KeramikaKeramika

Keramika spolu s dřevem kostmi kůžiacute a kameny patřila mezi prvniacutemateriaacutely ktereacute pravěkyacute člověk zpracovaacuteval

Chceme ndash li definovat pojem keramika můžeme řiacuteci že je to materiaacutel převaacutežně krystalickyacute složenyacute předevšiacutem z anorganickyacutech sloučenin nekovoveacuteho charakteru

Keramika maacute některeacute velmi dobreacute a v praxi využitelneacute vlastnosti

Většina keramik jsou vyacutebornyacutemi izolaacutetory (ale na druheacute straněvysokoteplotniacute supravodiče majiacute rovněž strukturu keramik)

Majiacute poměrně malou hustotu (cihly ~ 2103 kgm-3 beton ~ 3103

kgm-3 ale hliniacutek ~ 25103 kgm-3 a ocel ~ 78 10-3 kgm-3) a patřiacutek vůbec nejtvrdšiacutem laacutetkaacutem

Jsou velmi dobryacutem konstrukčniacutem materiaacutelem ve stavebnictviacutea ve strojiacuterenstviacute

Zdroj [1]

2 36

Keramika maacute většinou vysokyacute bod taacuteniacute a poměrně niacutezkou hustotu

Proto jsou předurčena pro využitiacute v automobiloveacutem leteckeacutem a kosmickeacutem průmyslu

Vyššiacute pracovniacute teplota spalovaciacuteho motoru totiž zvyšuje jeho uacutečinnost a nižšiacute hmotnost motoru ještě daacutele tento trend podporuje Takoveacute moderniacute motory založeneacute na baacutezi keramik Si3N4 SiC Al2O3a ZrO2 majiacute naviacutec dalšiacute vyacutehodu ndash jsou otěruvzdorneacute [1]

Keramika v automobiloveacutem průmyslu ndash piacutesty ventily stěny vaacutelců vyacutefukovaacute potrubiacute izolaacutetory v zapalovaciacutech sviacutečkaacutech (hlavniacutemi matriaacutely jsou korund (α - Al2O3) Si3N4 SiC čaacutestečně stabilizovanyacute ZrO2 thialit a perspektivně takeacute sialony [2]

3 36

Keramika Keramika

Řeznaacute keramika keramickaacute vlaacutekna šamot

Biokeramika ndash se živou tkaacuteniacute nevyvolaacutevaacute zaacutenětliveacute reakce je založena na baacutezi oxidů α -Al2O3 ZrO2 Y2O3 TiO2 Jednaacute se předevšiacutem o zubniacuteimplantaacutety klouby a kostniacute naacutehrady [2]

Vyacuterobky tradičniacute keramiky jsou dobře znaacutemeacute a setkaacutevaacuteme se s nimi každodenně Jednaacute se předevšiacutem o naacutesledujiacuteciacute sortiment porcelaacutenoveacute předměty obklaacutedačky dlaždice zdravotnickaacute keramika kamenina tenkostěnneacute a silnostěnneacute cihlaacuteřskeacutevyacuterobky atd [2]

4 36

Keramika maacute většinou vysokyacute bod taacuteniacute a poměrně niacutezkou hustotu

Proto jsou předurčena pro využitiacute v automobiloveacutem leteckeacutem a kosmickeacutem průmyslu

Vyššiacute pracovniacute teplota spalovaciacuteho motoru totiž zvyšuje jeho uacutečinnost a nižšiacute hmotnost motoru ještě daacutele tento trend podporuje Takoveacute moderniacute motory založeneacute na baacutezi keramik Si3N4 SiC Al2O3a ZrO2 majiacute naviacutec dalšiacute vyacutehodu ndash jsou otěruvzdorneacute [1]

Keramika v automobiloveacutem průmyslu ndash piacutesty ventily stěny vaacutelců vyacutefukovaacute potrubiacute izolaacutetory v zapalovaciacutech sviacutečkaacutech (hlavniacutemi matriaacutely jsou korund (α - Al2O3) Si3N4 SiC čaacutestečně stabilizovanyacute ZrO2 thialit a perspektivně takeacute sialony [2]

3 36

Keramika Keramika

Řeznaacute keramika keramickaacute vlaacutekna šamot

Biokeramika ndash se živou tkaacuteniacute nevyvolaacutevaacute zaacutenětliveacute reakce je založena na baacutezi oxidů α -Al2O3 ZrO2 Y2O3 TiO2 Jednaacute se předevšiacutem o zubniacuteimplantaacutety klouby a kostniacute naacutehrady [2]

Vyacuterobky tradičniacute keramiky jsou dobře znaacutemeacute a setkaacutevaacuteme se s nimi každodenně Jednaacute se předevšiacutem o naacutesledujiacuteciacute sortiment porcelaacutenoveacute předměty obklaacutedačky dlaždice zdravotnickaacute keramika kamenina tenkostěnneacute a silnostěnneacute cihlaacuteřskeacutevyacuterobky atd [2]

4 36

Keramika Keramika

Řeznaacute keramika keramickaacute vlaacutekna šamot

Biokeramika ndash se živou tkaacuteniacute nevyvolaacutevaacute zaacutenětliveacute reakce je založena na baacutezi oxidů α -Al2O3 ZrO2 Y2O3 TiO2 Jednaacute se předevšiacutem o zubniacuteimplantaacutety klouby a kostniacute naacutehrady [2]

Vyacuterobky tradičniacute keramiky jsou dobře znaacutemeacute a setkaacutevaacuteme se s nimi každodenně Jednaacute se předevšiacutem o naacutesledujiacuteciacute sortiment porcelaacutenoveacute předměty obklaacutedačky dlaždice zdravotnickaacute keramika kamenina tenkostěnneacute a silnostěnneacute cihlaacuteřskeacutevyacuterobky atd [2]

4 36

Keramickeacute materiaacutely majiacute buď amorfniacute strukturu (skla na baacutezi křemiacuteku) nebo jsou krystalickeacute

V krystalickeacute keramice je buď tzv stechiometrickeacute zastoupeniacute složek (odpoviacutedaacute zastoupeniacute jednotlivyacutech prvků v krystalickeacute mřiacutežce) nebo častěji nestechiometrickyacute obsah složek

Na rozdiacutel od kovů kde je typickaacute kovovaacute vazba jsou u keramiky běžneacute vazby iontoveacute (elektrickaacute přitažlivost kationtů a aniontů) přiacutepadně vazby kovalentniacute

Typickaacute vysokaacute pevnost a křehkost je daacutena praacutevě krystalickou mřiacutežkou kteraacute maacute odolnost vůči dislokačniacutemu pohybu

5 36

Zdroj [3]

Surovinyoxidy jako je oxid křemičityacute zvanyacute bdquosilicaldquo (SiO2) kysličniacutek hlinityacute označovanyacute bdquoaluminaldquo (Al2O3) a zirkoničityacute (ZrO2)

Směsi oxidů jako je bdquomulliteldquo (3Al2O3+2SiO2) a bdquospinelldquo(MgO+Al2O3)

karbidy jako je karbid křemiacuteku (SiC) boacuteru (B4C) a titanu (TiC)

nitridy jako je nitrid křemiacuteku (Si3N4) a boacuteru (BN)

prvky jako je uhliacutek (C) a boacuter (B)

6 36

Zdroj [3]

materiaacutelměrnaacute

hmotnost[kgm3]

bod

taacuteniacute[0C]

modul pružnosti

[GPa]Al2

O3 3900 2050 380SiC 3200 ndash 420Si3

N4 3100 ndash 310

Mullite 3200 1850 140

7 36

Zdroj [3]

Řeznaacute keramika

8 36

Zdroj [4] 9 36

Požadavky kladeneacute na naacutestrojoveacute

materiaacutely

a)

odolnost proti opotřebeniacuteb)

houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

c)

tvrdost za teplad)

odolnost vůči tepelneacutemu šoku

e)

tepelnaacute

roztažnostf)

tepelnaacute

vodivost

Vyacutevoj a neustaacuteleacute zlepšovaacuteniacute vlastnostiacute řezneacute keramiky umožňuje jejiacute všestranneacute využitiacute jako řezneacuteho materiaacutelu

Dominantniacute postaveniacute v oblasti obraacuteběniacute zaujiacutemaacute celosvětověslinutyacute karbid a řeznaacute keramika je nasazovaacutena pouze v oblastech kde nelze produktivně využiacutet slinutyacute karbid [5]

V dnešniacute době se klade největšiacute důraz na zkracovaacuteniacute vyacuterobniacutech časů a zvyšujiacuteciacute se jakost vyacuterobků Největšiacute vliv na celkovyacute vyacuterobniacutečas při obraacuteběniacute majiacute řezneacute podmiacutenky a samozřejmě jejich zvyšovaacuteniacutem se tento čas zkracuje K tomu je třeba aby řeznyacute materiaacutel splňoval hlavniacute požadavky [6]

10 36

Přiacutečiny opotřebeniacute

řeznyacutech naacutestrojů

Brusnyacute otěr

Adhezniacute otěr

Difuacutezniacute otěr

Chemickyacute otěr

A) Odolnost proti opotřebeniacute

[6]

11 36

B) Houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

[6]

Z důvodu vyššiacutech naacuteroků na operace obraacuteběniacute vysokeacute řezneacuterychlosti obraacuteběniacute tvrdyacutech materiaacutelů přerušovaneacuteho řezuatd je snaha aby houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu byla co nejvyššiacute z důvodu porušeniacute břitu naacutestroje křehkyacutem lomem atd ale zaacuteroveň je potřeba aby řeznyacute materiaacutel měl dostatečnou tvrdost kteraacute by zajišťovala odolnost proti opotřebeniacute

Tento probleacutem čaacutestečně vyřešila depozice tenkyacutech vrstev Depoziciacute zůstane jaacutedro u určityacutech materiaacutelu houževnateacute a povrch tvrdyacute a odolnyacute proti jednotlivyacutem druhům opotřebeniacute

12 36

Porovnaacuteniacute

odolnosti proti opotřebeniacute

a houževnatosti řeznyacutech materiaacutelu

[6]13 36

C) Tvrdost za teplaBěhem obraacuteběciacuteho procesu se teacuteměř

veškeraacute

praacutece řezaacuteniacute

transformuje

v teplo Teplo řezneacuteho procesu vznikleacute

při odebraacuteniacute

určiteacuteho množstviacute materiaacutelu je přibližně

rovneacute

praacuteci řezneacuteho procesu Vznikleacute

teplo vyacuterazně

ovlivňuje řeznyacute proces protože bull

negativně

působiacute

na řezneacute

vlastnosti naacutestrojebull ovlivňuje mechanickeacute

vlastnosti obraacuteběneacuteho materiaacutelubull ovlivňuje pěchovaacuteniacute

a zpevňovaacuteniacute

obraacuteběneacuteho materiaacutelu bull ovlivňuje podmiacutenky třeniacute

na čele i hřbetě

naacutestroje

D)

Odolnost vůči tepelneacutemu šoku

Vyskytuje se při freacutezovaacuteniacute

nebo při jineacutem druhu přerušovaneacuteho řezu např soustruženiacute

nerotačniacutech součaacutestiacute

E)

Tepelnaacute

roztažnost

Tato vlastnost ovlivňuje budouciacute

přesnost obrobeneacute

plochy Vysokaacute

tepelnaacute

roztažnost může způsobit vznik mikrotrhlin ktereacute

pak značně

sniacutežiacute

trvanlivost naacutestroje

F)

Tepelnaacute

vodivost

Zvlaacuteště

při zvyacutešenyacutech pracovniacutech podmiacutenkaacutech (řeznaacute

rychlost posuv) může dochaacutezet v

oblasti špičky naacutestroje ke zvyacutešeneacute

koncentraci tepla Důsledkem niacutezkeacute

tepelneacute

vodivosti naacutestrojoveacuteho materiaacutelu může dojiacutet k

rychleacutemu plastickeacutemu opotřebeniacute

břitu naacutestroje ktereacute

může dosaacutehnout až

lavinoveacuteho otěru

Zdroj [6] 14 36

Řeznaacute

keramika

[5]

Řeznaacute keramika patřiacute mezi anorganickeacute nekovoveacute převaacutežněkrystalickeacute materiaacutely Přestože neexistuje normou stanoveneacute rozděleniacute řezneacutekeramiky lze ji podle chemickeacuteho složeniacute rozdělit na dva zaacutekladniacute typy

oxidickou a neoxidickou řeznou keramiku

ŘŘezneznaacuteaacute keramikakeramikaoxidickaacute keramika nitridovaacute keramika

čistaacute

směsnaacute

polosměsnaacute

Si3

N4

Si3

N4 + Y2

O3

Si3

N4 + TiN

995 Al2

O3

Al2

O3 + ZrO2

Al2

O3 + ZrO2 + CoO

Al2

O3 + TiC Al2

O3 + ZrO2 + TiC Al2

O3 + TiC + TiN

15 36

Všechny druhy řezneacute keramiky mohou byacutet vyztuženy pomociacutetenkyacutech vlaacuteken submikronoveacuteho průměru ndash whiskerů(např SiC) ktereacute značně zvyšujiacute řezneacute vlastnosti

Řeznaacute keramika je charakterizovaacutena [5]

ndash

niacutezkou měrnou hmotnostiacute

ndash

vysokou tvrdostiacute

i za vysokyacutech teplot

ndash

tepelnou odolnostiacute

ndash

chemickou staacutelostiacute

ndash

odolnostiacute

proti opotřebeniacute

ktereacute

zaručujiacute

při spraacutevneacutem použitiacute

vysokou trvanlivost břitu naacutestroje i při vysokyacutech řeznyacutech rychlostech

16 36

Zdroj [4] 17 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Surovinyoxidy jako je oxid křemičityacute zvanyacute bdquosilicaldquo (SiO2) kysličniacutek hlinityacute označovanyacute bdquoaluminaldquo (Al2O3) a zirkoničityacute (ZrO2)

Směsi oxidů jako je bdquomulliteldquo (3Al2O3+2SiO2) a bdquospinelldquo(MgO+Al2O3)

karbidy jako je karbid křemiacuteku (SiC) boacuteru (B4C) a titanu (TiC)

nitridy jako je nitrid křemiacuteku (Si3N4) a boacuteru (BN)

prvky jako je uhliacutek (C) a boacuter (B)

6 36

Zdroj [3]

materiaacutelměrnaacute

hmotnost[kgm3]

bod

taacuteniacute[0C]

modul pružnosti

[GPa]Al2

O3 3900 2050 380SiC 3200 ndash 420Si3

N4 3100 ndash 310

Mullite 3200 1850 140

7 36

Zdroj [3]

Řeznaacute keramika

8 36

Zdroj [4] 9 36

Požadavky kladeneacute na naacutestrojoveacute

materiaacutely

a)

odolnost proti opotřebeniacuteb)

houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

c)

tvrdost za teplad)

odolnost vůči tepelneacutemu šoku

e)

tepelnaacute

roztažnostf)

tepelnaacute

vodivost

Vyacutevoj a neustaacuteleacute zlepšovaacuteniacute vlastnostiacute řezneacute keramiky umožňuje jejiacute všestranneacute využitiacute jako řezneacuteho materiaacutelu

Dominantniacute postaveniacute v oblasti obraacuteběniacute zaujiacutemaacute celosvětověslinutyacute karbid a řeznaacute keramika je nasazovaacutena pouze v oblastech kde nelze produktivně využiacutet slinutyacute karbid [5]

V dnešniacute době se klade největšiacute důraz na zkracovaacuteniacute vyacuterobniacutech časů a zvyšujiacuteciacute se jakost vyacuterobků Největšiacute vliv na celkovyacute vyacuterobniacutečas při obraacuteběniacute majiacute řezneacute podmiacutenky a samozřejmě jejich zvyšovaacuteniacutem se tento čas zkracuje K tomu je třeba aby řeznyacute materiaacutel splňoval hlavniacute požadavky [6]

10 36

Přiacutečiny opotřebeniacute

řeznyacutech naacutestrojů

Brusnyacute otěr

Adhezniacute otěr

Difuacutezniacute otěr

Chemickyacute otěr

A) Odolnost proti opotřebeniacute

[6]

11 36

B) Houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

[6]

Z důvodu vyššiacutech naacuteroků na operace obraacuteběniacute vysokeacute řezneacuterychlosti obraacuteběniacute tvrdyacutech materiaacutelů přerušovaneacuteho řezuatd je snaha aby houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu byla co nejvyššiacute z důvodu porušeniacute břitu naacutestroje křehkyacutem lomem atd ale zaacuteroveň je potřeba aby řeznyacute materiaacutel měl dostatečnou tvrdost kteraacute by zajišťovala odolnost proti opotřebeniacute

Tento probleacutem čaacutestečně vyřešila depozice tenkyacutech vrstev Depoziciacute zůstane jaacutedro u určityacutech materiaacutelu houževnateacute a povrch tvrdyacute a odolnyacute proti jednotlivyacutem druhům opotřebeniacute

12 36

Porovnaacuteniacute

odolnosti proti opotřebeniacute

a houževnatosti řeznyacutech materiaacutelu

[6]13 36

C) Tvrdost za teplaBěhem obraacuteběciacuteho procesu se teacuteměř

veškeraacute

praacutece řezaacuteniacute

transformuje

v teplo Teplo řezneacuteho procesu vznikleacute

při odebraacuteniacute

určiteacuteho množstviacute materiaacutelu je přibližně

rovneacute

praacuteci řezneacuteho procesu Vznikleacute

teplo vyacuterazně

ovlivňuje řeznyacute proces protože bull

negativně

působiacute

na řezneacute

vlastnosti naacutestrojebull ovlivňuje mechanickeacute

vlastnosti obraacuteběneacuteho materiaacutelubull ovlivňuje pěchovaacuteniacute

a zpevňovaacuteniacute

obraacuteběneacuteho materiaacutelu bull ovlivňuje podmiacutenky třeniacute

na čele i hřbetě

naacutestroje

D)

Odolnost vůči tepelneacutemu šoku

Vyskytuje se při freacutezovaacuteniacute

nebo při jineacutem druhu přerušovaneacuteho řezu např soustruženiacute

nerotačniacutech součaacutestiacute

E)

Tepelnaacute

roztažnost

Tato vlastnost ovlivňuje budouciacute

přesnost obrobeneacute

plochy Vysokaacute

tepelnaacute

roztažnost může způsobit vznik mikrotrhlin ktereacute

pak značně

sniacutežiacute

trvanlivost naacutestroje

F)

Tepelnaacute

vodivost

Zvlaacuteště

při zvyacutešenyacutech pracovniacutech podmiacutenkaacutech (řeznaacute

rychlost posuv) může dochaacutezet v

oblasti špičky naacutestroje ke zvyacutešeneacute

koncentraci tepla Důsledkem niacutezkeacute

tepelneacute

vodivosti naacutestrojoveacuteho materiaacutelu může dojiacutet k

rychleacutemu plastickeacutemu opotřebeniacute

břitu naacutestroje ktereacute

může dosaacutehnout až

lavinoveacuteho otěru

Zdroj [6] 14 36

Řeznaacute

keramika

[5]

Řeznaacute keramika patřiacute mezi anorganickeacute nekovoveacute převaacutežněkrystalickeacute materiaacutely Přestože neexistuje normou stanoveneacute rozděleniacute řezneacutekeramiky lze ji podle chemickeacuteho složeniacute rozdělit na dva zaacutekladniacute typy

oxidickou a neoxidickou řeznou keramiku

ŘŘezneznaacuteaacute keramikakeramikaoxidickaacute keramika nitridovaacute keramika

čistaacute

směsnaacute

polosměsnaacute

Si3

N4

Si3

N4 + Y2

O3

Si3

N4 + TiN

995 Al2

O3

Al2

O3 + ZrO2

Al2

O3 + ZrO2 + CoO

Al2

O3 + TiC Al2

O3 + ZrO2 + TiC Al2

O3 + TiC + TiN

15 36

Všechny druhy řezneacute keramiky mohou byacutet vyztuženy pomociacutetenkyacutech vlaacuteken submikronoveacuteho průměru ndash whiskerů(např SiC) ktereacute značně zvyšujiacute řezneacute vlastnosti

Řeznaacute keramika je charakterizovaacutena [5]

ndash

niacutezkou měrnou hmotnostiacute

ndash

vysokou tvrdostiacute

i za vysokyacutech teplot

ndash

tepelnou odolnostiacute

ndash

chemickou staacutelostiacute

ndash

odolnostiacute

proti opotřebeniacute

ktereacute

zaručujiacute

při spraacutevneacutem použitiacute

vysokou trvanlivost břitu naacutestroje i při vysokyacutech řeznyacutech rychlostech

16 36

Zdroj [4] 17 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

materiaacutelměrnaacute

hmotnost[kgm3]

bod

taacuteniacute[0C]

modul pružnosti

[GPa]Al2

O3 3900 2050 380SiC 3200 ndash 420Si3

N4 3100 ndash 310

Mullite 3200 1850 140

7 36

Zdroj [3]

Řeznaacute keramika

8 36

Zdroj [4] 9 36

Požadavky kladeneacute na naacutestrojoveacute

materiaacutely

a)

odolnost proti opotřebeniacuteb)

houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

c)

tvrdost za teplad)

odolnost vůči tepelneacutemu šoku

e)

tepelnaacute

roztažnostf)

tepelnaacute

vodivost

Vyacutevoj a neustaacuteleacute zlepšovaacuteniacute vlastnostiacute řezneacute keramiky umožňuje jejiacute všestranneacute využitiacute jako řezneacuteho materiaacutelu

Dominantniacute postaveniacute v oblasti obraacuteběniacute zaujiacutemaacute celosvětověslinutyacute karbid a řeznaacute keramika je nasazovaacutena pouze v oblastech kde nelze produktivně využiacutet slinutyacute karbid [5]

V dnešniacute době se klade největšiacute důraz na zkracovaacuteniacute vyacuterobniacutech časů a zvyšujiacuteciacute se jakost vyacuterobků Největšiacute vliv na celkovyacute vyacuterobniacutečas při obraacuteběniacute majiacute řezneacute podmiacutenky a samozřejmě jejich zvyšovaacuteniacutem se tento čas zkracuje K tomu je třeba aby řeznyacute materiaacutel splňoval hlavniacute požadavky [6]

10 36

Přiacutečiny opotřebeniacute

řeznyacutech naacutestrojů

Brusnyacute otěr

Adhezniacute otěr

Difuacutezniacute otěr

Chemickyacute otěr

A) Odolnost proti opotřebeniacute

[6]

11 36

B) Houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

[6]

Z důvodu vyššiacutech naacuteroků na operace obraacuteběniacute vysokeacute řezneacuterychlosti obraacuteběniacute tvrdyacutech materiaacutelů přerušovaneacuteho řezuatd je snaha aby houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu byla co nejvyššiacute z důvodu porušeniacute břitu naacutestroje křehkyacutem lomem atd ale zaacuteroveň je potřeba aby řeznyacute materiaacutel měl dostatečnou tvrdost kteraacute by zajišťovala odolnost proti opotřebeniacute

Tento probleacutem čaacutestečně vyřešila depozice tenkyacutech vrstev Depoziciacute zůstane jaacutedro u určityacutech materiaacutelu houževnateacute a povrch tvrdyacute a odolnyacute proti jednotlivyacutem druhům opotřebeniacute

12 36

Porovnaacuteniacute

odolnosti proti opotřebeniacute

a houževnatosti řeznyacutech materiaacutelu

[6]13 36

C) Tvrdost za teplaBěhem obraacuteběciacuteho procesu se teacuteměř

veškeraacute

praacutece řezaacuteniacute

transformuje

v teplo Teplo řezneacuteho procesu vznikleacute

při odebraacuteniacute

určiteacuteho množstviacute materiaacutelu je přibližně

rovneacute

praacuteci řezneacuteho procesu Vznikleacute

teplo vyacuterazně

ovlivňuje řeznyacute proces protože bull

negativně

působiacute

na řezneacute

vlastnosti naacutestrojebull ovlivňuje mechanickeacute

vlastnosti obraacuteběneacuteho materiaacutelubull ovlivňuje pěchovaacuteniacute

a zpevňovaacuteniacute

obraacuteběneacuteho materiaacutelu bull ovlivňuje podmiacutenky třeniacute

na čele i hřbetě

naacutestroje

D)

Odolnost vůči tepelneacutemu šoku

Vyskytuje se při freacutezovaacuteniacute

nebo při jineacutem druhu přerušovaneacuteho řezu např soustruženiacute

nerotačniacutech součaacutestiacute

E)

Tepelnaacute

roztažnost

Tato vlastnost ovlivňuje budouciacute

přesnost obrobeneacute

plochy Vysokaacute

tepelnaacute

roztažnost může způsobit vznik mikrotrhlin ktereacute

pak značně

sniacutežiacute

trvanlivost naacutestroje

F)

Tepelnaacute

vodivost

Zvlaacuteště

při zvyacutešenyacutech pracovniacutech podmiacutenkaacutech (řeznaacute

rychlost posuv) může dochaacutezet v

oblasti špičky naacutestroje ke zvyacutešeneacute

koncentraci tepla Důsledkem niacutezkeacute

tepelneacute

vodivosti naacutestrojoveacuteho materiaacutelu může dojiacutet k

rychleacutemu plastickeacutemu opotřebeniacute

břitu naacutestroje ktereacute

může dosaacutehnout až

lavinoveacuteho otěru

Zdroj [6] 14 36

Řeznaacute

keramika

[5]

Řeznaacute keramika patřiacute mezi anorganickeacute nekovoveacute převaacutežněkrystalickeacute materiaacutely Přestože neexistuje normou stanoveneacute rozděleniacute řezneacutekeramiky lze ji podle chemickeacuteho složeniacute rozdělit na dva zaacutekladniacute typy

oxidickou a neoxidickou řeznou keramiku

ŘŘezneznaacuteaacute keramikakeramikaoxidickaacute keramika nitridovaacute keramika

čistaacute

směsnaacute

polosměsnaacute

Si3

N4

Si3

N4 + Y2

O3

Si3

N4 + TiN

995 Al2

O3

Al2

O3 + ZrO2

Al2

O3 + ZrO2 + CoO

Al2

O3 + TiC Al2

O3 + ZrO2 + TiC Al2

O3 + TiC + TiN

15 36

Všechny druhy řezneacute keramiky mohou byacutet vyztuženy pomociacutetenkyacutech vlaacuteken submikronoveacuteho průměru ndash whiskerů(např SiC) ktereacute značně zvyšujiacute řezneacute vlastnosti

Řeznaacute keramika je charakterizovaacutena [5]

ndash

niacutezkou měrnou hmotnostiacute

ndash

vysokou tvrdostiacute

i za vysokyacutech teplot

ndash

tepelnou odolnostiacute

ndash

chemickou staacutelostiacute

ndash

odolnostiacute

proti opotřebeniacute

ktereacute

zaručujiacute

při spraacutevneacutem použitiacute

vysokou trvanlivost břitu naacutestroje i při vysokyacutech řeznyacutech rychlostech

16 36

Zdroj [4] 17 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Řeznaacute keramika

8 36

Zdroj [4] 9 36

Požadavky kladeneacute na naacutestrojoveacute

materiaacutely

a)

odolnost proti opotřebeniacuteb)

houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

c)

tvrdost za teplad)

odolnost vůči tepelneacutemu šoku

e)

tepelnaacute

roztažnostf)

tepelnaacute

vodivost

Vyacutevoj a neustaacuteleacute zlepšovaacuteniacute vlastnostiacute řezneacute keramiky umožňuje jejiacute všestranneacute využitiacute jako řezneacuteho materiaacutelu

Dominantniacute postaveniacute v oblasti obraacuteběniacute zaujiacutemaacute celosvětověslinutyacute karbid a řeznaacute keramika je nasazovaacutena pouze v oblastech kde nelze produktivně využiacutet slinutyacute karbid [5]

V dnešniacute době se klade největšiacute důraz na zkracovaacuteniacute vyacuterobniacutech časů a zvyšujiacuteciacute se jakost vyacuterobků Největšiacute vliv na celkovyacute vyacuterobniacutečas při obraacuteběniacute majiacute řezneacute podmiacutenky a samozřejmě jejich zvyšovaacuteniacutem se tento čas zkracuje K tomu je třeba aby řeznyacute materiaacutel splňoval hlavniacute požadavky [6]

10 36

Přiacutečiny opotřebeniacute

řeznyacutech naacutestrojů

Brusnyacute otěr

Adhezniacute otěr

Difuacutezniacute otěr

Chemickyacute otěr

A) Odolnost proti opotřebeniacute

[6]

11 36

B) Houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

[6]

Z důvodu vyššiacutech naacuteroků na operace obraacuteběniacute vysokeacute řezneacuterychlosti obraacuteběniacute tvrdyacutech materiaacutelů přerušovaneacuteho řezuatd je snaha aby houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu byla co nejvyššiacute z důvodu porušeniacute břitu naacutestroje křehkyacutem lomem atd ale zaacuteroveň je potřeba aby řeznyacute materiaacutel měl dostatečnou tvrdost kteraacute by zajišťovala odolnost proti opotřebeniacute

Tento probleacutem čaacutestečně vyřešila depozice tenkyacutech vrstev Depoziciacute zůstane jaacutedro u určityacutech materiaacutelu houževnateacute a povrch tvrdyacute a odolnyacute proti jednotlivyacutem druhům opotřebeniacute

12 36

Porovnaacuteniacute

odolnosti proti opotřebeniacute

a houževnatosti řeznyacutech materiaacutelu

[6]13 36

C) Tvrdost za teplaBěhem obraacuteběciacuteho procesu se teacuteměř

veškeraacute

praacutece řezaacuteniacute

transformuje

v teplo Teplo řezneacuteho procesu vznikleacute

při odebraacuteniacute

určiteacuteho množstviacute materiaacutelu je přibližně

rovneacute

praacuteci řezneacuteho procesu Vznikleacute

teplo vyacuterazně

ovlivňuje řeznyacute proces protože bull

negativně

působiacute

na řezneacute

vlastnosti naacutestrojebull ovlivňuje mechanickeacute

vlastnosti obraacuteběneacuteho materiaacutelubull ovlivňuje pěchovaacuteniacute

a zpevňovaacuteniacute

obraacuteběneacuteho materiaacutelu bull ovlivňuje podmiacutenky třeniacute

na čele i hřbetě

naacutestroje

D)

Odolnost vůči tepelneacutemu šoku

Vyskytuje se při freacutezovaacuteniacute

nebo při jineacutem druhu přerušovaneacuteho řezu např soustruženiacute

nerotačniacutech součaacutestiacute

E)

Tepelnaacute

roztažnost

Tato vlastnost ovlivňuje budouciacute

přesnost obrobeneacute

plochy Vysokaacute

tepelnaacute

roztažnost může způsobit vznik mikrotrhlin ktereacute

pak značně

sniacutežiacute

trvanlivost naacutestroje

F)

Tepelnaacute

vodivost

Zvlaacuteště

při zvyacutešenyacutech pracovniacutech podmiacutenkaacutech (řeznaacute

rychlost posuv) může dochaacutezet v

oblasti špičky naacutestroje ke zvyacutešeneacute

koncentraci tepla Důsledkem niacutezkeacute

tepelneacute

vodivosti naacutestrojoveacuteho materiaacutelu může dojiacutet k

rychleacutemu plastickeacutemu opotřebeniacute

břitu naacutestroje ktereacute

může dosaacutehnout až

lavinoveacuteho otěru

Zdroj [6] 14 36

Řeznaacute

keramika

[5]

Řeznaacute keramika patřiacute mezi anorganickeacute nekovoveacute převaacutežněkrystalickeacute materiaacutely Přestože neexistuje normou stanoveneacute rozděleniacute řezneacutekeramiky lze ji podle chemickeacuteho složeniacute rozdělit na dva zaacutekladniacute typy

oxidickou a neoxidickou řeznou keramiku

ŘŘezneznaacuteaacute keramikakeramikaoxidickaacute keramika nitridovaacute keramika

čistaacute

směsnaacute

polosměsnaacute

Si3

N4

Si3

N4 + Y2

O3

Si3

N4 + TiN

995 Al2

O3

Al2

O3 + ZrO2

Al2

O3 + ZrO2 + CoO

Al2

O3 + TiC Al2

O3 + ZrO2 + TiC Al2

O3 + TiC + TiN

15 36

Všechny druhy řezneacute keramiky mohou byacutet vyztuženy pomociacutetenkyacutech vlaacuteken submikronoveacuteho průměru ndash whiskerů(např SiC) ktereacute značně zvyšujiacute řezneacute vlastnosti

Řeznaacute keramika je charakterizovaacutena [5]

ndash

niacutezkou měrnou hmotnostiacute

ndash

vysokou tvrdostiacute

i za vysokyacutech teplot

ndash

tepelnou odolnostiacute

ndash

chemickou staacutelostiacute

ndash

odolnostiacute

proti opotřebeniacute

ktereacute

zaručujiacute

při spraacutevneacutem použitiacute

vysokou trvanlivost břitu naacutestroje i při vysokyacutech řeznyacutech rychlostech

16 36

Zdroj [4] 17 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Zdroj [4] 9 36

Požadavky kladeneacute na naacutestrojoveacute

materiaacutely

a)

odolnost proti opotřebeniacuteb)

houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

c)

tvrdost za teplad)

odolnost vůči tepelneacutemu šoku

e)

tepelnaacute

roztažnostf)

tepelnaacute

vodivost

Vyacutevoj a neustaacuteleacute zlepšovaacuteniacute vlastnostiacute řezneacute keramiky umožňuje jejiacute všestranneacute využitiacute jako řezneacuteho materiaacutelu

Dominantniacute postaveniacute v oblasti obraacuteběniacute zaujiacutemaacute celosvětověslinutyacute karbid a řeznaacute keramika je nasazovaacutena pouze v oblastech kde nelze produktivně využiacutet slinutyacute karbid [5]

V dnešniacute době se klade největšiacute důraz na zkracovaacuteniacute vyacuterobniacutech časů a zvyšujiacuteciacute se jakost vyacuterobků Největšiacute vliv na celkovyacute vyacuterobniacutečas při obraacuteběniacute majiacute řezneacute podmiacutenky a samozřejmě jejich zvyšovaacuteniacutem se tento čas zkracuje K tomu je třeba aby řeznyacute materiaacutel splňoval hlavniacute požadavky [6]

10 36

Přiacutečiny opotřebeniacute

řeznyacutech naacutestrojů

Brusnyacute otěr

Adhezniacute otěr

Difuacutezniacute otěr

Chemickyacute otěr

A) Odolnost proti opotřebeniacute

[6]

11 36

B) Houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

[6]

Z důvodu vyššiacutech naacuteroků na operace obraacuteběniacute vysokeacute řezneacuterychlosti obraacuteběniacute tvrdyacutech materiaacutelů přerušovaneacuteho řezuatd je snaha aby houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu byla co nejvyššiacute z důvodu porušeniacute břitu naacutestroje křehkyacutem lomem atd ale zaacuteroveň je potřeba aby řeznyacute materiaacutel měl dostatečnou tvrdost kteraacute by zajišťovala odolnost proti opotřebeniacute

Tento probleacutem čaacutestečně vyřešila depozice tenkyacutech vrstev Depoziciacute zůstane jaacutedro u určityacutech materiaacutelu houževnateacute a povrch tvrdyacute a odolnyacute proti jednotlivyacutem druhům opotřebeniacute

12 36

Porovnaacuteniacute

odolnosti proti opotřebeniacute

a houževnatosti řeznyacutech materiaacutelu

[6]13 36

C) Tvrdost za teplaBěhem obraacuteběciacuteho procesu se teacuteměř

veškeraacute

praacutece řezaacuteniacute

transformuje

v teplo Teplo řezneacuteho procesu vznikleacute

při odebraacuteniacute

určiteacuteho množstviacute materiaacutelu je přibližně

rovneacute

praacuteci řezneacuteho procesu Vznikleacute

teplo vyacuterazně

ovlivňuje řeznyacute proces protože bull

negativně

působiacute

na řezneacute

vlastnosti naacutestrojebull ovlivňuje mechanickeacute

vlastnosti obraacuteběneacuteho materiaacutelubull ovlivňuje pěchovaacuteniacute

a zpevňovaacuteniacute

obraacuteběneacuteho materiaacutelu bull ovlivňuje podmiacutenky třeniacute

na čele i hřbetě

naacutestroje

D)

Odolnost vůči tepelneacutemu šoku

Vyskytuje se při freacutezovaacuteniacute

nebo při jineacutem druhu přerušovaneacuteho řezu např soustruženiacute

nerotačniacutech součaacutestiacute

E)

Tepelnaacute

roztažnost

Tato vlastnost ovlivňuje budouciacute

přesnost obrobeneacute

plochy Vysokaacute

tepelnaacute

roztažnost může způsobit vznik mikrotrhlin ktereacute

pak značně

sniacutežiacute

trvanlivost naacutestroje

F)

Tepelnaacute

vodivost

Zvlaacuteště

při zvyacutešenyacutech pracovniacutech podmiacutenkaacutech (řeznaacute

rychlost posuv) může dochaacutezet v

oblasti špičky naacutestroje ke zvyacutešeneacute

koncentraci tepla Důsledkem niacutezkeacute

tepelneacute

vodivosti naacutestrojoveacuteho materiaacutelu může dojiacutet k

rychleacutemu plastickeacutemu opotřebeniacute

břitu naacutestroje ktereacute

může dosaacutehnout až

lavinoveacuteho otěru

Zdroj [6] 14 36

Řeznaacute

keramika

[5]

Řeznaacute keramika patřiacute mezi anorganickeacute nekovoveacute převaacutežněkrystalickeacute materiaacutely Přestože neexistuje normou stanoveneacute rozděleniacute řezneacutekeramiky lze ji podle chemickeacuteho složeniacute rozdělit na dva zaacutekladniacute typy

oxidickou a neoxidickou řeznou keramiku

ŘŘezneznaacuteaacute keramikakeramikaoxidickaacute keramika nitridovaacute keramika

čistaacute

směsnaacute

polosměsnaacute

Si3

N4

Si3

N4 + Y2

O3

Si3

N4 + TiN

995 Al2

O3

Al2

O3 + ZrO2

Al2

O3 + ZrO2 + CoO

Al2

O3 + TiC Al2

O3 + ZrO2 + TiC Al2

O3 + TiC + TiN

15 36

Všechny druhy řezneacute keramiky mohou byacutet vyztuženy pomociacutetenkyacutech vlaacuteken submikronoveacuteho průměru ndash whiskerů(např SiC) ktereacute značně zvyšujiacute řezneacute vlastnosti

Řeznaacute keramika je charakterizovaacutena [5]

ndash

niacutezkou měrnou hmotnostiacute

ndash

vysokou tvrdostiacute

i za vysokyacutech teplot

ndash

tepelnou odolnostiacute

ndash

chemickou staacutelostiacute

ndash

odolnostiacute

proti opotřebeniacute

ktereacute

zaručujiacute

při spraacutevneacutem použitiacute

vysokou trvanlivost břitu naacutestroje i při vysokyacutech řeznyacutech rychlostech

16 36

Zdroj [4] 17 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Požadavky kladeneacute na naacutestrojoveacute

materiaacutely

a)

odolnost proti opotřebeniacuteb)

houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

c)

tvrdost za teplad)

odolnost vůči tepelneacutemu šoku

e)

tepelnaacute

roztažnostf)

tepelnaacute

vodivost

Vyacutevoj a neustaacuteleacute zlepšovaacuteniacute vlastnostiacute řezneacute keramiky umožňuje jejiacute všestranneacute využitiacute jako řezneacuteho materiaacutelu

Dominantniacute postaveniacute v oblasti obraacuteběniacute zaujiacutemaacute celosvětověslinutyacute karbid a řeznaacute keramika je nasazovaacutena pouze v oblastech kde nelze produktivně využiacutet slinutyacute karbid [5]

V dnešniacute době se klade největšiacute důraz na zkracovaacuteniacute vyacuterobniacutech časů a zvyšujiacuteciacute se jakost vyacuterobků Největšiacute vliv na celkovyacute vyacuterobniacutečas při obraacuteběniacute majiacute řezneacute podmiacutenky a samozřejmě jejich zvyšovaacuteniacutem se tento čas zkracuje K tomu je třeba aby řeznyacute materiaacutel splňoval hlavniacute požadavky [6]

10 36

Přiacutečiny opotřebeniacute

řeznyacutech naacutestrojů

Brusnyacute otěr

Adhezniacute otěr

Difuacutezniacute otěr

Chemickyacute otěr

A) Odolnost proti opotřebeniacute

[6]

11 36

B) Houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

[6]

Z důvodu vyššiacutech naacuteroků na operace obraacuteběniacute vysokeacute řezneacuterychlosti obraacuteběniacute tvrdyacutech materiaacutelů přerušovaneacuteho řezuatd je snaha aby houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu byla co nejvyššiacute z důvodu porušeniacute břitu naacutestroje křehkyacutem lomem atd ale zaacuteroveň je potřeba aby řeznyacute materiaacutel měl dostatečnou tvrdost kteraacute by zajišťovala odolnost proti opotřebeniacute

Tento probleacutem čaacutestečně vyřešila depozice tenkyacutech vrstev Depoziciacute zůstane jaacutedro u určityacutech materiaacutelu houževnateacute a povrch tvrdyacute a odolnyacute proti jednotlivyacutem druhům opotřebeniacute

12 36

Porovnaacuteniacute

odolnosti proti opotřebeniacute

a houževnatosti řeznyacutech materiaacutelu

[6]13 36

C) Tvrdost za teplaBěhem obraacuteběciacuteho procesu se teacuteměř

veškeraacute

praacutece řezaacuteniacute

transformuje

v teplo Teplo řezneacuteho procesu vznikleacute

při odebraacuteniacute

určiteacuteho množstviacute materiaacutelu je přibližně

rovneacute

praacuteci řezneacuteho procesu Vznikleacute

teplo vyacuterazně

ovlivňuje řeznyacute proces protože bull

negativně

působiacute

na řezneacute

vlastnosti naacutestrojebull ovlivňuje mechanickeacute

vlastnosti obraacuteběneacuteho materiaacutelubull ovlivňuje pěchovaacuteniacute

a zpevňovaacuteniacute

obraacuteběneacuteho materiaacutelu bull ovlivňuje podmiacutenky třeniacute

na čele i hřbetě

naacutestroje

D)

Odolnost vůči tepelneacutemu šoku

Vyskytuje se při freacutezovaacuteniacute

nebo při jineacutem druhu přerušovaneacuteho řezu např soustruženiacute

nerotačniacutech součaacutestiacute

E)

Tepelnaacute

roztažnost

Tato vlastnost ovlivňuje budouciacute

přesnost obrobeneacute

plochy Vysokaacute

tepelnaacute

roztažnost může způsobit vznik mikrotrhlin ktereacute

pak značně

sniacutežiacute

trvanlivost naacutestroje

F)

Tepelnaacute

vodivost

Zvlaacuteště

při zvyacutešenyacutech pracovniacutech podmiacutenkaacutech (řeznaacute

rychlost posuv) může dochaacutezet v

oblasti špičky naacutestroje ke zvyacutešeneacute

koncentraci tepla Důsledkem niacutezkeacute

tepelneacute

vodivosti naacutestrojoveacuteho materiaacutelu může dojiacutet k

rychleacutemu plastickeacutemu opotřebeniacute

břitu naacutestroje ktereacute

může dosaacutehnout až

lavinoveacuteho otěru

Zdroj [6] 14 36

Řeznaacute

keramika

[5]

Řeznaacute keramika patřiacute mezi anorganickeacute nekovoveacute převaacutežněkrystalickeacute materiaacutely Přestože neexistuje normou stanoveneacute rozděleniacute řezneacutekeramiky lze ji podle chemickeacuteho složeniacute rozdělit na dva zaacutekladniacute typy

oxidickou a neoxidickou řeznou keramiku

ŘŘezneznaacuteaacute keramikakeramikaoxidickaacute keramika nitridovaacute keramika

čistaacute

směsnaacute

polosměsnaacute

Si3

N4

Si3

N4 + Y2

O3

Si3

N4 + TiN

995 Al2

O3

Al2

O3 + ZrO2

Al2

O3 + ZrO2 + CoO

Al2

O3 + TiC Al2

O3 + ZrO2 + TiC Al2

O3 + TiC + TiN

15 36

Všechny druhy řezneacute keramiky mohou byacutet vyztuženy pomociacutetenkyacutech vlaacuteken submikronoveacuteho průměru ndash whiskerů(např SiC) ktereacute značně zvyšujiacute řezneacute vlastnosti

Řeznaacute keramika je charakterizovaacutena [5]

ndash

niacutezkou měrnou hmotnostiacute

ndash

vysokou tvrdostiacute

i za vysokyacutech teplot

ndash

tepelnou odolnostiacute

ndash

chemickou staacutelostiacute

ndash

odolnostiacute

proti opotřebeniacute

ktereacute

zaručujiacute

při spraacutevneacutem použitiacute

vysokou trvanlivost břitu naacutestroje i při vysokyacutech řeznyacutech rychlostech

16 36

Zdroj [4] 17 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Přiacutečiny opotřebeniacute

řeznyacutech naacutestrojů

Brusnyacute otěr

Adhezniacute otěr

Difuacutezniacute otěr

Chemickyacute otěr

A) Odolnost proti opotřebeniacute

[6]

11 36

B) Houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

[6]

Z důvodu vyššiacutech naacuteroků na operace obraacuteběniacute vysokeacute řezneacuterychlosti obraacuteběniacute tvrdyacutech materiaacutelů přerušovaneacuteho řezuatd je snaha aby houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu byla co nejvyššiacute z důvodu porušeniacute břitu naacutestroje křehkyacutem lomem atd ale zaacuteroveň je potřeba aby řeznyacute materiaacutel měl dostatečnou tvrdost kteraacute by zajišťovala odolnost proti opotřebeniacute

Tento probleacutem čaacutestečně vyřešila depozice tenkyacutech vrstev Depoziciacute zůstane jaacutedro u určityacutech materiaacutelu houževnateacute a povrch tvrdyacute a odolnyacute proti jednotlivyacutem druhům opotřebeniacute

12 36

Porovnaacuteniacute

odolnosti proti opotřebeniacute

a houževnatosti řeznyacutech materiaacutelu

[6]13 36

C) Tvrdost za teplaBěhem obraacuteběciacuteho procesu se teacuteměř

veškeraacute

praacutece řezaacuteniacute

transformuje

v teplo Teplo řezneacuteho procesu vznikleacute

při odebraacuteniacute

určiteacuteho množstviacute materiaacutelu je přibližně

rovneacute

praacuteci řezneacuteho procesu Vznikleacute

teplo vyacuterazně

ovlivňuje řeznyacute proces protože bull

negativně

působiacute

na řezneacute

vlastnosti naacutestrojebull ovlivňuje mechanickeacute

vlastnosti obraacuteběneacuteho materiaacutelubull ovlivňuje pěchovaacuteniacute

a zpevňovaacuteniacute

obraacuteběneacuteho materiaacutelu bull ovlivňuje podmiacutenky třeniacute

na čele i hřbetě

naacutestroje

D)

Odolnost vůči tepelneacutemu šoku

Vyskytuje se při freacutezovaacuteniacute

nebo při jineacutem druhu přerušovaneacuteho řezu např soustruženiacute

nerotačniacutech součaacutestiacute

E)

Tepelnaacute

roztažnost

Tato vlastnost ovlivňuje budouciacute

přesnost obrobeneacute

plochy Vysokaacute

tepelnaacute

roztažnost může způsobit vznik mikrotrhlin ktereacute

pak značně

sniacutežiacute

trvanlivost naacutestroje

F)

Tepelnaacute

vodivost

Zvlaacuteště

při zvyacutešenyacutech pracovniacutech podmiacutenkaacutech (řeznaacute

rychlost posuv) může dochaacutezet v

oblasti špičky naacutestroje ke zvyacutešeneacute

koncentraci tepla Důsledkem niacutezkeacute

tepelneacute

vodivosti naacutestrojoveacuteho materiaacutelu může dojiacutet k

rychleacutemu plastickeacutemu opotřebeniacute

břitu naacutestroje ktereacute

může dosaacutehnout až

lavinoveacuteho otěru

Zdroj [6] 14 36

Řeznaacute

keramika

[5]

Řeznaacute keramika patřiacute mezi anorganickeacute nekovoveacute převaacutežněkrystalickeacute materiaacutely Přestože neexistuje normou stanoveneacute rozděleniacute řezneacutekeramiky lze ji podle chemickeacuteho složeniacute rozdělit na dva zaacutekladniacute typy

oxidickou a neoxidickou řeznou keramiku

ŘŘezneznaacuteaacute keramikakeramikaoxidickaacute keramika nitridovaacute keramika

čistaacute

směsnaacute

polosměsnaacute

Si3

N4

Si3

N4 + Y2

O3

Si3

N4 + TiN

995 Al2

O3

Al2

O3 + ZrO2

Al2

O3 + ZrO2 + CoO

Al2

O3 + TiC Al2

O3 + ZrO2 + TiC Al2

O3 + TiC + TiN

15 36

Všechny druhy řezneacute keramiky mohou byacutet vyztuženy pomociacutetenkyacutech vlaacuteken submikronoveacuteho průměru ndash whiskerů(např SiC) ktereacute značně zvyšujiacute řezneacute vlastnosti

Řeznaacute keramika je charakterizovaacutena [5]

ndash

niacutezkou měrnou hmotnostiacute

ndash

vysokou tvrdostiacute

i za vysokyacutech teplot

ndash

tepelnou odolnostiacute

ndash

chemickou staacutelostiacute

ndash

odolnostiacute

proti opotřebeniacute

ktereacute

zaručujiacute

při spraacutevneacutem použitiacute

vysokou trvanlivost břitu naacutestroje i při vysokyacutech řeznyacutech rychlostech

16 36

Zdroj [4] 17 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

B) Houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu

[6]

Z důvodu vyššiacutech naacuteroků na operace obraacuteběniacute vysokeacute řezneacuterychlosti obraacuteběniacute tvrdyacutech materiaacutelů přerušovaneacuteho řezuatd je snaha aby houževnatost naacutestrojoveacuteho materiaacutelu byla co nejvyššiacute z důvodu porušeniacute břitu naacutestroje křehkyacutem lomem atd ale zaacuteroveň je potřeba aby řeznyacute materiaacutel měl dostatečnou tvrdost kteraacute by zajišťovala odolnost proti opotřebeniacute

Tento probleacutem čaacutestečně vyřešila depozice tenkyacutech vrstev Depoziciacute zůstane jaacutedro u určityacutech materiaacutelu houževnateacute a povrch tvrdyacute a odolnyacute proti jednotlivyacutem druhům opotřebeniacute

12 36

Porovnaacuteniacute

odolnosti proti opotřebeniacute

a houževnatosti řeznyacutech materiaacutelu

[6]13 36

C) Tvrdost za teplaBěhem obraacuteběciacuteho procesu se teacuteměř

veškeraacute

praacutece řezaacuteniacute

transformuje

v teplo Teplo řezneacuteho procesu vznikleacute

při odebraacuteniacute

určiteacuteho množstviacute materiaacutelu je přibližně

rovneacute

praacuteci řezneacuteho procesu Vznikleacute

teplo vyacuterazně

ovlivňuje řeznyacute proces protože bull

negativně

působiacute

na řezneacute

vlastnosti naacutestrojebull ovlivňuje mechanickeacute

vlastnosti obraacuteběneacuteho materiaacutelubull ovlivňuje pěchovaacuteniacute

a zpevňovaacuteniacute

obraacuteběneacuteho materiaacutelu bull ovlivňuje podmiacutenky třeniacute

na čele i hřbetě

naacutestroje

D)

Odolnost vůči tepelneacutemu šoku

Vyskytuje se při freacutezovaacuteniacute

nebo při jineacutem druhu přerušovaneacuteho řezu např soustruženiacute

nerotačniacutech součaacutestiacute

E)

Tepelnaacute

roztažnost

Tato vlastnost ovlivňuje budouciacute

přesnost obrobeneacute

plochy Vysokaacute

tepelnaacute

roztažnost může způsobit vznik mikrotrhlin ktereacute

pak značně

sniacutežiacute

trvanlivost naacutestroje

F)

Tepelnaacute

vodivost

Zvlaacuteště

při zvyacutešenyacutech pracovniacutech podmiacutenkaacutech (řeznaacute

rychlost posuv) může dochaacutezet v

oblasti špičky naacutestroje ke zvyacutešeneacute

koncentraci tepla Důsledkem niacutezkeacute

tepelneacute

vodivosti naacutestrojoveacuteho materiaacutelu může dojiacutet k

rychleacutemu plastickeacutemu opotřebeniacute

břitu naacutestroje ktereacute

může dosaacutehnout až

lavinoveacuteho otěru

Zdroj [6] 14 36

Řeznaacute

keramika

[5]

Řeznaacute keramika patřiacute mezi anorganickeacute nekovoveacute převaacutežněkrystalickeacute materiaacutely Přestože neexistuje normou stanoveneacute rozděleniacute řezneacutekeramiky lze ji podle chemickeacuteho složeniacute rozdělit na dva zaacutekladniacute typy

oxidickou a neoxidickou řeznou keramiku

ŘŘezneznaacuteaacute keramikakeramikaoxidickaacute keramika nitridovaacute keramika

čistaacute

směsnaacute

polosměsnaacute

Si3

N4

Si3

N4 + Y2

O3

Si3

N4 + TiN

995 Al2

O3

Al2

O3 + ZrO2

Al2

O3 + ZrO2 + CoO

Al2

O3 + TiC Al2

O3 + ZrO2 + TiC Al2

O3 + TiC + TiN

15 36

Všechny druhy řezneacute keramiky mohou byacutet vyztuženy pomociacutetenkyacutech vlaacuteken submikronoveacuteho průměru ndash whiskerů(např SiC) ktereacute značně zvyšujiacute řezneacute vlastnosti

Řeznaacute keramika je charakterizovaacutena [5]

ndash

niacutezkou měrnou hmotnostiacute

ndash

vysokou tvrdostiacute

i za vysokyacutech teplot

ndash

tepelnou odolnostiacute

ndash

chemickou staacutelostiacute

ndash

odolnostiacute

proti opotřebeniacute

ktereacute

zaručujiacute

při spraacutevneacutem použitiacute

vysokou trvanlivost břitu naacutestroje i při vysokyacutech řeznyacutech rychlostech

16 36

Zdroj [4] 17 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Porovnaacuteniacute

odolnosti proti opotřebeniacute

a houževnatosti řeznyacutech materiaacutelu

[6]13 36

C) Tvrdost za teplaBěhem obraacuteběciacuteho procesu se teacuteměř

veškeraacute

praacutece řezaacuteniacute

transformuje

v teplo Teplo řezneacuteho procesu vznikleacute

při odebraacuteniacute

určiteacuteho množstviacute materiaacutelu je přibližně

rovneacute

praacuteci řezneacuteho procesu Vznikleacute

teplo vyacuterazně

ovlivňuje řeznyacute proces protože bull

negativně

působiacute

na řezneacute

vlastnosti naacutestrojebull ovlivňuje mechanickeacute

vlastnosti obraacuteběneacuteho materiaacutelubull ovlivňuje pěchovaacuteniacute

a zpevňovaacuteniacute

obraacuteběneacuteho materiaacutelu bull ovlivňuje podmiacutenky třeniacute

na čele i hřbetě

naacutestroje

D)

Odolnost vůči tepelneacutemu šoku

Vyskytuje se při freacutezovaacuteniacute

nebo při jineacutem druhu přerušovaneacuteho řezu např soustruženiacute

nerotačniacutech součaacutestiacute

E)

Tepelnaacute

roztažnost

Tato vlastnost ovlivňuje budouciacute

přesnost obrobeneacute

plochy Vysokaacute

tepelnaacute

roztažnost může způsobit vznik mikrotrhlin ktereacute

pak značně

sniacutežiacute

trvanlivost naacutestroje

F)

Tepelnaacute

vodivost

Zvlaacuteště

při zvyacutešenyacutech pracovniacutech podmiacutenkaacutech (řeznaacute

rychlost posuv) může dochaacutezet v

oblasti špičky naacutestroje ke zvyacutešeneacute

koncentraci tepla Důsledkem niacutezkeacute

tepelneacute

vodivosti naacutestrojoveacuteho materiaacutelu může dojiacutet k

rychleacutemu plastickeacutemu opotřebeniacute

břitu naacutestroje ktereacute

může dosaacutehnout až

lavinoveacuteho otěru

Zdroj [6] 14 36

Řeznaacute

keramika

[5]

Řeznaacute keramika patřiacute mezi anorganickeacute nekovoveacute převaacutežněkrystalickeacute materiaacutely Přestože neexistuje normou stanoveneacute rozděleniacute řezneacutekeramiky lze ji podle chemickeacuteho složeniacute rozdělit na dva zaacutekladniacute typy

oxidickou a neoxidickou řeznou keramiku

ŘŘezneznaacuteaacute keramikakeramikaoxidickaacute keramika nitridovaacute keramika

čistaacute

směsnaacute

polosměsnaacute

Si3

N4

Si3

N4 + Y2

O3

Si3

N4 + TiN

995 Al2

O3

Al2

O3 + ZrO2

Al2

O3 + ZrO2 + CoO

Al2

O3 + TiC Al2

O3 + ZrO2 + TiC Al2

O3 + TiC + TiN

15 36

Všechny druhy řezneacute keramiky mohou byacutet vyztuženy pomociacutetenkyacutech vlaacuteken submikronoveacuteho průměru ndash whiskerů(např SiC) ktereacute značně zvyšujiacute řezneacute vlastnosti

Řeznaacute keramika je charakterizovaacutena [5]

ndash

niacutezkou měrnou hmotnostiacute

ndash

vysokou tvrdostiacute

i za vysokyacutech teplot

ndash

tepelnou odolnostiacute

ndash

chemickou staacutelostiacute

ndash

odolnostiacute

proti opotřebeniacute

ktereacute

zaručujiacute

při spraacutevneacutem použitiacute

vysokou trvanlivost břitu naacutestroje i při vysokyacutech řeznyacutech rychlostech

16 36

Zdroj [4] 17 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

C) Tvrdost za teplaBěhem obraacuteběciacuteho procesu se teacuteměř

veškeraacute

praacutece řezaacuteniacute

transformuje

v teplo Teplo řezneacuteho procesu vznikleacute

při odebraacuteniacute

určiteacuteho množstviacute materiaacutelu je přibližně

rovneacute

praacuteci řezneacuteho procesu Vznikleacute

teplo vyacuterazně

ovlivňuje řeznyacute proces protože bull

negativně

působiacute

na řezneacute

vlastnosti naacutestrojebull ovlivňuje mechanickeacute

vlastnosti obraacuteběneacuteho materiaacutelubull ovlivňuje pěchovaacuteniacute

a zpevňovaacuteniacute

obraacuteběneacuteho materiaacutelu bull ovlivňuje podmiacutenky třeniacute

na čele i hřbetě

naacutestroje

D)

Odolnost vůči tepelneacutemu šoku

Vyskytuje se při freacutezovaacuteniacute

nebo při jineacutem druhu přerušovaneacuteho řezu např soustruženiacute

nerotačniacutech součaacutestiacute

E)

Tepelnaacute

roztažnost

Tato vlastnost ovlivňuje budouciacute

přesnost obrobeneacute

plochy Vysokaacute

tepelnaacute

roztažnost může způsobit vznik mikrotrhlin ktereacute

pak značně

sniacutežiacute

trvanlivost naacutestroje

F)

Tepelnaacute

vodivost

Zvlaacuteště

při zvyacutešenyacutech pracovniacutech podmiacutenkaacutech (řeznaacute

rychlost posuv) může dochaacutezet v

oblasti špičky naacutestroje ke zvyacutešeneacute

koncentraci tepla Důsledkem niacutezkeacute

tepelneacute

vodivosti naacutestrojoveacuteho materiaacutelu může dojiacutet k

rychleacutemu plastickeacutemu opotřebeniacute

břitu naacutestroje ktereacute

může dosaacutehnout až

lavinoveacuteho otěru

Zdroj [6] 14 36

Řeznaacute

keramika

[5]

Řeznaacute keramika patřiacute mezi anorganickeacute nekovoveacute převaacutežněkrystalickeacute materiaacutely Přestože neexistuje normou stanoveneacute rozděleniacute řezneacutekeramiky lze ji podle chemickeacuteho složeniacute rozdělit na dva zaacutekladniacute typy

oxidickou a neoxidickou řeznou keramiku

ŘŘezneznaacuteaacute keramikakeramikaoxidickaacute keramika nitridovaacute keramika

čistaacute

směsnaacute

polosměsnaacute

Si3

N4

Si3

N4 + Y2

O3

Si3

N4 + TiN

995 Al2

O3

Al2

O3 + ZrO2

Al2

O3 + ZrO2 + CoO

Al2

O3 + TiC Al2

O3 + ZrO2 + TiC Al2

O3 + TiC + TiN

15 36

Všechny druhy řezneacute keramiky mohou byacutet vyztuženy pomociacutetenkyacutech vlaacuteken submikronoveacuteho průměru ndash whiskerů(např SiC) ktereacute značně zvyšujiacute řezneacute vlastnosti

Řeznaacute keramika je charakterizovaacutena [5]

ndash

niacutezkou měrnou hmotnostiacute

ndash

vysokou tvrdostiacute

i za vysokyacutech teplot

ndash

tepelnou odolnostiacute

ndash

chemickou staacutelostiacute

ndash

odolnostiacute

proti opotřebeniacute

ktereacute

zaručujiacute

při spraacutevneacutem použitiacute

vysokou trvanlivost břitu naacutestroje i při vysokyacutech řeznyacutech rychlostech

16 36

Zdroj [4] 17 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Řeznaacute

keramika

[5]

Řeznaacute keramika patřiacute mezi anorganickeacute nekovoveacute převaacutežněkrystalickeacute materiaacutely Přestože neexistuje normou stanoveneacute rozděleniacute řezneacutekeramiky lze ji podle chemickeacuteho složeniacute rozdělit na dva zaacutekladniacute typy

oxidickou a neoxidickou řeznou keramiku

ŘŘezneznaacuteaacute keramikakeramikaoxidickaacute keramika nitridovaacute keramika

čistaacute

směsnaacute

polosměsnaacute

Si3

N4

Si3

N4 + Y2

O3

Si3

N4 + TiN

995 Al2

O3

Al2

O3 + ZrO2

Al2

O3 + ZrO2 + CoO

Al2

O3 + TiC Al2

O3 + ZrO2 + TiC Al2

O3 + TiC + TiN

15 36

Všechny druhy řezneacute keramiky mohou byacutet vyztuženy pomociacutetenkyacutech vlaacuteken submikronoveacuteho průměru ndash whiskerů(např SiC) ktereacute značně zvyšujiacute řezneacute vlastnosti

Řeznaacute keramika je charakterizovaacutena [5]

ndash

niacutezkou měrnou hmotnostiacute

ndash

vysokou tvrdostiacute

i za vysokyacutech teplot

ndash

tepelnou odolnostiacute

ndash

chemickou staacutelostiacute

ndash

odolnostiacute

proti opotřebeniacute

ktereacute

zaručujiacute

při spraacutevneacutem použitiacute

vysokou trvanlivost břitu naacutestroje i při vysokyacutech řeznyacutech rychlostech

16 36

Zdroj [4] 17 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Všechny druhy řezneacute keramiky mohou byacutet vyztuženy pomociacutetenkyacutech vlaacuteken submikronoveacuteho průměru ndash whiskerů(např SiC) ktereacute značně zvyšujiacute řezneacute vlastnosti

Řeznaacute keramika je charakterizovaacutena [5]

ndash

niacutezkou měrnou hmotnostiacute

ndash

vysokou tvrdostiacute

i za vysokyacutech teplot

ndash

tepelnou odolnostiacute

ndash

chemickou staacutelostiacute

ndash

odolnostiacute

proti opotřebeniacute

ktereacute

zaručujiacute

při spraacutevneacutem použitiacute

vysokou trvanlivost břitu naacutestroje i při vysokyacutech řeznyacutech rychlostech

16 36

Zdroj [4] 17 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Zdroj [4] 17 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Mechanickeacute

vlastnosti jsou z

hlediska struktury ovlivněny zejmeacutena

[6]

charakterem chemickeacute vazby kteraacute je převaacutežně iontovaacute nebo kovalentniacute (na rozdiacutel od kovovyacutech materiaacutelů kde je vazba kovovaacute) a ovlivňuje tiacutem vyacuterazně pohyblivost dislokaciacute a je důsledkem křehkosti keramiky

složitaacute krystalickaacute struktura v porovnaacuteniacute s kovovyacutemi materiaacutely

prostoroveacute uspořaacutedaacuteniacute čaacutestic různyacutech tvarů rozměrů faacuteziacute

množstviacute trhlin defektů a poacuterů

18 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Oxidickaacute

keramika

[6]

Čistaacute oxidickaacute řeznaacute keramika - s obsahem 995 Al2O3vyznačuje se vysokou tvrdostiacute otěruvzdornostiacute a vyacutebornou chemickou odolnostiacute a stabilitou při vysokyacutech teplotaacutech bull

Niacutezkaacute

odolnost proti mechanickeacutemu a tepelneacutemu raacutezoveacutemu

zatiacuteženiacute

a ohyboveacute

pevnosti a je vhodnaacute

jen pro operace jemneacuteho dokončovaacuteniacute

Polosměsnaacute oxidickaacute keramika - s obsahem ZrO2 15-20 může obsahovat i jineacute složky např CoO Oproti čisteacute keramice maacute vyššiacutepevnost Přiacutesada ZrO2 a zdokonaleniacute technologie vyacuteroby snižuje naacutechylnost proti lomu a zvyšuje houževnatost

19 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Směsnaacute oxidickaacute keramika (CM) - s přiacutesadami TiN TiC je charakterizovaacutena vyššiacute odolnostiacute proti tepelnyacutem raacutezům kterou zabezpečuje přiacutesada TiC Přiacutesada TiN vylepšuje odolnost proti tepelnyacutem raacutezům a zaacuteroveň zvyšuje pevnostniacute vlastnosti Daacutele tyto přiacutesady zabezpečujiacute stabilitu mechanickyacutech vlastnostiacute při vysokyacutech teplotaacutech

Kompozitniacute oxidickaacute keramika - zpevněnaacute monokrystaly křemiacuteku SiC tzv whiskery v matrici Al2O3 kteraacute maacuterovnoměrnou jemnozrnnou strukturu Uacutelohou SiC vlaacuteken je braacutenit šiacuteřeniacute mikrotrhlin v zaacutekladniacute matrici Vlaacutekna SiC majiacuteprůměr 01-1 μm a deacutelku 5 -100 μm pevnost v tahu 7 GPaa modul pružnosti 550 GPa a zvyšujiacute tvrdost za tepla ohybovou pevnost

20 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Postup vyacuteroby řezneacute keramiky je srovnatelnyacute v diacutelčiacutech oblastech s vyacuterobniacute technologiiacute praacuteškoveacute metalurgie

Sklaacutedaacute se z těchto etap bull

přiacuteprava hmoty přesneacuteho složeniacute tj mletiacute

surovin

homogenizace sušeniacute

atdbull

tvarovaacuteniacute

bull

lisovaacuteniacutebull

finaacutelniacute

opracovaacuteniacute

Technologickyacute proces vyacuteroby oxidickeacute keramiky může byacutet dvojiacutelisovaacuteniacute za studena (proces podobnyacute konvenčniacute praacuteškoveacutemetalurgii)lisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HP Hot Pressing) a izostatickeacutelisovaacuteniacute za vysokyacutech teplot (HIP Hot Isostatic Pressing)

Lisovaacuteniacute za studena se použiacutevaacute při vyacuterobě čisteacute oxidickeacute keramiky Polosměsnaacute a směsnaacute keramika se nejčastěji vyraacutebiacute lisovaacuteniacutem za tepla

Vyacuteroba oxidickeacute

keramiky

[6]

21 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Jemnyacute praacutešek Al2O3 se ziacuteskaacutevaacute rozkladem hliniacutekovyacutech soliacute nejčastěji bauxitu a naacuteslednyacutem jemnyacutem mletiacutem

Upravenyacute praacutešek s aditivami pojiva je před lisovaacuteniacutem předspeacutekanyacute při teplotě 1350-1520 degC

Lisovaacuteniacute probiacutehaacute při tlaku 20 MPa a teplotaacutech 1500-1700 degC Proces HIP probiacutehaacute při tlaku 160 MPa a teplotě 1450 degC

Směsnaacute keramika se vyraacutebiacute smiacutechaacuteniacutem jemneacuteho praacutešku Al2O3 s TiC TiN praacuteškem a naacuteslednyacutem lisovaacuteniacutem při teplotaacutech 1500-1800 degC a tlaku 20-40 MPa

Konečnyacute tvar ziacuteskaacutevajiacute vyměnitelneacute břitoveacute destičky řezaacuteniacutem pokud jsou polotovarem tyče a naacuteslednyacutem broušeniacutem a honovaacuteniacutem kdy jsou vytvořeny typickeacute uacutepravy řezneacute hrany pro zvyacutešeniacute pevnosti a odolnosti proti vylamovaacuteniacute břitu

22 36

Neoxidickaacute

(nitridickaacute) řeznaacute

keramika

[6]

Nitridickaacute keramika na baacutezi nitridu křemiacuteku Si3N4 existuje ve dvou modifikaciacutech α a β Modifikace α Si3N4 je tvrdšiacute než β Si3N4 ale v porovnaacuteniacute s oxidickou keramikou maacute nižšiacute tvrdost a vyššiacute pevnost tepelnou vodivost dobrou houževnatost a odolnost proti tepelnyacutem raacutezům

Podle složeniacute

se nitridickaacute

řeznaacute

keramika děliacute

na

nitrid křemiacuteku s různyacutemi přiacutesadami např MgO Al2O3 Y2O3orientovanyacute na β- Si3N4 tzv sialonnitrid křemiacuteku s přiacutesadou TiNnitrid křemiacuteku zpevněnyacute tenkyacutemi vlaacutekny SiC bdquowhiskeryldquo

23 36

Vlastnosti nitridickeacute

keramiky

[6]

Nitridickaacute keramika se v porovnaacuteniacute s oxidickou keramikou vyznačuje vyššiacute houževnatostiacute pevnostiacute v ohybu odolnostiacutevůči cyklickeacutemu a tepelneacutemu namaacutehaacuteniacute

Chemickaacute stabilita a odolnost proti opotřebeniacute je u nitridickeacutekeramiky nižšiacute než u oxidickeacute keramiky

Při vysokyacutech teplotaacutech maacute nitridickaacute keramika určiteacute přednosti odolnost proti oxidacimechanickou pevnost a chemickou odolnostvysokou tvrdost a odolnost proti tepelnyacutem šokům

Tyto vlastnosti zabezpečujiacute

dostatečnou pevnost řezneacute

hrany a zaacuteroveň

odolnost proti naacutehleacutemu porušeniacute

křehkyacutem lomem

a umožňujiacute

tedy použitiacute

nitridickeacute

keramiky při dokončovaciacutech i hrubovaciacutech operaciacutech i v

oblastech přerušovaneacuteho řezu

a s

použitiacutem řezneacute

kapaliny 24 36

Nitridickaacute keramika je vhodnaacute k obraacuteběniacute šedyacutech litin tvaacuternyacutech litin kalenyacutech oceliacute žaacuteruvzdornyacutech slitin niklovyacutech slitin typu Inconel a titanovyacutech slitin

Stejně jako i oxidickeacute keramiky jsou řezneacute vlastnosti zlepšovaacuteny tenkyacutemi vlaacutekny SiC wiskery a aplikaciacute tenkyacutech otěruvzdornyacutech vrstev tipu Al2O3 nebo TiN

Z některyacutech zdrojů je zřejmeacute že tenkaacute vrstva Al2O3 maacutezabraacutenit difůzniacutemu opotřebeniacute a trvanlivost břitu zvyšuje na druheacute straně je takovyacute naacutezor že se tenkaacute vrstva vlivem vysokeacuteho mechanickeacuteho a tepelneacuteho namaacutehaacuteniacute z vysoce namaacutehanyacutech miacutest řezneacute destičky bdquostrhneldquo a je tedy neuacutečinnaacute

25 36

Zdroj [4]

26 36

Využitiacute

řezneacute

keramiky v

oblasti obraacuteběniacute

[4]

Řeznaacute keramika patřiacute do skupiny netradičniacutech řeznyacutech materiaacutelů a jejiacute použitiacute přestavuje cca 4ndash5 z celkoveacuteho objemu řeznyacutech materiaacutelů Řeznaacute keramika nemaacute nahradit doposud použiacutevaneacute řezneacutemateriaacutely ale maacute rozšiacuteřit možnosti volby pro hospodaacuternějšiacuteuacuteběr materiaacuteluExistujiacute ale specifickeacute oblasti průmyslu jako leteckyacute kosmickyacute a automobilovyacute kde je toto procento daleko vyššiacute a řeznaacutekeramika zde přispěla k celkoveacute intenzifikaci řezneacuteho procesu protože diacuteky svyacutem vlastnostem umožňuje dosahovat i řeznyacutech rychlostiacute vyššiacutech než 1000 mmin Pro efektivniacute využitiacute řezneacute keramiky jsou ale kladeny naacuteroky na dodrženiacute určityacutech zaacutesad popsanyacutech vyacuteše Většina druhůřeznyacutech keramik maacute jen uacutezkou specifickou oblast využitiacuteviz tab

27 36

Druh řezneacute keramiky

Charakteristickeacute

použitiacute

řezneacute keramikyCharakter řezu

Al2O3 obraacuteběniacute

šedeacute

litiny a konstrukčniacutech oceliacute

nepřerušovanyacutem řezem vysokyacutemi rychlostmi za sucha

dokončovaciacute

operace

Al2O3+ ZrO2 obraacuteběniacute

šedeacute tvaacuterneacute

a temperovaneacute

litiny konstrukčniacutech i zušlechtěnyacutech oceliacute

za sucha středniacute

a dokončovaciacute

operace čaacutestečně

přerušovanyacute řez

Al2O3 + TiC obraacuteběniacute

kalenyacutech oceliacute

a těžko obrobitelnyacutech materiaacutelů

s

čaacutestečně

přerušovanyacutem řezem za sucha i s

chlazeniacutem obraacuteběniacute

šedeacute

litiny a tvrzenyacutech litin

středniacute

a dokončovaciacute

operace včetně

středniacuteho a dokončovaciacuteho freacutezovaacuteniacute

Al2O3+ whiskery

SiC

obraacuteběniacute

žaacuteruvzdornyacutech a žaacuterupevnyacutech

materiaacutelů

a kaleneacute

oceli hrubovaciacute

i dokončovaciacute

operace při soustruženiacute

i freacutezovaacuteniacute

keramiky na baacutezi Si3N4

obraacuteběniacute

všech druhů

litin slitin na baacutezi Ni za sucha i s chlazeniacutem

hrubovaciacute

i dokončovaciacute

operace při soustruženiacute

i freacutezovaacuteniacute

Zdroj [4] 28 36

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Whiskery jsou monokrystalickaacute kraacutetkaacute vlaacutekna kde je v maximaacutelniacutemiacuteře využito pevnosti vyacutechoziacute chemickeacute sloučeninyJejich pevnost se bliacutežiacute teoretickeacute pevnosti materiaacutelů protože zde prakticky neexistujiacute poruchy krystalickeacute mřiacutežky a slabaacute miacutesta na hraniciacutech krystalitů (typickaacute pro polykrystalickeacute systeacutemy)Typickyacute whisker maacute průměr několika microm a deacutelku několika milimetrů Jejich poměr

AR = deacutelka

průměrse pohybuje od 50ndash10000

Hodiacute se speciaacutelně jako zesiacuteleniacute do kompozitniacutech struktur Pro růst monokrystalů se použiacutevaacute techniky růstu z parniacute faacuteze

29 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Typickaacute je přiacuteprava SiC whiskerů z odpadu po mletiacute ryacuteže Tento odpad obsahuje celuloacutezu a kysličniacutek křemičityacute ve vhodneacutem poměru pro přiacutepravu SiC

Tato surovina se zahřiacutevaacute bez přiacutetomnosti kysliacuteku na teplotu cca 7000ordmC a pak v atmosfeacuteře dusiacuteku při 1500 ndash16 000ordm C Vznikaacutekarbid křemiacuteku jak ve formě čaacutestic tak i whiskeru (ARasymp75)

Pro přiacutepravu SiC whiskerů s deacutelkou kolem 10 mm a tloušťkou 6 microm se voliacute tzv VSL metoda (vapour-liquid-solid)

Použiacutevaacute se par jednotlivyacutechsložek (SiO2 a CO) ve vhodneacuteatmosfeacuteře (CH4) ktereacute se rozpouštějiacute v kapalneacutem katalyzaacutetoru (železnaacute kapka) na přesycenou taveninu Z niacute vyrůstaacute monokrystal

Takto připraveneacute whiskery majiacute průměrnou pevnost 86 GPa a počaacutetečniacute modul 581 GPa

30 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskeryExistuje takeacute řada možnostiacute jak připravit monokrystaly na baacutezi Al2O3 (safiacuteroveacute monokrystaly)

Při použitiacute metody EFG (edge defined film feed) se kapilaacuterou z molybdenu dodaacutevaacute roztavenyacute Al2O3 k mezipovrchu kde roste monokrystal Na hraně kapilaacutery je vytvořen film roztaveneacutekeramiky Jak zaacuterodečnyacute krystal se použiacutevaacute zrno safiacuteru

Tvar monokrystalu lze ovlivnit tvarem hrany a otvoru kapilaacutery Rychlost růstu mono krystalu je až 200 micrommin

Dalšiacute možnostiacute je využitiacute laseru k lokaacutelniacutemu taacuteniacute keramiky v miacutestě kde se tvořiacute monokrystal

31 36

Zdroj [3]

32 36

Zdroj [7]

33 36Zdroj [7]

ŠŠamotamot

Šamot je žaacuteruvzdornaacute hmota použiacutevanaacute pro vyzdiacutevky kamen peciacutea dalšiacutech vyacuterobků a staveb ktereacute musejiacute odolaacutevat vysokeacutemu žaacuteruVyraacutebiacute se z lupku Dodaacutevaacute se ve formě cihel nebo malty

Moderniacute celolitinoveacute krboveacute vložky majiacute topeniště vyloženeacute 2-3 cm vrstvou šamotu což umožňuje dociacutelit vysokou a staacutelou teplotu při hořeniacute Ta je důležitaacute pro kvalitniacute spalovaacuten

Při vysokyacutech teplotaacutech totiž zůstaacutevaacute jen velice maleacute množstviacutenedopalků Palivo je efektivněji využiacutevaneacute a uacutespora spotřeby činiacute až75

Uacutečinnost spalovaacuteniacute přesahuje 80 a obsah CO ve spalinaacutech klesne pod požadovanyacutech 01 Tiacutem tyto šamotoveacute celolitinoveacute krboveacutevložky splňujiacute nejpřiacutesnějšiacute ekologickeacute normy

Šamot se takeacute vyznačuje dlouhou životnostiacute a schopnostiacutedlouhodobě odolaacutevat teplotaacutem do 1300 ordmC maacute vynikajiacuteciacute akumulačniacutea vyzařovaciacute vlastnosti Krbovaacute vložka s šamotovyacutem topeništěm maacute tedy delšiacute životnost a můžeme tedy poskytnout zaacuteruku podle typu od 7 do 10 let

Zdroj [8] 34

36

Vlastnosti nitridickeacute

keramiky

[6]

Nitridickaacute keramika se v porovnaacuteniacute s oxidickou keramikou vyznačuje vyššiacute houževnatostiacute pevnostiacute v ohybu odolnostiacutevůči cyklickeacutemu a tepelneacutemu namaacutehaacuteniacute

Chemickaacute stabilita a odolnost proti opotřebeniacute je u nitridickeacutekeramiky nižšiacute než u oxidickeacute keramiky

Při vysokyacutech teplotaacutech maacute nitridickaacute keramika určiteacute přednosti odolnost proti oxidacimechanickou pevnost a chemickou odolnostvysokou tvrdost a odolnost proti tepelnyacutem šokům

Tyto vlastnosti zabezpečujiacute

dostatečnou pevnost řezneacute

hrany a zaacuteroveň

odolnost proti naacutehleacutemu porušeniacute

křehkyacutem lomem

a umožňujiacute

tedy použitiacute

nitridickeacute

keramiky při dokončovaciacutech i hrubovaciacutech operaciacutech i v

oblastech přerušovaneacuteho řezu

a s

použitiacutem řezneacute

kapaliny 24 36

Nitridickaacute keramika je vhodnaacute k obraacuteběniacute šedyacutech litin tvaacuternyacutech litin kalenyacutech oceliacute žaacuteruvzdornyacutech slitin niklovyacutech slitin typu Inconel a titanovyacutech slitin

Stejně jako i oxidickeacute keramiky jsou řezneacute vlastnosti zlepšovaacuteny tenkyacutemi vlaacutekny SiC wiskery a aplikaciacute tenkyacutech otěruvzdornyacutech vrstev tipu Al2O3 nebo TiN

Z některyacutech zdrojů je zřejmeacute že tenkaacute vrstva Al2O3 maacutezabraacutenit difůzniacutemu opotřebeniacute a trvanlivost břitu zvyšuje na druheacute straně je takovyacute naacutezor že se tenkaacute vrstva vlivem vysokeacuteho mechanickeacuteho a tepelneacuteho namaacutehaacuteniacute z vysoce namaacutehanyacutech miacutest řezneacute destičky bdquostrhneldquo a je tedy neuacutečinnaacute

25 36

Zdroj [4]

26 36

Využitiacute

řezneacute

keramiky v

oblasti obraacuteběniacute

[4]

Řeznaacute keramika patřiacute do skupiny netradičniacutech řeznyacutech materiaacutelů a jejiacute použitiacute přestavuje cca 4ndash5 z celkoveacuteho objemu řeznyacutech materiaacutelů Řeznaacute keramika nemaacute nahradit doposud použiacutevaneacute řezneacutemateriaacutely ale maacute rozšiacuteřit možnosti volby pro hospodaacuternějšiacuteuacuteběr materiaacuteluExistujiacute ale specifickeacute oblasti průmyslu jako leteckyacute kosmickyacute a automobilovyacute kde je toto procento daleko vyššiacute a řeznaacutekeramika zde přispěla k celkoveacute intenzifikaci řezneacuteho procesu protože diacuteky svyacutem vlastnostem umožňuje dosahovat i řeznyacutech rychlostiacute vyššiacutech než 1000 mmin Pro efektivniacute využitiacute řezneacute keramiky jsou ale kladeny naacuteroky na dodrženiacute určityacutech zaacutesad popsanyacutech vyacuteše Většina druhůřeznyacutech keramik maacute jen uacutezkou specifickou oblast využitiacuteviz tab

27 36

Druh řezneacute keramiky

Charakteristickeacute

použitiacute

řezneacute keramikyCharakter řezu

Al2O3 obraacuteběniacute

šedeacute

litiny a konstrukčniacutech oceliacute

nepřerušovanyacutem řezem vysokyacutemi rychlostmi za sucha

dokončovaciacute

operace

Al2O3+ ZrO2 obraacuteběniacute

šedeacute tvaacuterneacute

a temperovaneacute

litiny konstrukčniacutech i zušlechtěnyacutech oceliacute

za sucha středniacute

a dokončovaciacute

operace čaacutestečně

přerušovanyacute řez

Al2O3 + TiC obraacuteběniacute

kalenyacutech oceliacute

a těžko obrobitelnyacutech materiaacutelů

s

čaacutestečně

přerušovanyacutem řezem za sucha i s

chlazeniacutem obraacuteběniacute

šedeacute

litiny a tvrzenyacutech litin

středniacute

a dokončovaciacute

operace včetně

středniacuteho a dokončovaciacuteho freacutezovaacuteniacute

Al2O3+ whiskery

SiC

obraacuteběniacute

žaacuteruvzdornyacutech a žaacuterupevnyacutech

materiaacutelů

a kaleneacute

oceli hrubovaciacute

i dokončovaciacute

operace při soustruženiacute

i freacutezovaacuteniacute

keramiky na baacutezi Si3N4

obraacuteběniacute

všech druhů

litin slitin na baacutezi Ni za sucha i s chlazeniacutem

hrubovaciacute

i dokončovaciacute

operace při soustruženiacute

i freacutezovaacuteniacute

Zdroj [4] 28 36

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Whiskery jsou monokrystalickaacute kraacutetkaacute vlaacutekna kde je v maximaacutelniacutemiacuteře využito pevnosti vyacutechoziacute chemickeacute sloučeninyJejich pevnost se bliacutežiacute teoretickeacute pevnosti materiaacutelů protože zde prakticky neexistujiacute poruchy krystalickeacute mřiacutežky a slabaacute miacutesta na hraniciacutech krystalitů (typickaacute pro polykrystalickeacute systeacutemy)Typickyacute whisker maacute průměr několika microm a deacutelku několika milimetrů Jejich poměr

AR = deacutelka

průměrse pohybuje od 50ndash10000

Hodiacute se speciaacutelně jako zesiacuteleniacute do kompozitniacutech struktur Pro růst monokrystalů se použiacutevaacute techniky růstu z parniacute faacuteze

29 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Typickaacute je přiacuteprava SiC whiskerů z odpadu po mletiacute ryacuteže Tento odpad obsahuje celuloacutezu a kysličniacutek křemičityacute ve vhodneacutem poměru pro přiacutepravu SiC

Tato surovina se zahřiacutevaacute bez přiacutetomnosti kysliacuteku na teplotu cca 7000ordmC a pak v atmosfeacuteře dusiacuteku při 1500 ndash16 000ordm C Vznikaacutekarbid křemiacuteku jak ve formě čaacutestic tak i whiskeru (ARasymp75)

Pro přiacutepravu SiC whiskerů s deacutelkou kolem 10 mm a tloušťkou 6 microm se voliacute tzv VSL metoda (vapour-liquid-solid)

Použiacutevaacute se par jednotlivyacutechsložek (SiO2 a CO) ve vhodneacuteatmosfeacuteře (CH4) ktereacute se rozpouštějiacute v kapalneacutem katalyzaacutetoru (železnaacute kapka) na přesycenou taveninu Z niacute vyrůstaacute monokrystal

Takto připraveneacute whiskery majiacute průměrnou pevnost 86 GPa a počaacutetečniacute modul 581 GPa

30 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskeryExistuje takeacute řada možnostiacute jak připravit monokrystaly na baacutezi Al2O3 (safiacuteroveacute monokrystaly)

Při použitiacute metody EFG (edge defined film feed) se kapilaacuterou z molybdenu dodaacutevaacute roztavenyacute Al2O3 k mezipovrchu kde roste monokrystal Na hraně kapilaacutery je vytvořen film roztaveneacutekeramiky Jak zaacuterodečnyacute krystal se použiacutevaacute zrno safiacuteru

Tvar monokrystalu lze ovlivnit tvarem hrany a otvoru kapilaacutery Rychlost růstu mono krystalu je až 200 micrommin

Dalšiacute možnostiacute je využitiacute laseru k lokaacutelniacutemu taacuteniacute keramiky v miacutestě kde se tvořiacute monokrystal

31 36

Zdroj [3]

32 36

Zdroj [7]

33 36Zdroj [7]

ŠŠamotamot

Šamot je žaacuteruvzdornaacute hmota použiacutevanaacute pro vyzdiacutevky kamen peciacutea dalšiacutech vyacuterobků a staveb ktereacute musejiacute odolaacutevat vysokeacutemu žaacuteruVyraacutebiacute se z lupku Dodaacutevaacute se ve formě cihel nebo malty

Moderniacute celolitinoveacute krboveacute vložky majiacute topeniště vyloženeacute 2-3 cm vrstvou šamotu což umožňuje dociacutelit vysokou a staacutelou teplotu při hořeniacute Ta je důležitaacute pro kvalitniacute spalovaacuten

Při vysokyacutech teplotaacutech totiž zůstaacutevaacute jen velice maleacute množstviacutenedopalků Palivo je efektivněji využiacutevaneacute a uacutespora spotřeby činiacute až75

Uacutečinnost spalovaacuteniacute přesahuje 80 a obsah CO ve spalinaacutech klesne pod požadovanyacutech 01 Tiacutem tyto šamotoveacute celolitinoveacute krboveacutevložky splňujiacute nejpřiacutesnějšiacute ekologickeacute normy

Šamot se takeacute vyznačuje dlouhou životnostiacute a schopnostiacutedlouhodobě odolaacutevat teplotaacutem do 1300 ordmC maacute vynikajiacuteciacute akumulačniacutea vyzařovaciacute vlastnosti Krbovaacute vložka s šamotovyacutem topeništěm maacute tedy delšiacute životnost a můžeme tedy poskytnout zaacuteruku podle typu od 7 do 10 let

Zdroj [8] 34

36

Nitridickaacute keramika je vhodnaacute k obraacuteběniacute šedyacutech litin tvaacuternyacutech litin kalenyacutech oceliacute žaacuteruvzdornyacutech slitin niklovyacutech slitin typu Inconel a titanovyacutech slitin

Stejně jako i oxidickeacute keramiky jsou řezneacute vlastnosti zlepšovaacuteny tenkyacutemi vlaacutekny SiC wiskery a aplikaciacute tenkyacutech otěruvzdornyacutech vrstev tipu Al2O3 nebo TiN

Z některyacutech zdrojů je zřejmeacute že tenkaacute vrstva Al2O3 maacutezabraacutenit difůzniacutemu opotřebeniacute a trvanlivost břitu zvyšuje na druheacute straně je takovyacute naacutezor že se tenkaacute vrstva vlivem vysokeacuteho mechanickeacuteho a tepelneacuteho namaacutehaacuteniacute z vysoce namaacutehanyacutech miacutest řezneacute destičky bdquostrhneldquo a je tedy neuacutečinnaacute

25 36

Zdroj [4]

26 36

Využitiacute

řezneacute

keramiky v

oblasti obraacuteběniacute

[4]

Řeznaacute keramika patřiacute do skupiny netradičniacutech řeznyacutech materiaacutelů a jejiacute použitiacute přestavuje cca 4ndash5 z celkoveacuteho objemu řeznyacutech materiaacutelů Řeznaacute keramika nemaacute nahradit doposud použiacutevaneacute řezneacutemateriaacutely ale maacute rozšiacuteřit možnosti volby pro hospodaacuternějšiacuteuacuteběr materiaacuteluExistujiacute ale specifickeacute oblasti průmyslu jako leteckyacute kosmickyacute a automobilovyacute kde je toto procento daleko vyššiacute a řeznaacutekeramika zde přispěla k celkoveacute intenzifikaci řezneacuteho procesu protože diacuteky svyacutem vlastnostem umožňuje dosahovat i řeznyacutech rychlostiacute vyššiacutech než 1000 mmin Pro efektivniacute využitiacute řezneacute keramiky jsou ale kladeny naacuteroky na dodrženiacute určityacutech zaacutesad popsanyacutech vyacuteše Většina druhůřeznyacutech keramik maacute jen uacutezkou specifickou oblast využitiacuteviz tab

27 36

Druh řezneacute keramiky

Charakteristickeacute

použitiacute

řezneacute keramikyCharakter řezu

Al2O3 obraacuteběniacute

šedeacute

litiny a konstrukčniacutech oceliacute

nepřerušovanyacutem řezem vysokyacutemi rychlostmi za sucha

dokončovaciacute

operace

Al2O3+ ZrO2 obraacuteběniacute

šedeacute tvaacuterneacute

a temperovaneacute

litiny konstrukčniacutech i zušlechtěnyacutech oceliacute

za sucha středniacute

a dokončovaciacute

operace čaacutestečně

přerušovanyacute řez

Al2O3 + TiC obraacuteběniacute

kalenyacutech oceliacute

a těžko obrobitelnyacutech materiaacutelů

s

čaacutestečně

přerušovanyacutem řezem za sucha i s

chlazeniacutem obraacuteběniacute

šedeacute

litiny a tvrzenyacutech litin

středniacute

a dokončovaciacute

operace včetně

středniacuteho a dokončovaciacuteho freacutezovaacuteniacute

Al2O3+ whiskery

SiC

obraacuteběniacute

žaacuteruvzdornyacutech a žaacuterupevnyacutech

materiaacutelů

a kaleneacute

oceli hrubovaciacute

i dokončovaciacute

operace při soustruženiacute

i freacutezovaacuteniacute

keramiky na baacutezi Si3N4

obraacuteběniacute

všech druhů

litin slitin na baacutezi Ni za sucha i s chlazeniacutem

hrubovaciacute

i dokončovaciacute

operace při soustruženiacute

i freacutezovaacuteniacute

Zdroj [4] 28 36

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Whiskery jsou monokrystalickaacute kraacutetkaacute vlaacutekna kde je v maximaacutelniacutemiacuteře využito pevnosti vyacutechoziacute chemickeacute sloučeninyJejich pevnost se bliacutežiacute teoretickeacute pevnosti materiaacutelů protože zde prakticky neexistujiacute poruchy krystalickeacute mřiacutežky a slabaacute miacutesta na hraniciacutech krystalitů (typickaacute pro polykrystalickeacute systeacutemy)Typickyacute whisker maacute průměr několika microm a deacutelku několika milimetrů Jejich poměr

AR = deacutelka

průměrse pohybuje od 50ndash10000

Hodiacute se speciaacutelně jako zesiacuteleniacute do kompozitniacutech struktur Pro růst monokrystalů se použiacutevaacute techniky růstu z parniacute faacuteze

29 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Typickaacute je přiacuteprava SiC whiskerů z odpadu po mletiacute ryacuteže Tento odpad obsahuje celuloacutezu a kysličniacutek křemičityacute ve vhodneacutem poměru pro přiacutepravu SiC

Tato surovina se zahřiacutevaacute bez přiacutetomnosti kysliacuteku na teplotu cca 7000ordmC a pak v atmosfeacuteře dusiacuteku při 1500 ndash16 000ordm C Vznikaacutekarbid křemiacuteku jak ve formě čaacutestic tak i whiskeru (ARasymp75)

Pro přiacutepravu SiC whiskerů s deacutelkou kolem 10 mm a tloušťkou 6 microm se voliacute tzv VSL metoda (vapour-liquid-solid)

Použiacutevaacute se par jednotlivyacutechsložek (SiO2 a CO) ve vhodneacuteatmosfeacuteře (CH4) ktereacute se rozpouštějiacute v kapalneacutem katalyzaacutetoru (železnaacute kapka) na přesycenou taveninu Z niacute vyrůstaacute monokrystal

Takto připraveneacute whiskery majiacute průměrnou pevnost 86 GPa a počaacutetečniacute modul 581 GPa

30 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskeryExistuje takeacute řada možnostiacute jak připravit monokrystaly na baacutezi Al2O3 (safiacuteroveacute monokrystaly)

Při použitiacute metody EFG (edge defined film feed) se kapilaacuterou z molybdenu dodaacutevaacute roztavenyacute Al2O3 k mezipovrchu kde roste monokrystal Na hraně kapilaacutery je vytvořen film roztaveneacutekeramiky Jak zaacuterodečnyacute krystal se použiacutevaacute zrno safiacuteru

Tvar monokrystalu lze ovlivnit tvarem hrany a otvoru kapilaacutery Rychlost růstu mono krystalu je až 200 micrommin

Dalšiacute možnostiacute je využitiacute laseru k lokaacutelniacutemu taacuteniacute keramiky v miacutestě kde se tvořiacute monokrystal

31 36

Zdroj [3]

32 36

Zdroj [7]

33 36Zdroj [7]

ŠŠamotamot

Šamot je žaacuteruvzdornaacute hmota použiacutevanaacute pro vyzdiacutevky kamen peciacutea dalšiacutech vyacuterobků a staveb ktereacute musejiacute odolaacutevat vysokeacutemu žaacuteruVyraacutebiacute se z lupku Dodaacutevaacute se ve formě cihel nebo malty

Moderniacute celolitinoveacute krboveacute vložky majiacute topeniště vyloženeacute 2-3 cm vrstvou šamotu což umožňuje dociacutelit vysokou a staacutelou teplotu při hořeniacute Ta je důležitaacute pro kvalitniacute spalovaacuten

Při vysokyacutech teplotaacutech totiž zůstaacutevaacute jen velice maleacute množstviacutenedopalků Palivo je efektivněji využiacutevaneacute a uacutespora spotřeby činiacute až75

Uacutečinnost spalovaacuteniacute přesahuje 80 a obsah CO ve spalinaacutech klesne pod požadovanyacutech 01 Tiacutem tyto šamotoveacute celolitinoveacute krboveacutevložky splňujiacute nejpřiacutesnějšiacute ekologickeacute normy

Šamot se takeacute vyznačuje dlouhou životnostiacute a schopnostiacutedlouhodobě odolaacutevat teplotaacutem do 1300 ordmC maacute vynikajiacuteciacute akumulačniacutea vyzařovaciacute vlastnosti Krbovaacute vložka s šamotovyacutem topeništěm maacute tedy delšiacute životnost a můžeme tedy poskytnout zaacuteruku podle typu od 7 do 10 let

Zdroj [8] 34

36

Zdroj [4]

26 36

Využitiacute

řezneacute

keramiky v

oblasti obraacuteběniacute

[4]

Řeznaacute keramika patřiacute do skupiny netradičniacutech řeznyacutech materiaacutelů a jejiacute použitiacute přestavuje cca 4ndash5 z celkoveacuteho objemu řeznyacutech materiaacutelů Řeznaacute keramika nemaacute nahradit doposud použiacutevaneacute řezneacutemateriaacutely ale maacute rozšiacuteřit možnosti volby pro hospodaacuternějšiacuteuacuteběr materiaacuteluExistujiacute ale specifickeacute oblasti průmyslu jako leteckyacute kosmickyacute a automobilovyacute kde je toto procento daleko vyššiacute a řeznaacutekeramika zde přispěla k celkoveacute intenzifikaci řezneacuteho procesu protože diacuteky svyacutem vlastnostem umožňuje dosahovat i řeznyacutech rychlostiacute vyššiacutech než 1000 mmin Pro efektivniacute využitiacute řezneacute keramiky jsou ale kladeny naacuteroky na dodrženiacute určityacutech zaacutesad popsanyacutech vyacuteše Většina druhůřeznyacutech keramik maacute jen uacutezkou specifickou oblast využitiacuteviz tab

27 36

Druh řezneacute keramiky

Charakteristickeacute

použitiacute

řezneacute keramikyCharakter řezu

Al2O3 obraacuteběniacute

šedeacute

litiny a konstrukčniacutech oceliacute

nepřerušovanyacutem řezem vysokyacutemi rychlostmi za sucha

dokončovaciacute

operace

Al2O3+ ZrO2 obraacuteběniacute

šedeacute tvaacuterneacute

a temperovaneacute

litiny konstrukčniacutech i zušlechtěnyacutech oceliacute

za sucha středniacute

a dokončovaciacute

operace čaacutestečně

přerušovanyacute řez

Al2O3 + TiC obraacuteběniacute

kalenyacutech oceliacute

a těžko obrobitelnyacutech materiaacutelů

s

čaacutestečně

přerušovanyacutem řezem za sucha i s

chlazeniacutem obraacuteběniacute

šedeacute

litiny a tvrzenyacutech litin

středniacute

a dokončovaciacute

operace včetně

středniacuteho a dokončovaciacuteho freacutezovaacuteniacute

Al2O3+ whiskery

SiC

obraacuteběniacute

žaacuteruvzdornyacutech a žaacuterupevnyacutech

materiaacutelů

a kaleneacute

oceli hrubovaciacute

i dokončovaciacute

operace při soustruženiacute

i freacutezovaacuteniacute

keramiky na baacutezi Si3N4

obraacuteběniacute

všech druhů

litin slitin na baacutezi Ni za sucha i s chlazeniacutem

hrubovaciacute

i dokončovaciacute

operace při soustruženiacute

i freacutezovaacuteniacute

Zdroj [4] 28 36

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Whiskery jsou monokrystalickaacute kraacutetkaacute vlaacutekna kde je v maximaacutelniacutemiacuteře využito pevnosti vyacutechoziacute chemickeacute sloučeninyJejich pevnost se bliacutežiacute teoretickeacute pevnosti materiaacutelů protože zde prakticky neexistujiacute poruchy krystalickeacute mřiacutežky a slabaacute miacutesta na hraniciacutech krystalitů (typickaacute pro polykrystalickeacute systeacutemy)Typickyacute whisker maacute průměr několika microm a deacutelku několika milimetrů Jejich poměr

AR = deacutelka

průměrse pohybuje od 50ndash10000

Hodiacute se speciaacutelně jako zesiacuteleniacute do kompozitniacutech struktur Pro růst monokrystalů se použiacutevaacute techniky růstu z parniacute faacuteze

29 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Typickaacute je přiacuteprava SiC whiskerů z odpadu po mletiacute ryacuteže Tento odpad obsahuje celuloacutezu a kysličniacutek křemičityacute ve vhodneacutem poměru pro přiacutepravu SiC

Tato surovina se zahřiacutevaacute bez přiacutetomnosti kysliacuteku na teplotu cca 7000ordmC a pak v atmosfeacuteře dusiacuteku při 1500 ndash16 000ordm C Vznikaacutekarbid křemiacuteku jak ve formě čaacutestic tak i whiskeru (ARasymp75)

Pro přiacutepravu SiC whiskerů s deacutelkou kolem 10 mm a tloušťkou 6 microm se voliacute tzv VSL metoda (vapour-liquid-solid)

Použiacutevaacute se par jednotlivyacutechsložek (SiO2 a CO) ve vhodneacuteatmosfeacuteře (CH4) ktereacute se rozpouštějiacute v kapalneacutem katalyzaacutetoru (železnaacute kapka) na přesycenou taveninu Z niacute vyrůstaacute monokrystal

Takto připraveneacute whiskery majiacute průměrnou pevnost 86 GPa a počaacutetečniacute modul 581 GPa

30 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskeryExistuje takeacute řada možnostiacute jak připravit monokrystaly na baacutezi Al2O3 (safiacuteroveacute monokrystaly)

Při použitiacute metody EFG (edge defined film feed) se kapilaacuterou z molybdenu dodaacutevaacute roztavenyacute Al2O3 k mezipovrchu kde roste monokrystal Na hraně kapilaacutery je vytvořen film roztaveneacutekeramiky Jak zaacuterodečnyacute krystal se použiacutevaacute zrno safiacuteru

Tvar monokrystalu lze ovlivnit tvarem hrany a otvoru kapilaacutery Rychlost růstu mono krystalu je až 200 micrommin

Dalšiacute možnostiacute je využitiacute laseru k lokaacutelniacutemu taacuteniacute keramiky v miacutestě kde se tvořiacute monokrystal

31 36

Zdroj [3]

32 36

Zdroj [7]

33 36Zdroj [7]

ŠŠamotamot

Šamot je žaacuteruvzdornaacute hmota použiacutevanaacute pro vyzdiacutevky kamen peciacutea dalšiacutech vyacuterobků a staveb ktereacute musejiacute odolaacutevat vysokeacutemu žaacuteruVyraacutebiacute se z lupku Dodaacutevaacute se ve formě cihel nebo malty

Moderniacute celolitinoveacute krboveacute vložky majiacute topeniště vyloženeacute 2-3 cm vrstvou šamotu což umožňuje dociacutelit vysokou a staacutelou teplotu při hořeniacute Ta je důležitaacute pro kvalitniacute spalovaacuten

Při vysokyacutech teplotaacutech totiž zůstaacutevaacute jen velice maleacute množstviacutenedopalků Palivo je efektivněji využiacutevaneacute a uacutespora spotřeby činiacute až75

Uacutečinnost spalovaacuteniacute přesahuje 80 a obsah CO ve spalinaacutech klesne pod požadovanyacutech 01 Tiacutem tyto šamotoveacute celolitinoveacute krboveacutevložky splňujiacute nejpřiacutesnějšiacute ekologickeacute normy

Šamot se takeacute vyznačuje dlouhou životnostiacute a schopnostiacutedlouhodobě odolaacutevat teplotaacutem do 1300 ordmC maacute vynikajiacuteciacute akumulačniacutea vyzařovaciacute vlastnosti Krbovaacute vložka s šamotovyacutem topeništěm maacute tedy delšiacute životnost a můžeme tedy poskytnout zaacuteruku podle typu od 7 do 10 let

Zdroj [8] 34

36

Využitiacute

řezneacute

keramiky v

oblasti obraacuteběniacute

[4]

Řeznaacute keramika patřiacute do skupiny netradičniacutech řeznyacutech materiaacutelů a jejiacute použitiacute přestavuje cca 4ndash5 z celkoveacuteho objemu řeznyacutech materiaacutelů Řeznaacute keramika nemaacute nahradit doposud použiacutevaneacute řezneacutemateriaacutely ale maacute rozšiacuteřit možnosti volby pro hospodaacuternějšiacuteuacuteběr materiaacuteluExistujiacute ale specifickeacute oblasti průmyslu jako leteckyacute kosmickyacute a automobilovyacute kde je toto procento daleko vyššiacute a řeznaacutekeramika zde přispěla k celkoveacute intenzifikaci řezneacuteho procesu protože diacuteky svyacutem vlastnostem umožňuje dosahovat i řeznyacutech rychlostiacute vyššiacutech než 1000 mmin Pro efektivniacute využitiacute řezneacute keramiky jsou ale kladeny naacuteroky na dodrženiacute určityacutech zaacutesad popsanyacutech vyacuteše Většina druhůřeznyacutech keramik maacute jen uacutezkou specifickou oblast využitiacuteviz tab

27 36

Druh řezneacute keramiky

Charakteristickeacute

použitiacute

řezneacute keramikyCharakter řezu

Al2O3 obraacuteběniacute

šedeacute

litiny a konstrukčniacutech oceliacute

nepřerušovanyacutem řezem vysokyacutemi rychlostmi za sucha

dokončovaciacute

operace

Al2O3+ ZrO2 obraacuteběniacute

šedeacute tvaacuterneacute

a temperovaneacute

litiny konstrukčniacutech i zušlechtěnyacutech oceliacute

za sucha středniacute

a dokončovaciacute

operace čaacutestečně

přerušovanyacute řez

Al2O3 + TiC obraacuteběniacute

kalenyacutech oceliacute

a těžko obrobitelnyacutech materiaacutelů

s

čaacutestečně

přerušovanyacutem řezem za sucha i s

chlazeniacutem obraacuteběniacute

šedeacute

litiny a tvrzenyacutech litin

středniacute

a dokončovaciacute

operace včetně

středniacuteho a dokončovaciacuteho freacutezovaacuteniacute

Al2O3+ whiskery

SiC

obraacuteběniacute

žaacuteruvzdornyacutech a žaacuterupevnyacutech

materiaacutelů

a kaleneacute

oceli hrubovaciacute

i dokončovaciacute

operace při soustruženiacute

i freacutezovaacuteniacute

keramiky na baacutezi Si3N4

obraacuteběniacute

všech druhů

litin slitin na baacutezi Ni za sucha i s chlazeniacutem

hrubovaciacute

i dokončovaciacute

operace při soustruženiacute

i freacutezovaacuteniacute

Zdroj [4] 28 36

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Whiskery jsou monokrystalickaacute kraacutetkaacute vlaacutekna kde je v maximaacutelniacutemiacuteře využito pevnosti vyacutechoziacute chemickeacute sloučeninyJejich pevnost se bliacutežiacute teoretickeacute pevnosti materiaacutelů protože zde prakticky neexistujiacute poruchy krystalickeacute mřiacutežky a slabaacute miacutesta na hraniciacutech krystalitů (typickaacute pro polykrystalickeacute systeacutemy)Typickyacute whisker maacute průměr několika microm a deacutelku několika milimetrů Jejich poměr

AR = deacutelka

průměrse pohybuje od 50ndash10000

Hodiacute se speciaacutelně jako zesiacuteleniacute do kompozitniacutech struktur Pro růst monokrystalů se použiacutevaacute techniky růstu z parniacute faacuteze

29 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Typickaacute je přiacuteprava SiC whiskerů z odpadu po mletiacute ryacuteže Tento odpad obsahuje celuloacutezu a kysličniacutek křemičityacute ve vhodneacutem poměru pro přiacutepravu SiC

Tato surovina se zahřiacutevaacute bez přiacutetomnosti kysliacuteku na teplotu cca 7000ordmC a pak v atmosfeacuteře dusiacuteku při 1500 ndash16 000ordm C Vznikaacutekarbid křemiacuteku jak ve formě čaacutestic tak i whiskeru (ARasymp75)

Pro přiacutepravu SiC whiskerů s deacutelkou kolem 10 mm a tloušťkou 6 microm se voliacute tzv VSL metoda (vapour-liquid-solid)

Použiacutevaacute se par jednotlivyacutechsložek (SiO2 a CO) ve vhodneacuteatmosfeacuteře (CH4) ktereacute se rozpouštějiacute v kapalneacutem katalyzaacutetoru (železnaacute kapka) na přesycenou taveninu Z niacute vyrůstaacute monokrystal

Takto připraveneacute whiskery majiacute průměrnou pevnost 86 GPa a počaacutetečniacute modul 581 GPa

30 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskeryExistuje takeacute řada možnostiacute jak připravit monokrystaly na baacutezi Al2O3 (safiacuteroveacute monokrystaly)

Při použitiacute metody EFG (edge defined film feed) se kapilaacuterou z molybdenu dodaacutevaacute roztavenyacute Al2O3 k mezipovrchu kde roste monokrystal Na hraně kapilaacutery je vytvořen film roztaveneacutekeramiky Jak zaacuterodečnyacute krystal se použiacutevaacute zrno safiacuteru

Tvar monokrystalu lze ovlivnit tvarem hrany a otvoru kapilaacutery Rychlost růstu mono krystalu je až 200 micrommin

Dalšiacute možnostiacute je využitiacute laseru k lokaacutelniacutemu taacuteniacute keramiky v miacutestě kde se tvořiacute monokrystal

31 36

Zdroj [3]

32 36

Zdroj [7]

33 36Zdroj [7]

ŠŠamotamot

Šamot je žaacuteruvzdornaacute hmota použiacutevanaacute pro vyzdiacutevky kamen peciacutea dalšiacutech vyacuterobků a staveb ktereacute musejiacute odolaacutevat vysokeacutemu žaacuteruVyraacutebiacute se z lupku Dodaacutevaacute se ve formě cihel nebo malty

Moderniacute celolitinoveacute krboveacute vložky majiacute topeniště vyloženeacute 2-3 cm vrstvou šamotu což umožňuje dociacutelit vysokou a staacutelou teplotu při hořeniacute Ta je důležitaacute pro kvalitniacute spalovaacuten

Při vysokyacutech teplotaacutech totiž zůstaacutevaacute jen velice maleacute množstviacutenedopalků Palivo je efektivněji využiacutevaneacute a uacutespora spotřeby činiacute až75

Uacutečinnost spalovaacuteniacute přesahuje 80 a obsah CO ve spalinaacutech klesne pod požadovanyacutech 01 Tiacutem tyto šamotoveacute celolitinoveacute krboveacutevložky splňujiacute nejpřiacutesnějšiacute ekologickeacute normy

Šamot se takeacute vyznačuje dlouhou životnostiacute a schopnostiacutedlouhodobě odolaacutevat teplotaacutem do 1300 ordmC maacute vynikajiacuteciacute akumulačniacutea vyzařovaciacute vlastnosti Krbovaacute vložka s šamotovyacutem topeništěm maacute tedy delšiacute životnost a můžeme tedy poskytnout zaacuteruku podle typu od 7 do 10 let

Zdroj [8] 34

36

Druh řezneacute keramiky

Charakteristickeacute

použitiacute

řezneacute keramikyCharakter řezu

Al2O3 obraacuteběniacute

šedeacute

litiny a konstrukčniacutech oceliacute

nepřerušovanyacutem řezem vysokyacutemi rychlostmi za sucha

dokončovaciacute

operace

Al2O3+ ZrO2 obraacuteběniacute

šedeacute tvaacuterneacute

a temperovaneacute

litiny konstrukčniacutech i zušlechtěnyacutech oceliacute

za sucha středniacute

a dokončovaciacute

operace čaacutestečně

přerušovanyacute řez

Al2O3 + TiC obraacuteběniacute

kalenyacutech oceliacute

a těžko obrobitelnyacutech materiaacutelů

s

čaacutestečně

přerušovanyacutem řezem za sucha i s

chlazeniacutem obraacuteběniacute

šedeacute

litiny a tvrzenyacutech litin

středniacute

a dokončovaciacute

operace včetně

středniacuteho a dokončovaciacuteho freacutezovaacuteniacute

Al2O3+ whiskery

SiC

obraacuteběniacute

žaacuteruvzdornyacutech a žaacuterupevnyacutech

materiaacutelů

a kaleneacute

oceli hrubovaciacute

i dokončovaciacute

operace při soustruženiacute

i freacutezovaacuteniacute

keramiky na baacutezi Si3N4

obraacuteběniacute

všech druhů

litin slitin na baacutezi Ni za sucha i s chlazeniacutem

hrubovaciacute

i dokončovaciacute

operace při soustruženiacute

i freacutezovaacuteniacute

Zdroj [4] 28 36

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Whiskery jsou monokrystalickaacute kraacutetkaacute vlaacutekna kde je v maximaacutelniacutemiacuteře využito pevnosti vyacutechoziacute chemickeacute sloučeninyJejich pevnost se bliacutežiacute teoretickeacute pevnosti materiaacutelů protože zde prakticky neexistujiacute poruchy krystalickeacute mřiacutežky a slabaacute miacutesta na hraniciacutech krystalitů (typickaacute pro polykrystalickeacute systeacutemy)Typickyacute whisker maacute průměr několika microm a deacutelku několika milimetrů Jejich poměr

AR = deacutelka

průměrse pohybuje od 50ndash10000

Hodiacute se speciaacutelně jako zesiacuteleniacute do kompozitniacutech struktur Pro růst monokrystalů se použiacutevaacute techniky růstu z parniacute faacuteze

29 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Typickaacute je přiacuteprava SiC whiskerů z odpadu po mletiacute ryacuteže Tento odpad obsahuje celuloacutezu a kysličniacutek křemičityacute ve vhodneacutem poměru pro přiacutepravu SiC

Tato surovina se zahřiacutevaacute bez přiacutetomnosti kysliacuteku na teplotu cca 7000ordmC a pak v atmosfeacuteře dusiacuteku při 1500 ndash16 000ordm C Vznikaacutekarbid křemiacuteku jak ve formě čaacutestic tak i whiskeru (ARasymp75)

Pro přiacutepravu SiC whiskerů s deacutelkou kolem 10 mm a tloušťkou 6 microm se voliacute tzv VSL metoda (vapour-liquid-solid)

Použiacutevaacute se par jednotlivyacutechsložek (SiO2 a CO) ve vhodneacuteatmosfeacuteře (CH4) ktereacute se rozpouštějiacute v kapalneacutem katalyzaacutetoru (železnaacute kapka) na přesycenou taveninu Z niacute vyrůstaacute monokrystal

Takto připraveneacute whiskery majiacute průměrnou pevnost 86 GPa a počaacutetečniacute modul 581 GPa

30 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskeryExistuje takeacute řada možnostiacute jak připravit monokrystaly na baacutezi Al2O3 (safiacuteroveacute monokrystaly)

Při použitiacute metody EFG (edge defined film feed) se kapilaacuterou z molybdenu dodaacutevaacute roztavenyacute Al2O3 k mezipovrchu kde roste monokrystal Na hraně kapilaacutery je vytvořen film roztaveneacutekeramiky Jak zaacuterodečnyacute krystal se použiacutevaacute zrno safiacuteru

Tvar monokrystalu lze ovlivnit tvarem hrany a otvoru kapilaacutery Rychlost růstu mono krystalu je až 200 micrommin

Dalšiacute možnostiacute je využitiacute laseru k lokaacutelniacutemu taacuteniacute keramiky v miacutestě kde se tvořiacute monokrystal

31 36

Zdroj [3]

32 36

Zdroj [7]

33 36Zdroj [7]

ŠŠamotamot

Šamot je žaacuteruvzdornaacute hmota použiacutevanaacute pro vyzdiacutevky kamen peciacutea dalšiacutech vyacuterobků a staveb ktereacute musejiacute odolaacutevat vysokeacutemu žaacuteruVyraacutebiacute se z lupku Dodaacutevaacute se ve formě cihel nebo malty

Moderniacute celolitinoveacute krboveacute vložky majiacute topeniště vyloženeacute 2-3 cm vrstvou šamotu což umožňuje dociacutelit vysokou a staacutelou teplotu při hořeniacute Ta je důležitaacute pro kvalitniacute spalovaacuten

Při vysokyacutech teplotaacutech totiž zůstaacutevaacute jen velice maleacute množstviacutenedopalků Palivo je efektivněji využiacutevaneacute a uacutespora spotřeby činiacute až75

Uacutečinnost spalovaacuteniacute přesahuje 80 a obsah CO ve spalinaacutech klesne pod požadovanyacutech 01 Tiacutem tyto šamotoveacute celolitinoveacute krboveacutevložky splňujiacute nejpřiacutesnějšiacute ekologickeacute normy

Šamot se takeacute vyznačuje dlouhou životnostiacute a schopnostiacutedlouhodobě odolaacutevat teplotaacutem do 1300 ordmC maacute vynikajiacuteciacute akumulačniacutea vyzařovaciacute vlastnosti Krbovaacute vložka s šamotovyacutem topeništěm maacute tedy delšiacute životnost a můžeme tedy poskytnout zaacuteruku podle typu od 7 do 10 let

Zdroj [8] 34

36

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Whiskery jsou monokrystalickaacute kraacutetkaacute vlaacutekna kde je v maximaacutelniacutemiacuteře využito pevnosti vyacutechoziacute chemickeacute sloučeninyJejich pevnost se bliacutežiacute teoretickeacute pevnosti materiaacutelů protože zde prakticky neexistujiacute poruchy krystalickeacute mřiacutežky a slabaacute miacutesta na hraniciacutech krystalitů (typickaacute pro polykrystalickeacute systeacutemy)Typickyacute whisker maacute průměr několika microm a deacutelku několika milimetrů Jejich poměr

AR = deacutelka

průměrse pohybuje od 50ndash10000

Hodiacute se speciaacutelně jako zesiacuteleniacute do kompozitniacutech struktur Pro růst monokrystalů se použiacutevaacute techniky růstu z parniacute faacuteze

29 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Typickaacute je přiacuteprava SiC whiskerů z odpadu po mletiacute ryacuteže Tento odpad obsahuje celuloacutezu a kysličniacutek křemičityacute ve vhodneacutem poměru pro přiacutepravu SiC

Tato surovina se zahřiacutevaacute bez přiacutetomnosti kysliacuteku na teplotu cca 7000ordmC a pak v atmosfeacuteře dusiacuteku při 1500 ndash16 000ordm C Vznikaacutekarbid křemiacuteku jak ve formě čaacutestic tak i whiskeru (ARasymp75)

Pro přiacutepravu SiC whiskerů s deacutelkou kolem 10 mm a tloušťkou 6 microm se voliacute tzv VSL metoda (vapour-liquid-solid)

Použiacutevaacute se par jednotlivyacutechsložek (SiO2 a CO) ve vhodneacuteatmosfeacuteře (CH4) ktereacute se rozpouštějiacute v kapalneacutem katalyzaacutetoru (železnaacute kapka) na přesycenou taveninu Z niacute vyrůstaacute monokrystal

Takto připraveneacute whiskery majiacute průměrnou pevnost 86 GPa a počaacutetečniacute modul 581 GPa

30 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskeryExistuje takeacute řada možnostiacute jak připravit monokrystaly na baacutezi Al2O3 (safiacuteroveacute monokrystaly)

Při použitiacute metody EFG (edge defined film feed) se kapilaacuterou z molybdenu dodaacutevaacute roztavenyacute Al2O3 k mezipovrchu kde roste monokrystal Na hraně kapilaacutery je vytvořen film roztaveneacutekeramiky Jak zaacuterodečnyacute krystal se použiacutevaacute zrno safiacuteru

Tvar monokrystalu lze ovlivnit tvarem hrany a otvoru kapilaacutery Rychlost růstu mono krystalu je až 200 micrommin

Dalšiacute možnostiacute je využitiacute laseru k lokaacutelniacutemu taacuteniacute keramiky v miacutestě kde se tvořiacute monokrystal

31 36

Zdroj [3]

32 36

Zdroj [7]

33 36Zdroj [7]

ŠŠamotamot

Šamot je žaacuteruvzdornaacute hmota použiacutevanaacute pro vyzdiacutevky kamen peciacutea dalšiacutech vyacuterobků a staveb ktereacute musejiacute odolaacutevat vysokeacutemu žaacuteruVyraacutebiacute se z lupku Dodaacutevaacute se ve formě cihel nebo malty

Moderniacute celolitinoveacute krboveacute vložky majiacute topeniště vyloženeacute 2-3 cm vrstvou šamotu což umožňuje dociacutelit vysokou a staacutelou teplotu při hořeniacute Ta je důležitaacute pro kvalitniacute spalovaacuten

Při vysokyacutech teplotaacutech totiž zůstaacutevaacute jen velice maleacute množstviacutenedopalků Palivo je efektivněji využiacutevaneacute a uacutespora spotřeby činiacute až75

Uacutečinnost spalovaacuteniacute přesahuje 80 a obsah CO ve spalinaacutech klesne pod požadovanyacutech 01 Tiacutem tyto šamotoveacute celolitinoveacute krboveacutevložky splňujiacute nejpřiacutesnějšiacute ekologickeacute normy

Šamot se takeacute vyznačuje dlouhou životnostiacute a schopnostiacutedlouhodobě odolaacutevat teplotaacutem do 1300 ordmC maacute vynikajiacuteciacute akumulačniacutea vyzařovaciacute vlastnosti Krbovaacute vložka s šamotovyacutem topeništěm maacute tedy delšiacute životnost a můžeme tedy poskytnout zaacuteruku podle typu od 7 do 10 let

Zdroj [8] 34

36

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskery

Typickaacute je přiacuteprava SiC whiskerů z odpadu po mletiacute ryacuteže Tento odpad obsahuje celuloacutezu a kysličniacutek křemičityacute ve vhodneacutem poměru pro přiacutepravu SiC

Tato surovina se zahřiacutevaacute bez přiacutetomnosti kysliacuteku na teplotu cca 7000ordmC a pak v atmosfeacuteře dusiacuteku při 1500 ndash16 000ordm C Vznikaacutekarbid křemiacuteku jak ve formě čaacutestic tak i whiskeru (ARasymp75)

Pro přiacutepravu SiC whiskerů s deacutelkou kolem 10 mm a tloušťkou 6 microm se voliacute tzv VSL metoda (vapour-liquid-solid)

Použiacutevaacute se par jednotlivyacutechsložek (SiO2 a CO) ve vhodneacuteatmosfeacuteře (CH4) ktereacute se rozpouštějiacute v kapalneacutem katalyzaacutetoru (železnaacute kapka) na přesycenou taveninu Z niacute vyrůstaacute monokrystal

Takto připraveneacute whiskery majiacute průměrnou pevnost 86 GPa a počaacutetečniacute modul 581 GPa

30 36

Zdroj [3]

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskeryExistuje takeacute řada možnostiacute jak připravit monokrystaly na baacutezi Al2O3 (safiacuteroveacute monokrystaly)

Při použitiacute metody EFG (edge defined film feed) se kapilaacuterou z molybdenu dodaacutevaacute roztavenyacute Al2O3 k mezipovrchu kde roste monokrystal Na hraně kapilaacutery je vytvořen film roztaveneacutekeramiky Jak zaacuterodečnyacute krystal se použiacutevaacute zrno safiacuteru

Tvar monokrystalu lze ovlivnit tvarem hrany a otvoru kapilaacutery Rychlost růstu mono krystalu je až 200 micrommin

Dalšiacute možnostiacute je využitiacute laseru k lokaacutelniacutemu taacuteniacute keramiky v miacutestě kde se tvořiacute monokrystal

31 36

Zdroj [3]

32 36

Zdroj [7]

33 36Zdroj [7]

ŠŠamotamot

Šamot je žaacuteruvzdornaacute hmota použiacutevanaacute pro vyzdiacutevky kamen peciacutea dalšiacutech vyacuterobků a staveb ktereacute musejiacute odolaacutevat vysokeacutemu žaacuteruVyraacutebiacute se z lupku Dodaacutevaacute se ve formě cihel nebo malty

Moderniacute celolitinoveacute krboveacute vložky majiacute topeniště vyloženeacute 2-3 cm vrstvou šamotu což umožňuje dociacutelit vysokou a staacutelou teplotu při hořeniacute Ta je důležitaacute pro kvalitniacute spalovaacuten

Při vysokyacutech teplotaacutech totiž zůstaacutevaacute jen velice maleacute množstviacutenedopalků Palivo je efektivněji využiacutevaneacute a uacutespora spotřeby činiacute až75

Uacutečinnost spalovaacuteniacute přesahuje 80 a obsah CO ve spalinaacutech klesne pod požadovanyacutech 01 Tiacutem tyto šamotoveacute celolitinoveacute krboveacutevložky splňujiacute nejpřiacutesnějšiacute ekologickeacute normy

Šamot se takeacute vyznačuje dlouhou životnostiacute a schopnostiacutedlouhodobě odolaacutevat teplotaacutem do 1300 ordmC maacute vynikajiacuteciacute akumulačniacutea vyzařovaciacute vlastnosti Krbovaacute vložka s šamotovyacutem topeništěm maacute tedy delšiacute životnost a můžeme tedy poskytnout zaacuteruku podle typu od 7 do 10 let

Zdroj [8] 34

36

KeramickKeramickeacuteeacute whiskerywhiskeryExistuje takeacute řada možnostiacute jak připravit monokrystaly na baacutezi Al2O3 (safiacuteroveacute monokrystaly)

Při použitiacute metody EFG (edge defined film feed) se kapilaacuterou z molybdenu dodaacutevaacute roztavenyacute Al2O3 k mezipovrchu kde roste monokrystal Na hraně kapilaacutery je vytvořen film roztaveneacutekeramiky Jak zaacuterodečnyacute krystal se použiacutevaacute zrno safiacuteru

Tvar monokrystalu lze ovlivnit tvarem hrany a otvoru kapilaacutery Rychlost růstu mono krystalu je až 200 micrommin

Dalšiacute možnostiacute je využitiacute laseru k lokaacutelniacutemu taacuteniacute keramiky v miacutestě kde se tvořiacute monokrystal

31 36

Zdroj [3]

32 36

Zdroj [7]

33 36Zdroj [7]

ŠŠamotamot

Šamot je žaacuteruvzdornaacute hmota použiacutevanaacute pro vyzdiacutevky kamen peciacutea dalšiacutech vyacuterobků a staveb ktereacute musejiacute odolaacutevat vysokeacutemu žaacuteruVyraacutebiacute se z lupku Dodaacutevaacute se ve formě cihel nebo malty

Moderniacute celolitinoveacute krboveacute vložky majiacute topeniště vyloženeacute 2-3 cm vrstvou šamotu což umožňuje dociacutelit vysokou a staacutelou teplotu při hořeniacute Ta je důležitaacute pro kvalitniacute spalovaacuten

Při vysokyacutech teplotaacutech totiž zůstaacutevaacute jen velice maleacute množstviacutenedopalků Palivo je efektivněji využiacutevaneacute a uacutespora spotřeby činiacute až75

Uacutečinnost spalovaacuteniacute přesahuje 80 a obsah CO ve spalinaacutech klesne pod požadovanyacutech 01 Tiacutem tyto šamotoveacute celolitinoveacute krboveacutevložky splňujiacute nejpřiacutesnějšiacute ekologickeacute normy

Šamot se takeacute vyznačuje dlouhou životnostiacute a schopnostiacutedlouhodobě odolaacutevat teplotaacutem do 1300 ordmC maacute vynikajiacuteciacute akumulačniacutea vyzařovaciacute vlastnosti Krbovaacute vložka s šamotovyacutem topeništěm maacute tedy delšiacute životnost a můžeme tedy poskytnout zaacuteruku podle typu od 7 do 10 let

Zdroj [8] 34

36

32 36

Zdroj [7]

33 36Zdroj [7]

ŠŠamotamot

Šamot je žaacuteruvzdornaacute hmota použiacutevanaacute pro vyzdiacutevky kamen peciacutea dalšiacutech vyacuterobků a staveb ktereacute musejiacute odolaacutevat vysokeacutemu žaacuteruVyraacutebiacute se z lupku Dodaacutevaacute se ve formě cihel nebo malty

Moderniacute celolitinoveacute krboveacute vložky majiacute topeniště vyloženeacute 2-3 cm vrstvou šamotu což umožňuje dociacutelit vysokou a staacutelou teplotu při hořeniacute Ta je důležitaacute pro kvalitniacute spalovaacuten

Při vysokyacutech teplotaacutech totiž zůstaacutevaacute jen velice maleacute množstviacutenedopalků Palivo je efektivněji využiacutevaneacute a uacutespora spotřeby činiacute až75

Uacutečinnost spalovaacuteniacute přesahuje 80 a obsah CO ve spalinaacutech klesne pod požadovanyacutech 01 Tiacutem tyto šamotoveacute celolitinoveacute krboveacutevložky splňujiacute nejpřiacutesnějšiacute ekologickeacute normy

Šamot se takeacute vyznačuje dlouhou životnostiacute a schopnostiacutedlouhodobě odolaacutevat teplotaacutem do 1300 ordmC maacute vynikajiacuteciacute akumulačniacutea vyzařovaciacute vlastnosti Krbovaacute vložka s šamotovyacutem topeništěm maacute tedy delšiacute životnost a můžeme tedy poskytnout zaacuteruku podle typu od 7 do 10 let

Zdroj [8] 34

36

33 36Zdroj [7]

ŠŠamotamot

Šamot je žaacuteruvzdornaacute hmota použiacutevanaacute pro vyzdiacutevky kamen peciacutea dalšiacutech vyacuterobků a staveb ktereacute musejiacute odolaacutevat vysokeacutemu žaacuteruVyraacutebiacute se z lupku Dodaacutevaacute se ve formě cihel nebo malty

Moderniacute celolitinoveacute krboveacute vložky majiacute topeniště vyloženeacute 2-3 cm vrstvou šamotu což umožňuje dociacutelit vysokou a staacutelou teplotu při hořeniacute Ta je důležitaacute pro kvalitniacute spalovaacuten

Při vysokyacutech teplotaacutech totiž zůstaacutevaacute jen velice maleacute množstviacutenedopalků Palivo je efektivněji využiacutevaneacute a uacutespora spotřeby činiacute až75

Uacutečinnost spalovaacuteniacute přesahuje 80 a obsah CO ve spalinaacutech klesne pod požadovanyacutech 01 Tiacutem tyto šamotoveacute celolitinoveacute krboveacutevložky splňujiacute nejpřiacutesnějšiacute ekologickeacute normy

Šamot se takeacute vyznačuje dlouhou životnostiacute a schopnostiacutedlouhodobě odolaacutevat teplotaacutem do 1300 ordmC maacute vynikajiacuteciacute akumulačniacutea vyzařovaciacute vlastnosti Krbovaacute vložka s šamotovyacutem topeništěm maacute tedy delšiacute životnost a můžeme tedy poskytnout zaacuteruku podle typu od 7 do 10 let

Zdroj [8] 34

36

ŠŠamotamot

Šamot je žaacuteruvzdornaacute hmota použiacutevanaacute pro vyzdiacutevky kamen peciacutea dalšiacutech vyacuterobků a staveb ktereacute musejiacute odolaacutevat vysokeacutemu žaacuteruVyraacutebiacute se z lupku Dodaacutevaacute se ve formě cihel nebo malty

Moderniacute celolitinoveacute krboveacute vložky majiacute topeniště vyloženeacute 2-3 cm vrstvou šamotu což umožňuje dociacutelit vysokou a staacutelou teplotu při hořeniacute Ta je důležitaacute pro kvalitniacute spalovaacuten

Při vysokyacutech teplotaacutech totiž zůstaacutevaacute jen velice maleacute množstviacutenedopalků Palivo je efektivněji využiacutevaneacute a uacutespora spotřeby činiacute až75

Uacutečinnost spalovaacuteniacute přesahuje 80 a obsah CO ve spalinaacutech klesne pod požadovanyacutech 01 Tiacutem tyto šamotoveacute celolitinoveacute krboveacutevložky splňujiacute nejpřiacutesnějšiacute ekologickeacute normy

Šamot se takeacute vyznačuje dlouhou životnostiacute a schopnostiacutedlouhodobě odolaacutevat teplotaacutem do 1300 ordmC maacute vynikajiacuteciacute akumulačniacutea vyzařovaciacute vlastnosti Krbovaacute vložka s šamotovyacutem topeništěm maacute tedy delšiacute životnost a můžeme tedy poskytnout zaacuteruku podle typu od 7 do 10 let

Zdroj [8] 34

36

Zdroj [9] 35

36

Vlastnost Garančniacute

hodnotaŽaacuteruvzdornost min 1630degC

Obsah Al2

O3 min 30

Objemovaacute

hmotnost min1850 kgm3

Pevnost v tlaku min 15MPa

LITERATURALITERATURA[1]

httpwwwpedmuniczwphyFyzVlaFMkomplet3htm

[2]

Kratochviacutel B Švorčiacutek

V Vojtěch D Uacutevod do studia materiaacutelů 1 vydaacuteniacute ISBN 80-7080-568-4 2005

[3]

wwwskriptafttulcz[4] Česaacutenek

J Vyacutevojoveacute

trendy a nasazeniacute

řezneacute

keramiky

[5]

Matějka J Kapinus V Česaacutenek

J Vliv přerušovaneacuteho a nepřerušovaneacuteho řezu na řezivost řezneacute

keramiky při obraacuteběniacute

kalenyacutech oceliacute [6]

Matějka J Řezneacute

materiaacutely KKS ZČU Plzeň

[7]

Tomkovaacute

B Vlaacuteknoveacute

kompozity Vlastnosti vyztužujiacuteciacutech vlaacuteken I Katedra textilniacutech materiaacutelů wwwftvslibcz

[8]

httpwwwkrby-blanzekcz[9]

httpwwwmkzcz

36

36

LITERATURALITERATURA[1]

httpwwwpedmuniczwphyFyzVlaFMkomplet3htm

[2]

Kratochviacutel B Švorčiacutek

V Vojtěch D Uacutevod do studia materiaacutelů 1 vydaacuteniacute ISBN 80-7080-568-4 2005

[3]

wwwskriptafttulcz[4] Česaacutenek

J Vyacutevojoveacute

trendy a nasazeniacute

řezneacute

keramiky

[5]

Matějka J Kapinus V Česaacutenek

J Vliv přerušovaneacuteho a nepřerušovaneacuteho řezu na řezivost řezneacute

keramiky při obraacuteběniacute

kalenyacutech oceliacute [6]

Matějka J Řezneacute

materiaacutely KKS ZČU Plzeň

[7]

Tomkovaacute

B Vlaacuteknoveacute

kompozity Vlastnosti vyztužujiacuteciacutech vlaacuteken I Katedra textilniacutech materiaacutelů wwwftvslibcz

[8]

httpwwwkrby-blanzekcz[9]

httpwwwmkzcz

36

36