DE60025430T2

DE60025430T2 - Keramik-Schneidwerkzeug basierend auf dicht gesinterem Nanokomposit-Aluminiumoxid

Info

Publication number: DE60025430T2
Application number: DE2000625430
Authority: DE
Inventors: Alberto Ferrari; Giorgio Pedrazzi; Gerd Schwier; Heinz Withold Schmitz; Roger Teddington Morrell; Giampaolo 10093 Collegno d'Errico
Original assignee: HC Starck GmbH; METALLOCERAMICA VANZETTI SpA; VANZETTI METALLOCERAMICA
Current assignee: METALLOCERAMICA VANZETTI SpA MILANO IT; HC Starck GmbH
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2020-01-12
Also published as: EP1116703B1; DE60025430D1; EP1116703A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein auf dicht gesintertem Nanokomposit-Aluminiumoxid basierendes Keramik-Schneidwerkzeug.
Die Mehrheit bestehender kommerzieller Schneidwerkzeuge und Verschleißkomponenten basieren auf Wolframcarbid, gehärtet mit Kobalt. Das Bedürfnis der heutigen Zeit nach einer höheren Schneidproduktivität bei geringeren Produktionskosten hat kontinuierliche Anpassungen bei der Zusammensetzung und Korngrößenverteilung der erforderlichen Ausgangspulver gebracht und zur Entwicklung schützender Mehrfachbeschichtungen, basierend auf Titancarbid-, Titannitrid- und Aluminiumoxid-Materialien geführt.
(Sinter-) Hartmetallen fehlt jedoch die Hochtemperaturfestigkeit, erforderlich für Schneiden bei höherer Geschwindigkeit, insbesondere ohne die Zugabe geeigneter Kühlmittel. Potenzielle und sogar billigere Ersatzstoffe unter Verwendung leichter verfügbarer Rohmaterialien, wie z.B. Oxid- und Nitrid-Keramiken, sind für bestimmte Anwendungen kommerziell erhältlich, sie sind wegen ihrer eingeschränkten Eigenschaften an Stärke und Zähigkeit jedoch nur in Nischenmärkten angewendet worden.
Zusätzlich dabei haben Metallschneidvorgänge in der Automobilindustrie, in der Stahlverarbeitung und im Maschinenbau unter der treibenden Kraft der technologischen Entwicklung in der Werkzeugmaschinenindustrie und in Reaktion auf neue Nachfrage von den Endbenutzern Innovationen und Fortschritt erfahren. Tatsächlich ist eine neue Generation von Werkzeugmaschinen mit besseren Charakteristika hinsichtlich Stabilität, Steifigkeit und Mehrzweck-Design in Bezug auf ihre Anwendung in Computer Numerically Controlled CNC-Systemen entwickelt worden. Solche Werkzeuge erlauben, dass Arbeitsvorgänge unter Schneidbedingungen durchgeführt werden, welche zuvor nicht erreichbar waren.
Die Möglichkeit, erfolgreich Keramiken in solchen Systemen für einen breiten Bereich von Handlungen erfolgreich zu verwenden, erfordert verbesserte Eigenschaften hinsichtlich Härte, Zähigkeit, Bruchfestigkeit, Hochtemperaturcharakteristika und Thermoschockresistenz.
Aluminiumoxid- und Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid-Keramiken, die gewöhnlich für Schneidwerkzeuge und andere mechanische Anwendungen verwendet werden, werden durch Sintern hergestellt. Das Einschließen von Teilchen in solche Materialien mit der Absicht, die Härte und Verschleißfestigkeit zu verbessern, führt im Allgemeinen zur Hemmung bzw. Inhibition des Sinterns, wobei die resultierenden Materialien schlechte Dichte- und mechanische Eigenschaften aufweisen. Deshalb werden solche Materialien konventionell normalerweise unter Verwendung von Heißpresstechniken hergestellt, welche sehr teuer sind.
Tatsächlich basieren konventionelle Keramiken zum Bearbeiten von Hartstahl und anderen Legierungen beispielsweise auf einem Gemisch von Aluminiumoxid und Titancarbid. US 4,320,203 offenbart die alternative Zugabe von TiN oder Ti (C, N).
Diese Kombinationen können wegen der schlechten Reaktivität konventioneller Keramikpulver nicht auf herkömmliche Weise gesintert werden, um einen Keramikkörper mit 1–2 μm Korngröße zu erzielen, die erforderlich ist, um ein Schneidwerkzeug, ausgestattet mit annehmbarer Stärke, zu erhalten. Ein Gemisch von typischerweise Aluminiumoxid- und Titancarbidpulvern in dem Gewichtsverhältnis 50:50 erfordert die mechanische Unterstützung von Heißpressen, gewöhnlich in einer Graphitpressform bei erhöhten Temperaturen. Dies ist für die Produktion von Schneidwerkzeugen wegen der Kosten des Bearbeitens von indexierbaren Standard-ISO-Geometrie-Einsätzen aus einzelnen Scheiben oder Platten, erreichbar durch Heißpressen, ökonomisch ungelegen.
Die Nanophase-α-Al₂O₃-Materialien können gemäß unterschiedlicher Verfahren hergestellt werden. DE 195 15 820 offenbart ein chemisches Nassverfahren, das Lösungs-/Präzipitationsreaktionen unter Verwendung von oberflächenblockierenden Substanzen beeinhaltet, um während des Trocknens und Calzinierens die Tendenz zu agglomerieren reduziert.
DE 42 14 724 und EP 0 282 291 betreffen Gasphasenreaktionsverfahren unter Verwendung eines Hochtemperaturplasmas, und GB 2 071 073 offenbart ein konventionelles Mahlverfahren.
Zusätzliche Verfahren zur Herstellung von Keimbildungsgel-Al₂O₃ werden von DE 42 17 720 und DE 42 17 721 abgedeckt. Andere Patente, die sich auf das gleiche Verfahren beziehen, wie z.B. US 5,520,713 , sind auf die Produktion von polykristallinem Mahlkies gerichtet und sind nicht zur Pro duktion von Pulvern, geeignet zur Herstellung von monolithischen Keramiken, geeignet.
Andere Verfahren zum Stärken oder Zähmachen von Aluminiumoxid-basierten Keramikmaterialien unter Verwendung von Whiskern einer Hartphase, wie z.B. Carbiden, Nitriden oder Carbonitriden von Metallen wie z.B. Ti, Zr, Hf, V, Nb oder Ta, werden in US 4,867,761 und US 5,141,901 offenbart, jedoch erfordern auch solche Materialien Heißpressen.
Verstärkung durch eine Kombination von SiC-Whiskern und partikulären Hartphasen ist auch in US 4,507,224 offenbart. EP 0 607 111 offenbart eine Verstärkung von Aluminiumoxid durch SiC-Whisker, kombiniert mit einer nanoskalierten Dispersion einer partikulären Hartphase, wie z.B. TiN oder TaN. In beiden Fällen sind mechanisches Heißpressen und sehr hohe Kosten aufgrund der Verwendung der Whisker-Materialien erforderlich.
EP-A-0 443 624 offenbart Aluminiumoxid-basierte Keramiken, enthaltend eine dispergierte Hartphase M(CNO), wobei M ausgewählt ist aus Ti, Zr und Hf, und einen Metalloxid-Zusatzstoff. Konventionelle Pulver werden verwendet, welche über einen langen Zeitraum co-vermahlen werden, um Größen im Sub-Mikrometerbereich zu erreichen, getrocknet werden und ohne Bindemittel gepresst werden. Die Verdichtung wird unter Verwendung eines Zweistufen-HIP-Sinterprozesses bei einem Druck bis zu 2000 bar durchgeführt.
Deshalb offenbaren, selbst wenn einige Veröffentlichungen Schneidwerkzeuge bereits als potenzielle Anwendungen erwähnen, wirklich keine ein Aluminiumoxid-basiertes Keramik schneidwerkzeug, gekennzeichnet durch hohe Leistungsfähigkeit und, zur gleichen Zeit, durch ein ökonomisch realisierbares Herstellungsverfahren.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist, Schneidwerkzeuge mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und einer sehr hohen Schneideffizienz durch ein einfacheres und ökonomischeres Verfahren herzustellen.
Angesichts der Tatsache, dass der Stand der Technik lehrt, dass beim Verwenden der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung Sintern nicht angewendet werden kann und es für das Herstellen eines Schneidwerkzeugs notwendig ist, einen Heißpressschritt durchzuführen, wobei so ein Heißpressschritt sehr hohe Produktionskosten für die Schneidwerkzeuge verursacht, ist sehr überraschend gefunden worden, dass selbst unter Verwendung dieser speziellen Keramikzusammensetzungen es möglich ist, Schneidwerkzeuge durch Sintern herzustellen.
Folglich ist der hauptsächliche Zweck der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des bekannten Stands der Technik insbesondere durch die Optimierung der Mikrostruktur von gemischten Oxid/-Nicht-Oxid-basierten Nanokomposit-Schneidwerkzeugen für Bearbeitungsvorgänge hoher Effizienz und andere Anwendungen mit verbesserter Leistungsfähigkeit, und durch die Optimierung der Verfahrensbedingungen zum Herstellen der Keramikmaterial-Schneidwerkzeuge zu überwinden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein dicht gesintertes Nanokomposit-Aluminiumoxid- und/oder Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid-Keramik-Schneidwerkzeug, erhältlich durch Kaltverpressen einer sprühgetrockneten Suspension eines Nanopulvers aus Aluminiumoxid und/oder Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße unterhalb von 200 nm, enthaltend 1 bis 35 Gew.% einer Hartteilchenphase, bestehend aus TiC, mit einem Durchmesser kleiner als 200 nm, in Gegenwart von Additiven, bestehend aus einem Gemisch von Polyethylenglykol- und Polyvinylalkohol-Bindemitteln zur Herstellung von Formlingen, durch Sintern der so erhaltenen Formlinge bei einer Maximaltemperatur von 1600°C über einen Zeitraum von 30 bis 90 Minuten in einer inerten Atmosphäre unter erhöhtem Gasdruck und durch Bearbeiten des so erhaltenen verdichteten gesinterten Formlings zu einem indexierbaren Standard-Einsatz-Schneidwerkzeug.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des Schneidwerkzeugs nach Anspruch 1 zur Bearbeitung von extrem harten (50–60 HRC) Legierungen auf Fe-Basis und anderen Legierungen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines dicht gesinterten Nanokomposit-Aluminiumoxid- und/oder Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid-Keramik-Schneidwerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Stufen umfasst:

a) Kaltverpressen einer sprühgetrockneten Suspension eines Nanopulvers aus Aluminiumoxid und/oder Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße unterhalb von 200 nm, enthaltend 1 bis 35 Gew.% einer Hartteilchenphase, bestehend aus TiC, mit einem Durchmesser kleiner als 200 nm, in Gegenwart von Additiven, bestehend aus einem Gemisch von Polyethylenglykol- und Polyvinylalkohol-Bindemitteln,
b) Sintern des so erhaltenen Formlings bzw. gepressten Produkts bei einer Maximaltemperatur von 1600°C über einen Zeitraum von 30 bis 90 Minuten in einer inerten Atmosphäre unter erhöhtem Gasdruck und
c) Bearbeiten des so erhaltenen verdichteten gesinterten Formlings zu einem indexierbaren Standard-Einsatz-Schneidwerkzeug.

Das Schneidwerkzeug der vorliegenden Erfindung wird zum Metallschneiden in der Automobilindustrie, in der Stahlverarbeitung und im Maschinenbau verwendet.
Insbesondere umfasst die Hartteilchenphase TiC, TiN, Ti(C,N) oder andere harte Carbide, Nitride oder Carbonitride.
Weiterhin haben die Hartteilchen in der Hartteilchenphase einen wirksamen Durchmesser kleiner als 200 nm.
Das Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt eine Härte im Bereich von 1900 bis 2100 HV5, eine Palmqvist-Zähigkeit (HV5, Gesamtrisslänge) im Bereich von 200 bis 250 μm und ein Flankenabriebsmuster während des Betriebs, ausgedrückt als Flankenabriebkratzertiefe, VB max, im Bereich von 0,20 bis 0,70 mm bei Bearbeitung mit gehärtetem Legierungsstahl (34CrNiMo6V) bei 400 m/min über 500 s auf, bevor das Werkzeug aufgrund seines Betriebsoberflächenzustands zurückgewiesen werden muss.
Deshalb werden gemäß der vorliegenden Erfindung gemischte Oxid/Nicht-Oxid-Keramik-Schneidwerkzeuge, wie z.B. Al₂O₃/ZrO₂/TiC, basierend auf speziellen Keramikbearbeitungswegen, erhalten, die spezifisches Sintern unter einem erhöhten Druck eines inerten Gases einsetzen.
Weiterhin können die Hartteilchen enthaltenden Multiphasen-Keramiken durch Einsatz von Nanopulvern (< 200 nm) durch konventionelle Gasdruck-unterstützte Sinterprozesse verdichtet werden, um Produkte zu erzielen, die für die Verwendung als Schneidwerkzeuge geeignet sind und andere Artikel zu erzielen, die Härte und Abriebbeständigkeit erfordern.
Der Hauptvorteil des Schneidwerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass es durch solch einen Bearbeitungsweg Endform-nah als gesinterte Formteile hergestellt wird, welche ein Minimum nachfolgenden Bearbeitens erfordern, um Schneidwerkzeuge mit ISO-Standardgeometrie zu erlangen.
Weiterhin erlaubt die vorliegende Erfindung durch Herstellen einer ultrafeinen Dispersion der Hauptpulver von Aluminiumoxid und Titancarbid, durch Kombinieren der Pulver mit einem geeigneten Bindemittel, durch Sprühtrocknen der Suspension, durch Pressen in einer Pressform, um eine ungesinterte Form ("green shape") zu bilden, und durch Sintern in einer inerten Atmosphäre unter erhöhtem Gasdruck, ein Schneidwerkzeug mit einer Dichte nahe an der theoretischen Dichte mit einem Minimum an Porosität zu erzielen.
Das gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltene Schneidwerkzeug kann durch minimales Bearbeiten eines gepressten und gesinterten Formteils in einer ISO-Standard-Geometrie angefertigt werden.
Solch ein Material ist mit signifikant reduzierten Produktionskosten in ISO-Standard-Schneidwerkzeuge umgearbeitet worden.
Die folgenden Beispiele sind für eine bessere Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung bereitgestellt.
BEISPIEL 1
Aluminiumoxidpulver wurde hergestellt unter Verwendung des keimgebildeten ("nucleated") Lösungs-Sol-Gel-Verfahrens, gefolgt von Calzinieren bzw. Aussintern bei 1000°C, um ein Sub-Mikrometer-Pulver zu erzielen. Für Zirkoniumoxid wurde ein kommerziell erhältliches Pulver in monoklinischer Form verwendet. Titancarbidpulver wurde durch carbothermische Reaktion zwischen Titandioxid und Kohlenstoff unter Verwendung einer Hammermühle, um Aggregate aufzubrechen, und einer Kugelmühle, um ein Nanometergrößenpulver zu erzielen, hergestellt.
Ein Gemisch, umfassend 20 Gew.-Teile TiC, 76 Gew.-Teile Al₂O₃ und 4 Gew.-Teile monoklinisches Zirkoniumoxid, wurde zusammen in einer Reibungsmühle ("attritor mill") vermahlen, um ein Pulver mit spezifischer Oberfläche größer 15 m²/g in Suspension zu ergeben. Ein Gemisch von Polyethylenglykol- und Polyvinylalkohol-Bindemitteln wurde zugegeben, und das Gemisch wurde sprühgetrocknet, um ein fließendes Granulat zu bilden.
Unter Verwendung einer gewöhnlichen Uniaxialpresse bzw. einachsigen Presse wurden Schneidwerkzeug-Vorformen bei 100 MPa zu einer Rohdichte über 55 % der vollen theoretischen porenfreien keramischen Dichte gepresst. Die Formen wurden unter Verwendung einer inerten Argonatmosphäre unter einem Überschussgasdruck gegenüber Atmosphärendruck von 20 Atmosphären und einer Maximaltemperatur von 1600°C 30 Minuten lang gesintert, was ein Produkt mit einer Dichte von mehr als 99 % der theoretischen Dichte ergab.
Das so produzierte Keramikmaterial hatte die folgenden Eigenschaften: Biegefestigkeit (gemäß Testverfahren EN 843-1, Größe B, 180 Grit bearbeitete Oberflächen, Vierpunkt-Biegen):

521 ± 58 MPa;

Härte (HV5): 2055 ± 90;

Palmqvist-Zähigkeit (HV5,

Gesamtrisslänge): 223 ± 25 μm

Dichte: 4,22 g/cm³;

Al₂O₃-Korngröße: < 0,2 μm.
Schneidwerkzeuge dieses Materials, hergestellt in der ISO RCGX 120700 T4-Geometrie bzw. -Gestaltung, wurden gegen heißgepresste Konkurrenzmaterialien für das Bearbeiten von gehärtetem UX 200 Cr 13-Legierungsstahl (60HRC) bei der Herstellung von Balken- bzw. Stangen-Kalibrierungswalzen ("bar calibration rollers") für die Stahlwalzenindustrie ("steel rolling industry") getestet. Die folgenden Testbedingungen wurden angewendet:

Oberflächengeschwindigkeit: 100 m/min;

Zufuhrrate: 0,15 mm/rev;

Schnitttiefe: 0,2–1,0 mm

Dauer des Schneidens: 80 min;

Kühlmittel: keines.
Der Abriebsschaden, der von diesem Bearbeitungsplan produziert wurde, war minimal, und die Gesamtleistung war nahezu identisch zu der eines heißgepressten Al₂O₃/TiC-Schneidwerkzeugs des Stands der Technik, verwendet unter identischen Schneidbedingungen.
BEISPIEL 2
Schneidwerkzeuge wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch in der ISO-Bauweise SNGN 120412 T2. Die Werkzeuge wurden im Vergleich mit heißgepressten Al₂O₃/TiC-Schneidwerkzeugen des Stands der Technik auf einem Balkenarbeitsstück aus 36NiCrMo4-Hartlegierung getestet. Die Testbedingungen waren:

Oberflächengeschwindigkeit: 600 m/min;

Zufuhrrate: 0,25 mm/rev;

Schnitttiefe: 1,5 mm;

Kontaktzeit: 30 s;

Kühlmittel: ja.
Sowohl in den erfindungsgemäßen Werkzeugen als auch in den heißgepressten Schneidwerkzeugen gemäß dem Stand der Technik wurde nur geringfügiger Randabrieb festgestellt.
BEISPIEL 3
Aluminiumoxidpulver wurde hergestellt unter Verwendung des keimgebildeten ("nucleated") Lösungs-Sol-Gel-Verfahrens, gefolgt von Calzinieren bzw. Aussintern bei 1000°C, um ein Sub-Mikrometer-Pulver zu erzielen. Ein kommerziell erhältliches Zirkoniumoxidpulver, teilweise stabilisiert durch Yttriumoxid, wurde verwendet. Titancarbidpulver wurde durch carbothermische Reaktion zwischen Titanoxid und Kohlenstoff hergestellt, das Produkt wurde mit einer Hammermühle behandelt, um Aggregate aufzubrechen, und dann mit einer Kugelmühle behandelt, um ein feines Nanometergrößenpulver zu erzielen.
Ein Gemisch, umfassend 20 Gew.-Teile TiC, 70 Gew.-Teile Al₂O₃ und 10 Gew.-Teile partiell mit Yttriumoxid stabilisiertes Zirkoniumoxid, wurde zusammen in einer Reibungsmühle ("attritor mill") vermahlen, um ein Pulver zu ergeben, das eine spezifische Oberfläche größer als 15 m²/g in Suspension aufwies. Ein Gemisch aus Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht im Bereich von 400 bis 12.000 und Polyvinylalkohol-Bindemitteln wurde zugegeben, und das Gemisch wurde sprühgetrocknet, um ein fließendes Granulat zu bilden. Unter Verwendung einer gewöhnlichen einachsigen Presse wurden Schneidwerkzeug-Vorformen bei 100 MPa zu einer Rohdichte bzw. Pressdichte von mehr als 55 % der theoretischen Dichte gepresst.
Die Formen wurden unter Verwendung einer inerten Argonatmosphäre unter einem Überschussgasdruck gegenüber Atmosphärendruck von 20 Atmosphären und einer Maximaltemperatur von 1600°C 30 Minuten lang gesintert, was ein Produkt mit einer Dichte von mehr als 99 % der theoretischen Dichte ergab.
Das so hergestellte Keramikmaterial hatte die folgenden Eigenschaften: Biegefestigkeit (gemäß dem Testverfahren EN 843-1, Größe B, 180 Grit bearbeitete Oberflächen, Vierpunkt-Biegen):

485 ± 83 MPa;

Härte (HV5): 1950 ± 36;

Palmqvist-Zähigkeit (HV5,

Gesamtrisslänge): 215 ± 23 μm

Dichte: 4,21 g/cm³

Al₂O₃-Korngröße: < 0,2 μm.

Schneidwerkzeuge aus diesem Material, hergestellt in der ISO RCGX 120700 T4-Geometrie bzw. -Gestaltung, wurden im Vergleich mit heißgepressten Konkurrenzmaterialien für das Bearbeiten eines gehärteten K100-Gusseisens (55HRC) bei der Herstellung von Kalibrierwalzen ("calibration rollers") getestet. Die folgenden Testbedingungen wurden angewendet:

Oberflächengeschwindigkeit:	70 m/min;
Zufuhrrate:	0,70 mm/rev;
Schnitttiefe:	1,0 mm;
Dauer des Schneidens:	4500 s;
Anzahl von Teilen, die pro Schneide ("edge") erfolgreich bearbeitet wurden:	3;
Kühlmittel:	ja.

Der Abriebsschaden, der von diesem Bearbeitungsplan produziert wurde, war minimal, und die Gesamtleistung war nahezu identisch mit der eines heißgepressten Al₂O₃/TiC-Schneidwerkzeugs des Stands der Technik, verwendet unter identischen Schneidbedingungen.

Claims

Dicht gesintertes Nanokomposit-Aluminiumoxid- und/oder Aluminiumoxid-/Zirkoniumoxid-Keramik-Schneidwerkzeug, erhältlich durch Kaltverpressen einer sprühgetrockneten Suspension eines Nanopulvers aus Aluminiumoxid und/oder Aluminiumoxid/Zirkoniumoxid mit einer durchschnittlichen Teilchengrößer unterhalb von 200 nm, enthaltend 1 bis 35 Gew.-% einer Hartteilchenphase bestehend aus TiC mit einem Durchmesser kleiner als 200 nm, in Gegenwart von Additiven bestehend aus einem Gemisch von Polyethylenglykol- und Polyvinylalkohol-Bindemitteln zur Herstellung von Formlingen, durch Sintern der so erhaltenen Formlinge bei einer Maximaltemperatur von 1600°C über einen Zeitraum von 30 bis 90 Minuten in einer inerten Atmosphäre unter erhöhtem Gasdruck und durch Bearbeiten der so erhaltenen verdichteten gesinterten Formlinge zu einem indexierbaren Standard-Einsatz-Schneidwerkzeug.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Härte im Bereich von 1900 bis 2100 HV5, eine Palmqvist-Zähigkeit ausgedrückt als Gesamtrisslänge im Bereich von 200 bis 250 μm und ein Flankenabriebsmuster während des Betriebs (VB max) im Bereich von 0,20 bis 0,70 mm bei Bearbeitung mit gehärtetem Legierungsstahl (34CrNiMo6V) bei 400 m/min über 500 s aufweist, bevor das Werkzeug aufgrund seines Betriebsoberflächenzustandes zurückgewiesen werden muss.
Verfahren zur Herstellung eines Dicht gesintertes Nanokomposit-Aluminiumoxid- und/oder Aluminiumoxid-/Zirkonium oxid-Keramik-Schneidwerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Stufen umfasst: a) Kaltverpressen einer sprühgetrockneten Suspension eines Nanopulvers aus Aluminiumoxid und/oder Aluminiumoxid/Zirkoniumoxid mit einer durchschnittlichen Teilchengrößer unterhalb von 200 nm, enthaltend 1 bis 35 Gew.-% einer Hartteilchenphase bestehend aus TiC mit einem Durchmesser kleiner als 200 nm, in Gegenwart von Additiven bestehend aus einem Gemisch von Polyethylenglykol- und Polyvinylalkohol-Bindemitteln zur Herstellung von Formlingen, b) Sintern der so erhaltenen Formlinge bei einer Maximaltemperatur von 1600°C über einen Zeitraum von 30 bis 90 Minuten in einer inerten Atmosphäre unter erhöhtem Gasdruck und c) Bearbeiten der so erhaltenen verdichteten gesinterten Formlinge zu einem indexierbaren Standard-Einsatz-Schneidwerkzeug.
Verwendung des Schneidwerkzeugs nach Anspruch 1 zur Bearbeitung von extrem harten (50–60 HRC) Legierungen auf Fe-Basis und anderen Legierungen.
Verwendung des Schneidwerkzeugs nach Anspruch 1 zum Metallschneiden in der Automobilindustrie, in der Stahlverarbeitung und im Maschinenbau.