DE3882516T2

DE3882516T2 - Schneidewerkzeug.

Info

Publication number: DE3882516T2
Application number: DE88904784T
Authority: DE
Inventors: Elizabeth Billman; Pankaj Mehrotra; Bernard North
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1988-04-18
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 2008-04-19
Also published as: US4852999A; EP0333776A1; CA1308919C; EP0333776B1; WO1988009243A1; DE3882516D1; EP0333776A4; AU1798988A

Description

Materialien für Schneidwerkzeugeinsätze fallen in verschiedene, gut bekannte Kategorien. Diese Kategorien umfassen Schnelldrehstähle, Gußlegierungen von Cobalt und Chrom, gesinterte Carbide und keramische Materialien, wie beispielsweise Aluminiumoxid in der Korundkristallstruktur, und sogar Diamanten. Jedes Material hat Vorteile, die von der besonderen Anwendung abhängen. Einige sind sehr viel teurer als andere. Von allen diesen Materialien hat Schnelldrehstahl die größte Schlagfestigkeit. Aus diesem Grund und aus anderen Gründen ist Schnelldrehstahl für viele Anwendungen das bevorzugte Schneidmaterial. Aufgrund ihrer Verschleißfestigkeit kosten Gußlegierungen und gesinterte Carbide oftmals weniger pro bearbeitetem Stück als die Stähle.
Keramische Materialien werden für besonders schwierige Anwendungen benutzt. Sie besitzen sogar bei erhöhten Temperaturen eine hohe Härte, chemische Reaktionsträgheit und Verschleißfestigkeit. Daher sind sie zum Schneiden mit hohen Schneidgeschwindigkeiten z. B. von Gußeisen und gehärtetem Stahl verwendbar. Die Reaktionsträgheit verhindert das Verschweißen des Werkzeugeinsatzes mit dem bearbeiteten Metall bei den durch die Bearbeitung erzeugten Temperaturen. Im allgemeinen können keramische Werkzeugeinsätze jedoch nicht für stark unterbrochene Schneidvorgänge benutzt werden. Außerdem sind die Werkzeugbelastungen bei langsamen Bearbeitungsgeschwindigkeiten deutlich höher, und aufgrund der niedrigen Zugfestigkeit und Zähigkeit von keramischen Werkzeugen ist es wahrscheinlich, daß diese abspanen oder brechen.
Zähere keramische Werkzeuge wurden entwickelt. Dies kann die Zugabe einer zweiten keramischen Phase einschließen. Jede Phase umfaßt äquiaxiale Körner als Ergebnis der Kombination von äquiaxialen Pulvern vor dem Heißpressen zur Bildung des Werkzeugeinsatzes. Die Zugabe einer zweiten äquiaxialen Phase erhöht bis zu einem gewissen Grad die Zähigkeit und ergibt einen verschleißfesten Werkzeugeinsatz.
Aus Aluminiumoxid-Titancarbidverbundwerkstoffen hergestellte keramische Schneidwerkzeuge wurden erfolgreich zur Bearbeitung von Eisen- und Nichteisenlegierungen eingesetzt (siehe z. B. US-Patent Nr. 3 580 708). Diese keramischen Verbundwerkstoffe besitzen eine hervorragende mechanische Hochtemperaturfestigkeit und chemische Verschleißfestigkeit, die für ein besseres Verhalten beim Schneiden von Metall benötigt werden. Die Brauchbarkeit des Materials kann aufgrund seiner niedrigen Bruchzähigkeit in solchen Anwendungen begrenzt sein, bei denen die Werkzeuge vorwiegend durch Bruch ausfallen, wie beispielsweise beim Mahlen oder beim Schnellschruppen.
Es ist bekannt, daß die Zähigkeit von äquiaxialen keramischen Verbundwerkstoffen mit zunehmendem Volumenanteil der zweiten Phase bis zu einem von der jeweiligen Phase abhängigen Maximum ansteigt, und daß die Zähigkeit im allgemeinen bei einem Anteil der zweiten Phase zwischen 30 und 40 % ein Maximum erreicht. Die Bruchzähigkeit von keramischen Verbundwerkstoffen kann ferner durch Verändern der Morphologie oder der Form der zweiten Phase erhöht werden. In "Crack Deflection Processes - I. Theory," Acta Metall., Band 31, Nr. 4, Seiten 565 bis 576 (1983), wurde von Faber und Evans gezeigt, daß die Bruchzähigkeit bestimmter keramischer Verbundwerkstoffe durch Verwendung von stabförmigen zweiten Phasen um etwa das Vierfache erhöht werden kann. Die Form der zweiten Phase wird durch deren Aspektverhältnis (Verhältnis von Länge zu Durchmesser) charakterisiert.
Eine im US-Patent Nr. 4 543 345 von Wei offenbarte Zusammensetzung umfaßt die Zugabe von Siliciumcarbidwhiskern zu einer Aluminiumoxidmatrix zur Erhöhung der Bruchzähigkeit. In dem Patent von Wei wird erläutert, daß die verbesserte Bruchzähigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem langsamen Anwachsen von Rissen das Ergebnis eines Energieaufwandes ist, der zum Herausziehen von Whiskern aus der Matrix aufgewendet werden muß. In dem Patent von Wei wird außerdem darauf hingewiesen, daß nicht alle Matrixzusammensetzungen durch die Zugabe von Siliciumcarbidwhiskern zäher gemacht werden können. Einige ausgewählte Zusammensetzungen, die in dem Patent von Wei offenbart sind, werden als Materialien für Werkzeugeinsätze verwendet. Die mit Siliciumcarbidwhiskern hergestellten Werkzeugeinsätze haben eine begrenzte Anwendbarkeit. Sie sind sehr brauchbar für Inconel und andere Superlegierungen, aber mit Stahl oder Gußeisen haben sie nur eine geringe Standzeit.
Ein Vorteil der hier beschriebenen Erfindung besteht darin, daß eine keramische Zusammensetzung bereitgestellt wird, die sich aufgrund ihrer erhöhten Bruchzähigkeit und ihrer chemischen Reaktionsträgheit zur Anwendung in Schneidwerkzeugeinsätzen eignet.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein Verfahren zur besseren Bearbeitung von Metallen bereitgestellt wird als mit keramischen Schneidwerkzeugeinsätzen die Siliciumcarbid enthalten.
Erfindungsgemäß umfaßt eine zur Bearbeitung von Metallen, einschließlich von Eisen, Gußeisen, Stählen und Superlegierungen, geeignete keramische Zusammensetzung eine polykristalline Aluminiumoxidmatrix mit darin verteilten Einkristall-Titancarbidwhiskern. Die brauchbaren, bevorzugten und am meisten bevorzugten Zusammensetzungen sind in der folgenden Tabelle in Vol.%-Anteilen angegeben: Bestandteil brauchbar bevorzugt am meisten bevorzugt Hochreines Aluminiumoxid Titancarbidwhisker Rückstand von Sinterhilfsmitteln
Die hier beschriebenen keramischen Zusammensetzungen werden alle bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise durch uniaxiales Heißpressen, isostatisches Heißpressen oder durch druckloses Sintern, verdichtet. Beim Heißpressen weisen die Whisker eine erkennbare Orientierung senkrecht zur Preßrichtung auf. Ein Sinterverfahren, bei dem im wesentlichen zufallsorientierte Whisker erhalten werden, umfaßt das drucklose Sintern oder das isostatische Heißpressen. Die zur Verdichtung von erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugzusammensetzungen geeigneten Bedingungen sind in der folgenden Tabelle angegeben: Bedingung Brauchbarer Bereich Bevorzugter Bereich Temperatur Druck Dauer des Erwärmens Atmosphäre 5 Minuten bis 3 Stunden Argon, Stickstoff, Helium etwa 1 Stunde
Die besten Sinterbedingungen variieren. Je größer beispielsweise der Anteil der Whisker in der Zusammensetzung ist, desto höher ist die benötigte Temperatur. Die Größe des Werkstücks und das Heizverfahren bestimmt die Dauer des Erwärmens. Je größer das Werkstück ist, desto länger ist die benötigte Zeit.
Die hochreine Aluminiumoxidmatrix beinhaltet vorzugsweise wenigstens 99 Gew.% Al&sub2;O&sub3;. Das Sinterhilfsmittel umfaßt vorzugsweise ZrO&sub2;. Weitere Sinterhilfsmittel umfassen Y&sub2;O&sub3;, MgO und CaO. Die mittlere Korngröße der hochreinen Aluminiumoxidmatrix beträgt vorzugsweise 0,5 bis 3 um, der Durchmesser der Titancarbidwhisker liegt vorzugsweise im Bereich von 0,25 bis 3,0 um und die Länge der Whisker reicht vorzugsweise bis zu 150 um.
Die Whisker können vorzugsweise in Ebenen senkrecht zu einer Achse orientiert sein, oder sie können in der Aluminiumoxidmatrix eine Zufallsorientierung aufweisen.
Erfindungsgemäß wird außerdem ein Verfahren zur Bearbeitung von Metallen, einschließlich Eisen, Stählen, Gußeisen, Superlegierungen und anderen Materialien, bereitgestellt. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:
a) es wird ein Schneidwerkzeugeinsatz aus einer keramischen Zusammensetzung verwendet, die eine polykristalline Aluminiumoxidmatrix mit darin verteilten Titancarbidwhiskern umfaßt, und
b) die Vorschubrate bei der Bearbeitung wird zwischen 0,127 und 0,762 mm (0,005 und 0,030 inch) pro Umdrehung und die Arbeitsgeschwindigkeit zwischen 2,54 und 20,32 m pro Sekunde (500 und 4000 surface feet per minute) gehalten.
Die Schnittiefe reicht vorzugsweise bis zu 5,08 mm (0,2 inch).
Weitere Merkmale und andere Ziele und Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, in der auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Titancarbidwhiskern, die durch chemische Abscheidung aus der Gasphase gewachsen sind (in 5000facher Vergrößerung);
Fig. 2 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von äquiaxialen Titancarbidteilchen, die in handelsüblichen keramischen Werkzeugmaterialien verwendet werden (in 5000facher Vergrößerung);
Fig. 3 eine lichtmikroskopische Aufnahme eines polierten Schliffs einer erfindungsgemäßen keramischen Zusammensetzung, welcher eine Aluminiumoxidmatrix und eingebettete Titancarbidwhisker zeigt (in 500facher Vergrößerung); und
Fig. 4 eine lichtmikroskopische Aufnahme eines polierten Schliffs einer keramischen Zusammensetzung mit zwei äquiaxialen Phasen (in 500facher Vergrößerung).
Aluminiumoxid-Titancarbidzusammensetzungen wurden durch Heißpressen hergestellt. Eine Zusammensetzung mit erfindungsgemäßen Titancarbidwhiskern und eine Vergleichszusammensetzung mit äquiaxialem Titancarbid wurden hergestellt und hinsichtlich ihrer inhärenten Eigenschaften und ihrer Eignung zur Bearbeitung geprüft. Die Eignung zur Bearbeitung wurde durch Herstellen von Werkzeugeinsätzen aus den Verbundzusammensetzungen und Verwendung der Werkzeugeinsätze unter verschiedenen Bearbeitungsbedingungen bestimmt.
Ein Ausgangsmaterial zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ist Titancarbidwhiskerpulver. Dieses Pulver wurde in einem Reaktor zur chemischen Dampfabscheidung hergestellt. Verschiedene Veröffentlichungen beschreiben Verfahren zur Herstellung und zum Einbringen von Titancarbidwhiskern, einschließlich A. Kato et al in "Growth Rate of Titanium Carbide Whiskers in Chemical Vapor Deposition," J. Cryst. Growth, 37(1977), Seiten 293 bis 300; und N. Tamari et al in "Catalytic Effects of Various Metals and Refractory Oxides on the Growth of TiC Whiskers by Chemical Vapor Deposition," J. Cryt. Growth 46(1979), Seiten 221 bis 237. Die Titancarbidwhisker sind in Fig. 1 gezeigt und können mit dem in der Vergleichszusammensetzung verwendeten und in Fig. 2 gezeigten äquiaxialen Titancarbidpulver verglichen werden.

Beispiel I

Die zur Herstellung von zwei Verbundzusammensetzungen verwendeten Gemische sind in Tabelle I angegeben. Tabelle I Rohmaterial Vol.% Gemisch Nr. Aluminiumoxid TiC-Whisker Zirconiumoxid TiC (äquiaxial)
Das Aluminiumoxid und das Zirconiumoxid wurden auf eine mittlere Größe von 0,5 bis 0,6 um vorgemahlen. Das Zirconiumoxid wurde als Sinterhilfsmittel zugegeben. Die Rohmaterialien wurden gründlich vermischt. Das Vermischen der Titancarbidwhisker und des Aluminiumoxidpulvers sollte sehr schonend aber sorgfältig durchgeführt werden. Dies vermeidet ein übermäßiges Zerbrechen der Whisker und ergibt nach dem Sintern eine homogene Verteilung der Whisker in der Aluminiumoxidmatrix. Ein Verfahren zum Mischen der Whisker und des Aluminiumoxidpulvers umfaßt die Herstellung einer Aufschlämmung von Aluminiumoxidpulver in Alkohol oder Wasser in einer Kugelmühle, Deagglomeration der Whisker in Alkohol oder Wasser mittels Ultraschall und Vermischen der Aluminiumoxidaufschlämmung und der deagglomerierten Whisker in einem Mischer oder in einer Kugelmühle. Die resultierende Aufschlämmung wird zur Herstellung eines Pulvers für die nachfolgenden Schritte des Formens getrocknet. Im Fall des Gemisches Nr. 1 dieses Beispiels wurde die die Whisker enthaltende Mischung im allgemeinen wie beschrieben hergestellt, insbesondere wurde die Aufschlämmung des Aluminiumoxidpulvers und der Whisker eine Stunde in einer Kugelmühle gemischt. Jedes Gemisch wurde bei zwei Temeraturen, nämlich 1550ºC und 1500ºC, unter 27,58 MPa (4000 pounds per square inch) Druck, 60 Minuten in einer Argonatmosphäre heißgepreßt. Die heißgepreßten Zusammensetzungen wurden zurückgewonnen und untersucht.
In den Figuren 3 und 4 sind lichtmikroskopische Aufnahmen von polierten Oberflächen der heißgepreßten Zusammensetzungen gezeigt. Daraus ist klar ersichtlich, daß die TiC- Teilchen (weiß) in der aus dem Gemisch Nr. 1 hergestellten Zusammensetzung eine Whiskermorphologie und in der aus dem Gemisch Nr. 2 hergestellten Zusammensetzung eine äquiaxiale Morphologie aufweisen.
Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften beider Zusammensetzungen wurden gemessen und sind in Tabelle 2 zusammen mit den Eigenschaften einer handelsüblichen äquiaxialen Aluminiumoxid-Titancarbidzusammensetzung aufgelistet, die für Werkzeugeinsätze verwendet wird. Um die Zusammensetzungen weiter zu charakterisieren wurden die Röntgenbeugung und die Röntgen-Fluoreszenz verwendet. Tabelle 2 Vergleichswerte Eigenschaft Gemisch Nr. Handelsprodukt Dichte g/cm³ Vickers-Härte Bruchzähigkeit*) Phasen (mittels Röntgenbeugung: Elemente mittels Röntgenfluoreszenz (heißgepreßt bei 1550ºC) TiC, monoclin und tetragonal (Spinell) *) A. G. Evans und E. A. Charles "Fracture Thoughness Determination by Indentation" J. Amer. Ceramic. Soc., Vol. 59, Nr. 7-8, S. 731
Die Zusammensetzungen waren zur vollen Dichte heißgepreßt und vollständig verdichtet. Die Härte des die Whisker enthaltenden Verbundwerkstoffs war etwas niedriger als die Härte der äquiaxialen Zusammensetzungen, aber die Zähigkeit war viel höher. Alles in allem waren die Eigenschaften des die Whisker enthaltenden Verbundwerkstoffs besser. Natürlich können die inhärenten Eigenschaften der Zusammensetzungen nur verwendet werden, um das Verhalten der Zusammensetzungen vorauszusagen, wenn diese als Werkzeugmaschineneinsätze verwendet werden. Deshalb wurden Bearbeitungsprüfungen durchgeführt.
Die Bearbeitungsprüfungen oder Metallschneidetests wurden mit Einsätzen durchgeführt, die aus den heißgepreßten Zusammensetzungen der Gemische Nr. 1 und 2 hergestellt wurden. Heißgepreßte Proben jeder Zusammensetzung wurden gewürfelt und zu Werkzeugmaschineneinsätzen in SNG-434-Form geschliffen (entsprechend dem von der American Standards Association entwickelten und veröffentlichten Identifizierungssystem). Die Einsätze wurden in der Maschine sowohl auf Bruchfestigkeit als auch auf Verschleißfestigkeit geprüft und mit handelsüblichen Werkzeugeinsätzen aus äquiaxialen Verbundwerkstoffen aus Aluminiumoxid-Titancarbidzusammensetzungen und anderen vergleichbaren Werkzeugmaterialien verglichen. Die Ergebnisse der Tests sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3 Test A Schneidbedingungen: Inconel 718-Werkstück, Geschwindigkeit 5,08 Oberflächenmeter/Sekunde (1000 sfm); Vorschubrate 0,254 mm pro Umdrehung (0,01 ipr); 2,54mm (0,1 inch) doc. Werkzeugmaterial Standzeit (Minuten) Fehlerart Gemisch Handelsprodukt (Al&sub2;O&sub3;-TiC äquiaxial) Handelsprodukt (Al&sub2;O&sub3;-SiC Whisker) Test B Schneidbedingungen: 4340 Stahl WKPC; 1500 sfm Geschwindigkeit; 0,01 inch Vorschubrate; 0,1 inch doc. Werkzeugmaterial Standzeit Fehlerart Gemisch Handelsprodukt (Al&sub2;O&sub3; äquiaxial) Handelsprodukt (Al&sub2;O&sub3;-SiC Whisker)
WKPC = Werkstück, sfm = Oberflächenfuß pro Minute; ipr = inch pro Umdrehung, doc = Schnittiefe, DOCN = Schnittiefenkerbenfehler; BK = Bruch; FW = Flankenverschleißfehler; NW = Nasenabrieb.
Der Schneidtest A mit Inconel 718 wurde bei einer Schneidgeschwindigkeit von 5,08 Oberflächenmeter pro Sekunde (1000 surface feet per minute (sfm)) durchgeführt, um die Bruchfestigkeit der Werkzeugeinsätze zu überprüfen. Der Schneidtest B mit 4340 Stahl bei einer Schneidgeschwindigkeit von 7,62 Oberflächenmeter pro Sekunde (1500 sfm) war dazu bestimmt, die Verschleißfestigkeit der verschiedenen Materialien zu vergleichen.
Wie das in Tabelle 3 angegebene Ergebnis für den Test A zeigt, besitzen die aus den erfindungsgemäßen, die Titancarbidwhisker enthaltenden Zusammensetzungen (Gemisch 1) hergestellten Werkzeugeinsätze eine längere Lebensdauer als die aus den äquiaxialen Vergleichszusammensetzungen hergestellten Werkzeugeinsätze, die aus dem Gemisch Nr. 2 oder dem Handelsprodukt (Al&sub2;O&sub3;-TiC äquiaxial) hergestellt wurden. Die Fehlerarten der aus den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen hergestellten Werkzeugeinsätze waren der Schnittiefenkerbenfehler oder der Bruch. Die Fehlerart der Werkzeugeinsätze, die aus den beiden äquiaxialen Zusammensetzungen hergestellt wurden, war der Bruch. Ein Vergleichswerkzeugeinsatz, der Siliciumcarbidwhisker in einer Aluminiumoxidmatrix enthält, besitzt sogar eine bessere Werkzeugstandzeit, kann aber vorteilhaft nur für Metalle, wie beispielsweise Inconel, und nicht für Stähle verwendet werden (siehe Test B). Zusätzliche Daten, die während des Tests A erhalten wurden, sind in der Tabelle nicht angegeben: Wenigstens jede Minute wurde die Bearbeitung unterbrochen, um den Flankenverschleiß an den Werkzeugeinsätzen zu messen. Wenn der Flankenverschleiß in Abhängigkeit von der Bearbeitungszeit der erfindungsgemäßen, die Titancarbidwhisker enthaltenden Werkzeugeinsätze mit den mit äquiaxialem Titancarbid hergestellten Werkzeugeinsätzen verglichen wurde, ergab sich, daß die Flankenverschleißrate für beide Arten von Werkzeugeinsätzen im wesentlichen identisch war.
Die in Tabelle 3 angegebenen Ergebnisse aus Test B zeigen einen leichten Vorteil für die äguiaxialen Titancarbidwhiskerphasen im Vergleich mit den Titancarbidwhiskerphasen bei Anwendungen, in denen die Verschleißfestigkeit die wichtigste Eigenschaft ist. Jedoch wird das üble Verhalten der Werkzeugeinsätze, die aus Aluminiumoxid-Siliciumcarbidwhiskermaterialien hergestellt wurden, gezeigt. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Aluminiumoxid- Titancarbidwhiskermaterialien besteht darin, daß sie erfolgreich zum Schneiden von sowohl gekohltem Stahl als auch von Superlegierungen, wie beispielsweise Inconel, verwenden werden können.

Beispiel II

Aus drei zusätzlichen Gemischen, ähnlich dem Gemisch 1, wurden Zusammensetzungen und Werkzeugeinsätze hergestellt. Gemisch 3 wurde aus 15 Vol.% TiC-Whiskern, Gemisch 4 aus 30 Vol.% TiC-Whiskern und Gemisch 5 aus 40 Vol.% TiC-Whiskern hergestellt. Daneben enthielten die Gemische 1 Vol.% ZrO&sub2; und im übrigen Aluminiumoxid. Es wurden die gleichen Ausgangsmaterialien und Herstellungsverfahren verwendet, mit der Ausnahme, daß das Heißpressen nur bei 1550ºC durchgeführt wurde. Die Bruchzähigkeitswerte für die beiden hergestellten Zusammensetzungen sind in der folgenden Tabelle angegeben. Tabelle 4 Eigenschaft Gemisch Bruchzähigkeit
Die Werte der Tabelle 4 bestätigen, daß ein Erhöhen des Gehalts an Titancarbidwhiskern von 15 auf 40 Vol.% eine Verbesserung der Bruchzähigkeit bewirkt.

Claims

1. Keramische Zusammensetzung mit einer polykristallinen Aluminiumoxidmatrix, die darin verteilte Titancarbidwhisker aufweist, wobei die Zusammensetzung umfaßt:

a) 50 bis 90 Vol.% hochreines Aluminiumoxid,

b) 10 bis 50 Vol.% Einkristall-Titancarbidwhisker, und

c) bis zu 3 Vol.% Rückstand von Sinterhilfsmitteln.

2. Gesinterte keramische Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hochreine Aluminiumoxid mindestens 99 Gew.% Al&sub2;O&sub3; beinhaltet und der Sinterhilfsmittelrückstand bis zu 1 Vol.% ZrO&sub2; umfaßt.

3. Gesinterte keramische Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Korngröße der hochreinen Aluminiumoxidmatrix 0,5 bis 3 um beträgt, und daß der Durchmesser der Titancarbidwhisker von 0,25 bis 3 um und die Länge der Whisker bis zu 150 um reicht.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 1 mit:

a) 65 bis 85 Vol.% hochreinem Aluminiumoxid,

b) 15 bis 35 Vol.% Titancarbidwhiskern und

c) bis zu 1,5 Vol.% Sinterhilfsmittelrückstand.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 1 mit:

a) 75 bis 85 Vol.% hochreinem Aluminiumoxid,

b) 25 bis 35 Vol.% Titancarbidwhiskern und

c) bis zu 1,5 Vol.% Sinterhilfsmittelrückstand.

6. Keramische Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Whisker eine Zufallsorientierung aufweisen.

7. Keramische Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Whisker vorzugsweise in Ebenen senkrecht zu einer Achse ausgerichtet sind.

8. Verfahren zur Bearbeitung von Stählen, Gußeisen, Superlegierungen und dergleichen, welches die folgenden Schritte umfaßt:

a) es wird ein Schneidwerkzeugeinsatz aus einer Sinterkeramik-Zusammensetzung verwendet, welche eine polykristalline Aluminiumoxidmatrix mit darin verteilten Titancarbidwhiskern umfaßt, und

b) die Vorschubrate bei der Bearbeitung wird zwischen 0,127 und 0,762 mm (0,005 und 0,030 inch) pro Umdrehung und die Arbeitsgeschwindigkeit zwischen 2,54 und 20,32 m/s (500 und 4000 surface feet per minute) gehalten.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittiefe bis zu 5,08 mm (0,2 inch) beträgt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidwerkzeugeinsatz beinhaltet:

a) 50 bis 90 Vol.% hochreines Aluminiumoxid,

b) 10 bis 50 Vol.% Einkristall-Titancarbidwhisker und

c) bis zu 3 Vol.% Sinterhilfsmittelrückstand.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das hochreine Aluminiumoxid des Schneidwerkzeugeinsatzes mindestens 99 Gew.% Al&sub2;O&sub3; beinhaltet und daß der Sinterhilfsmittelrückstand bis zu 1 Vol.% ZrO&sub2; umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Korngröße der hochreinen Aluminiumoxidmatrix des Schneidwerkzeugeinsatzes 0,5 bis 3 um beträgt, und der Durchmesser der Titancarbidwhisker im Bereich von 0,25 bis 3 um und die Länge der Whisker im Bereich von bis zu 150 um liegt.

13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidwerkzeugeinsatz beinhaltet:

a) 65 bis 85 Vol.% hochreines Aluminiumoxid,

b) 15 bis 35 Vol.% Titancarbidwhisker und

c) bis zu 1,5 Vol.% Sinterhilfsmittelrückstand.

14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidwerkzeugeinsatz beinhaltet:

a) 75 bis 85 Vol.% hochreines Aluminiumoxid,

b) 25 bis 35 Vol.% Titancarbidwhisker.

15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Whisker in dem Schneidwerkzeugeinsatz eine Zufallsorientierung aufweisen.

16. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Whisker in dem Schneidwerkzeugeinsatz vorzugsweise in Ebenen senkrecht zu einer Achse orientiert sind.