Beschreibung Titel

Schneidelement mit integriertem Schmiermittel

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneidelement, ein Spanwerkzeug und 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 Schieifmittelpartikeln kann beispielsweise die Schneidgeschwindigkeit erhöht werden. Dies geht jedoch auf Kosten der Lebensdauer des Werkzeugs. Andersherum kann durch ein großes Volumen an kleinen Schieifmittelpartikeln kann die Lebensdauer des Werkzeugs auf Kosten der Scheidgeschwindigkeit erhöht werden.

Offenbarung der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Schneidelement, insbesondere für ein Spanwerkzeug, welches eine Matrix, Schleifpartikel und eine oder mehrere Schmiermittelstrukturen umfasst. Die Schleifpartikel und die Schmiermittel- struktur/en können dabei insbesondere zumindest teilweise in die Matrix eingebunden sein.

Durch das Schmiermittel kann vorteilhafterweise die Reibung reduziert werden. So kann wiederum die Effektivität des Schneidelements beziehungsweise Span Werkzeugs 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.

Das Scheidelement kann beispielsweise ein Schneidelement für ein später erläutertes, erfindungsgemäßes Spanwerkzeug und zum Beispiel durch ein später erläutertes, 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.

Beispielsweise kann 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 sein. Insbesondere kann das Schneidelement ein Schneidsegment, ein Schneidrand oder eine Schneidlippe sein.

Grundsätzlich können die Schmiermittelstrukturen in einer Vielzahl unterschiedlicher Formen ausgebildet sein. Insbesondere können die Schmiermittelstrukturen zumindest teilweise oder vollständig ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus, insbesondere festen, sphärischen Schmiermittelstrukturen, stabförmigen Schmiermittelstrukturen, plättchenförmigen Schmiermittelstrukturen, gitterförmi- gen Schmiermittelstrukturen und/oder netzwerkförmigen Schmiermittelstrukturen und Mischungen davon.

Unter sphärischen Schmiermittelstrukturen können insbesondere Strukturen, welche in alle Raumrichtungen eine im Wesentlichen gleich große Ausdehnung aufweisen, zum Beispiel im Wesentlichen kugelförmige Strukturen, verstanden werden. Die sphärischen Schmiermittelstrukturen können beispielsweise eine durchschnittliche Partikelgröße in einem Bereich von > 1 μηι bis < 500 μηι, zum Beispiel von > 100 μτη bis < 500 m oder von > 150 μιτι bis < 500 μηι, aufweisen. Unter stabförmigen Schmiermittelstrukturen können insbesondere Strukturen verstanden werden, welche in eine erste Raumrichtung eine größere Ausdehnung aufweisen als in die zweite und dritte Raumrichtung. Als stabförmige Schmiermittelstrukturen können neben zylindrischen Strukturen auch unregelmäßige oder symmetrische, längliche Polyeder verstanden werden. Die stabför- migen Schmiermittelstrukturen 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 Schmiermittelstrukturen können insbesondere Strukturen verstanden werden, welche in zwei Raumrichtungen eine größere Ausdehnung aufweisen als in die dritte Raumrichtung. Die plättchenförmigen Schmiermittelstrukturen 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 Schmiermittelstrukturen 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 durch- schnittliche 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 Schmiermittelstrukturen aus Graphit ausgebildet sein.

Unter gitterförmigen Schmiermittelstrukturen 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 Schmiermittelstrukturen 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.

Unter einer netzwerkartigen Schmiermittelstruktur kann insbesondere eine Struktur aus zwei- oder dreidimensional miteinander verbundenen Schmiermittelberei- chen, ähnlich einem zwei- oder dreidimensionalen Gitter, verstanden werden. Die netzwerkartigen Schmiermittelstrukturen können beispielsweise eine durchschnittliche Länge in einem Bereich von > 5 mm bis < 75 mm, beispielsweise von

> 10 mm bis < 40 mm, und/oder eine durchschnittliche Breite in einem Bereich von > 1 mm bis < 5 mm, beispielsweise von > 2 mm bis < 3 mm, und/oder eine durchschnittliche Tiefe in einem Bereich von > 5 mm bis < 20 mm, beispielsweise von > 10 mm bis < 15 mm, aufweisen und/oder sich durchschnittlich in einem Volumen in einem Bereich von > 25 mm ³ bis 7500 mm ³ , beispielsweise von

> 200 mm ³ bis < 1800 mm ³ , erstrecken. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schmiermittelstruk- tur/en stabförmig, plättchenförmig, gitterförmig oder netzwerkförmig oder eine Mischung derartig geformter Schmiermittelstrukturen. Mit an deren Worten, die Schmiermittelstrukturen können ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus stabförmigen Schmiermittelstrukturen, plättchenförmigen Schmiermittelstruktu- ren, gitterförmigen Schmiermittelstrukturen, netzwerkförmigen Schmiermittelstrukturen und Mischungen davon. Beispielsweise können die Schmiermittel- struktur/en plättchenförmig, gitterförmig oder netzwerkförmig oder eine Mischung derartig geformter Schmiermittelstrukturen sein. Insbesondere können die Schmiermittelstruktur/en in Form von perforierten Plättchen, Gittern oder Netz- werken oder eine Mischung derartiger Formen ausgebildet sein. Derartige Strukturen weisen vorteilhafterweise in eine, zwei oder drei 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 län- geren Zeitraum Schmiermittel auf der Schneidfläche des Scheidelements bereitzustellen. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform bildet mindestens ein Bereich einer Schmiermittelstruktur einen Abschnitt der Schneidfläche des Schneidelements aus. Auf diese Weise kann die Schneidfiäche bereits bei der ersten Inbetrieb- nähme durch die Schmiermittelstruktur geschmiert und so die Reibung reduziert werden.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist ein anderer Bereich derselben Schmiermittelstruktur in die Matrix eingebunden. Dies hat den Vorteil einer be- ständigen Verbindung zwischen der Schmiermittelstruktur und der Matrix, durch welche ein Ablösen der Schmiermittelstruktur beim Schneiden beziehungsweise Spanen verhindert werden kann. Die Verbindung mit der Matrix ist besonders beständig im Fall von stabförmigen, plättchenförmigen, gitterförmigen oder netz- werkförmigen Schmiermittelstrukturen, da ein Großteil der Struktur in die Matrix eingebunden sein kann. Aufgrund der großen Ausdehnung in mindestens eine

Raumrichtung derartig geformter Schmiermittelstrukturen kann vorteilhafterweise auch gewährleistet werden, dass die gleiche Schmiermittelstruktur einen Abschnitt der Schneidfläche des Scheidelements ausbilden kann. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform erstrecken sich die Schmiermittelstrukturen von der Befestigungsseite des Schneidelements in Richtung auf die Schneidfläche des Schneidelements. So kann vorteilhafterweise eine kontinuierliche Bereitstellung von Schmiermittel während des Abtrags der Schneidfläche des Scheidelements gewährleistet werden. Unter der Schneidfläche eines Schneidelements kann dabei insbesondere die zum Schneiden vorgesehene

Fläche des Schneidelements verstanden werden. Unter der Befestigungsseite eines Schneidelements kann dabei insbesondere diejenige Seite verstanden werden mit welcher das Scheidelement mit einem Trägerkörper eines Spanwerkzeugs verbunden oder verbindbar ist.

Insbesondere können die Schmiermittelstrukturen derart ausgerichtet sind, dass eine Hauptachse der Schmiermittelstruktur die Schneidfläche des Schneidelements schneidet. Im Fall einer stabförmigen Struktur kann unter der Hauptachse insbesondere die Längsachse der stabförmigen Struktur verstanden werden. Im Fall einer plättchenförmigen oder gitterförmigen Struktur können diejenigen Ach- sen, welche die größte Fläche der plättchenförmigen beziehungsweise gitterför- migen Struktur aufspannen als Hauptachsen verstanden werden.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Schneidelement eine netzwerkförmige Schmiermittelstruktur, welche in Form eines in der Matrix ausgebildeten, Schmiermittel gefüllten Kanal- und/oder Porennetzwerks ausgebildet ist. Die einzelnen Kanäle und/oder Poren können dabei derart miteinander verbunden sein, dass die daraus gebildete netzwerkförmige Schmiermittelstruktur die Matrix des Schneidelements vollständig durchzieht. Vorzugsweise erstreckt sich dabei zumindest ein Teil der Kanäle beziehungsweise Poren in Richtung auf die Schneidfläche des Schneidelements. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Kanäle beziehungsweise Poren eine Öffnung aufweisen, welche von der Schneidfläche des Schneidelements aus zugänglich ist beziehungsweise in diese mündet. Auf diese Weise kann das Schmiermittel beim Betrieb des Schneidele- ments aus den Kanälen beziehungsweise Poren austreten und vorteilhafterweise die Reibung zwischen der Schneidfläche und dem damit bearbeitete Werkstück verringern. In dieser Ausgestaltung kann das Schmiermittel insbesondere pastös oder flüssig, beispielsweise ein Öl, Fett oder Wachs sein. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Schneidelement eine oder mehrere plättchenförmige Schmiermittelstrukturen, welche jeweils eine oder mehrere Perforationen aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass die Matrixbereiche, welche jeweils an gegenüberliegende Seiten der plättchenförmigen Schmiermittelstruktur angrenzen, durch die Perforationen miteinander verbunden sein kön- nen und so vorteilhafterweise die Festigkeit des herzustellenden Schneidelements erhöht werden kann. Die Perforationen können zum Beispiel 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.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weisen die Schmiermittelstrukturen, beispielsweise einige oder alle, jeweils eine Haftvermittlerbeschichtung auf. Dabei können die Schmiermittelstrukturen teilweise oder vollständig mit der Haft- vermittlerbeschichtung bedeckt sein. Der Haftvermittler kann insbesondere derart ausgewählt sein, dass er die Anbindung beziehungsweise Einbindung der Schmiermittelstrukturen in die Matrix verbessert. So kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass die Schmiermittelstrukturen beim Betrieb aus der Matrix herausgerissen werden. Vorzugsweise ist die Haftvermittlerbeschichtung eine anorganische Haftvermitt- lerbeschichtung. 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, Legierungen/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 können die Schmiermittelstrukturen aus Graphit ausgebildet sein und eine Haftvermittlerbeschichtung aus Nickel aufweisen, oder die Schmiermittelstrukturen können aus hexagonalem Bornitrid ausgebildet sein und eine Haftvermittlerbeschichtung aus Titan- und/oder Silber aufweisen. Die Haftvermittlerbeschichtung kann beispielsweise eine durchschnittliche

Schichtdicke in einem Bereich von > 1 μηι bis < 50 μνη, zum Beispiel von > 1 μιη bis < 20 μηι, aufweisen.

Zum Beispiel kann das Scheidelement sphärische, stabförmige, plättchenförmi- ge, gitterförmige oder netzwerkförmige Schmiermittelstrukturen oder eine Mischung derartig geformter Schmiermittelstrukturen umfassen, welche jeweils eine Haftvermittlerbeschichtung aufweisen.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Schneidelement - > 30 Gew.-% bis < 95 Gew.-%, beispielsweise > 30 Gew.-% bis < 90 Gew.-%,

Matrix, und/oder

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

- > 1 Gew.-% bis < 30 Gew.-%, beispielsweise > 2 Gew.-% bis < 20 Gew.-%, Schmiermittelstrukturen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schneidelements. Insbesondere kann das Scheidelement aus diesen Komponenten bestehen. Dabei können die Gewichtsprozentwerte der Matrix, der Schleifmittelpartikel und der Schmiermittelstrukturen in Summe 100 Gewichtsprozent ergeben.

Insofern die Schmiermittelstrukturen eine Haftvermittlerbeschichtung aufweisen, kann das Schneidelement

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

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

Schleifmittelpartikel, und/oder

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

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

bezogen auf das Gesamtgewicht des Schneidelements, umfassen oder daraus bestehen. Dabei können die Gewichtsprozentwerte der Matrix, der Schleifmittelpartikel, der Schmiermittelstrukturen und der Haftvermittlerbeschichtung in Summe 100 Gewichtsprozent ergeben.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfassen die Schmiermittelstrukturen ein Schmiermittel oder sind daraus ausgebildet, welches ausgewählt ist 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, Strontium, 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, minerali- sehen und/oder synthetischen Fetten) und/oder Wachsen (pflanzlichen, tierischen, mineralischen und/oder synthetischen Wachsen), und Mischungen davon. Zum Beispiel können die Schmiermittelstrukturen ein Schmiermittel umfassen oder daraus ausgebildet sein, welches ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus hexagonalem Bornitrid (h-BN), Kohlenstoffmodifikationen, wie Graphit, Graphen und/oder Kohlenstoffnanoröhren, Wolframsulfid (WS ₂ ), Molybdänsulfid

(MoS ₂ ), Calciumfluorid (CaF ₂ ), Bariumsulfid (BaF ₂ ), Calciumsulfat (CaSÖ ₄ ), Bari- umsulfat (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 Calciumflu- orid-Bariumfluorid-Mischung umfassen, welche zum Beispiel 38 Gew.-% Calciumfluorid und 62 Gew.-% Bariumfluorid, bezogen auf das Gesamtgewicht der Calciumfluorid-Bariumfiuorid-Mischung, umfasst.

Die Matrix kann sowohl eine anorganische Matrix als auch eine organische Mat- rix, zum Beispiel 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. Vorzugsweise ist die Matrix eine anorganische Matrix. Insbesondere kann die

Matrix aus Materialien ausgebildet sein, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Metall-Legierungen/-vorlegierungen (Englisch: pre- alloy)/-mischungen, anorganischen Verbindungen, und Mischungen davon. Schneidelemente mit einer anorganischen Matrix können - verglichen mit Schneidelementen mit einer organischen Matrixkomponente - vorteilhafterweise eine längere Lebensdauer aufweisen.

Im Fall einer anorganischen Matrix umfassen die Schmiermittelstrukturen vorzugsweise ein Schmiermittel, welches ausgewählt ist 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, Strontium, Cäsium, Natrium, Kalium, Titan, Silici- um, Cer, Silber und/oder Mangan, Kohlenstoffmodifikationen, wie Graphit, Graphen und/oder Kohlenstoffnanoröhren, und Mischungen davon.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist die Matrix aus einem Material ausgebildet, welches ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus metallischem Kupfer, Zinn, Eisen, Cobalt, Nickel, Titan, Chrom, Wolfram und/oder Mangan, Metalllegierungen/vorlegierungen/mischungen von Kupfer, Zinn, insbe- sondere Bronze, Eisen, Cobalt, Nickel, Titan, Chrom, Wolfram und/oder Mangan, anorganischen Verbindungen von Titan, Chrom, Wolfram und/oder Mangan. Zum Beispiel kann die Matrix, bezogen auf das Gesamtgewicht der Matrix, > 28 Gew.- % bis < 75 Gew.-%, beispielsweise > 28 Gew.-% bis < 72 Gew.-%, eines Matrixbestandteils umfassen, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus metallischem Kupfer, Zinn, Eisen, Cobalt und/oder Nickel, 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. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Matrix, bezogen auf das Gesamtgewicht der Matrix, > 2 Gew.-% bis < 20 Gew.-%, beispielsweise > 2,8 Gew.-% bis < 18 Gew.-%, eines Matrixbestandteils umfassen, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus anorganischen Verbindungen von Titan, Chrom, Wolfram und/oder Mangan und Mischungen davon.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform sind die Schleifmittelpartikel aus einem oder mehreren Materialien ausgebildet, welche ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Diamant, kubischem Bornitrid (c-BN), Wolframcarbid, Ti- tancarbid, Titannitrid, Siliciumcarbid und Mischungen davon, wie Titanwolfram- carbide (Ti _x W _y C _z ) oder Titancarbidnitride (TiC _a N _B ), insbesondere Diamant (synthetischem oder natürlichem).

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Spanwerkzeug, welches mindestens ein erfindungsgemäßes Schneidelement umfasst. Beispielsweise kann das Spanwerkzeug durch ein später erläutertes erfindungsgemäßes Ver- fahren 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. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schneidelements oder Spanwerkzeugs, umfassend die Verfahrensschritte

- Verfestigen, insbesondere Kaltverfestigen und/oder Warmverfestigen, bei- spielsweise Kalt- und/oder Heißpressen, einer Zusammensetzung, umfassend mindestens eine Matrixkomponente zum Erzeugen einer Matrix,

Schleifmittelpartikel, und

mindestens eine Hohlraumbildungskomponente zum Erzeugen von Hohlräumen,

- Entfernen der Hohlraumbildungskomponenten, und

- Füllen der erzeugten Hohlräume mit mindestens einem Schmiermittel.

Gegebenenfalls können dabei zusätzlich in der Zusammensetzung, insbesondere feste, Schmiermittelstrukturen enthalten sein.

Die Hohlraumbildungskomponente kann beispielsweise ein Treibgas sein. In diesem Fall kann das Verfestigen und Entfernen im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen. 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 offen poriges Kanal- und/oder Poren netz werk, insbesondere im resultierenden Matrix- Schleifpartikel-Verbund, mit einem pastösen oder flüssigen Schmiermittel, insbesondere einer Schmiermittelschmelze, beispielsweise auf der Basis eines Öls, Fetts, Wachs, Metalls oder einer Metalllegierung teilweise oder vollständig infilt- riert und/oder gefüllt werden. Nach der Infiltration kann sich ein als Schmelze infiltriertes Schmiermittel in den Hohlräumen verfestigen.

Die stab-, gitter-, n etzwerk- und/oder plättchenförmigen Strukturen können bei- spielsweise 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 Schmiermittelstrukturen 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 erfindungsgemäßen Schneidelements oder Spanwerkzeugs, umfassend die Verfahrensschritte

- Bereitstellen eines ersten Bereichs aus einer Zusammensetzung, welche

- mindestens eine Matrixkomponente zum Erzeugen einer Matrix und

Schleifmittelpartikel, umfasst

- Aufbringen von einer oder mehreren, beispielsweise stabförmigen, plättchen- förmigen oder gitterförmigen, Schmiermittelstrukturen auf den ersten Bereich;

- Aufbringen eines zweiten Bereichs aus einer Zusammensetzung, welche

- mindestens eine Matrixkomponente zum Erzeugen einer Matrix und

Schleifmittelpartikel

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

- Verfestigen, insbesondere Kaltverfestigen und/oder Warmverfestigen, bei- spielsweise Kalt- und/oder Heißpressen, der Anordnung.

So können die Schmiermittelstrukturen sandwichartig in die Schleifpartikel aufweisende Matrix eingebracht werden. Gegebenenfalls können dabei zusätzlich in den Zusammensetzungen, insbesondere feste, Schmiermittelstrukturen enthalten sein.

Während oder nach den einzelnen Bereitstellungs- beziehungsweise Aufbringungsverfahrensschritten kann das Verfahren Zwischenschritte aufweisen, in de- nen die zu diesem Zeitpunkt vorliegende Anordnung, beispielsweise durch Kaltverfestigen und/oder Warmverfestigen, 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 ke- ramischen 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 Warmverfestigen, herzustellen, und gege- benenfalls, 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 erfindungsgemäßen Schneidelements oder Spanwerkzeugs, umfassend den Verfahrensschritt: Verfestigen, insbesondere Kaltverfestigen und/oder Warmverfestigen, beispielsweise Kalt- und/oder Heißpressen, einer Zusammensetzung, welche eine Matrixkomponente zum Erzeugen einer Matrix, Schleifmittelpartikel und, gegebenenfalls mit einem Haftvermittler beschichtete, Schmiermittelstrukturen, beispielsweise sphärische, stabförmige, plättchenförmi- ge oder gitterförmige, gegebenenfalls mit einem Haftvermittler beschichtete Schmiermittelstrukturen oder eine Mischung derartige geformter Schmiermittelstrukturen umfasst.

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

Es ist jedoch ebenso auch im Rahmen dieses Verfahrens möglich auch 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 Verfestig ens den Verfahrensschritt des Sinterns der verfestigten Zusammensetzung.

Zeichnungen und Beispiel 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 eines 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 eingebunden 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 1 1 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

1 1 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 Porennetz- werks ausgebildet ist.

Die in den Figuren 5a und 5b gezeigte Ausführungsform eines Schneidelements 1 1 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 Poren netz- werks 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 1 1 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 an- grenzen miteinander verbunden sein und so vorteilhafterweise die Festigkeit des

Schneidelements 1 1 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 hohizylinderförmigen Trägerkörper 12 aufweist. Figur 12 veranschaulicht, dass ein Öffnungsbereich des hohizylinderförmigen 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 μηΊ, 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 resultierende 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 Schmiermit- tel/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 4800 kg (200 MPa) und einer Pressdauer von 6 s wurden auf diese Weise 16 Schneidsegment-Grünkörper hergestellt. Die Schneidsegment-Grünkörper wurden dann in Graphitformen entsprechend dem folgenden Programm heißverpresst und mit einem Trennscheiben- Trägerkörper aus Stahl verschweißt.

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. Anschlie- ßend 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 her- zustellende 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 weitere 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 Fläche 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 Markenna- men 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.