Способ получения керамических изделий на основе окиси алюминия Советский патент 1978 года по МПК C04B35/10 B24D3/00 C04B35/64 

1

Изобретение относится к способу получения керамических изделий, предназначенных для изготовления режущего инструмента, используемого -при резании закаленных сталей, пластмасс, графита, стекла и других материалов.

Известен способ получения нластин из режущей керамики, включающий горячее прессование в интервале температур 1300-1450°С в течение 1 ч при давлении 350 кг/см, отжиг на воздухе в течение 3 ч при 1500-1750°С 1.

Известен также способ получения изделий из корундовой керамики, предусматривающий отжиг разрезанных заготовок на воздухе при температуре 1000°С в течение 4 ч, шлифование и полировку изделий алмазным порощком .

Однако изделия, полученные такими спот собами, обладают низкой прочностью при использовании в режущем инструменте, так как отжиг на воздухе, т. е. в окислительной атмосфере, снижает их качество.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ изготовления керамических изделий для режущего инструмента, включающий горячее прессование при 1425°С и давлении 280 кг/см, отжиг при 1300°С в течение 16 ч, механическую обработку для придания определенной формы 3.

Указанный способ получения изделий из режущей керамики также не обеспечивает высокой прочности изделий. Это обусловлено высокотемпературным длительным отжигом, который вызывает травление поверхности образцов, т. е. формируются канавки, снижающие прочность (прочность на изгиб составляет 46-70 кгс/мм).

Цель изобретения - повыгнение ирочности изделий.

Это достигается тем, что при способе получения керамических изделий на основе окиси алюминия для режущего инструмента, включающем горячее npeccoBaiine, резку на заготовки, отжиг и шлифование, заготовки отжигают при температуре 1160- 1290°С в течение 2-5 ч в атмосфере водорода после шлифовки и дополнительно сошлифовывают после отжига на глубину 0,05-1 мм.

Увеличение глубины шлифования приводит к понижению ирочности, так как на поверхности возникают остаточ ;ые напряжения растяжения, вызванные шлифованием; поэтому глубокое шлифование для придания изделию формы производят перед отжигом, который снимает остаточные напряжения растяжения. шлифованных изделий В атмосфере водорода повышает их прочность, исключая окислительные процессы.

Дополнительное шлифование на глубину 0,05-0,1 мм вызывает появление на поверхности образца остаточных напряжений сжатия, которые способствуют увеличению прочности.

Предлагаемый способ получения изделий из режуш,ей керамики поясняется следующими примерами.

Пример 1. Методом горячего прессования в графитовой пресс-форме изготавливают при температуре 1450°С и давлении 280 кг/см в течение 1 ч штабики прямоугольного сечения нз окиси алюминия (АЬОз) с добавками 20% TiC, 10% WC и 0,5% MgO. Для получения необходимой формы и размеров штабики разрезают на заготовки, шлифуют на глубину 0,8 мм, после чего проводят отжиг при 1200°С в течение 2,5 ч в атмосфере водорода. По окончании отжига дополнительно сошлифовываюг пластины по опорным поверхностям с глубиной резания 0,05 мм на сторону, при этом предел Прочности на изгиб составляет 85 кг/мм.

Пример 2. Все операции осуш;ествляют в той же последовательности, что и в примере 1. Отжиг проводят при 1160°С в течение 5 ч в атмосфере водорода. По окончапии отжига дополнительно сошлифовывают пластины на глубину 0,07 мм на сторону. Материал пластин тот же, что и в примере 1. При этом предел прочности на изгиб - 85 кг/мм.

Пример 3. Все операции осуп ествляют в той же последовательности, как и в примере 1. Отжиг проводят при 1290°С в течение 2 ч, после чего дополнительно сошлифовывают пластины на глубину 0,1мм.

МатерИал пластин тот же, что и в примере 1. Предел прочности на изгиб также составляет 85 кг/мм.

Формула изобретения

Способ получения керамических изделий на основе окиси алюминия для режущего инструмента, включающий горячее прессование, резку на заготовки, отжиг и шлифование, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности изделий, заготовки отжигают -при температуре 1160-1290°С в течение 2-5 ч в атмосфере водорода, причем отжиг проводят после шлифования, а после отжига их дополнительно сошлифовывают на глубину 0,05-1 мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Simpson L. А. «J, Mater. Sci 1974, V 9, № 4, p. 685-688.

2. Fressler R. E. «J. Amer. Cer. Soc 1974, V 57, № 5, p. 226-227.

3. Ghate B. B. «J. Amer, Cer. Soc 1975, v54, № 2, p. 210-215.