Агте с сотрудниками делит режущие керамические материалы по составу на три группы:
1. Чистая окисная керамика со стекловидной фазой либо без нее (97—99,5% Al2O3, остальное Cr2O3, FbO3, SiO2, MgO-SiO2, MgF2).
2. Композиционные материалы из окиси металла (Al2O3) и металла (например, 2—10% Mo).
3. Окисно-карбндная керамика (например, 60% AUO3, 40% Mo2C; 60% Al2O3, 20% Mo-,С, 20%WC; 80% AlnO3, 10%Мо, С, 10% WC; 90% Al2O3, 5% TiC, 5% Mo2C).
Практически чаще всего приходится иметь дело с режущей керамикой первой и третьей групп. Стекловидная или стеклообразующая фаза в первой группе действует при спекании так же, как кобальт в твердых сплавах. В ее присутствии легче осуществляется спекание и получаются более высокие значения прочности, чем у чистой спеченной окиси алюминия. Большое количество стекловидной фазы, однако, снижает твердость и износостойкость. Добавка металлоподобиых твердых материалов (карбидов) третьей группы улучшает теплопроводность и прочность при изгибе. Это облегчает шлифование и повышает прочность на кромках. Слишком большие количества карбидов, однако, снижают твердость, жаропрочность и окалиностойкость. Таким образом, удается проникнуть в область скоростей резания специальными марками твердых сплавов, не достигая их вязкости.
В табл. 76 приведены данные Палича и Каминского [60] о суммарном составе и плотности некоторых марок режущей керамики. Марки В, С, Е, и F представляют собой окисную керамику с добавкой стеклообразующей фазы и без нее, остальные марки — окисно-карбидную керамику.
О физико-механических характеристиках в литературе встречаются лишь отдельные, не совпадающие друг с другом данные [49, 50, 52, 54, 57, 61—63]. Обобщающие
Основные компоненты керамических режущих материалов
Условное обозначение марки |
Содержание, |
% |
Плотность, ZjcMj |
||||
С |
Sl |
Ti |
W |
Mo |
|||
А |
0,54 |
0,6 |
11,8 |
_ |
____ |
3,92 |
|
В |
0,1 |
7,1 |
— |
— |
— |
3,90 |
|
С |
0,1 |
0,9 |
— |
— |
— |
3,81 |
|
D1 |
3,2 |
2,2 |
21,0 |
2,9 |
10,0 |
4,52 |
|
D2 |
1.7 |
3,2 |
—. |
18,0 |
10,0 |
5,34 |
|
E |
0,02 |
3,7 |
— |
— |
— |
3,90 – |
|
F |
0,1 |
2,6 |
— |
— |
— |
3,72 |
|
G |
2,7 |
6,7 |
— |
45,5 |
0,5 |
6,9 |
|
H |
0,16 |
2,3 |
2,0 |
— |
— |
3,61 |
Примечание. Остальное Al2O3.
Сведения приведены Агте [64]. В табл. 77 сопоставлены полученные Кёльблем [55] наиболее важные практически характеристики режущей керамики с аналогичными данными для промышленных марок твердых сплавов, специальных марок твердых сплавов и алмаза.
Из данной таблицы следует, что плотность режущей керамики во много раз меньше плотности промышленных марок твердых сплавов. Это, разумеется, связано с тем, что ее основным компонентом является окись алюминия.
Микротвердость носителя твердости режущей керамики— окиси алюминия — составляет около 3000 кГ/мм2. Полученная величина микротвердости по Виккерсу свидетельствует о влиянии сцепления зерен. Она достигает примерно того же значения, что и у так называемых особо твердых специальных марок твердых сплавов.
Предел прочности при изгибе промышленных марок режущей керамики составляет 30—50 кГ/мм2, а у отдельных деталей — до 60 кГ/мм2. Эти величины, как и ранее приведенные, хотя и сравнительно высокие, но в абсолютном отношении малые, ограничивают механическую нагрузку данных материалов из-за давления при резании и в особенности вследствие максимумов давления резания, возникающих при ударах (толчках). Особенностью режущей керамики являются высокая, горячая прочность при изгибе, сохраняющаяся при-
Г»
О СО
I
О о о о
СП
S
С; VD
3!
Л и
H
° С-
О к
Ч *
Ш t^ ь о OO
S [52]
< о о оо
О
I
О о о оо со
I
О о о
S – 3S |
||||
Сч |
О S-5. с 5-L О? E |
О |
||
О со |
О |
Cvi Со |
||
I |
I |
I |
I |
|
00 |
OgO |
О |
О |
А |
О § о ^ &2Р – Sc4 S о —’ Ct |
СО |
СО |
OO |
|
Со |
CN |
HSr
(D
Г С
О 00
I
О
О
СП
2S&
О
СП ю
I
О о
О о
СП
X
X
3 >.
S
Ol CL Т ж х
I-
И X CL 01
О
СП
С? Sb
I g44
О Q. O to СГСЧ – Я™
З-О
Со
SSS
Й> H
3 и
В
0
С
ГО X CL
1
О |
(N |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
О |
О |
О |
О |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
О |
О |
О |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
СО I |
LO ( |
Со I |
CO I |
Оо I |
О I |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
I О |
] О |
, СО О о» (
S и; К JJ СО к S а Ч н v а А.» С О я (- о ч T-vo О S I-I О й А H X s а) К н а> S о. •В» Э TSh Cd CS U % О 3! Ok1 &S АГ 3 s е( и. V 2 О. s С A •о?- H со О • S * С* Ч О • Ю S О ч S а С ^ Ш H S |