EP0281004A1 - Schneidsegment für eine Säge zur Steinbearbeitung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a cutting segment for a saw for stone processing, which has a basic segment body with metallically bonded diamond grains.
- cutting discs in the form of circular saws are used or, for example, frame saws which are provided with cutting segments which contain diamonds.
- the processing of hard rocks such as granite and marble requires the use of saws with segments that are exposed to very high loads.
- the wear behavior of diamond-containing segments essentially depends on the diamond grit and the binding material as well as the structure and geometry of the segments.
- segments containing diamond have been of the type of Compacts are produced by sintering a sinter powder consisting of a metal compound, to which diamond dust is admixed.
- a sinter powder consisting of a metal compound, to which diamond dust is admixed.
- Nickel or cobalt are particularly suitable as coating materials.
- no known segments with a particularly high diamond concentration can be obtained by such known powder metallurgical or sintering processes, in which a sufficient bond of the diamond grains is ensured.
- These layers are relatively thick, that is generally more than 0.8 mm thick, since they cannot be applied economically in any other way to layers underneath, which also consist of diamonds with a metal bond, which are produced by the sintering process.
- a layer thickness of 0.8 mm as the outer layer in powder metallurgical processing of diamonds in a metal bond was previously considered necessary if the saw segments had a length in the cutting direction of the size of 40 mm or more, as is generally the case with sawing hard rock is common.
- protection of a cutting leg mentes against wear created by the fact that the segment base body carries at least on its outer sides en wear protection layer with a thickness of 0.1 to 0.5 mm, which consists of galvanically beaten diamonds, the grain size is smaller and the proportion of diamond in the layer is greater than that of the segment body.
- the thickness of the side protective layer can be limited to the top, for example to a maximum of 0.5 mm, layer thicknesses of the order of magnitude preferably being used from 0.2 to 0.5 mm. It is possible to use a significantly higher diamond concentration for the side protection of the segments than was previously possible, namely a concentration of 150 to 200, which is equivalent to a diamond content of 6.6 to 8.8 carats / cm3.
- Such a high diamond density can then be achieved in particular Chen, if the galvanically deposited wear protection layer consists of diamond grains, the surface of which is expanded by etching in the reduction process with pore-shaped depressions to at least twice the natural surface size, the majority of the diamond grains then being able to touch directly with neighboring diamond grains within the same protective layer.
- etching of diamonds prior to their incorporation, it is known, for example according to DE-OS 18 11861, to carry out the etching in this way ren that the abrasives are treated with oxidizing substances. It is thought of a treatment of silicon carbide, which is mixed with sodium peroxide and heated or is instead treated in a melt with potassium nitride. Furthermore, the treatment of diamond grains for the purpose of roughening them is known by means of metal alloys which contain at least one component which tends to react chemically with the diamond surface. Reactive metallic bonding materials attack the diamond surface to a greater or lesser extent, with part of the diamond carbon being removed by the metal, so that there is a certain roughness which improves the bonding of the individual diamond grain.
- a certain roughening of diamond grains takes place anyway if they are surrounded by a metal powder matrix in the sintering process and the metal powder consists, for example, of cobalt or an alloy thereof.
- Another known etching method is to expose the diamond grains in an oven exposed, the oven atmosphere consisting of oxygen or an oxygen-containing gas such as. B. air.
- the diamond carbon is ultimately burned to carbon monoxide, in which diamond material is removed and minor etching pits are created.
- diamond grains are used in the segments according to the invention, not by an oxidation process, but by a so-called reduction process or a hydrogenation have such strong and deep pores that their total surface is significantly larger than twice the natural surface.
- Such an etching in the reduction process is carried out by exposing the diamond grains embedded in a metal powder at a temperature above 700 ° C. to a stream of hydrogen or a hydrogen-containing gas.
- Particularly suitable metals are those which are suitable for the formation of carbide, so that diamond carbon atoms can diffuse out of the diamond into the metal with the formation of a carbide, after which the metal activates the hydrogen so that it dissolves with that in the metal Can combine carbon and flushes it away as a gas.
- the metal particles involved in the reaction remain receptive to additional carbon, which diffuses from the diamond to the metal at the point of contact.
- the metal particles selectively eat into the diamond surface and cause Chen a topography advantageous for the purposes considered here.
- Such pretreated diamond grains can be bonded particularly advantageously in metals to be electrodeposited, such as nickel and cobalt, since this binding material penetrates into the pores after the diamond grains have previously been cleaned with an acid, for example.
- Synthetic as well as natural diamonds can be used for this, but their further processing in high concentration in powder metallurgically produced bonds has so far shown no particular benefit.
- the segments according to the invention can accordingly have, for example, protective layers in which the diamond grains have a grain size of 10 to 200 ⁇ m and the diamond grains in the basic segment body have a size of 300 to 1,000 ⁇ m, the layer thickness of a protective layer being approximately 0.2 to 0.5 mm , even if the segments have a length of about 40 mm. This is due, among other things, to the fact that the diamonds in the protective layer have extreme adhesion due to the additional measures taken, so that they do not wear out as quickly as the rest of the base body of the segment.
- the protective layers also have a guiding function, since they are effective in the sense of guide walls.
- Another advantage is that due to the extremely tight fit of the specially pretreated diamonds in the galvanic bond of the protective layer, the degree of utilization of the high quality used for stone processing and expensive diamond material is increased considerably. This results in an increase in the efficiency of stone processing using such segments provided with the side protection mentioned.
- the special hardness of the side protection layers not only prevents wear and tear on the edges, but the long service life of the extremely hard side protection layers results in additional lateral guidance, which improves the cutting performance and significantly increases the material removal rate when working with stone.
- the arrangement of the wear protection layers is not limited to the walls of a cutting element aligned parallel to the cutting direction. Rather, it is also provided according to the invention to provide the end faces of a cutting segment with a wear protection layer which consists of galvanically deposited diamonds in high concentration. In such cases, the wear protection layers do not additionally have a guiding function, such as the protective layers arranged on the side, but in particular a protection function for the other components or zones of the cutting segment.
- a single cutting segment can be provided on its front as well as on its back with a protective layer, as is expedient when the cutting element is used on a reciprocating or reciprocating tool such as a gang saw.
- FIG. 1 shows a separating saw, the saw blade 2 of which has radially projecting teeth, each of which has a cutting segment 4 on its end face.
- the cutting segments are arranged on the outside of the teeth and in the frame saw according to FIG. 3, the cutting segments 4 are arranged on the underside of the teeth.
- These cutting segments 4 can, according to the embodiments shown in FIGS. 4 to 8, be of different types. What they have in common, however, is that in certain areas they carry galvanically deposited diamond grains of small diameter, which, due to an artificial roughening, have such an enlarged surface that they are arranged in a concentration in which the majority of them are in direct contact with one another touched grains lying next to them.
- the segment according to FIG. 4 which can be used in a circular saw according to FIG. 2 or a gang saw according to FIG. 3, consists of a segment base body 7 which contains individual diamonds which are bound by powder metallurgy or in the sintering process.
- Two wear protection layers 8 and 9 are arranged, which are aligned parallel to the feed direction. These wear protection layers have a thickness of only 0.3 mm, but a diamond content in the order of 8 carats / cm3.
- the individual diamond grains are artificially roughened before they are galvanically bonded in nickel or cobalt, to the extent that the artificially created surface is larger than twice the natural surface. This is done by etching according to a hydrogenation process, according to which the diamond grains embedded in a preferably carbide-forming metal powder are exposed to a heat of about 700 ° C., and a stream of hydrogen or a hydrogen-containing gas.
- the segment according to FIG. 5 has a front and a rear protective layer 10 and 11 and is therefore suitable for arrangement on a frame saw according to FIG. 3, which reciprocates in accordance with the double arrows 5 and 6 moves, the functions of the protective layers 10 and 11 being used alternately.
- the side protection layers 8 and 9 also contribute to the lateral guidance in this case and prevent the edges of the segment from being rounded, since these side layers are harder than the other components of the segment.
- the embodiment according to FIG. 6 differs from the one described above essentially in that the basic segment body consists of a layer of diamonds arranged in one plane.
- This diamond layer which consists of grains with a diameter of, for example, 1,000 ⁇ m, is surrounded on all sides by protective layers 8, 9, 10 and 11 which, as described above, consist of diamonds of significantly smaller grain size and higher diamond proportions, which are galvanically bonded.
- Such a segment like the embodiment according to FIG. 5, is also suitable for a reciprocating movement, that is to say, for example, for a frame saw 3.
- FIG. 8 shows a segment in plan view, which is generally intended for saws and for which is composed entirely of the material of the protective layers described above.
- This segment consists of diamond grains of small diameter, such as around 100 ⁇ m, which are artificially roughened and galvanically bonded in a metal such as cobalt or nickel in a concentration of approximately 10 carats / cm3. For this, these diamond grains are previously roughened in the manner described above.
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Abstract
Das Schneidsegment für Säge zur Steinbearbeitung weist Diamantkörner auf, die metallisch gebunden sind. Derartige Schneidsegmente werden insbesondere angewandt zum Trennen von Naturstein durch sägen beispielsweise durch die Anordnung an Gattersägen. Da ein Schneidsegment beim Einsatz normalerweise zuerst an den Kanten verschleißt, ist neuerdings vorgesehen, ein Schneidsegment (4) mindestens auf einer seiner Außenseiten mit einer Verschleißschutzschicht (8-11) zu versehen, welche aus galvanisch niedergeschlagenen Diamanten besteht, deren Körnungsgröße kleiner und deren Diamantanteil in der Schicht größer ist als im Segmentgrundkörper (7). Dafür kommen insbesondere Diamantkörner in Frage, deren Oberfläche durch Ätzen im Reduktionsverfahren mit porenförmigen Vertiefungen auf mindestens das Doppelte ihrer natürlichen Oberflächengröße erweitert ist, so daß sich die Diamantkörner innerhalb der Schutzschicht unmittelbar berühren können und der Diamantanteil in der Schutzschicht (8-11) 5 bis 10 Karat/cm³ betragen kann. Die Schichtstärke einer Schutzschicht (8-11) kann etwa 0,2 bis 0,5 mm sein. Weiterhin ist vorgesehen, die Schutzschichten an den Außenseiten eines Schneidsegmentes (4) parallel zu der Schnittrichtung (5, 6) verlaufend anzuordnen sowie ggf. an der Stirnseite eines Schneidsegmentes (4) quer zu der Schnittrichtung verlaufend.
Description
- Gegenstand der Erfindung bildet ein Schneidsegment für eine Säge zur Steinbearbeitung, das einen Segmentgrundkörper mit metallisch gebundenen Diamantkörnern aufweist.
- Zum Trennen von Naturstein oder Kunststein wie Beton, werden Trennscheiben in der Art von Kreissägen benutzt oder beispielsweise Gattersägen, die mit Schneidsegmenten versehen sind, welche Diamanten enthalten. Insbesondere die Bearbeitung harter Gesteine wie Granit und Marmor erfordert den Einsatz von Sägen mit Segmenten, die einer sehr hohen Beanspruchung ausgesetzt sind. Das Verschleißverhalten von diamanthaltigen Segmenten hängt dabei im wesentlichen ab von der Diamantkörnung und dem Bindungsmaterial sowie dem Aufbau und der Geometrie der Segmente.
- Bisher wurden diamanthaltige Segmente in der Art von Preßlingen durch Sintern eines aus einer Metallverbindung bestehenden Sinterpulvers hergestellt, dem Diamantstaub beigemischt ist. Um den Diamantstaubteilchen eine verbesserte Haftung innnerhalb des Preßlings, das heißt in der Bindung, zu geben, ist es bekannt, die Diamantstaubteilchen vor ihrem Vermischen mit dem Sinterpulver mit einem filmartigen Überzug aus einem das Haftvermögen zwischen den Diamantstaubteilchen und dem Sinterpulver verbessernden Stoff zu versehen. Dabei kommt als Überzugsmaterial insbesondere Nickel oder Kobalt in Frage. Ein Nachteil ist es jedoch, daß durch derartige bekannte pulvermetallurgische bzw. Sinterverfahren keine Segmente mit einer besonders hohen Diamantkonzentration zu erhalten sind, bei denen eine ausreichende Bindung der Diamantkörner gewährleistet ist.
- Um der Erkenntnis Rechnung zu tragen, daß ein Schneidsegment aus einem Bindungsmaterial mit gleichmäßig darin verteilter Diamantkörnung in der Regel zuerst an den Kanten verschleißt, wobei die Außenkanten sich abrunden nach kurzer Einsatzdauer, ist es bekannt (US - PS 3,028,710), Schneidsegmente zu verwenden, die entsprechend der sogenannten "Sandwich -Bauweise" aus mehreren Schichten zusammengesetzt ist. wobei die außenliegenden Schichten eine höhere Diamantkonzentration aufweisen, als die innen liegenden Schichten. Auch hierbei handelt es sich jedoch um eine Herstellung der Schichten im pulvermetallurgischen bzw. im Sinterverfahren, wobei zwar die außenliegenden Schichten eine geringfügige höhere Diamantkonzentration aufweisen können, als die inneren Schichten, jedoch nur eine Konzentration von etwa bis zu 2,5 Karat Diamantanteil pro cm³. Diese Schichten sind dabei relativ stark, das heißt in der Regel uber 0,8 mm dick, da sie sich wirtschaftlich anders nicht auftragen lassen auf darunterliegenden Schichten, die ebenfalls aus Diamanten mit einer Metallbindung bestehen, welche nach dem Sinterverfahren hergestellt sind. Eine Schichtstärke von 0,8 mm als Außenschicht bei pulvermetallurgischer Verarbeitung von Diamanten in einer Metallbindung wurde jedenfalls dann bisher für notwendig angesehen, wenn die Sägesegmente eine Länge in der Schnittrichtung aufwesen in der Größe von 40 mm oder mehr, wie es bei Sägen von Hartgestein allgemein üblich ist.
- Bekannt ist weiterhin eine sogenannte Innenlochsäge (US - PS 3,205,624), die im Bereich des Innenloches einen Diamantbelag aus feinem Korn trägt, der das Blech des Sägeblattes U - förmig umgibt und auf seinem Mittelsteg, das heißt auf dem Schneidrand eine Beschichtung von grobkörnigen Diamanten, trägt die in einer Nickelbindung gehalten sind. Dieser Belag aus feinen Diamanten umgibt demzufolge nicht schützend den Belag, der zum Sägen benutzt wird, sondern dient allein der Führung des Sägeblattes einer Innenlochsäge.
- Nach der Erfindung wird ein Schutz eines Schneidseg mentes gegen einen Verschleiß dadurch geschaffen, daß der Segmentgrundkörper mindestens auf ener seiner Außenseiten ene Verschleißschutzschicht trägt mit einer Stärke 0,1 bis 0,5 mm, die aus galvanisch nedergeschlagenen Diamanten besteht, deren Körnungsgröße kleiner und deren Diamantanteil in der Schicht größer ist, als die des Segmentgrundkörpers.
- Durch die Anwendung eines galvanischen Niederschlages der Diamanten in der Art einer Schutzschicht unter Abscheidung von Metallen wie Kobalt oder Nickel läßt sich die Stärke der Seitenschutzschicht nach oben hin, beispielsweise auf maximal 0,5 mm genau begrenzen, wobei vorzugsweise Schichtstärken Anwendung finden können in der Größenordnung von 0,2 bis 0,5 mm. Dabei besteht die Möglichkeit, fur den Seitenschutz der Segmente eine wesentlich höhere Diamantkonzentration ausnutzen zu können, als es bisher möglich erschien und zwar eine Konzentration von 150 bis 200, die gleichbedeutend ist mit einem Diamantanteil von 6,6 bis 8,8 Karat/cm³. Eine so hohe Diamantdichte ist insbesondere dann zu errei chen, wenn die galvanisch niedergeschlagene Verschleißschutzschicht aus Diamantkörnern besteht, deren Oberfläche durch Ätzen im Reduktionsverfahren mit porenförmigen Vertiefungen auf mindestens das Doppelte der natürlichen Oberflächengröße erweitert ist, wobei sich dann die Mehrheit der Diamantkörner mit benachbarten Diamantkörnern innerhalb derselben Schutzschicht unmittelbar zu berühren vermag.
- Das Ätzen von Diamanten ist ansich bekannt, zumal es in gewissen Fällen bei der Verarbeitung der Diamanten zum Zwecke ihrer Halterung zwangsläufig auftritt. Sofern es sich jedoch um Verfahren des Ätzens von Diamanten handelt, welche einer Vorbehandlung der Diamanten dienen zum Zwecke ihrer Aufrauhung, handelt es sich allgemein um Verfahren der Oxydation von Diamanten, die für den hier gegebenen Zweck nicht ausreichen und sogar nachteilig sind.
- Zum Ätzen von Diamanten vor ihrer Einbindung ist es beispielsweise nach der DE-OS 18 11861 bekannt, die Ätzung in der Weise durchzufüh ren, daß die Schleifmittel mit oxydierend wirkenden Stoffen behandelt werden. Dabei ist gedacht an eine Behandlung von Siliziumkarbid, das mit Natriumperoxyd vermischt wird und erhitzt wird oder stattdessen in einer Schmelze mit Kaliumnitrad behandelt wird. Weiterhin ist die Behandlung von Diamantkörnern zum Zwecke ihrer Aufrauhung durch Metalllegierungen bekannt, die mindestens eine Komponente enthalten, welche dazu neigt, mit der Diamantoberfläche chemisch zu reagieren. Dabei wird durch reaktive metallische Bindungsmaterialien die Diamantoberfläche mehr oder weniger stark angegriffen, wobei ein Teil des Diamantkohlenstoffes durch das Metall abgetragen wird, so daß es zu einer gewissen Rauhigkeit kommt, durch welche die Bindung des einzelnen Diamantkorns verbessert wird. Allgemein findet derartiges jedoch unter höheren Temperaturen statt, das heißt Temperaturen die über 900° C liegen, wobei es dann während der Abkühlung, das heißt nach der Herstellung der Diamantbindung wieder zu einer Ausscheidung kommt des vom Metall gelösten oder aufgenommenen Kohlenstoffes an der Grenzfläche zwischen Diamant und der metallischen Bindung, was von Nachteil ist, weil dieser ausgeschiedene Kohlenstoff keine wesentliche Festigkeit besitzt. Deshalb wird also an der Grenzfläche zwischen Diamantkorn und Bindung keine wirksame Verbesserung der Hafteigenschaften erreicht.
- Ein gewisses Aufrauhen von Diamantkörnern findet im übrigen ohnehin statt, wenn sie im Sinterverfahren von einer Metallpulvermatrix umgeben werden und das Metallpulver beispielsweise aus Kobalt oder einer Legierung davon besteht.
- Ein weiteres bekanntes Verfahren zum Ätzen besteht darin, die Diamantkörner in einem Ofen freiliegend zu erhitzen, wobei die Ofenatmosphäre aus Sauerstoff besteht oder einem sauerstoffhaltigen Gas wie z. B. Luft. Auch hier handelt es sich letzthin um eine Verbrennung des Diamantkohlenstoffes zu Kohlenmonoxyd, bei dem Diamantmaterial abgetragen wird und geringfügige Ätzengruben entstehen.
- Demgegenüber werden bei den erfindungsgemäßen Segmenten Diamantkörner verwendet, die nicht durch ein Oxydationsverfahren, sondern durch ein sogenanntes Reduktionsverfahren bzw. einer Hydrierung derart starke und tiefe Poren aufweisen, daß ihre Gesamtoberfläche wesentlich größer ist, als das Doppelte der natürlichen Oberfläche.
- Eine derartige Ätzung im Reduktionsverfahren erfolgt dadurch, daß die Diamantkörner in einem Metallpulver eingebettet bei einer Temperatur oberhalb von 700° C einem Strom von Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gas ausgesetzt werden. Als Metall kommen insbesondere solche in Betracht, die geeignet sind zur Bildung von Karbid, so daß sich unter Bildung eines Karbids Diamantkohlenstoffatome aus dem Diamant in das Metall diffundieren können, wobei danach das Metall den Wasserstoff aktiviert, so daß dieser sich mit dem im Metall gelösten Kohlenstoff verbinden kann und diesen als Gas fortspült. Dadurch bleiben die an der Reaktion beteiligten Metallpartikel aufnahmefähig für weiteren Kohlenstoff, der an der Berührungsstelle vom Diamant zum Metall diffundiert. Dabei fressen sich die Metallteilchen punktuell in die Diamantoberfläche hinein und verursa chen eine für die hier in Betracht kommenden Zwecke vorteilhafte Topografie.
- Derartige vorbehandelte Diamantkörner lassen sich besonders vorteilhaft in galvanisch abzuscheidenden Metallen wie Nickel und Kobalt binden, da dieses Bindungsmaterial in die Poren eindringt, nach dem die Diamantkörner zuvor beispielsweise mit einer Säure gereinigt sind.
- Dafür können synthetische wie auch natürliche Diamanten Verwendung finden, jedoch hat ihre Weiterverarbeitung in hoher Konzentration in pulvermetallurgisch hergestellten Bindungen keinen besonderen Nutzen bisher erkennen lassen.
- Ein wesentlicher Vorteil ist es, daß sich Diamantkörnungen von wesentlich geringerer Größe verwenden lassen, als es bisher notwendig erschien. Es ist deshalb beispielsweise möglich für die Schutzschichten Diamantkörner von wesentlich geringerer Korngröße zu verwenden, als der Größe der Diamantkörner des Segmentgrundkörpers, in dem die größeren Diamantkörner nach wie vor insbesondere pulvermetallurgisch gebunden sein können. Die erfindungsgemäßen Segmente können demzufolge beispielsweise Schutzschichten aufweisen, in denen die Diamantkörner eine Korngröße haben von 10 bis 200 µm und die Diamantkörner im Segmentgrundkörper eine Größe von 300 bis 1.000 µm, wobei die Schichtstärke einer Schutzschicht etwa 0,2 bis 0,5 mm betragen kann, auch wenn die Segmente eine Länge haben von etwa 40 mm. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, daß die Diamanten in der Schutzschicht durch die zusätzlich getroffenen Maßnahmen eine extreme Haftung aufweisen, so daß sie sich nicht so schnell verbrauchen, wie der übrige Grundkörper des Segmentes.
- Den Schutzschichten kommt damit, sobald sie parallel zur Schnittrichtung ausgerichtet sind, auch eine Führungsfunktion zu, da sie im Sinne von Leitwänden wirksam sind. Ein weiterer Vorteil ist es, daß durch den extrem festen Sitz der besonders vorbehandelten Diamanten in der galvanischen Bindung der Schutzschicht der Ausnutzungsgrad des für die Steinbearbeitung eingesetzten hochwertigen und teuren Diamantmaterials beachtlich erhöht wird. Daraus resultiert eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Steinbearbeitung unter Einsatz solcher mit den genannten Seitenschutz versehene Segmente.
- Durch die besondere Härte der Seitenschutzschichten werden Abnutzungen an den Kanten nicht nur verhindert, sondern es ergibt sich durch die hohe Standzeit der extrem harten Seitenschutzschichten eine zusätzliche Seitenführung, durch welche die Schnittleistung verbessert wird und die Abtragsleistung der Werkzeuge bei einer Steinbearbeitung wesentlich erhöht wird.
- Schließlich ist es ein Vorteil, daß die Schneidelemente umso kürzer ausgebildet sein können, je höher der Diamantanteil ist, wobei extreme Werte zu erzielen sind, wenn das gesamte Segment so ausgebildet ist, wie die vorbeschriebenen Schutzschichten. Demgemäß können für die neuartigen Schneidsegmente Regellängen in Schnittrichtung in der Größenordnung von 4 bis 20 mm in Betracht kommen im Gegensatz zu bisher üblichen Längen von 40 mm.
- Die Anordnung der Verschleißschtzschichten ist nicht beschränkt auf die parallel zur Schnittrichtung ausgerichteten Wände eines Schneidelementes. Nach der Erfindung ist vielmehr auch vorgesehen, die Stirnflächen eines Schneidsegmentes mit einer Verschleißschutzschicht zu versehen, die aus galvanischen niedergeschlagenen Diamanten in hoher Konzentration bestehen. In derartigen Fällen kommt den Verschleißschutzschichten nicht zusätzlich eine Führungsfunktion zu, wie den seitlich angeordneten Schutzschichten, sondern insbesondere eine Schutzfunktion für die übrigen Bestandteile bzw. Zonen des Schneidsegmentes. Dabei kann ein einzelnes Schneidsegment auf seiner Vorder- wie auch auf seiner Rückseite mit einer Schutzschicht versehen sein, wie es dann zweckmäßig ist, wenn das Schneidelement Verwendung findet an einem hin- und hergehenden bzw. sich hin- und herbewegenden Werkzeug wie beispielsweise einer Gattersäge.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:
- Figur 1: ein Teilausschnitt einer Trennsäge;
- Figur 2: ein Teilausschnitt einer Kreissäge;
- Figur 3: ein Teilausschnitt einer Gattersäge;
- Figur 4: ein Segment mit zwei außenliegenden Schutzschichten im Querschnitt;
- Figur 5: ein Segment mit vier Schutzschichten in der Draufsicht;
- Figur 6: ein Segment mit einer in einer Ebene angeordneten Diamanten und vier Schutzschichten in der Draufsicht;
- FIgur 7: ein Segment mit drei Schutzschichten im Querschnitt und
- Figur 8: ein Segment, das vollständig aus Schutzschichtmaterial besteht.
- In der Figur 1 ist eine Trennsäge wiedergegeben, deren Sägeblatt 2 radial vorstehende Zähne aufweist, welche jeweils auf ihrer Stirnseite ein Schneidsegment 4 tragen. Bei der Ausführungsform nach Figur 2 sind die Schneidsegmente auf den Außenseiten der Zähne aneordnet und bei der Gattersäge nach Figur 3 sind die Schneidsegmente 4 auf der Unterseite der Zähne angeordnet.
- Diese Schneidsegmente 4 können entsprechend den Ausführungsformen Figur 4 bis 8 von unterschiedlicher Beschaffenheit sein. Ihnen gemeinsam ist jedoch, daß sie in bestimmten Bereichen galvanisch niedergeschlagene Diamantkörner von geringem Durchmesser tragen, die durch eine künstliche Aufrauhung eine so stark vergrößerte Oberfläche aufweisen, daß sie in einer Konzentration angeordnet sind, in der sich die Mehrzahl von ihnen unmittelbar miteinander bzw. den neben ihnen liegenden Körnern berührt.
- Das Segment nach Figur 4, das Anwendung finden kann bei einer Kreissäge entsprechend Figur 2 oder einer Gattersäge nach Figur 3, besteht aus einem Segmentgrundkörper 7, der Einzeldiamanten enthält, die pulvermetallurgisch bzw. im Sinterverfahren gebunden sind. Zum Schutze dieses Segmentgrundkörpers 7 sind zwei Verschleißschutzschichten 8 und 9 angeordnet, die parallel zur Vorschubrichtung ausgerichtet sind. Diese Verschleißschutzschichten haben eine Stärke von lediglich 0,3 mm, jedoch einen Diamantanteil in der Größenordnung von 8 Karat/cm³. Dafür sind die einzelnen Diamantkörner vor ihrer galvanischen Bindung in Nickel oder Kobalt künstlich aufgerauht und zwar soweitgehend, daß die künstlich erzeugte Oberfläche größer ist als das Doppelte der natürlichen Oberfläche. Dies erfolgt durch Ätzen nach einem Hydrierverfahren, nach welchem die Diamantkörner in einem vorzugsweise karbidbildenden Metallpulver eingebettet einer Hitze von etwa 700° C ausgesetzt sind, sowie einem Strom von Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gas.
- Das Segment nach Figur 5 weist zusätzlich zu den beiden seitlich aneordneten Schutzschichten eine vordere und eine hintere Schutzschicht 10 bzw. 11 auf und ist dadurch geeignet für die Anordnung an einer Gattersäge entsprechend Figur 3, die sich entsprechend dem Doppelpfeil 5 und 6 hin- und herbe wegt, wobei wechselweise die Funktionen der Schutzschichten 10 und 11 ausgenutzt werden. Darüber hinaus tragen auch in diesem Fall die Seitenschutzschichten 8 bzw. 9 zur seitlichen Führung bei und verhindern eine Abrundung der Kanten des Segmentes, da diese Seitenschichten härter sind als die übrigen Bestandteile des Segmentes.
- Die Ausführung nach Figur 6 unterscheidet sich von der vorbeschriebenen im wesentlich dadurch, daß der Segmentgrundkörper aus einer in einer Ebene angeordneten Schicht von Diamanten besteht. Diese Diamantschicht, die aus Körnern mit einem Durchmesser von beispielsweise 1.000 µm besteht, ist allseitig umgeben von Schutzschichten 8, 9, 10 und 11, welche wie vorbeschrieben aus Diamanten wesentlich geringerer Korngröße und höherer Diamantanteile besteht, die galvanisch gebunden sind. Auch ein solches Segment ist, wie die Ausführungsform nach Figur 5, geeignet, für eine hin- und hergehende Bewegung, das heißt beispielsweise für eine Gattersäge 3.
- Die Figur 8 zeigt ein Segment in der Draufsicht, das allgemein für Sägen bestimmt ist und dafür sich vollständig zusammensetzt aus dem Material der vorbeschriebenen Schutzschichten. Dieses Segment besteht also aus Diamantkörnern geringen Durchmessers wie von etwa 100 µm, die künstlich aufgerauht sind und galvanisch gebunden sind in einem Metall wie Kobalt der Nickel und zwar in einer Konzentration von annähernd 10 Karat/cm³. Dafür sind diese Diamantkörner zuvor aufgerauht in der vorbeschriebenen Art und Weise.
Claims (9)
1. Schneidsegment (4) für eine Säge zur Steinbearbeitung, das einen Segmentgrundkörper (7) mit metallisch gebundenen Diamantkörnern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Segmentgrundkörper (7) mindestens auf einer seiner Außenseiten eine Verschleißschutzschicht (8 bis 11) trägt mit einer Stärke 0,1 bis 0,5 mm, die aus galvanisch niedergeschlagenen Diamanten besteht, deren Körnungsgröße kleiner und deren Diamantanteil in der Schicht größer ist, als die des Segmentgrundkörpers (7).
2. Schneidsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanisch niedergeschlagene Schutzschicht (8 bis 11) aus Diamantkörnern besteht, deren Oberfläche durch Ätzen im Reduktionsverfahren mit porenförmigen Vertiefungen auf mindestens das Doppelte der natürlichen Oberlfächengröße erweitert ist, wobei sich die Mehrheit der Diamantkörner mit benachbarten Diamantkörnern innerhalb der Schutzschicht unmittelbar berührt.
3. Schneidsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diamantanteil in den Schutzschichten (8 bis 11) 5 bis 10 Karat/cm³ beträgt.
4. Schneidsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße der Diamantkörner der Schutzschicht (8 bis 11) geringer ist, als die halbe Korngröße der Diamantkörner des Segmentgrundkörpers (7).
5. Schneidsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamantkörner in einer Schutzschicht (8 bis 11) eine Korngröße haben von 10 bis 200 µm und die Diamantkörner im Segmentgrundkörper (7) von 300 bis 1.000 µm.
6. Schneidsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten des Segmentgrundkörpers (7) in einer einzigen Ebene angeordnet sind und Schutzschichten (8 bis 11) auf einer oder mehreren Seiten der Diamanten des Grundkörpers (7) angeordnet sind.
7. Schneidsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschichten (8, 9) an den Außenseiten des Schneidsegmentes (4) parallel zu der Schnittrichtung (5, 6) verlaufend angeordnet sind.
8. Schneidsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutzschicht (10, 11) an der Stirnseite eines Schneidsegmentes (4) quer zu der Schnittrichtung (5) verlaufend angeordnet ist.
9. Schneidsegment für eine Säge zur Steinbearbeitung, das metallische gebundene Diamantkörner enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Segmentgrundkörper aus galvanisch niedergeschlagenen Diamanten besteht, die durch eine vorausgegangene porenbildende Ätzung auf eine über das Doppelte der natürlichen Größe aufgerauhte Oberfläche aufweisen und in einer Diamantkonzentration von über 5 Karat/cm³ angeordnet sind.
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