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Patent Searching and Data


Title:
CHISELING TOOL AND PRODUCTION METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/115104
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a production method for a chiseling tool that provides the following steps: providing a tool tip (2), which is produced from a sintered hard metal and has a bottom side (18); providing a shaft (7), which is produced from a steel and has an end face (22); applying an intermediate layer (25) to either the bottom side (18) of the tool tip (2) or the end face (22) of the shaft (7). The intermediate layer (25) has a base layer (26) and, at least on the surface facing away from the one side, a cover layer (28, 29). The base layer (26) is based on the material group of nickel, nickel-based alloy, cobalt-based alloy and molybdenum. The base layer (26) has a melting point above 1300 °C. The cover layer (29) consists of the material group of nickel, nickel-based alloy, cobalt-based alloy and molybdenum, additives from the material group of copper, silver, gold, palladium, boron, silicon, phosphorus being added to the cover layer (29) in order to lower the melting temperature of the cover layer (28, 29) to below 1250 °C; pressing the tool tip (2) against the shaft (7) by means of a press (31); and inductively heating a joining zone (32) between the bottom side (18) and the end face (22) to a temperature that lies above the melting temperature of the cover layer (29) and below the melting temperature of the steel by means of an induction coil (30).

Inventors:
PIONTEK, Damian (Wiesenstr. 30 c, Untermeitingen, 86836, DE)
STROISSNIGG, Horst (Weilheimer Str. 37, Pürgen, 86932, DE)
HAMMERS, Thilo (Kornfeldstraße 3, Petzenhausen, 86947, DE)
GEIRHOS, Johannes (Am Grasflecken 25, Lamerdingen, 86862, DE)
ALLAART, Jan (Bühl 44, 9487 Gamprin, 9487, LI)
MARNETTE, Jascha (Sägengass 1b, 9466 Sennwald, 9466, CH)
Application Number:
EP2018/080898
Publication Date:
June 20, 2019
Filing Date:
November 12, 2018
Export Citation:
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Assignee:
HILTI AKTIENGESELLSCHAFT (Feldkircherstr. 100, 9494 Schaan, 9494, LI)
International Classes:
B23K1/002; B23P15/32
Foreign References:
EP2444184A12012-04-25
EP2564961A22013-03-06
EP3127672A12017-02-08
US20140301798A12014-10-09
US20140097159A12014-04-10
EP2444184A12012-04-25
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Herstellungsverfahren für ein meißelndes Werkzeug (1 ) mit den Schritten:

Bereitstellen einer aus einem gesinterten Hartmetall gefertigten Werkzeugspitze (2) mit einer Unterseite (18),

Bereitstellen eines aus einem Stahl gefertigten Schafts (7) mit einer Stirnseite (22), Aufbringen einer Zwischenlage (25) auf eine Seite von Unterseite (18) der Werkzeugspitze (2) oder Stirnseite (22) des Schafts (7), wobei die Zwischenlage (25) eine Basislage (26) und wenigstens auf der der einen Seite abgewandten Fläche eine Deckschicht (28, 29) aufweist, wobei die Basislage (26) aus der Materialgruppe Nickel, Nickelbasislegierung, Kobaltbasislegierung und Molybdän besteht und die Basislage (26) einen Schmelzpunkt oberhalb von 1300 °C aufweist, und wobei die Deckschicht (29) aus der Materialgruppe Nickel, Nickelbasislegierung, Kobaltbasislegierung und Molybdän besteht und der Deckschicht (29) zum Absenken der Schmelztemperatur der Deckschicht (28, 29) auf unter 1250 °C Zusatzstoffe aus der Materialgruppe Kupfer, Silber, Gold, Palladium, Bor, Silizium, Phosphor beigemengt sind oder die Deckschicht aus Kupfer, Silber, Gold oder Palladium besteht,

Anpressen der Werkzeugspitze (2) gegen den Schaft (7) mittels einer Presse (31 ), induktives Erhitzen einer Fügezone (32) zwischen der Unterseite (18) und der Stirnseite (22) mittels einer Induktionsspule (30) auf eine Temperatur, die oberhalb der Schmelztemperatur der Deckschicht (29) und unterhalb der Schmelztemperatur des Stahls liegt.

2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 , dadurch kennzeichnet, dass die Zwischenlage (25) als Folie (25) auf die eine Seite vor dem Verpressen aufgelegt wird.

3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch kennzeichnet, dass die Zwischenlage (25) auf beiden gegenüberliegenden Flächen mit der Deckschicht (28, 29) bedeckt ist.

4. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 , dadurch kennzeichnet, dass die Zwischenlage epitaktisch oder galvanisch auf die eine der Seiten aufgebracht wird.

5. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch kennzeichnet, dass die Zusatzstoffe Silizium, Bor und Phosphor insgesamt einen Anteil von 3 % und 15 % an der Deckschicht (28, 29) haben.

6. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch kennzeichnet, dass die Zusatzstoffe Kupfer, Silber, Gold, Palladium einen Anteil von über 40 % an der Deckschicht (28, 29) haben. 7. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (22) und die Unterseite (18) eben sind.

8. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch kennzeichnet, dass das Hartmetall einen Anteil von wenigstens 80 % Wolframkarbid aufweist.

9. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch kennzeichnet, dass die Zwischenlage (25) eine Dicke zwischen 0,05 mm und 0,3 mm aufweist.

10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch kennzeichnet, dass die Deckschicht (28, 29) eine Dicke zwischen 1 pm und 30 pm aufweist.

Description:
Meißelndes Werkzeug und Herstellungsverfahren

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein meißelndes Werkzeug, insbesondere zum Abbau von mineralischen Bauwerkstoffen und ein Herstellungsverfahren für das Werkzeug.

Meißel und Bohrer zum Bearbeiten von Beton und ähnlichen Bauwerkstoffen sind bekannt. EP 2 444 184 A1 beschreibt einen Bohrer mit einem Bohrkopf aus gesintertem Wolframkarbid und einer Wendel aus Stahl. Der Kopf wird auf die Wendel mit einem Widerstandsschweißverfahren aufgeschweißt. Eine zwischengelegte Eisennickelfolie verbessert den Schweißvorgang. Allerdings zeigen Versuchsreihen, dass die Eisennickelfolie mit einer Dicke von mindestens 0,3 mm durch Materialermüdung aufgrund des Bohrens versagen kann.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für ein meißelndes Werkzeug sieht folgende Schritte vor:

Bereitstellen einer aus einem gesinterten Hartmetall gefertigten Werkzeugspitze mit einer Unterseite; Bereitstellen eines aus einem Stahl gefertigten Schafts mit einer Stirnseite; Aufbringen einer Zwischenlage auf eine Seite von Unterseite der Werkzeugspitze oder Stirnseite des Schafts. Die Zwischenlage hat eine Basislage und wenigstens auf der der einen Seite abgewandten Fläche eine Deckschicht. Die Basislage besteht aus der Materialgruppe Nickel, Nickelbasislegierung, Kobaltbasislegierung und Molybdän. Die Basislage hat einen Schmelzpunkt oberhalb von 1300 °C (Grad Celsius). Die Deckschicht besteht aus der Materialgruppe Nickel, Nickelbasislegierung, Kobaltbasislegierung und Molybdän, wobei der Deckschicht zum Absenken der Schmelztemperatur der Deckschicht auf unter 1250 °C Zusatzstoffe aus der Materialgruppe Kupfer, Silber, Gold, Palladium, Bor, Silizium, Phosphor beigemengt sind, oder die Deckschicht besteht aus Kupfer, Silber, Gold oder Paladium;

Anpressen der Werkzeugspitze gegen den Schaft mittels einer Presse, induktives Erhitzen einer Fügezone zwischen der Unterseite und der Stirnseite mittels einer Induktionsspule auf eine Temperatur, die oberhalb der Schmelztemperatur der Deckschicht und unterhalb der Schmelztemperatur des Stahls liegt.

Das induktive Erhitzen unter der gleichzeitigen Einwirkung des Drucks ergibt eine sehr belastbare Fügezone bei Verwendung einer Fügelage aus der Gruppe Nickel, Nickelbasislegierung, Kobaltbasislegierung und Molybdän. Die Nickelbasislegierung hat einen Anteil von wenigstens 50 %, vorzugsweise wenigstens 75 % Nickel. Die Kobaltbasislegierung hat einen Anteil von wenigstens 50 % Kobalt. Verunreinigungen der Reinmetalle und der Basislegierungen liegen unter 5 %, vorzugsweise unter 2 %, insbesondere für die Basislage.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Bohrer

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Bohrer,

Fig. 3 eine Seitenansicht auf den Bohrkopf des Bohrers

Fig. 4 eine Darstellung zu dem Herstellungsverfahren

Fig. 5 eine Detaildarstellung zu dem Herstellungsverfahren

Fig. 6 eine Detaildarstellung zu dem Herstellungsverfahren

Fig. 7 eine Detaildarstellung zu dem Herstellungsverfahren

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich Prozentangaben auf das Gewicht.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Bohrer 1. Der Bohrer 1 hat einen Bohrkopf 2, einen Förderabschnitt 3 ein Einsteckende 4 und eine Schlagfläche 5. Eine Bohrerachse 6 des Bohrers 1 verläuft durch den Bohrkopf 2 und die Schlagfläche 5. Der Bohrer 1 ist beispielsweise für den Abbau von mineralischen Werkstoffen, z.B. armiertem Beton, ausgelegt. Ein Schlagwerk einer Handwerkzeugmaschine schlägt periodisch auf die Schlagfläche 5 an dem Einsteckende 4. Die Stoßwelle der Schläge läuft durch die Wendel 7 in Schlagrichtung 8 zu dem Bohrkopf 2. Der Bohrkopf 2 zertrümmert den Werkstoff. Der Bohrer 1 wird während den Schlägen in einem Drehsinn 9 um seine Bohrerachse 6 gedreht. Die Handwerkzeugmaschine weist einen entsprechenden Drehantrieb auf. Die Drehbewegung stellt sicher, dass der Bohrkopf 2 unter verschiedenen Orientierungen auf den Untergrund aufschlägt und das Bohrloch gleichmäßig ausgeschlagen wird.

Der beispielhafte Bohrkopf 2 hat vier Meißelkanten 10. Die Meißelkanten 10 laufen an einer Spitze 11 auf der Bohrerachse 6 zusammen. Die Spitze 11 ist vorzugsweise der in Schlagrichtung 8 höchste Punkt, welche somit beim Bohren zuerst den Werkstoff kontaktiert. Die Meißelkanten 10 können in radialer Richtung von außen zur Bohrerachse 6 hin längs der Schlagrichtung 8 ansteigen. Die Meißelkanten 10 weisen alle in die Schlagrichtung 8. Die Meißelkanten 10 können alle gleich ausgestaltet sein, oder paarweise verschieden sein. Die Meißelkante 10 wird durch jeweils eine im Drehsinn 9 vorauslaufende Spanfläche 12 und im Drehsinn 9 nachlaufende Freifläche 13 gebildet. Die Meißelkanten 10 geben den Durchmesser 14 des Bohrers 1 und damit den Durchmesser eine mit dem Bohrer 1 gebohrten Bohrlochs vor. Die Spanfläche 12 und die Freifläche 13 sind zueinander geneigt, der Dachwinkel an der Meißelkante 10 ist größer als 45 Grad, vorzugsweise größer 60 Grad und geringer als 120 Grad. Die Spanfläche 12 ist vorzugsweise weniger gegenüber der Bohrerachse 6 geneigt, wie die Freifläche 13. Ein Neigungswinkel 15 der Spanfläche 12 gegenüber der Bohrerachse 6 ist geringer als ein Neigungswinkel 16 der Freifläche 13 gegenüber der Bohrerachse 6. Der Flächeninhalt der Spanfläche 12 ist geringer als der Flächeninhalt der Freifläche 13. Der Bohrkopf 2 hat vier Abbruchkanten 17, die parallel zu der Bohrerachse 6 verlaufen. Die Abbruchkanten 17 gehen in die Meißelkanten 10 über. Die Anzahl der Meißelkanten 10 und der Abbruchkanten 17 kann in Abhängigkeit des Durchmessers des Bohrers 1 gewählt sein. Beispielsweise kann bei einem Bohrer 1 geringen Durchmessers der Bohrkopf 2 zwei Meißelkanten 10, ein Bohrkopf 2 großen Durchmessers mehr als vier Meißelkanten 10 und entsprechende Zahl von Abbruchkanten 17 aufweisen. Der Bohrkopf 2 hat eine ebene Unterseite 18, welcher von der Spitze 11 abgewandt ist.

Der Förderabschnitt 3 des beispielhaften Bohrers 1 ist durch einen wendelförmigen Schaft 7 (Wendel) gebildet. Die Wendel 7 ist rechtsläufig. Die Wendel 7 bewegt somit das Bohrgut entgegen der Schlagrichtung 8, wenn der Bohrkopf 2 in dem für ihn vorgesehenen Drehsinn 9, d.h. im Gegenuhrzeigersinn, gedreht wird. Die Wendel 7 des Bohrers 1 hat beispielsweise vier Wendelstege 19. Die Anzahl der Wendelstege 19 ist vorzugsweise gleich der Anzahl der Meißelkanten 10. Die Wendelstege 19 laufen längs der Bohrerachse 6 mehrfach um diese Bohrerachse 6 um. Die Wendelstege 19 beschreiben beim Drehen des Bohrers 1 eine zylindrische Einhüllende, deren Durchmesser einem Wendeldurchmesser entspricht. Jeweils benachbarte Wendelstege 19 schließen zwischen sich eine Wendelnut 20 ein, die in radialer Richtung durch die Einhüllende als geometrisch begrenzt angesehen wird. Das Bohrgut wird in den Wendelnuten 20 durch die Wendelstegen 19 längs der Bohrerachse 6 transportiert. Eine Wendelsteigung 21 liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 35 Grad und 60 Grad, z.B. 45 Grad. Die Wendel 7 hat eine ebene Stirnseite 22, auf welcher die Unterseite 18 des Bohrkopfs angeschweißt ist.

Das beispielhafte Einsteckende 4 des Bohrers 1 ist für die Verwendung von dreh- meißelnden Handwerkzeugmaschinen ausgelegt. Das Einsteckende 4 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form. Das Einsteckende 4 hat zwei geschlossene Nuten 23, in welchen Verriegelungselemente der Handwerkzeugmaschine radial eingreifen und längs der Bohrerachse 6 gleiten können. Zur Bohrerachse 6 längs ausgerichtete Rillen 24 ermöglichen ein Einleiten eines Drehmoments von der Handwerkzeugmaschine.

Der Bohrkopf 2 und die Wendel 7 werden separat hergestellt und anschließend gefügt. Zwischen dem Bohrkopf 2 und der Wendel 7 ist eine verbindende Fügelage 26 aus der Gruppe Nickel, Nickelbasislegierung, Kobaltbasislegierung und Molybdän. Die Basislegierungen haben einen Mindestanteil von 50% von Nickel bzw. Kobalt.

Der monolithische Bohrkopf 2 ist aus einem gesinterten Werkstoff hergestellt. Die Meißelkanten 10 und die Abbruchkanten 17 sind vorzugsweise monolithisch zusammenhängend, insbesondere ohne Fügezone miteinander verbunden. Der gesinterte Werkstoff enthält als Hartstoff hauptsächlich oder nur Wolframkarbid, welches in einem metallischen Binder eingebettet ist. Der Hartstoff hat einen Volumenanteil von mehr als 80 % an dem Bohrkopf 2. Der Binder ist besteht vorzugsweise hauptsächlich aus einem der Metalle Nickel, Kobalt oder deren Legierungen. Der Hartstoff und der Binder werden in Pulverform mit Paraffin vermengt. Die formbare Masse wird zu einem Grünling verpresst, welcher weitgehend der späteren Form des Bohrkopfs 2 entspricht. Das Paraffin wird chemisch oder thermisch herausgelöst. Der Grünling wird bei einer Temperatur zwischen beispielsweise 1300 °C und 1500 °C gesintert.

Die Wendel 7 kann in unterschiedlicher Weise aus einem Rohling hergestellt werden. Der Rohling ist aus einem Stahl, vorzugsweise einem niedriglegierten Der Kohlenstoffgehalt liegt zwischen 0,2 Gew.-% und 0,65 Gew.-%. Zusätze für die Veredlung des Stahls haben einen Anteil von weniger als 5 Gew.-%. Beispiele für den Stahl sind: 45SiCrV6. Die Wendelnuten 20 können gefräst oder umgeformt werden. Ferner kann der Rohling durch eine Matrize gezogen oder gepresst werden. Die Wendel 7 hat eine eben Stirnseite 22, welche von der Schlagfläche 5 abgewandt ist. Die Oberfläche 27 der Wendel wird thermisch gehärtet oder die Wendel wird durchgehärtet.

Der Bohrkopf 2 hat eine ebene Unterseite 18, welche auf die ebene Stirnseite 22 der Wendel 7 aufgesetzt wird. Zwischen dem Bohrkopf 2 und der Wendel 7 wird eine Folie 25 angeordnet (Fig. 5). Die Folie 25 hat eine Dicke von weniger als 0,3 mm, vorzugsweise größer als 0,1 mm. Die Folie 25 besteht aus drei Lagen. Die mittlere (Basis-) Lage 26 ist aus dem Material für die Fügelage 26. Beispielsweise ist die Basislage 26 aus reinem Nickel. In anderen Ausgestattungen ist die Basislage 26 aus der Gruppe aus einer Nickelbasislegierung mit einem Nickelanteil von wenigstens 50 %, vorzugsweise wenigstens 75 %; aus einer Kobaltbasislegierung mit einem Kobaltanteil von wenigstens 50 %; aus Molybdän. Bedingt durch die Wahl der Materialien und deren Reinheit ist die Schmelztemperatur deutlich über 1300 °C, beispielsweise größer als 1400 °C. Die Basislage 26 ist beidseitig mit einer sehr dünnen Deckschicht 28, 29 bedeckt. Eine Dicke der Deckschichten 28, 29 liegt beispielsweise im Bereich von 1 pm (Mikrometer) bis 30 pm. Der Schmelzpunkt der Deckschichten 28, 29 liegt unterhalb der Schmelztemperatur der Basislage 26. Das Material basiert auf dem Material der Basislage 26, ist jedoch mit Zusatzstoffen versetzt, um die Schmelztemperatur unter die Schmelztemperatur von Stahl zu senken. Die Zusatzstoffe sind beispielsweise aus der Gruppe Silizium, Bor und Phosphor. Deren Anteil an dem Material liegt im Bereich zwischen 3 % und 15 %.

Zu einer Basislage 26 aus reinem Nickel mit einem Schmelzpunkt von etwa 1450 °C kann eine beispielhafte Deckschicht 29 aus 89 % Nickel, 10,8 % Phosphor, 0,2 % Bor, und Verunreinigungen im Bereich von <0,1 % bestehen. Der Schmelzpunkt liegt bei etwa 900 °C. Eine andere beispielhafte Deckschicht 29 besteht aus 93 % Nickel, 3 % Silizium, 4 % Bor und Verunreinigungen im Bereich von <0,1%. Der Schmelzpunkt liegt bei etwa 1020 °C. Die Beispiele dienen der Illustration, dass durch die genannten Zusatzstoffe der Schmelzpunkt in gewünschter Weise angepasst werden kann.

In einer anderen Ausführung kann die Deckschicht aus reinem Kupfer, Silber, Gold oder Palladium gebildet werden. Die Deckschicht bedeckt als sehr dünne Schicht die Basislage aus den vorgenannten Nickel, Nickelbasislegierung oder Kobaltbasislegierung. Eine Stärke der Deckschicht liegt im Bereich zwischen 1 pm und 30 pm.

Die Stirnseite 22 der Wendel 7 und die Unterseite 18 des Bohrkopfs 2 werden mit einer Induktionsspule 30 erhitzt (Fig. 4). Die Induktionsspule 30 erzeugt Wirbelströme in der Wendel 7 und dem Bohrkopf 2, welche hauptsächlich Grenzflächen, d.h. der Stirnseite 22 und der Unterseite 18, erhitzen. Der Bereich wird sehr lokal erhitzt. Der Bereich wird auf eine Temperatur zwischen 1050 °C und 1250 °C erhitzt. Ein Wärmesensor und eine Temperaturregelung stellen vorzugsweise die Temperatur ein. Die Temperatur liegt unterhalb der Schmelztemperatur des verwendeten Stahls.

Eine Presse 31 drückt den Bohrkopf 2 an die Wendel 7 an. Der Anpressdruck hängt von dem Durchmesser 14 des Bohrkopfs ab. Der Anpressdruck liegt beispielsweise im Bereich zwischen 5 MPa (Megapascal) und 25 MPa. Der Anpressdruck liegt vorzugsweise oberhalb von 50 % der Fließspannung des Stahls, um eine gute Fügung zu erreichen. Die Fließspannung des Stahls wird nicht überschritten. Der Anpressdruck ist geringer als 90 % der Fließspannung des Stahls bei der über die Induktionsheizung eingestellten Temperatur.

Die Temperatur ist nach oben begrenzt, da unter dem hohen Druck die Wendel bei einer Temperatur von 1250 °C zu fließen beginnt. Die Temperatur liegt deutlich unter dem Schmelzpunkt der mittleren Lage 26, welche im Fall von reinem Nickel bei 1455 °C liegt. Die Deckschichten 28, 29 schmelzen bei der eingestellten Temperatur an. Die niedriger schmelzenden Deckschichten 28, 29 ermöglichen eine Aktivierung der mittleren Lage 26, obwohl diese nicht schmilzt. Unter dem Druck der Presse 31 wird der Bohrkopf 2 mit der Wendel 7 verschweißt. Die niedrig schmelzenden Deckschichten 28, 29 werden größtenteils aus der Fügezone verdrängt. Die verbleibt nach dem Fügeprozess in der Fügezone.

Das Aufbringen der Zwischenlage 25 kann auch epitaktisch oder galvanisch erfolgen. Beispielsweise kann auf die Stirnseite 22 der Wendel 7 die Basislage 26 aufgewachsen werden (Fig. 6). Die freie Oberseite der Basislage 26 wird mit der Deckschicht 28 versehen. Die Deckschicht 28 kann ebenfalls epitaktisch oder galvanisch aufgebracht werden. Oder die freiliegende Seite der Basislage 26 wird durch chemische Nachbehandlung gezielt verunreinigt, um die Zusatzstoffe an der Oberfläche einzubringen. Analog kann die Zwischenlage 25 auf der Unterseite 18 des Bohrkopfs 2 galvanisch oder epitaktisch aufgebracht werden (Fig. 7).

Gesintertes Wolframkarbid lässt sich nur bedingt auf Stahl aufschweißen. Die Fügezone 32 ist empfindlich gegenüber thermomechanischen Spannungen. Die Fügezone 32 reißt unter Anderem bereits bei der ersten Benutzung des Bohrers 1. Während des meißelnden Abbaus eines Untergrunds heizt sich der Bohrer 1 stark auf. In Pausen kühlt der Bohrer 1 in Undefinierter Weise ab. Das Induktionsschweißen mit einer Zwischenlage erweist sich gegenüber einem Widerstandsschweißen als sehr vorteilhaft. Die Zwischenlage verhindert zum einen die Bildung spröder intermetallischer Phasen, zum anderen werden die thermisch induzierten Eigenspannungen durch die duktile Zwischenlage reduziert. Aufgrund der induktiven Energieübertragung werden keine sauberen Flächen zur Kontaktierung benötigt, dadurch können auch warm um geformte Stahlwendeln ohne Vorbehandlung gefügt werden. Lediglich die Stirnseite der Wendel muss vor dem Fügen vorbereitet werden.

Die Belastbarkeit der Verbindung zwischen dem Schaft 7 und dem Bohrkopf 2 wurde in Testsystemen untersucht. Der Schaft 7 und der Bohrkopf 2 sind durch zwei Stahlzylinder mit einer Länge von 70 mm und einer Stirnseite von etwa 120 mm 2 sowie einem Hartmetallzylinder der Länge 10 mm approximiert. Die für Bohrer und Meißel geeigneten Stähle, d.h. gegenüber Schlagbeanspruchung zähe Werkzeugstähle, zeigen in ihrem Fügeverhalten mit dem gesinterten Hartmetall nur geringfügige Unterschiede, ein Beispiel für diese Stähle ist 45SiCrV6. Das Hartmetall ist gesintertes Wolframkarbid in einer metallischen Matrix basierend auf Nickel oder Kobalt. Unterschiedliche Fügelagen wurden untersucht.

In einem Vergleichsexperiment ist der Bohrkopf unmittelbar, d.h. ohne Fügelage, auf den Schaft gefügt. Der Verbund wurde bei einem Druck von 20 MPa und einer Temperatur von 1200°C für etwa 1 min gehalten. Eine Zugfestigkeit des Prüfkörper lag mit einer großen

Streuung der Proben zwischen 230 MPa und 360 MPa, deutlich unter 400 MPa.

Bei einem Fügeversuch mit einer Deckschicht 29 aus Nickel-Phosphor auf einer Nickel-Folie wurden Proben mit einer Zugfestigkeit von bis zu 700 MPa gefügt. Die Zugfestigkeit des Gefüges kann die Zugfestigkeit von Nickel, zwischen 400 MPa und 500 MPa, übertreffen. Der Effekt ist nicht vollständig verstanden, es wird vermutet, dass sich ein mehrachsiger Spannungszustand infolge unterschiedlicher Steifigkeiten der Komponenten (Folie, Hartmetall und Stahl) einstellt.