Céramique usinable

Silicate d'alumine : Céramique technique usinable


Présentation de céramique usinable

Le silicate d’alumine est utilisable à 650°C sans traitement thermique, mais un recuit à maximum 1250°C peut assurer une tenue jusqu’à 1300°C. Il est utilisable pour fabriquer des prototypes, pour le brasage, les fixations de pièces à souder, des isolateurs, des supports, des composants électriques…

Cette céramique vous permet d’élaborer vos pièces par découpe, sciage, perçage, fraisage avec des machines conventionnelles, à partir de plaques, barres cylindriques ou disques. Elle se présente sous forme compacte et possède des caractéristiques électriques et mécaniques attrayantes. Il permet l’usinage de composants de haute précision ; vous évitez ainsi l’utilisation de pièces préfabriquées ou de moules onéreux, c’est la solution idéale pour la fabrication de prototypes ou de petites séries. Les métaux en fusion, tel le zinc, ne mouille pas cette céramique, elle est inerte en atmosphères oxydantes et réductrices et offre une résistance remarquable aux chocs thermiques. Elle ne dégaze pas et peut s’utiliser sous vide.

Composition

  • SiO2 : 60%
  • Al2O3 : 35%
  • TiO2 : 2%
  • K2O : 1%
  • Fe2O3 0.8% 
  • Na2O : <0.2%
  • P2O5 : 0.15% - perte au feu 0.08%
  • MgO : <0.08%
  • CaO : 0,03%   


Applications de céramique usinable

  • Fabrication de prototypes
  • Fabrication de pièces brasées
  • Fixation de pièces à souder
  • Composants électriques
  • Support
  • Pièce d’usure


Instructions de mise en oeuvre de la céramique : 

A l’état brut, le silicate d’alumine s’usine comme bois ou laiton, à la scie à ruban, et pour toute opération traditionnelle : fraisage, tournage, filetage, alésage, décolletage, rainurage, polissage. Il est souhaitable d’utiliser des outils en métal très dur, sans refroidissement, et de nettoyer soigneusement les poussières de céramique. Sous forme cuite, noter que les pièces ne doivent pas dépasser 12 mm d’épaisseur si l’on veut éviter toute fissure; pour des épaisseurs supérieures on percera des trous de délestage. Pendant la cuisson, la céramique se dilate, de 1,9% à 980°C à 2% à 1040°C. Au-delà les variations sont négligeables et la précision peut atteindre ± 0,05 mm. On peut finir en rectifiant par adoucissage. Pour coller cette céramique on préférera la colle céramique Cotronics 919 de notre catalogue.

Cuisson

Pour résister à plus de 650°C, les pièces doivent être préparées par frittage au four. L’opération commencera à four froid et les paliers d’échauffement ne dépasseront pas 260°C par heure. Tenir compte de la dilatation pour l’obtention des cotes finales (2% environ). Ces paliers devront descendre à 150°C par heure si les pièces ont une épaisseur de plus de 12 mm. La température maximale n’excédera pas 1010°C à 1100°C, et sera maintenue, de 30 minutes pour une épaisseur de 6 mm à 45 minutes pour une épaisseur de 20 mm (calculez la bonne valeur par extrapolation). On refroidira ensuite progressivement jusqu’à la sortie de la pièce qui interviendra vers 90°C.


Instructions spéciales :

  • Couper, forer, tourner, aléser, fileter, ajourer, dresser, percer sont possibles avec des outils conventionnels. Vitesses des outils et des matériaux sont analogues à celles utilisées pour l’usinage des métaux. Utilisez si possible des outils au carbure, et soigneusement affûtés.
  • Prévoir l’expansion de 1,8 à 2% pendant le chauffage : une dimension usinée de 9,8 mm deviendra une dimension finale de 10 mm. Les diamètres subissent aussi cette dilatation.
  • Ne JAMAIS utiliser ni lubrifiants, ni liquides de refroidissement.
  • Nettoyer très soigneusement les machines après le travail : le silicate d’alumine est abrasif sous forme de poudre.
  • La céramique une fois cuite peut être réusinée à l’eau pour une très grande précision, lorsque l’application le nécessite, à l’aide de meules en carbure de silicium.

En cas d'échec : Penser à vérifier les causes les plus fréquemment observées : la température de cuisson est-elle mal ajustée ? Y a-t-il une erreur de calcul de la dilatation ? Le modèle créé présente-t-il des angles vifs et des transitions «dures» ?


Tableau de caractéristiques 

Matériaux

 

Silicate d'alumine crue

Silicate d'alumine 1100°C

Silicate d'alumine 1300°C

Macor®

Vitro Céramique

Vitro800

Référence

 

080- silicate d’alumine

166-Macor

166-Vitro800

055-0060

Caractéristiques physiques

Densité

g/cm3

2.9

-

2.65

2.52

2.58

Porosité

%

-

-

-

0

<0.1

Reprise d'eau

%

3.7

3.1

0.8

-

0.038

Caractéristiques mécaniques

Dureté

 

-

-

-

Knoop 100g : 250 kg/mm²

Mohs :4-5

Résistance à la compression

MPa

96 à 114

120 à 150

487 à 571

345 à 900

488

Résistance à la flexion

MPa

23 à 37

25 à 30

50 à 68

94

>100

Module d'élasticité

GPa

-

-

-

66.9

65

Caractéristiques thermiques

Temp. maxi d'emploi

°C

900

1100

1400

1000

800

Température d'utilisation continue

°C

700

1100

1300

800

800

Chaleur spécifique à 25°C

J/kg.°K

-

-

-

795.5

/

Conductivité thermique à 100°C

W/m°K

-

1.39

2.67

1.46

1.68

Coefficient de dilatation

 

 

 

 

25 - 40 °C

 

-

-

-

-

/

25 - 600 °C

 

-

0.23 %

-

112x10-7/°C

8,6

25 - 800 °C

 

-

0.312 %

-

123x10-7/°C

/

25 - 1000 °C

 

-

0.399 %

-

-

/

Caractéristiques électriques

Résistivité spécifique à 20°C

Ohm.cm

5.2x1013

58x1013

1017

1.8 x 1014

Constante diélectrique à 20°C

à 1 MHz

 

-

6.5

5.9

6.01

6~7

Angle de perte diélectrique

à 1kHz

 

-

0.2%

0.2%

0.004

0.004

Rigidité diélectrique à 20°C kV/mm

 

-

10

12

45

> 15

Caractéristiques chimiques

Résistance à la corrosion à 20°C

 

B

B

B

B

B

Résistance aux bases à 20°C

 

B

B

B

TB

TB



Nous sommes en mesure d'usiner vos prototypes ou pièces de série.

Et au-delà de la conception de matériaux avancés, nous mettons notre expérience à votre service en vous assistant dans la mise au point d’une solution adaptée à vos exigences. Quelle que soit votre activité, l’un de nos matériaux saura répondre à coup sûr à vos besoins. Nous ne nous limitons pas à la livraison de ces produits, nous nous engageons également à vous fournir les conseils et les procédures de mise en œuvre.

Collage, moulage, enrobage, isolation thermique, usinage de matériaux durs et composites sur plan, confection de textiles techniques font partie du savoir-faire unique développé par des professionnels pour des professionnels.

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Céramique technique usinable (866.15k)

Catalogue de l'ensemble de la gamme de céramique usinables


Silicate d'alumine (721.16k)

Fiche technique du silicate d'alumine.