DE2438601A1 - Rotating cut-off tools such as slitting wheels - where hard outer layer covers diamond or boron nitride grains in binder matrix - Google Patents
Rotating cut-off tools such as slitting wheels - where hard outer layer covers diamond or boron nitride grains in binder matrixInfo
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Abstract
Description
Rotierendes Trennwerkzeug Die Erfindung betrifft ein rotierendes Trennwerkzeug, das auf seiner Umfangsfläche und im Bereich der an die Umfangsfläche angrenzenden beiden Nebenschnittflächen mit Schleifkörnern aus Diamant oder kubisch-kristallinem Bornitrid versehen ist, die in einem Bindemittel wie Metall gehalten sind. Rotating cutting tool The invention relates to a rotating cutting tool Cutting tool that is on its peripheral surface and in the area of the peripheral surface adjacent two secondary cut surfaces with abrasive grains made of diamond or cubic crystalline Boron nitride is provided, which are held in a binder such as metal.
Bekannt sind Trennwerkzeuge, die ein Schleifmittel wie Korund und Siliziumkarbid aufweisen, das in einem Bindungsmaterial wie Kunstharz, Keramik oder Metall gehalten ist. Beim Einsatz derartiger Trennwerkzeuge, die in der Art eines Sägeblattes ausgebildet sein können, bildet sich im allgemeinen an der äußeren Umfangsfläche eine Hauptschnittfläche mit einem konvexem Profil aus. Diese Hauptschnittfläche leistet die Haupttrennbarbeit. An die Hauptschnittfläche grenzen zu beiden Seiten jeweils eine Nebenschnittfläche an, die überwiegend nur eine abstützende Funktion ausüben, um ein Verlaufen des Werkzeuges im Schnitt zu verhindern. Zwischen den Nebenschnittflächen und der Haupt schnittfläche soll an sich eine scharfe Schnitt linie bzw. Schnittkante vorhanden sein. Da aber die Schleifkörner, die sich im Bereich einer solchen Schnittlinie zwischen der Hauptschnittfläche und der Nebenschnittfläche befinden, wegen des Fehlens von Bindungsmaterial an einer Seite nur weniger abgestützt werden können als solche Schleifkörner, die sich an anderer Stelle der Hauptschnittfläche befinden, verschleißen die Trennwerkzeuge im Bereich der Schnittlinien bzw0 Schneidkanten zwischen der Hauptschnittfläche und den Nebenschnittflächen schneller als an der Hauptschnittfläche. Dadurch stellt sich ein konvexes Schleifprofil der Hauptschnittfläche ein. Diese geometrische Form des Verschleifprofiles weist jedoch beim Trennvorgang Nachteile auf.Cutting tools are known that use an abrasive such as corundum and Have silicon carbide in a bonding material such as synthetic resin, ceramic or Metal is held. When using such cutting tools, which are in the manner of a Saw blade can be formed, is generally formed on the outer peripheral surface a main cut surface with a convex profile. This main interface does the main separation work. The main cut surface is bordered on both sides in each case a minor cut surface, which predominantly only has a supporting function exercise to prevent the tool from running in the cut. Between Minor cut surfaces and the main cut surface should in itself have a sharp cut line or cutting edge must be present. But since the abrasive grains that are in the area such a line of intersection between the main cut surface and the minor cut surface due to the lack of binding material one side can only be supported less than those abrasive grains that are attached to others Place the main cutting surface, the cutting tools wear out in the area of the cutting lines or cutting edges between the main cutting surface and the secondary cutting surfaces faster than at the main cutting surface. This creates a convex grinding profile the main cutting surface. This geometric shape of the grinding profile has however, disadvantages in the separation process.
Um eine konkave Profilform einer Hauptschnittfläche zu erhalten, hat man versucht, die Nebenschnittflächen zu verstärken, so daß an den Schneidkanten zwischen der Hauptschnittfläche und einer Nebenschnittfläche nur ein geringerer Verschleiß auftritt als an der Hauptschnittfläche selber. Eine solche Verstärkung kann durch eine Erhöhung einer Glasfaserarmierung im Bereich der Nebenschnittflächen, durch Steuerung des Preßdruckes bei der Herstellung und/oder durch eine Erhöhung des Schleifmittelkornanteils im Bereich der Nebenschnittflächen erreicht werden0 Eine Erhöhung des Schleifmittelanteiles im Bereich der Nebenschnittflächen erfolgt insbesondere bei der Herstellung von Trennwerkzeugen mit Diamant oder kubisch-kristallinem Bornitrid als Schleifmittel. Derartige Trennwerkzeuge, und zwar insbesondere solche mit großen Abmessungen, bestehen regelmäßig aus einem Sockel bzw. einer Trägerscheibe, vorzugsweise aus Stahl, auf deren Umfang segmentartige Schleifkörper aus dem Schleifmittel und der Bindung aufgebracht sind. Dabei besteht die Bindung solcher Werkzeuge, die vielfach zum Trennen von Natur- und Kunststeinen angesetzt werden, überwiegend aus einem oder mehreren Metallen, Die konkave Ausbildung der Hauptschnittflächen im Verlauf des Trennprozesses wird auch hier dadurch erreicht, daß im Bereich der seitlichen Nebenschnittflächen der Anteil an Schleifmitteln erhöht wird. Diese Maßnahme erfordert jedoch einen zusätzlichen Fertigungsaufwand.In order to obtain a concave profile shape of a main cutting surface, has one tries to strengthen the secondary cut surfaces so that at the cutting edges only a minor one between the main cut surface and a minor cut surface Wear occurs than on the main cutting surface itself. Such reinforcement can be achieved by increasing the glass fiber reinforcement in the area of the secondary cut surfaces, by controlling the pressing pressure during manufacture and / or by increasing it of the abrasive grit content in the area of the secondary cut surfaces 0 There is an increase in the proportion of abrasives in the area of the secondary cut surfaces especially in the manufacture of cutting tools with diamond or cubic-crystalline Boron nitride as an abrasive. Such cutting tools, in particular such with large dimensions, consist regularly of a base or a carrier disk, preferably made of steel, on the circumference of which segment-like abrasive bodies from the abrasive and the bond are applied. There is a bond with such Tools, which are often used to separate natural and artificial stones, predominantly made of one or more metals, the concave formation of the main cutting surfaces in the course of the separation process is achieved here too that in the area of lateral secondary cut surfaces the proportion of abrasives is increased. This measure however, requires an additional manufacturing effort.
Die Erfindung hat es sich zurAufgabe gemacht, ein Trennwerkzeug mit Schleifkörnern aus Diamant oder kubisch-kristallinem Bornitrid zu schaffen, bei dem die im Bereich der Nebenschnittflächen liegenden Schleifkörner zusätzlich so abgestützt sind, daß der obenstehend beschriebene unerwünschte Verschleiß im Bereich der Schneidkanten zwischen der Hauptschnittfläche und den Nebenschnittflächen vermieden wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Bindemittel und die Schleifkörner auf den beiden Nebenschnittflächen mit einer durchgehenden verschleißfesten Außenschicht in einer Stärke von 0,01 bis 5 Sm aus einem Material versehen sind, das verschleißfester als das Bindemittel selber ist. Diese verschleißfeste Außenschicht besteht vorzugsweise aus einem Karbid, nämlich Titankarbid und/oder Tantalkarbid und/oder Wolframkarbid und/oder Molybdänkarbid oder enthält ein solches Karbid. Noch stärker ist die Abstützung der Schleifkörner allerdings, wenn die verschleißfeste Außenschicht aus kubischkristallinem Bornitrid oder vorzugsweise aus Diamant besteht, d.h. aus gleich harten Materialien wie die Schleifkörper selber.The invention has made it its task to provide a cutting tool with To create abrasive grains made of diamond or cubic crystalline boron nitride to the abrasive grains lying in the area of the secondary cut surfaces in addition are supported that the undesirable wear described above in the area the cutting edges between the main cut surface and the secondary cut surfaces avoided will. According to the invention this object is achieved in that the binder and the abrasive grains on the two secondary cut surfaces with a continuous wear-resistant Outer layer with a thickness of 0.01 to 5 sm made of a material, that is more wear-resistant than the binder itself. This wear-resistant outer layer preferably consists of a carbide, namely titanium carbide and / or tantalum carbide and / or tungsten carbide and / or molybdenum carbide or contains such a carbide. However, the support of the abrasive grains is even stronger if the abrasive grains are wear-resistant The outer layer consists of cubic crystalline boron nitride or preferably of diamond, i.e. made of materials that are as hard as the grinding wheels themselves.
Der Auftrag der verschleißfesten Außenschicht auf das Bindemittel und die Schleifkörner erfolgt vorzugsweise im an sich bekannten kathodischen Gasentladungsverfahren im Vakuum von 10 3 bis Torr. unter niedrigen Temperaturen.The application of the wear-resistant outer layer to the binder and the abrasive grains are preferably carried out in the cathodic gas discharge process known per se in a vacuum of 10 3 to Torr. under low temperatures.
Die besonders verschleißfeste Außenschicht braucht nicht unbedingt einschichtig ausgebildet zu sein0 Sie kann vielmehr auch aus übereinanderliegenden Schichten, d.h. bispielsweise aus einer Schicht aus Karbid und darüber noch einer weiteren Schicht aus Diamant bestehen. Darüber hinaus ist es an sich möglich, zur Verbesserung der Haftfähigkeit der aufgedampften besonders verschleißfesten Außenschicht noch eine Zwischenschicht vorzusehen, die aus einem Nichteisenmetall wie Nickel oder Kupfer oder auch aus Kobalt bestehen kann und auf das Bindemittel und die Schleifkörner galvanisch niedergeschlagen ist0 Wie vorstehend bereits angedeutet wurde, kann bei den erfindungsgemäßen Trennwerkzeugen die Anordnung des Schleifmittels mit seinem Bindemittel in Form von Segmenten erfolgen. Dadurch besteht die Möglichkeit, unter Verwendung einer verhältnismäßig kleinen Kammer für die kathodische Gasentladung einzelne Segmente herzustellen, die zusammen mit gleichförmigen weiteren Segmenten die Herstellung verhältnismäßig großer Trenwerkzeuge erlauben.The particularly wear-resistant outer layer is not absolutely necessary To be designed as a single layer Layers, i.e. up to a point consisting of a layer of carbide and another layer on top consist of another layer of diamond. In addition, it is in itself possible to Improvement of the adhesion of the vapor-deposited, particularly wear-resistant outer layer still provide an intermediate layer made of a non-ferrous metal such as nickel or copper or cobalt and on the binder and the abrasive grains is galvanically deposited0 As already indicated above, at the cutting tools according to the invention the arrangement of the abrasive with his Binders take the form of segments. This gives you the option of using Use of a relatively small chamber for cathodic gas discharge to produce individual segments, which together with uniform further segments allow the manufacture of relatively large cutting tools.
Darüber Enaus ist erfindungsgemäß aber daran gedacht, die einzelnen vorbeschriebenen Segmente aus Teilsegmenten zusammenzusetzen, zwischen denen Rippen vorhanden sind, aufgrund einer leistenförmigen Ausbildung der Teilsegmente, denn durch derartige Rippen läßt sich die Kühl schmierung beim Schneid- oder Trennvorgang noch steigern. Zwischen diesen mit Schleifkörnern versehenen Teilsegmenten können andere Teilsegmente liegen, die schleifkornfrei sind.In addition, according to the invention, the individual above-described segments composed of subsegments, between which ribs are present, due to a strip-shaped Formation of the sub-segments, because by such ribs, the cooling can be lubrication during the cutting or separating process still increase. Between these subsegments provided with abrasive grains can other subsegments are located that are free of abrasive grain.
Die Erfindung und deren Ausgestaltungen sind nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert, In der Zeichnung zeigen; Figur 1: ein Trennwerkzeug mit konvexer Hauptschnittfläche, Figur 2: ein Trennwerkzeug mit konkaver Profilform der Hauptschnittfläche, Figur 3: ein Trennwerkzeug mit teilweiser konvexer und teilweise konkaver Hauptschnittfläche, Figur 4: eine Nebenschnittfläche mit verschleißfester Außenschicht in größerem Maßstab und Figur 5; ein Teilausschnitt eines Trennwerkzeuges mit Segmenten, die aus Teilsegmenten zusammengesetzt sind0 In der Figur 1 ist ein bekanntes Trennwerkzeug 1 gezeigt, mit dem ein Steinblock 2 zu schneiden ist. Das Trennwerkzeug 1, das in der Richtung "U" zugestellt wird, besitzt auf seiner Umfangsfläche eine Hauptschnittfläche 3, die seitlich begrenzt ist durch zwei Nebenschnittflächen 4 und 4'. Es versteht sich, daß diese Flächen 3 sowie 4 und 4' nicht in sich geschlossene Kreisringflächen zu sein brauchen, sondern Segmentflächen sein können, wie es beispielsweise bei Kreissäge mit am Umfang radial angeordneten Schlitzen üblich ist. Da die einzelnen Schleifkörner, die sich im Bereich der Schnittlinien 5 und 5' der Hauptschnittfläche 3 mit einer der Nebenschnittflächen 4 und 4' befinden, wegen des Fehlens von Bindungsmaterial an einer Seite nur weniger abgestützt werden können als diejenigen Schleifkörner, die sich an anderer Stelle der Hauptschnittfläche 3 befinden, verschleißen diese bekannten Trennwerkzeuge an den Schneidkanten 5 schneller als im Bereich der übrigen Hauptschnittfläche 3, so daß sich ein konvexes Schleifprofil der Hauptschnittfläche 3 gemäß Figur 1 ergibt.The invention and its embodiments are illustrated below with reference to FIG Embodiments explained with reference to a drawing, In the drawing demonstrate; Figure 1: a cutting tool with a convex main cut surface, Figure 2: a Cutting tool with a concave profile shape of the main cut surface, Figure 3: a cutting tool with partly convex and partly concave main sectional surface, Figure 4: a Secondary cut surface with wear-resistant outer layer on a larger scale and figure 5; a partial section of a parting tool with segments consisting of partial segments are composed0 In Figure 1, a known cutting tool 1 is shown, with which a stone block 2 is to be cut. The cutting tool 1, which is in the direction "U" is delivered, has a main cut surface 3 on its circumferential surface, which is limited laterally by two secondary cut surfaces 4 and 4 '. It goes without saying that these surfaces 3 and 4 and 4 'are not self-contained Need to be circular surfaces, but can be segment surfaces, as it is for example is common in circular saws with radially arranged slots on the circumference. Because the individual Abrasive grains in the area of the cutting lines 5 and 5 'of the main cutting surface 3 with one of the minor cut surfaces 4 and 4 ', because of the lack of binding material can only be supported less on one side than those abrasive grains which are located elsewhere on the main cut surface 3 wear them out known cutting tools on the cutting edges 5 faster than in the area of the rest Main cutting surface 3, so that there is a convex grinding profile of the main cutting surface 3 according to Figure 1 results.
Bei einem Trennwerkzeug gemäß Figur 2 ist eine konkave Profilform der Haupt schnittfläche 3 erreicht durch eine Verstärkung der Nebenschnittflächen 4. Diese Verstärkung beruht, wie auch bei der Ausführung gemäß der Figur 3, auf der Maßnahme, daß im Bereich der seitlichen Nebenschnittflächen 4 und 4' der Anteil an Schleifmittelkörnern höher ist als im Bereich der Hauptschnittfläche 3. Diese Maßnahme erfordert aber einen zusätzlichen Fertigungsaufwand. Beispielsweise beträgt der Anteil von Schleifmittel im Bereich der mittleren Zone des segmentartigen Schleifkörpers 11 1,5 Karat pro Kubikzentimeter Schleifkörpersegment 11, in den Zonen hingegen, welche die beiden Nebenschnittflächen 4 und 4' des segmentartigen Schleifkörpers 11 bilden, 2,2 Karat pro Kubikzentimeter Schleifkörper. Im Bereich der Hauptschnittfläche 3 ergibt sich somit innerhalb der mittleren Zone ein größerer Verschleiß als an den beiden Randzonen.A cutting tool according to FIG. 2 has a concave profile shape the main cut surface 3 achieved by reinforcing the secondary cut surfaces 4. As in the embodiment according to FIG. 3, this reinforcement is based on the measure that in the area of the lateral minor cut surfaces 4 and 4 'the portion on abrasive grains is higher than in the area of the main cutting surface 3. This However, the measure requires additional manufacturing costs. For example, is the proportion of abrasive in the area of the central zone of the segment-like abrasive 11 1.5 carats per cubic centimeter of abrasive tool segment 11, however, in the zones which are the two secondary cut surfaces 4 and 4 'of the segment-like grinding wheel 11 form, 2.2 carats per cubic centimeter of abrasive media. In the area the main cut surface 3 thus results in a larger one within the central zone Wear than on the two edge zones.
Da die beiden außen liegenden und mit Schleifkörnern höher konzentrierten Zonen im Bereich der Nebenschnittflächen 4 und 4' jedoch eine seitliche Ausdehnung, d.h. senkrecht zu der Hauptebene des Trennwerkzeuges 1 in der Größenordnung von einigen Zehntel Millimetern aufweisen, stellt sich bei dieser bekannten Anordnung nicht das nach Figur 2 erwünschte rein konkave Profil der Haupt schnittfläche ein. Es wird vielmehr nur ein Profil erreicht, das zwar in der weniger stark konzentrierten mittleren Zone der Hauptschnittfläche im wesentlichen konkav ist, nach den beiden Nebenschnittflächen 4 und 4' hin jedoch wiederrum eine leicht konvexe Ausbildung zeigt.Because the two outside and with abrasive grains are more concentrated Zones in the area of the secondary cut surfaces 4 and 4 ', however, have a lateral extension, i.e. perpendicular to the main plane of the parting tool 1 on the order of show a few tenths of a millimeter, arises with this known arrangement not the purely concave profile of the main cut surface desired according to FIG. 2. Rather, only one profile is achieved, although it is less concentrated central zone of the main cut surface is essentially concave, after the two Secondary cut surfaces 4 and 4 ', however, have a slightly convex design shows.
Anders liegen die Verhältnisse, wenn nicht im Bereich der Nebenschnittflächen 4 und 4' Zonen gemaß Figur 3 vorgesehen werden, die einen stärkeren Anteil an Schleifkörnern aufweisen, sondern wenn diese außen liegenden Nebenschnittflächen gemäß Figur 4 mit einer durchgehenden verschleißfesten Außenschicht in einer Stärke von 0,01 bis 5/um aus einem besonders harten Material wie den vorerwähnten Karbiden oder insbesondere Diamant oder kubisch-kristallinem Bornitrid versehen sind. Die dort vorgesehene Außenschicht ist mit 8 bezeichnet0 Sie ruht auf einer Zwischenschicht 9, welche aus einem Metall wie Nickel, Kupfer o.dgl. bestehen kann. Die Zwischenschicht 9 ist jedoch nicht zwingend. Wird sie vorgesehen, so kann sie durch galvanischen Niederschlag aufgebracht werden0 Die besonders harte Außenschicht 8 wird hingeben vorzugsweise im kathodischen Gasentladungsverfahren aufgedampft. Sie überdeckt also sowohl die einzelnen Schleifkörner 7, wie auch das Bindemittel 6. Daraus ergibt sich bei einer Benutzung des Werkzeuges ein optimales Profil, wie es in der Figur 2 wiedergegeben ist0 Die Figur 5 zeigt den Teilausschnitt eines Trennwerkzeuges 1, das auf seinem Umfang mit Schleifkörpersegmenten 11 versehen ist, zwischen denen sich etwa radial erstreckende Einschnitte 12 befinden. Die einzelnen Schleifkörpersegmente 11 tragen Erhebungen 13, die leistenförmig ausgebildet sind0 Zwischen den einzelnen Erhebungen 13, die Schleifkörner aufweisen, welche zusammen mit ihrem Bindemittel mit einer verschleißfesten Außenschicht 8 versehen sind, liegen schmalere Rippen 14, die ebenfalls Schleifkorn mit einer Aussenschicht 8 enthalten. Dadurch werden zwischen den einzelnen Erhebungen 13 frei liegende Zwischenräume geschaffen, durch welche ein Kühlmittel zu fließen vermag, das die Schmierung beim Schneid- oder Trennvorgang unterstützt0The situation is different, if not in the area of the secondary cut surfaces 4 and 4 'zones according to Figure 3 are provided, which have a greater proportion of abrasive grains have, but if these outer secondary cut surfaces according to FIG with a continuous wear-resistant outer layer in a thickness of 0.01 to 5 / um made of a particularly hard material such as the aforementioned carbides or in particular Diamond or cubic crystalline boron nitride are provided. The one provided there The outer layer is denoted by 8. It rests on an intermediate layer 9, which made of a metal such as nickel, copper or the like. can exist. The intermediate layer 9 however, it is not mandatory. If it is provided, it can be galvanized Precipitation The particularly hard outer layer 8 is preferably applied vapor-deposited in the cathodic gas discharge process. So it covers both the individual abrasive grains 7, as well as the binder 6. This results in a Use of the tool an optimal profile, as shown in FIG ist0 Figure 5 shows the partial section of a cutting tool 1, which is on his The circumference is provided with grinding wheel segments 11, between which are approximately radially extending incisions 12 are located. Wear the individual grinding wheel segments 11 Elevations 13 which are designed in the form of strips0 between the individual elevations 13, which have abrasive grains, which together with their binder with a Wear-resistant outer layer 8 are provided, are narrower ribs 14, which are also Abrasive grain with an outer layer 8 included. This will be between each Elevations 13 created exposed spaces through which a coolant able to flow, which supports the lubrication during the cutting or separating process0
Claims (7)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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