Obraz0026

26

tlenku magnezu (MgO), tytanu (TiO) w ilościach nieprzekraczających kilki procent. Wpływają one na zagęszczenie materiału i równomierność ziarna, a przez to poprawę właściwości skrawnych. Materiał podstawowy (A1₂0₃) jest bardzo tani, ale kosztowna obróbka powoduje, że ceramika ta nie jest tańsza niż węgliki spiekane. W temperaturze pokojowej twardość A1₂0₃ wynosi 1550-1700 HV, a wytrzymałość na ściskanie ok. 2750 MPa. Główne zalety czystej ceramiki tlenkowej to zachowanie tej twardości w wyższych temperaturach niż węgliki spiekane oraz małe powinowactwo z metalami i nieuleganie reakcjom chemicznym (stabilność chemiczna). Dzięki temu nie tworzy się na nich narost oraz nie ulegają dyfuzji i utlenianiu. Wadą jest wyraźnie niższa (ok. trzykrotnie) niż w przypadku węglików wytrzymałość na zginanie i odporność na uderzenia oraz zła przewodność cieplna.

Narzędzia z ceramiki tlenkowej mogą być stosowane przy 2-3-krotnie wyższych prędkościach skrawania niż węgliki spiekane. Wykorzystuje się je głównie do obróbki żeliwa szarego, gdy wymagana jest wysoka gładkość powierzchni obrobionej, np. w przypadku czołowych powierzchni hamulców i sprzęgieł samochodowych. Są wtedy stosowane prędkości skrawania do 600 m/min, a uzyskana powierzchnia nie wymaga szlifowania. Mimo znacznego potencjalnego wzrostu wydajności skrawania, jaki można dzięki tej ceramice uzyskać w optymalnych warunkach skrawania, jej rozpowszechnienie jest niewielkie, ze względu na zawodność wynikającą z małej udamości - nagłe przerwy w obróbce, spowodowane przedwczesnymi uszkodzeniami narzędzi, niweczą korzyści wynikające z wysokich prędkości skrawania.

Częściowe usunięcie ujemnych stron czystej ceramiki tlenkowej uzyskano przez dodanie 20-40% węglika i azotku tytanu. Wprowadzenie fazy metalicznej poprawia przewodność cieplną, a co za tym idzie odporność na szok termiczny. Wyższa jest także udamość, dzięki czemu ceramika mieszana może być stosowana do obróbki żeliwa w szerszym zakresie. Nadaje się także do obróbki materiałów żaroodpornych, jak np. stopy niklu.

Trzecią, stosunkowo nową, grupą spieków ceramicznych bazujących na tlenku aluminium jest tzw. ceramika zbrojona, w której do proszku A1₂0₃ przed prasowaniem na gorąco dodaje się ok. 25% włókien węglika krzemu (SiC) średnicy ok. 2 pm i długości ok. 20 pm. Te bardzo twarde włókna mają decydujący wpływ na właściwości ceramiki - odporność na wysoką temperaturę, szok termiczny i zużycie. Płytki z ceramiki zbrojonej nadają się do obróbki stopów żaroodpornych, stali utwardzonej, żeliwa stopowego, a także do obróbki przerywanej .

I.4.3.2. Ceramika azotkowa

Zupełnie odmiennym rodzajem ceramiki są materiały oparte na azotku krzemu (Si₃N₄). Sam azotek ma niską gęstość, wysoką wytrzymałość zachowywaną do ok. 1000°C, niską rozszerzalność i wysoką przewodność cieplną. Ce-