DE2811316A1 - Spanwerkzeugspitze - Google Patents
SpanwerkzeugspitzeInfo
- Publication number
- DE2811316A1 DE2811316A1 DE19782811316 DE2811316A DE2811316A1 DE 2811316 A1 DE2811316 A1 DE 2811316A1 DE 19782811316 DE19782811316 DE 19782811316 DE 2811316 A DE2811316 A DE 2811316A DE 2811316 A1 DE2811316 A1 DE 2811316A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tip
- phase
- ing
- dipl
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/597—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon oxynitride, e.g. SIALONS
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/148—Composition of the cutting inserts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T407/00—Cutters, for shaping
- Y10T407/27—Cutters, for shaping comprising tool of specific chemical composition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
Lucas Industries Limited
G-reat King Street
GB-Birmingham 14. März 1978
Die Erfindung "betrifft eine Spanwerkzeugspitze, die mindestens
an einer Schnittkante aus einem Keramikprodukt gebildet ist.
Zur Zeit werden Spanwerkzeugspitζen für die spangebende
Bearbeitung von Werkstücken, die aus Hartmetallen ode -legierungen
bestehen, beispielsweise aus Hartstählen, normalerweise aus Werkstoffen auf Aluminiumoxid- und Wolframkarbidbasis
hergestellt. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß diese bekannten Werkzeugspitζen eine ungünstig kurze
Arbeitsdauer haben, wenn sie bei bestimmten schwierigen Bereichen bei Werkstücken dieser Art eingesetzt werden, besonders
beim Drehen mit einer einzigen Spitze (d.h., wo das Werkzeug drehfest gehalten wird, während sich das Werkstück
dreht), und beim rotierenden Drehen, wenn wiederholte Unterbrechungen beim Drehen auftreten. Als Folge von Untersuchungen,
die durchgeführt worden sind, um diesen Nachteil zu erforschen, ist festgestellt worden, daß man eine Spanwerkzeugspitze
mit längerer Lebensdauer im Vergleich zu den bekannten Spitzen auf Aluminiumoxid- und Wolframkarbidbasis
dadurch erhalten kann, daß man mindestens die Schnittkante der Spitze aus einem Keramikprodukt herstellt, das im wesentlichen
aus mindestens 75 YoI.-% einer Einphasen-Verbindung
mit einem expandierten ß-Phasen-Siliziumnitridgitter
nach, der allgemeinen Formel Si6-2 Al2 ifg_z O2, in der 0<
ist, zusammen mit einer zweiten Phase besteht, die ein Metall
Wa/Ti - 4 -
009838/0901
aus der Liste Yttrium, lantahan, Cerium und Scandium oder
ein anderes Metall der seltenen Erden enthält.
Die Erfindung "besteht also in einer Spanwerkzeugspitze,
die mindestens an einer Schnittkante aus einem Keramikprodukt "besteht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es im wesentlichen
aus mindestens 75 Vol.-Jo einer einphasigen Verbindung
mit einem expandierten ß-Phasen-Siliziumnitridgitter
nach der allgemeinen Formel Sig_z Al2 Kg_z O2» bei der
0 4z^5 ist, zusammen mit einer zweiten Phase "besteht, die
ein Metall aus der liste Yttrium, Lantahan, Cerium und Scandium oder ein anderes Metall der seltenen Erden enthält.
Vorzugsweise ist die expandierte ß-Phasen-VerMndung nach
der allgemeinen Formel Si/- _ Al Up C- in einer Menge von
O-2 2 ö™"2 2
mindestens 85 Vol.-% vorhanden.
Vorzugsweise ist der z-Wert der expandierten ß-Phasen-Ver-"bindung
nach der allgemeinen Formel Sig Al Ng O igrö
ßer als O und kleiner als oder gleich 1,0.
Zweckmäßigerweise ist die zweite Phase eine Glasphase, wobei
das Metall als Metallsilikat vorhanden ist.
Vorzugsweise entsteht das Keramikprodukt durch Sintern ohne
Druckanwendung.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:
Fig. 1 ein Schnitt durch eine Werkzeugspitze nach einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung bei Benutzung zum Einpunkt-Drehen an einem runden Werkstück und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Werkzeugspitze nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
bei Benutzung zum Einpunkt-Drehen an einem zylindrischen Werkstück.
609838/0908
Die Werkzeugspitze in Pig. 1 ist "bei 11 gezeigt und hat
allgemein die Forni eines rechten Kuboids, das 8 mm hoch
ist und das Im Querschnitt ein Quadrat bildet, das 12,7 mm
lange Kantenhat. Eine quadratische Endfläche 12 der Spitze
ist längs jeder ihrer Seiten mit einer 450^aSe versehen,
die die Länge jeder Seite um 0,2 mm verkürzt. Darüber hinaus sind die Ecken der Endfläche 12 gerundet, um vier
Schnittkanten 13 (von denen nur eine gezeigt ist) zu "bilden, die jeweils auf einem Kreis mit einem Radius von 1,2
mm liegen. Im Einsatz ist die Spitze 11 also zwischen vier
im Winkelabstand angeordneten Schnittlagen umrichtbar, in
der jeweils eine der Schnittkanten zum Werkstück hin gerichtet ist, das spanabhebend bearbeitet wird. Darüber hinaus
ist die Spitze 11 so ausgeführt, daß sie der ISO-Norm SNG 120812 entspricht.
Die Spitze ist aus einem Gemisch aus 42 Gewichtsteilen Aluminiumpulver,
geliefert von der Aluminium Company of America mit einer Partikelgröße von etwa 20 Mikron, mit 14 Gewichtsteilen Siliziumpulver, geliefert von Union Carbid Limited
mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 3 Mikron, und 44 Gewichtsteilen Aluminiumoxidpulver hergestellt, geliefert
von Linde als Type B mit einer nominellen Partikelgröße von 0,05 Mikron. Das Gemisch wird in ein Aluminiumoxidschiffchen
gegeben und in einen Nitrierofen gesetzt, in den eine Atmosphäre eingeleitet wird, die aus 64 Vol.-?-o Stickstoff,
6 YoI.-% Wasserstoff und 30 YoI.-% Argon besteht. Im Ofen
wird das Gemisch einer Erhitzung unterzogen, die in den folgenden Stufen abläuft:
a) Erhöhung der Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 100° C/Stunde auf 5000C und Halten der Temperatur für die
Dauer von 24 Stunden.
b) Erhöhung der Temperatur mit der geanannten Geschwindigkeit
von 5000C auf 12000C
die Dauer von 24 Stunden.
keit von 5000C auf 12000C und Halten der Temperatur für
■ - 6 g09838/0908
c) Weitere Erhöhung der Temperatur mit der genannten Geschwindigkeit
auf 150O0C und Halten dieser temperatur für die Dauer "von acht Stunden.
d) Weitere Erhöhung der Temperatur mit der genannten (Jeschwindiglceit
auf 135O°G und
für die Dauer von 16 Stunden.
schwindiglceit auf 135O°G und Halten dieser Temperatur
Hach Abschluß des Erhitzungsvorgangs läßt man das gesinterte
Material abkühlen, und dann wird es aus dem Ofen herausgenommen und in einem G-raphittiegel in Bornitridpulver
vergraben. Die !temperatur dieses Tiegels wird dann in einer Stunde von Raumtemperatur auf 15OO-19OO°O, vorzugsweise
18000C, erhöht und dann eine Stunde lange auf dieser Temperatur
gehalten. Abgese-hen von etwas nicht umgesetztem Oxid besteht das entstandene Produkt im wesentlichen ganz
aus einem einphasigen Silizium-Aluminium-Oxynitrid mit einem rhomboedrischen Kristallgefüge, das der angenäherten Formel
Si Al Op Η* gehorcht. Dieses Material bildet also eine andere
Keramikphase als die einphasige Verbindung, die auf einem hexagonalen ß-Phasen-Siliziumnitridgitter bassiert,
welches den Hauptbestandteil des Keramikprodukts der Erfindung bildet. Aus G-ründen der Bequemlichkeit wird diese zusätzliche
Keramikphase nachstehend als die Phase 15R bezeichnet, während die Verbindung, die auf dem hexagonalen
ß-Phasen-Siliziumnitridgitter basiert, durch das Bezugszeichen ß1 gekennzeichnet wird.
Nach Herausnahme aus dem G-raphittiegel wird die gesinterte
Masse des 15R-Produkts zwischen Backen zermahlen und dann auf eine durchschnittliche Partikelgröße von 7 Mikro kegelgemhalen.
14,25 Gewichtsteile des gemahlenen 15R-Produkts werden dann mit 85,75 Gewichtsteilen Siliziumnitridpulver
gemischt, das eine mittlere Partikelgröße von 2 Mikron hat und 89 Gew.-?6 desö^-Phasenmaterials zusammen mit 4 Gew.-%
Siliziumoxid als vorgegebene Verunreinigung und 7 Gewichtsteilen Yttriumoxidpulver enthält, wie es von Rare Earth Pro-
— 7 —
809838/0908
ducts limited mit einer Partikelgröße in der Größenordnung
von 1 Mikron geliefert wird.
Das Mischen erfolgt in einer Kolloidmühle unter Benutzung
von Isopropylalkohol als die Trägerflüssigkeit, und nach
sechs Durchlaufen durch die Mühle wird das Gemisch unter Verwendung eines Siebs mit einer Siebgröße von 150 Mikron
gesiebt. Nach dem Sieben wird das Gemisch isostatisch kalt in die erforderliche Form in einem Gummisack mit einem ^ruek
von 20.000 psi gepreßt, um eine Preßling entstehen zu lassen, der in einem praktischen Ausführungsbeispiel eine ungebrannte
Dichte von 1,6 g/ciir hat. Der entstehende Preßling wird dann mit einer Oberflächenschicht aus Siliziumoxid
zusammen mit 50 Gew.-% Bornitrid versehen, wobei die
Schicht eine Dicke von zwischen0,01 und 0,02 Zoll hat. Die
Beschichtungsmaterialien werden auf den Preßling in der Form eainer Suspension in einem Gemisch fvon Isobutylmethylketon
mit zwischen 5 und 10 YoI.-% Gollodion aufgetragen, wobei
die Suspension 40 Gew.-% der Feststoffe enthält. Der beschichtete Preßling wird dann in Bornitridpulver vergraben,
das in einem Graphittiegel enthalten ist und ohne Ausübung von Druck auf eine Sintertemperatur von 18400C für die Dauer
von achtzig Minuten erhitzt. Der Preßling wird dann weitere sechzig Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten, um das
erforderliche Keramikprodukt entstehen zu lassen, das nach einer natürlichen Abkühlung auf Raumtemperatur aus dem Graphittiegel
entfernt wird. In dem einen praktischen Ausführungsbeispiel hat das entstehende Produkt eine mittlere
Bruchfestigkeit bei 250G von 810MNm und eine Dichte von
3,208, wobei der Gesamtgewichtsverlust während der Herstellung dieses Produkts 2% beträgt. Während Des endsintervorgangs
hat sich ferner herausgestellt, daß das 15R.-Material
und das Siliziumnitrid in die erforderliche ß1-Phase umgewandelt
worden sind, wobei ζ zwischen 0,6 und 0,7 liegt, so daß die letztere mehr als 90 YoI.-% des fertigen Sinterprodukts
ausmachte. Eine Untersuchung mittels eines Übertra-
- 8 809838/0908
gungselektronenmikroskops zeigte, daß das Produkt eine Glasphase enthielt, die Yttrium in einer Menge in der Größenordnung
von 10 VoIU-So enthielt.
Bach dem abschließenden Sintern wird das Keramikprodukt
flächengeschliffen und dann gehont, um eine zufriedenstellende
Oberflächengüte entstehen zu lassen.
Wenn die Werkzeugspitze, die beschrieben worden ist, gemäß der Darstellung in Pig. 1 dazu benutzt wird, um eine Dreharbeit
an einem einzigen Punkt an einem rotierenden Werkstück vorzunehmen, wie es bei 14 in der Zeichnung dargestellt ist,
ist die Spitze 11 zwischen den Backen eines geeigneten Halters 15 eingespannt, der dem Werkstück 14 gegenüber festgehalten
ist, so daß die Schnittkante 13 der Spitze 11 gegen das Werkstück gedrückt wird, um einen Schnittwinkel von 60
gegenüber dem Werkstück zu bilden. Perner wird der Halter in bezug auf das Werkstück so gehalten, daß die Spitze eine
negative Projektion des Spanwinkels auf eine senkrechte Längsebene
des Stahls von 6° und einen vorderen Preischnitt von hat, wobei diese Anordnung des Halters der ISO-Norm ÖSEN!
3225M12 entspricht.
aUm die Eigenschaften der Werkzeugspitze 11 zu veranschaulichen,
wurde der nach einem praktischen Ausführungsbeispiel hergestellte Teil in einer Einpunkt-Spangebung für eine runde
Scheibe eingesetzt, die aus Meehanit-Gußeisen hergestellt
worden war. Um das Spangeben vorzunehmen, wurde das Werkstück um seine Achse mit einer Oberflächenumlaufgeschwindigkeit
von 1880 'Fu.ß/mln gedreht, und die Spitze 11 wurd mit einer
Geschwindigkeit von 0,01 Zoll/Umdrehung vorgeschoben, um einen Span entstehen zu lassen, der eine liefe von 0,375 Zoll
in der zylindrischen Oberfläche der Scheibe hatte. Der gleiche Vorgang wurde mit einem gekauften Werkzeug mit einer
Schnittspitze aus Aluminiumoxid vorgenommen, das normalerweise für die Spangebung dieser Art Gußeisen empfohlen wird,
- 9 809838/0908
und es wurde festgestellt, daß die Werkzeugspitze 11 eine
erheblich geringere Verschleißgeschwindigkeit hatte, Darüberhinaus
wurde der "Vorgang unter Verwendung eines herkömmlichen
flutenden Kühlmittels wiederholt, und es wurde festgestellt, daß die Werkzeugspitze 11 unter keinem nachteiligen
Effekt litt, während die gekaufte Werkzeugspitze aus Aluminiumoxid sofort platzte.
Die in Pig. 2 gezeigte Werkzeugspitze nach dem zweiten Ausführungs"beispiel
ist bei 21 gezeigt und besteht aus dem gleichen Material wie die Werkzeugspitze des ersten Ausführungsbeispiels. Die Spitze 21 hat jedoch eine solche Form, daß
sie allgemein den Stumpf einer rechten Pyramide bildet, die eine Basislänge von 12,7 mm und eine Höhe von 3,18 mm hatte.
Die Basis 22 der Pyramide ist an allen vier Ecken gerundet, um vier Schnittkanten zu bilden, die jeweils auf einem Kreis
mit einem Radius von 1,2 mm lagen. Wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Spitze 21 also zwischen vier im
Winkelabstand liegenden Schnittlagen umrichtbar, in der jeweils eine der Schnittkanten auf das Werkzeug gerichtet ist,
das spangebend bearbeitet wird. Ferner hat die zum Teil duerch die Spitze 21 gebildete Pyramide einen eingeschlossenen
Winkel von 22°, und folglich ist jede Schnittkante zwischen der Basis 22 und einer Seitenfläche der Spitze gebildet, die
unter einem Winkel von 79° zur Basis geneigt ist. Es versteht sich, daß die Spitze 21 der IÖSO-lorm SPGET 120312 entspricht.
Wenn die Werkzeugspitze 21 gemäß der Darstellung in Fig. 2 benutzt wird, um ein Drehen an einem rotierenden Werkstück
vorzunehmen, beispielsweise an jenem, das bei 23 in der Zeichnung gezeigt ist, ist die Basis 22 und die gegenüberliegende
Hauptfläche der Spitze zwischen den Backen eines geeigneten Halters 24 eingespannt. Der Halter 24 wird relativ zum
Werkstück gehalten, so daß eine Schnittkante der Spitze gegen das Werkstück gedrückt wird, um einen Schnittwinkel von
75° zum Werkstück zu bilden. Ferner ist der Halter so auf das
- 10 809838/0908
Werkstück ausgerichtet, daß er eine positive Projektion, des
Spanwinkels auf eine senkrechte Längsebene des Werkzeugs von 5° und einen vorderen 3?reischnitt von 6° hat, wobei diese
Anordnung des Halters der ISO-Norm CSBPE. 2525M12 entspricht.
Um die Eigenschaften der Werkzeugspitze nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
zu veranschaulichen, wurde die Spitze zur spangebenden Bearbeitung eines zylindrischen Werkstücks benutzt,
das aus M 31 Stahl bestand (d.h. 0,9 - 1,2 Gew.-%
Kohle, 0,1 - 0,35 Gew.-%' Silizium, 0,3 - 0,75 Gew.-# Mangan
und 1,0 - 1,6 % Chrom, der Rest Eisen) und das auf 58 Rockwell
C gehärtet worden war. Material dieser Art wird für die Kalanderwalzen von Stahlwalzwerken eingesetzt. Das Werkstück hatte
eine Länge von 8 Zoll und einen Durchmesser von 4 Zoll, und ein radialer Span von 0,075 Zoll wurde erfolgreich von der gesamten
Länge des Werkstücks in einem einzigen Arbeitsgang abgehoben, wenn die Oberflächenumlaufgeshwindigkeit des Werkstücks
während der Spanabhebung 120 Fufi/min betrug und eine
Spantiefe von bis zu 0,1 Zoll vorhanden war. Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, daß bei "Verwendung einer herkömmlichen
Wolframkarbid-Werkzeugspitze mit Titannitridbeschichtiuig in
einer Ausführung für Hochleistung in Verbindung mit eisenhaltigen Werkstoffen, z.g. der Spitze, wie sie von Kennometal
als Type KC 810 geliefert wird, die Spitze bei Kontakt mit dem Werkstück zerbrach.
In einem weiteren praktischen Ausführungsbeispiel wurde die Werkzeugspitze des zweiten Ausführungsbeispiels dazu benutzt,
ein zylindrisches Werkstück spanabhebend zu bearbeiten, das
aus EN8-Stahl bestand (d.h. 0,35 - 0,45 Gew.-?£ Kohle, 0,6 1,0
Gew.-?o Mangan, 0,05 - 0,35 Gew.-?o Silizium). Das Werkstück
wurde um seine Achse mit einer Oberflächenumlaufgeschwindigkeit von 500 IHiß/min rotiert, und die Spitze 21 wurde axial
mit einer Geschwindigkeit von 0,009 Zoll pro Umderehung vorgeschoben; damit bewirkte die Spitze einen Span von 0,1 Zoll
- 11 809838/0909
Tiefe in der zylindrischen Oberfläche des Werkstücks. Nach
dem Spanabheben war die Schnittkante der Spitze 21 im wesentlichen unbeschädigt, während bei einer Wiederholung des
gleichen Torgangs mit einer herkömmlichen Wolframkarbid-Werkzeugspitze für allgemeine spanabhebende Aufgaben bei
Stahl, beispielsweise mit derjenigen, wie wsie von Sandvik als Type 34 geliefert wird, eine Kraterbildung an der Schnittkante
an der Wolframkarbid-spitze zu verzeichnen war. Ferner
zeigte die Werkzeugspitze 21 wesentlich weniger Bankenverschließ als die Wolframkarbidspitze.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wurde die Werkzeugspitze 21 dazu benutzt, ein zylindrisches Werkstück spanabhebend
zu bearbeiten, das aus vergütetem M2-Hochgeschwindigkeitsstahl (d.h. 6 - 6,75 Gew.-?6 Wolfram, 4,75 - 5,5 G-ew.,-%
Molybdän, 3,75 - 4ß Gew.-?£ Chrom, 1,7 - 2,05 Gew.-% SVanadium,
0,8 - 0,9 Gew.-?a Kohle und 0,6 Gew.-% Kobalt) bestand. Das
Werkstück wurde um seine Achse mit einer Oberflächen-Umlaufgeschwindigkeit
von 300 Fuß/min gedreht, und die Spitze wurde axial mit einer Geschwindigkeit von 0,009 Zoll/Umdrehung vorgeschoben,
so daß die Spitze einen Span in einer Tiefe von 0,1 Zoll in der zylindrischen Oberfläche des Werkstücks abhob»
Hach der Spanabhebung war die Schnittkante der Spitze im wesentlichen unbeschädigt, während eine Sandvik-S4-Wolframkar«·
bid-Werkzeugspitze eine wesentliche Kraterbildung und einen Tflankenverschleiß bei Verwendung zur Vornahme eines entsprechenden
Spanabhebungsvorgangs zeigte.
Der gleiche Vorgang wurde mit einer Schrägstellung der Werkzeugspitze 21 wiederholt, derart, daß sie eine negative Projektion
des Spanwinkels auf eine senkrechte Längsebene des Werkzeugs hatte, wobei die Oberflächenumlaufgeschwindigkeit
des Werkstücks auf 200 Fuß/Mnute verringert wurde. Die Werkzeugspitze
21 arbeitete wiederum besser als ihr Wolframkarbid-Gegenstück bei Benutzung in derselben Orientierung, zeigte
aber mehr Verschleiß bei Einsatz mit einer positiven Pro-
- 12 -
009833/0968
jektion des Spanwinkels auf eine senkrechte Längse"bene des
Werkzeugs.
In einer Variante der vorstellenden Beispiele wurden eine Anzahl
Werkseugspitzen der in Fig. 1 und 2 gezeigten Art aus
einem Gemisch hergestellt, das 57,15 Gewichtsteile Aluminium,
9,05 Gewichtsteile Silizium und 33,80 Gewichtsteile Aluminiumoxid
enthielt. Das gemisch wurde nach dem Verfahren nitriert, das im ersten Beispiel angewendet wurde, um eine Zwischenprodukt
entstehen zu lassen, das im wesentlichen ganz aus einphasigem Siliaium-Aluminium-Oxynnitrid mit einem rhomboedrischen
Kristallgefüge "bestand und der angenäherten Formel SiAIgOpNg
gehorchte. Wiederum "bildete dieses Material, daas aus Gründen der Bequemlichkeit als die Phase 21R "bezeichnet wird, eine andere
Keramikphase als das Material ß1.
Nach Backenzermahlen und Kegelmahlen in der Art und Weise, wie das im ersten Beispiel "beschrieben worden ist, wurde eine Probe
des 21R-Produkts mit den Siliziumnitrid- und Yttriumoxidpulvern
nach dem ersten Beispiel gemischt, während vier zusätzliche Proben wnit dem-selben Siliziumnitrid- und Yttriumpulver
vermischt wurden, außerdem mit einem betreffenden Metalloxid der seltenen Erden, das aus Lantahnoxid, Geriumoxid,
Praseodymoxid und Neodymoxid gewählt wurde. Jedes der Metalloxide
der selten Erden hatte die Form eines Pulvers mit einer Partikelgröße von etwa 1 Mikron, und jede Probe bestand aus
7,5 Gewichtsteilen des gemahlenen 21R-Produkts, 92,5 Gewichtsteilen
des Siliziumnitridpulvers, 7 Gewichtsteilen Yttriumoxidpulver und im Falle der vier zusätzlichen Proben
aus 1 Gewichtsteil des betreffenden Metalloxids der seltenen
Erden· In allen Fällen wurden die Proben wie im ersten Beispiel verarbeitet, außer daß die Sintertemperatur auf 1800 C
gesenkt wurde, um Produkte entstehen zu lassen, die die Eigenschaften hatten, die in der folgenden Tabelle angegeben sind.
- 13 -
809833/0908
'811316
Proben-ETr. Oxid seltener Bruchfestigkeit Dichte Weibull- z-Erden
in der des Produkts des Modul Wert
Probe | (MNm"2) | Produkts | 15 | 0,54 | |
1 | 667 | 3,221 | 12 | 0,54 | |
2 | Lanthanoxid | 606 | 3,202 | 12 | 0,54 |
3 | Ceriumoxid | 561 | 3,219 | 7 | 0,54 |
4 | Präs e ο dymoxi d | 635 | 3,190 | 17 | 0,54 |
5 | lieodymoxid | 650 | 3,215 | ||
Wach Oberflächenschleifen und Honen erwiesen sich die Produkte
als geeignet zur Verwendung als Werkzeugspitzen.
809838/0908
. · Ak-.
L e e rs e ι \ e
Claims (6)
1. Spanwerkzeugspitze, die mindestens an einer Schnittkante
aus einem Keramikprodukt gebildet ist, dadurch
gekennzeichnet , daß das Keramikprodukt im wesentlichen aus mindestens 75 Vol.-% einer einphasigen Verbindung
mit einem expandierten f)-Phasen-Siliziumnitridgitter nach der allgemeinen lOrmel Sig_ Al Ng_ O , bei der
O ^z^5 ist, zusammen mit einer zweiten Phase besteht, die
ein Metall aus der Liste Yttrium, Lanthan, Cerium und Scandium oder ein anderes Metall der seltenen Erden enthält.
2. Spitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die expandierte (h - Phasen-Verbindiing
nach der allgemeinen Formel Sig_z Al2, N8_z O2, in einer
Menge von mindestens 85 Vol.-% vorhanden ist.
3. Spitze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet
, daß der z-Wert der expandierten Π - Phasen-Verbindung nach der allgemeinen Formel
Sig_z Al2 Nq-z °~ Sro'ßer als O und kleiner als oder gleich 1,0
Gist.
4. Spitze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet , daß die zweite Phase eine
Q-lasphase ist, wobei das Metall als ein Metallsilikat vorhanden ist.
Q-lasphase ist, wobei das Metall als ein Metallsilikat vorhanden ist.
Wa/Ii - 2 -
609838/09Ö8
-Z-
5 β Spitze nach, einem der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch,
^elcennseiclinet , daß das Keramikprodukt durch,
einen Sintervorgang ohne Druckanwendung entsteht.
6. Spitze nach einem der Ansprüche 1 "bis 5 in Verbindung
mit einem Spanwerkzeug, gekennzeichnetdurch.
einen Halter mit Backen, zv/ischen die gegenüberliegende, im wesentlichen flache Seiten der Spitze eingespannt sind.
§09838/0908
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB11298/77A GB1600602A (en) | 1977-03-17 | 1977-03-17 | Tool tip for a machine tool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2811316A1 true DE2811316A1 (de) | 1978-09-21 |
Family
ID=9983659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782811316 Withdrawn DE2811316A1 (de) | 1977-03-17 | 1978-03-16 | Spanwerkzeugspitze |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4323323A (de) |
JP (1) | JPS53115712A (de) |
CA (1) | CA1096409A (de) |
DE (1) | DE2811316A1 (de) |
FR (1) | FR2383896A1 (de) |
GB (1) | GB1600602A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT389870B (de) * | 1982-02-22 | 1990-02-12 | Kennametal Inc | Keramisches material und verfahren zu seiner herstellung |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2517665B1 (fr) * | 1981-12-08 | 1986-01-31 | Ceraver | Procede de fabrication d'un materiau fritte a base de nitrure de silicium, et materiau obtenu par ce procede |
US4400427A (en) * | 1981-12-21 | 1983-08-23 | Gte Laboratories Incorporated | Sintered silicon nitride ceramic articles having surface layers of controlled composition |
CA1193286A (en) * | 1982-05-20 | 1985-09-10 | Gte Laboratories Incorporated | Composite ceramic cutting tool and process for making same |
CA1204637A (en) * | 1982-05-20 | 1986-05-20 | Vinod K. Sarin | Coated composite modified silicon aluminum oxynitride cutting tools |
SE8205274L (sv) * | 1982-09-15 | 1984-03-16 | Santrade Ltd | Sker samt metod for tillverkning av detsamma |
CA1223013A (en) * | 1983-04-22 | 1987-06-16 | Mikio Fukuhara | Silicon nitride sintered body and method for preparing the same |
JPS59199579A (ja) * | 1983-04-25 | 1984-11-12 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐摩耗性のすぐれたサイアロン基セラミツクス |
US5178647A (en) * | 1983-07-29 | 1993-01-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wear-resistant member |
US4961757A (en) * | 1985-03-14 | 1990-10-09 | Advanced Composite Materials Corporation | Reinforced ceramic cutting tools |
JPS6272507A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-03 | Ube Ind Ltd | サイアロン粉末の製法 |
US4789277A (en) * | 1986-02-18 | 1988-12-06 | Advanced Composite Materials Corporation | Method of cutting using silicon carbide whisker reinforced ceramic cutting tools |
US4770673A (en) * | 1987-10-09 | 1988-09-13 | Corning Glass Works | Ceramic cutting tool inserts |
US5002439A (en) * | 1990-02-14 | 1991-03-26 | Advanced Composite Materials Corporation | Method for cutting nonmetallic materials |
JPH05279129A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-26 | Isuzu Motors Ltd | 低熱伝導セラミックス及びその製造方法 |
US5370716A (en) * | 1992-11-30 | 1994-12-06 | Kennamental Inc. | High Z sialon and cutting tools made therefrom and method of using |
US5316988A (en) * | 1993-08-02 | 1994-05-31 | Eg&G Idaho, Inc. | Sialon ceramic compositions and methods of fabrication |
SE507706C2 (sv) * | 1994-01-21 | 1998-07-06 | Sandvik Ab | Kiselkarbidwhiskerförstärkt oxidbaserat keramiskt skär |
CN101087670B (zh) | 2004-12-22 | 2011-07-20 | 日本特殊陶业株式会社 | 赛纶陶瓷刀片以及装备这种刀片的切削工具 |
KR101262211B1 (ko) * | 2008-12-23 | 2013-05-15 | 오티스 엘리베이터 컴파니 | 승강로에서의 시브 표면 막 형성 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3833389A (en) * | 1970-12-23 | 1974-09-03 | Tokyo Shibaura Electric Co | Heat resistant and strengthened composite materials and method for producing same |
DE2610456A1 (de) * | 1975-03-14 | 1977-02-24 | Battelle Memorial Institute | Schneidwerkzeug |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4097293A (en) * | 1969-04-30 | 1978-06-27 | Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. | Method for manufacturing heat-resistant reinforced composite materials |
US3991166A (en) * | 1972-01-11 | 1976-11-09 | Joseph Lucas (Industries) Limited | Ceramic materials |
US3991148A (en) * | 1972-11-01 | 1976-11-09 | Joseph Lucas (Industries) Limited | Method of forming ceramic products |
DE2346586A1 (de) | 1973-09-15 | 1975-03-27 | Schmidt Gmbh Karl | Verwendung von siliziumnitrid |
SE367217B (de) * | 1973-09-17 | 1974-05-20 | Sandvik Ab | |
US3993844A (en) * | 1974-12-30 | 1976-11-23 | Gte Sylvania Incorporated | Composite ceramic articles and method of making |
US4071371A (en) * | 1975-03-06 | 1978-01-31 | Ford Motor Company | High temperature ceramic material suitable for gas turbine applications and a process for producing same |
JPS5330056Y2 (de) * | 1975-05-23 | 1978-07-27 | ||
GB1578729A (en) * | 1976-06-16 | 1980-11-05 | Lucas Industries Ltd | Tip in a single point turning tool |
GB1573299A (en) * | 1976-06-03 | 1980-08-20 | Lucas Industries Ltd | Method of forming a ceramic product |
US4127416A (en) * | 1976-07-24 | 1978-11-28 | Lucas Industries Limited | Method of producing a ceramic product |
US4227842A (en) * | 1979-12-20 | 1980-10-14 | Ford Motor Company | Method of using Si3 N4.Y2 O3.SiO2 ceramic system for machining cast iron |
-
1977
- 1977-03-17 GB GB11298/77A patent/GB1600602A/en not_active Expired
-
1978
- 1978-03-16 DE DE19782811316 patent/DE2811316A1/de not_active Withdrawn
- 1978-03-16 FR FR7807619A patent/FR2383896A1/fr active Granted
- 1978-03-16 CA CA299,078A patent/CA1096409A/en not_active Expired
- 1978-03-17 JP JP3004578A patent/JPS53115712A/ja active Pending
-
1979
- 1979-11-05 US US06/091,506 patent/US4323323A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3833389A (en) * | 1970-12-23 | 1974-09-03 | Tokyo Shibaura Electric Co | Heat resistant and strengthened composite materials and method for producing same |
DE2610456A1 (de) * | 1975-03-14 | 1977-02-24 | Battelle Memorial Institute | Schneidwerkzeug |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT389870B (de) * | 1982-02-22 | 1990-02-12 | Kennametal Inc | Keramisches material und verfahren zu seiner herstellung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1096409A (en) | 1981-02-24 |
GB1600602A (en) | 1981-10-21 |
US4323323A (en) | 1982-04-06 |
JPS53115712A (en) | 1978-10-09 |
FR2383896B1 (de) | 1983-09-16 |
FR2383896A1 (fr) | 1978-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2811316A1 (de) | Spanwerkzeugspitze | |
DE69015509T2 (de) | Aluminiumoxidkeramik, ihre herstellung und wegwerfstück daraus. | |
DE69627053T2 (de) | Überhartes Verbundmaterial | |
DE69224747T2 (de) | Sinterkeramik auf Basis von kubischem Bornitrid für Schneidwerkzeuge | |
DE69326562T2 (de) | Siliziumnitridkeramik und daraus hergestelltes schneidwerkzeug | |
DE3306157C2 (de) | ||
DE69104862T2 (de) | Keramisches Material auf Basis von Tonerde. | |
DE2923213C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer keramischen Schneidplatte | |
DE69411163T2 (de) | Schneidewerkzeuge auf borid basis, gruppe iv b | |
DE3010545C2 (de) | Gesinterte Keramik, insbesondere für Zerspanungswerkzeuge, und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE3888359T2 (de) | Mit alumina beschichtete siliziumkarbidwhisker-alumina-zubereitung. | |
DE69227503T2 (de) | Hartlegierung und deren herstellung | |
DE69920239T2 (de) | Keramik und verfahren zum kontinuierlichen sintern derselben | |
CH522038A (de) | Wolframcarbid enthaltender Sinterhartmetallkörper | |
DE3016971A1 (de) | Gesintertes presstueck und verfahren zur herstellung desselben | |
DE19757681C2 (de) | Auf kubischem Bornitrid basierendes Sintermaterial und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE112017001964T5 (de) | Polykristallines kubisches Bornitrid und Verfahren für dessen Herstellung | |
DE3512368A1 (de) | Hochfestes werkzeug zur metallbearbeitung und verfahren zu seiner herstellung | |
DE69016021T2 (de) | Aluminiumoxid-titancarbid-siliciumcarbid-zusammensetzung für schneidwerkzeuge. | |
DE69703999T2 (de) | Gleitwerkstoff aus Siliciumnitridkeramik und Herstellung desselben | |
DE3938879A1 (de) | Siliziumnitridgrundstoff-sinterkoerper | |
DE60036814T2 (de) | Verfahren zur wärmebehandlung von keramik und damit hergestellter gegenstand | |
DE2947336A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines produktes aus gesintertem aluminiumoxid | |
DE69713201T2 (de) | Gesinterte Siliziumnitridgegenstände für Werkzeuge und Verfahren zur Herstellung davon | |
DE69105803T2 (de) | Werkzeug aus gesintertem Siliziumnitrid-Körper und Verfahren zu dessen Herstellung. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8130 | Withdrawal |