DE3112624C2

DE3112624C2 - Gesinterter Körper und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE3112624C2
Application number: DE3112624A
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiko Furukawa; Takehiko Gukuoka Hagio; Yoshimichi Hara; Yutaka Fukuoka Kanemitsu; Takashi Fukuoka Kitahira; Michito Miyahara
Original assignee: Nippon Tungsten Co Ltd
Current assignee: Nippon Tungsten Co Ltd
Priority date: 1980-03-29
Filing date: 1981-03-30
Publication date: 1983-12-08
Also published as: SE449609B; FR2479268A1; SE8101981L; FR2479268B1; DE3112624A1; IT8167434A0; IT1143464B

Abstract

Die Erfindung betrifft gesinterte Körper mit einer verbesserten Sinterungsfähigkeit und Zähigkeit, die im wesentlichen aus folgenden Bestandteilen bestehen: 1) 100 Gew.-Teilen Titancarbid, Titanoxid und Aluminium oxid, wobei das Titancarbid und das Titanoxid 15 bis 60 Gew.-% und das Aluminiumoxid 85 bis 40 Gew.-% ausmachen, und wobei die Menge an Titanoxid in bezug auf das Titancarbid und Titanoxid 5 bis 15 Gew.-% beträgt, und 2) 0,039 bis 1,575 Gew.-Teilen Yttrium.

Description

Die Erfindung betrifft einen gesinterten Aluminiuinoxid-(Al-O·.) Titancarbid (TiC)-Körper mit einem \erbessenen Sinterungsvermögen und Zähigkeit sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Körpers.

Gesinterte Körper besitzen eine hohe Härte bei Zimmertemperatur. Diese Härte nimmt nur leicht sogar bei Umgebungstemperatur ab. Ferner haben Sinterungskörper eine ausreichende mechanische Festigkeit. Daher sind gesinterte Körper wichtige Materialien für Gleitteile oder mit hoher Geschwindigkeit laufende Schneidewerkzeuge.

Bisher wurden Heiß\erpressungsverfahren sowie heiße isostatische Preßmethoden (nachfolgend als HIP-Methoden bezeichnet) als wirksame Sinterunasmethoden zur Herstellung derartiger gesinterter Körper angewendet.

Zur Durchführung der HIP-Methode. die in der Praxis angewendet wird, muß ein grüner Kompakt-

."Ό

körper als erste Behandlung zu einem vorgesinterten Kompaktkörper umgewandelt werden, der eine Dichte von mehr als 94° α der theoretischen Dichte besitzt. Zur Herstellung eines gesinterten A1_:O_: TiC-5 Körpers, mit welchem sich die Erfindung befaßt, werden gewöhnlich weniger als 1.5 Gew.-⁰ ο einer oder mehrerer Komponenten, ausgewählt aus der Gruppe, die aus MgO. NiO und Cr_:O, besteht, gewöhnlich dem grünen Kompaktkörper zur Einschränkung des w Kornwachstums des gesinterten Körpers zugesetzt. Ein derartiger Zusatz eines Kornwachstumsinhibitors reicht jedoch nicht dazu aus. einen vorgesinterten Körper zu erhalten, welcher die vorstehend erwähnte beabsichtigte relative Dichte besitzt, sofern nicht das i? Vorsintern bei einer Temperatur von 1850° C bis 1900° C durchgeführt wird. Da jedoch ein A1_:O, TiC-Körper der Einwirkung einer hohen Temperatur während des Vorsinterns unterzogen wird, wachsen A1_;O_,- und TiC-Körper trotz der Zugabe des vorste- -0 hend erwähnten Kormvachsrumsinhibitors. Daher besitzt der erzeugte gesinterte Körper eine schlechte mechanische Festigkeit. Da ferner das vorstehend beschriebene Produktionsverfahren ein Vorsintern bei hoher Temperatur erfordert, treten Energieprobleme -ί auf.

Was das Heißpreßverfahren betrifft, werden AKO-, TiC-Rohmaterialpulver heiß bei 1600 bis 1800° C'zur Erzeugung eines gesinterten Körpers verpreßt. Bei dieser Heißpreßmethode wird, da die Sinterung bei relativ hoher Temperatur durchgeführt wird, ein beträchtliches Ausmaß des Wachstums der A1_:O, TiC-Körner beobachtet, und zwar auch dann, wenn der vorstehend beschriebene Wachstumsinhibitor zugesetzt wird. Daher besitzt der gesinterte Körper, der durch die Heißpreßmethode erzeugt wird, eine nichtoptimale Zähigkeit.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines gesinterten TiC Al-O-.-Körpers. der nur ein geringes Kornwachstum sogar nach dem Sintern zeigt und dabei eine hohe mechanische Festigkeit und Zähigkeit besitzt.

Ferner soll durch die Erfindung ein Verfahren geschaffen werden, mit dessen Hilfe der vorstehend beschriebene gesinterte Körper mit verbesserten Eigenschaften auf billige Weise hergestellt werden kann, wobei man sich entweder der Heißpreßmethode oder der HIP-Methode bedient.

Die Erfindung wird durch die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Verweiltemperatur und TiC. TiO-. und Y_:O; gemäß einem ersten Versuch wiedergibt:

Fig. 2 eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines vorgesinterten Kompaktkörpers, der durch Vorsintern einer Rohmaterialmischune aus 100 Gew\- Teilen 70Α1Ό, 27TiC 3TiO_: und~0.5 G;w.-Teilen YO; nach dem ersten Versuch erhalten wird:

F i g. 3 eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines vorgesinterten Kompaktkörpers. der durch Vorsintern einer Rohmaterialmischung aus 7OAKO₅ 30TiC gemäß dem ersten Versuch zeigt:

i- ig. 4 eine graphische Darstellung, welche die Be-

Ziehung

TiO-

. .. .
^der »orsinterungstempe-

ratur gemäß erstem Versuch wiedergibt:

Fig. 5 eine graphische Darstellung, welche die

Härte des gesinterten Kompaktkörpers des ersten Versuchs zeigt;

F i g. 6 eine elektronenmikroskopische Aufnahme des fertig gesinterten Kompaktkörpers nach der HIP-Behandlung, welcher unter Einsatz der Rohmaterialmischung aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O,/27TiC/3TiO₂ und 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ gemäß erstem Versuch hergestellt worden ist;

Fig. 7 eine elektronenmikroskopische Aufnahme des fertigen gesinterten Kompaktkörpers nach der HIP-Behandlung, der aus der Rohmaterialmischung hergestellt worden ist, die aus 70Al₂O₃/27TiC/3TiO₂ gemäß erstem Versuch hergestellt worden ist,

Fig. 8 eine mikrophotographische Aufnahme, hergestellt durch Röntgenstrahlenmikroanalyse eines fertigen gesinterten Kompaktkorpers, der aus einer Rohmaterialmischung hergestellt worden ist, die aus 100 Gew.-Teilen 70Al_:O₃/27TiC/3TiO₂ und 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ gemäß erstem Versuch hergestellt worden ist;

Fig. 9 eine mikrophotographische Aufnahme, erhalten durch Röntgenstrahlenmikroanalysatoranalyse von fertig gesinterten Kompaktkörpern, die aus einer Rohmaterialmischung aus 70Al₂O₃/30TiC gemäß erstem Versuch hergestellt worden sind,

Fig. 10 eine graphische Darstellung, welche die Veränderung der relativen Dichte unter den HIP-Bedingungen des ersten Versuchs wiedergibt;

Fig. 11 bis 13 graphische Darstellungen, welche das Ergebnis von kontinuierlichen Schneidetests gemäß erstem Versuch wiedergeben;

Fig. 14 eine elektronenmikroskopische Aufnahme des gesinterten Kompaktkorpers, der aus einer Rohmaterialmischung aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/ 27TiC/3TiO₂ und 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ gemäß zweitem Versuch hergestellt worden sind;

Fig. 15 eine elektronenmikroskopische Aufnahme des gesinterten Kompaktkorpers, der aus einer Rohmaterialmischung aus 70Al₂O₃/30TiC gemäß zweitem Versuch hergestellt worden ist;

Fig. 16 eine mikrophotographische Aufnahme, erhalten durch Röntgenstrahlenmikroanalysatoranalyse eines fertigen gesinterten Kompaktkorpers, der aus einer Rohmaterialmischung aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃, 27TiC und 3TiO₂ sowie 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ gemäß dem zweiten Versuch hergestellt worden ist;

Fig. 17 eine mikrophotographische Aufnahme, erhalten durch Röntgenstrahlenmikroanalysatoranalyse eines fertigen gesinterten Kompaktkorpers, der aus einer Rohmaterialmischung aus 70Al₂O₃/30TiC gemäß zweitem Versuch hergestellt worden isi;

Fig. 18 und 19 graphische Darstellung, welche das Ergebnis von kontinuierlichen Schneidetests gemäß zweitem Versuch wiedergeben;

F i g. 20 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen Härte und der Werkzeuglebensdauer von gesinterten Kompaktkörpern gemäß zweitem Versuch wiedergibt;

F i g. 21 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Verweiltemperatur sowie TiC, TiO₂ und Y₂O₃ gemäß einem dritten Versuch wiedergibt;

F i g. 22 eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines vorgesinterten Kompaktkörpers, der durch Vorsintern einer Rohmaterialmischung hergestellt worden ist, die aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/27TiC/ 3TiO₂, 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ und 0,25 Gew.-Teilen

MgO gemäß einem dritten Versuch besteht;

Fig. 23 eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines vorgesinterten Kompaktkorpers, der durch Vorsintern einer Rohmaterialmischung aus 7OAl₂O₃ und 30TiC gemäß einem dritten Versuch hergestellt worden ist;

F i g. 24 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen ~- und der Vorsinterungstemperatur des dritten Versuchs wiedergibt;

Fig. 25 eine graphische Darstellung, welche die

Temperatur zeigt, die zur Herstellung der Dichte des vorgesinterten Kompaktkorpers von mehr als 94.0% der theoretischen Dichte erforderlich ist, gemäß einem dritten Versuch.

Fig. 26 eine graphische Darstellung, welche die Härte der gesinterten Kompaktkörper des dritten Versuchs wiedergibt;

Fig. 27 eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines fertigen gesinterten Kompaktkörpers nach einer HIP-Behandlung, der aus einer Rohmaterialmischung aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/27TiC/3TiO₂, 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ und 0,25 Gew.-f eilen MgO gemaß einem dritten Versuch hergestellt worden ist;

Fig. 28 eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines fertigen gesinterten Kompaktkorpers nach einer HIP-Behandlung, der aus einer Rohmaterialmischung aus 70Al,O₃/27TiC/3TiO₂ gemäß drittem Versuch hergestellt worden ist;

F i g. 29 eine mikrophotographische Aufnahme, erhalten durch Röntgenstrahlenmikroanalysatoranalyse eines fertigen gesinterten Kompaktkörpers, der aus einer Rohmaterialmischung aus 100 Gew.-Teilen 70Al,O₃/27TiC/3TiO₂, 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃, 0,25 Gew.-Teilen MgO gemäß einem dritten Versuch hergestellt worden ist;

Fig. 30 eine mikrophotographische Aufnahme, erhalten durch Röntgenstrahlenmikroanalysatoranalyse von fertigen gesinterten Kompaktkörpern, hergestellt aus einer Rohmaterialmischung, die aus 70Al₂O₃/30TiC gemäß einem drillen Versuch besteht;

F i g. 31 eine graphische Darstellung, welche die Veränderung der relativen Dichte unter den HIP-Bedingungen des dritten Versuchs wiedergibt;

Fig. 32 und 33 graphische Darstellungen, welche das Ergebnis von kontinuierlichen Schneidetests gemäß dem dritten Versuch wiedergeben; Fig. 34 eine graphische Darstellung, welche den Einfluß von MgO-Zusatz auf die gesinterten Kompäkikörper des dritten Versuchs zeigt;

F i g. 35 eine graphische Darstellung, welche den Einfluß anderer Sinterungshilfsmittel auf die gesinterten Kompaktkörper des dritten Versuchs wiedergibt;

F i g. 36 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Härte und der Werkzeuggebrauchsdauer der gesinterten Kompaktkörper des dritten Versuchs wiedergibt;

F i g. 37 eine graphische Darstellung, welche die

Temperatur zeigt, die zur Herstellung von gesinterten

Kompaktkörpern mit einer Dichte von mehr als

98,5% der theoretischen Dichte des vierten Versuchs erforderlich ist;

F i g. 38 eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines gesinterten Kompaktkörpers, der aus der Rohmaterialmischung hergestellt worden ist, die aus 100

Gew.-Teilen 70Al₂O₃/27TiC/3TiO₂, 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ und 0,25 Gew.-Teilen MgO gemäß viertem Versuch besteht;

Fi g. 39 eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines gesinterten Kompaktkörpers, der aus einer Rohmaterialmischung hergestellt worden ist, die aus 70Al₂O₃/30TiC gemäß viertem Versuch hergestellt worden ist;

Fi g. 40 eine mikrophotographische Aufnahme, erhalten durch Röntgenstrahlenmikroanalysatoranalyse eines fertigen gesinterten Kompaktkörpers, hergestellt aus einer Rohmaterialmischung, die aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/27TiC/3TiO₂, 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ und 0,25 Gew.-Teilen MgO gemäß viertem Versuch besteht;

Fi g. 4! eine mikrophotographische Aufnahme, erhalten durch Röntgenstrahlenmikroanalysatoranalyse des fertigen gesinterten Kompaktkörpers, der aus einer Rohmaterialmischung aus 70Al₂O,/30TiC gemäß viertem Versuch erhalten worden ist;

F i g. 42 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen Y₂O₃ und der Werkzeuggebrauchsdauer von gesinterten Kompaktkörpern gemäß dem vierten Versuch wiedergibt;

F i g. 43 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen und der Werkzeuggebrauchsdauer der gesinterten Kompaktkörper gemäß viertem Versuch wiedergibt;

F i g. 44 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Härte und der Werkzeuglebensdauer der gesinterten Kompaktkörper des vierten Versuchs wiedergibt;

F i g. 45 eine graphische Darstellung, welche den Einfluß einer MgO-Zugabe auf die gesinterten Kompaktkörper des vierten Versuchs wiedergibt;

Fig. 46 eine graphische Darstellung, welche den Einfluß anderer Sinterungshilfsmittel auf die Sinterungskompaktkörper des vierten Versuchs wiedergibt.

Im Falle aller Photographien der vorstehend beschriebenen vier Experimente beträgt die Vergrößerung das 3000fache.

Nachfolgend wird die Erfindung näher beschrieben.

Erste Ausführungsform

Diese Ausführungsform betrifft einen gesinterten Körper und ein Verfahren zu einer Herstellung, wobei das Wesen der Erfindung in der Schaffung eines gesinterten Körper? liegt, der im wesentlichen aus folgenden Bestandteilen besteht:

1) 100 Gew.-Teilen Titancarbid, Titanoxid und Aluminiumoxid, wobei das Titancarbid und das Titanoxid 15 bis 60 Gew.-% und das Aluminiumoxid 85 bis 40 Gew.-% ausmachen und die Menge an Titanoxid in bezug auf das Titancarbid und das Titanoxid 5 bis 15 Gew.-% beträgt, und

2) 0,039 bis 1,575 Gew.-Teilen Yttrium, wobei das Yttrium und das Titanoxid in wenigstens einer der folgenden Formen vorliegen: (a) Yttriumoxid, (b) einer Zusammensetzung aus Yttriumoxid und Titancarbid, (c) einer Zusammensetzung aus Yttriumoxid, Titancarbid und Yttriumcarbid, (d) einem doppelten Carbid aus Titancarbid und Yttriumcarbid, (e) einer festen Lösung aus Aluminiumoxid, Yttriumoxid und Titanoxid, (f) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid, Yttriumoxid und Titanoxid und einem doppelten Carbid aus Titancarbid und Yttriumcarbid, (g) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid, Yttriumoxid und Titanoxid sowie Titancarbid, (h) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid, Yttriumoxid und Titanoxid sowie Yttriumcarbid, (i) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid, Yttriunioxid und Titanoxid sowie einer festen Lösung aus Yttriumoxid, Yttriumcarbid und Titancarbid und (j) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid, Yttriumoxid und Titanoxid sowie einer festen Lösung aus Tilancarbid und Titanoxid.

is Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen gesinterten Körpers umfaßt folgende Stufen:

1) Herstellen eines grünen Kompaktkörpers durch Verformen einer Rohmaterialmischung, die (a) 100 Gew.-Teile Titancarbid, Titanoxid und Aluminiumoxid enthält, wobei das Titancarbid und das Titanoxid 15 bis 60 Gew.-% und das Aluminiumoxid 85 bis 40 Gew.-% ausmachen, die Menge an Titanoxid in bezug auf das Titancarbid und das Titanoxid 5 bis 15% beträgt, und (b) 0,05 bis 2,00 Gew.-Teile Yttriumoxid enthält,

2) Vorsintern des grünen Kompaktkörpers in entweder einer reduzierenden Atmosphäre oder in einer Inertgasatmosphäre zur Herstellung eines vorgesinterten Kompaktkörpers, der eine Dichte von mehr als 94% der theoretischen Dichte besitzt und

3) heißes isostatisches Verpressen des vorgesinterten Kompaktkörpers zur Bewirkung einer Sinterung.

Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen gesinterten Körpers umfaßt auch die folgenden Stufen:

1) Herstellung einer Rohmaterialmischung, die (a) 100 Gew.-Teile Titancarbid, Titanoxid und Aluminiumoxid, wobei das Titancarbid und das Titanoxid 15 bis 60 Gew.-% und das Aluminiumoxid 85 bis 40 Gew.-% ausmachen und die Menge an Titanoxid in bezug auf das Titancarbid und das Titanoxid 5 bis 15% beträgt, und (b) 0.05 bis 2,00 Gew.-Teile Yttriumoxid enthält, und

2) Heißverpressen der Rohmaterialmischung zur Bewirkung einer Sinterung.

Im Falle der vorstehend erwähnten HIP-Methode ist der Grund für die Durchführung der Vorsinterung in entweder einer reduzierenden Atmosphäre oder in einer Inertgasatmosphäre (mit Ausnahme von Stickstoffgas) der, daß in einer oxidierenden Atmosphäre TiC in TiO₂ durch Oxidation umgewandelt wird, was unerwünscht ist, während im Vakuum Al₂O₃ bei etwa 1450° C verdampft, so daß die Herstellung eines dichten gesinterten Körpers unmöglich wird. Ferner reagiert in einer Stickstoffgasatmosphäre der Stickstoff mit den Komponenten des gesinterten Körpers, wodurch in nachteiliger Weise die Zusammensetzung des Endproduktes verändert wird.

Der gesinterte Körper dieser Ausführungsform sowie das Verfahren zu seiner Herstellung werden weiter durch den folgenden Versuch erläutert.

Erster Versuch
(a) Experimentelle Methode und Ergebnisse

α-Α1₂Ο₃ mit einer Reinheit von 99,9% und einer mittleren Teilchengröße von 0,6 μχα sowie TiC, Y₂O₃ bzw. TiO₂ mit einer Reinheit von 99% und einer mitt-

leren Teilchengröße von 1 μτη werden in verschiedenen Vermischungsverhältnissen unter Verwendung einer Naßkugelmühle 20 h vermischt. Anschließend wird ein wasserlösliches Wachs der Mischung zugesetzt. Die Mischung wird granuliert und unter einem Druck von 1.3 Tonnen/cm² in der Weise verformt, daß ein gesinterter Kompaktkörper in Form einer Schneidewerkzeugspitze mit einer Seitenlänge von 13 mm und einer Dicke von 5 mm nach dem Sintern erhalten werden kann. Der Verformungsdruck beträgt mehr als 0,5 t/cm², da es sich experimentell herausgestellt hat, daß ein derartiger Druck zur Durchführung der Verformungsoperation notwendig ist. Der auf die vorstehend beschriebene Weise bei Zimmertemperatur gebildete grüne Kompaktkörper wird in einem Ofen unter einer Argongasatmosphäre unter Gewinnung eines vorgesinterten Körpers vorgesintert, der eine Dichte von mehr als 94% der theoretischen Dichte nach einem Verweilen des Kompaktkörpers während 1 h bei einer Temperatur besitzt, die in einen Bereich von 1650 bis 1950° C fällt, nachdem die Ofentemperatur einen derartigen Bereich erreicht hat.

Die Beziehung zwischen der vorstehend beschriebenen Verweiltemperatur und dem Mischverhältnis der verschiedenen Zusammensetzungen gehen aus F i g. 1 hervor, während die elektronenmikroskopische Aufnahme einer repräsentativen Probe aus 100 Gew.-Teilen 70Al,O₃/27TiC/3TiO₂ und 0,5 Gew.-Teilen Y,O, aus F i g. 2 hervorgeht. Ferner wird für Vergleichszwecke eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines vorgesinterten Produktes mit einer Dichte von mehr als 94% der theoretischen Dichte aufgenommen, das durch Vorsintern von 70Al₂O,/30TiC (kein Y₂O₃ enthalten) bei einer Verweiltemperatur von ungefähr 1900° C während 1 h aufgenommen wird (Fig. 3).

F i g. 4 zeigt die Veränderungen der Vorsinterungstemperatur bei einer Variation von

TiO₁

TiC+ TiO, ·

Der vorgesinterte Kompaktkörper, der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt worden ist und eine Dichte zwischen 94 und 95% der theoretischen Dichte aufweist, wird in einen HIP-Ofen eingebracht, der aus einem Hochdruckgefäß besteht, welches ein Molybdänheizelement enthält. Dann wird der zu einer Schneidewerkzeugspitze vorgesinterte Körper einer HIP-Behandlung während 1 h bei einer Temperatur von 1400° C unter einer hohem Druck stehenden Argongasatmosphäre von 1000 kg/cm² unterzogen. Auf diese Weise wird der fcriige gesinterte Körper hergestellt. Anschließend wird der gesinterte Körper mit einem Diamantschleifer verformt und die Härte (auf der Rockwell-A-Skala) gemessen. Das Ergebnis der Messung geht aus der Fig. 5 hervor. Die elektronenmikroskopische Aufnahme des fertigen gesinterten Körpers nach der HIP-Behandlung ist der F i g. 6 zu entnehmen. Das Teststück gemäß F i g. 6 ist ein Kompaktkörper, der aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/27TiC/3TiO₂ und 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ besteht.

Zu Vergleichszwecken wird in der Fig. 7 die elektronenmikroskopische Aufnahme eines gesinterten Körpers gezeigt, der durch eine Hip-Behandlung nach einem Vorsintern von 70Al_?O₃/30TiC (ohne Y₂O₃) zur Gewinnung eines vorgesinterten Körpers mit einer Dichte von mehr als 94% der theoretischen Dichte hergestellt worden ist. Die F i g. 8 und 9 zeigen mikrophotographische Aufnahmen, die mittels einer Röntgenstrahlenmikroanalysatoranalyse der fertigen gesinterten Kontaktkörper erhalten worden sind, die aus einer Zusammensetzung hergestellt worden sind, die aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/27TiC/3TiO₂ und 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ besteht, sowie der fertigen gesinterten Kompaktkörper, die aus der Masse hergestellt worden sind, die aus 70Al₂O₃/30TiC (ohne

ίο Y₂O₃) erzeugt worden sind.

Zur Einstellung von Bedingungen, die eine wirksame oder vorteilhafte HIP-Behandlung ermöglichen, wird die Veränderung der Dichte des fertigen gesinterten Körpers relativ zu der theoretischen Dichte durch Veränderung der Sintertemperatur sowie des Sinterungsdruckes bei der HIP-Behandlung untersucht. Der vorgesinterte Körper, der durch Vorsintern der Masse aus 100 Gew.-Teilen 70AKO,/27TiC/3TiO₂ und 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ hergestellt worden ist. wird in einen HIP-Ofen eingebracht. Dann wird der vorgesinterte Körper einer HIP-Behandlung unter einer Argongasatmosphäre 1 h unter verschiedenen Temperatur- und Druckbedingungen unterzogen, wobei die Temperatur innerhalb eines Bereichs von 1300 bis 1700° C variiert und ein Druck mit 350kg/crrr, 400 kg/cm². 1000 kg/cnr bzw. 2000 kg cnr gewählt wird. Anschließend wird der Druck in dem Ofen allmählich entspannt und der Ofen abgekühlt. Die Ergebnisse des vorstehenden Versuchs gehen aus F i g. 10 hervor.

Vorgesinterte Körper mit einer Dichte von 94 bis 95% der theoretischen Dichte, hergestellt aus grünen Kompaktkörpern mit verschiedenen Zusammensetzungsverhältnissen, werden in einen HIP-Ofen eingebracht und unter einer unter Druck stehenden Argongasatmosphäre bei 1400" C 1 h unter 1000 kg/cm² gesintert, wobei fertige gesinterte Körper mit einer Dichte von mehr als 99% der theoretischen Dichte erhalten werden. Diese fertigen gesinterten Körper werden zu einem Schneidewerkzeug (SNGN 432) mit einer Abschrägung von 0.1 χ 30° C verformt. Diese verformten oder verarbeiteten Körper werden dann zur Durchführung von Tests zur Ermittlung der Schneidewirkung eingesetzt. Die Schneidebedingungen sind wie folgt:

Kontinuierlicher Schneidetest:

Werkstück: hoch-gehärtetes Material SNCM-8

(Härte Hs 85)

Schneidebedin- V χ d x/= 50 m/
gungen: min χ 0.5 mm χ 0.2 mm/

Umdrehung
Werkzeuglebensdauer:

Untersuchung: Die Breite des Flankenabriebs beträgt 0,3 mm

Die Ergebnisse der kontinuierlichen Schneidetests gehen aus den graphischen Darstellungen gemäß der Fig. 11, 12 und 13 hervor.

Abspan widerstandsfähigkeitsschneidetest

Werkstück:
Schneidebedingungen:

Gußeisen FC 25

Vx.d= 245 m/min χ 1,5 mm

11

Werkzeuglebensdauer:
Untersuchung:

TiO₁

Das Fräsen wird unter den vorstehenden Bedingungen durchgeführt, während der Vorschub pro Zahn (mm/Zahn) von 0,4 auf 0,5,0,6,0,7, 0,8, 0,9 und 1,0 verändert wird. Die Werkzeuglebensdauer wird untersucht, wenn ein Abspanen an der Spitze des Schneiderandes erfolgt.

Die Ergebnisse des Abspanwiderstandsschneidetests, wobei der Wert von

Tabelle 1

TiC + TiO,

konstant bei 10 Gew.-% gehalten wird, gehen aus der Tabelle 1 hervor, während die Ergebnisse des gleichen Tests, bei welcher Y₂O₃ konstant auf 0,25 Gew.-Teilen gehalten wird, der Tabelle 2 zu entnehmen sind. In den Tabellen 1 und 2 bedeutet »O«, daß kein Abspanen in zwei Versuchen festgestellt wird. Das Zeichen »Δ« gibt an, daß ein Abspanen beim Versuch auftritt, während » χ « zu erkennen gibt, daß in beiden Versuchen ein Abspanen festzustellen ist.

TiC + TiO,

10

■t

ν inn Y^Oi

Vorschub/(mm/Zahn)

■%)

0,5

0,6

0,'/

0,8

0,9

1,0

Oi

06

07

08

0,9 1,0

AKO, + TiC + TiO,

(Gew.-

χ

Δ

X

(Gew.-%)

Teile)

0,4

Δ

χ

O

X

0,025

O

χ

O

Δ

X

0,050

O

χ

O

X

0,500

O

χ

O

X

15

1,000

O

X

O

Δ

X

15

2,000

O

Δ

X

2.500

Δ

O

X

O

C

χ

0,025

O

Δ

X

O

Δ χ

0,050

O

ο

χ

O

O χ

0,500

O

χ

O

O X

30

1,000

η

O

X

O

χ

2,000

O

X

O

Δ

χ

2,500

O

X

0,025

O

X

0,050

O

Δ

X

0,500

O

Δ

χ

60

1,000

O

X

2,000

O

X

2,500

O

X

0.025

O

Δ

X

0,050

O

Q

O

χ

0,500

O

C

O

X

70

1,000

O

X

2,000

O

X

2,500

O

X

0.025

Λ

O

Δ

X

0,050

O

Δ

χ

0,500

O

X

Tabelle 2

1.000

O

X

TiC + TiO,

2,000

O

AKO₃ + TiC + TiO,

2.500

Δ

χ 100

Vorschub/(mm/Zahn)

(Gew.-%)

r 100 ^Ti°

0,4

^χΐυυ TiC+ TiO;

O

(Gew.-

O

4,0

O

5,0

O

7,5

O

10,0

O

12,5

O

15,0

O

16,0

O

4,0

O

5,0

O

7,5

O

10,0

O

12,5

15.0

Tabelle 2 (Fortsetzung)

_ TiC + TiO; Al₂O₃ + TiC + TiO₂ (Gew.-%)

60

TiO₂ Vorschub/(mm/Zahn)

TiC +TiO₂ ^x100
(Gew.-%) o,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

16,0

4,0

5,0

7,5

10,0

12,5

15,0

16,0

4,0

5,0

7,5

10,0

12,5

15,0

16,0

4,0

5,0

7,5

10,0

12,5

15,0

16,0

O O

O Δ

O χ

O O Δ
O O O

O O O
O O O

O O Δ

O Δ x

ο ο χ

O χ

O Δ χ

O O O O

O O O Δ

O O O χ

O Δ χ

O O χ

O O O χ

O O O O

O Δ

Zur Untersuchung des Einflusses der Vorsinterungsatmosphäre wird eine Masse aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/27TiC/3TiO₂ und 0,25 Gew.-Teilen Y₂O₃ unter Bildung eines vorgesinterten Körpers mit einer Dichte von mehr als 94 bis 95% der theoretischen Dichte vorgesintert. Anschließend wird der vorgesinterte Körper nach der HIP-Methode unter einer unter Druck stehenden Argongasatmosphäre bei 1400° C 1 h sowie unter einem Druck von 1000 kg/cm² behandelt. Die relative Dichte und die Härte des fertigen gesinterten Körpers gehen jeweils aus der Tabelle 3 hervor.

Tabelle 3

30

TiO,

Vorsinterungsatmosphäre

Ar CO H,

99,25 94,1

99,3 94,2

99,4 94,0

Vorsinterungstemperatur, die we-1760 1750 1765 nigstens erforderlich ist, um die relative Dichte auf mehr als 94 bis 95% zu bringen (° C)

Sintern des vorge- relative

sinterten Körpers Dichte, % bei 1400° C sowie Härte, H_RA 1000 kg/cm²

(b) Auswertung

Aus den F i g. 1 und 4, welche die Beziehung zwischen der Temperatur und den Rohmaterialmassen zur Herstellung der vorgesinterten Körper mit den relativen theoretischen Dichten, die für die Anwendung der HIP-Methode erforderlich sind, zeigen, geht hervor, daß dann, wenn

weniger als 5 Gew.-% beträgt, die Wirkung von TiO₂ auf die Verbesserung der Sinterung abnimmt und die Vorsinterungstemperatur ansteigt. Das gleiche gilt für den Fall, daß

mehr als 15 Gew.-% übersteigt. Man nimmt an, daß solange

unter 15 Gew.-% liegt, TiO₂ eine merkliche Rolle zur

Verbesserung der Sinterbarkeit durch Umsetzung mit

freiem Kohlenstoff in dem TiC-Material sowie mit

anderen Komponenten spielt. Übersteigt

15 Gew.-%, dann ist TiC oxidiert, so daß die TiC-Be-Standteilchen brüchig werden. Es wurde ferner gefunden, daß im Vergleich zu dem vorgesinterten Körper, der kein Y₂O₃ enthält, die Vorsinterungstemperatur entsprechend der Zunahme der zugesetzten Menge an Y₂O₃ herabgesetzt werden kann. Sofern jedoch Y₂O₃

so in einer Menge von weniger als 0,05 Gew.-% vorliegt, reicht eine Herabsetzung der Vorsinterungstemperatur nicht aus, so daß die Teilchen des vorgesinterten Körpers nicht fein werden können. Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß der vorgesinterte Körper, welcher die geeignete Menge, und zwar 0,5 Gew.-Teile Y₂O₃, enthält, eine gleichmäßige und kleine Struktur oder ein gleiches oder kleines Korn aufweist.

Was die Härte des fertigen gesinterten Körpers, die aus F i g. 5 ersichtlich ist, betrifft, so zeigt ein gesinterter Körper, der 0,025 Gew.-Teile Y₂O, enthält, ein bestimmtes Ausmaß an Härtezunahme im Vergleich zu einem gesinterten Körper, der kein Y₂O, enthält. Wie jedoch vorstehend erwähnt worden ist, wachsen, da ein derartiger gesinterter Körper kein Vorsinterungsvermögen besitzt, die Körner bis zu einem bestimmten Grad. Daher ist die Härte des Körpers unzureichend und liegt unterhalb H_RA 93,0. Demgegenüber werden

die Körner klein, wenn der Y₂O,-Zusatz mehr als 0,05 Gew.-Teile ausmacht. Daher übersteigt die Härte des gesinterten Körpers H_RA 93,0 unter der Voraussetzung, daß TiC und TiO_: mengenmäßig in den bevorzugten Bereich gemäß vorliegender Erfindung fallen. Die F i g. 6 und 7 aeigen deutlich, daß der erfindungsgemäße gesinterte Körper (Fig. 6) eine extrem kleine Kornstruktur im Vergleich zu der Kornstruktur eines herkömmlichen gesinterten Körpers (F i g. 7) aufweist.

Die graphische Darstellung gemäß Fig. 10 zeigt die HIP-Bedingungen zur Gewinnung eines fertigen gesinterten Körpers mit einer Dichte von mehr als 98,5 Gew.-% der theoretischen Dichte. Es ist zweckmäßig, wenn der Sinterungsdruck auf einen Wert zwischen 1000 und 2000kg/cm^: eingestellt wird, da ein Sintern bei einem niedrigen Druck eine extrem hohe Sinterungstemperatur erfordert. Es wurde experimentell gefunden (dies wird jedoch nicht in der Zeichnung gezeigt), daß dann, wenn die Sinterung bei ungefähr 1700° C durchgeführt wird, die Sinterungszeitspanne auf ungefähr 20 Min verkürzt werden kann, wodurch das Wachstum der Körner eingeschränkt wird.

Zur Verwendung des erfindungsgemäßen Produktes als Schneidewerkzeug spielen die Verteilung und Härte, welche die Werkzeuglebensdauer des Schneidewerkzeugs beeinflussen, eine Rolie und gehen aus den Fig. 11. 12 und 13 hervor. Aus diesen graphischen Darstellungen ist zu ersehen, daß dann, wenn die Y_:O,-Menge weniger als 0.05 Gew.-Teile beträgt, die Werkzeuglebensdauer extrem verkürzt wird, während dann, wenn Y_:O, mengenmäßig 2 Gew.-Teile übersteigt, die Werkzeuglebensdauer weiter verkürzt wird. Ferner wurde gefunden, daß die Werkzeuglebensdaucr in einer engen Beziehung zu der Härte des gesinterten Körpers steht. Je härter das Werkzeug ist. desto größer ist die Werkzeuglebensdauer. Liegt

,---^-.-=- ( χ 100%)unicrhalb 5 Gew.-% sowie

oberhalb 15 Gew.-'O. dann wird die Werkzeuglebensdauer verkürzt. Liegt TiC + TiO_: unterhalb 15 Gew.-⁰ o. dann neigt, da die Anzahl der TiC-Körner, die in den ΑΙ,Ο,-Korngrenzcn vorliegt, gering ist. das AUO, zu einem schnelleren Wachstum der Körner während dann, wenn TiC + TiO_: bis auf ungefähr 70 Ge\v.-% zunimmt. TiC das Kornwachstuni bewirkt. Man nimmt an. daß in beiden Fällen die Werkzeuglebensdauer verkürzt wird. Liegt die Härte oberhalb H_nA 93.0. wie aus Fig. 13 hervorgeht, dann beträgt die Werkzeuglebensdauei mehr als 4 min. Dieser Wert (4 min) reicht als Werkzeuglebensdauer im Hinblick auf die extrem scharfen Schneidebedingungen, die zuvor dargestellt worden sind. aus.

Aus Tabelle 1 und 2, welche die Abspanwiderstandsfähigkeit des Schneidewerkzeugs wiedergeben, wurde gefunden, daß dann, wenn TiC + TiO₂ entweder 10 Gew.-% oder 70 Gew.-% beträgt, die gesinterten Körper eine schlechte Wirkung entfalten, während die Υ-,Ο,-Menge vorzugsweise in einen Bereich von 0,05 bis 2,00 Gew.-Teilen fallen sollte. Die Vorsinterungsatmosphäre variiert nicht in merklicher Weise sogar dann, wenn ein Gas für die Vorsinlerungszwecke aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus

is Ar, CO und H₂ besteht. Ar-Gas wird zur Durchführung des Versuchs im Hinblick auf seine Sicherheit und Wirtschaftlichkeit eingesetzt.

Zweiter Versuch
:o (a) Experimentelle Methode und Ergebnisse

a-Al₂O, mit einer Reinheit von 99.9% und einer mittleren Teilchengröße von 0.6 /,m sowie TiC, TiO, und Y₂O, mit einer Reinheit von 99% und einer milt-

,. leren Teilchengröße von I /<m werden in verschiedenen Missverhältnissen durch nasses Vermählen in einer Kugelmühle während 20 h vermischt. Die Mischung wird dann in ausreichendem Maße zur Herstellung des Sinterrohmatcrials getrocknet. Das

_w Rohmaterial wird in einen Graphittiegel mit einer Abmessung von 50 χ 50 mm und einer Höhe von 60 mm eingefüllt. Der Tiegel wird in eine Hochfrequenzspule eingesetzt und der Druck innerhalb des Tiegels auf ungefähr 200 kg/cm^: bei verschiedenen Temperaturen die in einen Bereich zwischen 1350 und 1850° C fallen, erhöht. Eine derartige Bedingung wird 60 min aufrechterhalten. Anschließend wird der Druck in dem Tiegel entspannt und der Tiegel allmählich abgekühlt, wobei ein gesinterter Körper mit

_4l) einer Abmessung von 50 χ 50 χ 5.5 mm erhalten wird.

Die Heißpreßtemperatur zur Sinterung des Kompaktkörpers zur Gewinnung eines gesinterten Körpers mit einer Dichte von wenigstens mehr als 98,5% der theoretischen Dichte geht aus der Tabelle 4 hervor, wobei die Voraussetzung gilt, daß der Druck 200 kg/cm² und die Verweilzeit 60 min sowie

^TlC)i (χ 100%) 10 Gew.-% betragen.

TiC +

Tabelle 4

TiC ₊ TiO;	10	15	20	30	40	50	60	70
Al.O, + TiC + TiO; ^HU
"~~~~-~-^^ (Gc\v.-°o)
Y;O, ^~~~~--^^	1480	1520	1680	1740	1790	1800	1810	1830
(Gew.-Teile) ^""---^	1420	1440	1450	1580	1640	1680	1740	1750
0.025	1420	1430	1440	1580	1630	1670	1740	1750
0.050	1410	1430	1430	1570	1630	1670	1730	1740
0.250	1410	1430	1430	1560	1630	1660	1730	1740
0.50	1410	1420	1420	1560	1620	1660	1720	1740
1.00	1400	1420	1420	1550	1620	1650	1720	1740
1.50	1400	1420	1420	1550	1630	1650	1710	1730
2.00
2.50

Aus den Fig. 14 und 15 gehen ferner die elektronenmikroskopischen Aufnahmen von ungesinterten Körpern hervor, die aus einer Zusammensetzung erhalten werden, die aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/ 27TiC/3TiO₂ und 0,5 Gew.-Teilen zugesetztem Y₂O₃ sowie aus der Zusammensetzung erhalten worden sind, die aus 70Al₂O₃/30TiC (kein Y₂O₃) besteht. Die Röntgenstrahlenbeugungsmikrophotographien dieser gesinterten Körper sind den Fig. 16 bzw. 17 zu entnehmen. Die Heißverpressungsbedingungen bei 1570° C liegen bei 60 min und 200 kg/cm² im Falle des gesinterten Körpers, der Y₂O₃ enthält, und bei 1700° C während 60 min bei 200 kg/cm² im Falle des Körpers, der kein Y₂O₃ enthält.

Anschließend werden die gesinterten Körper, die in der vorstehend beschriebenen Weise erhalten worden sind, mittels eines Diamantschleifrades und einer Schlehscheibe zerschnitten, wobei ein Werkzeug des Schneidewerkzeugtyps (SNGN 432) mit einer Abschrägung von 0,1 χ 30° C erhalten wird. Die Ergebnisse der Härtemessung, die unter Einsatz der jeweiligen Schneidewerkzeuge ermittelt worden sind, sind praktisch die gleichen wie der Härtemessungen, die bei der Durchführung der HIP-Methode ermittelt worden sind.

Zur Untersuchung der Schneidewirkung der verschiedenen Schneidewerkzeuge werden die Schneidewerkzeuge einem kontinuierlichen Schneidetest unterzogen, bei welchem eine Drehbank verwendet wird. Die Werkstücke bestehen aus einem hoch-gehärleten Material, und zwar SNCM-8 (Hs 85), und V χ d χ f = 50 m/min χ 0,5 mm χ 0,2 mm/Umdrehung. Bei diesem Schneidetest wird die Werkzeuglebensdauer bestimmt, wenn die Breite der Flanke

0,3 mm erreicht hat. Die Fig. 18 zeigt die Werkzeuglebensdauer des Schneidewerkzeugs, wenn die Bedingung (^x 100%) konstant bei 10Gew.-% gehalten und die Y₂O₃-Menge variiert wird. Die F ig. 19 zeigt die Werkzeuglebensdauer des Schneidewerkzeugs unter der Bedingung, daß die Y₂O₃-Menge kon-

stant bei 0,25 Gew.-Teilen gehalten und -

(x 100%) variiert wird. Die Fig. 20 zeigt die Beziehung zwischen der Hälfte und der Werkzeuglebensdauer.

Den Tabellen 5 und 6 sind die Ergebnisse der Abspanwiderstandsflhigkeit verschiedener Schneidewerkzeuge zu entnehmen, wobei ein Gußeisen (FC 25) unter den folgenden Schneidebedingungen geschnitten wird:

V χ </ = 245 m/min χ 1,5 mm
Vorschub = 0,4-1,0 mm/Zahn

Die Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse des Abspanwiderstandsiests, bei welchem (^x 100%) konstant gehalten und die Y₂O₃-Menge variiert wird, während der Tabelle 6 die Ergebnisse des Abspanwiderstandstests zu entnehmen sind, bei welchem

(χ 100%) variiert wird.

In diesen Tabellen bedeutet »O« kein Abspanen im Falle von zwei Versuchen des Fräsens, während »Δ« angibt, daß ein Abspanen bei einem Versuch auftritt, während » χ « angibt, daß bei beiden Fräsversuchen ein Abspanen auftritt.

Tabelle 5

TiC + TiO₂ „ ,	10	100 YjOj	Vorschub	0,5	f(mm/£ahn)	0.7	0.8	0.9 1,0
Al₂O, + TiC + TiO,		(Gew.-		O
(Gcw.-%)		Teilc)	0.4	Δ	0,6
	0,025	O	O	y.	χ
	0,050	O	O	χ	χ
	0,500	O	χ	O
15	1,000	O	χ	Δ
	2,000	O	O
	2,500	Δ	O		O	Δ	χ
	0,025	O	O	χ	O	O	χ
	0,050	O	O	O	O	O	Δ χ
	0,500	O	O	O	O	χ
30	1,000	O	O	O	X
	2,000	O	O	O	X
	2,500	O	O	O	O	O	χ
	0,025	O	O	Δ	O	O	O χ
	0,050	O	O	O	O	O	Δ χ
	0,500	O	O	O	O	X
60	1,000	O	O	O	X
	2,000	O	Δ	O
	2.500	O	O	O	O	Δ	χ
	0,025	O	O	χ	O	O	χ
	0,050	O	O	O	O	O	Δ χ
	0,500	O	O	O	O	X
70	1,000	O	O	O
	2,000	O	X	O
	2,500	O	₍ "~-	X	X
0,025	O	O
0,050	O	Δ
0.500	O	χ

31 12

19

Tabelle 6

624

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

O

06

07

08

20

Tabelle 5 (Fortsetzung)

TiC+ TiO₂ „_m TiO₂ „

O

X

O

X

TiC+ TiO, „_]Λη Y₂O₃

AUO₃ + TiC +IiO₂ ^IUU TiC +TiO, ^x

Δ

X

O

X

A1,O₃ +TiC+ TiO₃ (Gew.-

(Gew.-%) (Gew.-%)

X

O

Δ

χ

(Gew.-%) Teüe)

10 4,0

Δ

O

χ

1,0

1,000

5,0

Vorschub/(mm/Zahn)

O

χ

2,000

7,5

Δ

O

X

2,500

10,0

0,4

O

X

12,5

O

Δ

15,0

O

16,0

O

15 4,0

O

0,9 1,0

5,0

O

7,5

O

χ

10,0

Vorschub/(mm/Zahn)

O

Δ

χ

12,5

O

15,0

0,4

O

16,0

O

30 4,0

O

5,0

O

χ

7,5

O

ο

Δ

χ

10,0

; 100

O

X

Δ X

12,5

O

Δ

O χ

15,0

O

O χ

16,0

O

50 4,0

O

ο

O

5,0

O

Δ

X

7,5

O

χ

Δ χ

10,0

O

Δ

O

Δ

χ

O O

12,5

O

X

O O

15,0

O

χ

16,0

O

Δ

χ

70 4,0

O

χ

5,0

O

χ

7,5

O

Δ

χ

10,0

O

X

O χ

12,5

O

Δ χ

15,0

O

χ

16,0

O

(b) Auswertung

Der Einfluß, mit welchem das Zusammen setzungsverhältnis oder das Mengenverhältnis der Rohinaterialzusammensetzung das Heißpreßsintern bei dieser Heißpreßmethode beeinflußt, ist ungefähr der gleiche wie derjenige der HIP-Methode. Die folgende Erscheinung wird besonders bei der Heißpreßsinterme-

thode festgestellt. Übersteigt

TiO,

TiC + TiO

15 Gew.-%, dann wird die Reaktion zwischen dem gesinterten Körper und der Graphitform ausgesprochen aktiv, so daß der gesinterte Körper an der Form anhaftet. Daher ist die Entfernung des gesinterten Körpers aus der Form extrem schwierig und bedingt ein Reißen des gesinterten Körpers.

Die gesinterten Körper, die nach der Heißverpressung hergestellt werden, besitzen praktisch die gleiche Härte und die Werkzeuglebensdauer wie diejenigen der nach der HIP-Methode hergestellten gesinterten Körper.

Wie bereits erwähnt worden ist, besitzen die gesinterten Körper, die nach der Methode dieser Ausführungsform hergestellt werden, ausgezeichnete Eigenschaften, wie hohe Härte und hohe Dichte und eignen ( χ 100%) 60 sich als Schneidewerkzeugmaterialien. Wird ferner die mittlere Teilchengröße der gesinterten Körper derartig ausgewählt, daß die mittlere Teilchengröße wenigei als 4 μτα und die maximale Teilchengröße weniger als 10 μτη beträgt, dann werden die Härte und die

Dichte zu mehr als H_RA 93,0 bzw. mehr als 98,5% der theoretischen Dichte ermittelt. Dann besitzen die gesinterten Körper besonders verbesserte Eigenschaften.

ti

Da bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Sinterungstemperatur stark herabgesetzt werden kann, können die gesinterten Körper mit so feinen Korngrößen wie möglich hergestellt werden, wobei die Sinterung in verbesserter Weise ausgeführt werden kann.

Zweite Ausführungsform

Diese Ausführungsform betrifft einen gesinterten Körper und ein Verfahren zur Herstellung desselben und löst die vorstehend erwähnten Probleme. In jedem Falle wird ein gesinterter Körper hergestellt, der im wesentlichen aus folgenden Bestandteilen besteht:

1) 100 Gew.-Teilen Titancarbid. Titanoxid sowie Aluminiumoxid, wobei das Titancarbid und das Titanoxid 15 bis 60 Gew.-% und das Aluminiumoxid 85 bis 40 Gew.-% ausmachen und die Menge an Titanoxid in bezug auf das Titancavbid und Titanoxid 5 bis 15 Gew.-Vo betragen.

2) 0.039 bis 1.575 Gew.-Teile Yttrium und

3) 0.1 bis 1.0 Gew.-Teilen wenigstens eines Sinterungshilfsmittels, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Nickeloxid, Molybdänoxid. Chromoxid, Kobaltoxid, Magnesiumoxid. Eisenoxid und Manganoxid besteht, wobei das Yttrium, Titanoxid und das Sinterungshilfsmittels in wenigstens einer der folgenden Formen vorliegen: (a) Yttriumoxid, (b) einer Zusammensetzung aus Yttriumoxid und Titancarbid, (c) einer Zusammensetzung aus Yttriumoxid. Titancarbid und Yttriumcarbid, (d) einem doppelten Carbid aus Titancarbid und Yttriumoxid, (e) einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid. Titanoxid und wenigstens einem der Sinterungshilfsmittel. (Q einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiuinoxid. Yttriumoxid. Titanoxid und wenigstens einem Sinterungshilfsmittel und einem doppelten Carbid aus Titancarbid und Yttriumcarbid. (g) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid. Titanoxid und wenigstens einein der Sinterungshilfsmitlel und Titancarbid, <h) eine Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid, Titanoxid und wenigstens einem Sinterungshilfsmittel und Yttriumcarbid, (i) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid, Yttriumoxid, Titanoxid sowie wenigstens einem Sinterungshilfsmittel und einer festen Lösung aus Titanoxid, Yttriumcarbid und Titancarbid und (j) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid, Tiianoxid sowie wenigstens einem Sintcrunsshilfsmiite! und einer festen Lösung aus liiancarbid und Titanoxid.

Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen gesinterten Körpers besteht aus folgenden Stufen:
1) Herstellung eines grünen Kompaktkörpers durch Formen einer Rohmaterialmischung, die (a) 100 Gew.-Teile Titancarbid. Titanoxid und Aluminiumoxid, wobei das Titancarbid und das Titanoxid 15 bis 60 Gew.-% und das Aluminiumoxid 85 bis 40 Gew.-% ausmachen und die Menge an Titanoxid relativ zu dem Titancarbid und Titanoxid 5 bis 15% beträgt, (b) 0,05 bis 2,00 Gew.-Teile Yttriumoxid und (c) 0,1 bis 1,0 Gew.-Teile wenigstens eines Sinterungshilfsmittels, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Nikkeloxid, Molybdänoxid. Chromoxid, Kobaltoxid, Magnesiumoxid. Eisenoxid und Manganoxid besteht, enthält.

2) Vorsintern des grünen Kompaktkörpers entwedei in einer reduzierenden oder in einer Inertgasatmoshäre zur Erzeugung eines gesinterten Kompaktkör pers, der eine· Dichte von mehr als 94% der theoretisehen Dichte besitzt und

3) heißes isostaüsches Verpressen des vorgesinterter Kompaktkörpers zur Bewirkung einer Sinterung.

Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen gesinterten Körpers umfaßt auch folgende Stufen:

Ό 1) Herstellung einer Rohmaterialmischung, die (a' 100 Gew.-Teile Titancarbid, Titanoxid sowie Aluminiumoxid, wobei das Titancarbid und das Titanoxid 15 bis 60 Gew.-% und das Aluminiumoxid X5 bis 4( Gew.-% ausmachen und die Menge des Titanoxid reis lativ zu dem Titancarbid und dem Titanoxid 5 bis 1 f Gew.-% beträgt, (b) 0,05 bis 2,00 Gew.-Teile Yttri umoxid und (c) 0.1 bis !.0 Gew.-Teile wenigstens ei nes Sinterungshilfsmittels, ausgewählt aus dei Gruppe, die aus Nickeloxid. Molybdänoxid. Chromoxid, Kobaltoxid. Magnesiumoxid. Eisenoxid unc Manganoxid besteht, enthält und
2) Heiß verpressen der Rohmaterialmischung zur Be wirkung einer Sinterung.

Bei der vorstehend beschriebenen HlP-Methode is der Grund zur Durchführung der Vorsinterungsope ration in entweder einer reduzierenden Atmosphän oder in einer Inertgasatmosphäre (ausschließlich eine:

" Stickstoffgasatmosphäre) da; m zu sehen, daß in einei oxidierenden Atmosphäre TiC in unerwünschte!

Weise in TiO₂ durch Oxidation umgewandelt wird während im Vakuum AI₂O, bei etwa 1450° C ver dampft wird, so daß die Herstellung eines dicht-gesin terten Körpers unmöglich wird In einer Stickstoff gasatmosphäre reagiert ferner der Stickstoff mit der

Körnern des gesinterten Körpers, so daß in nachteili ger Weise die Zusammensetzung des Endprodukt: verändert wird.

Die gesinterten Körper dieser Ausführungsform so wie das Verfahren zu ihrer Herstellung werden nach folgend anhand eines Versuche erläutert.

Dritter Versuch

(a) Experimentelle Methode und Ergebnisse
(J-Al₂O₃ mit einer Reinheit von 99.9% und eine:

mittleren Teilchengröße von 0.6 /im sowie TiC, Y₂O bzw. TiO₂ mit einer Reinheit von 99% und einer mitt leren Teilchengröße von 1 /.m sowie Oxide von Nik kel, Molybdän, Chrom und Magnesium mit eine; Reinheit von 99% und einer mittleren Teilchengrößi von 1 μΐη werden in verschiedenen Mischungsverhält nissen durch Naßvermahlen in einer Kugelmühle 20 1 lang vermischt. Anschließend wird ein wasserlösliche: Wachs der Mischung zugesetzt. Die Mischung wire granuliert und unter einem Druck von 1,3 t/cm² ver

formt. Auf diese Weise wird ein grüner Kompaktkör per für einen Schneiderand hergestellt, der nach den Sintern eine Seitenabmessung von 13,0 mm und ein< Dicke von 5 mm besitzt. Der Verformungsdruck be trägt mehr als 0,5 t/cm², da experimentell ermittel

wurde, daß ein derartiger Druck zur Durchführunj der Verformungsoperation erforderlich ist. Der grüni Kompaktkörper wird dann in der vorstehend be schriebenen Weise bei Zimmertemperatur verform und in einem Ofen mit einer Argongasatmosphäre zu Gewinnung eines vorgesinterten Körpers mit eine: Dichte von mehr als 94% der theoretischen Dicht« vorgesintert, worauf der Kompaktkörper 1 h bei eine; Temperatur gehalten wird, der in einen Bereich voi

1650 bis 1950° C fällt, nachdem die Ofentemperatur einen derartigen Bereich erreicht hat.

Die Beziehung zwischen der vorstehend beschriebenen Venveiltemperatur und dem Mischungsverhältnis der verschiedenen Zusammensetzungen geht aus Fig. 21 hervor. Die Fig. 22 zeigt eine elektronenmikroskopische Aufnahme einer repräsentativen Probe, die aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/27TiC/3TiO₂, 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ und 0,25 Gew.-Teilen MgO besteht. Ferner zeigt zu Vergleichszwecken die Fig. 23 eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines vorgesinterten Produktes mit einer Dichte von mehr als 94% der theoretischen Dichte, die durch Vorsintern von 70Al₂O₃/30TiC (ohne Y₂O₃) bei einer Verweiltemperatur von 1900° C während 1 h hergestellt worden ist.

Die F i g. 24 zeigt die Veränderungen der Vorsinterungstemperatur, wenn der - Wert verändert wird.

In Fig. 25 wird die Temperatur (Verweilzeit: 1 h), die zur Vorsinterung des grünen Kompaktkörpers aus 100 Gew.-Teilen 70AUO,/27TiC/3TiO,, 0,25 Gew.-Teilen Y₂O, und den gewünschten Arten von Sinterungshilfsmitteln zur Gewinnung eines vorgesinterten Kompaktkörpers mit einer Dichte von mehr als 94% der theoretischen Dichte erforderlich ist, gezeigt.

Der vorgesinterte Kompaktkörper, der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt worden ist und eine Dichte zwischen 94 und 95% der theoretischen Dichte besitzt, wird in einen HIP-Ofen eingebracht, der aus einem Hochdruckgefäß besteht, das ein Molybdänheizelement enthält. Dann wird der Kompaktkörper in Form einer Schneidewerkzeugspitze einer HIP-Behandlung während 1 h bei einer Temperatur von 1400° C unter einer Hochdruckargonatmosphäre von 1000 kg/cm² unterzogen. Auf diese Weise wird der fertige gesinterte Körper hergestellt. Anschließend wird der gesinterte Körper mittels einer Diamantschleifvorrichtung verformt und die Härte (auf der Rockwell-A-Skala) gemessen. Das Ergebnis der Messung geht aus F i g. 26 hervor. Die elektronenmikroskopische Aufnahme des fertigen gesinterten Körpers nach der HIP-Behandlung zeigt die F i g. 27. Das Teststück gemäß F i g. 27 ist ein Kompaktkörper, der aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/27TiC/ 3TiO₂, 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ und 0,25 Gew.-Teilen MgO besteht.

Zu Vergleichszwecken wird in Fig. 28 die elektronenmikroskopische Aufnahme eines gesinterten Körpers gezeigt, der durch HIP-Behandlune nach einem Vorsintern der 70AUO₃/30TiC-Masse "(ohne Y₂O₃) zur Gewinnung eines vorgesinterten Körpers mit einer Dichte von mehr als 94% der theoretischen Dichte erzeugt worden ist. Ferner zeigen die Fig. 29 und 30 mikrophotographische Aufnahmen unter Verwendung von Röntgenstrahlenmikroanalysatoranalysen der fertigen gesinterten Kompaktkörper, die aus grünen Kompaktkörpern hergestellt worden sind, die aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/27TiC/3TiO₂₎ 0,5 Gew.-Teiien Y₂O₃ und 0,25 Gew.-Teilen MgO bestehen, sowie der fertigen gesinterten Kompaktkörper, die aus einer Masse hergestellt worden sind, die aus 70Al₂O₃/ 30TiC (ohne Y₂O₃) erzeugt worden sind.

Zur Ermittlung der Bedingungen, welche eine wirksame oder vorteilhafte HIP-Behandlung ermöglichen, wird die Veränderung der Dichte von fertigen gesinterten Kompaktkörpern in Abhängigkeit von der theoretischen Dichte durch Variieren der Sinterungstemperatur und des Sinterungsdrucks bei der HIP-Behandlung untersucht. Ein vorgesinterter Körper, der durch Vorsintern einer Masse aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/27TiC/3TiO₂, 0,5 Gew.-Teilen Y₂O₃ und 0,25 Gew.-Teilen MgO hergestellt worden ist, wird in einen HIP-Ofen eingebracht. Dann wird der vorgesinterte Körper einer HIP-Behandlung unter einer Argongasatmosphäre während 1 h bei wechselnden

ίο Temperaturen und Drucken unterzogen, wobei die Temperatur innerhalb eines Bereichs von 1300° C bis 1700° C und ein Druck von 350 kg/cm², 400 kg/cm², 1000 kg/cm² bzw. 2000 kg/cm² gewählt wird. Anschließend wird der Druck in dem Ofen allmählich entspannt und der Ofen allmählich abgekühlt. Die Ergebnisse des vorstehend beschriebenen Versuchs gehen aus F i g. 31 hervor.

Ferner werden vorgesinterte Körper mit einer Dichte von 94 bis 95% der theoretischen Dichte, die aus grünen Kompaktkörpern mit verschiedenen Zusammensetzungsverhältnissen hergestellt worden sind, in den HIP-Ofen eingebracht und unter einer unter Druck stehenden Argongasatmosphäre bei 1400° C 1 h bei 1000 kg/cm² gesintert. Auf diese Weise werden fertige gesinterte Körper mit einer Dichte von mehr als 99% der theoretischen Dichte erhalten. Derartige fertige gesinterte Körper werden zu einem Schneidewerkzeug (Typ SNGN 432) mit einer Abschrägung von 0,1 χ 30° verformt. Diese geformten oder vei arbeiteten Körper werden zur Durchführung von Schneidetests zur Ermittlung ihrer Schneidewirkung verwendet. Es werden folgende Schneidebedingungen eingehalten:

Kontinuierlicher Schneidetest

Werkstück: sehr hartes Material SNCM-8

(Härte Hs 85)

Schneidebedin- V χ d χ /= 50 m/
gungen: min χ 0,5 mm χ 0,2 mm/Umdre

hung

Werkzeuglebensdauer
Untersuchung: Breite des Flankenabriebs 0,3 mm

Die Ergebnisse des kontinuierlichen Schneidetests gehen aus den Fig. 32 und 33 hervor. Die Fig. 34 zeigt den Einfluß einer MgO-Zunahme auf die gesinterten Kompaktkörper unter den gleichen Schneide-

bedingungen, wobei diese Kompaktkörper in einer solchen Weise hergestellt werden, daß die grünen Kompaktkörper, die konstani 0,25 Gew.-Teile Y₂O₃ und wechselnde Mengen an MgO enthalten, vorgesintert werden und die vorgesinterten Kompaktkörper mit einer Dichte von mehr als 94,0% der theoretischen Dichte anschließend zur Gewinnung von gesinterten Kompaktkörpern mit einer Dichte von mehr als 99,0% der theoretischen Dichte gesintert werden. Die Fig. 35 zeigt den Einfluß der Zugabe von anderen Sinterungshilfsmitteln. Ferner geht die Beziehung zwischen der Härte und der Werkzeuglebensdauer aus Fig. 36 hervor.

Schneidetest zur Ermittlung der Abspanfestigkeit

Werkstück:
Schneidebedingungen:

Gußeisen FC 25

V χ d = 245 m/min χ 1,5 mm

25

Werkzeuglebensdauer
Untersuchung:

Das Fräsen erfolgt unter den oben angegebenen Bedingungen, während der Vorschub pro Zahn (mm/ Zahn) von 0.4 auf 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 und 1,0 verändert wird. Die Werkzeuglebensdauer wird beurteilt, wenn ein Abspanen an dem Rand der Schneidekante festgestellt wird.

Die Ergebnisse des Schneidetests zur Ermittlung der Abspanwiderstandsfähigkeit, bei denen der Wert

konstant bei 10 Gew.-% und der MgQ-geht aus der Tabelle 7 hervor, während die Ergebnisse des gleichen Tests, bei welchem Y₂O, konstant auf 0,25 Gew.-Teilen und MgO konstant auf 0,25 Gew.-Teilen gehalten wird, der Tabelle 8 zu entnehmen sind.

Ferner sind der Tabelle 9 die Ergebnisse des gleichen Tests zu entnehmen, bei welchem der Wert

konstant auf 10 Gew.-% gehalten wird.

Gehalt konstant bei 0.2 Gew.-Teilen gehalten wird, Tabelle 7

während MgO variiert wird. In den Tabellen 7, 8 und 9 bedeuten »O«, daß kein Abspanen bei der Durchführung von zwei Versuchen erfolgt, »Δ«. daß ein Abspanen bei einem Versuch festgestellt wird, und »χ«, daß bei beiden Versuchen ein Abspanen erfnlot

TiC + TiO₂

10

Λ I \J\)

Y₂O,

Vorschub /(mm/Zahn)

0.5

0,6

0.7

0.8

0.9

ns

06

07

08

1.0

Al₂O, + TiC + TiO₂

(Gew,-

χ

Δ

χ

(Gew.-%)

Teile)

0.4

O

X

O

Δ

χ

0.025

C

Δ

X

O

χ

0,050

O

Δ

X

O

χ

0,500

O

χ

O

Δ

χ

15

1,000

O

X

O

Δ

χ

2.000

O

χ

Δ

χ

5

2.500

O

Δ

χ

O

0.025

.—,
^.

L'

O

X

0.050

~"\

X

0,500

.-Λ

O

V.

ν.

C

Δ

X

30

1.000

L.^:

,"N₁
V-

Δ

χ

2,000

O

-N.

χ

2.500

C

O

C

O

X

0.025

Q

O

0.050

O

X

0.500

C

O

Δ

X

60

1.000

O

■-\

X

2,000

C

O

X

2.500

C

O

ν.·

Δ

X

0.025

O

, -\
\_

O

χ

0.050

O

ν/

O

χ

0.500

O

'Λ

O

,■' \

χ

70

1.000

O

Δ

X

2,000

O

Δ

χ

2.500

C

Δ

X

0.025

O

V

O

X

0,050

,^,

χ

0.500

c

Δ

X

Tabelle 8

1.000

O

χ

TiC+ TiO₂ ...

2.000

Q

AIjO₃ + TiC + TiO-,

2.500

O

Vorschub /(mm, Zahn)

(Gew.-%)

TiO,

• inn

0.4

0.9 1,0

TiC+ TiO,*

> 1 Uv

O

(Gew.-%)

O

4,0

O

5.0

O

7,5

O

10,0

O

12,5

O

15,0

O

χ

16,0

O

O χ

4,0

5.0

27

30

Tabelle 9

10

TiO,

MgO

inn

Vorschub / (mm/Zahn)

0.5

0.6

0.7

0.5

0.6

0.7

0.8

28

1.0

Tabelle 8 (Fortsetzung)

TiC + TiO,

(Gew.-

O

X

O

TiC+ TiO, _]00

Al.O,+ TiC+ TiO,

(Gew.-%)

Teile)

0.4

O

-Λ

O

Δ

χ

Δ

AUO, + TiC + TiO, ^xl0°

(Gew.-%)

7,5

0,05

O

C

O

ν ■

X

ο

χ

(Gew.-%)

10,0

0.10

O

ΰ

O

C¹

O

Δ

ΰ

0.9

12,5

0,30

O

\J

O

χ

X

O

15

15,0

0.70

O

X

O

χ

SO

16,0

1.00

O

C

O

Δ

4,0

1.20

O

Q

O

X

O

5,0

0,05

O

7.5

0.10

O

Δ

10,0

0.30

O

ü

O

C¹

O

χ

30

12.5

0.70

O

Δ

O

15,0

1.00

O

C

O

C-¹

O

70

16,0

1,20

O

η

ο

O

Δ

X

4,0

0.05

O

\J

O

5,0

0.!0

O

X

Δ

7,5

0,30

O

X

χ

60

10,0

0,70

O

C

O

,Λ

O

X

12,5

1,00

O

Δ

O

15,0

1,20

O

Δ

X

O

16,0

0,05

O

CJ

O

χ

Δ

4.0

0,10

O

Q

O

χ

Δ

5.0

0,30

O

Δ

O

χ

70

7,5

0,70

O

.Λ

'^_ ■

O

χ

10.0

1,00

O

Q

Δ

X

O

X

12.5

1.20

O

X

O

Δ

X

15.0

0,05

O

X

16,0

0,10

Vorschub /(mnvZahn)

O

X

0,30

O

X

v mn

0,70

0.4

O

Δ

χ

0.9

1,00

1.20

C

O

Q

1.0

O

Δ

O

χ

/—,

O

Δ

O

ο

χ

r~\

,-Λ

χ

O

X

O

Δ

O

Δ

χ

O

X

O

X

O

X

O

χ

O

Δ

O

Δ

O

χ

O

χ

O

Um den Einfluß der Vorsinterungsatmosphäre zu untersuchen, wird eine Zusammensetzung aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/27TiC/3TiO₂, 0,25 Gew.-Teilen Y₂O₃ und 0,25 Gew.-Ttilen MgO vorgesintert, wobei die Sinterungsatmosphäre variiert wird. Auf diese Weise werden vorgesinterte Kompaktkörper mit einer Dichte von mehr als 94 bis 95% der theoretischen Dichte erhalten. Anschließend werden die vorgesinterten Kompaktkörper nach der HIP-Methode unter einer unter Druck stehenden Argongasatmosphäre bei 1400° C 1 h lang bei 1000 kg/cm² behandelt. Die relative Dichte und die Härte der fertigen gesinterten Kompaktkörper gehen aus der Tabelle 10 hervor.

Tabelle 10

Vorsintcrungsalmosphäre

Ar CO H,

15

Vorsinterungstemperatur, die we-

niestensdazu erforderlich ist, um ₁₇,_n .-..„ _λ1Δη

die relative Dichte auf mehr als 94 "^JU '^/4υ "^4U bis 95% zu bringen (⁰C)

Sintern des vorgesinter- relative 99.25 99,3 99,4 ten Körpers bei 1400° C Dichte

sowie lOOOke/cnr (%)

Härte 94,2 94,1 94,0

<H_RA)
(b) Auswertung

Den Fig. 21 und 24, welche die Beziehung zwischen der Temperatur und den Rohmaterialzusammensetzungen zur Herstellung von vorgesinterten Körpern mit der relativen Dichte zeigen, die erforderlich ist, um das HIP-Verfahren anzuwenden, ist zu

entnehmen, daß (1) dann, wenn =^7——ψψτ ( x 100%)

1 1 i —I— 1 IU₂

weniger als 5 Gevv.-% ist. die Wirkung von TiO₂ auf die Verbesserung der Sintcrungsabnahme und der Vorsinterungstemperatur ansteigt. Das gleiche gilt für

den Fall, daß ~r^-·έ=7=τ mehr als 15 Gew.-% über-TiC + TiO₂

steigt. Man nimmt an, daß solange ~^—-=,-7=5- un-

I IL + 1 lL/->

terhalb 15 Gew.-% liegt, TiO₂ eine merkliche Rolle bezüglich der Verbesserung der Sinterungsfähigkeit durch Reaktion mit freiem Kohlenstoff in dem TiC-Material sowie in anderen Komponenten spielt.

Übersteigt jedoch =7^——.jU^r- 15 Gew.-%, dann wird

TiC oxidiert, wodurch die TiC-Tcilchen brüchig werden. Es wurde ferner gefunden, daß im Vergleich zu einem vorgesinterten Körper, der kein Y₂O₅ enthält, die Vorsinterungstcmperatui" entsprechend der Zunahme der Zugabe von Y,O, herabgesetzt wird. Solange jedoch Y₂O, weniger als 0,05 Gew.-Teile ausmacht, reicht die Herabsetzung der Vorsinterungstemperalur nicht aus, wobei die Körner des vorgesinterten Körpers nicht fein gemacht werden können.

Aus der F i g. 22 ist zu ersehen, daß ein vorgesinterter Körper, der die geeignete Menge, und zwar 0,5 Gew.-Teile, Y₂O₃ enthält, ein gleichmäßiges und kleines Korn oder eine gleichmäßige und kleine Struktur aufweist.

Der Fig. 26 ist im Zusammenhang mit der Härte des fertigen gesinterten Körpers zu entnehmen, daß der gesinterte Körper, welcher 0,025 Gew.-Teile Y₂O₅ enthält, ein bestimmtes Ausmaß der Härtezunahme im Vergleich zu gesinterten Kompaktkörpern, die kein Y₂O₃ enthalten, zeigt. Wie jedoch vorstehend erwähnt worden ist, wachsen die Körner bis zu einem bestimmten Ausmaß, da es einem derartigen gesinterten Kompaktkörper an Vorsinterungsvermögen fehlt. Daher ist seine Härte unzureichend und liegt unterhalb H_RA 93,0. Macht die Y₂O₃-Zugabe mehr als 0,05 Gew.-Teile aus, dann werden die Körner klein. Daher übersteigt die Härte des gesinterten Kompaktkörpers H_RA 93,0 unter der Voraussetzung, daß die TiC- und TiO₂-Mengen in den erfindungsgemäß bevorzugten Bereich fallen. Die Fig. 27 zeigt deutlich, daß ein erfindungsgemäß gesinterter Körper eine extrem kleine Kornstruktur im Vergleich zu der Kornstruktur eines in herkömmlicher Weise gesinterten Körpers aufweist (Fig. 28).

Aus den Fig. 34 und 35, welche die Veränderung der Vorsinterungstemperatur und die Werkzeuglebensdauer entsprechend der Veränderung der Zugabe eines Sinterungshilfsmittels, wie MgO, zeigen, ist folgendes zu ersehen.

Es wurde gefunden, daß das Sinterungshilfsmittel mehr als 0,1 Gew.-Teile betragen sollte, während eine übermäßige Menge an Sinterungshilfsmittel in nachteiliger Weise c*^:e gesinterten Kompaktkörper beeinflußt. Daher sollte der optimale Wert für die Zugabe des Sinterungshilfsmittels in einen Bereich zwischen 0,1 und 1,0 Gew.-Teile fallen. Obwohl keine Werte angegeben sind konnte aus anderen Experimenten festgestellt werden, daß die Oxide von Chrom, Kobalt, Eisen und Mangan auch eine die Sinterung begünstigende Wirkung und eine die erforderliche Kornwachstums-beschränkende Wirkung ausüben.

Der Fig. 31, welche die HIP-Bedingungen wiedergibt, die erforderlich sind, um einen fertigen gesinterten Körper mit einer Dichte von mehr als 98,5 Gcw.-% der theoretischen Dichte herzustellen, ist zu entnehmen, daß es zweckmäßig ist, wenn der Sinterungsdruck sich innerhalb eines Bereiches von 1000 bis 2000 kg/cm² bewegt, da ein Sintern bei niederem Druck eine extrem hohe Sinterungstemperatur erfordert. Obwohl dies in der graphischen Darstellung nicht angegeben ist, wurde experimentell gefunden, daß dann, wenn das Sintern bei ungefähr 1700" C durchgeführt wird, die Sinterungspenode auf ungefähr 20 min verkürzt werden kann, wodurch das Wachstum der Körner eingeschränkt wird.

Der Einfluß der Zusammensetzungsverteilung und Härte, welcher die Gebrauchsdauer eines Schneidewerkzeugs beeinflußt, wenn ein erfindungsgemäßes Produkt als Schneidewerkzeug verwendet wird, geht aus den Fig. 32, 33 und 34 hervor. Diese Fig. zeigen, daß dann, wenn die Y₂O_rMenge weniger als 0.05 Gew.-Teile beträgt, die Werkzeuglebensdauer extrem verkürzt wird, während dann, wenn die Y₂O,-Menge 2 Gew.-Teile übersteigt, die Werkzeuglebensdauer noch weiter verkürzt wird. Es wurde ferner festgestellt, daß die Werkzeuglebensdauer in einer engen Beziehung zu der Härte des gesinterten Körpers steht. Je härter das Werkzeug ist, desto länger ist im allgemeinen die Werkzeuglebensdauer. Liegt ^γ?-—

(χ 100%) unterhalb 5 Gew.-% sowie oberhalb 15 Gew.-%, dann wird die Werkzeuglebensdauer verkürzt. Liegen TiC + TiO₂ unterhalb 15 Gew.-%. dann neigt AI₂O₃ zu einer Begünstigung des Körnerwachstums, während dann, wenn TiC + TiO_: aul" bis zu ungefähr 70 Gew.-% ansteigt. TiC ein Wachstum seiner Körner bewirkt. In beiden Fällen wird die

Werkzeuglebensdauer verkürzt. Liegt die Härte oberhalb K„A 93,0, dann ist, wie der Fig. 36 zu entnehmen ict, die Werkzeuglebensdauer größer als 4 min, was im Hinblick auf die extrem scharfen Schneidebedingungen, die zuvor dargelegt worden sind, eine ausreichende Werkzeuglebensdauer ist.

Den Tabellen 7 und 8, welche die Abspanwiderstaudsfähigkeit des Schneidewerkzeugs wiedergeben, ist zu entnehmen daß dann, wenn TiC -I- TiO₂ entweder 10 Gew.-% oder 70 Gew.-% beträgt, die gesinterten Produkte schlechte Eigenschaften besitzen, während die Y,O₃-Menge vorzugsweise in einem Bereich von 0,05 bis 2,00 Gew.-Teilen fallen sollte. Da die Vorsinterungsatmosphäre sich nicht in merklicher Weise auch dann verändert, wenn ein Gas aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Ar-Gas, CO-Gas und H₂-GaS für Vorsinterungszwecke besteht, wird Ar-Gas im Hinblick auf seine Sicherheit und Wirtschaftlichkeit zur Durchführung des Versuchs verwendet.

Vierter Versuch

(a) Experimentelle Methode und Ergebnisse

a-Al₂O,mit einer Reinheit von 99,9% und einer mittleren Teilchengröße von 0,6/im, TiC, TiO₂ und Y₂O₃ mit einer Reinheit von 99% und einer mittleren Teilchengröße von 1 ^m sowie ein Sinterungshilfsmittel, wie MgO, mit einer Reinheit von 99% und einer mittleren Teilchengröße von 1 μτα werden in verschiedenen Mischungsverhältnissen unter Verwendung einer Kugelmühle in nassem Zustand 20 h vermischt. Die Mischung wird dann in einer zur Herstellung eines Sinterungsrohmaterials ausreichenden Weise getrocknet Das Rohmaterial wird in einen Graphittie-

gel eingefüllt, der eine Größe von 50 χ 50 χ 60 mm besitzt. Der Graphittiegel wird in eine Hochfrequenzspule eingebracht und der Druck innerhalb des Tiegels auf 200 kg/cm² bei verschiedenen Temperaturen erhöht, die in einen Bereich von 1350 bis 1850° C fallen. Diese Bedingungen werden 60 min aufrechterhalten. Anschließend wird der Druck in dem Tiegel entspannt und der Tiegel allmählich abgekühlt, wobei ein gesinterter Körper mit einer Größe von 50 χ 50 χ 5,5 mm erhalten wird.

Die Heißpreßtemperatur zur Sinterung des Kompaktkörpers zur Erzielung einer Dichte desselben von wenigstens mehr als 98,5% der theoretischen Dichte geht aus der Tabelle 11 hervor, wobei die Voraussetzung gilt, daß der Druck 200 kg/cm², die Verweilzeit

^{60 min}' τΤϋΤτΊα^{(x 100%) 10 Gew}--^{% und die} MgO-Menge 0,25 Gew.-Teile betragen.

Die Veränderung der niedrigsten Heißpreßtemperatur zum Sintern des grünen Kompaktkörpers aus

100 Gew.-Teilen 70Al₂O₃/27TiC/3TiO₂, 0,25 Gew.-Teilen Y₂O₃ und den gewünschten Sinterungshilfsmitteln bei 200 kg/cm² während 60 min zur Gewinnung von gesinterten Kompaktkörpern mit einer Dichte von mehr als 98,5% der theoretischen Dichte geht aus

so Fig. 37 hervor.

Tabelle 11	10	15	20	30	40	50	60	70
TiC ₊ TiO: .. _m
ΑΙ,Ο, + TiC + TiO,	1470	1520	1670	1730	1780	1790	1800	1820
""~-\^ (Gew.-%)	1410	1430	1440	1570	1630	1670	1730	1740
(Gew.-Teile) ^"""---^	1410	1420	1430	1570	1620	1660	1730	1740
0,025	1400	1420	1420	1560	1620	1660	1720	1730
0,050	1400	1420	1420	1550	1620	1650	1720	1730
0,250	1400	1410	1410	1550	1610	1650	1710	1730
0,500	1390	1410	1410	1540	1610	1640	1710	1730
1,000	1390	1410	1410	1540	1620	1640	1700	1720
1.500
2,000
2,500

Die Fig. 38 und 39 sind elektronenmikroskopische Aufnahmen von gesinterten Körpern, die aus einer Zusammensetzung erhalten worden sind, die aus 100 Gew.-Teilen 70Al₂O,/27TiC/3TiO₂, 0,5 Gew.-Teilen zugesetztem Y.O, und 0,25 Gew.-Teilen zugesetztem MgO sowie aus 70Al₂O₃/30TJC (ohne Y₂O₃) erhalten worden sind. Die Röntgenbeugungsmikrophotographie dieser gesinterten Körper gehen aus den Fig. 40 bzw. 41 hervor. Die Heißpreßbedingungen betragen 1560° C während 60 min und 200 kg/cm² im Falle des gesinterten Körpers, der Y₂O₃ enthält, während die Bedingungen bei 1750° C und 60 min und 200 kg/cm² im Falle des Körpers liegen, der kein Y₂O₃ enthält.

Anschließend wird der in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltene gesinterte Körper mit einem Diamantschneiderad und einer Schleifscheibe zerschnitten, worauf ein Werkzeug des Typs SNGN 432 mit einer Abschrägung von 0,1 χ 30° erzeugt wird. Die Ergebnisse der Härtemessung (auf der Rockwell-Α-Skala), die unter Einsatz der jeweiligen Schneidewerkzeuge durchgeführt werden, sind praktisch die gleichen wie die Ergebnisse der Härtemessungen, die im Falle der HIP-Methode erzielt werden.
Zur Untersuchung der Schneidewirkung der verschiedenen Schneidewerkzeuge werden diese einem kontinuierlichen Schneidetest unter Verwendung einer Drehbank unterzogen. Werkstühle aus einem sehr harten Material (SNCM-8 (Hs 85)) werden verwendet, wobei folgende Bedingung gilt: V χ d χ /= 50 m/ min χ 0,5 mm χ 0,2 mm/Umdrehung. Bei der Durchführung dieses Schneidetests wird das Kriterium der Werkzeuglebensdauer bestimmt, wenn die Breite der Flanke 0,3 mm erreicht hat.

F i g. 42 zeigt die Lebensdauer des Schneidewerk-

TO

zeugs unter der Bedingung, daß = ( χ 100%) konstant auf 10 Gew.-% gehalten und die Y₃O,-

Menge variiert wird. Die Fig.43 zeigt die Lebensdauer des Schneidewerkzeugs unter der Bedingung, daß die Y,O₃-Menge konstant bei 0,25 Gew.-Teilen gehaUen und (xl00%) variiert wird.

ih d Hät

(x 100%)

Die F i g. 44 zeigt die Beziehung zwischen der Härte und der Werkzeuglebensdauer. Ferner geht der Einfluß einer MgO-Zugabe auf die Ergebnisse des kontinuierlichen Schneidetests unter den gleichen Schneidebedingungen aus Fig. 45 hervor, während der Einfluß von anderen Sinterungshilfsmitteln der F i g. 46 zu entnehmen ist.

Um die Abspanwiderstandsfähigkeit verschiedener Schneidewerkzeuge zu untersuchen, wird Gußeisen (FC 25) unter den folgenden Bedingungen gefräst, wobei die in den Tabellen 12 und 13 zusammengefaßten Ergebnisse erhalten werden.

V χ d = 245 m/min χ 1,5 mm

Vorschub = 0,4 ~ 1,0 mm/Zahn

Die Tabelle 12 zeigt die Ergebnisse des Abspanwi-Tabelle 12

derstandstests, bei welchem

konstant gehalten wird und die MgO-Menge 0,25 Gew.-Teile beträgt und die Y₂O₃-Menge variiert wird. Die Tabelle 13 zeigt die Ergebnisse des Abspantests, bei welchem die Y₂O₃-Menge konstant bei 0,25 Gew.-Teilen gehalten, die MgO-Menge konstant auf 0.25

Gew.-Teilen gehalten und (x 100%) va-

riiert wird, während der Tabelle 16 die Ergebnisse des Abspanwiderstandsfähigkeitstests zu entnehmen sind, bei dessen Durchführung die Y₂O₃-Menge konstant bei 0,25 Gew.-Teilen gehalten. (^{x 100%}) konstant gehalten und die MgO-Menge variiert

wird.
In den Tabellen bedeutet »O«, daß kein Abspanen

bei zwei Fräsversuchen erfolgt, »Δ« gibt an, daß ein

Abspanen bei einem Fräsversuch festgestellt wird, während » χ « wiedergibt, daß ein Abspanen bei beiden Fräsversuchen festzustellen ist.

TiC + TiO;

10

x ion ^Ά

Vorschub/(mm/Zahn)

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9 1,0

0,5

0,6

0,7

0,8 0,9 1.0

Ai₂O, + TiC + TiO₂

(Gew.-

O

χ

O

χ

(Gcw.-%)

Teile)

0,4

O

χ

O

χ

0,025

O

X

O

Δ

X

0,050

O

Δ

X

O

X

0,500

O

χ

O

X

15

1,000

O

X

2,000

O

Δ

χ

2,500

O

Δ

χ

0,025

O

Δ χ

0,050

O

O χ

0,500

O

Δ χ

30

1,000

O

χ

2,000

O

Δ

X

2,500

O

Δ χ

0,025

O

O O

0,050

O

O O

0,500

O

O χ

60

1,000

O

X

2,000

O

χ

2,500

O

χ

0,025

O

Δ χ

0,050

O

Δ χ

0,500

O

χ

70

1,000

O

X

2,000

O

X

2,500

O

Δ

χ

0,025

O

χ

0,050

O

χ

0,500

O

Δ

χ

Tabellen

1,000

O

Δ

X

TiC + TiO₂

2,000

O

Al₂O₃ + TiC + TiO₂

2,500

O

χ 100 Vorschub/(mm/Zahn)

(Gew.-Vo)

100 ^Ti°²

^ιυυ TiC+ TiOj

(Gew.-%)

4,0

5,0

7,5

10,0

12.5

0,4

O

OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO Ox xOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO O OOOOOOOOOOOOOOOOOO xx>xx x x O O O O \> x O O O O O O O x O O O x
xx|>O^x xxOOxxx t>O^x

Cr H ■+ Γ)

■J

Ο\ «λ to C -J Ui Jt^ ρ* yi J-J ρ -J y< J^ j3\ }λ jo ο ^j y, Jt^. ο\ y, yj ο ^-j y\ Jt* Os Ln

bbuibuibbbbuibuibbbblnblnbbbbuibuibbbb

OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO x>OOOOxOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOxO xOOOO OOOOOOOxOOOOOOOOOOOOO x χ χ>χ xOOOOOO OOOOOOx OOOOOO χ χ χ O O O t> xOOOOO OOOOOx

3 ■ϊ -ι Jl Tabelle 14 (Fortsetzung)	70	1 1	2 624	38	Vorschub/(mm/Zahn)	0,5	0,6	0,7	0,8 0,9 1,0
TiC ₊ TiO, ₀₀	MgO		0,4	OOO	OOO	Δ X X	X
AI₁O_{1 +} TiC ₊ TiO₂ (Gew.-%)	(Gew.- Teile)		OOO
0,70 1,00 1,20

(b) Auswertung

Obwohl der Einfluß, den das Zusammensetzungsverhältnis oder Mischungsverhältnis der Rohmaterialzusammensetzung beim Heißpreßsintern ungefähr der gleiche ist wie im Falle der HIP-Methode, wird die folgende Erscheinung besonders bei der Heißpreßsintermethode festgestellt, und zwar wurde ermittelt, daß

dann, wenn ( χ 100%) 15 Gew.-% über-

1IL -r ι 1ν^2

steigt, die Reaktion zwischen den gesinterten Körpern und dem Tiegel sehr aktiv wird, so daß eine Haftung oder Haftungsrisse festgestellt werden, was eine Her-

absetzung der Ausbeute der gesinterten Produkte bedingt.

Die nach dem Heißpreßverfahren hergestellten gesinterten Körper zeigen praktisch die gleiche Härte und die gleiche Werkzeuglebensdauer wie die Körper, die nach dem HIP-Verfahren hergestellt worden sind.

Wie vorstehend erwähnt worden ist, besitzen die gesinterten Körper, die nach dem Verfahren dieser Ausführungsform hergestellt worden sind, ausgezeichnete Eigenschaften, wenn sie als Schneidewerkzeugmaterial verwendet werden, beispielsweise eine hohe Härte und hohe Dichte.

Hierzu 41 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gesinterter Körper, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen besteht aus 1) 100 Gew.-Teilen Titancarbid, Titanoxid und Aluminiumoxid, wobei das Titancarbid und das Titanoxid 15 bis 60 Gew.-% und das Aluminiumoxid 85 bis 40 Gew.-% ausmachen und die Menge Titanoxid in bezug auf das Titancarbid und das Titanoxid 5 bis 15 Gew.-% beträgt und 2) 0.039 bis 1.575 Gew.-Teilen Yttrium, wobei das Yttrium und Titanoxid in wenigstens einer der folgenden Formen vorliegen: (a) Yttriumoxid, (b) einer Zusammensetzung aus Yttriumoxid und Titancarbid. (c) einer Zusammensetzung aus \ ttriumoxid. Titancarbid und Yttriumcarbid. (d) eines Deppelcarbids aus Titancarbid und Yttriumcarbid. (e) einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid und Titanoxid, (f) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid und Titanoxid und einem doppelten Carbid aus Titancarbid und Yttriumcarbid. (g) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid und Titancarbid. (h) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid und Titanoxid sowie Yttriumcarbid. (i) einer Zusammensetzung einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid und Titanoxid und einer festen Lösung aus Titanoxid. Yttriumoxid und Titancarbid sowie (j) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid und Titanoxid sowie einer festen Lösung aus Titancarbid und Titanoxid.

2. Körper nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Härte und die Dichte mehr als H_RA 93.0 bzw. mehr als 98.5% der theoretischen Dichte betragen.

3. Körper nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Körner eine mittlere Korngröße von weniger als 4 /im und eine maximale Korngröße von weniger als 10 «m besitzen.

4. Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Körpers, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Stufen durchgeführt werden:

(1) Herstellung eines grünen Kompaktkörpers durch Verformen einer Rohmaterialmischung, welche (a) 100 Gew.-Teile Titancarbid, Titanoxid und Aluminiumoxid, wobei das Titancarbid und das Titanoxid 15 bis 60 Gew.-% und das Aluminiumoxid 85 bis 40 Ge\v.-% ausmachen und die Menge an Titanoxid bezüglich der Menge an Titancarbid und Titanoxid 5 bis 15% beträgt, und (b) 0.05 bis 2.00 Gew.-Teile Yttriumoxid enthält.

(2) Vonsintern des grünen Kompaktkörpers entweder in einer reduzierenden Atmosphäre oder in einer Inertgasatmosphärc unter Erzeugung eines vorgesinterten Kompaktkörpers. der eine Dichte von mehr als 94% der theoretischen Dichte besitzt und

(3) heißes isostatisches Verprcssen des vorgesinterten Kompaktkörpers zur Bewirkung einer Sinterung.

5. Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Körpers, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Stufen durchgeführt werden:

(1) Herstellung einer Rohmaterialmischung, die (a) 100 Gew.-Teile Titancarbid, Titanoxid und Aluminiumoxid, wobei das fitancarbid und das Titanoxid 15 bis 60 Gew.-% und das Aluminiumoxid 85 bis 40 Gew.-% ausmachen, und wobei die Menge an dem Titanoxid in bezug auf das Titancarbid und das Titanoxid 5 bis 15% beträgt und (b) 0.05 bis 2,00 Gew.-Teiie Yttriumoxid enthält, und

(2) Heißverpressen der Rohmaterialmischung zur Bewirkung einer Sinterung.

6. Gesinterter Körper, dadurch gekennzeichnet, daß er nach dem Verfahren gemäß Anspruch

4 hergestellt worden ist.

7. Gesinterter Körper, dadurch gekennzeichnet, daß er nach dem Verfahren gemäß Anspruch

5 hergestellt worden ist.

8. Gesinterter Körper, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen besteht aus

(1) 100 Gew.-Teilen Titancarbid. Titanoxid und Aluminiumoxid, wobei das Titancarbid und das Titanoxid 15 bis 60 Gew.-% und das Aluminiumoxid 85 bis 40 Gew.-% ausmachen und die Menge an Titanoxid in bezug auf das Titancarbid und das Titanoxid 5 bis 15 Gew.-% beträet.

(2) 0.039 bis 1.575 Gew.-Teile Yttrium'und

(3) 0.1 bis 1.0 Gew.-Teile wenigstens eines Sinterungshilfsmittels, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Nickeloxid. Molybdänoxid. Chromoxid. Kobaltoxid. Magnesiumoxid. Eisenoxid und Magnesiumoxid besteht, wobei das Yttrium. Titanoxid und das Sinterungshilfsmittel in wenigstens einer der folgenden Formen vorliegen: (a) Yttriumoxid, (b) einer Zusammensetzung aus Yttriumoxid und Titancarbid. (c) einer Zusammensetzung aus Yttriumoxid. Titancarbid und Yttriumcarbid. (d) einem doppelten Carbid aus Titancarbid und Yttriumcarbid. (e) einer festen Lösung von Aluminiumoxid. Yttriumoxid. Titanoxid und wenigstens eines Sinterungshilfsmittels. (0 einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid. Titanoxid und wenigstens einem Sinterungshilfsmittel sowie einem doppelten Carbid aus Titancarbid und Yttriumcarbid. (g) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid. Titanoxid und wenigstens einem Sinterungshilfsmittel und Titancarbid. (h) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid. Titanoxid und wenigstens einem Sinterungshilfsmitiel sowie Yitriumcarbid. (i) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid. Titanoxid und wenigstens einem Sinterungshilfsmittel und einer festen Lösung aus Titanoxid. Yttriumcarbid und Titancarbid und (j) einer Zusammensetzung aus einer festen Lösung aus Aluminiumoxid. Yttriumoxid, Titanoxid und wenigstens einem Sinterungshilfsmittel sowie einer festen Lösung aus Titancarbid und Titanoxid.

9. Körper nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Härte und die Dichte des gesinterten Körpers mehr als H_RA 93.(1 bzw. mehr ais 98.5% der theoretischen Dichte betragen.

10. Körper nach Anspruch 8 oder 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Körner eine mittlere Korngröße von mehr als 4 ^m und einer maximale Korngröße von weniger als 10 »m besitzen.

11. Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Körpers, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Stufen durchgeführt werden:

11) Herstellung eines grünen Kompaktkörpers durch Verformen einer Rohmaterialmischung, die la) lüO Gew.-Teile Titancarbid. Titanoxid und Aluminiumoxid enthält, wobei das Titancarbid und das Titanoxid 15 bis 60 Gew.-⁰ ο und das Aluminiumoxid S5 bis 40 Gew.-⁰ ο ausmachen und die Menge des Titanoxids relativ zu dem Titancarbid und dem Titanoxid 5 bis 15°ο beträgt, (b) 0.05 bis 2.00 Gew.-Teile Yttriumoxid und (c) 0.1 bis 1.0 Gew.-Teile wenigstens eines Sinterungshilfsmittels, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Nickeloxid. Molybdänoxid. Chromoxid. Kobaltoxid. Magnesiumoxid. Eisenoxid und Manganoxid besteht, enthält.

12) der grüne Kompaktkörper entweder in einer reduzierenden Atmosphäre oder in eirer Inertgasatmosphäre zur Herstellung eines vorgesinterten Kompaktkörpers mit einer Dichte von mehr als ^4"o der theoretischen Dichte vorgesintert wird und

(3) der vorgesinterte Kompaktkörper einer heißen isostatischen Verpressung zur Be\virkung einer Sinterung unterzogen wird.

12. Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Körpers, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Stufen durchgeführt werden:

(Π Herstellung einer Rohmaterialmischung, die (al 100 Gew.-Teile Titancarbid. Titanoxid und Aluminiumoxid, wobei das Titancarbid und das Titanoxid 15 bis 60 Gew.-⁰ ο und das Aluminiumoxid S5 bis 40 Gew.-°o ausmachen und die Menge des Titanoxids in bezug auf das Titancarbid und das Titanoxid 5 bis 15° ο beträgt, lh) 0.05 bis 2.00 Gew.-Teile Yttriumoxid und ic) 0.1 bis 1.0 Gew.-Teile wenigstens eines Sinterungshilfsmittels. ausgewählt aus der Gruppe, die aus Nickeloxid. Molybdänoxid. Chromoxid. Kobaltoxid. Magnesiumoxid. Eisenoxid und Manganoxid besteht, enthält, und

(2) die Rohmaterialmischung zur Bewirkung einer Sinterung einer Heißverpressung unterzogen wird.