AT15546U1

AT15546U1 - Werkzeug-Schneidkörper, Werkzeug und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: AT15546U1
Application number: ATGM219/2016U
Authority: AT
Inventors: Magin Michael; Rassbach Sven
Original assignee: Ceratizit Luxembourg S À R L
Priority date: 2016-09-19
Filing date: 2016-09-19
Publication date: 2017-12-15
Also published as: WO2018050271A2; WO2018050271A3

Abstract

Es wird ein Werkzeug-Schneidkörper (10) zum Verlöten mit einem Werkzeuggrundkörper (1) aus Stahl bereitgestellt. Der Werkzeug- Schneidkörper (10) hat einen Arbeitsbereich (20) aus einer siliziumhaltigen Keramik und einen Anbindungsbereich (30) aus einem WC-basierten Hartmetall, einem Mo-Basiswerkstoff oder einem W-Basiswerkstoff. Der Arbeitsbereich (20) und der Anbindungsbereich (30) sind an zumindest zwei zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereichen (21a, 21b) der Keramik stoffschlüssig miteinander verbunden. Der Anbindungsbereich (30) weist zumindest eine Fügefläche (19) zum stoffschlüssigen Verbinden durch Löten mit einem Werkzeuggrundkörper (1) auf.

Description

Beschreibung

WERKZEUG-SCHNEIDKÖRPER, WERKZEUG UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkzeug-Schneidkörper, ein Werkzeug mit einem solchen Werkzeug-Schneidkörper, eine Verwendung eines solchen Werkzeug-Schneidkörpers sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Werkzeugs.

[0002] Bei der zerspanenden Bearbeitung mit insbesondere rotierenden Werkzeugen ist es bekannt, als mit dem zu bearbeitenden Material in Eingriff gelangende Schneiden Werkzeug-Schneidkörper aus einem harten, widerstandsfähigen Material zu verwenden, die an einem Werkzeuggrundkörper aus einem deutlich zäheren Material, insbesondere aus Stahl, angeordnet sind. Neben Werkzeug-Schneidkörpern, die mechanisch durch z.B. Verschrauben oder durch Verklemmen an dem Werkzeuggrundkörper befestigt werden, haben sich insbesondere auch Realisierungen durchgesetzt, bei denen der Werkzeug-Schneidkörper stoffschlüssig durch z.B. Verlöten oder Verschweißen an dem Werkzeuggrundkörper befestigt ist. Bei derartigen Anwendungen kommen häufig Werkzeug-Schneidkörper aus z.B. Hartmetall oder Cermet zum Einsatz, die durch Verlöten an einem Werkzeuggrundkörper aus Stahl befestigt sind. Hartmetalle und Cermets sind Verbundwerkstoffe, die aus in eine duktile metallische Matrix eingebetteten Hartstoffpartikeln bestehen, wobei der Anteil der Hartstoffpartikel in Gewichtsprozent den Anteil der metallischen Matrix deutlich übersteigt. Der metallische Binder kann dabei insbesondere durch zumindest eines von Co, Ni und Fe oder durch eine Basislegierung von zumindest einem dieser Metalle gebildet sein, insbesondere durch Co, Ni oder eine Basislegierung von Co und/oder Ni. Unter einer Basislegierung eines Metalls ist dabei eine Legierung zu verstehen, bei der dieses Metall den größten Anteil in Gewichtsprozent bildet. Neben den genannten Metallen können insbesondere auch weitere Legierungselemente in geringeren Mengen in dem Binder gelöst sein. In dem Fall eines WC-basierten Hartmetalls sind die Hartstoffpartikel zumindest überwiegend durch Wolframkarbid (WC) gebildet, wobei in geringeren Mengen auch andere Hartstoffpartikel, insbesondere Karbide der Elemente der Gruppen IV bis VI des Periodensystems der Elemente, enthalten sein können.

[0003] Seit einiger Zeit gibt es vermehrt Bestrebungen, die Schneidenbereiche von Werkzeugen, wie insbesondere Kreis- oder Bandsägen, Fräsern oder Bohrern, aus keramischen Werkstoffen auszubilden, um eine verbesserte Zerspanung bzw. höhere Standzeiten bei der Zerspanung einiger Werkstoffe zu erreichen. Siliziumhaltige Keramiken, wie insbesondere Siliziumnitrid (Si3N4) und SiAION (eine Gruppe von Keramiken, die aus den Elementen Silizium, Aluminium, Sauerstoff und Stickstoff bestehen) oder Siliziumkarbid (SiC), sind für den Zerspanungsprozess dabei besonders vielversprechend, führen aufgrund ihrer hohen Härte und der damit einhergehenden geringen Zähigkeit sowie der extrem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aber zu besonders großen Schwierigkeiten bei der Verbindung mit einem Werkzeuggrundkörper, insbesondere wenn eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Werkzeuggrundkörper angestrebt wird. 1 2 3 1

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Werkzeug-Schneidkörper, ein verbessertes Werkzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen verbesserten Werkzeugs bereitzustellen. 2

Die Aufgabe wird durch einen Werkzeug-Schneidkörper zum Verlöten mit einem Werkzeuggrundkörper aus Stahl nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. 3

Der Werkzeug-Schneidkörper hat einen Arbeitsbereich aus einer siliziumhaltigen Keramik und einen Anbindungsbereich aus einem WC-basierten Hartmetall, einem Mo-Basiswerk-stoff oder einem W-Basiswerkstoff. Der Arbeitsbereich und der Anbindungsbereich sind an zumindest zwei zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereichen der Keramik stoffschlüssig miteinander verbunden. Der Anbindungsbereich weist zumindest eine Fügefläche zum Stoff- schlüssigen Verbinden durch Löten mit einem Werkzeuggrundkörper auf. Aufgrund der stoffschlüssigen Verbindung der Keramik an den zumindest zwei Oberflächenbereichen wird eine zuverlässige Abstützung des Arbeitsbereichs an dem Anbindungsbereich erreicht. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen der siliziumhaltigen Keramik und dem Anbindungsbereich aus WC-basiertem Hartmetall, Mo-Basiswerkstoff (Molybdän-Basiswerkstoff) oder W-Basiswerkstoff (Wolfram-Basiswerkstoff) kann dabei z.B. über ein Aktivlot oder über eine Metallisierung der siliziumhaltigen Keramik und anschließende Verwendung eines konventionellen Lotes z.B. bei relativ hohen Temperaturen erfolgen, z.B. in einem Temperaturbereich zwischen 750°C und 1050°C, die für das Material des Anbindungsbereichs unkritisch ist, für einen Werkzeuggrundkörper aus Stahl aber problematisch wären. In dieser Weise kann zuverlässig eine stoffschlüssige Verbindung zu der siliziumhaltigen Keramik ausgebildet werden, die bei tieferen Temperaturen nicht möglich wäre. Unter Mo-Basiswerkstoff bzw. W-Basiswerkstoff ist dabei ein Werkstoff zu verstehen, dessen Hauptbestandteil in Gewichtsprozent Molybdän bzw. Wolfram ist. Die zumindest zwei zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereiche der Keramik, an denen der Arbeitsbereich und der Anbindungsbereich miteinander verbunden sind, können dabei z.B. auch Teilbereiche einer einheitlichen gekrümmten Oberfläche sein.

[0007] Die Realisierung des Anbindungsbereichs aus WC-basiertem Hartmetall, Mo-Basiswerkstoff oder W-Basiswerkstoff ermöglicht dabei einerseits einen relativ geringen Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der siliziumhaltigen Keramik und dem Anbindungsbereich und andererseits eine Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Anbindungsbereich und einem Werkzeuggrundkörper aus Stahl durch Löten bei relativ niedrigen, für den Stahl unkritischen Temperaturen, sodass insgesamt eine sehr zuverlässige stoffschlüssige Verbindung von der siliziumhaltigen Keramik bis zu dem Werkzeuggrundkörper realisiert werden kann. Ferner können auch insgesamt die resultierenden Spannungen in dem Verbund vorteilhaft verteilt werden. Bevorzugt kann auch der Anbindungsbereich zumindest zwei zueinander nicht-parallele Fügeflächen zum stoffschlüssigen Verbinden durch Löten mit dem Werkzeuggrundkörper aufweisen. Bevorzugt kann der Werkzeug-Schneidkörper dabei derart konstruiert sein, dass alle Kontaktflächen zu dem Werkzeuggrundkörper durch das Material des Anbindungsbereichs gebildet sind. In dieser Weise werden bei der Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung durch Löten zu dem Werkzeuggrundkörper bei der Verwendung von konventionellen Lötautomaten eine zuverlässige Erwärmung und eine sichere Benetzung der Fügeflächen ermöglicht.

[0008] Gemäß einer Weiterbildung beträgt der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Keramik und dem Anbindungsbereich weniger als 2 * 10"1 K"1. In diesem Fall können die an den der stoffschlüssigen Verbindung dienenden Oberflächenbereichen der Keramik wirkenden Spannungen niedrig gehalten werden. Ein größerer Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten an den Verbindungsstellen zwischen dem Anbindungsbereich und dem Werkzeuggrundkörper aus Stahl stellt sich hingegen aufgrund der dort ausgebildeten Werkstoffpaarung als wesentlich unkritischer dar. Der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten kann daher vorteilhaft auf die im Vergleich relativ unproblematische Schnittstelle zwischen dem Material des Anbindungsbereichs und dem Stahl des Werkzeuggrundkörpers verlagert werden. 2 3 1 2

Gemäß einer Weiterbildung hat die siliziumhaltige Keramik einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α von kleiner als 4 * 10"1 K"1. In diesem Fall zeigen sich die beschriebenen Vorteile besonders deutlich. Bevorzugt kann der thermische Ausdehnungskoeffizient kleiner als 3,7 * 10"1 K"1 sein. Der thermische Ausdehnungskoeffizient beträgt bevorzugt zumindest 2,8 * 10"1 K"1, damit der Unterschied zu dem Anbindungsbereich nicht zu groß wird. 3

Gemäß einer Weiterbildung weist der Anbindungsbereich einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α im Bereich von 4 * 10"1 K"1 bis 6 * 10"1 K"1 auf. In diesem Fall ist der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der siliziumhaltigen Keramik und dem Anbindungsbereich so klein, dass eine zuverlässige und stabile stoffschlüssige Verbindung erreicht wird. Bevorzugt hat der Anbindungsbereich einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 4,5 * 10"1 K"1 bis 5,5 * 10"1 K"1.

[0011] Gemäß einer Weiterbildung weist der Arbeitsbereich eine Spanfläche und eine Hauptfreifläche auf und die zwei zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereiche sind auf einer von der Hauptfreifläche abgewandten Seite und auf einer von der Spanfläche abgewandten Seite des Arbeitsbereichs angeordnet. In diesem Fall wird eine besonders zuverlässige und haltbare Abstützung des Arbeitsbereichs aus der siliziumhaltigen Keramik bereitgestellt.

[0012] Gemäß einer Weiterbildung sind der Arbeitsbereich und der Anbindungsbereich über ein Lot mit einer Liquidustemperatur im Bereich von 750°C - 1050°C, bevorzugt 800°C - 1000 °C, miteinander verbunden. In diesem Fall kann zuverlässig eine stabile stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Arbeitsbereich und dem Anbindungsbereich erhalten werden.

[0013] Gemäß einer Weiterbildung ist die siliziumhaltige Keramik Si3N4 oder ein SiAION. Mit diesen Werkstoffen kann ein besonders vorteilhaftes Verhältnis von Herstellungskosten und Zerspanungseigenschaften erzielt werden. Bevorzugt kann die siliziumhaltige Keramik eine nicht-oxidische Keramik sein.

[0014] Gemäß einer Weiterbildung ist der Anbindungsbereich aus WC-basiertem Hartmetall ausgebildet. In diesem Fall kann der thermische Ausdehnungskoeffizient z.B. in recht einfacher Weise über den gewählten Gehalt des metallischen Binders gezielt dem der siliziumhaltigen Keramik angenähert werden.

[0015] Gemäß einer Weiterbildung ist der Werkzeug-Schneidkörper ein Schneidelement für einen Fräser oder Bohrer oder ein Sägezahn für eine Kreis- oder Bandsäge. Insbesondere bei solchen Anwendungen zeigen sich die Vorteile besonders deutlich.

[0016] Die Aufgabe wird auch durch ein Werkzeug nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0017] Das Werkzeug hat einen Werkzeuggrundkörper aus Stahl und zumindest einen der zuvor beschriebenen Werkzeug-Schneidkörper. Die Fügefläche des Anbindungsbereichs ist stoffschlüssig mit dem Werkzeuggrundkörper verbunden. Die Fügefläche des Anbindungsbereichs kann z.B. zum Beispiel bevorzugt durch Löten mit dem Werkzeuggrundkörper verbunden sein. Es können insbesondere zum Beispiel auch mehr als eine Fügefläche vorgesehen sein. Es wird ein Werkzeug bereitgestellt, bei dem ein Arbeitsbereich aus einer siliziumhaltigen Keramik zuverlässig insgesamt stoffschlüssig mit einem Werkzeuggrundkörper verbunden ist und bei dem an Verbindungsstellen auftretende problematische Spannungskonzentrationen zuverlässig vermieden werden können.

[0018] Gemäß einer Weiterbildung ist die zumindest eine Fügefläche mittels eines Lotes mit einer Schmelztemperatur < 720 °C mit dem Werkzeuggrundkörper verbunden. In diesem Fall kann eine Beschädigung des Werkzeuggrundkörpers aus Stahl aufgrund von zu hohen Temperaturen bei dem stoffschlüssigen Fügen zuverlässig verhindert werden und es wird gleichzeitig die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Arbeitsbereich und dem Anbindungsbereich nicht nachteilig beeinflusst.

[0019] Gemäß einer Weiterbildung ist der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Werkzeuggrundkörper und dem Anbindungsbereich mehr als doppelt so groß ist wie der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Anbindungsbereich und der siliziumhaltigen Keramik. Bevorzugt kann der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Werkzeuggrundkörper und dem Anbindungsbereich mehr als dreimal so groß wie der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Anbindungsbereich und der siliziumhaltigen Keramik sein. In diesem Fall werden problematische Spannungen im Bereich der deutlich kritischeren stoffschlüssigen Verbindung zwischen der siliziumhaltigen Keramik und dem Anbindungsbereich zuverlässig vermieden.

[0020] Die Aufgabe wird auch durch eine Verwendung eines oben beschriebenen Werkzeug-Schneidkörpers zum stoffschlüssigen Verbinden des Anbindungsbereichs durch Löten mit einem Werkzeuggrundkörper aus Stahl gelöst.

[0021] Die Aufgabe wird ferner auch durch ein Verfahren nach Anspruch 15 zum Herstellen eines Werkzeugs gelöst, bei dem ein oben beschriebener Werkzeug-Schneidkörper durch Verlöten bei einer Temperatur < 720°C mit einem Werkzeuggrundkörper aus Stahl verbunden wird.

[0022] Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.

[0023] Von den Figuren zeigen: [0024] Fig. 1: eine schematische Darstellung eines Werkzeugs mit einer Mehrzahl von

Werkzeug-Schneidkörpern gemäß einer ersten Ausführungsform; [0025] Fig. 2: eine vergrößerte Detaildarstellung eines in Fig. 1 mit II gekennzeichneten

Bereichs des Werkzeugs; [0026] Fig. 3: eine perspektivische Darstellung eines Werkzeug-Schneidkörpers bei der ersten Ausführungsform; [0027] Fig. 4: eine Darstellung in Seitenansicht des Werkzeug-Schneidkörpers aus Fig. 3; [0028] Fig. 5: eine perspektivische Darstellung einer ersten Modifikation des Werkzeug-

Schneidkörpers; [0029] Fig. 6: eine perspektivische Darstellung einer zweiten Modifikation des Werkzeug-

Schneidkörpers; [0030] Fig. 7: eine perspektivische Darstellung einer dritten Modifikation des Werkzeug-

Schneidkörpers; [0031] Fig. 8: eine perspektivische Darstellung einer vierten Modifikation des Werkzeug-

Schneidkörpers; [0032] Fig. 9: eine perspektivische Darstellung einer fünften Modifikation des Werkzeug-

Schneidkörpers; [0033] Fig. 10: eine perspektivische Darstellung einer sechsten Modifikation des Werkzeug-

Schneidkörpers; [0034] Fig. 11 a): eine Darstellung in Aufsicht eines Werkzeug-Schneidkörpers gemäß einer siebten Modifikation; [0035] Fig. 11 b) eine weitere Ansicht des Werkzeug-Schneidkörpers gemäß der siebten

Modifikation; [0036] Fig. 12: eine schematische perspektivische Darstellung eines Werkzeugs mit einer

Mehrzahl von Werkzeug-Schneidkörpern gemäß einer zweiten Ausführungsform; [0037] Fig. 13: eine weitere Perspektive Darstellung des Werkzeugs gemäß der zweiten

Ausführungsform; [0038] Fig. 14: eine perspektivische Darstellung eines Werkzeug-Schneidkörpers bei der zweiten Ausführungsform; [0039] Fig. 15: eine perspektivische Darstellung einer ersten Modifikation des Werkzeug-

Schneidkörpers bei der zweiten Ausführungsform; [0040] Fig. 16: eine perspektivische Darstellung einer zweiten Modifikation des Werkzeug-

Schneidkörpers bei der zweiten Ausführungsform; und [0041] Fig. 17: eine perspektivische Darstellung einer dritten Modifikation des Werkzeug-

Schneidkörpers bei der zweiten Ausführungsform.

ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM

[0042] Eine erste Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis Fig. 4 eingehender beschrieben. Das Werkzeug 100 gemäß der ersten Ausführungsform weist einen Werkzeuggrundkörper 1 aus Stahl auf, an dem eine Mehrzahl von Werkzeug-Schneid-körpern 10 angeordnet ist.

[0043] Bei dem konkret dargestellten Beispiel ist der Werkzeuggrundkörper 1 ein Sägeblatt für eine Kreissäge. Gemäß einer Abwandlung kann der Werkzeuggrundkörper 1 aber z.B. auch durch ein Sägeband für eine Bandsäge oder Ähnliches gebildet sein. Die Werkzeug-Schneidkörper 10 sind bei der ersten Ausführungsform als Sägezähne ausgebildet, deren genauere Merkmale noch eingehender beschrieben werden. Eine Rotationsrichtung R des Werkzeuggrundkörpers 1 ist in Fig. 1 schematisch durch einen Pfeil dargestellt.

[0044] Wie insbesondere in der vergrößerten Detaildarstellung in Fig. 2 zu erkennen ist, weist der Werkzeuggrundkörper 1 aus Stahl an seinem Außenumfang eine Mehrzahl von Spanräumen bildenden Ausnehmungen 2 auf, die bezüglich der Rotationsrichtung R jeweils vor Sitzen 3 ausgebildet sind, an denen die Werkzeug-Schneidkörper 10 stoffschlüssig mit dem Werkzeuggrundkörper 1 verbunden sind. Die Werkzeug-Schneidkörper 10 sind dabei in an sich bekannter Weise derart angeordnet, dass die als Spanfläche 11 dienende Spanbrust der jeweiligen Ausnehmung 2 zugewandt angeordnet ist. An einem Übergang von der Spanfläche 11 zu einer dem Außenumfang zugewandten Hauptfreifläche 12 ist eine Hauptschneide 13 ausgebildet.

[0045] Der jeweilige Werkzeug-Schneidkörper 10 ist auf seiner von der Spanfläche 11 abgewandten Rückseite 14 und auf seiner von der Hauptfreifläche 12 abgewandten Innenseite 15 stoffschlüssig mit dem jeweiligen, an dem Werkzeuggrundkörper 1 aus Stahl ausgebildeten Sitz verbunden. Der Werkzeug-Schneidkörper 10 ist dabei mit einem Lot mit einer Schmelztemperatur von < 720°C stoffschlüssig mit dem Werkzeuggrundkörper 1 aus Stahl verbunden, um eine nachteilige Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften des Werkzeuggrundkörpers 1 bei dem Löten zuverlässig zu vermeiden.

[0046] Im Folgenden wird nun die Ausgestaltung des Werkzeug-Schneidkörpers 10 unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und Fig. 4 eingehender beschrieben.

[0047] Wie in den Fig. 3 und Fig. 4 zu sehen ist, weist der Werkzeug-Schneidkörper 10 einen Arbeitsbereich 20 und einen Anbindungsbereich 30 auf, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Der Arbeitsbereich 20 bildet dabei den Bereich des Werkzeug-Schneidkörpers 10, der bei einer Bearbeitung hauptsächlich mit dem Material des zu bearbeitenden Werkstücks in Kontakt tritt. Der Anbindungsbereich 30 bildet den Bereich des Werkzeug-Schneidkörpers 10, über den der Werkzeug-Schneidkörper 10 stoffschlüssig mit dem Werkzeuggrundkörper 1 aus Stahl verbunden ist. Die von der Hauptfreifläche 12 abgewandte Innenseite 15 und die von der Spanfläche 11 abgewandte Rückseite 14, die jeweils Fügeflächen 19 zum stoffschlüssigen Verbinden durch Löten mit dem Werkzeuggrundkörper 1 sind, sind folglich an dem Anbindungsbereich 30 ausgebildet. Die Hauptschneide 13 und die daran angrenzenden Bereiche der Spanfläche 11 und der Hauptfreifläche 12 sind an dem Arbeitsbereich 20 ausgebildet, ebenso wie Bereiche der Seitenflanken 16 des Werkzeug-Schneidkörpers 10 nahe der Hauptschneide 13.

[0048] Der Arbeitsbereich 20 des Werkzeug-Schneidkörpers 10 ist aus einer siliziumhaltigen Keramik mit einem sehr geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α gebildet, der kleiner als 4 * 10'6 K'1 ist. Bevorzugt ist der thermische Ausdehnungskoeffizient α dabei kleiner als 3,7 * 10"6 K"1. Die siliziumhaltige Keramik ist bei der Ausführungsform bevorzugt z.B. durch Si3N4 oder ein SiAION gebildet. Sie kann dabei insbesondere durch eine nichtoxidische Keramik wie Si3N4 gebildet sein.

[0049] Der Anbindungsbereich 30 ist aus einem Material gebildet, dass einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α aufweist, der zwar größer als der thermische Ausdehnungskoeffizient α der siliziumhaltigen Keramik ist, sich aber um weniger als 2 * 10"6 K"1 von dem thermi- sehen Ausdehnungskoeffizienten α der siliziumhaltigen Keramik unterscheidet. Der Anbindungsbereich 30 weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten in dem Bereich von 4 * 10"6 K"1 bis 6 * 10"6 K"1 auf. Bevorzugt kann der thermische Ausdehnungskoeffizient des Anbindungsbereichs 30 in dem Bereich von 4,5 * 10"6 K"1 bis 5,5 * 10"6 K"1 liegen.

[0050] Der Anbindungsbereich 30 ist bei der Ausführungsform aus einem WC-basierten Hartmetall, einem Molybdän-Basiswerkstoff oder einem Wolfram-Basiswerkstoff gebildet. Die Verwendung dieser Materialien hat den Vorteil, dass einerseits eine gute Lötbarkeit bei relativ niedrigen Temperaturen zu dem Werkzeuggrundkörper 1 aus Stahl gegeben ist und andererseits ein geringer Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu der siliziumhaltigen Keramik des Arbeitsbereichs 20 ermöglicht ist. Insbesondere bei einer Realisierung des Anbindungsbereichs 30 aus einem WC-basierten Hartmetall kann der thermische Ausdehnungskoeffizient gezielt über die Menge des metallischen Binders in einfacherWeise eingestellt werden.

[0051] Der Arbeitsbereich 20 ist stoffschlüssig mit dem Anbindungsbereich 30 verbunden, sodass der Werkzeug-Schneidkörper 10 insgesamt stoffschlüssig gefügt ausgebildet ist. Bei der Ausführungsform sind der Arbeitsbereich 20 und der Anbindungsbereich 30 vorzugsweise über ihre gesamte Kontaktfläche stoffschlüssig miteinander verbunden. Wie in den Fig. 3 und Fig. 4 zu sehen ist, weist die Kontaktfläche, über die der Arbeitsbereich 20 und der Anbindungsbereich 30 miteinander stoffschlüssig verbunden sind, zumindest zwei zueinander nicht-parallele Oberflächenbereiche 21a und 21b auf. Bei der Ausführungsform erstreckt sich die Kontaktfläche zwischen dem Arbeitsbereich 20 und dem Anbindungsbereich 30 dabei insgesamt gekrümmt, sodass die zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereiche 21a und 21b Teile einer insgesamt zusammenhängenden, gekrümmten Kontaktfläche sind. Ein erster Oberflächenbereich 21a der beiden nicht-parallelen Oberflächenbereiche befindet sich dabei auf einer von der Hauptfreifläche 12 abgewandten Seite des Arbeitsbereichs 20. Ein zweiter Oberflächenbereich 21b der beiden nichtparallelen Oberflächenbereiche ist auf einer Seite des Arbeitsbereichs 20 angeordnet, die von der Spanfläche 11 abgewandt ist. In dieser Weise ist erreicht, dass der Arbeitsbereich 20 zumindest zweiseitig von dem Anbindungsbereich 30 umgeben ist, sodass eine gute Abstützung des Arbeitsbereichs 20 an dem Anbindungsbereich 30 sowohl gegenüber auf die Spanfläche 11 einwirkenden Kräften als auch gegenüber im Wesentlichen in senkrechter Richtung zu der Hauptfreifläche 12 wirkenden Kräften gegeben ist. Ferner befindet sich in dieser Weise bei dem Werkzeug 100 zwischen dem Arbeitsbereich 20 aus der siliziumhaltigen Keramik und dem Werkzeuggrundkörper 1 aus Stahl überall der Anbindungsbereich 30, sodass kein direkter Kontaktbereich zwischen dem Arbeitsbereich 20 und dem Werkzeuggrundkörper 1 gegeben ist.

[0052] Der Arbeitsbereich 20 und der Anbindungsbereich 30 sind über ein Lot mit einer Liqui-dustemperatur im Bereich von 750°C bis 1050°C, bevorzugt in einem Bereich von 800°C bis 1000°C miteinander verbunden. Dabei kann z.B. der Arbeitsbereich 20 über ein Aktivlot mit dem Anbindungsbereich 30 verbunden werden, um eine zuverlässige stoffschlüssige Verbindung der siliziumhaltigen Keramik zu erreichen. Alternativ dazu kann die siliziumhaltige Keramik des Arbeitsbereichs 20 auch in einem ersten Schritt in dem Bereich der Kontaktfläche zu dem Anbindungsbereich 30 metallisiert werden und anschließend mittels eines herkömmlichen Lotes mit dem Anbindungsbereich 30 verbunden werden.

[0053] Die Keramik des Arbeitsbereichs 20 und das Material des Anbindungsbereichs 30 halten derart hohe Temperaturen, die für den Stahl des Werkzeuggrundkörpers 1 nachteilig wären, problemlos aus und dabei kann auch eine zuverlässige Lötverbindung zu der grundsätzlich schwer lötbaren siliziumhaltigen Keramik des Arbeitsbereichs 20 ausgebildet werden. Die Verbindung eines Lotes mit einer derart hohen Liquidustemperatur hat ferner den Vorteil, dass der Werkzeug-Schneidkörper 10, bei dem der Arbeitsbereich 20 und der Anbindungsbereich 30 derart stoffschlüssig miteinander verbunden sind, in einfacher Weise mit konventionellen Lötautomaten bei einer Temperatur unterhalb von 720°C mittels z.B. eines Ag-Cu-basierten Lotes stoffschlüssig mit dem Werkzeuggrundkörper 1 aus Stahl verbunden werden kann, ohne dass die Eigenschaften des Materials des Werkzeuggrundkörpers 1 nachteilig beeinflusst würden oder die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Arbeitsbereich 20 und dem Anbindungsbe reich 30 gefährdet würde. Ferner kann in dieser Weise die Herstellung des Werkzeug-Schneid-körpers 10 in zeitlicher und räumlicher Hinsicht getrennt von dem stoffschlüssigen Fügen zu dem Werkzeuggrundkörper 1 aus Stahl erfolgen, sodass z.B. ein standardisierter Werkzeug-Schneidkörper 10 in Kombination mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Werkzeuggrundkörper 1 verwendet werden kann.

[0054] Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Anbindungsbereichs 30 kann bevorzugt derart gewählt bzw. eingestellt werden, dass der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten α zwischen dem Werkzeuggrundkörper 1 und dem Anbindungsbereich 30 mehr als doppelt so groß ist wie der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten α zwischen dem Anbindungsbereich 30 und der siliziumhaltigen Keramik des Arbeitsbereichs 20. In dieser Weise wird sichergestellt, dass der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Arbeitsbereich 20 und dem Anbindungsbereich 30 gering ist. Dies ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die eher kritische stoffschlüssige Fügestelle zwischen dem Arbeitsbereich 20 aus der siliziumhaltigen Keramik und dem Anbindungsbereich 30. Die stoffschlüssige Fügestelle zwischen dem Anbindungsbereich 30 und dem Werkzeuggrundkörper 1 aus Stahl ist hingegen aufgrund der guten Lötbarkeit des Materials des Anbindungsbereichs 30 deutlich unproblematischer, sodass dort auch eine höhere Differenz im thermischen Ausdehnungskoeffizienten akzeptabel ist, insbesondere zu dem relativ großen Wärmeausdehnungskoeffizienten von üblichem Werkzeugstahl, der im Bereich von ca. 12 * 10"6 K"1 bis 14 * 10"6 K"1 liegt. Insbesondere im Fall von WC-basiertem Hartmetall als Material für den Anbindungsbereich 30 werden durch den relativ hohen Elastizitätsmodul des Hartmetalls die auf die siliziumhaltige Keramik des Arbeitsbereichs 20 einwirkenden Verbundspannung vorteilhaft begrenzt.

[0055] Wie insbesondere in den Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 zu sehen ist, weist der Werkzeug-Schneidkörper 10 im Bereich der Spanfläche 11 eine Spanleitstufe 18 auf, die als Vertiefung in dem Material des Arbeitsbereichs 20 ausgebildet ist. Obwohl die Spanleitstufe 18 bei der konkret dargestellten Ausführungsform die Form einer solchen länglichen Vertiefung hat, sind auch andere Formen möglich. Insbesondere kann die Spanleitstufe 18 auch eine komplexere dreidimensionale Gestaltung aufweisen. Die in den Fig. 2 bis Fig. 4 dargestellte Realisierung der Spanleitstufe 18 als sich parallel zu der Hauptschneide 13 von einer Seitenflanke 16 zu der anderen Seitenflanke 16 erstreckende Vertiefung in der Keramik hat jedoch den Vorteil einer besonders einfachen Herstellbarkeit. Die Spanleitstufe 18 ermöglicht eine besonders vorteilhafte Spanformung und Spanabfuhr beim Einsatz des Werkzeugs 100.

[0056] Im Folgenden werden noch einige Abwandlungen des Werkzeug-Schneidkörpers 10 beschrieben, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen lediglich die Unterschiede zu dem zuvor beschriebenen Werkzeug-Schneidkörper 10 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben werden und auch dieselben Bezugszeichen zur Bezeichnung verwendet werden.

ERSTE ABWANDLUNG

[0057] Eine erste Abwandlung des Werkzeug-Schneidkörpers 10 gemäß der ersten Ausführungsform ist in Fig. 5 dargestellt.

[0058] Der in Fig. 5 ersichtliche Werkzeug-Schneidkörper 10 gemäß der ersten Abwandlung unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Werkzeug-Schneidkörper 10 gemäß Fig. 3 und Fig. 4 lediglich darin, dass in der Spanfläche 11 keine zusätzliche Spanleitstufe 18 ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung.

ZWEITE ABWANDLUNG

[0059] Die in Fig. 6 dargestellte zweite Abwandlung unterscheidet sich von der in Fig. 5 dargestellten ersten Abwandlung lediglich in der Ausgestaltung der Kontaktfläche zwischen dem Arbeitsbereich 20 und dem Anbindungsbereich 30. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform und der ersten Abwandlung von dieser sind die zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereiche 21a und 21b nicht als Teile einer insgesamt zusammenhängenden, gekrümmten Kontaktfläche ausgebildet, sondern als unter einem stumpfen Winkel zueinander verlaufende separate Flächen. Wiederum befindet sich ein erster Oberflächenbereich 21a aber auf einer von der Hauptfreifläche 12 abgewandten Seite des Arbeitsbereichs 20 und ein zweiter Oberflächenbereich 21b der beiden nicht-parallelen Oberflächenbereiche ist auf einer Seite des Arbeitsbereichs 20 angeordnet, die von der Spanfläche 11 abgewandt ist.

[0060] Auch bei der zweiten Abwandlung kann die Spanfläche 11 ferner mit einer Spanleitstufe 18 versehen sein, wie es in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde.

DRITTE ABWANDLUNG

[0061] Die in Fig. 7 dargestellte dritte Abwandlung unterscheidet sich lediglich darin von der zuvor beschriebenen zweiten Abwandlung, dass der erste Oberflächenbereich 21a und der zweite Oberflächenbereich 21b der die Kontaktfläche bildenden zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereiche unter einem spitzen Innenwinkel zueinander verlaufen, wodurch eine gewisse zusätzliche mechanische Verklemmung des Arbeitsbereichs 20 gegenüber dem Anbindungsbereich 30 erreicht wird.

[0062] Auch bei der dritten Abwandlung kann dabei wiederum eine Spanleitstufe 18 in der Spanfläche 11 ausgebildet sein.

VIERTE ABWANDLUNG

[0063] Die in Fig. 8 dargestellte vierte Abwandlung unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen zweiten Abwandlung, die in Fig. 6 dargestellt ist, lediglich darin, dass eine als allseitig umgrenzte Vertiefung ausgebildete Spanleitstufe 18 in der Spanfläche 11 ausgebildet ist. Diese Spanleitstufe 18 kann dabei z.B. auch noch mit weiteren dreidimensionalen Strukturen insbesondere in der Vertiefung versehen sein.

[0064] Obwohl bei der vierten Abwandlung eine Ausgestaltung der als Kontaktfläche dienenden zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereiche 21a und 21b wie bei der zweiten Abwandlung gezeigt ist, sind wiederum auch Ausgestaltungen der Kontaktfläche möglich, die der bei den Fig. 5 und Fig. 7 entsprechen.

FÜNFTE ABWANDLUNG

[0065] Die in Fig. 9 dargestellte fünfte Abwandlung unterscheidet sich von der in Fig. 6 dargestellten zweiten Abwandlung lediglich in der Ausgestaltung des spanflächenseitigen Bereichs des Anbindungsbereichs 30. Insbesondere ist der Anbindungsbereich 30 derart mit zunehmendem Abstand von der Hauptschneide 13 verjüngt ausgebildet, dass spanflächenseitig ein konkaver Verlauf der Oberfläche des Anbindungsbereichs 30 ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Reduktion des Materials des Anbindungsbereichs 30.

[0066] Auch bei der fünften Abwandlung kann in dem Material des Arbeitsbereichs 20 eine Spanleitstufe 18 zusätzlich ausgebildet werden. Obwohl bei der fünften Abwandlung eine Ausgestaltung der als Kontaktfläche dienenden zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereiche 21a und 21b wie bei der zweiten Abwandlung gezeigt ist, sind wiederum auch den Fig. 5 und Fig. 7 entsprechende Ausgestaltungen der Kontaktfläche möglich.

SECHSTE ABWANDLUNG

[0067] Eine sechste Abwandlung des Werkzeug-Schneidkörpers 10 ist in Fig. 10 schematisch dargestellt. Der Werkzeug-Schneidkörper 10 gemäß der sechsten Abwandlung unterscheidet sich lediglich in der Ausgestaltung der Kontaktfläche, über die der Arbeitsbereich 20 und der Anbindungsbereich 30 miteinander stoffschlüssig verbunden sind, von der in Fig. 5 dargestellten ersten Abwandlung. Die Kontaktfläche ist bei der sechsten Abwandlung als eine insgesamt gekrümmte Fläche ausgebildet, die z.B. auch einen gleichbleibenden Radius aufweisen kann. Auch bei dieser sechsten Abwandlung sind die zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereiche 21a und 21b somit Teile einer insgesamt zusammenhängenden, gekrümmten Kontaktfläche.

SIEBTE ABWANDLUNG

[0068] Eine siebte Abwandlung der ersten Ausführungsform ist in den Fig. 11a) und Fig. 11b) schematisch dargestellt. Bei der siebten Abwandlung weist der Werkzeug-Schneidkörper 10 wiederum im Bereich der Spanfläche 11 eine Spanleitstufe 18 auf, die als Vertiefung ausgebildet ist. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform und der in Fig. 8 dargestellten vierten Abwandlung ist die Vertiefung der Spanleitstufe 18 jedoch nicht nur in dem Material des Arbeitsbereichs 20 ausgebildet, sondern erstreckt sich weiter bis in das Material des Anbindungsbereichs 30, sodass der Werkzeug-Schneidkörper 10 insgesamt in Form einer Hohlkehle ausgebildet ist.

[0069] Die Kontaktfläche, über die der Arbeitsbereich 20 und der Anbindungsbereich 30 stoffschlüssig miteinander verbunden sind, kann dabei von der Form z.B. wie bei der ersten Ausführungsform oder einer ihrer Abwandlungen ausgebildet sein.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM

[0070] Eine zweite Ausführungsform eines Werkzeugs 200 mit einem Werkzeug-Schneidkörper 210 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 12 bis Fig. 14 beschrieben. Zur Vermeidung von Wiederholungen baut dabei die Beschreibung der zweiten Ausführungsform auf der obigen Beschreibung der ersten Ausführungsform auf und es werden für entsprechende Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.

[0071] Auch das Werkzeug 200 gemäß der zweiten Ausführungsform weist einen Werkzeuggrundkörper 201 aus Stahl auf, an dem eine Mehrzahl von Werkzeug-Schneidkörpern 210 angeordnet ist.

[0072] Bei dem konkret dargestellten Beispiel ist der Werkzeuggrundkörper 201 ein Schnei-denträger eines Holzfräsers. Gemäß einer Abwandlung kann der Werkzeuggrundkörper 201 aber z.B. auch durch einen Schneidenträger für einen Bohrer oder für einen Fräser für ein anderes Material oder Ähnliches gebildet sein und die Werkzeug-Schneidkörper 210 können entsprechend ausgebildet sein. Die Werkzeug-Schneidkörper 210 sind bei der in den Fig. 12 bis Fig. 14 dargestellten zweiten Ausführungsform als entsprechende Fräser- Schneidkörper ausgebildet, deren genauere Merkmale noch eingehender beschrieben werden.

[0073] Wie in den Fig. 12 und Fig. 13 zu erkennen ist, weist der Werkzeuggrundkörper 201 aus Stahl an seinem Außenumfang eine Mehrzahl von Spannuten bildenden Ausnehmungen 202 auf, die bezüglich der Rotationsrichtung R jeweils vor Sitzen 203 ausgebildet sind, an denen die Werkzeug-Schneidkörper 210 stoffschlüssig mit dem Werkzeuggrundkörper 201 verbunden sind. Die Werkzeug-Schneidkörper 210 sind dabei in an sich bekannter Weise derart angeordnet, dass die Spanfläche 11 der jeweiligen Ausnehmung 202 zugewandt angeordnet ist. An einem Übergang von der Spanfläche 11 zu einer dem Außenumfang zugewandten Hauptfreifläche 12 ist eine Hauptschneide 13 ausgebildet.

[0074] Ebenso wie bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ist der jeweilige Werkzeug-Schneidkörper 210 auf seiner von der Spanfläche 11 abgewandten Rückseite 14 und auf seiner von der Hauptfreifläche 12 abgewandten Innenseite 15 stoffschlüssig mit dem jeweiligen, an dem Werkzeuggrundkörper 201 aus Stahl ausgebildeten Sitz verbunden. Der Werkzeug-Schneidkörper 10 ist dabei wiederum mit einem Lot mit einer Schmelztemperatur von < 720°C stoffschlüssig mit dem Werkzeuggrundkörper 201 aus Stahl verbunden, um eine nachteilige Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften des Werkzeuggrundkörpers 201 bei dem Löten zuverlässig zu vermeiden.

[0075] Der Werkzeug-Schneidkörper 210 weist bei der zweiten Ausführungsform aufgrund seiner anderen Funktionalität zwar eine etwas andere Formgebung als der zuvor beschriebene Werkzeug-Schneidkörper 10 gemäß der ersten Ausführungsform auf, weist aber andererseits ebenfalls einen Arbeitsbereich 20 aus einer siliziumhaltigen Keramik und einen Anbindungsbereich 30 aus einem WC-basierten Hartmetall, einem Mo-Basiswerkstoff oder einem W-Basiswerkstoff auf, die stoffschlüssig an zumindest zwei zueinander nichtparallelen Oberflä- chenbereichen 21a, 21b miteinander verbunden sind. Da die Materialien des Arbeitsbereichs 20 und des Anbindungsbereichs 30 denen bei der ersten Ausführungsform entsprechen und die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Arbeitsbereich 20 und dem Anbindungsbereich 30 wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet ist, wird deren erneute Beschreibung nicht detailliert wiederholt.

[0076] Wie bei der ersten Ausführungsform bildet der Arbeitsbereich 20 den Bereich des Werkzeug-Schneidkörpers 210, der bei einer Bearbeitung hauptsächlich mit dem Material des zu bearbeitenden Werkstücks in Kontakt tritt. Der Anbindungsbereich 30 bildet den Bereich des Werkzeug-Schneidkörpers 210, über den der Werkzeug-Schneidkörper 210 stoffschlüssig mit dem Werkzeuggrundkörper 201 aus Stahl verbunden ist. Die von der Hauptfreifläche 12 abgewandte Innenseite 15 und die von der Spanfläche 11 abgewandte Rückseite 14, die jeweils Fügeflächen 19 zum stoffschlüssigen Verbinden durch Löten mit dem Werkzeuggrundkörper 201 sind, sind an dem Anbindungsbereich 30 ausgebildet. Die Hauptschneide 13 und die daran angrenzenden Bereiche der Spanfläche 11 und der Hauptfreifläche 12 sind an dem Arbeitsbereich 20 ausgebildet.

[0077] Der Arbeitsbereich 20 ist stoffschlüssig mit dem Anbindungsbereich 30 verbunden, sodass auch der Werkzeug-Schneidkörper 210 insgesamt stoffschlüssig gefügt ausgebildet ist. Auch bei der zweiten Ausführungsform sind der Arbeitsbereich 20 und der Anbindungsbereich 30 vorzugsweise über ihre gesamte Kontaktfläche stoffschlüssig miteinander verbunden. Wie in Fig. 14 zu sehen ist, weist die Kontaktfläche, über die der Arbeitsbereich 20 und der Anbindungsbereich 30 miteinander stoffschlüssig verbunden sind, zumindest zwei zueinander nichtparallele Oberflächenbereiche 21a und 21b auf. Bei der in den Fig. 12 bis Fig. 14 dargestellten zweiten Ausführungsform erstreckt sich die Kontaktfläche zwischen dem Arbeitsbereich 20 und dem Anbindungsbereich 30 dabei insgesamt gekrümmt, sodass die zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereiche 21a und 21b Teile einer insgesamt zusammenhängenden, gekrümmten Kontaktfläche sind. Ein erster Oberflächenbereich 21a der beiden nicht-parallelen Oberflächenbereiche befindet sich dabei auf einer von der Hauptfreifläche 12 abgewandten Seite des Arbeitsbereichs 20. Ein zweiter Oberflächenbereich 21b der beiden nicht-parallelen Oberflächenbereiche ist auf einer Seite des Arbeitsbereichs 20 angeordnet, die von der Spanfläche 11 abgewandt ist. In dieser Weise ist erreicht, dass der Arbeitsbereich 20 zumindest zweiseitig von dem Anbindungsbereich 30 umgeben ist, sodass eine gute Abstützung des Arbeitsbereichs 20 an dem Anbindungsbereich 30 sowohl gegenüber auf die Spanfläche 11 einwirkenden Kräften als auch gegenüber im Wesentlichen in senkrechter Richtung zu der Hauptfreifläche 12 wirkenden Kräften gegeben ist. Ferner befindet sich in dieser Weise auch bei dem Werkzeug 200 gemäß der zweiten Ausführungsform zwischen dem Arbeitsbereich 20 aus der siliziumhaltigen Keramik und dem Werkzeuggrundkörper 201 aus Stahl überall der Anbindungsbereich 30, sodass kein direkter Kontaktbereich zwischen dem Arbeitsbereich 20 und dem Werkzeuggrundkörper 201 gegeben ist.

[0078] Wie in den Fig. 12 bis Fig. 14 zu sehen ist, erstreckt sich der Arbeitsbereich 20 mit der Hauptschneide 13 bei der dargestellten zweiten Ausführungsform entlang der gesamten seitlichen Kante des Werkzeug-Schneidkörpers 210, sodass insgesamt ein sehr lange Hauptschneide 13 ausgebildet ist.

ERSTE ABWANDLUNG

[0079] Eine erste Abwandlung des Werkzeug-Schneidkörpers 210 gemäß der zweiten Ausführungsform ist in Fig. 15 dargestellt.

[0080] Der Werkzeug-Schneidkörper 210 gemäß dieser ersten Abwandlung unterscheidet sich nur darin von der zuvor beschriebenen Ausführungsform, dass sich der Arbeitsbereich 20 nicht entlang der gesamten seitlichen Kante des Werkzeug-Schneidkörpers 210 erstreckt, sondern sich nur bis zu einem stirnseitigen Ende, das im Einsatz des Werkzeugs 200 ein axiales freies Ende bildet, erstreckt und auf der anderen Seite vor dem anderen stirnseitigen Ende des Anbindungsbereichs 30 endet und dort von diesem teilweise umschlossen ist. In dieser Weise kann das Material des Arbeitsbereichs 20 reduziert werden und es wird ferner zudem auch eine axiale Abstützung des Arbeitsbereichs 20 über den Anbindungsbereich 30 ermöglicht.

ZWEITE UND DRITTE ABWANDLUNG

[0081] Eine zweite Abwandlung der zweiten Ausführungsform ist in Fig. 16 dargestellt und eine dritte Abwandlung der zweiten Ausführungsform ist in Fig. 17 dargestellt.

[0082] Der Werkzeug-Schneidkörper 210 gemäß der zweiten Abwandlung unterscheidet sich von dem Werkzeug-Schneidkörper gemäß der zweiten Ausführungsform in Fig. 14 lediglich in der Ausgestaltung der Kontaktfläche zwischen dem Arbeitsbereich 20 und dem Anbindungsbereich 30. Gleichermaßen unterscheidet sich der Werkzeug-Schneidkörper 210 gemäß der dritten Abwandlung von dem Werkzeug-Schneidkörper 210 gemäß der ersten Abwandlung nur in der Ausgestaltung dieser Kontaktfläche, sodass nur dieser Unterschied noch eingehender erläutert wird.

[0083] Bei der zweiten und dritten Abwandlung der zweiten Ausführungsform sind die zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereiche 21a und 21b nicht als Teile einer insgesamt zusammenhängenden, gekrümmten Kontaktfläche ausgebildet, sondern als unter einem stumpfen Winkel zueinander verlaufende separate Flächen. Wiederum befindet sich ein erster Oberflächenbereich 21a aber auf einer von der Hauptfreifläche 12 abgewandten Seite des Arbeitsbereichs 20 und ein zweiter Oberflächenbereich 21b der beiden nicht-parallelen Oberflächenbereiche ist auf einer Seite des Arbeitsbereichs 20 angeordnet, die von der Spanfläche 11 abgewandt ist.

[0084] Als weitere Abwandlungen können insbesondere die mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen unterschiedlichen Ausgestaltungen der Kontaktfläche zwischen dem Arbeitsbereich 20 und dem Anbindungsbereich 30 auch bei der zweiten Ausführungsform und deren Abwandlungen realisiert werden.

[0085] Ferner kann auch bei dem Werkzeug-Schneidkörper 210 gemäß der zweiten Ausführungsform und deren Abwandlungen zusätzlich eine Spanleitstufe 18 in der Spanfläche 11 eingebracht sein.

Claims

Ansprüche

1. Werkzeug-Schneidkörper (10; 210) zum Verlöten mit einem Werkzeuggrundkörper (1; 201) aus Stahl, wobei der Werkzeug-Schneidkörper (10; 210) aufweist: einen Arbeitsbereich (20) aus einer siliziumhaltigen Keramik und einen Anbindungsbereich (30) aus einem WC-basierten Hartmetall, einem Mo-Basiswerk-stoff oder einem W-Basiswerkstoff, wobei der Arbeitsbereich (20) und der Anbindungsbereich (30) an zumindest zwei zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereichen (21a, 21b) der Keramik stoffschlüssig miteinander verbunden sind, wobei der Anbindungsbereich (30) zumindest eine Fügefläche (19) zum stoffschlüssigen Verbinden durch Löten mit einem Werkzeuggrundkörper (1) aufweist.
2. Werkzeug-Schneidkörper nach Anspruch 1, wobei der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Keramik und dem Anbindungsbereich (30) < 2 * 10"6 K"1 beträgt.
3. Werkzeug-Schneidkörper nach Anspruch 1 oder 2, wobei die siliziumhaltige Keramik einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α < 4 * 10"6 K"1 aufweist, bevorzugt < 3,7 * 10"6 K"1.
4. Werkzeug-Schneidkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Anbindungsbereich (30) einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α im Bereich von 4 * 10"6 K"1 bis 6 * 10"6 K"1, bevorzugt von 4,5 * 10"6 K"1 bis 5,5 * 10"6 K"1, aufweist.
5. Werkzeug-Schneidköper nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Arbeitsbereich (20) eine Spanfläche (11) und eine Hauptfreifläche (12) aufweist und die zwei zueinander nicht-parallelen Oberflächenbereiche (21a, 21b) auf einer von der Hauptfreifläche (12) abgewandten Seite und auf einer von der Spanfläche (11) abgewandten Seite des Arbeitsbereichs (20) angeordnet sind.
6. Werkzeug-Schneidkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Arbeitsbereich (20) und der Anbindungsbereich (30) über ein Lot mit einer Liquidustemperatur im Bereich von 750°C - 1050°C, bevorzugt 800°C - 1000 °C, miteinander verbunden sind.
7. Werkzeug-Schneidkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die siliziumhaltige Keramik Si3N4 oder ein SiAION ist.
8. Werkzeug-Schneidkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die siliziumhaltige Keramik eine nicht-oxidische Keramik ist.
9. Werkzeug-Schneidkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Anbindungsbereich (30) aus WC-basiertem Hartmetall ausgebildet ist.
10. Werkzeug-Schneidkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Werkzeug-Schneidkörper (10; 210) ein Schneidelement für einen Fräser oder Bohrer oder ein Sägezahn für eine Kreis- oder Bandsäge ist.
11. Werkzeug (100; 200) mit einem Werkzeuggrundkörper (1; 201) aus Stahl und zumindest einem Werkzeug-Schneidkörper (10; 210) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Fügefläche (19) des Anbindungsbereichs (30) stoffschlüssig mit dem Werkzeuggrundkörper (1) verbunden ist.
12. Werkzeug nach Anspruch 11, wobei die zumindest eine Fügefläche (19) mittels eines Lotes mit einer Schmelztemperatur < 720 °C mit dem Werkzeuggrundkörper (1) verbunden ist.
13. Werkzeug nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten α zwischen dem Werkzeuggrundkörper (1) und dem Anbindungsbereich (30) mehr als doppelt so groß ist wie der Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten α zwischen dem Anbindungsbereich (30) und der siliziumhaltigen Keramik.
14. Verwendung eines Werkzeug-Schneidkörpers (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum stoffschlüssigen Verbinden des Anbindungsbereichs (30) durch Löten mit einem Werkzeuggrundkörper (1) aus Stahl.
15. Verfahren zum Herstellen eines Werkzeugs, bei dem ein Werkzeug-Schneidkörper (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durch Verlöten bei einer Temperatur < 720°C mit einem Werkzeuggrundkörper (1) aus Stahl verbunden wird.