Titel

Schneidelementzusammensetzung mit integriertem Schmiermittel

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung für ein Schneidelement, insbesondere eines Spanwerkzeugs und ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Stand der Technik

Die Leistung und Eigenschaften (Performance) von Diamantwerkzeugen werden derzeit im Wesentlichen durch Optimieren der Zusammensetzung der Matrix- Schleifmittel-Zusammensetzung verbessert. Durch ein großes Volumen an großen Schleifmittelpartikeln kann beispielsweise die Schneidgeschwindigkeit erhöht werden. Dies geht jedoch auf Kosten der Lebensdauer des Werkzeugs. Andersherum kann durch ein großes Volumen an kleinen Schleifmittelpartikeln kann die Lebensdauer des Werkzeugs auf Kosten der Scheidgeschwindigkeit erhöht werden.

Offenbarung der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung für ein Schneidelement, insbesondere eines Spanwerkzeugs, welche mindestens eine Matrixkomponente, mindestens eine Schleifmittelkomponente und mindestens ein Schmiermittelkomponente umfasst. Insbesondere kann die Zusammensetzung zur Herstellung eines Schneidelements und/oder Spanwerkzeugs eingesetzt werden. Durch das Schmiermittel kann vorteilhafterweise die Reibung reduziert werden. So kann wiederum die Effektivität des Schneidelements beziehungsweise Spanwerkzeugs erhöht sowie Vibrationen und Geräusche beim Spanen verringert werden. Zudem kann so Energie, die ansonsten beim Spanen zum Überwinden der Reibung benötigt wird, vorteilhafterweise eingespart werden. Darüber hinaus kann so vorteilhafterweise eine Überhitzung des Werkstücks und Werkzeugs vermieden werden.

Im Rahmen einer Ausführungsform ist die Schmiermittelkomponente zumindest teilweise oder vollständig in, insbesondere festen, Strukturen ausgebildet, welche jeweils eine Haftvermittlerbeschichtung aufweisen. Dabei können die Strukturen teilweise oder vollständig mit der Haftvermittlerbeschichtung bedeckt sein. Der Haftvermittler kann insbesondere derart ausgewählt sein, dass er die Anbindung beziehungsweise Einbindung der Schmiermittelstruktur in die Matrixkomponente verbessert. So kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass die Schmiermittelstrukturen beim Betrieb aus der Matrix herausgerissen werden.

Vorzugsweise ist die Haftvermittlerbeschichtung eine anorganische Haftvermittlerbeschichtung. Der Haftermittler kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Metalllegierungen/vorlegierungen/mischungen, anorganischen Verbindungen, und Mischungen davon.

Der Haftvermittler kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus metallischem Titan, Nickel und/oder Silber, Legierun- gen/Vorlegierungen/Mischungen von Titan, Nickel und/oder Silber, anorganischen Materialien, insbesondere auf Carbid- und/oder Nitrid-Basis, beispielsweise Carbiden und/oder Nitriden von Titan und/oder Wolfram, und Mischungen davon. Zum Beispiel kann die Schmiermittelkomponente in Form von Graphitstrukturen ausgebildet sein, welche eine Haftvermittlerbeschichtung aus Nickel auf- weisen, oder die Schmiermittelkomponente kann in Form von Strukturen aus he- xagonalem Bornitrid ausgebildet sein, welche eine Haftvermittlerbeschichtung aus Titan- und/oder Silber aufweisen.

Die Haftvermittlerbeschichtung kann beispielsweise eine durchschnittliche Schichtdicke in einem Bereich von > 1 μηι bis < 50 μηι, zum Beispiel von > 1 μηι bis < 20 μηι, aufweisen. Grundsätzlich kann die Schmiermittelkomponente in einer Vielzahl unterschiedlicher Strukturen ausgebildet sein. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist die Schmiermittelkomponente zumindest teilweise oder vollständig in Strukturen ausgebildet, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus sphärischen Strukturen, stabförmigen Strukturen, plättchenförmigen Strukturen, gitterförmigen Strukturen und Mischungen davon. Insbesondere können dabei die Schmiermittelstrukturen mit der Haftvermittlerbeschichtung zumindest teilweise oder vollständig als Strukturen ausgebildet sein, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus sphärischen Strukturen, stabförmigen Strukturen, plättchenförmigen Strukturen, gitterförmigen Strukturen und Mischungen davon. Mit anderen Worten, die Schmiermittelkomponente kann zumindest teilweise oder vollständig in sphärischen Strukturen, stabförmigen Strukturen, plättchenförmigen Strukturen, gitterförmigen

Strukturen oder einer Mischung dieser Strukturen ausgebildet sein, welche jeweils eine Haftvermittlerbeschichtung aufweisen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Schmiermittelkomponente zumindest teilweise oder vollständig in Strukturen (ohne Haftvermittlerbeschichtung) ausgebildet sein, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus sphärischen Strukturen, stabförmigen Strukturen, plättchenförmigen Strukturen, gitterförmigen Strukturen und Mischungen davon.

Unter sphärischen Strukturen können insbesondere Strukturen, welche in alle Raumrichtungen eine im Wesentlichen gleich große Ausdehnung aufweisen, zum

Beispiel im Wesentlichen kugelförmige Strukturen, verstanden werden. Die sphärischen Strukturen können beispielsweise eine durchschnittliche Partikelgröße in einem Bereich von > 1 μηι bis < 500 μηι, zum Beispiel von > 100 μηι bis < 500 μηι oder von > 150 μηι bis < 500 μηι, aufweisen.

Unter stabförmigen Strukturen können insbesondere Strukturen verstanden werden, welche in eine erste Raumrichtung eine größere Ausdehnung aufweisen als in die zweite und dritte Raumrichtung. Als stabförmige Strukturen können neben zylindrischen Strukturen auch unregelmäßige oder symmetrische, längliche Po- lyeder verstanden werden. Die stabförmigen Strukturen können beispielsweise eine durchschnittliche Länge in einem Bereich von > 0, 1 mm bis < 25 mm, zum Beispiel von > 3 mm bis < 25 mm, beispielsweise von > 8 mm bis < 10 mm, und/oder eine durchschnittliche Querschnittsfläche in einem Bereich von

> 0,001 mm ² bis < 5 mm ² , zum Beispiel von > 0,005 mm ² bis < 5 mm ² , beispielsweise von > 0, 1 mm ² bis < 2 mm ² , und/oder ein durchschnittliches Volumen in einem Bereich von > 0,015 mm ³ bis < 125 mm ³ , zum Beispiel von > 0,015 mm ³ bis

< 125 mm ³ , beispielsweise von > 0,015 mm ³ bis < 125 mm ³ oder von > 0, 1 mm ³ bis < 10 mm ³ , aufweisen.

Unter plättchenförmigen Strukturen können insbesondere Strukturen verstanden werden, welche in zwei Raumrichtungen eine größere Ausdehnung aufweisen als in die dritte Raumrichtung. Die plättchenförmigen Strukturen können dabei sowohl ebene, im Wesentlichen regelmäßige Körper, beispielsweise Prismen oder Quader geringer Höhe, als auch gewölbte und/oder unregelmäßige Körper, beispielsweise ähnlich einer gewölbten Folie, einer Flocke (eines Cornflakes) oder einer Schuppe, sein. Die plättchenförmigen Strukturen können beispielsweise eine durchschnittliche Fläche in einem Bereich von > 1 mm ² bis < 300 mm ² , zum Beispiel von > 20 mm ² bis < 300 mm ² , beispielsweise von > 50 mm ² bis

< 125 mm ² , und/oder eine durchschnittliche Dicke in einem Bereich von

> 0,01 mm bis < 0,5 mm, beispielsweise von > 0, 1 mm bis < 0,3 mm, aufweisen. Beispielsweise können die plättchenförmigen Strukturen aus Graphit ausgebildet sein.

Unter gitterförmigen Strukturen können sowohl regelmäßige, ebene als auch unregelmäßige und/oder gewölbte Gitter verstanden werden. Dabei können auch Gitter, die mehr als vier von einem Verknüpfungspunkt ausgehende Gitterstreben aufweisen, als Gitter verstanden werden. Die gitterförmigen Strukturen können beispielsweise eine durchschnittliche Gesamtgitterfläche in einem Bereich von

> 1 mm ² bis < 300 mm ² , zum Beispiel von > 20 mm ² bis < 300 mm ² , beispielsweise von > 50 mm ² bis < 125 mm ² , und/oder die durchschnittliche Gitterdicke in einem Bereich von > 0,01 mm bis < 0,5 mm, beispielsweise von > 0, 1 mm bis

< 0,3 mm, aufweisen.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist die Schmiermittelkomponente zumindest teilweise oder vollständig in Strukturen ausgebildet ist, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus stabförmigen Strukturen, plättchenförmigen Strukturen, gitterförmigen Strukturen und Mischungen davon. Derartige Strukturen weisen vorteilhafterweise in eine oder zwei Raumrichtungen eine große Ausdehnung auf. Dies ermöglicht vorteilhafterweise während des Abtrags des Scheidelements eine Schmiermittelstruktur entlang der Achse mit der größten Ausdehnung kontinuierlich abzutragen und so kontinuierlich und über einen längeren Zeitraum Schmiermittel auf der Schneidfläche des Scheidelements bereitzustellen. Auch im Rahmen dieser Ausführungsform kann es sich um Schmiermittelstrukturen mit und/oder ohne Haftvermittlerbeschichtung handeln.

Insbesondere kann die Schmiermittelkomponente zumindest teilweise oder vollständig in Strukturen ausgebildet, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus plättchenförmigen Strukturen, gitterförmigen Strukturen und Mischungen davon. Derartige Strukturen weisen in zwei Raumrichtungen eine große Ausdehnung auf, was mit den zuvor erläuterten Vorteilen einher geht. Gitter- förmige Strukturen weisen zudem den Vorteil auf, dass durch die Matrixkomponente durch das Gitter hindurch verbunden sein kann, was sich vorteilhaft auf die Festigkeit des herzustellenden Schneidelements auswirken kann. Auch im Rahmen dieser Ausführungsform kann es sich um Schmiermittelstrukturen mit und/oder ohne Haftvermittlerbeschichtung handeln.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist die Schmiermittelkomponente zumindest teilweise oder vollständig in plättchenförmigen Strukturen ausgebildet, welche jeweils eine oder mehrere Perforationen aufweisen. Wird eine derartig ausgebildete Schmiermittelkomponente von der Matrixkomponente umgeben und die Zusammensetzung, beispielsweise durch Pressen verfestigt, so können Matrixkomponentenbereiche, welche jeweils an gegenüberliegende Seiten der plättchenförmigen Schmiermittelstruktur angrenzen, durch die Perforationen miteinander verbunden werden und die so vorteilhafterweise die Festigkeit des herzustellenden Schneidelements erhöht werden. Eine gitterförmige Struktur kann insbesondere einen Spezialfall dieser Ausgestaltung darstellen. Die Perforationen können beispielsweise durchschnittlich > 5 % bis < 50 %, beispielsweise von > 10 % bis < 35 %, der Fläche einer plättchenförmigen Struktur ausmachen. Eine Perforation kann dabei beispielsweise eine durchschnittliche Fläche in einem Bereich von > 0,4 mm ² bis < 15 mm ² , beispielsweise von > 1 mm ² bis < 10 mm ² , aufweisen. Die Schmiermittelkomponente kann in der Zusammensetzung als Pulver, insbesondere in den vorgenannten Schmiermittelstrukturen, oder als Granulat, insbesondere in Kombination mit der Bindemittelkomponente und/oder der Matrixkomponente und/oder der Schleifmittelkomponente, vorliegen.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist die Schmiermittelkomponente ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus anorganischen Schmiermitteln, wie Nitriden, Sulfiden, Fluoriden, Sulfaten, Oxiden, Carbiden, lodiden und/oder Boraten von Bor (h-BN), Wolfram, Molybdän, Calcium, Barium, Magnesium, Stronti- um, Cäsium, Natrium, Kalium, Titan, Silicium, Cer, Silber und/oder Mangan, Kohlenstoffmodifikationen, wie Graphit, Graphen und/oder Kohlenstoffnanoröhren, organischen Schmiermitteln, wie Polyhalogenolefinen, Ölen (pflanzlichen, tierischen, mineralischen und/oder synthetischen Ölen), Fetten (pflanzlichen, tierischen, mineralischen und/oder synthetischen Fetten) und/oder Wachsen (pflanz- liehen, tierischen, mineralischen und/oder synthetischen Wachsen), und Mischungen davon. Zum Beispiel kann die Schmiermittelkomponente ausgewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus hexagonalem Bornitrid (h-BN), Kohlenstoffmodifikationen, wie Graphit, Wolframsulfid (WS ₂ ), Molybdänsulfid (MoS ₂ ), Calciumfluorid (CaF ₂ ), Bariumsulfid (BaF ₂ ), Caiciumsulfat (CaS0 ₄ ), Bariumsulfat (BaS0 ₄ ), Cäsiummolybdänoxidsulfid (CsMoOS ₃ ), Titansiliciumcarbid (Ti ₃ SiC ₂ ),

Cerfluorid (CeF ₃ ), Silberiodid (Agl), Mangansulfid (MnS), Natriumborat (Na ₂ B ₄ 0 ₇ 10 H ₂ 0), Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon), Ölen, Fetten, Wachsen und Mischungen davon. Beispielsweise kann das Schmiermittel eine Calciumfluorid- Bariumfluorid-Mischung umfassen, welche zum Beispiel 38 Gew.-% Calciumfluo- rid und 62 Gew.-% Bariumfluorid, bezogen auf das Gesamtgewicht der Calcium- fluorid-Bariumfluorid-Mischung, umfasst.

Weiterhin kann die Zusammensetzung mindestens eine, insbesondere organische, Bindemittelkomponente umfassen. Mit Hilfe der Bindemittelkomponente kann die Zusammensetzung in eine granulierte Form überführt werden. Granulate können gegenüber Pulvern, Vorteile bei der Herstellung, insbesondere beim Pressen, des Schneidelements aufweisen. Herkömmlicherweise wird die Bindemittelkomponente bei der weiteren Prozessierung während der Herstellung des Schneidelements zersetzt, so dass das fertige Schneidelement die Bindemittel- komponente nicht mehr oder nur noch in Spuren aufweist. Die Matrixkomponente kann in der Zusammensetzung als Pulver oder als Granulat, insbesondere in Kombination mit der Bindemittelkomponente und/oder der Schmiermittelkomponente und/oder der Schleifmittelkomponente, vorliegen. Zum Beispiel kann die Matrixkomponente in der Zusammensetzung in Form eines Pul- vers oder Granulats aus im Wesentlichen sphärischen Strukturen vorliegen.

Die Matrixkomponente kann sowohl eine anorganische Matrixkomponente als auch eine organische Matrixkomponente, beispielsweise auf der Polymerbasis, sein. Kohlenstoffverbindungen, welche keine Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindung aufweisen, insbesondere Carbide und Kohlenstoffmodifikationen, wie Graphit,

Graphen, Kohlenstoffnanoröhren, können im Sinn der vorliegenden Erfindung als anorganisch verstanden werden.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist die Matrixkomponente eine anor- ganische Matrixkomponente. Insbesondere kann die Matrixkomponente ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Metall-Legierungen/- vorlegierungen (Englisch: pre-alloy)/-mischungen, anorganischen Verbindungen, und Mischungen davon. Schneidelemente mit einer anorganischen Matrixkomponente können - verglichen mit Schneidelementen mit einer organischen Mat- rixkomponente - vorteilhafterweise eine längere Lebensdauer aufweisen.

Im Fall von anorganischen Matrixkomponenten ist die Schmiermittelkomponente vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus anorganischen Schmiermitteln, wie Nitriden, Sulfiden, Fluoriden, Sulfaten, Oxiden, Carbiden, lo- diden und/oder Boraten von Bor (h-BN), Wolfram, Molybdän, Calcium, Barium,

Magnesium, Strontium, Cäsium, Natrium, Kalium, Titan, Silicium, Cer, Silber und/oder Mangan, Kohlenstoffmodifikationen, wie Graphit, Graphen und/oder Kohlenstoffnanoröhren, und Mischungen davon. Anorganische Schmiermittel haben sich in Kombination mit anorganischen Matrixmaterialien als vorteilhaft er- wiesen, da diese unter den Verarbeitungsbedingungen für anorganische Matrixmaterialien eine höhere Beständigkeit aufweisen.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist die Matrixkomponente ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus metallischem Kupfer, Zinn, Eisen, Cobalt, Nickel, Titan, Chrom, Wolfram und/oder Mangan, Metalllegierun- gen/vorlegierungen/mischungen von Kupfer, Zinn, insbesondere Bronze, Eisen, Cobalt, Nickel, Titan, Chrom, Wolfram und/oder Mangan, anorganischen Verbindungen von Titan, Chrom, Wolfram und/oder Mangan und Mischungen davon. Zum Beispiel kann die Zusammensetzung, bezogen auf das Gesamtgewicht der Matrixkomponenten, > 28 Gew.-% bis < 75 Gew.-%, beispielsweise > 28 Gew.-% bis < 72 Gew.-%, einer ersten Matrixkomponente umfassen, welche ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus metallischem Kupfer, Zinn, insbesondere Bronze, Eisen, Cobalt und/oder Nickel, Metalllegierun- gen/vorlegierungen/mischungen von Kupfer, Zinn, insbesondere Bronze, Eisen, Cobalt und/oder Nickel, und Mischungen davon. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Zusammensetzung, bezogen auf das Gesamtgewicht der Matrixkomponenten, > 2 Gew.-% bis < 20 Gew.-%, beispielsweise > 2,8 Gew.-% bis < 18 Gew.-%, einer zweiten Matrixkomponente umfassen, welche ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus anorganischen Verbindungen von Titan, Chrom, Wolfram und/oder Mangan und Mischungen davon.

Die Schleifmittelkomponente kann in der Zusammensetzung ebenfalls als Pulver oder Granulat, insbesondere in Kombination mit der Bindemittelkomponente und/oder der Matrixkomponente und/oder der Schmiermittelkomponente, vorliegen. Zum Beispiel kann die Schleifmittelkomponente in der Zusammensetzung in Form eines Pulvers oder Granulats aus im Wesentlichen sphärischen Strukturen vorliegen.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist die Schleifmittelkomponente ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Diamant, kubischem Bornitrid (c-BN), Wolframcarbid, Titancarbid, Titannitrid, Siliciumcarbid und Mischungen davon, wie Titanwolframcarbide (Ti _x W _y C _z ) oder Titancarbidnitride (TiC _a N ), insbesondere Diamant (synthetischem oder natürlichem).

Die Zusammensetzung kann beispielsweise

- > 30 Gew.-% bis < 95 Gew.-%, beispielsweise > 30 Gew.-% bis < 90 Gew.-%, an Matrixkomponenten, und/oder

- > 2 Gew.-% bis < 20 Gew.-%, beispielsweise > 3 Gew.-% bis < 15 Gew.-%, an Schleifmittelkomponenten, und/oder

- > 1 Gew.-% bis < 30 Gew.-%, beispielsweise > 2 Gew.-% bis < 20 Gew.-%, an Schmiermittelkomponenten, und/oder - > 1 Gew.-% bis < 30 Gew.-%, beispielsweise > 2 Gew.-% bis < 20 Gew.-%, an Haftvermittlern,

- > 0 Gew.-% bis < 10 Gew.-%, beispielsweise > 0, 1 Gew.-% bis < 5 Gew.-%, an Bindemittelkomponenten,

bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, umfassen. Dabei können die Gewichtsprozentwerte der Matrixkomponenten und/oder Schleifmittelkomponenten und/oder Schmiermittelkomponenten und/oder der Haftvermittler und/oder der Bindemittelkomponenten insbesondere in Summe

100 Gewichtsprozent ergeben.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung

- > 30 Gew.-% bis < 95 Gew.-%, beispielsweise > 30 Gew.-% bis < 90 Gew.-%, an Matrixkomponenten,

- > 2 Gew.-% bis < 20 Gew.-%, beispielsweise > 3 Gew.-% bis < 15 Gew.-%, an Schleifmittelkomponenten,

- > 1 Gew.-% bis < 30 Gew.-%, beispielsweise > 2 Gew.-% bis < 20 Gew.-%, an Schmiermittelkomponenten, und

- > 1 Gew.-% bis < 30 Gew.-%, beispielsweise > 2 Gew.-% bis < 20 Gew.-%, an Haftvermittlern,

bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Insbesondere kann die Zusammensetzung aus diesen Komponenten zumindest im Wesentlichen bestehen. Dabei können die Gewichtsprozentwerte der Matrixkomponenten, Schleifmittelkomponenten, Schmiermittelkomponenten und der Haftvermittler insbesondere in Summe 100 Gewichtsprozent ergeben. Eine derartige Zusammensetzung hat sich für Schneidelemente mit Haftvermittler beschichteten Schmiermittelstrukturen als vorteilhaft erwiesen.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidelements oder eines Spanwerkzeugs, insbesondere eines erfindungsgemäßen Scheidelements oder Spanwerkzeugs, wobei eine erfindungsgemäße Zusammensetzung verfestigt wird. Das Verfestigen kann insbesondere durch Kaltverfestigen und/oder Warm verfestigen, insbesondere Kalt- und/oder Heißpressen, erfolgen. Das Verfestigen der Zusammensetzung kann dabei direkt auf einem Trägerkörper, beispielsweise einem metallischen oder keramischen Trägerkörper, zum Beispiel einem Trägerkörper aus Stahl, des herzustellenden Spanwerkzeugs erfolgen. So kann das Schneidelement in einem Verfahrensschritt hergestellt und mit dem Trägerkörper verbunden werden. Insbesondere kann dies mittels Kaltverfestigen erfolgen.

Es ist jedoch ebenso möglich zuerst das Schneidelement, beispielsweise durch Warmverfestigen, herzustellen, und gegebenenfalls, beispielsweise unter Atmosphärendruck, zu Sintern. Danach kann das Schneidelement mit dem Trägerkörper verbunden werden. Im Rahmen einer Ausgestaltung umfasst das Verfahren daher nach dem Verfahrensschritt des Verfestigens den Verfahrensschritt des Sinterns der verfestigten Zusammensetzung.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidelements oder Spanwerkzeugs, umfassend die Verfahrensschritte

- Verfestigen, insbesondere Kaltverfestigen und/oder Warmverfestigen, beispielsweise Kalt- und/oder Heißpressen, einer Zusammensetzung, beispielsweise einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung, umfassend

mindestens eine, beispielsweise vorstehend beschriebene, Matrixkomponente zum Erzeugen einer Matrix,

mindestens eine, beispielsweise vorstehend beschriebene, Schleifmittelkomponente, und

mindestens eine Hohlraumbildungskomponente zum Erzeugen von Hohlräumen,

- Entfernen der Hohlraumbildungskomponenten, und

- Füllen der erzeugten Hohlräume mit mindestens einer, beispielsweise vorstehend beschriebenen, Schmiermittelkomponente.

In der Zusammensetzung können dabei, insbesondere feste, Schmiermittel strukturen enthalten sein.

Die Hohlraumbildungskomponente kann beispielsweise ein Treibgas sein. In die sem Fall kann das Verfestigen und Entfernen im Wesentlichen gleichzeitig erfol gen. Die Hohlraumbildungskomponente kann jedoch auch ein Material sein, welches bei den Verfestigungsbedingungen zumindest im Wesentlichen stabil ist (und als Platzhalter fungiert) und welches im nachfolgenden Verfahrensschritt des Entfernens in einen anderen Aggregatzustand, beispielsweise flüssig (schmelzen) oder gasförmig, überführt oder zersetzt wird. Beispielsweise kann die Hohlraumbildungskomponente ein Polymer, zum Beispiel Polyethylen oder Polypropylen, sein, welches durch thermische Zersetzung entfernt wird.

Insbesondere können Hohlräume wie Kanälen und/oder Poren, beispielsweise ein Kanal- und/oder Porennetzwerks, zum Beispiel ein offenporiges Kanal- und/oder Porennetzwerk, erzeugt werden.

Das Füllen der erzeugten Hohlräume erfolgt vorzugsweise durch ein Infiltrationsverfahren. Beispielsweise können die Hohlräume, insbesondere ein offenporiges Kanal- und/oder Porennetzwerk, insbesondere im resultierenden Matrix- Schleifpartikel-Verbund, mit einer pastösen oder flüssigen Schmiermittelkomponente, insbesondere einer Schmiermittelschmelze, beispielsweise auf der Basis eines Öls, Fetts, Wachs, Metalls oder einer Metalllegierung teilweise oder vollständig infiltriert und/oder gefüllt werden. Nach der Infiltration kann sich ein als Schmelze infiltriertes Schmiermittel in den Hohlräumen verfestigen.

Stab-, gitter-, netzwerk- und/oder plättchenförmigen Strukturen können beispielsweise dadurch realisiert werden, dass in der Matrix ein oder mehrere Kanäle und/oder Poren ausgebildet sind, welche teilweise oder vollständig mit der Schmiermittelkomponente gefüllt sind. Auf diese Weise kann ein Schneidelement mit einer oder mehreren stabförmige, gitterförmige und/oder netzwerkförmige Schmiermittelstruktur hergestellt werden.

Ein Schneidelement mit einer oder mehreren stabförmigen Schmiermittelstruktu- ren kann alternativ dazu dadurch hergestellt werden, dass eine stabförmige Hohlraumausbildungskomponente eingesetzt wird und in den resultierenden stabförmigen Hohlraum beziehungsweise Kanal die stabförmige Schmiermittelstruktur eingeschoben wird. Das Verfestigen der Zusammensetzung kann direkt auf einem Trägerkörper, beispielsweise einem metallischen oder keramischen Trägerkörper, zum Beispiel einem Trägerkörper aus Stahl, des herzustellenden Spanwerkzeugs erfolgen. So kann das Schneidelement in einem Verfahrensschritt hergestellt und mit dem Trägerkörper verbunden werden. Insbesondere kann dies mittels Kaltverfestigen erfolgen.

Es ist jedoch ebenso möglich zuerst das Schneidelement, beispielsweise durch Warmverfestigen, herzustellen, und gegebenenfalls, beispielsweise unter Atmosphärendruck, zu Sintern. Danach kann das Schneidelement mit dem Trägerkörper verbunden werden. Im Rahmen einer Ausgestaltung umfasst das Verfahren daher den Verfahrensschritt des Sinterns der verfestigten Zusammensetzung.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Schneidelements oder Spanwerkzeugs, umfassend die Verfahrensschritte

- Bereitstellen eines ersten Bereichs aus einer Zusammensetzung, beispielsweise einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung, welche

mindestens eine, beispielsweise vorstehend beschriebene, Matrixkomponente zum Erzeugen einer Matrix und

- mindestens eine, beispielsweise vorstehend beschriebene, Schleifmittelkomponente,

umfasst,

- Aufbringen von einer oder mehreren, beispielsweise stabförmigen, plättchen- förmigen oder gitterförmigen, Schmiermittelstrukturen, beispielsweise aus ei- ner oder mehreren der vorstehend beschriebenen Schmiermittelkomponenten, auf den ersten Bereich;

- Aufbringen eines zweiten Bereichs aus einer Zusammensetzung, beispielweise einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung, welche

mindestens eine, beispielsweise vorstehend beschriebene, Matrixkompo- nente zum Erzeugen einer Matrix und

mindestens eine, beispielsweise vorstehend beschriebene, Schleifmittelkomponente

umfasst, auf den ersten Bereich und die darauf aufgebrachten Schmiermittelstrukturen,

- Verfestigen, insbesondere Kaltverfestigen und/oder Warmverfestigen, beispielsweise Kalt- und/oder Heißpressen, der Anordnung. So können die Schmiermittelstrukturen sandwichartig in die Schleifpartikel aufweisende Matrix eingebracht werden.

In den Zusammensetzungen können dabei, insbesondere feste, Schmiermittelstrukturen enthalten sein.

Während oder nach den einzelnen Bereitstellungs- beziehungsweise Aufbringungsverfahrensschritten kann das Verfahren Zwischenschritte aufweisen, in denen die zu diesem Zeitpunkt vorliegende Anordnung, beispielsweise durch Kaltverfestigen und/oder Warm verfestigen, insbesondere Kalt- und/oder Heißpressen, teilweise verfestigt wird.

Auf diese Weise können vorteilhafterweise feste Schmiermittelstrukturen direkt in die Schleifpartikel aufweisende Matrix eingebracht und positioniert werden. Das Positionieren der Hohlraumausbildungskomponente in dem zuvor erläuterten Verfahren kann analog erfolgen.

Auch im Rahmen dieses Verfahrens kann das Verfestigen der Zusammensetzung direkt auf einem Trägerkörper, beispielsweise einem metallischen oder keramischen Trägerkörper, zum Beispiel einem Trägerkörper aus Stahl, des herzustellenden Spanwerkzeugs erfolgen. Auf diese Weise kann das Schneidelement in einem Verfahrensschritt hergestellt und mit dem Trägerkörper verbunden werden. Insbesondere kann dies mittels Kaltverfestigen erfolgen.

Es ist jedoch auch im Rahmen dieses Verfahrens ebenso möglich zuerst das Schneidelement, beispielsweise durch Warm verfestigen, herzustellen, und gegebenenfalls, beispielsweise unter Atmosphärendruck, zu Sintern. Danach kann das Schneidelement mit dem Trägerkörper verbunden werden. Im Rahmen einer Ausgestaltung umfasst das Verfahren daher den Verfahrensschritt des Sinterns der verfestigten Zusammensetzung.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Schneidelement aus einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Das Scheidelement kann beispielsweise durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt sein. Unter einem Schneidelement kann im Sinn der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Element eines Spanwerkzeugs, wie eines Sägeblatts, einer Trennscheibe, eines Bohrers, eines Senkers, einer Fräse, einer Ahle, eines Meißels, einer Schleifscheibe, eines Schleiftellers, eines Schleifklotzes, eines Schleifbandes, einer Schleifwalze, einer Feile, einer Raspel, einer Reibe oder eines Hobels, verstanden werden, welches zum Spanen des Werkstücks vorgesehen ist.

Im Rahmen einer Ausführungsform ist das Schneidelement ein Schneidsegment, ein Schneidrand, beispielsweise ein geschlossener/ebener Schneidrand oder ein strukturierter Schneidrand, so genannter Turbo-Schneidrand, eine Schneidlippe, beispielsweise eines Bohrers, eine Schneidspitze, oder ein Schneidbelag.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Spanwerkzeug, welches mindestens ein erfindungsgemäßes Schneidelement umfasst. Beispielsweise kann das Spanwerkzeug durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt sein.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weist das Spanwerkzeug einen Trägerkörper auf, mit welchem das mindestens eine Schneidelement verbunden ist.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das Spanwerkzeug ein Sägeblatt, eine Trennscheibe, ein Bohrer, ein Senker, eine Fräse, eine Ahle, ein Meißel, eine Schleifscheibe, ein Schleifteller, ein Schleifklotz, ein Schleifband, eine Schleifwalze, eine Feile, eine Raspel, eine Reibe oder ein Hobel.

Zeichnungen und Beispiele

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Schneidelement, in dessen Matrix Schleifmittelpartikel und sphärische Schmiermittelstrukturen eingebunden sind;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch ein Schneidelement, in dessen Matrix Schleifmittelpartikel und sphärische Schmiermittelstrukturen mit einer Haftvermittlungsbeschichtung eingebunden sind;

Fig. 3a einen schematischen Querschnitt durch ein Schneidelement, in dessen Matrix Schleifmittelpartikel und stabförmige Schmiermittelstrukturen eingebunden sind;

Fig. 3b eine schematische Draufsicht auf die Schneidfläche des in Fig. 3a gezeigten Schneidelements;

Fig. 4a einen schematischen Querschnitt durch ein Schneidelement, in dessen Schleifpartikel umfassende Matrix eine unregelmäßige, netzwerkförmige Schmiermittelstruktur eingebunden ist,

Fig. 4b eine schematische Draufsicht auf die Schneidfläche des in Fig. 4a gezeigten Schneidelements;

Fig. 5a einen schematischen Querschnitt durch ein Schneidelement, in dessen Schleifpartikel umfassende Matrix eine regelmäßige, netzwerkförmige Schmiermittelstruktur eingebunden ist;

Fig. 5b eine schematische Draufsicht auf die Schneidfläche des in Fig. 5a gezeigten Schneidelements; und

Fig. 6 einen schematischen Querschnitt durch ein Schneidelement, in dessen Matrix Schleifmittelpartikel und plättchenförmige, Perforationen aufweisende Schmiermittelstrukturen eingebunden sind;

Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf eine Trennscheibe mit erfindungsgemäßen Schneidsegmenten;

Fig. 8a eine schematische perspektivische Ansicht eines Hohlbohrers mit einer erfindungsgemäßen Scheidlippe;

Fig. 8b eine schematische Draufsicht auf die Schneidfläche der Schneidlippe des in Fig. 8a gezeigten Bohrers;

Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf eine Trennscheiben mit einem erfindungsgemäßen geschlossenen/ebenen Schneidrand;

Fig. 10 eine schematische Draufsicht auf eine Trennscheiben mit einem erfindungsgemäßen Turbo-Schneidrand;

Fig. 1 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Trennscheibe mit einem erfindungsgemäßen Turbo-Schneidrand; und Fig. 12 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Hohlbohrers mit einer Beschichtung aus einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung.

Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform ei- nes Schneidelements 1 1. Die geschwungenen Begrenzungslinien veranschaulichen, dass es sich hierbei sowohl um ein, in Fig. 7 gezeigtes Schneidsegment als auch um einen, in Fig. 9, 10, 1 1 oder 12 gezeigten Schneidrand eines Spanwerkzeugs, wie einer eine Trennscheibe, handeln kann. Dabei kann das Scheidelement 1 1 eine gestreckte, bogenartig gekrümmte Form aufweisen, deren Krümmung im Wesentlichen zum zirkulären Umfang des Spanwerkzeugs beziehungsweise des Trägerkörpers des Spanwerkzeugs korrespondiert. Figur 1 zeigt, dass eine Fläche des Scheidelements, die so genannte Schneidfläche, S zum Schneiden des zu bearbeitenden Werkstücks vorgesehen ist. Gegenüberliegend zur Scheidfläche S weist das Scheidelement 1 1 eine Befestigungsseite auf mit welcher es an einem Trägerkörper 12 eines Spanwerkzeugs befestigbar ist.

Figur 1 veranschaulicht, dass das Schneidelement 1 1 eine Matrix 1 umfasst, in die Schleifpartikel 2 und Schmiermittelstrukturen 3 eingebunden sind. Im Rahmen der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform sind die Schmiermittelstrukturen 3 im Wesentlichen sphärisch ausgebildet.

Die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform eines Schneidelements 1 1 unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform, dass die Schmiermittelstrukturen 3 jeweils eine Haftvermittlerbeschichtung 4 aufweisen. Durch die Haftvermittlerbeschichtung kann insbesondere die Anbin- dung beziehungsweise Einbindung der Schmiermittelstrukturen 3 in die Matrix 1 verbessert werden. So kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass die Schmiermittelstrukturen 3 beim Betrieb aus der Matrix 1 herausgerissen werden.

Die in den Figuren 3a und 3b gezeigte Ausführungsform eines Schneidelements 1 1 unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der in Figur 1 und 2 gezeigten Ausführungsform, dass die Schmiermittelstrukturen 3 stabförmig ausgebildet sind. Dabei bildet jeweils ein Bereich einer stabförmigen Schmiermittelstruktur 3 einen Abschnitt der Schneidfläche S des Schneidelements 1 1 aus, wobei ein anderer Bereich derselben stabförmigen Schmiermittelstruktur 3 in die Matrix 1 ein- gebunden ist. Insbesondere erstrecken sich dabei die stabförmigen Schmiermittelstrukturen 3 von der Befestigungsseite des Schneidelements 1 1 in Richtung auf die Schneidfläche S des Schneidelements 1 1. Dabei sind die stabförmigen Schmiermittelstrukturen 3 derart ausgerichtet, dass ihre Hauptachse die Schneidfläche S des Schneidelements 11 schneidet. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise eine kontinuierliche Bereitstellung von Schmiermittel während des Abtrags der Schneidfläche S des Scheidelements 1 1 gewährleistet werden.

Die in den Figuren 4a und 4b gezeigte Ausführungsform eines Schneidelements 11 unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der in den Figuren 3a und 3b gezeigten Ausführungsform, dass das Schneidelement 1 1 eine unregelmäßige, netzwerkförmige Schmiermittelstruktur 3 umfasst, welche in Form eines, in der Matrix 1 ausgebildeten, Schmiermittel 3 gefüllten Kanal- und/oder Porennetzwerks ausgebildet ist.

Die in den Figuren 5a und 5b gezeigte Ausführungsform eines Schneidelements 11 unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der in den Figuren 4a und 4b gezeigten Ausführungsform, dass das Schneidelement 1 1 eine regelmäßige, netzwerkförmige Schmiermittelstruktur 3 umfasst, welche in Form eines, in der Matrix 1 ausgebildeten, Schmiermittel 3 gefüllten Kanal- und/oder Porennetzwerks ausgebildet ist.

Die in den Figuren 6a und 6b gezeigte Ausführungsform eines Schneidelements 1 1 unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der in den Figuren 1 bis 5b gezeigten Ausführungsformen, dass das Schneidelement 11 plättchenförmige Schmiermittelstrukturen 3 umfasst, welche jeweils mehrere Perforationen 5 aufweisen. Durch diese Perforationen 5 können die Matrixbereiche 1 , welche jeweils an gegenüberliegende Seiten der plättchenförmigen Schmiermittelstruktur 3 angrenzen miteinander verbunden sein und so vorteilhafterweise die Festigkeit des Schneidelements 11 erhöhen.

Figur 7 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Trennscheibe, welche einen scheibenförmigen Trägerkörper 12 aufweist, mit dem acht erfindungsgemäße Schneidelemente 1 1 in Form von Schneidsegmente verbunden sind. Die Figuren 8a und 8b zeigen einen Hohlbohrer, der einen im Wesentlichen zylindrischen Trägerkörper 12 und ein, mit dem Trägerkörper 12 verbundenes, erfindungsgemäßes Schneidelement 1 1 in Form einer Schneidlippe aufweist. Figur 9 zeigt eine Trennscheibe, welche ebenfalls einen scheibenförmigen Trägerkörper 12 und ein mit dem Trägerkörper 12 verbundenes, erfindungsgemäßes Schneidelement 12 in Form eines geschlossenen beziehungsweise ebenen Schneidrands aufweist. Die Figuren 10 und 1 1 zeigen Trennscheiben, welche ebenfalls einen scheibenförmigen Trägerkörper 12 und ein mit dem Trägerkörper 12 verbundenes, erfindungsgemäßes Schneidelement 12 in Form eines strukturierten Schneidrand, eines so genannter Turbo-Schneidrands, aufweisen. Figur 1 1 veranschaulicht, dass das Schneidelement 12 durch ein Kalt- und/oder Warmverfestigungsverfah- ren, insbesondere Kalt- und/oder Heißpressen, mit zahnartigen Strukturen, welche umfänglich am scheibenförmigen Trägerkörper 12 ausgebildet sind, verbunden ist.

Figur 12 zeigt einen Hohlbohrer, der einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Trägerkörper 12 aufweist. Figur 12 veranschaulicht, dass ein Öffnungsbereich des hohlzylinderförmigen Trägerkörpers 12 mit einer Beschichtung aus einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung versehen ist, welche eine Matrixkomponente, eine Schleifmittelkomponente und eine, gegebenenfalls Haftvermittler beschichtete Schmiermittelkomponente umfasst.

Beispiele:

Beispiel 1 : sphärische Graphitpartikel als Schmiermittelkomponente

2,32 kg Eisen, 0,40 kg Nickel, 0,80 kg Bronze(CuSn 80/20) und 0,48 kg Wolf- ramcarbid wurden, jeweils als Pulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von etwa 30 μηι, in einem Turbula® Mischer der Firma WAB zusammen gegeben und 4 Stunden lang mit 72 rpm unter Verwendung von Wolframcarbid-Cobalt- Kugeln mit einem Durchmesser von 6,3 mm trocken gemischt. Die resultierende Matrixkomponente wurde in einen ersten Teil von 3,936 kg und einen zweiten Teil von 0,064 kg aufgeteilt.

Zu dem ersten Matrixkomponententeil (3,936 kg) wurde eine Bindemittellösung (20 g Mowital® B 30H gelöst in 500 ml Isopropanol) zugegeben und die Mischung unter Ausbildung eines Granulats mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von etwa 0,8 mm gemischt. Danach wurde das resultierende Matrixkomponenten-Granulat bei 100 °C getrocknet. Getrennt davon wurden 0,064 kg Diamant-Pulver (40/50 Mesh) mit dem zweiten

Matrixkomponententeil (0,064 kg) zunächst trocken gemischt. Anschließend wurde eine Bindemittellösung (0,64 g Mowital® B 30H gelöst in 100 ml Isopropanol) zugegeben und die Mischung unter Ausbildung eines Granulats mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von etwa 0,8 mm gemischt. Danach wurde das resul- tierende Schleifmittel/Matrixkomponenten-Granulat bei 100 °C getrocknet.

Danach wurden 2 kg Matrixkomponenten-Granulat mit 128 g Schleifmittel/Matrixkomponenten-Granulat und 107 g Graphitpulver (40/140 Mesh) zur Herstellung einer Schmiermittel/Schleifmittel/Matrixkomponenten-Mischung 15 Minuten lang mit einem Turbula® Mischer mit 34 rpm gemischt.

Anschließend wurden Schneidsegmentformen jeweils derart teilweise mit 1 ,41 g Matrixkomponenten-Granulat und teilweise mit 2,46 g Schmiermittel/Schleifmittel/Matrixkomponenten-Mischung gefüllt, dass der mit dem Matrix- komponenten-Granulat gefüllte Bereich später als Befestigungsbasis für das herzustellende Schneidsegment dienen kann.

Durch Kaltpressen mit einem Gewicht von 4800 kg (200 MPa) und einer Pressdauer von 6 s wurden auf diese Weise 16 Schneidsegment-Grünkörper herge- stellt.

Die Schneidsegment-Grünkörper wurden dann in Graphitformen entsprechend dem folgenden Programm heißverpresst und mit einem Trennscheiben- Trägerkörper aus Stahl verschweißt.

Druck StarttemEndtemZeit [s]

[kg/cm ² ] peratur [°C] peratur [°C] 1. Aufheizphase 75 RT (-20) 400 60

Bindemittelentfernungsphase 75 400 400 180

2. Aufheizphase 75 400 850 60

Sinterphase 325 850 850 180

Abkühlphase 325 850 550 120

Beispiel 2: sphärische Partikel aus hexagonalem Bornitrid (hBN) als Schmiermittelkomponente

Eine weitere Trennscheibe wurde analog zu Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch anstelle des Graphitpulvers ein Pulver aus hexagonalem Bornitrid eingesetzt wurde.

Beispiel 3: sphärische, mit Nickel beschichtete Graphitpartikel als Schmiermittelkomponente

Eine weitere Trennscheibe wurde analog zu Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch anstelle des Graphitpulvers ein Pulver aus Nickel beschichteten Graphitpartikeln eingesetzt wurde.

Beispiel 4: sphärische, mit Silber beschichtete Partikel aus hexagonalem Bornitrid (hBN) als Schmiermittelkomponente

Eine weitere Trennscheibe wurde analog zu Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch anstelle des Graphitpulvers ein Pulver aus Silber beschichteten Partikeln aus hexagonalem Bornitrid eingesetzt wurde.

Beispiel 5: Graphitstäbchen als zusätzliche Schmiermittelkomponente

Ein Matrixkomponenten-Granulat und eine Schmiermittel/Schleifmittel/Matrixkomponenten-Mischung wurden entsprechend Beispiel 1 hergestellt. Anschließend wurden die Schneidsegmentformen jeweils derart teilweise mit 0,71 g Matrixkomponenten-Granulat und teilweise mit 1 ,23 g Schmiermittel/Schleifmittel/Matrixkomponenten-Mischung gefüllt, dass der mit dem Matrixkomponenten-Granulat gefüllte Bereich später als Befestigungsbasis für das herzustellende Schneidsegment dienen kann. Durch Kaltpressen mit einem Gewicht von 1200 kg (50 MPa) und einer Pressdauer von 3 s wurde eine Schicht vorge- presst. Auf die vorgepresste Schicht wurden 13 g Graphit-Stäbe mit einer durchschnittlichen Länge von 6 mm und einem durchschnittlichen Durchmesser von 1 mm aufgelegt und die Anordnung erneut mit einem Gewicht von 100 kg (~4 MPa) und einer Pressdauer von 3 s kaltgepresst. Anschließend wurden wei- tere 0,71 g Matrixkomponenten-Granulat und 1 ,23 g Schmiermittel/Schleifmittel/Matrixkomponenten-Mischung derart in die Schneidsegmentformen eingefüllt, dass der mit dem Matrixkomponenten-Granulat gefüllte Bereich später als Befestigungsbasis für das herzustellende Schneidsegment dienen kann. Die Anordnung wurde anschließend zuerst mit einem Gewicht von 1200 kg (50 MPa) und einer Pressdauer von 3 s, dann mit einem Gewicht von 4800 kg

(200 MPa) und einer Pressdauer von 6 s kaltgepresst. Die resultierenden Schneidsegment-Grünkörper wurden dann in Graphitformen entsprechend dem bereits erläuterten Programm heißverpresst und mit einem Trennscheiben- Trägerkörper aus Stahl verschweißt.

Beispiel 6: Graphitplättchen als zusätzliche Schmiermittelkomponente

Eine weitere Trennscheibe wurde analog zu Beispiel 5 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Graphitstäbchen Graphitplättchen mit einer durchschnittlichen Flä- che von 5 mm x 10 mm und einer durchschnittlichen Dicke von 0,2 mm verwendet wurden.

Beispiel 7: Netzwerkförmige Strukturen als Schmiermittelkomponente Eine weitere Trennscheibe wurde analog zu Beispiel 5 und 6 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Graphitstäbchen beziehungsweise -plättchen ein Polyethylen- Sieb verwendet wurde, welches sich während des Heißpressens zersetzte. Die resultierenden Hohlräume wurden anschließend mit dem unter dem Markennamen Molykote® erhältlichen Schmiermittel infiltriert.

Beispiel 8: Graphitstäbchen als Schmiermittelkomponente

Ein Matrixkomponenten-Granulat wurde entsprechend Beispiel 1 hergestellt. Die Schneidsegmentformen wurden jeweils mit 2 g Matrixkomponenten-Granulat ge- füllt. Durch Kaltpressen mit einem Gewicht von 1200 kg (50 MPa) und einer

Pressdauer von 3 s wurde eine Schicht vorgepresst. Auf die vorgepresste Schicht wurden 13 g Graphit-Stäbe mit einer durchschnittlichen Länge von 6 mm und einem durchschnittlichen Durchmesser von 1 mm aufgelegt und die Anordnung erneut mit einem Gewicht von 100 kg (~4 MPa) und einer Pressdauer von 3 s kaltgepresst. Anschließend wurden weitere 2 g Matrixkomponenten-Granulat in die Schneidsegmentformen eingefüllt. Die Anordnung wurde anschließend zuerst mit einem Gewicht von 1200 kg (50 MPa) und einer Pressdauer von 3 s, dann mit einem Gewicht von 4800 kg (200 MPa) und einer Pressdauer von 6 s kaltgepresst. Die resultierenden Schneidsegment-Grünkörper wurden dann in Graphitformen entsprechend dem bereits erläuterten Programm heißverpresst und mit einem Trennscheiben-Trägerkörper aus Stahl verschweißt.

Beispiel 9: Graphitplättchen als Schmiermittelkomponente

Eine weitere Trennscheibe wurde analog zu Beispiel 8 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Graphitstäbchen Graphitplättchen mit einer durchschnittlichen Fläche von 5 mm x 10 mm und einer durchschnittlichen Dicke von 0,2 mm verwendet wurden.

Beispiel 10: Netzwerkförmige Strukturen als Schmiermittelkomponente

Eine weitere Trennscheibe wurde analog zu Beispiel 8 und 9 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Graphitstäbchen beziehungsweise -plättchen ein Polyethylen- Sieb verwendet wurde, welches sich während des Heißpressens zersetzte. Die resultierenden Hohlräume wurden anschließend mit dem unter dem Markennamen Molykote® erhältlichen Schmiermittel infiltriert.

Schnittversuche mit den auf diese Weise hergestellten Trennscheiben zeigten, dass die Trennscheiben einen geringen Geräuschpegel und eine geringe Erhitzung aufweisen.