NO884481L - Keramiske skjaerverktoeyinnsatser. - Google Patents
Keramiske skjaerverktoeyinnsatser.Info
- Publication number
- NO884481L NO884481L NO88884481A NO884481A NO884481L NO 884481 L NO884481 L NO 884481L NO 88884481 A NO88884481 A NO 88884481A NO 884481 A NO884481 A NO 884481A NO 884481 L NO884481 L NO 884481L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- alloy
- cutting tool
- group
- insert
- hard
- Prior art date
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 14
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- -1 rare earth metal ion Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 10
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ATUUNJCZCOMUKD-OKILXGFUSA-N MLI-2 Chemical compound C1[C@@H](C)O[C@@H](C)CN1C1=CC(C=2C3=CC(OC4(C)CC4)=CC=C3NN=2)=NC=N1 ATUUNJCZCOMUKD-OKILXGFUSA-N 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims description 2
- 229910026551 ZrC Inorganic materials 0.000 claims 1
- OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N [C].[Zr] Chemical compound [C].[Zr] OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 abstract description 12
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 abstract 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 8
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 5
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 229910002110 ceramic alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 4
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 3
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical class CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000615 4150 steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000012612 commercial material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N nitric acid;oxozirconium Chemical compound [Zr]=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
- B22F7/04—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
- B24D3/06—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/34—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
Abstract
En hard,eig, termisk ledende keramisk skjærverktøy-lnnsatbestående hovedsakelig av zlrkonlumoksld-legerlng 1 en hard motstandsdyktig keramisk Innsats er vist. Den keraalske skjcrverktøyInnsats oppviser gode egenskaper for bruk 1 dreleoperasjoner og/eller freseoperasjoner.
Description
Maskinering og tilforming av metallgjenstander ved hjelp av fresing og dreiing har vært en del av det moderne samfunn siden slutten av den industrielle revolusjon. Som ventet ble verktøy eller i det minste verktøyspissene for å forme metallgjenstander først tildannet av metaller. Etter hvert som matehastighetene og rotasjonshastighetene under fresing og dreiing øket, slik at verktøyspissene møtte høyere og høyere temperaturer, hie det imidlertid snart åpenbart at spissene reagerte kjemisk med metallarbeidsstykket og ble hurtig slitt bort. Så lenge som disse virkninger var uønskede ble tallrike fremstøt foretatt for å herde verktøyspissen, mens den kjemiske reaksjon av denne med hensyn til metallarbeidsstykket avtok.
Som et resultat er den kjent teknikk full av materialer for skjærverktøyspisser (eller "innsatser" som betegnet innenfor skjærverktøyfaget) som substitutter for metaller. Generelt har den kjente teknikk beskrevet bruken av harde motstandige keramiske materialer som komponenter for skjærverktøy-innsatser. Som illustrasjon omtaler US patent nr. 4.063.908 innarbeidelsen av TiOg og TiC i et AlgC^-sintret keramisk legeme. US patent nr. 4.204.873 angir innarbeidelsen av WC og TIN i et sintret keramisk legeme som inneholder AI2O3. På lignende måte angir US patent nr. 4.366.254 tilføringen av Zr02, TIN eller TiC, og sjeldne jordmetallkarbider til et basis AI2O3keramisk legeme.
Generelt har skjærverktøyinnsatser særlig vært konstruert for enten frese- eller dreieoperasjoner. Det betyr at innsatser beregnet for en operasjonstype vanligvis ikke har blitt benyttet i den andre fordi slitasjekarakteristikkene for de to operasjoner er ganske forskjellige. Således vil skjær-verktøyinnsatser beregnet for dreiing vanligvis svikte forholdsvis hurtig når benyttet i en freseoperasjon, hvor en lignende situasjon fremstår når verktøyinnsatser beregnet for fresing blir brukt ved dreiing. I den senere tid er det produsert skjærverktøyinnsatser som fungerer både for dreiing og fresing med begrenset vellykkethet.
Et antall ulike fysiske egenskaper må være tilstede i en keramisk skjærverktøyinnsats for å fungere tilfredsstillende. Blant disse egenskaper er hardhet, termisk ledningsevne, styrke og holdbarhet (alle som en funksjon av temperaturen). Uønskede faseomdanninger av fasene inne i innsatsen som skjer med endringer av temperaturen må unngås, og som nevnt ovenfor, kjemisk reaksjon med arbeidsstykket bør mini-maliseres. Mens et individuelt materiale kan være utmerket med hensyn til flere egenskaper, kan en mangel på et annet område gjøre materialet ubrukelig som en skjærverktøyinnsats. Et eksempel på en slik mangel er zirkoniumoksid, hvor styrken og holdbarheten til materialet er utmerket, men den termiske ledningsevne er lav og hardheten er lav. Den lave termiske ledningsevne medfører at spissen til innsatsen under bruk blir så varm at den kan oppnå plastisk flyting.
En standardisert test er blitt utviklet for hver av disse to typer metallfjernende operasjoner; dvs. dreietesten og den avbrutte skjære- eller fresetest. De to tester kan grovt karakteriseres i termer av virkningen som* hver påstøter. Derfor er dreiing i det vesentlige et mål på et innsats-materiales motstand mot abrasjon og kjemisk slitasje. Den avbrutte skjærtest måler evnen for et innsatsmateriale til å motstå termiske og mekaniske støt.
Under dreietesten monteres en metallstav ("arbeidsstykke") i en dreiebenk og dreies ved forutbestemte hastigheter mot innsatsen. Innsatsen er montert i en verktøyholder som beveges langs lengden av arbeidsstykket. Metallmengden fjernet fra arbeidsstykket pr. tidsenhet er en funksjon av tre faktorer: først hastigheten ved hvilke spindelen som dreier arbeidsstykket roterer med betegnelsen omdreining pr. minutt (RPM); den andre, hastigheten ved hvilke innsatsen beveges fra en ende til den andre parallelt med sin akse inn i lengden av arbeidsstykket av verktøyholderen, hvor denne hastighet måles 1 termene mm pr. minutt pr. omdreining (IPR) av arbeidsstykket, og det tredje, avstanden som innsatsen skjærer seg inn arbeidsstykket, hvor denne avstand måles som skjærdypde (DOC). De første to operasjoner til sammen gir standardmålet for hastigheten eller graden av metallfjerning som vanligvis defineres i termer av overflatemeter pr. minutt (SFPM). I standardprosedyren for å utføre testen holdes IPR ved 0,254 mm, DOC holdes ved 1,905 mm og RPM varieres avhengig av ønsket metallfjerningsgrad.
Den avbrutte skjærtest benytter en revolverdreiebenk med en enkelt innsats montert i skjærhodet. Som sådan vil innsatsen hovedsakelig skjære bort ved et arbeidsstykke etter hvert som det beveges sideveis over det roterende skjærhodet. Den avbrutte skjærtest er dynamisk ettersom matehastigheten øker etter hvert som testen fremskrider. I testmatrisen ifølge den foreliggende oppfinnelse er de første 20 kutt foretatt med en matehastighet på 0,0635 IPR som forøkes etter hver påfølgende 5 passeringer (eller skjær) ved 0,0635 IPR inkrementer, slik at ved den 20. passering er matehastigheten 0,254 IPR. Påfølgende kutt, 21-60, har en øket hastighet på 0,127 IPR for hver 5. passering, slik at passering 21 har en matehastighet på 0,381 IPR og skjær 60 har en matehastighet på 1,270 IPR. Matehastigheten på 1,270 IPR er den øvre grense ettersom den representerer den maksimale kapasitet for testutstyret. Denne test tilveie-bringer Informasjon med hensyn til motstand mot termisk og mekanisk støt for et materiale og avsluttes ved svikt i innsatsen.
God termisk og mekanisk støtmotstandighet er nødvendig for tilfredsstillende ytelse av en innsats i freseoperasjonen. I tillegg er slike termiske og mekaniske egenskaper nødvendig i dreieoperasjoner. Under skjærforholdene ved dreieoperasjoner, slik som høy matehastighet, dype skjærdypder, eller når et kjølemiddel er i bruk, må en innsats ha evnen til å motstå den termiske og mekaniske kraft iboende for slike forhold. Den samme holdbarhet må eksistere når innsatsen utsettes for et uhomogent arbeidsstykkemateriale; f.eks. hvor harde innleiringer påstøtes i arbeidsstykket eller når flakede overflater blir dreid ned. Derfor indikerer god ytelse i den avbrutte skjærtest at et innsatsmateriale kan fungere godt under forhold påtruffet ved mange dreieoperasjoner.
Testene ovenfor kan utformes til å simulere akselererte slitasjetester ved å bruke økende skjærhastigheter. For eksempel benytter dreietesten hastigheter på omkring 610-915 SFPM, hvor disse hastigheter er vesentlig høyere enn 244-205 SFPM vanligvis brukt innenfor industrien. Desto høyere skjær-hastigheten er, desto høyere vil generelt temperaturen ved innsatsen/arbeidsstykkets grenseflate være. Den hevede temperatur (kanskje 1300oC eller høyere ved 762-915 SFPM) ved slike høye skjærhastigheter bevirke større plastisk deformasjon av arbeidsstykket, som derved medfører en lavere abrasiv slitasje og mekaniske støt på grunn av kutting etter hvert som det varme metall fjernes. Høye temperaturer forfremmer imidlertid øket kjemisk reaksjon og derfor forøker de temperaturrelaterte slitasjemekanismer; f.eks. adhesiv slitasje.
Mens forskning har vært foretatt i stor utstrekning for å utvikle forbedrede innsatser for skjærverktøy fra keramiske forbindelser, har det forblitt et behov for innsatser beregnet for metallfrese- og dreieoperasjoner som oppviser holdbarhet og pålitelighet betraktelig bedre enn produkter for tiden tilgjengelige.
Derfor var hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse å utvikle skjærverktøyinnsatser som oppviste eksepsjonell holdbarhet, slitasjemotstandighet, støtmotstandighet, temperaturledningsevne og termisk støtmotstandighet som gjorde disse spesielt egnet for bruk ved frese- og dreieoperasjoner.
US patentsøknad nr. 926.655, inngitt 4. november 1986 i navnet Thomas D. Ketcham under tittelen "High Toughness Ceramic Alloys", gjengir fremstillingen av keramiske legeringer som oppviser eksepsjonelt høye seighets-(toughness)verdier, når målt i termer av bruddseighet ( Kjq)-verdier. Legeringene beskrevet deri består hovedsakelig, uttrykt i termer av mol-% på oksidbasis, av omkring 0,5-8$ av et seighetsmiddel med zirkoniumoksid som utgjør det gjenværende. På grunn av dets forbindelse med den foreliggende oppfinnelse er denne søknadsbeskrivelse innarbeidet som referanse i sin helhet herved. Imidlertid er et kort sammendrag av denne beskrivelse ettersom den særskilt vedrører den foreliggende oppfinnelse gitt her.
Således som forklart i denne ble seighetsmidlet valgt fra gruppen bestående av YNb04, YTaC-4, MNb04, MTa04, og blandinger av disse hvor M består av et kation som erstatter et Y-kation på en molbasis alt fra gruppen bestående av Mg<+>^, Ca<+2>, Sc<+3>og et sjeldent jordmetallion valgt fra gruppen bestående av La<+3>, Ce<+4>,Ce<+3>,Pr<+3>,Nd<+3>,Sm<+3>,Eu<+>3,Gd<+>3,Tb<+>3,Dy<+3>,Ho<+3>,Er<+3>,Tm<+3>,Yb<+3>, Lu<+3>og blandinger av disse. Denne søknad beskriver også dannelsen av ulike komposittlegemer hvori legeringen utgjør et element. For eksempel motstandige keramiske fibre og/eller "whiskers" slik som aluminium, mullitt, sialon, silisiumkarbid, silisiumnitrid, A1N, BN, B4C, Zr02, zirkon, silisiumoksi-karbid og spinell kan innblandes i legeringslegemet. Legeringen kan blandes til en matrise av en hard motstandsdyktig keramikk slik som aluminium, AI2O3-O2O3, fast oppløsning, sialon, silisiumkarbid, silisiumnitrid, titaniumkarbid, titaniumdiborid, og zirkoniumoksidkarbid. Til slutt kan en kompositt tilberedes bestående av en blanding av legering, motstandsdyktig keramiske fibre og/eller whiskers og hard motstandsdyktig keramikk.
Den foreliggende oppfinnelse er basert på den oppdagelse at ved å innarbeide en nært definert mengde av en keramisk legering av typen beskrevet i den ovenfor nevnte søknad i en matrise bestående av en hard motstandsdyktig keramikk av typen beskrevet i den ovenfor nevnte søknad, som kan eventuelt ha motstandsdyktig keramiske fibre og/eller whiskers, også av typen beskrevet i den ovenfor angitte søknad, Innblandet deri, kan et materiale tilberedes som oppviser fysiske og kjemiske egenskaper som gjør dem eksepsjonelt virksomme for bruk som skjærverktøyinnsatser. Således består det harde, seige, termisk ledende keramiske skjærverktøyinnsatser ifølge foreliggende oppfinnelse hovedsakelig, uttrykt i termene vekt-$, av 55-80$ hard motstandig keramikk og 20-45$ zirkoniumoksidlegering, hvilke zirkoniumoksidlegering består hovedsakelig, uttrykt i termer av mol-$ på oksidbasis, av 1-4$ av et seiggjøringsmiddel valgt fra gruppen bestående av YNbC>4, YTa04, MNb04, MTa04og blandinger av disse, mens M består av et kation som erstatter et Y-kation på en molbasis valgt fra gruppen bestående av Mg<+2>, Ca<+2>, Sc<+3>og et sjeldent jordmetallion valgt fra gruppen bestående av La<+3>, Ce<+4>, Ce<+3>,Pr<+3>,Nd<+3>, Sm<+3>, Eu<+3>,Gd+3,Tb<+3>,Dy<+3>,Ho<+3>,Er<+3>,Tm<+3>,Yb<+3>,Lu<+3>og blandinger av disse, og det gjenværende zirkoniumoksid. De mest foretrukne legeringer anvendes YNbC>4, og/eller YTaC>4 som seiggjøringsmiddel. Zirkoniumoksidet kan delvis stabiliseres gjennom nærværet av kjente stabilisatorer slik som CaO, Ce02, MgO, Nd2C"3 og Y2C"3. Generelt vil konsentrasjonen av slike stabilisatorer være i området omkring 0,5-6 mol-$, hvor Y2O3er det mest foretrukne i størrelser mellom omkring 0,5-2 mol-$. Følgelig, som benyttet heri, innbefatter betegnelsen zirkoniumoksid Zr02delvis stabilisert gjennom tilstedeværelsen av en liten mengde av en kjent stabilisator. Heller ikke skal betegnelsen zirkoniumoksid være begrenset til en særskilt krystallfase eller gitterutforming, men omfatte hver av fasene og gitterutformingene innenfor zirkoniumoksid-potensialet. Generelt vil nivået av motstandsdyktige keramisk fibre og/eller whiskers eventuelt innblandet inne i legemet av innsatsen ikke overskride omkring 35 volum-$.
Mikrostrukturen til det endelige materialet er av betydning i tillegg til sammensetningen av skjærverktøyinnsatsen. Således må legeringen fordeles homogent inne i den harde motstandige keramiske matrise og agglomerater av denne bør unngås. Det er således observert at tilstedeværelsen av legeringsagglome-rater på omkring 50 pm eller større medfører at innsatsen blir svak; idet mikrosprekker brer seg til og fra disse uhomogeniteter gjennom hele matrisen.
Serie nr. 926.655 omhandler to hovedmetoder for dannelse av fint delte, sintrerbare pulvere av de keramiske legeringer. Den første metoden innbefatter en ko-utfellingsprosess, mens den andre metode innebærer å anvende et kommersielt Y2O3-inneholdende delvis stabilisert Zr02som utgangsmaterlale som modifiseres gjennom ulike tillegg. Begge disse metoder er passende for å tilveiebringe legeringspulvere egnet for bruk til fremstilling av innsatsen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Den fullstendige beskrivelse av ko-utfellingen og tilsatsmetodene angitt i serie nr. 926.655 er hermed innarbeidet som referanse. En kort beskrivelse av en utførelse av hver metode er gitt med bruk av YNb04som det seiggjørende middel.
Under ko-utfellingsprosedyren ble NbClsoppløst i vandig HC1 for å danne oppløsning filtrerbar gjennom et 0,3-1 jjm filter. Konsentrert vandig oppløsning av zirkonylnitrat og Y(N03)3-6H20 ble tilført til NbCl5/HCl-oppløsningen. Vandig NH4OH ble tilført, et stort overskudd ble brukt for å oppnå en høy overmetting, og ko-utfellingen ble utført hurtig for å unngå segregering av kationene. Den resulterende presipitant-gel ble skyllet flere ganger i en sentrifuge med vandig NH40H ved en pH >10, og vann innfanget i gelen ble fjernet ved frysetørking. Det tørkede materialet ble kalsinert i 2 timer ved omkring 1000°C og en isopropylalkoholvelling av kalsinet ble vibrert i 3 dager ved bruk av ZrC>2-perler. Vellingen ble silt for å ekstrahere perlene og deretter fordampet bort. Det resulterende pulver hadde en partikkelstørrelse mindre enn 1 pm og vanligvis mindre enn 0,3 pm.
Fremgangsmåten ovenfor reflekterer ganske åpenbart kun laboratoriepraksis; ulike modifikasjoner i de individuelle trinn fremstod umiddelbart for fagmannen. 1 tilleggsprosedyren ble pulveret Nb205blandet i en velling sammensatt av metanol og pulverformet, kommersielt, delvis stabilisert Zr02(Zr02- 3 mol-% Y2O3) og vibrasjonsmalt i 2V4 dag ved bruk av ZrC^-perler. Vellingen ble silt for å fjerne perlene, metanolen avdampet, og det resulterende pulver kalsinert i 2 timer ved 800°C. De resulterende partikler hadde diametre på mindre enn 5 pm og fortrinnsvis mindre enn 2 pm.
Den foretrukne prosess for danning av innsatsen ifølge oppfinnelsen innbefatter tre hovedtrinn: (a) pulvere til legeringen og hard motstandig keramikk ble blandet i ønskede proporsjoner, det ble gitt omhu for å sikre at ingen agglomerater større enn 50 pm i diameter og fordelaktig ikke mer enn 10 pm fremstilles (bindemidler og smøremidler kan eventuelt inngå og motstandsdyktig keramiske fibre og/eller whiskers kan innblandes om ønsket); (b) den resulterende blanding tilformes til et ønsket
utseende; og
(c) denne form sintres til et integrert legeme ved fyring ved
temperaturer mellom omkring 1100° og 1700°C.
Tilforming av blandingen til et ønsket form vil vanligvis skje gjennom en pressoperasjon, skjønt små innsatser kan fremstilles ved ekstrudering. Dermed kan blandingen uniaksielt tørrpresses eller isostatisk kaldpresses, eller blandingen kan uniaksielt eller isostatisk varmpresses. Sintreringstrinnet kan utføres samtidig med eller før varmpressingen. For eksempel kan blandingen sintres ved 1100°-1700°C etterfulgt av isostatisk varmpressing i det samme temperaturområdet. Der hvor bindemidler/dispergerings-midler benyttes for forming av legemene må de fjernes før sintreringen ved oppvarming av legemet til en forhøyet temperatur under sintreringstemperaturen, f.eks. 300°-800°C, i en tidsperiode tilstrekkelig til å fordampe/avbrenne disse materialer. Sintreringen kan utføres i luft (en oksiderende atmosfære) eller i én ikke-oksiderende atmosfære med tilsynelatende like resultater.
Skjærverktøyinnsatser kan tilberedes ved ganske enkelt å blande baslsingrediensene sammen i de riktige forhold, tilforming av denne blanding til et ønsket utseende og deretter sintrering av denne form ved 1100°-1700°C. Dermed kan slike produkter produseres ved: (a) å danne en blanding av pulvere bestående hovedsakelig av et hardt motstandig keramisk materiale, zirkoniumoksid, et seiggjøringsmiddel valgt fra gruppen bestående av YNb04, YTa04, MNb04, MTa04, og blandinger av disse, hvor M består av et kation som erstatter et Y-kation på en molbasis valgt fra gruppen bestående av Mg<+2>,Ca<+2>,Sc<+3>og et sjeldent jordmetallion valgt fra gruppen bestående av La<+3>, Ce<+4>, Ce<+3>, Pr<+3>,Nd+3, Sm+3,Eu+3, Gd+3, Tb+3,Dy<+3>,Ho<+3>,Er<+3>,Tm<+3>, Yb<+3>, Lu<+3>og blandinger av disse, eller komponenter som, når reagert sammen, vil danne nevnte seiggjørende middel, og om ønsket et stabiliseringsmiddel for zirkoniumoksidet, hvilke pulvere er tilstede i tilstrekkelige mengder og i riktige forhold for å frembringe, ved sintrering, et legeme bestående hovedsakelig, uttrykt i termer av vekt-$, av 20-45$ zirkoniumoksidlegering og 55-80$ hardt motstandsdyktig keramisk materiale, hvilke zirkoniumoksidlegering består hovedsakelig, uttrykt i termer av mol-$ på oksidbasis, av 1-4$ seiggjøringsmiddel og det gjenværende zirkoniumoksid ; (b) tilforming av blandingen til et ønsket utseende for en
skjærverktøyinnsats; og
(c) sintrering av den tilformede blanding ved temperaturer mellom omkring 1100°-1700°C for å danne et hardt, seigt, termisk ledende legeme.
Metoden ovenfor har den praktiske fordel at det ikke kreves den første preparering av ZrOg-legeringen. Imidlertid viser egenskapene til innsatsene preparert på denne måte seg å være noe mindre konsistente enn der hvor legeringen først prepareres og deretter blandes med det harde motstandsdyktige keramiske materialet. Mens legeringen vil dannes fra blandingen av pulvere av hard motstandig keramikk og komponenter som skaper legeringen, er det vanskelig å forsikre at en riktig konsentrasjon av legeringen vil være tilgjengelig gjennom hele legemet for å gi ensartet hardhet, seighet og termisk ledningsevne.
For å illustrere denne praksis ble en zirkoniumoksid-legerlng/aluminiumslegeme tilberedt i samsvar med de følgende trinn: (a) passende pulverproporsjoner av zirkoniumoksid, Nb205, Y2O3og aluminium ble blandet sammen i en plastbeholder ved risting med ZrC>2-blandekuler; (b) pulverblandingen ble blandet med destillert vann for å danne en velling (andre væsker som ikke oppviser reaksjon med pulvere, f.eks. metanol, isopropanol og metyletyl-ketoner vil selvsagt være benyttbare); (c) vellingen ble vibrasjonsmalt i 3 dager; (d) vellingen ble sprøytetørket (andre metoder for tørking,
f.eks. enkel ovnstørking, vil selvsagt også være
benyttbare); og deretter
(e) det tørkede materialet ble uniaksielt varmpresset i en grafittform i en time ved 1450° C ved et trykk på 39,5 MPa.
Det skal forstås at hvor fibrene og/eller whiskers er ønskelig i produktet, kan de innblandes i et hvilket som helst trinn opp til sintreringen. Dermed er det kun nødvendig at de innblandes i formen som skal sintres.
Erfaring har indikert at, ut fra et praktisk synspunkt, innbefatter aluminiumoksidet den foretrukne harde motstandige keramiske matrise for legeringen ved dannelsen av skjær-verktøyinnsatsene. Tillegget av opp til 5 mol-% C^Os til basiskombinasjonen av legeringen og aluminiumoksidet synes å forbedre slitasjemotstandsytelsen til innsatsene. Ved tilsatser over omkring 5$ reduseres imidlertid den termiske ledningsevne til legemet i en slik utstrekning at innsatsen blir så varm under bruk at plastisk deformasjon kan finne sted. Mekanismen som ligger under virkningen som 0303 utøver i å redusere den termiske ledningsevne til de sintrede AI2O3-Cr203-legemer er illustrert i US patent nr. 4.533.647. Skjærverktøyinnsatser preparert av legerings-seiggjort titandiborid og blandinger av aluminiumoksid og titaniumdiborid også fungere godt, men kostnaden av titaniumdiborid er større enn aluminiumoksid. Belegning av innsatsene med titaniumkarbid, titaniumnitrid, zirkoniumoksidkarbid og andre belegg kjent for fagmannen øker den abrasive motstand til produktet.
SiC-fibre og whiskere innbefatter de foretrukne motstandige keramiske fibre og whiskers.
Tabell I angir et antall forbindelser uttrykt i termer av mol-% legering og mol-% matrise som illustrerer parametrene Ifølge den foreliggende oppfinnelse. Seiggjøringsmidlets bestanddeler av legeringen er angitt individuelt i termer av mol-% på oksidbasis, som tilleggsyttria og Cr2C>3 gjør, hvor det er tilstede. Zirkoniumoksid utgjør det gjenværende av legeringen.
Legeringene ble preparert ved bruk av tilsatsprosedyren beskrevet ovenfor. Deretter ble legeringspulvere blandet med pulver av matrisematerialet uten inkludering av bindemidler og smøremidler, og denne blanding ble uniaksielt varmpresset i en grafittform i en time ved 1450" C ved et trykk på 39,5 MPa.
Det er observert en sterk korrelasjon som foreligger mellom hardhet, seighet og termisk ledningsevne oppvist av et materiale, og dets anvendelighet i tjeneste som en skjær-verktøyinnsats. Det er dermed funnet at materialer som oppviser en bruddseighet (Kjq) på minst 6 MPa\/m og en Vickers-hardhet større enn omkring 15,0 GPa fungerer svært tilfredsstillende som skjærverktøyinnsatser, om de termiske ledningsegenskaper er innenfor akseptable verdier. For stor hardhet uten tilsvarende seighet fører til avskalling av innsatsen. Derfor har inntrykkene seighet og hardhetsmålinger blitt utført som hurtigtester for foreslåtte sammensetninger. Prøver er tilberedt ved sliting og polering av de sintrede legemer til en speilflatefinish. Deretter ble seigheten og hardheten målt ved inntrykningsmetoden ifølge Anstis et al. som gjengitt i "Journal of the American Ceramic Society", sidene 533-538 fra september 1981. Ved å bruke verdien £ for AD999 aluminiumoksid gir ligningen,
Hardheten er den vanlige Vickers-hardhet, som definert i H = 1,854 P/d<2>, hvor P i begge ligninger er belastningen, C er sprekklengden, d i begge ligninger er lengden av inntryk-ningsdiagonalen og E er elastisitetsmodulen antatt til å være 380 GPa for aluminiumoksid, 200 GPa for zirkoniumoksid-yttriumniobatlegering og 450 GPa for titaniumdiborid. Belastningen som ble benyttet var 10 kg.
Tabell II gjengir verdier for Vickers-hardhet, uttrykt i termer av GPa, og bruddseigheten (Kjq), uttrykt i termer av MPa\/m, som målt i eksemplene ifølge tabell I.
Som det kan sees oppviser eksemplene 16-23 seighet og/eller hardhetsverdier under de funnet egnet for skjærverktøy-innsatser .
Tahell V viser termisk ledningsevneverdier beregnet av termiske varmeledningsevner ved den følgende ligning:
Som angitt ovenfor er det kritisk for innsatsmaterialet til skjærverktøyet for å gi tilfredsstillende ytelse å ha en viss minimumsverdi for hver av hardhet, seighet og termisk ledningsevne. Stolpediagrammene gitt i den vedlagte tegning illustrerer hvordan disse tre egenskaper står i forhold til hverandre. Kurven angitt Å vedrører termisk ledningsevne, den angitt B vedrører hardhet og den angitt C vedrører seighet. Eksemplene 1, 3 og 5 er funnet å fungere på en overlegen måte som skjærverktøyinnsatser. Alle tre av disse eksempler hadde seighetsverdier større enn 6,0 MPa\/m, hardhetsverdier større enn 15,0 GPa og termisk ledningsevneverdier større enn 14 Wm~<1>°K_<1>. Til sammenligning hie eksemplene 19 og 22 funnet å være uakseptable som skjærverktøyinnsatser. Eksempel 19, mens det oppviste akseptabel termisk ledningsevne og hardhetsverdier, lider av en lav, 4,7 MPa\/m seighetsverdi. Eksempel 22 har akseptabel termisk ledningsevne og hardhetsegenskaper, men har en seighet på kun 5,0 MPa\/m. Eksempel 15 viser akseptabel seighet og hardhetsverdier; imidlertid har den termiske ledningsevne en uakseptabelt lav, 7,38 W/M Wm_<1>°K-<1->verdi på grunn av for mye C^C^-innhold. Eksempel 12 oppviser en seighetsverdi på 6,15 MPaVm, en hardhetsverdi på 19,1 GPa, og en termisk ledningsevneverdi på 14,35 Wm~<lo>K-<1>og representerer en ytre grense for akseptabel skjærverktøy-ytelse på grunn av dens termiske ledningsevne. Skjønt eksemplene 8 og 22 har lignende sammensetninger, ble eksempel 22 funnet ikke å imøtekomme seighetskriterlet. Det er antatt at den effektive konsentrasjon av legeringen i matrisen er for lav til å oppnå de ønskede egenskaper for en tilfredsstillende skjærverktøyinnsats. Som det kan sees av dataene ovenfor må skjærverktøyinnsatser tilvirket av legeringen ifølge oppfinnelsen, når innarbeidet i en egnet matrise, ha visse minimumsverdier. Dersom egenskapene til materialet ikke oppviser disse minimumsverdier vil materialet ikke fungere godt som en skjærverktøyinnsats.
Tabell VI gjengir testresultater for skjærverktøyinnsatser ifølge eksemplene 1, 3, 5, 19 og 22.
Den standard skjærverktøyinnsats, et kommersielt materiale tilvirket av en legering Inneholdende aluminiumoksid og titaniumkarbid, som til nå oppviste verdier som ble benyttet som standard for akseptable Innsatser, er angitt som Std. I tabell VI. Forbedringen i holdbarhet av legeringsinnsatsen ifølge oppfinnelsen overfor standardinnsatsen er så mye som 63$ under dreietesten. Testforholdene for disse data var: 305 SFPM, 1,905 mm skjærdypde, 0,254 mm pr. omdreining og alle tester ble kjørt på 4150 stålstaver. Dataene er gjengitt i tid til svikt i sekunder. Alle eksempler funnet akseptable varte en betydelig lengre tidsperiode enn standarden. De eksempler som ble funnet uakseptable for formålene ifølge den foreliggende oppfinnelse varte en kortere eller nesten like lang tid som standarden.
Frese- eller den avbrutte skjærtestinnsats ga en enda mer dramatisk forbedring enn observert under dreietestene, og oppviste en middelverdi på 300$ større enn holdbarheten til standarden. Støttestene ble kjørt på grått støpejern med 1,905 mm skjærdypde ved 366 SPFM; antall mm pr. omdreining startet ved 0,254 IPR og ble øket, som angitt ovenfor, ved femte kutt.
Det antas at tillegget av seighetsmiddel innenfor det ønskede området til zirkoniumoksidet for å danne legeringen forbedrer seigheten til skjærverktøysammensetningen ved å endre den anisotropiske termiske utvidelseskoeffisient, gitter-parametrene til både den tetragonale og monokliniske fase, og den kjemiske drivkraft - AG for den tetragonale til monokliniske faseovergang av legeringen. Det er mulig at disse endringer skyldes en større omdanningssone som fører til forbedret seighet.
Skjønt det ikke er absolutt bevist, postulerer søkeren at innarbeidelsen av legeringen i en keramisk matrise forbedrer seigheten til skjærverktøyinnsatsens sammensetninger på samme måte som ovenfor ved å endre den anisotropiske termiske utvidelseskoeffisient og gitterparametre til både den tetragonale og monokliniske fase av legeringen, og den kjemiske drivkraft - AG for den tetragonale til monokliniske faseovergang, som i sin tur medfører en større omdanningssone, og derved forbedrer seigheten. Det er også observert hva som synes å være en selvforbedrende egenskap demonstrert ved materialene Ifølge oppfinnelsen når brukt som skjær-verktøyinnsatser. Det er, mens noe avsponing av innsatsen kan skje til å begynne med, vil etter denne første avsponing svært få ytterligere avsponing skje. Vi antar at dette fenomen er et resultat av en sammentrykkende overflatespen-ning dannet ved den store omdanningssone for legeringen.
Claims (7)
1.
Keramisk skjærverktøyinnsats som oppviser en hardhet større enn 15 GPa, en seighet større enn 6 MPa\ /m og en termisk ledningsevne større enn 14 Wm- <1> °K- <1> , karakterisert ved at den hovedsakelig hestår av, uttrykt i termer av vekt-$, av 20-45$ zirkoniumoksidlegering og 55-80$ hard motstandsdyktig keramisk matrise, hvilke legering hestår hovedsakelig, uttrykt i termer av mol-$ på oksidbasis, av 1-4$ av et seiggjøringsmiddel valgt fra gruppen bestående av YNb04 , YTa04 , MNb04 , MTa04 , og blandinger av disse, hvor M består av et kation som erstatter et Y-kation på en molbasis valgt fra gruppen bestående av Mg <+2> , Ca <+2> , Sc <+3> , og et sjeldent jordmetallion valgt fra gruppen bestående av La <+3> , Ce <+4> , Ce <+3> ,Pr +3,Nd +3,Sm<+> 3,E u <+3> ,Gd<+3> ,Tb +3,D y+3,Ho<+> 3,Er<+3> ,Tm<+3> ,Yb<+3> ,L u <+3> og blandinger av disse, og det gjenværende zirkoniumoksid.
2.
Innsats ifølge krav 1, karakterisert ved at den harde motstandsdyktige keramiske matrise er valgt fra gruppen bestående av aluminiumoksid, A^Os-C^Oq fast oppløsning, sialon, silisiumkarbid, silisiumnitrid, titaniumkarbid, titaniumdiborid, zirkoniumkarbid og blandinger av disse.
3.
Innsats ifølge krav 2, karakterisert ved at ZrgC^ er til stede i en mengde opp til omkring 5 mol-$.
4 .
Innsats ifølge krav 1, karakterisert ved at den innbefatter opp til 35 volum-$ totalt av motstandsdyktig keramiske fibre og/eller whiskers.
5.
Innsats ifølge krav 4, karakterisert ved at de motstandsdyktige keramiske fibre og/eller whiskers er valgt fra gruppen bestående av aluminiumoksid, mullitt, sialon, silisiumkarbid, silisiumnitrid, A1N, BN, B4 C, zirkoniumoksid, silislumoksikarbid og spinell.
6.
Fremgangsmåte for fremstilling av ledende keramisk skjær-verktøy ifølge ett eller flere av kravene 1 til 5, karakterisert ved trinnene:
(a) ingrediensene blandes i proporsjonale mengder for å gi nevnte sammensetning,
(b) forming av blandingen til et ønsket utseende for en skjærverktøyinnsats; og
(c) den formede blanding sintres ved temperaturer mellom omkring 1100"C - 1700°C for å danne et hardt, seigt, termisk ledende legeme.
7.
Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at blandingen inneholder ingen partikler eller agglomerater av partikler større enn 50 pm i diameter.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/106,433 US4770673A (en) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | Ceramic cutting tool inserts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO884481D0 NO884481D0 (no) | 1988-10-07 |
| NO884481L true NO884481L (no) | 1989-04-10 |
Family
ID=22311394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO88884481A NO884481L (no) | 1987-10-09 | 1988-10-07 | Keramiske skjaerverktoeyinnsatser. |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4770673A (no) |
| EP (1) | EP0311264B1 (no) |
| JP (1) | JPH0683924B2 (no) |
| KR (1) | KR890006336A (no) |
| CN (1) | CN1032510A (no) |
| AT (1) | ATE81840T1 (no) |
| AU (1) | AU617693B2 (no) |
| BR (1) | BR8805156A (no) |
| CA (1) | CA1291878C (no) |
| DE (1) | DE3875580T2 (no) |
| DK (1) | DK561288A (no) |
| IL (1) | IL87835A (no) |
| NO (1) | NO884481L (no) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5008221A (en) * | 1985-04-11 | 1991-04-16 | Corning Incorporated | High toughness ceramic alloys |
| US4867759A (en) * | 1987-12-18 | 1989-09-19 | The Dow Chemical Company | Binder for abrasive greenware |
| US5294576A (en) * | 1988-01-13 | 1994-03-15 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Mullite ceramic compound |
| US4939107A (en) * | 1988-09-19 | 1990-07-03 | Corning Incorporated | Transformation toughened ceramic alloys |
| US4960735A (en) * | 1988-11-03 | 1990-10-02 | Kennametal Inc. | Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia ceramics |
| US4959331A (en) * | 1988-11-03 | 1990-09-25 | Kennametal Inc. | Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia cutting tools |
| US5024976A (en) * | 1988-11-03 | 1991-06-18 | Kennametal Inc. | Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia ceramic cutting tools |
| US4959332A (en) * | 1988-11-03 | 1990-09-25 | Kennametal Inc. | Alumina-zirconia-carbide whisker reinforced cutting tools |
| DE68910984T2 (de) * | 1988-11-03 | 1994-04-14 | Kennametal Inc | Keramik-erzeugnisse bestehend aus aluminiumoxyd-zirconiumoxyd-siliziumkarbid-magnesiumoxyd. |
| US4965231A (en) * | 1988-11-03 | 1990-10-23 | Kennametal Inc. | Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia compositions and articles made therefrom |
| US5047373A (en) * | 1989-03-24 | 1991-09-10 | Corning Incorporated | Ceramic materials exhibiting pseudo-plasticity at room temperature |
| US5059564A (en) * | 1989-06-05 | 1991-10-22 | Kennametal Inc. | Alumina-titanium carbide-silicon carbide composition |
| US5002439A (en) * | 1990-02-14 | 1991-03-26 | Advanced Composite Materials Corporation | Method for cutting nonmetallic materials |
| US5830816A (en) * | 1990-08-06 | 1998-11-03 | Cerasiv Gmbh Innovatives Keramik-Engineering | Sintered molding |
| DE4116008A1 (de) * | 1991-05-16 | 1992-11-19 | Feldmuehle Ag Stora | Sinterformkoerper und seine verwendung |
| US5273557A (en) * | 1990-09-04 | 1993-12-28 | General Electric Company | Twist drills having thermally stable diamond or CBN compacts tips |
| JPH06104817B2 (ja) * | 1990-10-09 | 1994-12-21 | 日本研磨材工業株式会社 | アルミナ―ジルコニア系ラップ研磨材とその製造方法及び研磨用組成物 |
| US5093975A (en) * | 1990-12-04 | 1992-03-10 | The Kinetic Company | Method of making new side trimmer and side trimmer blade |
| US5120681A (en) * | 1991-05-23 | 1992-06-09 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Ceramic composites containing spinel, silicon carbide, and boron carbide |
| US5376466A (en) * | 1991-10-17 | 1994-12-27 | Mitsubishi Materials Corporation | Cermet blade member |
| US6452957B1 (en) | 1997-10-31 | 2002-09-17 | Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering | Sintered shaped body reinforced with platelets |
| US6218324B1 (en) * | 1998-01-14 | 2001-04-17 | Mcdermott Technology, Inc. | Ceramic composites containing weak interfaces with ABO4 tungstate, molybdate, tantalate, and niobate phases |
| DE10316916B4 (de) * | 2003-04-12 | 2005-09-08 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Schneidwerkzeug und seine Verwendung |
| US7309673B2 (en) * | 2005-02-09 | 2007-12-18 | Kennametal Inc. | SiAlON ceramic and method of making the same |
| KR100726141B1 (ko) * | 2006-12-07 | 2007-06-13 | 한국야금 주식회사 | 절삭공구 인써트 |
| CN101767271B (zh) * | 2008-12-31 | 2011-07-06 | 沈永平 | 研割花岗岩石料的钢片的制作方法 |
| US20120035672A1 (en) * | 2009-04-01 | 2012-02-09 | Roman Preuss | Ceramic cutting template |
| CN105084815A (zh) * | 2015-08-10 | 2015-11-25 | 江苏塞维斯数控科技有限公司 | 用于数控等离子切割的刀具 |
| CN108911743A (zh) * | 2016-04-20 | 2018-11-30 | 天津中天精科科技有限公司 | 一种耐腐蚀陶瓷刀具及其制备方法 |
| CN107012424B (zh) * | 2017-03-10 | 2020-09-08 | 广东工业大学 | 一种TiZrB2硬质涂层及其制备方法和应用 |
| CN110330345B (zh) * | 2019-07-03 | 2020-05-05 | 衡阳凯新特种材料科技有限公司 | 氮化硅陶瓷材料及其制备方法和陶瓷模具 |
| CN113798991B (zh) * | 2021-09-27 | 2022-10-21 | 苏州赛尔特新材料有限公司 | 一种超精密高质量抛光金刚石晶圆的方法 |
| CN117383932A (zh) * | 2023-10-11 | 2024-01-12 | 江苏利宇剃须刀有限公司 | 一种手动剃须刀陶瓷刀片的制备方法 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4598053A (en) * | 1974-05-23 | 1986-07-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Ceramic compacts |
| US4063908A (en) * | 1976-01-21 | 1977-12-20 | Nippon Tungsten Co., Ltd. | Process for manufacturing ceramic cutting tool materials |
| GB1600602A (en) * | 1977-03-17 | 1981-10-21 | Lucas Industries Ltd | Tool tip for a machine tool |
| JPS6041017B2 (ja) * | 1978-06-13 | 1985-09-13 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削工具用セラミック焼結体とその製法 |
| JPS6025385B2 (ja) * | 1979-03-19 | 1985-06-18 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削工具用セラミックスの製造方法 |
| JPS5617979A (en) * | 1979-07-20 | 1981-02-20 | Ngk Spark Plug Co | Ceramic sintered body for cutting tool |
| US4343909A (en) * | 1980-04-17 | 1982-08-10 | The Valeron Corporation | High toughness ceramic cutting tool |
| US4366254A (en) * | 1980-04-17 | 1982-12-28 | The Valeron Corporation | High toughness ceramic cutting tool |
| JPS57205364A (en) * | 1981-06-08 | 1982-12-16 | Ngk Spark Plug Co | Manufacture of cutting tool ceramics |
| US4425141A (en) * | 1982-05-20 | 1984-01-10 | Gte Laboratories Incorporated | Composite ceramic cutting tool |
| US4507394A (en) * | 1982-12-24 | 1985-03-26 | Ngk Insulators, Ltd. | High electric resistant zirconia and/or hafnia ceramics |
| US4533647A (en) * | 1983-10-27 | 1985-08-06 | The Board Of Regents Acting For And On Behalf Of The University Of Michigan | Ceramic compositions |
| US4543345A (en) * | 1984-02-09 | 1985-09-24 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Silicon carbide whisker reinforced ceramic composites and method for making same |
| JPS60239357A (ja) * | 1984-05-14 | 1985-11-28 | 東ソー株式会社 | 高強度ジルコニア系切削工具用部材 |
| ATE71608T1 (de) * | 1985-04-11 | 1992-02-15 | Corning Glass Works | Keramische legierung hoher zaehigkeit. |
| JPH0686332B2 (ja) * | 1986-01-09 | 1994-11-02 | 三菱マテリアル株式会社 | 鋳鉄切削用サイアロン基セラミツク工具の製造法 |
| US4701384A (en) * | 1987-01-20 | 1987-10-20 | Gte Laboratories Incorporated | Composite coatings on cemented carbide substrates |
| EP0282879B1 (en) * | 1987-03-16 | 1998-06-17 | Hitachi, Ltd. | Composite ceramic sintered body and process for production thereof |
-
1987
- 1987-10-09 US US07/106,433 patent/US4770673A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-09-14 AT AT88308481T patent/ATE81840T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-09-14 DE DE8888308481T patent/DE3875580T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-14 EP EP88308481A patent/EP0311264B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-21 CA CA000578023A patent/CA1291878C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-23 IL IL87835A patent/IL87835A/xx not_active IP Right Cessation
- 1988-09-28 CN CN88109051A patent/CN1032510A/zh active Pending
- 1988-10-05 AU AU23476/88A patent/AU617693B2/en not_active Ceased
- 1988-10-06 BR BR8805156A patent/BR8805156A/pt not_active Application Discontinuation
- 1988-10-07 NO NO88884481A patent/NO884481L/no unknown
- 1988-10-07 JP JP63253642A patent/JPH0683924B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-07 DK DK561288A patent/DK561288A/da not_active Application Discontinuation
- 1988-10-08 KR KR1019880013193A patent/KR890006336A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2347688A (en) | 1989-04-13 |
| DK561288D0 (da) | 1988-10-07 |
| JPH0683924B2 (ja) | 1994-10-26 |
| BR8805156A (pt) | 1989-05-16 |
| EP0311264A3 (en) | 1990-05-30 |
| JPH01121110A (ja) | 1989-05-12 |
| ATE81840T1 (de) | 1992-11-15 |
| US4770673A (en) | 1988-09-13 |
| EP0311264A2 (en) | 1989-04-12 |
| CA1291878C (en) | 1991-11-12 |
| KR890006336A (ko) | 1989-06-13 |
| AU617693B2 (en) | 1991-12-05 |
| NO884481D0 (no) | 1988-10-07 |
| DK561288A (da) | 1989-04-10 |
| DE3875580T2 (de) | 1993-05-13 |
| DE3875580D1 (de) | 1992-12-03 |
| CN1032510A (zh) | 1989-04-26 |
| IL87835A0 (en) | 1989-03-31 |
| EP0311264B1 (en) | 1992-10-28 |
| IL87835A (en) | 1992-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO884481L (no) | Keramiske skjaerverktoeyinnsatser. | |
| KR101599572B1 (ko) | 입방정 질화붕소 세라믹 복합재 및 이의 제조 방법 | |
| EP0333776B1 (en) | Improved cutting tool | |
| JP2616827B2 (ja) | アルミナージルコニアーカーバイド ホイスカーにより強化された切削工具 | |
| Dutta et al. | Progressive flank wear and machining performance of silver toughened alumina cutting tool inserts | |
| US5418197A (en) | SiC whisker and particle reinforced ceramic cutting tool material | |
| Casto et al. | Wear mechanism of ceramic tools | |
| EP0607111B1 (en) | Whisker and particle reinforced ceramic cutting tool material | |
| JP2540662B2 (ja) | ウイスカ―強化セラミック切削工具材 | |
| US4925458A (en) | Cutting tool | |
| EP0449844B1 (en) | Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia compositions and cutting tools | |
| JP2576867B2 (ja) | 高靭性立方晶窒化硼素基焼結体 | |
| KR0156377B1 (ko) | 지르코니아 및 실리콘 카바이드를 포함하는 알루미나 주성분 세라믹 절삭 인서트 | |
| US5231060A (en) | Whisker-reinforced ceramic cutting tool material | |
| US5053363A (en) | Ceramic cutting material reinforced by whiskers | |
| JP2581936B2 (ja) | アルミナ質焼結体及びその製造方法 | |
| JP2922713B2 (ja) | 工具用ジルコニア質焼結体 | |
| JPH0813702B2 (ja) | 複合セラミックス | |
| JPS60239357A (ja) | 高強度ジルコニア系切削工具用部材 | |
| KR19990010329A (ko) | 실리콘 질화물 절삭 공구 재료 | |
| JPH11104903A (ja) | ウィスカー強化のセラミック切削工具材料 | |
| Basu et al. | Role of ZrO2 and TiC on performance of alumina based ceramic cutting tools |