SiAlON 계열 물질 |
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申请号 | KR1020067002522 | 申请日 | 2004-08-06 | 公开(公告)号 | KR101181548B1 | 公开(公告)日 | 2012-09-10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
申请人 | 세람테크 게엠베하; | 发明人 | 비터리히,베른트; 프리데리히,킬리안; 모우라이,울리히; | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
摘要 | 공지된 Si 3 N 4 및 SiAlON 절단 물질은 초기 마모로서 기술되는 회주철 (GG)에서 통상의 긴 연속 절단 동안 절단날 상에서 초기에 매우 빠르게 둥글게 된다. 따라서, 본 발명은 물질의 원료 혼합물이 70 내지 97 부피%의 성분 A, 알파/베타 SiAlON; 및 3 내지 30 부피%의 성분 B, 경질 물질로 이루어진 물질을 제공한다. |
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权利要求 | 알파- 및 베타-SiAlON 및 무정형 또는 부분 결정형 입계상으로 구성된 성분 A 및 경질 물질의 성분 B로 이루어진 SiAlON 계열 물질에 있어서, 성분 A가 70 내지 97 부피% 및 성분 B가 3 내지 30 부피%의 조성을 갖으며, 소결체내의 물질이 외측으로부터 내측으로 감소되는 알파-SiAlON 구배를 갖으며, 발화 표면(as-fired surface)의 알파-SiAlON 함량이 100% 이하임을 특징으로 하는 물질. 제 1항에 있어서, SiC, Ti(C,N), TiC, TiN, 주기율표의 IVb족, Vb족 및 VIb족으로부터의 원소의 카바이드, 니트라이드, 또는 카바이드 및 니트라이드, 및 스칸디움 카바이드, 스칸디움 옥시카바이드, 또는 스칸디움 카바이드 및 스칸디움 옥시카바이드 또는 상기 경질 물질의 혼합물이, 소결 후에 변하지 않고 상태를 유지하는 경질 물질인 성분 B로서 사용됨을 특징으로 하는 물질. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 입계상의 함량이 10 부피% 미만이며 입계상이 무정형임을 특징으로 하는 물질. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 입계상의 함량이 10 부피% 미만이며 입계상이 부분 결정형임을 특징으로 하는 물질. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 입계상이 결정상을 함유함을 특징으로 하는 물질. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 알파- 및 베타-SiAlON 입자의 최대 크기가 90 ㎛ 미만임을 특징으로 하는 물질. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 경질 물질의 평균입자 크기가 30 ㎛ 미만임을 특징으로 하는 물질. 제 7항에 있어서, 경질 물질 입자가 구형, 휘스커 모양(whisker-shaped) 또는 판상 모양(platelet-shaped)임을 특징으로 하는 물질. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 경도가 1550 HV10을 초과함을 특징으로 하는 물질. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, Al 2 O 3 , TiN 또는 TiC와 같은 내마모 코팅(wear-reducing coating)으로 코팅됨을 특징으로 하는 물질. 고성능 세라믹 부품을 제조하는데 사용되는, 분말 혼합, 성형(shaping), 소결화 및 분쇄에 의해 제 1항 또는 제 2항에 따른 SiAlON 계열 물질을 제조하는 방법. 제 11항에 있어서, 성분 A가 1800 내지 2000℃의 온도 및 최고 온도에서 0.5 내지 5 시간의 머무름 시간으로 열처리하는 동안에 형성됨을 특징으로 하는 방법. 제 11항에 있어서, 소결 동안의 가스 분위기가 불활성이고, N 2 또는 N 2 와 다른 불활성 가스의 혼합물을 함유함을 특징으로 하는 방법. 절단 물질로서 사용하기 위한 제 1항 또는 제 2항에 따른 물질. 회주철(grey cast iron)을 가공하기 위한 절단 물질로서 사용하기 위한 제 1항 또는 제 2항에 따른 물질. 밀봉링(sealing meal)으로서 사용하기 위한 제 1항 또는 제 2항에 따른 물질. 연료 및 냉각제 펌프, 압축기, 터보과급기, 열교환기 및 공기조절 시스템에 사용하기 위한 제 1항 또는 제 2항에 따른 물질. 삭제 삭제 삭제 삭제 |
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说明书全文 |
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계측된 양 Kg | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 |
Si 3 N 4 | 5.66 | 5.66 | 5.35 | 5.34 | 4.90 |
Y 2 O 3 | 0.32 | 0.32 | 0.30 | 0.30 | 0.27 |
AlN | 0.29 | 0.29 | 0.27 | 0.27 | 0.25 |
MgO | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
Al 2 O 3 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
SiC | 0.69 | 0.69 | 1.04 | - | - |
Ti(C,N) | - | - | - | 1.05 | 1.53 |
최대소결온도 | 1940℃ | 1800℃ | 1800℃ | 1800℃ | 1900℃ |
머무름 시간 | 3시간 | 1시간 | 1시간 | 1시간 | 3시간 |
최종 밀도 | >99.9% th. | >99.9% th. | >99.9% th. | >99.9% th. | >99.9% th. |
샐플내 알파-SiAlON 또는 알파+베타 | 28% | 55% | 58% | 54% | 31% |
경질물질 함량 | 10 부피% SiC | 10 부피% SiC | 15 부피% SiC | 10 부피% TiCN | 15 부피% TiCN |
색채 | 회록색 | 회록색 | 회록색 | 회갈색 | 회갈색 |
경도(HV10) | 1730 | 1810 | 1820 | 1810 | 1790 |
최종 밀도: th.=이론상의 밀도
공지된 Si 3 N 4 및 SiAlON 절단 물질이 연한 회색 내지 진한 회-검정색(grey-black)이지만, SiC가 첨가되면 본 발명에 따른 물질은 회록색이 되며, Ti(C,N)이 첨가되면 회갈색이 된다.
절단 물질로서, 통상적인 길고 연속적인 컷(cut)으로 회주철의 가공함에 있어서, 본 발명에 따른 물질은 놀랍게도 공지된 절단 물질의 단점인 초기 마모를 나타내지 않으면서, 작동 수명의 마지막까지 날까로운 날을 유지한다. 또한 본 발명에 따른 물질은 놀랍게도 소위 "노치(notch) 마모"와 관련하여 유리한 것으로 입증된 것으로 인식되었다: 특히 거친 주조 스킨(skin)을 갖는 회주철이 절단되는 경우, 짧은 시간 후에 종래 공지된 절단 물질에 깊은 노치가 형성된다. 이러한 마모는 주로 화학적 마모, 즉 절단 도구와 공작물 간의 화학적 반응에 의해 야기된다. 한편, 본 발명에 따른 물질은 현저하게 긴 작동 기간 후에 이러한 마모가 나타난다.
실리콘 니트라이드 물질 ("기준물질")과 비교하여 본 발명에 따른 물질 ("신규한 절단 물질")의 장점은 도 1 및 도 2의 두개의 도면으로부터 알 수 있다. 도 1은 컷의 수의 함수에 따라 주 절단날 상의 마모 폭 "WWM"을 나타낸 것이다. GG15 (회주철)로부터 제조된 브레이크 디스크를 "vc=1000 m/분"의 절단 속도 (절단날에 회전부의 주변속도), "f=0.5 mm/rev"의 공급 및 "ap=2.0 mm"의 전진 (절단율)으로 회전시켰다.
도 2는 실리콘 니트라이드 절단 도구와 비교하여 컷의 수의 함수에 따라 주조 스킨을 갖는 합금화된 회주철, GG25를 회전시키는 동안 코너에서의 마모의 폭, "WWC", 노치 마모를 나타낸 것이다. 이러한 부분을 "vc=800 m/분"의 절단 속도 (절단날에 회전부의 주변속도), "f=0.5 mm/rev"의 공급 및 "ap=2.0 mm"의 진도 (절단율)로 회전시켰다.
절단 물질로서 용도 이외에, 다른 용도는 높은 내마모성이 중요하며 또는 물질 상에 열적 및 화학적 하중이 가해질 수 있는 다른 적용 분야에서 고려될 수 있다. 따라서, 예를 들어 밀봉링과 같은 본 발명에 따른 물질의 유리한 용도는 연료 및 냉각기 펌프, 압축기, 터보과급기, 열교환기 및 공기조절 시스템에서 고려되거나 사용될 수 있다.