Керамический режущий материал Советский патент 1979 года по МПК C04B35/10 B24D3/14 

1

Изобретение относится к режущему керамическому материалу для стали, чугуна, графита, дерева и других материалов.

Известен спеченный твердый сплав на керамической основе для обработки резанием, включающий эвтектику WC и с углеродом, А120з, SiO2, MgO, имеющий низкую износостойкость и прочность 1.

Цель изобретения - увеличение износостойкости и прочности.

Это достигается дополнительным введением окиси натрия и, по крайней мере, одного металла из группы: кобальт, никель, железо, при следующем соотношении компопентов, вес. %:

АЬОз54-94

MgO0,05-1,5

SiOa0,05-1,5

по крайней мере, один карбид тугоплавкого металла из группы

TiC, ZrC, HfC5-30

по крайней мере, один карбид тугоплавкого металла из группы

WC, Мо2С0,05-10

NaaO0,05-1,5

по крайней мере, один металл из группы

Со, Ni, Fe0,05-1,5

Введение окиси натрия позволяет получать в керамическом материале стеклофазу из окислов Mg, Si и Na, которая при спекании (горячее прессование) улучшает смачиваемость окиси алюминия и карбидов тугоплавких металлов металлами железной группы, что обуславливает получение плотного материала с высокой износостойкостью и прочностью.

Процесс получения предлагаемого керамического режущего материала заключается в следующем.

Порошки окиси алюминия, карбида титана (карбида пиркония, гафния или их смеси), хлористого магния, натрия кремниекислого загружают в мельницу, футерированную твердым сплавом и размалывают

твердосплавными шарами в среде спирта в течепие 2-6 сут.

Во время размола доиолиительно натирается карбид вольфрама (карбид молибдена или их смесь) и кобальт (никель, железо или их смеь). Размолотую смесь подвергают горячему прессованию в заготовки необходимой формы, которые затем шлифуют алмазным инструментом. Полученные неперетачиваемые пластины из керамического режущего материала используют в качестве режущего инструмента в резцах с механическим креплением.

Пример. В мельницу, футерированную твердым сплавом ВК-6, загружают

0,6% окиси магния в виде MgCla-GHaO,

20% карбида титана, 0,6% двуоки.си кремния и окиси натрия в виде Na2SiO3-9H2O, остальное - прокаленный глинозем (). Шихту размалывают в течение 6 сут в среде этилового спирта. В процесс размола в смесь натирается 8% карбида вольфрама и 0,5% кобальта. Смесь, полученную в результате размола, сушат, просеивают и прессуют на пресс горячего прессования в графитовых пресс-формах при 1650-1700°С. Продолжительность цикла горячего прессования 20 мин. Удельное давление прессования 0,4 т/см.

В процессе нагрева шихты при горячем прессовании хлористый магний разлагается до окиси магния; натрий кремниекислый - на окись натрия и двуокись кремния. При 1100-1400°С указанные окислы взаимодействуют между собой с образованием стеклофазы, которая при 1400-1700°С переходит в жидкое состояние, взаимодействуя с окисью алюминия и сложным карбидом, улучшает их смачиваемость кобальтом. Причем окись натрия способствует образованию стеклофазы при относительно низких температурах и значительно улучшает смачиваемость, за счет чего изделия после горячего прессования имеют при высокой плотности повышенную износостойкость и прочность.

Стойкость предлагаемого режуш,его материала при точении стали с твердостью HRC 50-52 со скоростью 100 м/мин превышает стойкость ВЗ в 3-4 раза и дает возможность обрабатывать закаленные стали на скоростях резания, превышающих скорости резания для сплава ТЗОК4 в 1,5-2,5 раза.

Формула изобретения

Керамический режуш;ий материал, включаюш,ий окислы алюминия, магния, кремния, карбида тугоплавких металлов, от л ич а ю ш, и и с я тем, что, с целью увеличения износостойкости п прочности он дополнительно содержит окись натрия и, по крайней мере, один металл из группы; кобальт, никель, железо, при следующем соотношении компонентов, вес. %:

АЬОз54-94

MgO0,05-1,5

SiOs0,05-1,5

по крайней мере, один карбид тугоплавкого металла из группы

TiC, ZrC, HfC5-30

по крайней мере, один карбид тугоплавкого металла из группы

WC, МогС0,05-10

NazO0,05-1,5

по крайней мере, один металл из группы

Со, Ni, Fe0,05-1,5

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Швеции № 199288, кл. В ОВ 8/11, опублик. 1965.