ES2743485T3 - Sialón alfa/beta que tiene actividad de sinterización mejorada y gran resistencia de los bordes - Google Patents

Sialón alfa/beta que tiene actividad de sinterización mejorada y gran resistencia de los bordes Download PDF

Info

Publication number
ES2743485T3
ES2743485T3 ES15816112T ES15816112T ES2743485T3 ES 2743485 T3 ES2743485 T3 ES 2743485T3 ES 15816112 T ES15816112 T ES 15816112T ES 15816112 T ES15816112 T ES 15816112T ES 2743485 T3 ES2743485 T3 ES 2743485T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
sintered
sialon
weight
volume
molded body
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.)
Active
Application number
ES15816112T
Other languages
English (en)
Inventor
Volker Dietrich
Moritz Stahl
Kilian Friederich
Gert Richter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ceramtec GmbH
Original Assignee
Ceramtec GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ceramtec GmbH filed Critical Ceramtec GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2743485T3 publication Critical patent/ES2743485T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped 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
    • C04B35/58Shaped 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
    • C04B35/597Shaped 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • C04B35/645Pressure sintering
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2226/00Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/18Ceramic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/148Composition of the cutting inserts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3208Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3225Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/386Boron nitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/3865Aluminium nitrides
    • C04B2235/3869Aluminium oxynitrides, e.g. AlON, sialon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/3873Silicon nitrides, e.g. silicon carbonitride, silicon oxynitride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/3886Refractory metal nitrides, e.g. vanadium nitride, tungsten nitride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/442Carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658Atmosphere during thermal treatment
    • C04B2235/6581Total pressure below 1 atmosphere, e.g. vacuum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/668Pressureless sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74Physical characteristics
    • C04B2235/75Products with a concentration gradient
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74Physical characteristics
    • C04B2235/76Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
    • C04B2235/766Trigonal symmetry, e.g. alpha-Si3N4 or alpha-Sialon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74Physical characteristics
    • C04B2235/76Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
    • C04B2235/767Hexagonal symmetry, e.g. beta-Si3N4, beta-Sialon, alpha-SiC or hexa-ferrites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74Physical characteristics
    • C04B2235/77Density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • C04B2235/85Intergranular or grain boundary phases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/36Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an exhaust flap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2206/00Materials with ceramics, cermets, hard carbon or similar non-metallic hard materials as main constituents
    • F16C2206/40Ceramics, e.g. carbides, nitrides, oxides, borides of a metal
    • F16C2206/58Ceramics, e.g. carbides, nitrides, oxides, borides of a metal based on ceramic nitrides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46Cages for rollers or needles
    • F16C33/56Selection of substances
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

Un proceso para la producción de un cuerpo moldeado sinterizado de sialón α/ß con una fase límite granular, que comprende al menos el material duro TiN, caracterizado por que como material de partida solo se emplea de 70 a 96% del peso de Si3N4, de 1 a 15% del peso de un compuesto de aluminio que comprende AIN y, dado el caso, Al2O3, en el que la proporción de AIN utilizado en relación con, dado el caso, el Al2O3 utilizado es mayor a 4 : 1, de 3 a 15% del peso de al menos un óxido de tierras raras, como Y2O3 y de utiliza de 0,1 a 3,0% del peso de TiO2, y CaCO3, en donde la suma de los materiales de partida corresponde al 100% del peso y el cuerpo moldeado a partir del material de partida es sinterizado sin presión.

Description

DESCRIPCIÓN
Sialón alfa/beta que tiene actividad de sinterización mejorada y gran resistencia de los bordes
La invención se refiere a materiales a base de sialón a/p. En particular, la presente invención se refiere a materiales a base de sialón a/p con una mejorada actividad de sinterización y una gran resistencia de los bordes en comparación a los cuerpos moldeados sinterizados producidos a partir de los materiales.
Los cuerpos moldeados sinterizados producidos a partir de sialón a/p, en particular, para ser utilizados como herramienta de corte, como, por ejemplo, una placa de corte, se conocen a partir del estado actual de la tecnología. La mezcla de sialón a y sialón p permite la producción de cuerpos moldeados sinterizados que, por un lado, presentan una alta dureza debido al sialón a granular. Por otro lado, sin embargo, los cuerpos moldeados sinterizados también poseen una buena resistencia debido a los gránulos aciculares del sialón p.
Para su uso como herramienta de corte, es necesario, además de una suficiente dureza y resistencia, que el material también sea resistente a la temperatura, ya que, durante el mecanizado, en particular, de hierro fundido gris o aleaciones a base de níquel (Súper aleaciones) y en este caso especialmente en corte continuo, puede producirse a nivel local un calentamiento excesivo de la herramienta de corte. Sin embargo, muchas herramientas de sinterización oxídicas, que después de la sinterización del material están presentes esencialmente en la fase vitrea, tienen solo una resistencia a la temperatura relativamente baja y una baja conductividad térmica. Por lo tanto, rápidamente se produce un sobrecalentamiento a nivel local y la fase vitrea se ablanda. Debido al efecto de la temperatura, también puede producirse una oxidación de los otros componentes, lo que puede conducir a una falla prematura de la herramienta de corte, por ejemplo, debido a la deslaminación del filo de corte, aumento abrupto del desgaste abrasivo u oxidación de los otros componentes (Si3N4, sialón o TiN).
Si la herramienta de corte se emplea en corte interrumpido, las temperaturas son más bajas que en el corte continuo. La placa de corte no está en contacto constante con la pieza de trabajo, por lo que puede enfriarse una y otra vez. Sin embargo, en el caso de cortes interrumpidos, la resistencia a la fractura y la estabilidad de los cantos deben ser relativamente altas, ya que la carga mecánica es mucho mayor que en el caso del corte continuo.
Los sialones a/p con densidades finales superiores al 99% de la densidad final teórica son sinterizadas actualmente a temperaturas superiores a 1750°C y al mismo tiempo con un aumento de la presión parcial de nitrógeno o se compactan sin presión con grandes cantidades de aditivos oxídicos.
La sinterización con un aumento de la presión parcial de nitrógeno requiere un sistema de horno cerrado y, en comparación con los sialones sinterizados sin presión, más energía y gas (nitrógeno). Por estas razones, la compactación sin presión es, por ejemplo, bajo flujo de nitrógeno a temperaturas inferiores a 1750°C, básicamente más económico que la sinterización a presión de gas.
Sin embargo, dado que la naturaleza y la cantidad de los aditivos oxídicos determinan las propiedades de alta temperatura de la cerámica sialón, en el caso de los sialones compactados sin presión se observa un mayor desgaste en aplicaciones de alta temperatura, como, por ejemplo, durante el mecanizado de hierro fundido gris, en comparación con los sialones sinterizados a presión de gas.
El documento WO2014003150 presenta un cuerpo moldeado sinterizado de sialón alfa/beta con 60-90% de volumen de sialón alfa. Además, puede añadirse TiO2. El TO2 se convierte en TiN durante la sinterización. Se sinteriza a 1750°C durante 10 horas en nitrógeno a 1 MPa. El cuerpo moldeado sinterizado de sialón alfa/beta se emplea como componente de desgaste.
El documento US4975395 muestra un material de sialón con una fase límite granular que contiene granos de TiN formados in situ. El material se emplea como herramienta de corte.
El documento JPS63303865 muestra la preparación de sialón beta a partir de una mezcla de Si3N4, AhO3, AlN, Y2O3 y TO2.
El documento EP0171444 presenta una mezcla de partida para la elaboración de sialón de 89,5% del peso de Si3N4, 6,0% del peso de Y2O3, 4,3% del peso de AIN y 0,2% del peso de TiO2. Esta mezcla es sinterizada en nitrógeno a 1690°C durante 3 horas. La densidad de los cuerpos moldeados sinterizados es del 99,4%. El cuerpo moldeado sinterizado no contiene sialón alfa.
El documento JPH06305837 muestra un cuerpo moldeado de sialón que tiene una fase límite granular que contiene granos de TiN. La fase de TiN se forma al nitrurar partículas de TiO2 durante la sinterización. Una mezcla de 93% del peso de Si3N4, 4,0% del peso de Y2O3, 2% del peso de AhO33, 1% del peso de MgO y 0,3% del volumen de TO2 se sinteriza a 1600°C en nitrógeno. El cuerpo moldeado resultante tenía una densidad del 99,3% y contenía el 17% del volumen de sialón alfa frente al 83% del volumen de sialón beta. El material se emplea como herramienta de corte. Primero, es sinterizado sin presión, pero después a 1000 atmósferas.
El documento US4407970 presenta una mezcla de polvos que contienen 87,25% del peso de Si3N4, 5% del peso de Y2O3, 3,5% del peso de AI2O3, 3,5% del peso de AlN, 0,25% del peso de CaO, 0,25% del peso de LÍ2O y 0,25% del peso de TÍO2. Esta mezcla se formó en un cuerpo verde y se sinterizó a 1750°C bajo flujo de gas nitrógeno. El cuerpo moldeado sinterizado resultante tenía una densidad del 99,8%.
Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar una cerámica sialón que sea resistente al desgaste, incluso a altas temperaturas y, de todos modos, económica de producir. Además, se proporcionará un método para producir esta cerámica sialón.
Este objetivo se logra por medio de un sistema de aditivos adecuado, que, por un lado, asegure una compactación suficiente durante la sinterización sin presión y, por otro lado, no aumente demasiado el contenido de oxígeno en el sistema. Como resultado, o bien pueden elevarse las características de desgaste de los sialones sinterizados sin presión al nivel de los sinterizados a presión de gas, o pueden mejorarse aún más las propiedades de los sialones sinterizados a presión de gas.
Sorprendentemente, se mostró que el objetivo puede lograrse a través de la adición de un óxido del elemento titanio, en concreto, con dióxido de titanio (TO2), como aditivo de sinterización. El dióxido de titanio se transforma sustancialmente por completo durante la sinterización en una atmósfera de nitrógeno, es decir, al menos el 95% en TiN.
En realidad, esta solución del objetivo indicado debe considerarse, de hecho, sorprendente, ya que de acuerdo con Petzow & Herrmann (High Performance Non-Oxide Ceramics II, 47-167 (2002)), los aditivos de sinterización para las cerámicas sialón en condiciones de sinterización deben ser óxidos estables que no produzcan la descomposición del Si3N4 debido a la formación de nitruros aditivos y SiO2. TiO2 se indica explícitamente en este contexto como un ejemplo negativo, véase, por ejemplo, la pág. 81.
Además del aditivo de sinterización mencionado, en un proceso de acuerdo con la presente invención para la producción de un cuerpo moldeado sinterizado de sialón a-/p con una fase límite granular que comprende al menos un material duro formado in situ, se emplea un material de partida que comprende al menos los siguientes compuestos: a-Si3N4, AIN y eventualmente AhO3, así como al menos otro aditivo de sinterización seleccionado de compuestos de oxígeno de los elementos de tierras raras. Se da preferencia a los óxidos de los elementos iterbio, erbio, disprosio, itrio, escandio, cerio.
El empleo del TiO2 como aditivo de sinterización es sorprendentemente posible si la adición del aluminio obligatorio para los sialones se lleva a cabo sustancialmente en forma de nitruro de aluminio (AlN), en una relación de peso AlN : AhO3 mayor a 4 : 1, preferiblemente mayor a 10 : 1, más preferiblemente mayor a 50 : 1. Los experimentos han demostrado que si la relación AlN/AhO3 es menor a 4 : 1, el sialón a no está lo suficientemente estabilizado. Además, el contenido de oxígeno aumenta en la fase límite granular, lo que afecta de forma negativa en las propiedades de alta temperatura del cuerpo moldeado sinterizado. Al agregar TiO2 y AlN, el punto eutéctico en el sistema se desplaza hacia temperaturas más bajas. Forma una fase de fusión eutéctica. Además, esta fase de fusión permite reducir el contenido explícito de aditivos y de todos modos lograr una compactación suficiente incluso en la sinterización sin presión.
Los componentes cerámicos elaborados a partir de TiO2 como aditivo de sinterización muestran menos distorsión y una mejor compactación que los componentes compactados con aditivos de sinterización convencionales, como, por ejemplo, mayores cantidades de AlN, CaCO3 u óxidos de tierras raras.
La materia a-Si3N4 se disuelve durante el proceso de compresión (sinterización) en la fase de fusión mencionada anteriormente. Al exceder el límite de solubilidad, se forman agujas alargadas de sialón p y gránulos globulares de sialón a estabilizados de tierras raras. Los iones Al3+ del AlN añadido se incorporan en la red cristalina Si3N4 en lugar de los iones Si4+. En el caso del sialón p, por razones de neutralidad de carga, por cada ion Al3+ incorporado, cada ion N3' debe ser reemplazado por un ion O2'. En el sialón a, además de los iones Al3+, se incorporan cationes grandes (principalmente iones SEE3+) en la red cristalina para estabilizar la modificación del sialón a. La compensación de carga también tiene lugar aquí a través de la incorporación de iones O2'. A través de este intercambio de N3' a O2' aumenta la concentración de iones N3' en la masa fundida y se reduce la concentración de iones O2'. Dado que las fases límite granular que contienen nitrógeno aumentan la viscosidad y la temperatura de reblandecimiento, esto produce una mayor resistencia a la temperatura de los cuerpos moldeados sinterizados.
El TiO2 ya no es detectable en el cuerpo moldeado sinterizado por medio de difractometría de rayos X. En el cuerpo moldeado sinterizado, los medios de sinterización restantes no incorporados en la estructura de cristal del sialón y/o convertidos en material duro están presentes en forma de una fase límite granular amorfa y/o parcialmente cristalina.
Otra característica importante de la cerámica técnica, especialmente en aplicaciones de desgaste como en el caso de materiales de corte, es la resistencia de los bordes a la deslaminación ReA. La resistencia de los bordes se determinó esencialmente de acuerdo con el método A de la especificación DIN CEN/TS 843-9:2010-11-01. No obstante lo dispuesto en la especificación DIN CEN/TS 843'9:2010'11'01, por un lado, se empleó una máquina de prueba con una precisión del 2,5% de la fuerza indicada; por otro lado, las muestras no se mantuvieron en una posición fija con un dispositivo de sujeción, sino que se examinaron pudiéndose mover libremente hasta en un tope de borde. Para la determinación de la resistencia de los bordes, se emplearon placas de corte intercambiables de la geometría SNMX 120716 T02020. La impresión para determinar la resistencia del borde se llevó a cabo en la parte superior de la placa de corte intercambiable, la denominada superficie de deslizamiento. La circunferencia de las placas de corte intercambiables no ha sido mecanizada en exceso, por lo que se encontraba en lo que se denomina estado cocido. La distancia más corta desde la circunferencia de la placa de corte intercambiable hasta la impresión del diamante utilizado con la geometría Rockwell fue medida después de determinar la fuerza de deslaminación en un microscopio óptico. Cuanto mayor sea la resistencia de los bordes, mayor será la velocidad de corte que pueda seleccionarse con la misma profundidad de corte y con el mismo desplazamiento. Esto se aplica especialmente al corte interrumpido, ya que en este caso la cerámica de corte se exige repetidamente con respecto a la estabilidad del borde. De acuerdo con un desarrollo particularmente preferido de la presente invención, el cuerpo moldeado sinterizado presenta, por lo tanto, una resistencia de los bordes de al menos 600N/mm. La resistencia de los bordes del cuerpo moldeado sinterizado de acuerdo con la presente invención se encuentra preferiblemente en el rango de 650 a 2000N/mm, particularmente preferiblemente en el rango de 900 a 1300N/mm.
Se produce un cuerpo moldeado sinterizado de acuerdo con la presente invención a partir de los siguientes materiales de partida: 70 a 96% del peso de Si3N4, 3 a 15% del peso de al menos un óxido de tierras raras, como Y2O3, 1 a 15% del peso de un compuesto de aluminio que comprenda AlN y, dado el caso, AhO3 y 0,1 a 3% del peso de TiO2. Otra adición es CaCO3. Sin embargo, la suma de los materiales de partida siempre da como resultado el 100% del peso.
Una forma de realización particularmente preferida de la presente invención presenta un material de partida del 78 al 95% del peso de Si3N4, del 2 al 8% del peso de AlN, del 0 al 1,2% del peso de AhO3, del 2,5 al 6,5% del peso de Y2O3 o 3,3 al 12% del peso de Yb2O3 o una mezcla correspondiente de ambos, 0,08 a 0,22% del peso de CaCO3 y 0,25 al 2,0% del peso de TO2, en la que la suma de materiales de partida da como resultado el 100% del peso.
Como ya se ha indicado anteriormente, los cuerpos verdes moldeados a partir del material de partida pueden ser sinterizados sin presión o a presión de gas. Si los cuerpos verdes son sinterizados sin presión, es una ventaja de la presente invención que la adición de un óxido del elemento titanio puede aumentar la actividad de sinterización y, por lo tanto, la densidad final de los cuerpos moldeados sinterizados sin tener que aumentar la cantidad absoluta de aditivos de sinterización añadidos. De este modo, las propiedades de las variantes sinterizadas sin presión pueden elevarse al nivel de las propiedades de las variantes sinterizadas a presión de gas, sin embargo, a un costo mucho menor. Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, se sinteriza sin presión.
De manera particularmente preferible, los cuerpos sinterizados descritos se emplean como herramientas de corte, en particular, como placas de corte, como componentes de desgaste, por ejemplo, como rodillos de soldadura, pasadores de soldadura para el centrado, componentes para rodamientos (rodamientos de rodillos o rodamientos de bolas), componentes en el sistema de gases de escape (aletas de escape), válvulas o turbocompresores de gases de escape.
A continuación, la presente invención se explicará en más detalle con referencia a un ejemplo de realización en comparación con un cuerpo moldeado sinterizado compuesto convencionalmente.
Los materiales de partida, véase la Tab. 1, fueron mezclados y se produjo un cuerpo moldeado verde. El cuerpo moldeado fue sinterizado a 1725°C durante alrededor de dos horas bajo flujo de nitrógeno sin presión.
Tab. 1
Figure imgf000004_0001
Figure imgf000005_0001
Los ejemplos de acuerdo con la presente invención y el ejemplo comparativo solo difieren en la composición o los materiales utilizados. Los ejemplos de acuerdo con la presente invención presentan un contenido de TiO2; Las proporciones de los demás componentes se han ajustado en consecuencia. Los parámetros del proceso, como las condiciones de moldeado y sinterización, fueron idénticos en los ejemplos.
En todos los casos, dio como resultado un cuerpo moldeado sinterizado de sialón a-/p con una fase límite granular, que en la difractometría de rayos X además de las partes amorfas también presenta partes cristalinas. El cuerpo moldeado sinterizado de los ejemplos de acuerdo con la presente invención también contenía in situ gránulos de TiN formados.
Con respecto a las propiedades, se puede ver que los ejemplos de acuerdo con la presente invención presentan una densidad relativa aproximadamente un 3% mayor que el ejemplo comparativo. Esta mayor densidad relativa también se refleja también en los excelentes resultados obtenidos para la dureza Vickers HV10 y la resistencia a la fractura. La dureza Vickers HV10 asciende, por lo tanto, para un cuerpo moldeado sinterizado de acuerdo con la presente invención a al menos 10 GPa, preferiblemente al menos 15 GPa. La resistencia a la fractura de acuerdo con Palmquist asciende, por lo tanto, para un artículo moldeado sinterizado según la invención a al menos 5 MPa*m05, preferiblemente a al menos 6 MPa*m05.
Para el ejemplo comparativo A, la resistencia a la fractura y la resistencia de los bordes no pudieron ser determinados porque el recorrido de la fisura no pudo reconocerse claramente debido a la alta porosidad residual. La prueba de resistencia de los bordes no pudo evaluarse porque las placas de corte eran demasiado porosas y, además, deformadas.
En el estado sinterizado del material, la fase de sialón del cuerpo sinterizado en el interior consiste en una proporción de sialón a de 20 a 70% del volumen, preferiblemente de 30 a 60% del volumen y una proporción de sialón p de 80 a 30% del volumen, preferiblemente de 70 a 40% del volumen de sialón p. La proporción de sialón a y p se determina sobre la base de imágenes difractométricas de rayos X (de acuerdo con Gazzara y Messier, J. Am. Ceram. Soc. Bull.
56 (1977)).
Como se sabe, la composición del material dentro de un cuerpo moldeado sinterizado puede variar de acuerdo con los parámetros de fabricación, como, por ejemplo, la composición de la mezcla de polvo, las condiciones de sinterización en el horno, el material del crisol, el tipo de gas, la temperatura y el tiempo de sinterización. En el cuerpo moldeado sinterizado, puede presentarse un gradiente entre la superficie del cuerpo sinterizado y su interior, de modo que lo que se denominada superficie cocida contiene hasta un 100% de sialón a.
La superficie del cuerpo moldeado sinterizado en el estado sinterizado presenta una proporción de sialón a con respecto a la fase total de sialón del 55 al 95% del volumen, preferiblemente del 60 al 90% del volumen y una proporción de sialón p del 5 al 45% del volumen, preferiblemente del 10 al 40% del volumen.
La superficie del cuerpo moldeado sinterizado en el estado sinterizado presenta preferiblemente una mayor proporción de sialón a de 5 a 65% del volumen, preferiblemente de 10 a 55% del volumen, más preferiblemente de 15 a 50% del volumen, en relación con la fase de sialón total en comparación con la proporción de sialón a con respecto a toda la fase de sialón en el interior del cuerpo sinterizado.
Un gradiente en el cuerpo moldeado sinterizado puede producirse bajo ciertas condiciones si la superficie del cuerpo sinterizado se enfría más rápido que el interior o si la superficie cambia su composición química por reacciones con la atmósfera. Una superficie rica en sialón a da como resultado una capa externa dura con un núcleo resistente. Por lo tanto, la dureza del cuerpo moldeado sinterizado en la superficie además del material duro formado in situ, puede aumentarse aún más sin reducir la alta resistencia de los bordes de la pieza bruta sinterizada mecanizada y biselada.
El material de acuerdo con la presente invención puede estar revestido con las capas reductoras de desgaste conocidas, como, por ejemplo, Al2O3, TiN, TiC o Ti(C, N), lo que aumenta la resistencia al desgaste. La figura 1 muestra los resultados de la prueba de desgaste para un ejemplo comparativo A sinterizado por presión de gas y las realizaciones B y C de acuerdo con la presente invención, que fueron sinterizadas sin presión, como se ha descrito anteriormente. El ancho de la marca de desgaste se representa en milímetros en función de la longitud de corte en metros en un corte interrumpido en hierro fundido gris (GJL 150). La prueba de desgaste fue llevada a cabo a una velocidad de corte de 1000m/min, un desplazamiento de 0,50mm/rev y una profundidad de corte de 2mm.
Con las mismas longitudes de corte, puede observarse que las formas de realización sinterizadas sin presión de la invención B y C presentan valores de desgaste comparables o incluso mejores que el ejemplo comparativo A.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso para la producción de un cuerpo moldeado sinterizado de sialón a/p con una fase límite granular, que comprende al menos el material duro TiN, caracterizado por que como material de partida solo se emplea de 70 a 96% del peso de Si3N4, de 1 a 15% del peso de un compuesto de aluminio que comprende AIN y, dado el caso, AhO3, en el que la proporción de AIN utilizado en relación con, dado el caso, el AhO3 utilizado es mayor a 4 : 1, de 3 a 15% del peso de al menos un óxido de tierras raras, como Y2O3 y de utiliza de 0,1 a 3,0% del peso de TO2, y CaCO3, en donde la suma de los materiales de partida corresponde al 100% del peso y el cuerpo moldeado a partir del material de partida es sinterizado sin presión.
2. Un proceso según la reivindicación 1, en donde el cuerpo se sinteriza bajo flujo de nitrógeno a 1725°C durante aproximadamente dos horas, y como materiales de partida se emplean 75 a 92% del peso de Si3N4, 3 a 8% del peso de AlN, 0 a 1,2% del peso de AhO3, 0 a 1,2% de peso de Y2O3 o Er2O3, 8,5 a 12,5% del peso de Yb2O3, 0,08 a 0,22% del peso de CaCO3 y 0,25 a 2,0 del peso de TO2.
3. Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la relación AIN con el añadido, dado el caso, AhO3 es mayor a 10:1, preferiblemente mayor a 50:1.
4. El cuerpo moldeado sinterizado que comprende una cerámica de sialón a-/p con una fase límite granular, y la fase límite granular contiene la materia dura TiN formada in situ como fase adicional, en el que como material de partida solo se emplea de 70 a 96% del peso de Si3N4, de 1 a 15% del peso de un compuesto de aluminio que comprende AIN y, dado el caso, AhO3, en el que la proporción de AIN utilizado en relación con, dado el caso, el AhO3 utilizado es mayor a 4 : 1, de 3 a 15% del peso de al menos un óxido de tierras raras, como Y2O3 y 0,1 a 3,0% del peso de TO2, y CaCO3, en el que la suma de los materiales de partida corresponde al 100% del peso y en el que en el estado sinterizado en el interior del cuerpo sinterizado, la proporción de SiAlON a con respecto a la fase de sialón total asciende del 20 al 70% del volumen, y la proporción de sialón p del 80 al 30% del volumen, y la superficie del cuerpo sinterizado en el estado sinterizado presenta una proporción de sialón a con respecto a la fase total de sialón de 55 a 95% del volumen y la proporción de sialón p es de 5 a 45% del volumen y el cuerpo moldeado sinterizado presenta una densidad final de al menos el 99%.
5. Cuerpo moldeado sinterizado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo moldeado sinterizado presenta una resistencia de los bordes de al menos 600N/mm, preferiblemente de al menos 680N/mm.
6. Cuerpo moldeado sinterizado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el estado sinterizado en el interior del cuerpo sinterizado, la proporción de SiAION a con respecto a toda la fase de sialón es del 30 al 60% del volumen y la proporción de sialón p es del 70 al 40% del volumen.
7. Cuerpo moldeado sinterizado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la superficie del cuerpo sinterizado en el estado sinterizado presenta una proporción de sialón a con respecto a la fase total de sialón de 60 a 90% del volumen y la proporción de sialón p es de 10 a 40% del volumen.
8. Cuerpo moldeado sinterizado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la superficie del cuerpo sinterizado en el estado sinterizado presenta una mayor proporción de sialón a de alrededor de 5 a 65% del volumen, preferiblemente de 10 a 55% del volumen, particularmente preferiblemente de 15 a 50% del volumen en relación a la fase total de sialón en comparación con la proporción de sialón a en relación a la fase total de sialón en el interior del cuerpo sinterizado.
9. Cuerpo moldeado sinterizado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo sinterizado presenta una dureza Vickers HV10 de al menos 10 GPa, preferiblemente de al menos 15 Gpa y/o una resistencia a la fractura KIc de al menos 5 MPa*m05, preferiblemente de al menos 6 MPa*m05.
10. Uso de un cuerpo moldeado sinterizado según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9 como herramienta de corte, en particular como placa de corte, como componente de desgaste, en particular como un rodillo de soldadura, pasadores de soldadura para el centrado, componente de rodamientos como rodamientos de rodillos o rodamientos de bolas, componentes en el sistema de escape como aletas de escape, válvulas o turbocompresores de gases de escape.
ES15816112T 2014-12-12 2015-12-10 Sialón alfa/beta que tiene actividad de sinterización mejorada y gran resistencia de los bordes Active ES2743485T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014018283 2014-12-12
DE102015222790 2015-11-18
PCT/EP2015/079247 WO2016092016A1 (de) 2014-12-12 2015-12-10 α/ß-SIALON MIT VERBESSERTER SINTERAKTIVITÄT UND HOHER KANTENBESTÄNDIGKEIT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2743485T3 true ES2743485T3 (es) 2020-02-19

Family

ID=55022434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES15816112T Active ES2743485T3 (es) 2014-12-12 2015-12-10 Sialón alfa/beta que tiene actividad de sinterización mejorada y gran resistencia de los bordes

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10239794B2 (es)
EP (1) EP3230233B1 (es)
CN (1) CN107001157B (es)
DE (1) DE102015224855A1 (es)
ES (1) ES2743485T3 (es)
WO (1) WO2016092016A1 (es)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108863399A (zh) * 2018-07-26 2018-11-23 深圳市东川技术研究有限公司 赛隆电加热新材料的烧结工艺

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5826077A (ja) 1981-08-10 1983-02-16 株式会社東芝 セラミツクス焼結体及びその製造方法
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
DE3471647D1 (en) 1984-08-11 1988-07-07 Hutschenreuther Process for making a fully-crystalline silicon nitride sintered body
JPS63303865A (ja) 1987-06-01 1988-12-12 Hitachi Metals Ltd 導電性サイアロン焼結体およびその製造方法
GB8808356D0 (en) 1988-04-09 1988-05-11 Lucas Cookson Syalon Ltd Substituted silicon nitride material & method of production thereof
JP2719941B2 (ja) * 1988-11-24 1998-02-25 日本特殊陶業株式会社 窒化珪素焼結体
JPH0383865A (ja) * 1989-08-25 1991-04-09 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 窒化珪素質焼結体およびその製造方法
JP3395247B2 (ja) 1993-04-21 2003-04-07 住友電気工業株式会社 窒化ケイ素系焼結体
US5424256A (en) * 1993-03-17 1995-06-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Silicon nitride sintered body
KR100235203B1 (ko) * 1997-03-15 1999-12-15 배문한 표면이 개질된 사이알론 복합체 및 그것의 제조 방법
JP4744704B2 (ja) * 2000-03-16 2011-08-10 株式会社東芝 耐摩耗性部材の製造方法
CN1143837C (zh) * 2000-03-21 2004-03-31 中国科学院上海硅酸盐研究所 用于轴承球的赛隆陶瓷材料及其制备方法
EP1322572A2 (en) * 2000-10-02 2003-07-02 Indexable Cutting Tools of Canada Limited Sialon material and cutting tools made thereof
BRPI0413423A (pt) * 2003-08-07 2006-10-10 Ceramtec Ag material à base de sialonen
CN101269970A (zh) * 2008-05-14 2008-09-24 哈尔滨工业大学 掺杂复合稀土的α-sialon陶瓷及其制备方法
JPWO2014003150A1 (ja) * 2012-06-27 2016-06-02 京セラ株式会社 サイアロン焼結体およびこれを用いた耐磨耗性部品

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016092016A1 (de) 2016-06-16
US10239794B2 (en) 2019-03-26
CN107001157A (zh) 2017-08-01
CN107001157B (zh) 2021-04-02
EP3230233B1 (de) 2019-06-05
DE102015224855A1 (de) 2016-06-16
US20170362131A1 (en) 2017-12-21
EP3230233A1 (de) 2017-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Eom et al. Mechanical and thermal properties of pressureless sintered silicon carbide ceramics with alumina–yttria–calcia
Becher et al. Effects of rare‐earth (RE) intergranular adsorption on the phase transformation, microstructure evolution, and mechanical properties in silicon nitride with RE2O3+ MgO additives: RE= La, Gd, and Lu
Reimanis et al. A review on the sintering and microstructure development of transparent spinel (MgAl2O4)
Benameur et al. Sintering analysis of a fine‐grained alumina–magnesia spinel powder
Jones et al. Highly Transparent Lu‐α‐SiAlON
Zawrah et al. Liquid-phase sintering of SiC in presence of CaO
TWI670251B (zh) 透明氧化鋁燒結體的製法
KR20100014477A (ko) 인서트 및 절삭 공구
Gan et al. Fabrication and properties of La2O3-doped transparent yttria ceramics by hot-pressing sintering
Boulesteix et al. Silica reactivity during reaction‐sintering of Nd: YAG transparent ceramics
Ji et al. Effect of Y2O3 additive on properties of cBN composites with Si3N4–Al2O3–Al as binder by high temperature and high pressure sintering
ES2743485T3 (es) Sialón alfa/beta que tiene actividad de sinterización mejorada y gran resistencia de los bordes
Gao et al. Densification and properties of barium zirconate ceramics by addition of P2O5
Hofer et al. Effect of second phase addition of zirconia on the mechanical response of textured alumina ceramics
Wu et al. Fabrication and properties of pressure-sintered reaction-bonded Si3N4 ceramics with addition of Eu2O3–MgO–Y2O3
ES2295335T3 (es) Materiales ceramicos de siaion alfa y beta dopado con multiples cationes.
Ray et al. Effect of additives on the activation energy for sintering of silicon carbide
Sarkar Additives for magnesium aluminate spinel: A review
Yang et al. Influence of Sintering Aid on the Translucency of Spark Plasma‐Sintered Silicon Nitride Ceramics
WO2018117162A1 (ja) 透明AlN焼結体及びその製法
EP2891640A1 (en) Sialon sintered body and wear-resistant component using same
Guo et al. Oxidation behaviour and strength degradation of a Yb2O3− SiO2− doped hot-pressed silicon nitride between 1200 and 1500° C
Bandyopadhyay et al. Effect of different rare earth cations on the densification behaviour of oxygen rich α-SiAlON composition
Miller et al. Water‐Based Method for Processing Aluminum Oxynitride (AlON)
KR102328802B1 (ko) SiAlON 복합 재료 및 이 SiAlON 복합 재료로 만들어진 절삭 공구