Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к производству керамических материалов, в частности режущей керамики. В основу изобретения положена задача разработки износостойкого керамического режущего материала, эффективного в условиях высоких скоростей резания. Керамический материал на основе оксида алюминия, содержащий нитевидные кристаллы карбида кремния и соединение циркония, в качестве соединения циркония содержит цирконат лантана и/или по крайней мере цирконат из группы церий, неодим, празеодим, иттрий при следующем соотношении компонентов, мас. карбид кремния 5-40; цирконат лантана 0,1-20 и/или цирконат церия 0,1-5; цирконат неодима 0,1-5 и/или цирконат празеодима 0,1-5 и/или цирконат иттрия 0,1-20; оксид алюминия остальное
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2045497
Класс(ы) патента: C04B35/10
Номер заявки: 94002893/33
Дата подачи заявки: 26.01.1994
Дата публикации: 10.10.1995
Заявитель(и): Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов
Автор(ы): Аникин В.Н.; Максимов А.А.; Вепринцев К.В.
Патентообладатель(и): Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов
Описание изобретения: Изобретение относится к производству керамических материалов, в частности режущей керамики.
Известен керамический материал на основе оксида алюминия, армированный нитевидными монокристаллами карбида кремния в количестве 2-40% Монокристаллы имеют диаметр 0,6 мм, отношение длины к диаметру в пределах 15-150 предел прочности порядка 70000 кгс/см2 и обладают термической стабильностью до 1760оС.
Армированная керамика с содержанием карбида кремния 2-12% применяется для точения, а с большим содержанием для прерывистой обработки. Данная керамика может содержать Zr, Hf, Y, MgSi3N4 TiC и их смеси [1]
Недостатком данного керамического материала является низкая износостойкость при использовании в качестве режущего инструмента.
Ближайшим техническим решением является керамический материал на основе оксида алюминия, содержащий 3-40% нитевидных кристаллов карбида кремния диаметром <5 мкм и частицы ZrO2 со средним диаметром <1,0 мкм. Для получения указанного материала сначала готовят смесь нитевидных кристаллов SiC, порошка Al2O3 и SiC, затем формуют и спекают при 1400-1700оС. Материал имеет твердость по Виккерсу >16ГПа, трещиностойкость >7,73 МПа ˙ м 1/2 и прочность при изгибе >1,11 ГПа [2]
Недостатками указанного материала являются невысокие значения твердости и низкая износостойкость при использовании его в качестве режущего инструмента.
В основу изобретения положена задача разработки износостойкого керамического режущего материала, эффективного в условиях высоких скоростей резания.
Поставленная задача решается тем, что керамический материал на основе оксида алюминия, содержащий нитевидные кристаллы карбида кремния и соединение циркония, в качестве соединения циркония cодержит цирконат лантана и/или по крайней мере цирконат из группы церий, неодим, празеодим, иттрий при следующем соотношении компонентов, мас. SiC 5-40 La2Zr2O7 0,1-20
и/или Ce2Zr2O7 0,1-5
и/или Nd2Zr2O7 0,1-5
и/или Pr2Zr2O7 0,1-5 и/или Y2Zr2O7 0,1-20 Al2O3 Остальное
Добавка цирконата лантана в количестве 0,1-20% повышает износостойкость керамического материала. При содержании La2Zr2O7 меньше 0,1% и более 20% повышения износостойкости не происходит.
Добавка цирконата иттрия в количестве 0,1-20% дополнительно повышает износостойкость керамического материала. При содержании Y2Zr2O7 меньше 0,1% повышения износостойкости не происходит, при содержании более 20% снижается прочность материала.
Добавка цирконата церия в количестве 0,1-5% повышает износостойкость материала. При содержании Ce2Zr2O7 меньше 0,1% износостойкость снижается, при содержании более 5% снижаются износостойкость и прочность материала.
Добавка цирконата неодима в количестве 0,1-5% приводит к повышению износостойкости и твердости материала. При содержании Nd2Zr2O7 меньше 0,1% и больше 5% износостойкость снижается.
Добавка цирконата празеодима в количестве 0,1-5% дополнительно повышает износостойкость керамического материала. При содержании Pr2Zr2O7 менее 0,1% и более 5% износостойкость снижается.
П р и м е р 1. Шихту, содержащую 59% оксида алюминия, 15% цирконата лантана и 26% нитевидных кристаллов карбида кремния, перемешивали в керамической мельнице шарами из пластика в течение суток в этиловом спирте. Соотношение шаров, спирта, шихты 2,5:2,5:1. После перемешивания шары отделяли от пульпы, а в пульпу вводили гидрат окиси аммония и проводили ультразвуковую гомогенизацию. Затем спирт удаляли и смесь просеивали через крупное сито. Полученную смесь подвергали горячему прессованию в графитовых пресс-формах при 1800оС, давлении 300 кг/см2 в течение 10 мин в атмосфере аргона и оксида углерода.
Свойства полученного материала приведены в таблице.
П р и м е р 2. Как в примере 1, получены образцы керамического материала с различным содержанием компонентов. Свойства полученного материала приведены в таблице.
Формула изобретения: КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ на основе оксида алюминия, содержащий нитевидные кристаллы карбида кремния и соединения циркония, отличающийся тем, что в качестве соединения циркония он содержит цирконат лантана и/или по крайней мере цирконат из группы церий, неодим, празеодим, иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.
Нитевидные кристаллы карбида кремния SiC 5,0 40,0
Цирконат лантана La2Zr2O7, 0,1 20,0
и/или
цирконат церия Ce2Zr2O7, 0,1 5,0
и/или
цирконат неодима Nd2Zr2O7, 0,1 5,0
и/или
цирконат празеодима Pr2Zr2O7, 0,1 5,0
и/или
цирконат натрия y2Zr2O7 0,1 20,0
Оксид алюминия Al2O3 Остальное