaufnahme mit einem Werkzeuggerät verbunden und im Abtragbetrieb vom Werkzeuggerät in einer Drehrichtung 34 um eine Drehachse 35 angetrieben. Während der Drehung der Abtragscheibe 30 um die Drehachse 35 wird die Abtragscheibe 30 über ein zu bearbeitendes Werkstück bewegt, wobei die Bewegung der senkrecht zur Drehachse 35 verläuft. Die Abtragscheibe 30 entfernt die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks.The
Die Treibglieder 42 werden über die Verbindungsglieder 43 verbunden. Im Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsglieder 43 über Nietbolzen mit den Treibgliedern 42 verbunden. Die Nietbolzen ermöglichen eine Drehung der Treibglieder 42 relativ zu den Verbindungsgliedern 43 um eine Drehachse, die durch das Zentrum der Nietbolzen verläuft. Die Bearbeitungssegmente 41 sind fest mit den Treibgliedern 42 verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen.The drive links 42 are connected via the connecting
Die Trennschleifkette 40 wird über eine Werkzeugaufnahme mit einem Werkzeuggerät verbunden und im Betrieb vom Werkzeuggerät in einer Drehrichtung angetrieben. Während der Drehung der Trennschleifkette 40 wird die Trennschleifkette 40 in ein zu bearbeitendes Werkstück bewegt.The
Die Herstellung eines Bearbeitungssegmentes 51, das an seiner Oberseite Hartstoffpartikel mit einem Überstand gegenüber dem Matrixwerkstoff aufweist, erfolgt mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Grünlings und des Verfahrens zur Weiterverarbeitung des Grünlings in ein Bearbeitungssegment. In einer ersten Stufe wird ein Grünling 52 hergestellt, in einer zweiten Stufe wird der Grünling 52 zu einem Pressling 53 verdichtet und in einer dritten Stufe wird der Pressling 53 zum Bearbeitungssegment 51 weiterverarbeitet. Alternativ kann in einer ersten Stufe ein Grünling hergestellt werden, der in einer zweiten Stufe zum Bearbeitungssegment weiterverarbeitet wird.The production of a
Die Bearbeitungszone 54 ist aus einem pulver- oder granulatförmigen ersten Matrixwerkstoff 56 und ersten Hartstoffpartikeln 57, die gemäß einem definierten ersten Partikelmuster angeordnet sind, aufgebaut und die Neutralzone 55 ist aus einem pulver- oder granulatförmigen zweiten Matrixwerkstoff 59 aufgebaut. Unter dem Begriff "Matrixwerkstoff" werden sämtliche Werkstoffe zum Aufbau von Bearbeitungssegmenten zusammengefasst, in die Hartstoffpartikel eingebettet werden können. Matrixwerkstoffe können aus einem Werkstoff bestehen oder als Gemisch aus verschiedenen Werkstoffen zusammengesetzt sein. Unter dem Begriff "Hartstoffpartikel" werden sämtliche Schneidmittel für Bearbeitungssegmente zusammengefasst; dazu gehören vor allem einzelne Hartstoffpartikel, Verbundteile aus mehreren Hartstoffpartikeln und beschichtete oder gekapselte Hartstoffpartikel.The
Das Bearbeitungssegment 51 entspricht vom Aufbau und der Zusammensetzung den Bearbeitungssegmenten 11A, 21A, 21B, 31, 41; das als Bohrring ausgebildete Bearbeitungssegment 11B unterscheidet sich durch seinen ringförmigen Aufbau vom Bearbeitungssegment 51. Die Bearbeitungssegmente können sich in den Abmessungen und in den Krümmungen der Oberflächen voneinander unterscheiden. Der Aufbau der Bearbeitungssegmente wird anhand des Bearbeitungssegmentes 51 erklärt und gilt für die Bearbeitungssegmente 11A, 21A, 21B, 31, 41.In terms of structure and composition, the
Das Bearbeitungssegment 51 umfasst die ersten Hartstoffpartikel 57, die im ersten Matrixwerkstoff 56 angeordnet sind. Als "erste Hartstoffpartikel" werden die Hartstoffpartikel des Bearbeitungssegmentes 51 bezeichnet, die einen Untergrund bearbeiten, wobei die Anzahl der ersten Hartstoffpartikel 57 und das definierte erste Partikelmuster, gemäß dem die ersten Hartstoffpartikel 57 im ersten Matrixwerkstoff 56 angeordnet sind, an die Anforderungen des Bearbeitungssegmentes 51 angepasst werden. Die ersten Hartstoffpartikel 57 entstammen in der Regel einer Partikelverteilung, die durch einen minimalen Durchmesser, einen maximalen Durchmesser und einen mittleren Durchmesser charakterisiert ist.The
Das Bearbeitungssegment 51 wird mit einer Unterseite 61 mit dem Grundkörper des Bearbeitungswerkzeuges verbunden. Bei Bearbeitungssegmenten zum Kernbohren und Bearbeitungssegmenten zum Abtragen ist die Unterseite der Bearbeitungssegmente in der Regel eben ausgebildet, wohingegen die Unterseite bei Bearbeitungssegmenten zum Sägen eine Krümmung aufweist, um die Bearbeitungssegmente an der gekrümmten Stirnfläche der ring- oder scheibenförmigen Grundkörper befestigen zu können. Bei dem in
Der Grünling 52 wird im stehenden Aufbau aus dem ersten Matrixwerkstoff 56, den ersten Hartstoffpartikeln 57, dem zweiten Matrixwerkstoff 59 und einem pulverförmigen Stützmaterial 63 aufgebaut. Das Stützmaterial 63 ist vom ersten Matrixwerkstoff 56 verschieden und dient dazu, die ersten Hartstoffpartikel 57 an der Oberseite 62 zu schützen.The green compact 52 is built up in the standing structure from the
Der Grünling 52 wird unter Druckeinwirkung zwischen einem ersten Pressstempel 64, der die Unterseite 61 formt, und einem zweiten Pressstempel 65, der die Oberseite 62 formt, verdichtet. Dabei verläuft die Pressrichtung des ersten Pressstempels 64 und zweiten Pressstempels 65 parallel zur Aufbaurichtung des Grünlings 52. Als Verfahren, die eine Druckeinwirkung auf den Grünling 52 erzielen, eignen sich beispielsweise Kaltpressverfahren oder Warmpressverfahren. Bei Kaltpressverfahren wird der Grünling 52 ausschließlich einer Druckeinwirkung ausgesetzt, während der Grünling 52 bei Warmpressverfahren neben der Druckeinwirkung einer Temperatureinwirkung bis zu Temperaturen von ca. 200 °C ausgesetzt wird.The green compact 52 is compressed under the action of pressure between a
Der Pressling 53 wird durch Freiformsintern oder Heißpressen zum Bearbeitungssegment 51 weiterverarbeitet. Beim Freiformsintern erfolgt eine Temperatureinwirkung auf den Pressling 53 und beim Heißpressen eine Druck- und Temperatureinwirkung. Wenn der Pressling 53 durch Freiformsintern weiterverarbeitet wird, wird der Grünling 52 soweit verdichtet, bis der Pressling 53 im Wesentlichen die Endgeometrie des Bearbeitungssegmentes 51 aufweist. Wenn der Pressling 53 durch Heißpressen weiterverarbeitet wird, erfolgt eine weitere Formgebung des Presslings 53 beim Heißpressen.The compact 53 is processed further to form the
Die Eigenschaften des Stützmaterials 63, insbesondere die Schmelztemperatur TSchmelz , bestimmen das Verhalten des Stützmaterials 63 bei der Weiterverarbeitung. Wenn die Schmelztemperatur TSchmelz des Stützmaterials 63 niedriger als die Sintertemperatur TSinter des ersten Matrixwerkstoffes 76 ist, verändert das Stützmaterial 63 beim Aufheizen seinen pulver- oder granulatförmigen Zustand und verflüssigt sich, bevor der erste Matrixwerkstoff 56 versintert; das flüssige Stützmaterial 63 kann sich während des Sinterprozesses im ersten Matrixwerkstoff 76 verteilen und den Sintervorgang als Infiltrat unterstützen. Wenn die Schmelztemperatur TSchmelz des Stützmaterials höher als die Sintertemperatur TSinter des ersten Matrixwerkstoffes 56 ist, verbleibt das Stützmaterial 63 beim Aufheizen in seinem pulver- oder granulatförmigen Zustand und kann nach dem Sintervorgang problemlos vom fertigen Bearbeitungssegment entfernt werden.The properties of the
Die Herstellung des Grünlings 52 erfolgt in mehreren Schritten: In einem ersten Schritt wird eine zweite Matrixschicht 66 des zweiten Matrixwerkstoffes 59 aufgetragen (
Das Bearbeitungssegment 71 unterscheidet sich vom Bearbeitungssegment 51 der
Abhängig von den Verschleißeigenschaften des ersten Matrixwerkstoffes 76 kann es während der Bearbeitung eines Untergrundes mit dem Bearbeitungssegment 71 durch Reibung mit dem Untergrund zu einem verstärkten Verschleiß des ersten Matrixwerkstoffes 76 an den Seitenflächen des Bearbeitungssegmentes 71 kommen. Dieser Verschleiß kann durch die zweiten Hartstoffpartikel 78 reduziert werden. Bei dem in
Die ersten Hartstoffpartikel 77 und zweiten Hartstoffpartikel 78 entstammen in der Regel Partikelverteilungen, die durch einen minimalen Durchmesser, einen maximalen Durchmesser und einen mittleren Durchmesser charakterisiert sind. Im Ausführungsbeispiel der
Das Bearbeitungssegment 71 wird mit einer Unterseite 81 mit dem Grundkörper eines Bearbeitungswerkzeuges verbunden. Die Bearbeitung eines Untergrundes erfolgt durch erste Hartstoffpartikel 77, die an einer der Unterseite 81 gegenüberliegenden Oberseite 82 angeordnet sind.The
Der in
Die Herstellung des Grünlings 71 startet mit einer Folge eines ersten und zweiten Schrittes, wobei die Folge einfach oder mehrfach durchgeführt wird; beim Grünling 71 der
Der Grünling 71 wird durch Freiformsintern oder Heißpressen zum Bearbeitungssegment 72 weiterverarbeitet. Beim Freiformsintern erfolgt eine Temperatureinwirkung und beim Heißpressen eine Druck- und Temperatureinwirkung auf den Grünling 71. Die Eigenschaften des Stützmaterials 83, insbesondere die Schmelztemperatur TSchmelz , bestimmen das Verhalten des Stützmaterials 83 bei der Weiterverarbeitung. Wenn die Schmelztemperatur TSchmelz des Stützmaterials 83 niedriger als die Sintertemperatur TSinter des ersten Matrixwerkstoffes 76 ist, verändert das Stützmaterial 83 beim Aufheizen seinen pulver- oder granulatförmigen Zustand und verflüssigt sich, bevor der erste Matrixwerkstoff 76 versintert; das flüssige Stützmaterial 83 kann sich während des Sinterprozesses im ersten Matrixwerkstoff 76 verteilen und den Sintervorgang als Infiltrat unterstützen. Wenn die Schmelztemperatur TSchmelz des Stützmaterials 83 höher als die Sintertemperatur TSinter des ersten Matrixwerkstoffes 76 ist, verbleibt das Stützmaterial 83 beim Aufheizen in seinem pulver- oder granulatförmigen Zustand und kann nach dem Sintervorgang problemlos vom fertigen Bearbeitungssegment entfernt werden.The green compact 71 is processed further to form the
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