1- Was bieten wir? Mechanisch Bearbeitbare Keramiken. Technisches Dokument :

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1 1- Was bieten wir? Eine Spitzendefinition von dichten Keramikmaterialien, sehr ähnlich den bekanntesten Sinterkeramiken, die überall dort eingesetzt werden, wo Beständigkeit gegenüber Hitze, Abrieb und Chemikalien, sowie mechanische Festigkeit unverzichtbare Eigenschaften sind. Jedoch erfordern diese Keramiken eine bestimmte Ausrüstung und besondere Fachkenntnis für die mechanische Fertigung und Formgebung. Im Gegensatz dazu sind die mechanisch bearbeitbaren Keramiken einfach mit konventionellen Werkzeugmaschinen zu bearbeiten; diese Keramiken können mit Werkzeugen, die in allen allgemeinen mechanischen Werkstätten verfügbar sind, gesägt, gebohrt, gefräst und gedreht werden. Die mechanisch bearbeitbaren Keramiken ermöglichen die Fertigung von Kleinserien sowie von Prototypen zur Validierung. Da eine einzige Keramik nicht allen Anforderungen gerecht werden kann, haben wir im Laufe der Jahre eine umfassende Produktpalette zusammengestellt, in der man leicht bearbeitbare Keramiken für ein Maximum an Einsatzbereichen findet. Die nachfolgenden Tabellen sollen Ihnen bei der Auswahl des Produktes, welches am besten ihren Anforderungen entspricht, helfen. Wir verfügen über Bearbeitungsgeräte und garantieren eine Qualität nach ISO 9001 Plan- und Rundschleifen, Drehen, Fräsen, Bohren, Maschinelle Fertigung und Bohren durch Ultraschall, Polieren, eben und rund, Innen- und Außengewinde, Einschleifen, Montage Keramik - Metall, Hartlötung, Metallisieren. Wir bearbeiten ebenfalls : Quarz, Rubin, Glas, Glaskeramik, poröse Filterkeramiken, Mischstoffe, Harze die Glas enthalten, Kieselsäure, Kohlenstoff, bearbeitbare Isolierstoffe, Kalziumsilikat, Glimmer, Aluminiumsilicat

2 2 - RATSCHLÄGE FÜR DIE MASCHINELLE FERTIGUNG Diese Keramiken lassen sich mit großer Genauigkeit mit konventionellen Karbidwerkzeugen bearbeiten. Die nachstehenden Verfahren müssen befolgt und häufig überprüft werden, gleichwie sehr geschärfte Werkzeuge benutzt und häufig überprüft werden sollen: da diese Werkstoffe sehr hart und abschleifend sind, beschädigen sie schnell die Schneidkanten der Werkzeuge. Daher ist es dringend notwendig, ruhig, vibrationslos und ohne Ausscheidung zu arbeiten. 1 Abschmieren : Wasser ist ein hervorragendes Schmier-/Kühlmittel. Sichern Sie einen kontinuierlichen Wasserlauf über Werkzeug und Werkstück um Splitter zu vermeiden. Für noch mehr Präzision: empfohlene Produkte verwenden (Fragen Sie uns). 2 Schneiden : Mit Kreissägen aus Diamant oder Siliziumkarbid, mit Geschwindigkeiten von 2000 bis 2500 U/min, von oben nach unten 3 Feilen : Durchgehende mit Karbidpulver beschichteten Bändern, Geschwindigkeit 30 m/min maximal. 4 Bohren : Mit Karbidbohrern, Typ Carboloy 883. Verwenden Sie geringere Geschwindigkeiten bei HSS-Bohrern. Nie auf einmal durchbohren. Schlagbohrmaschine benutzen, von beiden Seiten bohren, nach jeweils 3 bis 4 Löchern nachschärfen. 5 Ausbohrung : Werkzeuglast (mm/schneide) 0,051 Tiefe 4 bis 5 mm Geschwindigkeit (m/mn) 2,2 bis 3,8 6 Gewinde : Diamantwerkzeug benutzen mit Spanrekuperator oder kleines Werkzeug aus Wolframkarbid. 7 Innengewinde : HSS-Werkzeuge wie die aus Karbid genügen. Vorbohrung auf 70% des Enddurchmessers auslegen. Mit Kerosin schmieren. 8 Dreharbeiten : Mit kleinen Werkzeugen aus Karbid oder Siliziumkarbidschleifscheiben mit Spanrekuperator (Carboloy 883) Schneidgeschwindigkeit (m/mn) : 2,7 bis 4,5 Vorschub (mm/ Umdrehung): 0,051 bis 0,08 Tiefe (mm): 4 bis 6 9 Schleifen : Mit Karbidschleifscheiben (beschichtet mit Epoxidharz) mit den empfohlenen Geschwindigkeiten. Feine Scheiben mit gleichmäßiger Körnung verwenden; bei größeren Arbeiten mit harten Scheiben mit feiner Körnung fertig bearbeiten. Mit einer 1% öligen Lösung schmieren. Mit Bleiweiß auf einem Passstück oder einem weichen Lappen polieren. 10 Metallisieren : Für dicke Beschichtungen metallisierte Tinten benutzen (Silber, Gold, Platin). Für dünne Beschichtungen pulverisieren

3 3 DAS ALUMINIUM SILIKAT PRÄSENTATION Das Aluminiumsilikat ist verwendbar bei 500 C, aber ein Nachbrennen bei 950 C gewährleistet eine spätere Haltbarkeit bis 1300 C. Es ist geeignet für die Herstellung von Prototypen, zum Löten, Befestigung von Schweißteilen, Isolatoren, Halterungen, elektrischen Bauteilen... Die Ausgangsteile dieser Keramik (Platten, Stangen, Scheiben) lassen sich einfach durch schneiden, sägen, bohren oder fräsen in die gewünschte Form bringen. Diese Produkte sind hochtemperaturbeständig und einsetzbar in der Elektronik, Elektrik und Werkzeugbau. In der Rohform ist es bis 650 C einsetzbar und in gebrannter Form bis 1300 C. Es ist ein hydratisiertes Aluminiumsilikat, das sich mit konventionellen Maschinen bearbeiten lässt. Es existiert in kompakter Form und besitzt bestechende elektrische und mechanische Merkmale. Es lässt sich sehr präzise bearbeiten. Sie vermeiden dadurch den Einsatz von vorgefertigten Teilen und kostspieligen Formen es ist die ideale Lösung für die Herstellung von Prototypen oder Kleinserien. Schmelzmetalle wie Zink, greifen diese Keramik nicht an, sie ist reaktionslos in oxidierenden und reduzierenden Atmosphären und bietet eine bemerkenswerte Resistenz gegen Wärmeschocks. Sie entgast nicht und kann unter Vakuum eingesetzt werden. ZUSAMMENSETZUNG SiO2 67,78 % Al2O3 27,83 % TiO2 0,41 % Fe2O3 0,048 % CaO 0,10 % K2O 2,96 % Na2O 0,87 % ANWEISUNGEN FÜR DIE VERARBEITUNG DER KERAMIK Im Rohzustand lässt sich das Aluminiumsilikat wie Holz oder Messing bearbeiten, in der Bandsäge, und für jede traditionelle Bearbeitung: Fräsen, Dreharbeiten, Gewinde, Ausbohrung, Abstechen, Falzen, Polieren. Es ist ratsam, Werkzeuge aus sehr hartem Metall, ohne Abkühlung zu benutzen und sorgfältig den Keramikstaub zu entfernen. Bitte beachten Sie, dass die Werkstücke in gebrannter Form eine Dicke von 12 nicht überschreiten sollten, um Risse zu vermeiden; für stärkere Dicken müssen Entlastungslöcher gebohrt werden. Während des Brennens dehnt sich die Keramik, um 1,9% bei 980 C, um 2% bei 1040 C, aus. Darüber hinaus sind die Veränderungen sehr gering und man kann eine Genauigkeit von ± 0,05 mm erreichen. Zur endgültigen Fertigung kann durch Politur noch korrigiert werden. Als Klebstoff empfehlen wir den Keramikkleber Cotronics 919 aus unserem Katalog. BRENNEN Um mehr 650 C auszuhalten, müssen die Teile durch Sinterung für den Ofen vorbereitet werden. Dieser Vorgang beginnt bei kaltem Ofen und die Aufheizphasen dürfen 260 C pro Stunde nicht übersteigen. Die Ausdehnung für das Erreichen der endgültigen Abmessungen (ca. 2%) bedenken. Die Aufheizphasen müssen auf 150 C pro Stunde herabgesetzt werden, wenn die Teile eine Dicke von mehr als 12 mm haben. Die Maximaltemperatur darf 1010 C bis 1100 C nicht überschreiten und wird während einer Zeit von 30 Minuten für eine Dicke von 6 mm und 45 Minuten für eine Dicke von 20 mm, aufrechterhalten (Berechnung des richtigen Wertes per Extrapolation). Danach wird progressiv abgekühlt, bis das Werkstück bei ca. 90 C aus dem Ofen genommen wird

4 BESONDERE ANWEISUNGEN 1 Schneiden, bohren, drehen, ausbohren, Gewinde schneiden, durchbrechen, richten und bohren sind mit konventionellem Werkzeug möglich. Geschwindigkeiten der Werkzeuge und die Werkstoffe sind identisch der maschinellen Fertigung von Metallen. Benutzen Sie wenn möglich sorgfältig geschärfte Karbidwerkzeuge. 2 Die Ausdehnung von 1,8 bis 2% während des Brennens einplanen: eine maschinelle gefertigte Abmessung von 9,8 mm erreicht 10 mm nach dem Brennen. Diese Ausdehnung betrifft auch die Durchmesser. 3 NIE Schmiermittel oder Kühlflüssigkeiten benutzen. 4 Nach der Arbeit die Maschinen sehr sorgfältig säubern: Aluminiumsilikat wirkt abschleifen in Pulverform. 5 Falls erforderlich kann die gebrannte Keramik wieder mit Wasser und Schleifsteinen aus Siliziumkarbid für eine sehr große Genauigkeit bearbeitet werden. BEI MISSLINGEN Überprüfen Sie die häufigsten Ursachen: War die Brenntemperatur falsch eingestellt? Gab es einen Fehler in der Berechnung der Ausdehnung? Besitzt das Modell scharfe Kanten oder harte Übergänge? 4 MACOR Macor ist ein außergewöhnlicher technischer Werkstoff, der mit traditionellen Werkzeugmaschinen bearbeitet werden kann. Durch die Verbindung der Leistung einer technischen Keramik mit der Vielseitigkeit eines Hochleistungskunststoffes bietet Macor eine Lösung für spezifische Probleme. Macor kann bei hoher Temperatur benutzt werden (800 C ständig C Spitze). Da er eine spezifische Wärmeleitfähigkeit besitzt, ist er sowohl ein gutes Isolationsmittel für hohe Temperaturen als auch ein hervorragender elektrischer Isolator. Macor weist keine Porosität auf und wenn er richtig gebrannt wurde, auch keine Entgasung. Er ist widerstandsfähig, starr und weist, im Unterschied zu Kunststoffen, bei hohen Temperaturen kein plastisches Fließen auf und verformt sich nicht. Macor ist auch strahlungsbeständig. Macor ist von einem reinen Weiß und kann stark glänzend poliert werden. Er kann metallisiert, geschweißt und kann mit dickem oder dünnem Epoxidharzfilm beklebt werden. Ein anderer Hauptvorteil dieses einzigartigen Werkstoffs ist, dass er sogar in kleiner Menge wirtschaftlich hergestellt werden kann. MASCHINELLE BEARBEITUNG Die Toleranzen der maschinellen Bearbeitung sind bemerkenswert eng, bis mm. Die Glaskeramik MACOR kann bis zum Erreichen eines Oberflächenzustands von weniger als 0.5 μm und einer Politur von 0.013μm bearbeitet werden. ANWENDUNGEN Ultrahochvakuum: Isolationsmittel, Spulenträger, Durchführungen unter Vakuum... Anwendungen unter konstantem Vakuum : Zwischenstücke, Kopfstücke und Öffnungen von Höchstfrequenzrohranlagen, Probenträger in Feldionenmikroskopen

5 Raumfahrt : Seegerringe, mechanische Dichtungen an Orbitalsonden... Atomkraft : Dimensionsreferenz (Die Dimensionen vom Macor sind strahlungsunempfindlich)... Schweißen : Schneidbrennerdüse beim Brennschneiden mit Flamme (Macor wird nicht angegriffen)... Zubehör : Brennerblock und Elektrodenhalter bei elektrischen Schneidverfahren HT HAUPTMERKMALE Dichte : 2,52 g/cm3 Porosität : 0% Ausdehnungskoeffizient : 74 x 10-7 / C ( C) 93 x 10-7 / C ( C) 114 x 10-7 / C ( C) 126 x 10-7 / C ( C) Dauertemperatur : 800 C Maximaltemperatur : C Diffusionsvermögen : 7,3 x 10-7 m2/s (25 C) Wärmeleitfähigkeit : 1,46 W/m C (25 C) Spezifische Wärme : 0,79 KJ / kg C (25 C) Young scher Modul : 66,9 GPa (25 C) Poisson sche Zahl : 0,29 Schubmodul : 25,5 GPa (25 C) Knoop-Härte : 250 (100g) Bruchmodul : 94 MPa (25 C) Druckfestigkeit : 345 MPa Bruchzähigkeit : 1,53 MPa. m0,5 Dielektrizitätskonstante: 6,03 (1 KHz) (25 C) Verlustwinkeltangente: 4,7 x 10-3 (1 KHz) (25 C) Durchschlagfestigkeit: 40 KV / mm (Dicke 0,254mm) (25 C) Spezifische Widerstandsdichte: >1016Ω-cm ZUSAMMENSETZUNG SiO2 46 % MgO 17 % Al2O3 16 % K2O 10 % B2O3 7 % F 4 % VERFÜGBARE PRODUKTE : Platten und Stangen aus Macor. Wir bearbeiten Ihre Werkstücke nach Plan

6 5 BEARBEITBARES ALUMINIUMOXID (85 %) PRÄSENTATION Dieser Werkstoff ist einsatzbereit und erfordert keine Wärmebehandlung. Jedoch kann der Härter 960 (Cotronics) benutzt werden, um den Oberflächenwiderstand noch zu verbessern: er wird dann bei 320 C ausgehärtet. Diese Keramik hält bis 1650 C und ist beständig gegen Metallschmelzen, Säuren, Lösungsmitteln und Temperaturschocks. Sie findet in diesem Zustand Anwendung in den Bereichen von Elektro- und Elektronikindustrie, Hüttenwesen und Hochtemperaturtechnik im Vakuum. MASCHINELLE BEARBEITUNG : Es wird mit einer hohen Genauigkeit mit traditionellen Werkzeugen bearbeitet Schmierung des benutzten Werkzeugs mit Wasser: dies sichert gleichzeitig die Abkühlung und verhindert ein Abplatzen. Schneiden mit Hilfe von Schleifscheiben aus Siliziumkarbid oder Diamant mit Geschwindigkeiten von 1800 bis 2600 U/min. Eine schnelle Stahlbandsäge, 23 m/min, 14 Zähne ohne Schmierung für die Umrisse. Bohren mit Wolframkarbidbohrern, bei 2000 U/min unterhalb von 6 mm Durchmesser, bei 1000 U/min darüber hinaus (nie 12 mm übersteigen ½ ). Gewindeschneiden mit einem Werkzeug aus Wolframkarbid oder einer Schleifmaschine mit Diamantscheibe. Gewindebohren mit Schnelldrehstahl oder Wolframkarbid. Vorbohrung auf 70% des Enddurchmessers auslegen. Drehen mit einem Werkzeug aus Wolframkarbidstahl oder einer Schleifmaschine mit Siliziumkarbid. ANWENDUNGEN Prototypen, Hartlöten Befestigungen: für das Schweißen, Vakuum, Hochfrequenzheizung Verschiedene Halterungen Elektrische Bauteile, Isolatoren... VERFÜGBARE PRODUKTE : Platten und Stangen aus bearbeitbarem Aluminiumoxid. Wir bearbeiten Ihre Teile nach Plan. 6 BORNITRIT Bornitrit wird durch Nachsintern und Pulverpressung hergestellt. Seine kristalline Struktur ist hexagonal. Infolge der benutzten Verdichtungsmethode, sind die physikalischen Eigenschaften des Werkstoffs anders je nach der senkrechten und parallelen Achse zur Sinterungsrichtung. Bornitrit ist nicht giftig 2 Typen Bornitrit zur Bearbeitung NB: Bornitrit mit Bindemittel NB HP: Bornitrit von hoher Reinheit ohne Bindemittel (Sinterung unter hoher Temperatur und hohem Druck)

7 HAUPTEIGENSCHAFTEN Hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit Geringe Wärmedehnung Hervorragender Widerstand gegen Temperaturschocks Hoher dielektrischer Widerstand Niedrige Dielektrizitätskonstante Chemische Reaktionslos Durchlässig für Mikrowellen Leicht bearbeitbar Hohe Reinheit Niedrige Reibung Nicht giftig ANWENDUNGEN Elektrisches Isolationsmittel bei sehr hohen Temperaturen Schmelztiegel für die Gießerei Umhüllung von Thermoelementen - Widerstandshalterung Schmierstoff bei hoher Temperatur 7 ALUMINIUMNITRIT PRÄSENTATION Bearbeitbares Aluminiumnitrit (chemisches Symbol: AlN) ist ein Halbleiter mit einem breitem verbotenem Energieband (6,2 ev). Es ist ein feuerfester elektrischer Nichtleiter, der eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit (höher als die von Kupfer bei 200 C) und eine große Oxidationsbeständigkeit und Abriebfestigkeit aufweist. Mögliche Anwendungsbereiche als Substrat oder in der Leistungselektronik bei der Herstellung von Höchstfrequenzleistungstransistoren. Aluminiumnitrit wird durch Wärmereduzierung von Aluminiumoxid oder Nitrieren von Aluminium synthetisiert. Es ist durchlässig für sichtbare Wellenlängen und Infrarot (0,5 an 3μm) und kann als Fenster für Infrarot- und Radargeräte benutzt werden HAUPTEIGENSCHAFTEN Hohe Wärmeleitfähigkeit, 5 Mal höher als bei Aluminiumoxid Elektrische Isolation Geringer Wärmedehnungskoeffizient Hohe Betriebstemperatur Hohe Reinheit Niedrige Dielektrizitätskonstante Resistent gegen Metallschmelzen (Aluminium, Kupfer, Lithium...) Nicht Säure- und Alkalibeständig ANWENDUNGEN Elektronische Bauteile besonders, wenn elektrische Isolation und Wärmeableitung verlangt werden. Bauteile, bei denen eine schwache Dielektrizitätskonstante und ein niedriger Verlustfaktor verlangt werden. Befestigungselemente, bei denen ein geringer Wärmedehnungskoeffizient erforderlich ist. VERFÜGBARE PRODUKTE : Platten und Stangen aus bearbeitbarem Aluminiumnitrit. Wir bearbeiten Ihre Teile nach Plan

8 8 TABELLEN DER MERKMALE Technische Daten Aluminium Silikat ungebrannt Aluminium Silkat 1100 C Aluminium Silikat 1300 C Macor Glaskeramik VITRO 800 Physikalische Eigenschaften Dichte g/cm Durchlässigkeit % Wasseraufnahme % Mechanische Eigenschaften Härte Mohs : 2.5 Mohs : 5.5 Mohs : 7.5 RockwellA: 48 Mohs : 4 Druckfestigkeit N/mm² Biegefestigkeit N/mm² Elastizitätsmodul Gpa / / / Thermische Eigenschaften Maximale lastfreie Temperatur C Dauerbetriebstemperatur C Spezifische Hitze 20 C J/kg K / / / 0.79 / Wärmeleitfähigkeit W/m K Ausdehnungskoeffizient 10-6 / K C / / / 9.3 / C / , C / / / 12.6 / C 7-12 / 4-10 / / Elektrische Eigenschaften Spezifischer Durchgangswiderstand 20 C Ohmcm 10^10 10^12 10^12 10^16 1.8x10^14 Dielektrizitätskonstante 20 C 1 KHz / / ~7 Dielektrischer Verlustfactor (1 KHz) / / 9x10^ / Durchschlagfestigkeit 20 C kv/mm > 15 Chemische Eigenschaften Wiederstandsfähigkeit gegen Säure bei 20 C, ausser bei Fluorwasserstoffsäure G G G G G Wiederstandsfähigkeit gegen Alkali bei 20 C G G G SG SG

9 Technische Daten Aluminium Oxide Bornitrid NB HD Aluminium Nitride - Shapal M Physikalische Eigenschaften Dichte g/cm Durchlässigkeit % Wasseraufnahme % / 0 Mechanische Eigenschaften Härte Mohs : 5 Knopp : 4 kg/mm² Vickers : 3900 Mpa Druckfestigkeit N/mm² Biegefestigkeit N/mm² Elastizitätsmodul Gpa / / 190 Thermische Eigenschaften Maximale lastfreie Temperatur C Dauerbetriebstemperatur C Spezifische Hitze 20 C J/kg K / 1.5 / Wärmeleitfähigkeit W/m K Ausdehnungskoeffizient 10-6 / K C / / C / / C / / C / 0.57 / Elektrische Eigenschaften Spezifischer Durchgangswiderstand 20 C Ohmcm 10^14 10^14 10^12 Dielektrizitätskonstante 20 C 1 KHz 9 (à 100kHz) Dielektrischer Verlustfactor (1 KHz) / Durchschlagfestigkeit 20 C kv/mm Chemische Eigenschaften Wiederstandsfähigkeit gegen Säure bei 20 C, ausser bei Fluorwasserstoffsäure G / / Wiederstandsfähigkeit gegen Alkali bei 20 C G / /

10 WIR SIND IN DER LAGE IHRE PROTOTYPEN ODER SERIENMODELLE ETC. HERZUSTELLEN Außer der Entwicklung von fortschrittlichen Werkstoffen, helfen wir Ihnen mit unserer Erfahrung bei der Erstellung einer Lösung, die Ihren Anforderungen entspricht. In welchem Bereich Sie auch tätig sein mögen, eines unserer Produkte entspricht sicherlich Ihren Bedürfnissen. Wir beschränken uns nicht nur auf die Lieferung dieser Produkte, sondern wir beraten Sie auch und stellen die Verarbeitungsverfahren zur Verfügung. Verkleben, Formguss, Umhüllung, Wärmeisolation, maschinelle Fertigung von Hart- und Verbundstoffen nach Plan, Herstellung von technischen Textilien sind ein Teil des einzigartigen Know-How von Profis für Profis. SENDEN SIE UNS IHRE PLÄNE, UND WIR SCHICKEN IHNEN SCHNELLSTMÖGLICH EINEN DETAILLIERTEN KOSTENVORANSCHLAG