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Grundlegende Eigenschaften von Siliziumnitridkeramiken
Physikalische Eigenschaften:
Hohe Festigkeit: Heißgepresstes Siliziumnitrid ist eines der härtesten Materialien der Welt mit einem HRA-Härtewert von 90-93.
Niedrige Dichte: Die theoretische Dichte beträgt nur 3,19 g / cm³ und ist damit deutlich leichter als Stahl und hitzebeständige technische Legierungen.
Hochtemperaturbeständigkeit: Die Zersetzungstemperatur beträgt 1.800 ° C an der Luft und erreicht 1.850 ° C in einer Stickstoffatmosphäre bei 110 MPa.
Thermische Stabilität: Es zeichnet sich durch einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit aus; es ist nicht
Riss auch beim Abschrecken in kaltem Wasser ab 1.000 ° C.
Chemische Eigenschaften:
Beständig gegen Oxidation bei hohen Temperaturen und beständig gegen Temperaturschocks.
Von Natur aus selbstschmierend mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit.
Die Festigkeit nimmt bei Langzeiteinsatz über 1.200 ° C ab; die Standardbetriebstemperatur ist im Allgemeinen auf 1.200 ° C oder darunter begrenzt.
Beständig gegen Oxidation bei hohen Temperaturen und beständig gegen Temperaturschocks.
Von Natur aus selbstschmierend mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit.
Die Festigkeit nimmt bei Langzeiteinsatz über 1.200 ° C ab; die Standardbetriebstemperatur ist im Allgemeinen auf 1.200 ° C oder darunter begrenzt.
Anwendungsbereiche von Siliziumnitrid-Keramik-Schneidwerkzeugen
Als Vertreter der dritten Generation
Keramische Schneidwerkzeuge
, Siliziumnitrid-Keramik
Werkzeuge haben außergewöhnliche
Leistung in verschiedenen Industriesektoren:
Bearbeitung von Werkstoffen mit hoher Härte: Besonders geeignet für die Bearbeitung von gehärtetem Stahl und gehärtetem Gusseisen mit Härtegraden bis HRC65.
Luft- und Raumfahrtindustrie: Zum Schneiden difficult-to-machine Materialien wie Titanlegierungen und Superlegierungen.
CNC-Werkzeugmaschinen: Erfüllen Sie die Anforderungen des Hochgeschwindigkeitsschneidens und verbessern Sie die Bearbeitungseffizienz.
Spezialisierte Bearbeitungsanwendungen: Geeignet für hochschlagfeste Vorgänge wie Fräsen, Hobeln und unterbrochenes Schneiden.
Es ist erwähnenswert, dass mein Land in den 1970er Jahren mit der Erforschung von Schneidwerkzeugen aus Siliziumnitrid begann. In den letzten Jahren wurde durch die Zugabe von Seltenen Erden
Oxide und die Optimierung von Sinterprozessen und Oberflächenbeschichtungstechnologien, die Leistung dieser Werkzeuge wurde kontinuierlich verbessert,
Sie ermöglichen es ihnen, traditionelle Schneidwerkzeuge bei der Verarbeitung von Spezialmaterialien schrittweise zu ersetzen.
Was sind die Vorteile von Schneidwerkzeugen aus Siliziumnitrid-Keramik im Vergleich zu herkömmlichen Schneidwerkzeugen?
| Vergleichsposten | Siliziumnitrid-Keramik-Schneidwerkzeuge | Traditionelle Hartmetall-Schneidwerkzeuge |
| Härte | HRA90-93 | Im Allgemeinen niedriger als HRA 90. |
| Verschleißfestigkeit | Ausgezeichnet; die Haltbarkeit ist um ein Vielfaches höher. | relativ niedrig |
| Schnittgeschwindigkeit | Ermöglicht Hochgeschwindigkeitsschneiden. | Geschwindigkeit eingeschränkt |
| Genauigkeit der Bearbeitung | Das Werkstück zeichnet sich durch geringe Oberflächenrauhigkeit und hohe Präzision aus. | relativ niedrig |
| Materialkosten | Verwendung von Silizium, einem Element, das in der Erdkruste reichlich vorhanden ist. | Rückgriff auf strategische Metalle wie Wolfram und Kobalt |
| Geeignete Materialien | Geeignet für die Bearbeitung von Materialien mit hoher Härte bis HRC65. | Schwierig zu bearbeitende ultraharte Materialien |
Besonders erwähnenswert ist, dass Schneidwerkzeuge aus Siliziumnitrid-Keramik das "Drehen und Fräsen anstelle des Schleifens" ermöglichen und damit die
Bearbeitungsprozesse, die Zeit, Strom und Werkzeugmaschinenressourcen sparen und die Produktionseffizienz erheblich steigern.
Zukünftige Entwicklung
Leistungssteigerung: Weitere Verbesserung der Werkzeugleistung durch Optimierung der Fertigungsprozesse und Einführung neuer Dotierungselemente.
Erweiterung der Anwendung: Die Nachfrage wird in Sektoren wie Fahrzeugen mit neuer Energie, Halbleitern und 5G-Kommunikation schnell wachsen.
Prozessinnovation: Entwicklung einer vielfältigen Produktpalette (z. B. Spezialwerkzeuge für das unterbrochene Schneiden, Fräser) und neuartiger Fertigungstechnologien.
Kostensenkung: Verbesserung der Kosteneffizienz durch Großserienproduktion und technologische Verbesserungen.
Angetrieben durch den technologischen Fortschritt und die Fortschritte bei den neuen Materialtechnologien ist der Anwendungsbereich für
Siliziumnitrid-Keramik
wird weiter expandieren.
In Zukunft, wenn sich die Materialeigenschaften verbessern und die Verarbeitungstechniken voranschreiten, wird Siliziumnitridkeramik ihre außergewöhnliche Leistung in allen Bereichen unter Beweis stellen
Ein noch breiteres Spektrum an Bereichen, die sich als unverzichtbare Materialien im Industriesektor etablieren.
