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Propriétés de base des céramiques en nitrure de silicium
Propriétés physiques :
Haute résistance : Le nitrure de silicium pressé à chaud est l'un des matériaux les plus durs au monde, avec une valeur de dureté HRA atteignant 90-93.
Faible densité : La densité théorique n'est que de 3,19 g / cm3, ce qui la rend nettement plus légère que l'acier et les alliages techniques résistants à la chaleur.
Résistance aux hautes températures : La température de décomposition est de 1 800 ° C dans l'air et atteint 1 850 ° C dans une atmosphère d'azote à 110 MPa.
Stabilité thermique : Il présente un faible coefficient de dilatation thermique, une conductivité thermique élevée et une excellente résistance aux chocs thermiques ; il ne
se fissurer même lorsqu'il est trempé dans de l'eau froide à partir de 1 000 ° C.
Propriétés chimiques :
Résistant à l'oxydation à des températures élevées et capable de résister aux chocs thermiques.
Intrinsèquement autolubrifiant avec une excellente résistance à l'usure.
La résistance diminue avec une utilisation à long terme supérieure à 1 200 ° C ; la température de fonctionnement standard est généralement limitée à 1 200 ° C ou moins.
Résistant à l'oxydation à des températures élevées et capable de résister aux chocs thermiques.
Intrinsèquement autolubrifiant avec une excellente résistance à l'usure.
La résistance diminue avec une utilisation à long terme supérieure à 1 200 ° C ; la température de fonctionnement standard est généralement limitée à 1 200 ° C ou moins.
Domaines d'application des outils de coupe en céramique de nitrure de silicium
En tant que représentant de la troisième génération
outils de coupe en céramique
, Céramique au nitrure de silicium
outils ont fait preuve d'une exceptionnelle
Performance dans divers secteurs industriels :
Traitement des matériaux à haute dureté : Particulièrement adapté à l'usinage de l'acier trempé et de la fonte trempée avec des niveaux de dureté atteignant HRC65.
Industrie aérospatiale : Utilisé pour couper des matériaux difficult-to-machine tels que les alliages de titane et les superalliages.
Machines-outils CNC : Répondez aux exigences de la coupe à grande vitesse et améliorez l'efficacité de l'usinage.
Applications d'usinage spécialisées : Capable de gérer des opérations à fort impact telles que le fraisage, le rabotage et la coupe interrompue.
Il convient de noter que mon pays a commencé des recherches sur les outils de coupe en nitrure de silicium dans les années 1970. Ces dernières années, grâce à l'ajout de terres rares
oxydes et l'optimisation des processus de frittage et des technologies de revêtement de surface, les performances de ces outils se sont continuellement améliorées,
leur permettant de remplacer progressivement les outils de coupe traditionnels dans le traitement de matériaux spécialisés.
Quels sont les avantages des outils de coupe en céramique au nitrure de silicium par rapport aux outils de coupe traditionnels?
| Éléments de comparaison | Outils de coupe en céramique au nitrure de silicium | Outils de coupe traditionnels en carbure |
| dureté | HRA90-93 | Généralement inférieur à HRA 90. |
| Résistance à l'usure | Excellent ; la durabilité est de plusieurs à des dizaines de fois plus élevée. | Relativement faible |
| Vitesse de coupe | Permet une coupe à grande vitesse. | Vitesse limitée |
| Précision d'usinage | La pièce présente une faible rugosité de surface et une haute précision. | Relativement faible |
| Coûts matériels | Utilisation du silicium, un élément abondant dans la croûte terrestre. | Dépendance aux métaux stratégiques tels que le tungstène et le cobalt |
| Matériaux appropriés | Capable d'usiner des matériaux de haute dureté jusqu'à HRC65. | Difficile d'usiner des matériaux ultra-durs |
Il est particulièrement intéressant de noter que les outils de coupe en céramique au nitrure de silicium permettent de "tourner et fraiser pour remplacer le meulage", simplifiant ainsi
Processus d'usinage, gain de temps, d'électricité et de ressources machines-outils, et augmentation significative de l'efficacité de la production.
Développement futur
Amélioration des performances : Améliorez encore les performances des outils en optimisant les processus de fabrication et en introduisant de nouveaux éléments dopants.
Expansion des applications : la demande devrait croître rapidement dans des secteurs tels que les véhicules à énergie nouvelle, les semi-conducteurs et les communications 5G.
Innovation de processus : Développer une gamme diversifiée de produits (par exemple, des outils spécialisés pour la coupe interrompue, des fraises) et de nouvelles technologies de fabrication.
Réduction des coûts : Améliorez la rentabilité grâce à une production à grande échelle et à des améliorations technologiques.
Poussé par les progrès technologiques et les progrès des nouvelles technologies des matériaux, la portée des applications pour
Céramiques au nitrure de silicium
continuera à se développer.
À l'avenir, à mesure que les propriétés des matériaux s'amélioreront et que les techniques de traitement progresseront, les céramiques en nitrure de silicium démontreront leurs performances exceptionnelles à travers
une gamme encore plus large de domaines, s'imposant comme des matériaux indispensables dans le secteur industriel.
