производство и поставка оборудования для механических испытаний, неразрушающего контроля, химического анализа и визуального контроля, диагностического оборудования, приборов визуального контроля, систем контроля доступа персонала, элементов систем умного производства. Испытательная лаборатория. Сервисный центр

Глава 9.2. Материалы для изготовления режущего инструмента / Глава 9.2.2. Твердые сплавы и режущая керамика / 9.2.2.7. Режущая керамика

Слово «керамика» произошло от наименования района Афин — Керамии (от греч. keramos — обожженный материал), где гончары производили свою продукцию. Традиционная керамика — это фарфор, фаянс, черепица, кирпич.

В настоящее время керамика широко используется как конструкционный материал с особыми механическими, химическими, теплофизическими свойствами. Наиболее широко ее применяют в промышленности в качестве инструментального материала.

По составу режущую керамику подразделяют на:

  • оксидную — 99 % Аl2О3 с добавками оксидов магния и циркония (белая);
  • оксидно-карбидную — 60...80% А120, с добавками оксидов и карбидов тугоплавких металлов (черная);
  • оксидно-нитридную — Аl2О3 и TiN (кортинит);
  • на основе нитрида кремния — Si3N4 (Силинит-Р).

В отличие от твердых сплавов керамика не содержит металла- связки, в ее состав входят только твердые компоненты: оксиды, карбиды, нитриды. Поэтому керамические материалы имеют весьма высокие теплостойкость (1 200... 1 400 °С) и твердость (до 96 HRA), что позволяет выполнять резание со скоростями 400...600 м/мин. Отсутствие пластичной фазы в структуре керамики определяет высокую хрупкость и низкую прочность режущей керамики.

Оксидная керамика. Механические свойства керамических материалов, состоящих только из оксида алюминия А1203, низкие. Предел прочности σиэг составляет 200...350 МПа.

Прочность керамики повышается:

  • за счет уменьшения пористости, это достигается применением ГП;
  • уменьшения величины зерна, для чего снижают температуру спекания при введении в состав керамики добавок MgO;
  • легирования диоксидом циркония ZrО2 (5... 15% мае.), это приводит к появлению в структуре зон, испытывающих напряжения сжатия;
  • армирования монокристаллическими волокнами (усами) карбида кремния SiC, сдерживающими распространение трещины. При содержании 30 % SiC достигается повышение прочности на 25...30%, кроме того, повышается теплопроводность керамики.

Оксидно-карбидная и оксидно-нитридная керамики. Эти материалы обладают большей прочностью за счет мелкозернистого строения — величина зерна в них снижается примерно в 2 раза по сравнению с керамикой на основе Аl2О3. В их состав, помимо оксида алюминия, входят карбиды или нитриды тугоплавких элементов. Механические свойства оксидно-карбидной и оксидно-нитридной керамик могут быть дополнительно повышены так же, как и для белой, за счет измельчения зерна путем ГП и легирования диоксидом циркония (ZrО2).

Основа нитридной керамики — нитрид кремния Si3N4. Получение плотного материала из чистого нитрида кремния достигается только в присутствии активирующих добавок: оксидов магния MgO, иттрия Y2О3, циркония ZrО2, а также комплексной добавки активатора — Y2О3 + Аl2О3.

При использовании в качестве добавки совместно оксида и : нитрида алюминия (Аl2О3 + A1N), когда соотношение количества атомов металл и неметалла равно 3/4, образуется твердый раствор алюминия и кислорода в нитриде кремния — сиалон (SiAlON). Сиалон обладает большей устойчивостью против термического разложения по сравнению с нитридом кремния.

Введение частиц нитрида гитана, т.е. второй фазы, в сиалоновую матрицу приводит к повышению и твердости, и прочностных характеристик.

Марки, состав и свойства керамик различных групп приведены в табл. 9.1.

С 2011 года научно-производственное предприятие «УКРИНТЕХ» успешно работает и развивается в области контроля качества материалов и изделий.

Контакты

ООО НПП "Укринтех":
г. Харьков, ул.Ковтуна, д.50, корпус "А-5"

Для почты:
а/я 2304, Харьков-1, 61001, Украина

ООО НПП "Укринтех"
+38 (050) 499-09-89; +38 (067) 560-89-39
+38 (067) 575-45-10; +38 (057) 768-09-02

"ЦНИ Лаборатория"
+38 (098) 262-48-92

Компания

Производство и поставка
испытательного оборудования, оборудования для металлографии, приборов НК и др.

Сервисный центр
Ремонт, сервисное обслуживание и модернизация оборудования.

Центр независимых исследований
Аккредитованная испытательная лаборатория.