DE202007004774U1 - A ceramic metal matrix composite wear resistant part, a ceramic metal matrix composite ceramic part, abrasive roll and table top ceramic part comprising a ceramic metal matrix composite part - Google Patents

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Abstract

Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff (MMCC), wobei das Verschleißteil einen Verschleißabschnitt umfasst, der durch einen keramischen Kuchen (1) gebildet ist, der mit Metall (4) imprägniert ist, wobei der keramische Kuchen keramische Körner (2) umfasst, die Aluminiumoxid umfassen, wobei der keramische Kuchen (1) ferner Körner (5) umfasst, die ein Material umfassen, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Borkarbid, Siliziumkarbid oder Wolframkarbid.Wear part off ceramic metal matrix composite (MMCC), wherein the wearing part has a wear section comprises, which is formed by a ceramic cake (1), the impregnated with metal (4) wherein the ceramic cake comprises ceramic grains (2), the alumina wherein the ceramic cake (1) further comprises grains (5) comprising a material selected from the group consisting made of boron carbide, silicon carbide or tungsten carbide.

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Description

GEBIET DER ERFINDUNGAREA OF INVENTION

Die Erfindung betrifft ein Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff und einen keramischen Kuchen zur Verwendung in einem keramischen Metallverschleißteil. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Kuchens zur Verwendung in einem Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff. Die Erfindung betrifft ferner eine Schleifwalze, die ein Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff umfasst, und eine Tischverkleidung für eine Vertikaldrehbank, die ein Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff umfasst.The The invention relates to a wear part of ceramic metal matrix composite and a ceramic cake for use in a ceramic Metal wear part. The invention also relates to a process for the preparation of a ceramic cake for use in a wearing part ceramic metal matrix composite. The invention further relates an abrasive roll that is a wear part of ceramic metal matrix composite includes, and a table cover for a vertical lathe, the a wearing part of ceramic metal matrix composite.

Viele gewerbliche Anwendungen betreffen Komponenten, die im Laufe der Betriebslebenszeit der Komponente verschleißen. Die Anwendungen von Teilen, die verschleißfest sein müssen, sind in der Zement-, Bergbau- und Wärmeenergieerzeugungs-Industrie recht alltäglich. Historisch gesehen wurden während der ersten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts 12%iger Mn-Stahl und NiHard-Werkstoffe für verschleißfeste Anwendungen benutzt. In den letzten 50 Jahren sind stark chromhaltige Eisen für verschleißfeste Anwendungen erfolgreich benutzt worden und haben NiHard und 12%iges Mn Stahlmaterialien größtenteils ersetzt.Lots Commercial applications concern components that will over the course of Operating life of the component wear out. The applications of parts, the wear-resistant have to be are in the cement, mining and thermal power generation industries quite commonplace. Historically, during the first half of the twentieth century 12% Mn steel and NiHard materials for wear-resistant applications used. For the past 50 years, heavy chromium-containing iron has been used for wear-resistant applications successfully used and have NiHard and 12% Mn steel materials Mostly replaced.

Die Suche nach einer weiter verbesserten Verschleißfestigkeit wurde fortgesetzt und in den letzten 15 Jahren werden keramische Metallmatrix-Verbundstoffe mit unterschiedlichem Erfolg für verschleißfeste Anwendungen benutzt. Die vorliegende Erfindung befindet sich in dem gleichen Bereich und verbessert die Wirtschaftlichkeit und die Verschleißeigenschaften im Vergleich zu derzeit benutzten Verbundstoffen wesentlich. Keramische Metallmatrix-Verbundstoffe umfassen keramische Teile, die in einer Metallmatrix eingebettet sind.The Finding a further improved wear resistance was continued and in the last 15 years, ceramic metal matrix composites have become with varying degrees of success for wear-resistant applications used. The present invention is in the same Range and improves the economy and wear characteristics essential compared to currently used composites. ceramic Metal matrix composites include ceramic parts that are in a Embedded metal matrix.

HINTERGRUND UND VERWEISE AUF DEN STAND DER TECHNIKBACKGROUND AND REFERENCES TO THE PRIOR ART

Im Hinblick auf keramische Metallmatrix-Verbundstoffe ist die erste Entscheidung naturgemäß die Wahl des keramischen Materials, das gewöhnlich in Form von Körnern vorliegt. Aluminiumoxid ist als ein gutes Schleifmaterial bekannt. In diesem Kontext ist die US-Patentschrift (Nr. 3,181,939 vom 04.05.1965) von Douglas W. Marshal (Bevollmächtigter: Norton Company Mass, USA) relevant. Die Patentschrift beschreibt die Herstellung von Schleifmitteln aus geschmolzenem Aluminiumoxid-Zirkoniumoxid, welche die guten Verschleißfestigkeitseigenschaften von Aluminiumoxid mit der Härte von Zirkoniumoxid kombinieren. Folglich scheinen Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid-Körner die am meisten geeigneten Kandidaten für keramische Metallmatrix-Verbundstoffe zu sein. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, fünfte vollständige Überarbeitung, Teil A1, Band A1, Abschnitt 2.2, beschreibt nützliche Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid-Körner.in the With regard to ceramic metal matrix composites, the first is Decision of course the choice of the ceramic material, which is usually in the form of granules. Aluminum oxide is known as a good abrasive material. In this Context is U.S. Patent No. 3,181,939 issued May 4, 1965 to Douglas W. Marshal (represented by: Norton Company Mass, USA). The patent describes the production of abrasives from molten alumina-zirconia, which the good wear resistance properties of alumina with the hardness of zirconium oxide combine. Consequently, alumina / zirconia grains appear to be the most suitable candidates for ceramic metal matrix composites to be. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, fifth full revision, part A1, volume A1, section 2.2, describes useful Alumina / zirconia grains.

Ein Gussverfahren mit eingebettetem hartem Material wurde in dem deutschen Patent (von Dr. Wahl) Nr. 7326661 vom 20.07.73 gelehrt.One Casting with embedded hard material has been described in German Patent (by Dr. Wahl) No. 7326661 of 20.07.73.

Das japanische Patent von Hr. Tamura von KHI (Patent Nr. 62286661 vom 12.12.87) beschreibt ein Verfahren zum Imprägnieren keramischer Teilchen mit geschmolzenem Metall, um ein Verbundstoffgussteil mit guter Verschleißfestigkeit herzustellen.The Japanese Patent by Hr. Tamura of KHI (Patent No. 62286661 of 12.12.87) describes a process for impregnating ceramic particles with molten metal, around a composite casting with good wear resistance manufacture.

Ein europäisches Patent (Nr. EP 0 575 858 B1 vom 23.06.92), das von Staub Fritz (Bevollmächtigter: Zuzel Inotech AG) eingereicht wurde, beschreibt die Herstellung eines keramischen Metallmatrix-Verbundstoffgussteils mit porösen keramischen Elementen an der Verschleißfläche. Die verwendeten keramischen Teilchen werden als Korund, Zirkoniumoxid oder Magnesiumoxid beschrieben.A European patent (No. EP 0 575 858 B1 dated Jun. 23, 1992), filed by Staub Fritz (assignee: Zuzel Inotech AG), describes the production of a ceramic metal matrix composite casting having porous ceramic elements on the wear surface. The ceramic particles used are described as corundum, zirconium oxide or magnesium oxide.

In US-Patentschrift Nr. 6,399,176 B1 vom 04.06.2002 wird die Herstellung einer Verbundstoff-Verschleißkomponente durch Gussverfahren beschrieben. Keramische Kuchen wurden auf der Verschleißfläche eingeführt, die aus einer homoge nen festen Lösung aus 20 bis 80 % Aluminiumoxid und 80 bis 20 % Zirkoniumoxid bestand.In US Pat. No. 6,399,176 B1 of 04.06.2002 is the production a composite wear component described by casting process. Ceramic cakes were introduced on the wear surface, the from a homogeneous solid solution from 20 to 80% alumina and 80 to 20% zirconia.

Obwohl es folglich viele Beispiele von Verbundstoff-Verschleißkomponenten gibt, besteht weiterhin ein Bedarf an einer weiteren Verbesserung der Verschleißfestigkeit. Solch eine weitere Verbesserung erhöht die Effektivität der Verschleißkomponente.Even though Thus, there are many examples of composite wear components There is still a need for further improvement the wear resistance. Such further improvement increases the effectiveness of the wear component.

AUFGABE DER ERFINDUNGTASK OF THE INVENTION

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff und einen keramischen Kuchen zur Verwendung in einem keramischen Metallverschleißteil mit verbesserter Verschleißfestigkeit zu schaffen. Die bekannten Vorrichtungen bedürfen einer Verbesserung. Wenn ein Verbundstoff-Verschleißteil abgenutzt ist, muss das Teil ersetzt werden. Folglich kann während der Ersetzung des abgenutzten Teils keine Vorrichtung benutzt werden, die das Verschleißteil benutzt. Die Ersetzung des abgenutzten Teils führt zu einem Verlust hinsichtlich der Betriebszeit der Vorrichtung. Eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit führt zu einer Verringerung des prozentualen Zeitverlustes bei dem Ersetzen abgenutzter Teile solcher Vorrichtungen wie Schleifwalzen und Tischverkleidungen, die Verschleißteile aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff benutzen.It is an object of the invention to provide a ceramic metal matrix composite consumable and a ceramic cake for use in a ceramic metal wear member having improved wear resistance. The known devices require improvement. If a composite consumable is worn, the part must be replaced. Consequently, during the replacement of the worn part, no device using the wearing part can be used. The replacement of the worn part results in a loss of the operating time of the device. An improvement in the wear resistance leads to a reduction in the percentage of time lost in replacing worn parts of such devices as grinding rollers and table liners, the wear parts of ceramic Metallma Use trix composite.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Die Erfindung stellt ein Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff bereit, wobei das Verschleißteil einen Verschleißabschnitt umfasst, der aus einem keramischen Kuchen gebildet ist, der mit Metall imprägniert ist, wobei der keramische Kuchen keramische Körner umfasst, die Aluminiumoxid umfassen, wobei der keramische Kuchen ferner Körner umfasst, die ein Material umfassen, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Borkarbid, Siliziumkarbid oder Wolframkarbid.The Invention provides a consumable part made of ceramic metal matrix composite, wherein the wearing part a wear section comprises, which is formed of a ceramic cake with Metal impregnated wherein the ceramic cake comprises ceramic grains containing alumina wherein the ceramic cake further comprises grains which are a material include that selected is from the group consisting of boron carbide, silicon carbide or Tungsten carbide.

Die vorliegende Erfindung stellt keramische Kuchen bereit, die eine verbesserte Verschleißfestigkeit aufweisen.The The present invention provides ceramic cakes containing a improved wear resistance exhibit.

Vorzugsweise liegt die Menge von Karbidkörnern zwischen 1 und 25 Gew.-% des keramischen Kuchens für Borkarbid, vorzugsweise 2 und 10 Gew.-%. Eine sehr geringe Menge von Karbidkörnern hat nur eine mäßige Auswirkung, wohingegen eine große Zugabe von Karbidkörnern keinen zusätzlichen Vorteil bereitgestellt.Preferably is the amount of carbide grains between 1 and 25% by weight of the ceramic cake for boron carbide, preferably 2 and 10 wt .-%. Has a very small amount of carbide grains only a moderate effect, whereas a big one Addition of carbide grains no additional Advantage provided.

In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Karbidkörnern hauptsächlich aus Borkarbid. Borkarbid ist das härteste und das leichteste der erwähnten Karbidmaterialien.In a preferred embodiment consist of the carbide grains mainly from Borkarbid. Boron carbide is the hardest and lightest of the carbide materials mentioned.

Folglich gelingt der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung der Verschleißeigenschaften von Teilen aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff, die durch eine Zugabe von Karbidkörnern zu den Körnern, die Aluminiumoxid umfassen, erreicht wird.consequently the present invention achieves an improvement of the wear properties of ceramic metal matrix composite parts produced by an addition of carbide grains to the grains, comprising alumina.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die keramischen Körner Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid und Titanoxid, wobei das Aluminiumoxid durchschnittlich in einer Menge von 30 bis 65 Gew.-%, das Zirkoniumoxid in einer Menge von 30 bis 65 Gew.-% und das Titanoxid in einer Menge von 1 bis 7 Gew.-% vorliegt, wobei alle Prozentangaben hinsichtlich des Gewichts der Körner angegeben sind.In a preferred embodiment include the ceramic grains Alumina, zirconia and titania, the alumina average in an amount of from 30 to 65% by weight, the zirconia in one Amount of 30 to 65 wt .-% and the titanium oxide in an amount of 1 to 7 wt .-%, all percentages in terms of Weight of the grains are indicated.

Die Aufnahme von Zirkoniumoxid in die Aluminiumoxid umfassenden Körner hat eine positive Auswirkung auf die Verschleißfestigkeit der Körner. Die Aufnahme von Titanoxid in die Körner hat eine weitere positive Auswirkung auf die Verschleißfestigkeit. Titanoxid ist an sich bedeutend weicher als Aluminiumoxid und Zirkoniumoxid, was die positive Auswirkung umso bedeutender macht. Vorzugsweise liegt die Menge von Titanoxid zwischen 2 und 6 Gewichtsprozent, am meisten bevorzugt zwischen 3 und 5,5 Gew.-%. Die positive Auswirkung auf die Verschleißfestigkeit ist innerhalb dieser Gewichtsprozentangaben am deutlichsten.The Inclusion of zirconium oxide in the grains comprising alumina a positive effect on the wear resistance of the grains. The Absorption of titanium oxide in the grains has another positive impact on wear resistance. Titanium oxide itself is significantly softer than aluminum oxide and zirconium oxide, which makes the positive impact all the more significant. Preferably lies the amount of titanium oxide is between 2 and 6 weight percent, most preferably between 3 and 5.5% by weight. The positive impact on the wear resistance is most evident within these weight percentages.

Die Prozentangaben von Aluminiumoxid und Zirkoniumoxid liegen vorzugsweise zwischen 40 und 55 % Aluminiumoxid und 40 bis 50 % Zirkoniumoxid.The Percentages of alumina and zirconia are preferably between 40 and 55% alumina and 40 to 50% zirconia.

Es wird darauf hingewiesen, dass sich die Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid-/Titanoxid-Zusammensetzung von Korn zu Korn innerhalb des Verschleißteils aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff verändern kann. Alle oben erwähnten Prozentangaben beziehen sich auf durchschnittliche Prozentangaben der Körner.It It should be noted that the alumina / zirconia / titania composition from grain to grain within the wear part of ceramic metal matrix composite change can. All mentioned above Percentages refer to average percentages the grains.

Darüber hinaus sind sich die Erfinder im Hinblick auf noch mehr bevorzugte Ausführungsformen dessen bewusst geworden, dass bei der Herstellung eines keramischen Kuchens aus Körnern die Bindeeigenschaften der Körner wichtig sind, da die Körner relativ grob sind. Folglich besteht ein Bedarf an der Zugabe anderer Bestandteile zu den keramischen Körnern, um die Bindung zwischen den Körnern und die Formbarkeit des Materials zu verbessern, aus dem der keramische Kuchen hergestellt wird. Ein solcher Bestandteil ist Natriumsilikat, das die Bindung der Körner unterstützt und die Formbarkeit verbessert.Furthermore the inventors are in view of even more preferred embodiments thereof become aware that in the production of a ceramic cake from grains the binding properties of the grains important because the grains are relative are crude. Consequently, there is a need for the addition of other ingredients to the ceramic grains, around the bond between the grains and to improve the formability of the material from which the ceramic Cake is made. One such ingredient is sodium silicate, the binding of the grains supports and improves moldability.

Die Erfinder haben erkannt, dass die Zugabe eines sehr feinen keramischen Pulvers, das vorzugsweise aus Aluminiumoxidpulver besteht, nicht nur die Formbarkeit verbessert, sondern auch die Härte des Kuchens, so dass die Verschleißfestigkeit des Endprodukts erhöht wird. „Sehr feines Pulver" bezieht sich auf ein Pulver von einer Größe, die bedeutend kleiner (mindestens eine, vorzugsweise zwei Größenordnungen) als die Größe der keramischen Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid-/Titanoxid-Körner ist. Solch ein feines keramisches Pulver wird vorzugsweise hinsichtlich des Gewichts der keramischen Körner (Aluminiumoxid/Zirkoniumoxid und Karbid) in einem Gewichtsprozentanteil von zwischen 1 und 4 Gew.-% gemischt. Vorzugsweise liegt die Korngröße des feinen keramischen Pulvers in einem FEPA-Bereich von 1000 bis 1400 Gittergrößen. Vorzugsweise liegt die Korngröße der Aluminiumoxid umfassenden Körner und der Karbidkörner in einem FEPA-Bereich von 6 bis 12 Gittergrößen.The Inventors have recognized that the addition of a very fine ceramic Powder, which preferably consists of alumina powder, not only improves the formability, but also the hardness of the cake, so that the wear resistance of the final product increased becomes. "Very fine powder "refers on a powder of a size that Significantly smaller (at least one, preferably two orders of magnitude) as the size of the ceramic Alumina / zirconia / titania grains. Such a fine ceramic powder is preferably used in terms of Weight of the ceramic grains (Alumina / zirconia and carbide) in a weight percentage of between 1 and 4 wt .-% mixed. Preferably, the grain size of the fine ceramic powder in a FEPA range of 1000 to 1400 mesh sizes. Preferably lies the grain size of the alumina comprehensive grains and the carbide grains in a FEPA range of 6 to 12 grid sizes.

Die Mischung der vorstehend beschriebenen keramischen Körner, eines feinen keramischen (Aluminiumoxid-) Pulvers und von Natriumsilikat wird vorzugsweise in flexible Behälter geeigneter Formen, die vorzugsweise einen Kautschukkern aufweisen, gefüllt. Die Kuchen, die sich noch in Kernbehältern befinden, werden begast und gebacken, um eine gute Festigkeit zu entwickeln.The Mixture of the above-described ceramic grains, a fine ceramic (alumina) powder and sodium silicate is preferably in flexible containers of suitable forms, the preferably having a rubber core filled. The cakes are still located in core containers, are fumigated and baked to develop good firmness.

Die hergestellten keramischen Kuchen werden an gewünschten Flächen von Gussformen angeordnet und flüssiges Metall wird in den Hohlraum gegossen, um keramische Metallmatrix-Verbundstoff-Gussteile zu erzeugen.The produced ceramic cakes are attached to desired surfaces of molds and liquid metal is poured into the cavity to produce ceramic metal matrix composite castings.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENSUMMARY THE FIGURES

Diese und weitere Aspekte der Erfindung werden ausführlicher und beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:These and further aspects of the invention will be more detailed and exemplified with With reference to the accompanying drawings. Show it:

1: einen keramischen Kuchen des Standes der Technik, 1 : a ceramic cake of the prior art,

2: einen keramischen Kuchen des Standes der Technik mit infiltriertem Metall, 2 : a ceramic cake of the prior art with infiltrated metal,

3: einen keramischen Kuchen für ein Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff gemäß der Erfindung, 3 a ceramic cake for a wear part of ceramic metal matrix composite according to the invention,

4: einen Kautschukkernbehälter 4 a rubber core container

5: eine Schleifwalze, die ein Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff umfasst; 5 an abrasive roll comprising a ceramic metal matrix composite consumable;

6: eine Tischverkleidung, die ein Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff umfasst; 6 a table covering comprising a ceramic metal matrix composite consumable;

7 und 8: zeigen keramische Kuchenanordnungen. 7 and 8th : show ceramic cake arrangements.

Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu dargestellt. Im Allgemeinen sind gleiche Bestandteile in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.The Figures are not to scale shown. In general, the same components are in the figures marked with the same reference numerals.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG UND AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION AND EMBODIMENTS THE PRESENT INVENTION

1 stellt einen keramischen Kuchen des Standes der Technik dar. Der keramische Kuchen 1 umfasst keramische Körner 2 und oft ein Bindemittel 3. Das Bindemittel ist in 1 schematisch als eine dünne Schicht um einige der Körner angezeigt. 1 represents a ceramic cake of the prior art. The ceramic cake 1 includes ceramic grains 2 and often a binder 3 , The binder is in 1 shown schematically as a thin layer around some of the grains.

2 zeigt einen keramischen Kuchen 1 aus 1, der mit Metall 4 imprägniert ist, um ein Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff (MMCC) zu bilden. Um den keramischen Kuchen zu imprägnieren, wird geschmolzenes Metall eingeführt. Das geschmolzene Metall füllt die Zwischenräume zwischen den Körnern 2, um ein Teil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff zu erzeugen. Das Metall bildet die Matrix für die keramischen Körner. Aus diesem Grund werden solche Teile „Teile aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff" genannt. 2 shows a ceramic cake 1 out 1 that with metal 4 impregnated to form a wear part of ceramic metal matrix composite (MMCC). To impregnate the ceramic cake, molten metal is introduced. The molten metal fills the spaces between the grains 2 to produce a part of ceramic metal matrix composite. The metal forms the matrix for the ceramic grains. For this reason, such parts are called "parts of ceramic metal matrix composite".

Die Anwendungen von Teilen, die verschleißfest sein müssen, sind in der Zement-, Bergbau- und Wärmeenergieerzeugungs-Industrie recht alltäglich.The Applications of parts that need to be wear-resistant are in the cement, mining and thermal power generation industries quite commonplace.

Es ist der vorliegenden Erfindung gelungen, die Verschleißeigenschaften von Teilen aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff zu verbessern, was durch Einführen von keramischen Körnern an der Verschleißfläche erreicht wird. Die Erfindung kombiniert in dem keramischen Kuchen die Verwendung von Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid-Körnern und Körnern aus Bor-, Silizium- oder Wolframkarbid.It For example, the present invention has succeeded in reducing wear characteristics of ceramic metal matrix composite parts, which by introducing of ceramic grains reached at the wear surface becomes. The invention combines the use of in the ceramic cake Alumina / zirconia grains and grains made of boron, silicon or tungsten carbide.

3 zeigt schematisch einen keramischen Kuchen für ein Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff gemäß der Erfindung. Der Unterschied zwischen 1 gemäß dem Stand der Technik und 3 ist die Zugabe von Bor-, Silizium- oder Wolframkarbidkörnern 5 sowie eines feinen Aluminiumoxidpulvers 6. 3 schematically shows a ceramic cake for a wear part of ceramic metal matrix composite according to the invention. The difference between 1 according to the prior art and 3 is the addition of boron, silicon or tungsten carbide grains 5 and a fine alumina powder 6 ,

In zwei Versuchsläufen waren 5 bis 20 Gew.-% Borkarbidkörner in dem keramischen Kuchen enthalten.In two trial runs were 5 to 20% by weight of boron carbide grains contained in the ceramic cake.

In den zwei Kuchen bestanden jeweils 87 % und 72 % des keramischen Kuchens aus Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid-/Titanoxid-Körnern, die Aluminiumoxid im Bereich von 30 bis 65 %, Zirkoniumoxid im Bereich von 65 bis 30 % und Titanoxid im Bereich von 1 bis 7 % umfassten, wobei die Aluminiumoxid- und Zirkoniumoxidgehalte in den Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid-/Titanoxid-Körnern durchschnittlich etwa 50 % betrugen und der Titanoxidgehalt etwa 5 % betrug, 3 Gew.-% des keramischen Kuchens feines Aluminiumoxidpulver waren und etwa 5 Gew.-% des keramischen Kuchens ein anorganisches Bindemittel war. In den Beispielen wurde jedes Korn, das Aluminiumoxid und Zirkoniumoxid enthielt, auf einer mikroskopischen Ebene aus einer Phasenmischung unterschiedlicher fester Phasen gebildet. Die Körner wurden nicht als eine homogene feste Lösung gebildet. Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid-Körner, die in den bevorzugten Beispielen benutzt wurden, weisen als Bestandteile Aluminiumoxid und Zirkoniumoxid auf. Im Inneren solcher Körner ist die Zusammensetzung nicht homogen, sondern eine Phasenmischung liegt vor, das heißt, unterschiedliche Teile des Korns weisen eine unterschiedliche Zusammensetzung auf, wobei einige Teile eine feste Phase bilden, die einen ersten Prozentanteil Aluminiumoxid und einen zweiten Prozentanteil Zirkoniumoxid umfasst, und andere Teile eine andere feste Phase oder feste Phasen bilden, die unterschiedliche Prozentanteile Aluminiumoxid und Zirkoniumoxid aufweisen oder hauptsächlich aus Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid gebildet sind. Die festen Phasen können Titanoxid umfassen. Das Korn als ganzes liegt in der Form eines Phasengemischs vor.In The two cakes each consisted of 87% and 72% of the ceramic Alumina / zirconia / titania grains cake Alumina in the range of 30 to 65%, zirconia in the range from 65 to 30% and titanium oxide in the range of 1 to 7%, the alumina and zirconia contents in the alumina / zirconia / titania grains average about 50%, and the titanium oxide content was about 5%, 3% by weight. of the ceramic cake were fine alumina powder and about 5% by weight of the ceramic cake was an inorganic binder. In In the examples, each grain was the alumina and zirconia contained, at a microscopic level, a phase mixture formed of different solid phases. The grains were not considered one homogeneous solid solution educated. Alumina / zirconia grains which used in the preferred examples have as ingredients Alumina and zirconia on. Inside is such grains the composition is not homogeneous, but a phase mixture is present this means, different parts of the grain have a different composition on, with some parts forming a solid phase, the first Percent alumina and a second percent zirconia includes, and other parts a different solid phase or solid phases form different percentages of alumina and zirconia or mainly are formed of alumina or zirconia. The solid phases can Include titanium oxide. The grain as a whole is in the form of a Phase mixture before.

5 Gew.-% Borkarbid entsprechen aufgrund des Unterschieds hinsichtlich der spezifischen Anziehungskraft der Karbidkörner zu der spezifischen Anziehungskraft von Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid umfassenden Körnern etwa 7,5 Vol.-%. 20 Gew.-% entsprechen etwa 27,5 Vol.-%. Der Unterschied hinsichtlich der spezifischen Anziehungskraft zwischen Borkarbid (etwa 2,5 g/cm3) und Aluminiumoxid/Zirkoniumoxid (etwa 3,8 g/cm3) bedeutet, dass ein Gewichtsprozentanteil zwischen 1 Gew.-% und 25 Gew.-% einem Volumenprozentanteil der Karbidkörner in dem keramischen Material zwischen 1,5 Vol.-% und 34 Vol.-% entspricht. Wenn Teilchen von gleicher Größe benutzt werden, das heißt, das Volumen jedes Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid- und Borkarbidkorns das gleiche wäre, würde dies bedeuten, dass eins von 60 bis 1 von 3 aus der Gesamtheit von Aluminiumoxid/Zirkoniumoxid umfassenden Körnern und Karbidkörnern ein Karbidkorn ist.5% by weight of boron carbide corresponds to about 7.5% by volume due to the difference in the specific gravitational force of the carbide grains to the specific gravity of grains comprising alumina / zirconia. 20% by weight corresponds to about 27.5% by volume. The difference in the specific attraction force between boron carbide (about 2.5 g / cm 3) and alumina / zirconia (about 3.8 g / cm 3) means that a percentage by weight between 1 wt .-% and 25 wt .-% a Percent by volume of the carbide grains in the ceramic material is between 1.5 vol.% And 34 vol.%. If particles of equal size were used, that is, the volume of each alumina / zirconia and boron carbide grain were the same, this would mean that one out of every 60 to 1 in 3 grains and carbide grains comprising all alumina / zirconia would be a carbide grain is.

Der gleiche Volumenprozentbereich führt für Siliziumkarbidkörner mit einer höheren spezifischen Anziehungskraft von 3,2 g/cm3 zu einem Gewichtsbereich zwischen 1,2 Gew.-% und 30 Gew.-% und für Wolframkarbidkörner mit einer noch höheren spezifischen Anziehungskraft von 15 g/cm3 zu einem Gewichtsbereich zwischen 5,6 Gew.-% und 66 Gew.-%.The same volume percent range results for silicon carbide grains with a higher specific attraction force of 3.2 g / cm 3 in a weight range between 1.2 wt .-% and 30 wt .-% and for tungsten carbide grains with an even higher specific attraction force of 15 g / cm 3 to a weight range between 5.6 wt .-% and 66 wt .-%.

Die Borkarbidkörner und die Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid/Titanoxid-Körner in den Beispielen wiesen die gleiche Gittergröße auf, wobei die Gittergröße in den Beispielen FEPA 10 war.The boron carbide grains and the alumina / zirconia / titania grains in the examples had the same lattice size, with the lattice size in Examples FEPA 10 was.

Der Verschleiß von keramischen Metallverbundstoffen mit solchen keramischen Kuchen, die Borkarbidkörner aufweisen, wurde mit dem Verschleiß von keramischen Metallverbundstoffen mit der gleichen Beschaffenheit, jedoch ohne Borkarbidkörner verglichen.Of the Wear of ceramic metal composites with such ceramic cakes, the boron carbide grains have been associated with the wear of ceramic metal composites compared with the same texture but without boron carbide grains.

Es hat sich erwiesen, dass eine Zugabe von 5 Gew.-% Borkarbidkörnern zu einer Verminderung der Verschleißgeschwindigkeit um etwa 15 % führte; mit der Zugabe von 20 Gew.-% Borkarbidkörnern wurde keine weitere Verminderung der Verschleißgeschwindigkeit bemerkt.It It has been found that an addition of 5 wt .-% boron carbide grains to a reduction of the wear rate by about 15 % led; With the addition of 20% by weight of boron carbide grains did not cause further reduction the wear rate noticed.

Wie oben erläutert, widersprechen diese Ergebnisse dem Stand der Technik. Überraschend hat die Zugabe sogar einer relativ geringen Menge von Karbidkörnern eine positive Auswirkung. Die Erhöhung der Verschleißfestigkeit ist nicht proportional zu der Menge zugesetzter Borkarbidkörner, was die Gegenwart eines zusammenwirkenden Effekts anzeigt, wobei die Aufnahme sogar einer relativ geringen Karbidmenge (zwischen 2 und 10 %) eine schützende Wirkung hat, wodurch die Verschleißfestigkeit erhöht wird.As explained above these results contradict the state of the art. Surprised For example, adding even a relatively small amount of carbide grains has one positive impact. The increase the wear resistance is not proportional to the amount of added boron carbide grains, which indicates the presence of a cooperative effect, the Recording even a relatively small amount of carbide (between 2 and 10%) a protective effect has, reducing the wear resistance is increased.

Die vorteilhafte Wirkung hat sich in einem Bereich von 5 % als wesentlich höher erwiesen als in einem Bereich von 20 %. Ein bevorzugter Gewichtsbereich für Borkarbid liegt zwischen 2 und 10 Gew.-%.The beneficial effect has been found to be significant in a range of 5% proved higher than in a range of 20%. A preferred weight range for boron carbide is between 2 and 10 wt .-%.

Ein bevorzugter Gewichtsbereich für Borkabridkörner zwischen 2 und 10 Gew.-% entspricht für Siliziumkarbid einem Gewichtsbereich zwischen 2,5 Gew.-% und 12,5 Gew.-% und für Wolframkarbid einem Gewichtsbereich zwischen 3,6 Gew.-% und 40 Gew.-%.One preferred weight range for Borkabridkörner between 2 and 10% by weight corresponds to a weight range for silicon carbide between 2.5 wt% and 12.5 wt% and for tungsten carbide one weight range between 3.6% by weight and 40% by weight.

Die Korngrößen von Keramikkörnern werden normalerweise in Gittergrößen ausgedrückt. Die empfohlenen Gittergrößen zur Verwendung bei der Herstellung eines keramischen Metallmatrix-Verbundstoffs liegen im Bereich von 6 bis 12 Gittergrößen gemäß der FEPA-Norm. Vorzugsweise weisen die Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid- und Karbidkörner eine vergleichbare Gittergröße auf, das heißt, sie unterscheiden sich um nicht mehr als 4 Gittergrößen, vorzugsweise um nicht mehr als zwei Gittergrößen.The Grain sizes of ceramic grains are usually expressed in grid sizes. The recommended Grid sizes for Use in the manufacture of a ceramic metal matrix composite are in the range of 6 to 12 grid sizes according to the FEPA standard. Preferably have the alumina / zirconia and carbide grains one comparable grid size, this means, they differ by no more than 4 grid sizes, preferably by no more than two grid sizes.

Um solche Körner an gewünschten Stellen anordnen zu können, ist die Bildung von Kuchen einer erforderlichen Form notwendig. Darüber hinaus müssen solche Kuchen eine angemessene Festigkeit aufweisen, um einem eventuellen Versinken durch flüssiges Metall standzuhalten. Es hat sich erwiesen, dass die Zugabe eines sehr feinen keramischen Pulvers, das vorzugsweise Aluminiumoxidpulver umfasst, zusammen mit Natriumsilikat eine verbesserte Formbarkeit bereitstellt und eine Erhöhung der Festigkeit erreicht. Die Zugabe von feinem Aluminiumoxidpulver mit einer Gittergröße von 1000 bis 1400, vorzugsweise 1200, verleiht thixotrope Eigenschaften. Vorzugsweise wird feines Aluminiumoxidpulver benutzt, jedoch könnten im Rahmen dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung andere feine keramische Pulver, zum Beispiel Zirkoniumoxid- oder Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid-Pulver benutzt werden. 4 zeigt schematisch die Aufnahme eines feinen Aluminiumoxidpulvers 6.In order to be able to arrange such grains at desired locations, the formation of cakes of a required shape is necessary. In addition, such cakes must have adequate strength to withstand any sinking by liquid metal. It has been found that the addition of a very fine ceramic powder, preferably comprising alumina powder, together with sodium silicate, provides improved moldability and achieves an increase in strength. The addition of fine alumina powder with a mesh size of 1000 to 1400, preferably 1200, imparts thixotropic properties. Preferably, fine alumina powder is used, however, within the scope of this preferred embodiment of the invention, other fine ceramic powders, for example zirconia or alumina / zirconia powders, could be used. 4 shows schematically the inclusion of a fine alumina powder 6 ,

Die Mischung der vorstehend beschriebenen Mineralteilchen und des Keramik-, vorzugsweise Aluminiumoxidpulvers wird vorzugsweise mit einem geeigneten Bindemittel wie Natriumsilikat vermischt. Jedoch hat der Erfinder erkannt, dass solch eine Mischung manchmal keine angemessene Rohfestigkeit (das heißt, Festigkeit im rohen, noch nicht gebackenen Zustand) aufweist und die Formen der keramischen Kuchen, wie der Erfinder erkannt hat, vorzugsweise in flexiblen, vorzugsweise Kautschuk-, zum Beispiel Silikonkautschukkern-Behältern aufgenommen werden. Die Verwendung von Kautschukkernbehältern zur Herstellung von keramischen Kuchen ist ein Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung.The Mixture of the mineral particles described above and of the ceramic, preferably alumina powder is preferably with a suitable Binder such as sodium silicate mixed. However, the inventor has recognized that such a mixture sometimes does not provide adequate raw strength (the is called, Strength in the raw, not yet baked state) and has the forms of ceramic cakes, as the inventor has realized preferably in flexible, preferably rubber, for example Silicone rubber core containers be recorded. The use of rubber core containers for Production of ceramic cake is a feature of a preferred one Embodiment of the Process of the invention.

4 zeigt schematisch die Verwendung eines Kautschukkernbehälters 7 um die keramischen Kuchen 1. 4 shows schematically the use of a rubber core container 7 around the ceramic cake 1 ,

Die oben beschriebene Mischung wird in die Kautschukkernbehälter, die eine gewünschte Form aufweisen, gefüllt und mit Kohlenstoffdioxid behandelt, um eine angemessene Festigkeit zur Bearbeitung zu entwickeln. Weitere keramische Formen in den Kautschukkernbehältern werden ein bis vier Stunden lang auf eine Temperatur zwischen 80 bis 220°C erwärmt, so dass die angemessene Festigkeit erzeugt wird.The The mixture described above is incorporated in the rubber core containers a desired one Have shape, filled and treated with carbon dioxide to provide adequate strength to develop for editing. Other ceramic forms in the Rubber core containers are heated to between 80 and 80 for one to four hours up to 220 ° C heated so that the appropriate strength is generated.

Die Kuchen werden an gewünschten Flächen der feuerfesten Gussformen angeordnet. Nach dem Verschließen der Gussformanordnungen wird flüssiges Metall in den Hohlraum gegossen. Die flüssige Metallzusammensetzung wird in Abhängigkeit von der Anwendung ausgewählt. Schlagzähe Anwendungen können Stahl erfordern und schlaganfällige Anwendungen können Eisen tolerieren. Die Chromstähle können unter Zugabe anderer legierender Elemente wie Mn, Mo, Ni und Cu zwischen 0,2 bis 1,2 % C und 2 bis 8 % Cr enthalten. Der Mn-Stahl kann zwischen 0,8 bis 1,2 % C und 8 bis 14 % Mn mit anderen Elementen wie vorliegenden Si-, Cr-, S- und P-Zugaben und Unreinheiten enthalten. Die Eisen können zwischen 1 bis 3,5 % C, 11 bis 28 % Cr unter Zugabe anderer legierender Elemente wie Mo, Ni und Cu enthalten.The Cakes are desired surfaces arranged the refractory molds. After closing the Mold arrangements become fluid Metal poured into the cavity. The liquid metal composition will depend on the application selected. impact-resistant Applications can Steel require and shock prone Applications can Tolerate iron. The chrome steels can with the addition of other alloying elements such as Mn, Mo, Ni and Cu between 0.2 to 1.2% C and 2 to 8% Cr. The Mn steel can between 0.8 to 1.2% C and 8 to 14% Mn with other elements as present SI, Cr, S and P additions and impurities. The iron can between 1 to 3.5% C, 11 to 28% Cr with the addition of other alloying agents Contain elements such as Mo, Ni and Cu.

Im Allgemeinen werden für Verschleißfestigkeitsanwendungen gewöhnlich die oben erwähnten Stahl- und Eisenarten benutzt. Jedoch ist das Verfahren gleichermaßen auch für sämtliche nicht eisenhaltige Legierungen anwendbar.in the Generally be for Wear resistance applications usually the above-mentioned steel and iron types used. However, the procedure is alike for all non-ferrous alloys applicable.

Die Gussformen werden nach einer angemessenen Abkühlzeit geöffnet und die so hergestellten Verschleißteile werden einer speziellen Wärmebehandlung ausge setzt, so dass der metallische Abschnitt eine bessere Verschleißfestigkeit entwickelt.The Molds are opened after a reasonable cooling time and the thus prepared wear parts become a special heat treatment puts out so that the metallic section has better wear resistance developed.

BEISPIELEEXAMPLES

Ein Verschleißteil, das als Schleifwalze beschrieben wird, die von Wärmeenergiestationen benutzt wird, wurde mit Hilfe des obigen Verfahrens hergestellt. Dieses Teil wurde mittels Schleudergussverfahren hergestellt. Die Herstellungsabfolge betraf die Herstellung von Kuchen aus Mineralkörnern, die Einführung der Kuchen und die Herstellung von Verbundstoff-Gussteilen, die Einsätze genannt werden, die Anordnung der Einsätze in der Schleuderdüse und das Gießen von SG-Eisen in die Drehdüse, um das Verbundstoff-Gussteil zu erzeugen. Das auf diese Weise hergestellte Gussteil wurde wärmebehandelt und bei der Verschleißanwendung ausprobiert. Es verbesserte die Lebenszeit der Verschleißkomponenten nachweislich und wesentlich. 5 stellt eine Vertikalspindel-Drehbank mit Gussteilen aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff MMCC auf dem Schleiftisch 8 und Schleifwalzen 9 dar.A wearing part, which is described as an abrasive roller used by thermal energy stations, was manufactured by the above method. This part was made by centrifugal casting. The manufacturing sequence involved making cake from mineral granules, introducing the cakes and making composite castings called inserts, placing the inserts in the spinneret, and pouring SG iron into the turret around the composite casting to create. The casting produced in this way was heat treated and tried in the wear application. It demonstrably and significantly improved the lifetime of the wear components. 5 introduces a vertical spindle lathe with castings of ceramic metal matrix composite MMCC on the grinding table 8th and grinding rollers 9 represents.

Ein anderes Verschleißteil, das als Tischverkleidung für eine Vertikaldrehbank beschrieben wird, wurde hergestellt. Kuchen aus Mineralkörnern wurden an der Verschleißfläche des Gussteils eingeführt. Das Gussteil wurde mittels eines herkömmlichen Gussverfahrens hergestellt. 6 zeigt sehr schematisch eine Tischverkleidung 10 mit Teilen aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff MMCC als Einsätze. Das Gussteil wurde wärmebehandelt und maschinell hergestellt und auf Verschleißeigenschaften geprüft. Eine bedeutende Verbesserung von bis zu 15 % der Verschleißfestigkeit, siehe die obigen Beispiele, wurde durch die Zugabe von Karbidkörnern für Tischverkleidungen für Vertikaldrehbanken beobachtet.Another wearing part, which is described as a table top for a vertical lathe, was made. Mineral grain cake was introduced at the wearing surface of the casting. The casting was made by a conventional casting process. 6 shows very schematically a table cover 10 with parts of MMCC ceramic metal matrix composite as inserts. The casting was heat treated and machined and tested for wear properties. A significant improvement of up to 15% in wear resistance, see the examples above, was observed by the addition of carbide grains for vertical lathe table liners.

3 stellt eine einfache Gestaltung für den keramischen Kuchen dar. Innerhalb des Rahmens der Erfindung kann der keramische Kuchen in verschiedene Formen und Gestalten ausgebildet werden und die keramischen Kuchen können in verschiedenen Mustern angeordnet werden. 7 und 8 stellen solche Formen und Gestalten und Muster dar. 7 stellt eine Anordnung von streifenähnlichen keramischen Kuchen dar. 8 zeigt einen keramischen Kuchen, der mit großen Öffnungen 11 und kleinen Öffnungen 12 versehen ist. Diese Öffnungen werden auf einem rechteckigen Gitter bereitgestellt. 7 und 8 werden als Beispiele gegeben. 3 represents a simple design for the ceramic cake. Within the scope of the invention, the ceramic cake can be formed into various shapes and shapes and the ceramic cake can be arranged in various patterns. 7 and 8th represent such forms and shapes and patterns. 7 represents an arrangement of strip-like ceramic cake. 8th shows a ceramic cake, with large openings 11 and small openings 12 is provided. These openings are provided on a rectangular grid. 7 and 8th are given as examples.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Verwendung einer Mischung der erwähnten Karbidkörner in dem Konzept der Erfindung eingeschlossen ist.It It is noted that the use of a mixture of mentioned carbide grains included in the concept of the invention.

VORTEILE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGADVANTAGES OF PRESENT INVENTION

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Verwendung von keramischen Metallverschleißteilen mit besseren Verschleißfestigkeitseigenschaften als die der keramischen Metallverschleißteile, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.The present invention enables the use of ceramic metal wear parts with better wear resistance properties than that of the ceramic metal wear parts resulting from the prior art Technics are known.

In einer bevorzugten Ausführungsform verbessert die vorliegende Erfindung die Verschleißfestigkeit sogar noch weiter und verbessert die Formbarkeit der Mischungen durch Zugabe eines feinen keramischen Pulvers, vorzugsweise aus Aluminiumoxid.In a preferred embodiment The present invention improves wear resistance even further and improves the moldability of the mixtures by adding a fine ceramic powder, preferably from Alumina.

Die Verwendung flexibler, vorzugsweise Silikonkautschukkern-Behälter, die Teil einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind, ermöglicht auch die Herstellung von Kuchen von komplexer Form.The Use of flexible, preferably silicone rubber core containers, the Part of an embodiment of the present invention also enables the production of cakes of complex shape.

Claims (28)

Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff (MMCC), wobei das Verschleißteil einen Verschleißabschnitt umfasst, der durch einen keramischen Kuchen (1) gebildet ist, der mit Metall (4) imprägniert ist, wobei der keramische Kuchen keramische Körner (2) umfasst, die Aluminiumoxid umfassen, wobei der keramische Kuchen (1) ferner Körner (5) umfasst, die ein Material umfassen, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Borkarbid, Siliziumkarbid oder Wolframkarbid.A wear part of ceramic metal matrix composite (MMCC), the wear part comprising a wear portion passing through a ceramic cake ( 1 ) formed with metal ( 4 ), wherein the ceramic cake comprises ceramic grains ( 2 comprising alumina, wherein the ceramic cake ( 1 ) further grains ( 5 ) comprising a material selected from the group consisting of boron carbide, silicon carbide or tungsten carbide. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch 1, wobei das Karbid Borkarbid ist.consumable ceramic metal matrix composite according to claim 1, wherein the carbide is boron carbide. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch 2, wobei der Borkarbidgehalt in dem keramischen Kuchen zwischen 1 Gew.-% und 25 Gew.-% liegt.consumable ceramic metal matrix composite according to claim 2, wherein the boron carbide content in the ceramic cake is between 1% by weight and 25% by weight. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch 3, wobei der Borkarbidgehalt in dem keramischen Kuchen zwischen 2 Gew.-% und 10 Gew.-% liegt.consumable ceramic metal matrix composite according to claim 3, wherein the boron carbide content in the ceramic cake is between 2% by weight and 10% by weight. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch 1, wobei das Karbid Siliziumkarbid ist.consumable ceramic metal matrix composite according to claim 1, wherein the carbide is silicon carbide. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch 5, wobei der Siliziumkarbidgehalt in dem keramischen Kuchen zwischen 1,2 Gew.-% und 30 Gew.-% liegt.consumable ceramic metal matrix composite according to claim 5, wherein the silicon carbide content in the ceramic cake is between 1.2 Wt .-% and 30 wt .-% is. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch 5, wobei der Siliziumkarbidgehalt in dem keramischen Kuchen zwischen 2,5 Gew.-% und 12,5 Gew.-% liegt.consumable ceramic metal matrix composite according to claim 5, wherein the silicon carbide content in the ceramic cake is between 2.5 Wt .-% and 12.5 wt .-% is. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch 1, wobei das Karbid Wolframkarbid ist.consumable ceramic metal matrix composite according to claim 1, wherein the carbide is tungsten carbide. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch 8, wobei der Wolframkarbidgehalt in dem keramischen Kuchen zwischen 5,6 Gew.-% und 66 Gew.-% liegt.consumable ceramic metal matrix composite according to claim 8, wherein the tungsten carbide content in the ceramic cake is between 5.6% by weight and 66% by weight. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch 8, wobei der Wolframkarbidgehalt in dem keramischen Kuchen zwischen 3,6 Gew.-% und 40 Gew.-% liegt.consumable ceramic metal matrix composite according to claim 8, wherein the tungsten carbide content in the ceramic cake is between 3.6% by weight and 40% by weight. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aluminiumoxid umfassenden Körner Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid und eine Menge Titanoxid umfassen.consumable ceramic metal matrix composite according to any one of the preceding claims, wherein the grains comprising alumina Alumina, zirconia and a quantity of titania. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch, wobei der Titanoxidgehalt in den Aluminiumoxid umfassenden Körnern zwischen 2 und 6 Gew.-% liegt.consumable ceramic metal matrix composite according to claim, wherein said Titanium oxide content in the grains comprising alumina between 2 and 6 wt .-% is. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch 12, wobei die Titanoxidmenge in den Aluminiumoxid/Zirkoniumoxid umfassenden Körnern zwischen 3 und 5,5 Gew.-% liegt.consumable ceramic metal matrix composite according to claim 12, wherein the amount of titanium oxide in the alumina / zirconia grains between 3 and 5.5 wt .-% is. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aluminiumoxidmenge zwischen 40 und 55 Gew.-% liegt.consumable ceramic metal matrix composite according to any one of the preceding claims, wherein the amount of alumina is between 40 and 55% by weight. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zirkoniumoxidmenge zwischen 40 und 50 Gew.-% liegt.consumable ceramic metal matrix composite according to any one of the preceding claims, wherein the amount of zirconium oxide is between 40 and 50% by weight. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gittergröße der keramischen Körner in einem FEPA-Bereich von 6 bis 12 liegt.consumable ceramic metal matrix composite according to any one of the preceding claims, wherein the grid size of the ceramic grains in a FEPA range of 6 to 12. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der keramische Kuchen ferner ein feines keramisches Pulver (6) umfasst.A ceramic metal matrix composite consumable according to any one of the preceding claims, wherein the ceramic cake further comprises a fine ceramic powder ( 6 ). Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch 17, wobei der keramische Kuchen hinsichtlich des Gewichts der keramischen Körner zu 1 bis 4 Gew.-% feines keramisches Pulver umfasst.consumable ceramic metal matrix composite according to claim 17, wherein the ceramic cake in terms of the weight of the ceramic grains from 1 to 4% by weight of fine ceramic powder. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch 17 oder 18, wobei das feine keramische Pulver (6) eine Gittergröße aufweist, die mindestens zwei Größenordnungen kleiner ist als die Gittergröße der keramischen Körner (2, 5).A ceramic metal matrix composite wearing part according to claim 17 or 18, wherein said fine ceramic powder ( 6 ) has a grid size that is at least two orders of magnitude smaller than the grid size of the ceramic grains ( 2 . 5 ). Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das feine keramische Pulver Aluminiumoxidpulver umfasst.consumable ceramic metal matrix composite according to any one of claims 17 to 19, wherein the fine ceramic powder comprises alumina powder. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die Gittergröße des feinen keramischen Pulvers in einem FEPA-Bereich von 1000 bis 1400 liegt.consumable ceramic metal matrix composite according to any one of claims 17 to 20, where the grid size of the fine ceramic powder in a FEPA range of 1000 to 1400. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der keramische Kuchen Natriumsilikat als ein Bindemittel (3) umfasst.A ceramic metal matrix composite wearing part according to any one of the preceding claims, wherein the ceramic cake comprises sodium silicate as a binder ( 3 ). Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach Anspruch 12, umfassend ein Natriumsilikat-Bindemittel im Bereich von 4 bis 6 %.A ceramic metal matrix composite wearing part according to claim 12, comprising Sodium silicate binder in the range of 4 to 6%. Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff entweder Chromstahl, der zwischen 0,2 bis 1,2 % C und 2 bis 8 % Cr enthält, unter Zugabe anderer legierender Elemente wie Mn, Mo, Ni und Cu umfasst oder Mn-Stahl, der zwischen 0,8 bis 1,2 % C und 8 bis 14 % Mn enthält, unter Zugabe und mit Unreinheiten von anderen Elementen wie Si, Cr, S und P umfasst, oder die Eisen, die zwischen 1 bis 3,5 % C, 11 bis 28 % Cr enthalten, unter Zugabe anderer legierender Elemente wie Mo, Ni und Cu umfasst.consumable ceramic metal matrix composite according to any one of the preceding claims, wherein the wearing part made of ceramic metal matrix composite either chrome steel, the between 0.2 to 1.2% C and 2 to 8% Cr, with the addition of other alloying Elements such as Mn, Mo, Ni and Cu include or Mn steel, which is between 0.8 to 1.2% C and 8 to 14% Mn, with addition and impurities includes other elements such as Si, Cr, S and P, or the iron that between 1 to 3.5% C, 11 to 28% Cr, with the addition of other alloying elements such as Mo, Ni and Cu. Keramischer Kuchen (1) für ein Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff (MMCC) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Ceramic cake ( 1 ) for a ceramic metal matrix composite (MMCC) wear part according to any one of the preceding claims. Schleifwalze (9), umfassend ein Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff (MMCC) nach einem der Ansprüche 1 bis 24.Sanding roller ( 9 ) comprising a ceramic metal matrix composite (MMCC) consumable part according to any one of claims 1 to 24. Schleifwalzen-Drehbank, umfassend eine Schleifwalze nach Anspruch 26.Grinding roller lathe comprising an abrasive roller according to claim 26. Tischverkleidung (10) für eine Vertikaldrehbank, umfassend ein Verschleißteil aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff (MMCC) nach einem der Ansprüche 1 bis 24.Table covering ( 10 ) for a vertical lathe comprising a ceramic metal matrix composite (MMCC) wear part according to any one of claims 1 to 24.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2420335A1 (en) 2010-08-20 2012-02-22 Hofmann Ceramic GmbH Method for producing a ceramic metal matrix compound material and a moulded part produced according to this method
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