DE69105803T2 - Werkzeug aus gesintertem Siliziumnitrid-Körper und Verfahren zu dessen Herstellung. - Google Patents
Werkzeug aus gesintertem Siliziumnitrid-Körper und Verfahren zu dessen Herstellung.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Werkzeug mit einem gesinterten Siliziumnitridkörper, welches sowohl einem guten Verschleißwiderstand als auch eine ausgezeichnete Beständigkeit aufweist und welches insbesondere auf dem Gebiet der Schneidwerkzeuge und verschleißbeständigen Werkzeuge eingesetzt werden kann, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
- Bis zum heutigen Tag wurde für Werkzeugteile aus gesinterten Aluminiumoxiden vorgeschlagen, die Biegebruchfestigkeit zu erhöhen und den Verschleißwiderstand zu verbessern, indem man die Größe der Kristallkörner des gesinterten Körpers so klein wie möglich macht und gleichzeitig die Verteilung der Korngrößen enger zieht. Dieser Vorschlag wurde im Detail durch Zugabe von Sinterhilfsmitteln in die Tat umgesetzt, welche entweder die Sintertemperaturen senken, beispielsweise NiO, ZrO2, Y2O3, oder das Kornwachstum selbst unterdrücken können, z.B. TiC.
- Die Erhöhung der Biegebruchfestigkeit und die Verbesserung des Verschleißwiderstandes durch Verringerung der Kristallkorngröße des gesinterten Körpers auf kleinstmögliche Ausmaße und die Einengung der Korngrößenverteilung ist auch für die Verbesserung der Biegebruchfestigkeit und des Verschleißwiderstandes bei gesinterten Siliziumnitriden ein wirksames Hilfsmittel. Demzufolge wurden einige Techniken entwickelt, wie z.B. die Synthese eines Pulvers aus feinkörnigem, weitgehend in der α- Modifikation vorliegendem Siliziumnitrid, um uniforme Keime aus Siliziumnitrid der ß-Modifikation bei der Umwandlung von α - > ß zu erhalten, Optimierung der Sinterkurven, homogenes Einmischen von Sinterhilfenwie Y&sub2;O&sub3; etc..
- Als Ergebnis dieser Bemühungen um die Entwicklung von Verfahren wurden gesinterte Körper aus Siliziumnitrid als Werkstoffmaterial auf dem Gebiet des Schneidens und Zerspanens von Gußeisen eingesetzt, wofür gesinterte Körper aus Aluminiumoxid kaum verwendet werden, z.B. beim Rohschnitt von Gußeisen.
- Wie oben beschrieben, ist ein Verfahren effizient, welches die Verkleinerung der Kristallkorngröße des gesinterten Körpers auf kleinstmögliche Maße und die Einengung der Korngrößenverteilung umfaßt, wodurch die Biegebruchfestigkeit sowie der Verschleißwiderstand verbessert werden; diese Körper sind seitdem immer häufiger auf dem Gebiet des Rohschneidens von Gußeisen eingesetzt worden, wobei gesinterte Körper aus Aluminiumoxid nur unter Schwierigkeiten eingesetzt werden konnten. Die Erfinder haben jedoch herausgefunden, daß dann, wenn ein Sinterkörper aus Siliziumnitrid tatsächlich dem Schneiden von Gußeisen unterworfen wird, der Verschleiß des Sinterkörpers aus Siliziumnitrid schnell über Mechanismen voranschreitet, daß die Kristallkörner durch Schleifabnutzung aufgrund einer stark gehärteten Schicht (Hartgußschicht) auf der Oberfläche des Gußeisens oder aufgrund des sogenannten Phänomens des "Sandgehalts" ausfallen. Dies bedeutet, daß offensichflich eine Grenze für die Verbesserung der Biegebruchfestigkeit sowie des Verschleißwiderstandes eines gesinterten Werkzeugs aus Siliziumnitrid durch Verfahren besteht, welche die Verringerung der Kristallkorngröße auf kleinstmögliche Ausmaße und die Einengung der Korngrößenverteilung umfassen.
- EP-A-0 356 244 offenbart Sinterkörper aus Siliziumnitrid mit einer Zusammensetzung von 1,5-3,0 Gew.-% Y&sub2;O&sub3;, 0,1-1,0 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; und der Restmenge in Form von Si&sub3;N&sub4;, welcher durch Sintern bei einer Temperatur von 1900 - 2100 ºC in Form gebracht wird. EP-A-0 277 753 offenbart einen Sinterkörper aus Siliziumnitrid mit einer Zusammensetzung aus 1,5 - 3,0 Gew.-% Y&sub2;O&sub3; und 96 bis 98,4 Gew.-% Si&sub3;N&sub4;, welcher durch Sintern bei einer Temperatur von 1850 - 2000ºC in Form gebracht wird. Keine dieser Literaturstellen offenbart einen Sinterkörper aus Siliziumnitrid, der eine verbesserte Biegebruchfestigkeit und einen verbesserten Verschleißwiderstand aufweist.
- Dementsprechend stellt die Erfindung ein Werkzeug mit einem Sinterkörper mit Kristallkörnern aus Siliziumnitrid zur Verfügung, wobei der Sinterkörper 50 bis 90 Vol.-% hexagonale Kristallstäbchen mit einer Nebenachse von maximal 1,0 um und 5 bis 30 Vol.-% hexagonale Kristallstäbchen mit einer Nebenachse von mindestens 1,5 um umfassende Kristallkörner sowie weiterhin von mehr als 1 bis 10 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; und 1 bis 10 Gew.-% Y&sub2;O&sub3; als Sinterhilfsmittel enthält.
- Erfindungsgemäß kann somit ein Werkzeug mit einem Sinterkörper aus Siliziumnitrid geschaffen werden, welches beim Gebrauch eine ausgezeichnete Festigkeit und einen ausgezeichneten Verschleißwiderstand aufweist.
- Entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausfhhrungsform kann auch ein Werkzeug mit Sinterkörper aus Siliziumnitrid zur Verfügung gestellt werden, welches im Vergleich mit dem Stand der Technik entsprechenden Werkzeugen mit Sinterkörper aus Siliziumnitrid, welche lediglich aus feinen Kristallkörnern bestehen, eine längere Lebensdauer hat.
- Darüber hinaus stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des besagten Werkzeuges zur Verfügung, bei dem man ein Siliziumnitridpulver mit einer Korngröße von 1,0 um oder darunter verwendet, das Material mit Al&sub2;O&sub3; in einer Menge von mehr als 1 bis 10 Gew.-% und 1 bis 10 Gew.-% Y&sub2;O&sub3; als Sinterhilfsmittel mischt, die so erhaltene Mischung pulverisiert, das pulverisierte Gemisch dem Formpressen unterzieht und anschließend den erhaltenen, geformten Gegenstand unter einem Druck von 1 bis 300 atm bei einer Temperatur von 1700 ºC bis unterhalb von 1850 ºC in einer Stickstoffatmosphäre sintert. Als Imid kann beispielsweise Si(NH&sub3;)&sub2; eingesetzt werden.
- Gemäß einer Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem nach dem Sintern eine HIP-Behandlung bei einer Temperatur von 1600 bis 1900 ºC und einem Stickstoffgasdruck von 10 bis 3000 atm.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das oben beschriebene Werkzeug mit einem Sinterkörper aus Siliziumnitrid hergestellt werden, indem man Rohmaterialien in Pulverform verwendet, die über mindestens zwei Verfahren wie Imidzersetzung, direkte Siliziumnitridbildung und Siliziumoxidreduktion hergestellt werden.
- Beispiele der Erfindung sollen anschließend genauer beschrieben werden.
- Bei der Entwicklung von Materialien für gesinterte Werkzeuge aus Siliziumnitrid ist versucht worden, durch Verringerung der Kristallkorngrößen der Sinterkörpers auf kleinstmögliche Ausmaße und Einengen der Korngrößenverteilung die Biegebruchfestigkeit zu steigern und den Verschleißwiderstand zu verbessern. In bezug auf Sinterkörper oder Werkstoffe aus Keramik ist jedoch allgemein bekannt, daß die Biegebruchfestigkeit der Sinterkörper oder Werkstoffe umso größer ist, je kleiner die Korngröße der die Matrix bildenden Kristallkörner ist, daß aber die Beständigkeit gegenüber Bruch umso geringer ist.
- Unsere Untersuchungen haben nun ergeben, daß beim Schneiden von Gußeisen mit einem Werkzeug aus einem Sinterkörper aus Siliziumnitrid die Schleifabnutzung aufgrund solcher Mechanismen wie dem Ausfallen der Kristallkörner aufzutreten neigt, wobei dieser Abfall auf dem Vorhandensein einer stark gehärteten Schicht (Hartgußschicht) und einer Sand enthaltenden Schicht auf der Oberfläche des Gußeisens beruht; deshalb schreitet der Verschleiß des Werkzeuges rasch voran. Daher sollte ein Material für Gußeisenschneidwerkzeuge eine hohe Beständigkeit gegen Bruch aufweisen; diesbezüglich ist ein oben beschriebenes Werkzeug gemäß dem Stand der Technik aufgrund der Schleifabnutzung unbefriedigend und hat seine Grenzen.
- Zu diesem Zweck haben die Erfinder Untersuchungen zur Entwicklung eines Materials mit verbesserter Biegebruchfestigkeit sowie Verschleißwiderstand, insbesondere im Hinblick auf einen hohen Widerstand gegen Schleifabnutzung unter einem anderen Gesichtspunkt als jenem des Standes der Technik ausgeführt; daraufhin haben sie festgestellt, daß ein gegen Schleifabnutzung beständiges Material erhalten werden kann, indem man einen Sinterkörper aus Siliziumnitrid aus feinen und groben Kristallkörnern zusammensetzt. Dies bedeutet, daß ein Sinterkörper aus Siliziumnitrid aus einer Mischung aus feinen Krislkörnern und groben Kristallkörnern zusammengesetzt ist, wodurch angestrebt wird, hohe Festigkeit und Härte mit Hilfe der feinen Körner und eine hohe Beständigkeit mittels der großen Körner zu schaffen; dieser wird zum Schneiden von Gußeisen angewendet, wobei gute Ergebnisse erzielt werden.
- Genauer gesagt, ist der Sinterkörper aus Siliziumnitrid aus Kristallkörnern zusammengesetzt, welche 50 bis 90 Vol.-% feine hexagonale Kristallkörner in Form von Stäbchen oder Säulen mit einer Nebenachse von maximal 1,0 um, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 um, und 5 bis 30 Vol.-% grobe hexagonale Kristallkörner in Form von Stäbchen oder Säulen mit einer Nebenachse von mindestens 1,5 um, vorzugsweise von 1,5 bis 3,0 um umfassen, da 50 % oder mehr feine Kristallkörner mit einer mittleren Nebenachse von maximal 1 um zum Erzielen der Festigkeit zum Schneiden von Gußeisen erforderlich und 5 bis 50 Vol.-% grobe Kristallkörner mit einer durchschnittlichen Nebenachse von mindestens 1,5 um zum Steigern der Beständigkeit gegen Schleifabnutzung notwendig sind. Übersteigt der Gehalt an feinen Kristallkörnern mit einer durchschnittlichen Nebenachse von maximal 1 um 90 Vol.-%, kann das Ziel der Erfindung, d.h. die Verbesserung der Beständigkeit gegen Schleifabnutzung, nicht erreicht werden, wogegen dann, wenn der Gehalt an groben Kristallkörnern mit einer Nebenachse von mindestens 1,5 um 30 Vol.-% übersteigt, die Biegebruchfestigkeit verringert ist. Darüber hinaus ist es unmöglich, aus Körnern mit einer Nebenachse von maximal 0,1 um aus im Handel erhältlichem Siliziumnitridpulver Sinterkörper herzustellen; bei Verwendung von Körnern mit einer Nebenachse von mindestens 3,0 um ist die Festigkeit gegen transversales Reißen deutlich erniedrigt.
- In dem Siliziumnitridsinterkörper sind mehr als 1 bis 10 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; und 1 bis 10 Gew.- % Y&sub2;O&sub3; als Sinterhilfe enthalten. Da Siliziumnitrid in der α-Modifikation die Eigenschaft hat, gelöst in einer flüssigen Phase einen Niederschlag von Siliziumnitrid- Keimen in der ß-Modifikation zu ergeben, und dazu neigt, bei Vergrößerung in Form von langen, hexagonalen Kristallstäbchen enflang der C-Achse des hexagonalen Systemes zu wachsen, kann leicht ein Siliziumnitridsinterkörper hoher Festigkeit erhalten werden, in welchem hexagonale Kristallstäbchen miteinander verwoben sind. Durch Einarbeiten der oben beschriebenen Sinterhilfsmittel neigt Siliziumnitrid in der ß-Modifikation dazu, in Form hexagonaler Stäbchen zu wachsen; somit kann ein Sinterkörper hoher Festigkeit auf einfachere Weise erhalten werden (vgl. JP-Veröffenflichungsnummer 21091/1973). Die Beschränkung der Mengen an Al&sub2;O&sub3; und Y&sub2;O&sub3; auf jeweils 1 bis 10 Gew.-% wird damit begründet, daß in jedem Fall bei weniger als 1 Gew.-% die Wirkung ihrer Zugabe gering ist, während bei mehr als 10 Gew.-% der Verschleißwiderstand erheblich verringert wird.
- Der Sinterkörper aus Siliziumnitrid kann unter Verwendung eines Siliziumnitridpulvers als Rohmaterial hergestellt werden, welches mittels eines Imidzersetzungsverfahrens, über Reduktion und Nitridierung von SiO&sub2;-Pulver oder über direkte Nitridierung von metallischem Silizium erhalten wird. Insbesondere werden zwei oder mehr dieser Pulver im Kombination miteinander verwendet. Da das Kornwachstum des Siliziumnitridpulvers während des Sinterns abläuft, muß selbstverständlich ein Siliziumnitridpulver mit einer Korngröße von 1,0 um oder darunter als Rohmaterial verwendet werden. Die erfindungsgemäße Mischstmktur aus groben und feinen Körnern kann hergestellt werden, indem man die Bedingungen im Sinterschritt der Siliziumnitridpulver steuert oder indem man ein grobes mit einem feinen Pulver mischt. Im Hinblick auf das Rohmaterial in Pulverform ist anzumerken, daß es in Abhängigkeit von der Vorgeschichte und der Korngröße desselben sowohl zu einem schnellen Wachstum neigende Pulver als auch solche gibt, die nur schwer zum Wachsen anzuregen sind. Im Hinblick auf das zu verwendende Pulver ist zu sagen, daß nur schwer zum Wachsen anzuregende Pulver bevorzugt sind, da die Steuerung inrer Korngröße relativ einfach ist.
- Bei Einsatz von mit Hilfe mindestens zweier Arten von Verfahren, ausgewahlt aus Imidzersetzungsverfahren, Verfahren zur direkten Nitridierung von Silizium und zur Reduktion von Siliziumoxid, kann ein Sinter- oder Preßkörper auf einfache Weise erhalten werden, in dem feine und grobe Siliziumnitridkörner, was bevorzugt ist, gleichmäßig verteilt sind. Dies beruht wahrscheinlich darauf, daß sich die Liquidustemperatur und die Temperatur zur Bildung von ß-Keimen beim Übergang von α-Siliziumnitrid zum ß-Typus in Abhängigkeit von der Vorgeschichte der Herstellung des Siliziumnitrides unterscheiden, sodaß das Ausmaß ilires Kornwachstums verschieden ist und eine Mischstruktur aus feinen und groben Körnern leicht erhältlich ist.
- Der Siliziumnitridsinterkörper kann mit Hilfe der folgenden Verfahren hergestellt werden. Als erstes werden ein Siliziumnitridpulver, α-Al&sub2;O&sub3;-Pulver und Y&sub2;O&sub3;-Pulver in einer Kugelmühle in vorbestimmten Anteilen vermischt, anschließend granuliert, unter Verpressen geformt und schließlich unter Druck in einer Stickstoffatmosphäre gesintert. Sollte es erforderlich sein, wird das auf diese Weise erhaltene, gesinterte Produkt einer HIP-Behandlung unterworfen. Währenddessen sollte das Sintern vorzugsweise bei einer Temperatur von 1700 bis 1850 ºC und unter einem Druck von 1 bis 300 atm ausgeführt werden, da die Kristallkörner unterhalb von 1700 ºC zu fein und oberhalb von 1850 ºC zu grob sind, während unterhalb von 1 atm das Siliziumnitrid dazu neigt, sich während des Sinterns zu zersetzen, wogegen Drücke oberhalb von 300 atm wirtschaftlich ohne jede Bedeutung sind. Die HIP-Behandlung sollte vorzugsweise bei einer Temperatur von 1600 bis 1900 ºC und unter einem Druck von 10 bis 3000 atm ausgeführt werden, da unterhalb von 1600 ºC nur eine geringe HIP-Wirkung vorliegt und oberhalb von 1900 ºC das Kornwachstum zu beträchtlich ist, während unterhalb eines Druckes von 10 atm nur ein geringer Druckeffekt auftritt, wogegen Drücke oberhalb von 3000 atm im wirtschaftlichen Sinn bedeutungslos sind.
- Wie oben bereits erläutert, wird ein Werkzeug mit einem gesinterten Körper aus Siliziumnitrid beschrieben, welches aufgrund des Sinterkörpers aus Siliziumnitrid sowohl eine ausgezeichnete Festigkeit als auch einen ausgezeichneten Verschleißwiderstand aufweist, wobei der Körper eine Mischstruktur aus feinen und groben Körnern aufweist und die Körner aus 50 bis 90 Vol.-% hexagonalen Kristallstäbchen mit einer Nebenachse von maximal 1,0 um und 5 bis 30 Vol.-% hexagonalen Kristallstäbchen mit einer Nebenachse von mindestens 1,5 um zusammengesetzt sind. Der Sinterkörper aus Siliziumnitrid kann vorteilhafterweise mit einem dem Stand der Technik entsprechenden Werkzeug aus einem Sinterkörper aus Siliziumnitrid, der nur aus feinen Körnern besteht, verglichen werden, insbesondere in bezug auf seine verlängerte Lebensdauer. Dies bedeutet für die Industrie einen wesentlichen Beitrag.
- Spezielle Beispiele der Erfindung werden im folgenden beschrieben.
- Ein im Handel erhältliches, über ein Imidzersetzungsverfahren hergestelltes α-Siliziumnitridpulver wurde mit α-Al&sub2;O&sub3;-Pulver und Y&sub2;O&sub3;-Pulver in den in Tabelle 1, Beispiele 1 bis 6, angegebenen Anteilen gemischt, kugelgemahlen, pulverisiert und anschließend unter einem Druck von 1 Tonne/cm² formgepreßt. Die erhaltenen Formkörper wurden unter einem Druck von 5 atm in einer Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von 1800 ºC für 2 Stunden zum Erhalt der Beispiele mit den Nummern 1 bis 3 gesintert und weiter einer HIP-Behandlung bei einer Temperatur von 1750 ºC unter einem Druck von 1000 atm zum Erhalt der Beispiele mit den Nummern 4 bis 6 unterworfen.
- Die Kristallkörner der erhaltenen Sinterkörper wurden untersucht, indem Bruchstücke von ihnen Messungen mittels SEM, Ionenätzen oder Ätzen mit heißer NaOH unterzogen wurden.
- Die Sinterkörper (Bps. Nr. 1-6) wurden zu Einwegeinsätzen von JIS SNG 433 mit Hilfe des Mahlens verarbeitet, die dann den folgenden Schneidtests unterworfen wurden. Zum Vergleich wurden andere Einwegeinsätze (Beispiele Nr. 7 - 10) außerhalb des beanspruchten erfindungsgemäßen Schutzumfanges denselben Schneidtests unterworfen.
- Spanabhebungsvorgang: Drehen
- Werkstück: FC 25 (HB = 180)
- Schneidgeschwindigkeit: 600 m/min
- Vorschub: 0,4 mm/U
- Schneidtiefe: 1,5 mm
- Spanabhebungsvorgang: Zermahlen Werkstück: FC 25 (HB = 200) Schneidgeschwindigkeit: 200 m/min Vorschub: 0,25 mm/Kante Schneidtiefe: 2,5 mm Tabelle 1 Siliziumnitridpulver Al&sub2;O&sub3;-Pulver (Gew.-%) Y&sub2;O&sub3;-Pulver (Gew.-%) Siliziumnitridkristalle ≤ 1um ≥ 1,5 um Imidzersetzungsverfahren direktes Verfahren zur Si-Nitrierung Anmerkung: Bsp. Nr. 1 - 6 Erfindung Bsp. Nr. 7 - 10 Vergleich
- Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 gegeben. Aus Tabelle 2 geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Einsätze (Bsp. Nr. 1 - 6) jeweils längere Lebensdauern aufweisen als die Vergleichseinsätze (Bsp. Nr. 7 - 10). Die Lebensdauer eines Einsatzes wurde bei einem Flankenverschleiß von 0,3 mm bestimmt. Tabelle 2 Lebensdauer eines Einsatzes Test Nr.1 (min) Test Nr.2 (min) *) Messung der Lebensdauer: bei Flankenverschleiß von 0,3 mm
- Im Handel erhältliche α-Siliziumnitridpulver, welche über ein Imidzersetzungsverfahren, sowie Verfahren zur direkten Nitridierung von metallischem Silizium und zur Reduktion von Siliziumoxid hergestellt wurden, wurden mit α-Al&sub2;O&sub3;-Pulver und Y&sub2;O&sub3;- Pulver in den in Tabelle 3, Beispiel 11 bis 15, gegebenen Anteilen gemischt, kugelgemahlen, pulverisiert und anschließend unter einem Druck von 1 Tonne/cm² formverpreßt. Die erhaltenen Formkörper wurden unter Druck in einer Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von 1800 ºC für 2 Stunden gesintert und weiter einer HIP-Behandlung bei einer Temperatur von 1750 ºC unter einem Druck von 1000 atm zum Erhalt der Beispiele mit den Nummern 11 bis 15 unterworfen.
- Die Sinterkörper (Bps. Nr. 11 - 15) wurden zu Einmaleinsätzen von JIS SNG 433 mit Hilfe des Mahlens verarbeitet, die dann den in Beispiel 1 verwendeten Tests vergleichbaren Schneidtests unterworfen wurden. Tabelle 3 Siliziumnitridpulver* Al&sub2;O&sub3;-Pulver (Gew.-%) Y&sub2;O&sub3;-Pulver (Gew.-%) Siliziumnitridkristalle ≤ 1um ≥ 1,5 um Anmerkung *)(1) erhalten mittels Imidzersetzungsverfahren (2) erhalten mittels direkter Nitridierung von metallischem Si (3) erhalten mittels Reduktion von Siliziumdioxid
- Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt. Wie aus Tabelle 4 hervor geht, weisen die erfindungsgemäßen Einsätze (Bsp. Nr. 11 - 15), welche über den Einsatz zweier oder mehr, in bezug auf ihre Herstellungsverfahren unterschiedlicher Ausgangspulver aus Siliziumnitrid erhalten wurden, ausgezeichnetere Schneideigenschaften als die anderen erfindungsgemäßen Einsätze (Bsp. Nr. 1 - 6) unter Einsatz nur eines Siliziumnitridausgangspulvers auf. Tabelle 4 Lebensdauer des Einsatzes* Test Nr.1 (min) Test Nr.2 (min) *) Messung der Lebensdauer: bei Flankenverschleiß von 0,3 mm
Claims (6)
1. Werkzeug mit einem gesinterten Körper aus Siliziumnitrid, welcher 50 - 90 Vol.-%
hexagonale Kristallstäbchen mit einer Nebenachse von maximal 1,0 um und 5 - 30
Vol.-% hexagonale Kristallstäbchen mit einer Nebenachse von mindestens 1,5 um
umfassende Kristallkörner sowie mehr als 1 bis 10 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; und 1 bis 10
Gew.-% Y&sub2;O&sub3; als Sinterhilfsmittel enthält.
2. Werkzeug mit einem gesinterten Körper aus Siliziumnitrid gemäß Anspruch 1, bei
dem der Sinterkörper aus einem über ein Imidzersetzungsverfahren hergestelltes
Siliziumnitridpulver erhalten wird.
3. Werkzeug mit einem gesinterten Körper aus Siliziumnitrid gemäß Anspruch 1, bei
dem der Sinterkörper aus mindestens zwei Siliziumnitridpulvern erhalten wird, die
mittels des Imidzersetzungsverfahrens, eines Verfahrens zur direkten Nitridierung
von metallischem Silizium und eines Verfahrens zur Reduktion von Siliziumoxid
hergestellt wurden.
4. Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges gemiß Anspruch 1, bei dem man ein
Siliziumnitridpulver mit einer Korngröße von 1 um oder darunter einsetzt, das
Pulver mit mehr als 1 bis 10 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; und 1 bis 10 Gew.- % Y&sub2;O&sub3; als
Sinterhilfe mischt, das erhaltene Gemisch pulverisiert, die erhaltene Mischung dem
Formpressen unterwirft und anschließend den geformten Gegenstand unter einem
Druck von 1 bis 300 atm bei einer Temperatur von 1700 bis unterhalb von 1850 ºC
in einer Stickstoffatmosphäre sintert.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, welches den zusätzlichen Schritt einschließt, daß man
das Produkt nach dem Sintern einer HIP-Behandlung bei einer Temperatur von 1600
bis 1900 ºC und einem Stickstoffgasdruck von 10 bis 3000 atm unterwirft.
6. Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, bei dem das Siliziumnitridpulver mittels
mindestens zweier Verfahren aus Imidzersetzungsverfahren, Verfahren zur direkten
Nitridbildung von metallischem Silizium und Verfahren zur Reduktion von
Siliziumoxid hergestellt wird.
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