Bearbeitungsbeispiele

Eigenschaften von keramischem Material

Wir haben eine Vielzahl von keramischen Werkstoffen entwickelt, die sich unterschiedlich gut bearbeiten lassen. Nachstehend sind die Eigenschaften und die Bearbeitbarkeit von keramischen Werkstoffen aufgeführt, die in vielen Industriezweigen verwendet werden.

Material Vickers-Härte
HV(GPa)		 Bruchzähigkeit
(MPa・m1/2)		 Bearbeitbarkeit
Bearbeitbare Keramiken Niedrig Mittel Sehr hoch Sie können leicht mit Wolframcarbid-Schneidwerkzeugen bearbeitet werden.
Geschmolzene Kieselerde (SiO₂)
Borosilikatglas
Silicium (Si)		 Niedrig
9
5
5		 Niedrig Hoch Sie können leicht mit Wolframcarbid-Schneidwerkzeugen bearbeitet werden.
Es ist jedoch ausreichend Vorsicht geboten, um Risse und Absplitterungen zu vermeiden.
Aluminiumoxid (Al₂O₃) Mittel
18		 Mittel
4		 Hoch Aluminiumoxid ist das beliebteste keramische Material mit guter Bearbeitbarkeit. Die Bearbeitbarkeit von Aluminiumoxiden geringerer Reinheit wird jedoch durch andere Zusammensetzungen stark beeinträchtigt.
Aluminiumnitrid (AlN) Mittel
13		 Mittel
3		 Hoch AlN besitzt eine ähnliche Bearbeitbarkeit wie Aluminiumoxid. Allerdings ist es aufgrund seiner geringen Bruchzähigkeit anfälliger für Mikrorissbildung und Absplitterungen.
AlN reagiert bei der Bearbeitung mit Wasser und erzeugt Ammoniakgas. Es ist wichtig, die Bearbeitungsvorgänge kühl zu halten, um die Gasbildung zu minimieren. Außerdem muss der Kontakt mit Wasser so weit wie möglich vermieden werden, damit die Oberfläche nicht weiß wird.
Zirconiumdioxid (ZrO₂) Mittel
13		 Hoch
6		 Niedrig Zirconiumdioxid wird aufgrund seiner hohen Härte und Biegefestigkeit häufig verwendet, um Abriebfestigkeit zu erzielen. Darüber hinaus hat es hitzebeständige Eigenschaften und eine geringe Wärmeleitfähigkeit.
Siliciumnitrid (Si₃N₄) Mittel
13		 Hoch
6		 Niedrig Siliciumnitrid ist aufgrund seiner hohen Bruchzähigkeit nur schwer zu bearbeiten. Es ist so zäh, dass es die Diamantkörner des Schleifwerkzeugs schnell beschädigen kann, was zu übermäßigem Werkzeugverschleiß und schließlich zu einem unwiderruflichen Ausfall führt. Es ist von grundlegender Bedeutung, die Schärfe eines Schleifwerkzeugs aufrechtzuerhalten und das Werkzeug bei Verlust der Schärfe zu ersetzen.
Saphir (Al₂O₃) Hoch
23		 Mittel Niedrig Aluminiumoxid hat eine extrem hohe Härte und kann auf der Oberfläche eines Schleifwerkzeugs zum Verstopfen führen.
Da es sich bei Korund um eine einkristalline Form handelt, wird sich ein bei der Bearbeitung entstandener Riss ausbreiten und schließlich zum Bruch des Aluminiumoxid-Produkts führen.

Prozessvergleich nach dem Sintern

Top Seiko ist auf die Präzisionsbearbeitung von Sinterkeramiken mit Werkzeugmaschinen und Diamantschleifwerkzeugen spezialisiert. Im Folgenden sind die Vor- und Nachteile der Bearbeitung von Sinterkeramiken im Vergleich zur Grünbearbeitung aufgeführt.

Bearbeitung von Sinterkeramiken
VORTEILE 1. Durch Sinterschrumpfung und Verzug verursachte Maßfehler können durch die Bearbeitung von vollständig gesinterter Keramik korrigiert werden, was das Erreichen enger Maßtoleranzen erheblich erleichtert.
Wir sind in der Lage, bei der Bearbeitung keramischer Werkstoffe Toleranzen von bis zu plus/minus 3 Mikrometern (0,0001") zu erreichen. Unsere Standardtoleranzen betragen plus/minus 5 Mikrometer (0,0002").
2. Die Lieferung von präzisionsgefertigten Teilen innerhalb einer kürzeren Vorlaufzeit ist möglich, da kein Sintern erforderlich ist. Darüber hinaus haben wir eine Vielzahl von vollgesinterten Keramiken auf Lager.
3. Für die Herstellung von Prototypen und Kleinserien können die Kosten viel niedriger sein, da KEINE Form benötigt wird, die hohe Anfangskosten verursacht.
NACHTEILE 1. Für die Bearbeitung von sintergehärteten Keramiken ist eine längere Bearbeitungszeit erforderlich, was zu hohen Bearbeitungskosten führen kann. Dank unserer Lights Out-Produktionskapazität konnten wir jedoch die Kosten erheblich senken. Außerdem können maschinell bearbeitbare Keramiken im Hinblick auf die Bearbeitungskosten kostengünstigere Alternativen zu Hochleistungskeramiken sein. Wir unterstützen Sie bei der Auswahl einer maschinell bearbeitbaren Keramik auf der Grundlage Ihrer Anwendungsanforderungen.
2. Bei großvolumigen Produkten kann es zu Engpässen kommen.

Ceramics List

  • Aluminiumoxid（Al₂O₃）

    Ausgezeichnete elektrische Isolationseigenschaften, hohe Temperaturbeständigkeit, Plasmabeständigkeit, hohe Härte, Verschleißfestigkeit

  • Aluminiumnitrid（AlN）

    Hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, geringe Wärmeausdehnung, ausgezeichnete elektrische Isolationseigenschaften, Plasmabeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit
  • Zirconiumdioxid（ZrO2）

    Hohe Bruchzähigkeit, niedrige Wärmeleitfähigkeit, Verschleißfestigkeit
  • Siliciumcarbid（SiC）

    Hohe Härte, hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe mechanische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit
  • Siliciumnitrid (Si3N4)

    Hohe Bruchzähigkeit, geringe Wärmeausdehnung, Verschleißfestigkeit, gute Temperaturwechselbeständigkeit
  • Bearbeitbare Keramiken

    Ausgezeichnete elektrische Isolationseigenschaften, gute Bearbeitbarkeit, hohe Temperaturbeständigkeit

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