193593. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fokozott kopásállóságú alumínium-oxid kerámiák előállítására
193593 utólagos polírozását is; cirkónium-oxidot (Zr02), amely például cérium-oxiddal stabilizált formában fokozza az alumínium-oxid kerámia hőlökésállóságát; szilícium-karbamidot (SiC), amely az alumínium-oxidnál is keményebb anyag, s mint ilyen, a koptató hatásnak szívósabban ellenáll; továbbá például 20 tömeg%-ban ektrokorundot (Al203), amely csökkenti a zsugorodás mértékét, s a durva kristályszemcsék beágyazásával különlegesen nagyméretű és érdes felületű kerámiák készíthetők. (Ez utóbbi esetben az elektrokorund tulajdonképpen nem is adalékanyag, hanem a felhasznált alumínium-oxid egy részét elektrokorund alakjában alkalmazzuk.) Természetesen, a felsorolt adalékanyagok közül egyidejűleg többet is felhasználhatunk. A zsugorítás alatti szemcsenövekedés-gátló szerként alkalmazott magnézium-spinelit (MgAl204) és az adott esetben adalékanyagként felhasznált cirkónium-szilikátot ismert módon, fémsók, oxidjaik sztöchiometrikusan számított mennyiségeiből izzítással, majd finomra őrléssel állítjuk elő. Az adott esetben alkalmazott adalékanyagokkal egy-egy konkrét célra módosíthatjuk az alumínium-oxid kerámiák tulajdonságait, például növelhetjük a zsáraz- vagy nedves kopásállóságot vagy fokozhatjuk a hőhatással egybekötött koptatóhatással szembeni ellenállást stb. A találmány szerinti eljárásnál alkalmazott eutektikus szinteradalékot nemcsak önmagában, hanem vivőanyagra felvitt alakban is felhasználhatjuk. A vivőanyag előnyösen alumínium-oxid. Az eutektikus szinteradalékot célszerűen úgy visszük fel a hordozóra, hogy a magnézium-fluoridot és a kalcium-fluoridot az alumínium-oxid hordozóval összeőrüljük, majd a keveréket legalább 940°C-on kiizzítjuk. Az alumínium-oxid vivőanyagként való alkalmazásával két cél valósítható meg, egyrészt az eutektikus adalék készítésekor az kevésbé sül össze, másrészt ilyen „hígított“ állapotban pontosabban mérhető be a szükséges mennyiség. A találmány szerinti eljáráshoz használt eutektikus szinteradalékot különösén előnyösen 55,6 tömeg% kalcium-fluorid és 44,4 tömeg% magnézium-fluorid felhasználásával készítjük el. Az eutektikus szinteradalékból előnyösen 0,8 tönjeg% mennyiséget adunk a kiindulási .alumínium-oxidhoz. A találmány szerinti eljárás ipari méretben is gazdaságosan kivitelezhető, különleges berendezéseket nem igényel. Az eljárás kivitelézéséhez szükséges valamennyi alapanyag könnyen hozzáférhető. A felhasznált, finomra őrölt por gyakorlatilag valamennyi ismert formázási eljárással feldolgozható, a zsugorítás pedig a szokásos elektromos vagy gázfűtésű, aknás vagy alagút kemencékben elvégezhető. 5 4 A találmány szerinti eljárásnál alacsonyabb zsugorítási hőmérséklet elegendő, mint az ismert eljárások esetén, ugyanakkor a kapott termékek fokozottan kopásállók, és a hőlökésállóság tekintetében is felülmúlják az ismert eljárásokkal készült, hasonló rendeltetésű kerámiákat. A találmány szerinti eljárásnál a termékek kedvező tulajdonságait tovább javíthatjuk, illetve módosíthatjuk különféle adalékanyagok bevitelével. A találmányt az; alábbi példákkal részletesen ismertetjük. 1. példa Technikai minőségű kalcium-fluoridból korundgolyós őrlőmalomba bemérünk 556 g mennyiséget, és 444 g technikai magnézium-fluoridot. A porkeveréket célszerűen szárazon homogenizáló őrlésnek vetjük alá, amíg az átlagos szemcseméret 90%-a 1—2 pm nem lesz. Ezután önmagában ismert módon, például granulálássial és/vagy sajtolással tömörítjük, majd a kapott formatesteket izzítótokba téve levegőt tartalmazó oxidáló atmoszférában hőkezeljük, előbb 1 órán át 1150—1170°C-on, majd 2 órán át 940—970°C hőmérsékleten. A kihűlt, s legalább 90%-ban CaF2.MgF2 képlettel jellemezhető anyagot elporítjuk és újra megőröljük, hogy az átlagos szemcseméret 80—90%-a 10 pm alatti legyen. Az így kapott, 1. sz. eutektikus szinteradalékot a következők szerint használjuk fel. „G“ jelű, 0,1 tömeg%-nál kevesebb, összes alkáliát tartalmazó kerámiai timföldből (gyártó: Almásfüzitői Timföldgyár) bemérünk 988,5 g mennyiséget, hozzámérünk 8 g l.sz. szinteradalékot és 3,5 g magnézium-spinelit. A porkeveréket célszerűen korundgolyós malomban, 1 tömeg% elain, mint felületaktív anyag jelenlétében addig őröljük, amíg az átlagos szemcseméret 95%-a 5 pm alatti, s ezen belül 50%-a 1 pm alatti nem lesz. Ezután a porkeveréket önmagában ismert módon 14 tömeg% paraffinnal összeolvasztva, fröccsöntéssel golyókká formázzuk, timföldbe ágyazzuk és deparaffináljuk, majd bezsugoritjuk. Ez 120—150°C/óra felfűtés mellett 1300°C-on 2 órás, majd tovább emelve a hőmérsékletet 1550°C-ra, ott 6—8 órás hőkezeléssel, levegőt tartalmazó, oxidáló atmoszférában történik. A készített idomtestek névleges alumínium-oxid-tartalma 99,1 tömeg%, 0,1 tömeg% magnézium-oxid-tart£ilom és 0,8 tömeg% CaF2.MgF2-tartalom mellett. Sűrűség: 3,90 g/cm3. Vízfelvétel nincs, fukszinpróba: negatív. Felületi érdesség: Ra=3 pm. Átlagos szemcseméret (elektronmikroszkópos felvételek alapján) 5,4 pm. Lineáris zsugorodás mértéke: 15,6%. Felhasználási terület: szelep, siklócsapágy, csapágygolyó, stb. készítése. 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
