DE3888359T2

DE3888359T2 - Mit alumina beschichtete siliziumkarbidwhisker-alumina-zubereitung.

Info

Publication number: DE3888359T2
Application number: DE3888359T
Authority: DE
Inventors: Elizabeth Billman; Pankaj Mehrotra
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1987-09-02
Filing date: 1988-08-08
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2008-08-09
Also published as: EP0376975B1; JP2709732B2; CA1309622C; CN1032152A; JPH03500638A; KR890701500A; EP0376975A1; EP0376975A4; WO1989001925A1; US4801510A; KR950014722B1; DE3888359D1; CN1012061B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf überzogene Verbundstoffe, die Siliciumkarbid-Whisker enthalten, die in einer Matrix auf Basis von Aluminiumoxid verteilt sind und die darauf einen Aluminiumoxidüberzug aufweisen. Sie bezieht sich insbesondere auf aus solchen beschichteten Verbundwerkstoffen hergestellte Metallschneideinsätze.
Nach dem Stand der Technik werden eine Vielzahl von Materialien verwendet, um Eisen- und Nichteisen-Metalle zu hearbeiten. Unter den Materialien nach dem Stand der Technik, die zum spanabhebenden Bearbeiten von Stählen verwendet werden, findet man sowohl beschichtete als auch nicht-beschichtete Hartmetalle. Spezielle beschichtete Hartmetalle sind in dem US-Patent Nr. 4 610 931 beschrieben, ein Beispiel dafür ist die im Handel erhältliche Qualität KC950 gemäß dem Stand der Technik, die in Übereinstimmung mit obigem Patent hergestellt ist (KC950 ist ein Warenzeichen der Kennametal Inc. für beschichtete Schneideinsätze).
Zusätzlich wurden Stähle unter Verwendung von TiC-TiN-Cermets zerspant, wie sie in dem US-Patent Nr. 3 971 656 beschrieben sind. Stähle werden gewerblich auch unter Verwendung von Keramik-Einsätzen zerspant, wie Aluminiumoxid- und Aluminiumoxid-Titankarbid-Keramiken. Bin Beispiel für einen bekannten Aluminiumoxid-Titankarbid-Schneideinsatztyp ist die Qualität K090, die etwa 30 Vol.-% Titankarbid enthält (K090 ist ein Warenzeichen der Kennametal Inc. für Aluminiumoxid-Titankarbid-Schneideinsätze).
Während die obigen Zusammensetzungen erfolgreich beim Zerspanen von Stählen waren, werden Hartmetalle in der Industrie bei gleichzeitig großem Vorschub und geringen Geschwindigkeiten verwendet, wogegen Keramik bei gleichzeitig hohen Geschwindigkeiten und geringem Vorschub verwendet wird. Uns sind keine im Handel erhältlichen Schneidwerkzeugtypen bekannt, die gewerbsmäßig zum Zerspanen von Stahl bei gleichzeitig hohen Geschwindigkeiten und hohem Vorschub verwendet werden.
Es wurden Schneideinsätze entwickelt, die aus Aluminiumoxid-Siliciumkarbid- Whisker-Verbundwerkstoffen bestehen (siehe US-Patent Nr. 4 543 345). Diese Einsätze wurden, obwohl sie gewerbsmäßig nützlich beim Zerspanen von auf Nickel basierenden Superlegierungen sind, aufgrund der geringen erzielten Werkzeuglebensdauer in der Praxis nicht zum Zerspanen von Stählen eingesetzt. Man geht davon aus, daß diese geringe Werkzeuglebensdauer auf eine starke chemische Reaktion zurückzuführen ist, die zwischen dem Eisen im Stahl und dem Siliciumkarbid im Schneideinsatz bei den beim Zerspanen an der Schneide erzeugten hohen Temperaturen auftritt.
Die im Handel erhältlichen Qualitäten von Aluminiumoxid-Siliciumkarbidwhisker- Verbundwerkstoffen nach dem Stand der Technik, die zum Zerspanen von auf Nickel basierenden Legierungen verwendet werden, enthalten zwischen 30 und ungefähr 36 Vol. - % Siliciumkarbidwhisker, da herausgefunden wurde, daß die Zerspanungsleistung in diesem Zusammensetzungsbereich optimiert ist. Bei diesem Anteil von SiC-Whiskern wird auch eine maximale Bruchzähigkeit erreicht.
Die EP-A1-0 247 630, ein im Prioritätsintervall veröffentlichtes Dokument, offenbart ein Substrat für Schneidwerkzeuge, das auf einer Matrix basiert, die zusammengesetzt ist aus Oxiden, Nitriden, Karbiden und Oxynitriden von Aluminium, Silicium und Ubergangsmetallen der Gruppe IVa, die 5 bis 50 Gew.-% gleichmäßig in der Matrix verteilte SiC-Whisker enthält und die mit einer oder mehreren Schichten der besagten Oxide, Nitride, Karbide, Oxynitride und Boride mit einer Dicke überzogen sind, die zwischen 0,3 und 20 um beträgt. Das Dokument offenbart auch aus diesem Substrat hergestellte Schneidwerkzeuge.
Die Anmelderin hat nun überraschenderweise herausgefunden, daß durch Aufbringen eines Aluminiumoxidüberzuges auf Aluminiumoxid und bestimmte Mengen von SiC-Whiskern enthaltende Substrate ein Schneidwerkzeug hergestellt werden kann, das nicht nur die Anwendung von Aluminiumoxid-SiC-Whisker-Verbundwerkstoffen zum Zerspanen von Stählen in der Praxis erlaubt, sondern auch die Verwendung dieser Materialien in der Hochgeschwindigkeits-Grobzerspanung von Stählen bei gleichzeitig hohem Vorschub und hohen Geschwindigkeiten erlaubt.
Erfindungsgemäß ist ein Gegenstand geschaffen, der ein Substrat aufweist, das aus SiC-Whiskern besteht, die in einer auf Aluminiumoxid basierenden Matrix verteilt sind (die Matrix enthält wenigstens 50 Vol.-% Aluminiumoxid), wobei an das Substrat ein Aluminiumoxidüberzug gebunden ist. Das Substrat enthält mindestens 5 und weniger als 30 Vol.-% Siliciumkarbidwhisker sowie weniger als ungefähr 95 und vorzugsweise mehr als 70 Vol.-% Aluminiumoxid. Vorzugsweise ist der Gegenstand ein Schneideinsatz, der aus den obigen Bestandteilen zusammengesetzt ist und eine am Zusammentreffen seiner Spanfläche und seiner Freifläche gebildete Schneidkante besitzt. Abhängig von der Zerspanungsanwen dung beträgt der SiC-Whiskergehalt vorzugsweise mindestens ungefähr 5 bis weniger als etwa 20 Vol.-%, insbesondere beträgt er zwischen ungefähr 10 und 18 Vol.-% für weiche Stähle sowie vorzugsweise 20 bis weniger als 30 Vol.-% und insbesondere zwischen ungefähr 22 und 28 Vol.-% für härtere Stähle.
Der Aluminiumoxidüberzug weist vorzugsweise eine Dicke von zwischen ungefähr 1,5 bis ungefähr 10 um auf, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 3 bis ungefähr 7 um. Obwohl der Aluminiumoxidüberzug direkt an das Substrat gebunden werden kann, können Zwischenüberzüge zwischen dem Substrat und dem Aluminiumoxid aufgebracht werden, um den Aluminiumoxidüberzug an das Substrat zu binden. Bei einer Ausführungsform kann ein TiN-Überzug an die Außenseite des Aluminiumoxidüberzuges gebunden werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile ergeben sich deutlicher aus der folgenden, ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung der Schneidwerkzeug-Lebensdauer während des Drehens von AISI 1045-Stahl als eine Funktion des SiC-Whiskergehalts (SiCW) in Vol.-%; und
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Schneidwerkzeug-Lebensdauer während des Drehens von AISI 4340-Stähl als eine Funktion des SiC-Whiskergehalts.
Die Anmelderin hat festgestellt, daß durch das Überziehen spezieller SiC-Whisker-Aluminiumoxid-Substratzusammensetzungen mit einem Aluminiumoxidüberzug Schneideinsätze hergestellt werden können, die eine deutlich verbesserte Werkzeuglebensdauer während einer Hochgeschwindigkeits-Grobzerspanung von Stählen im Vergleich zu den Schneidleistungen der nicht-beschichteten Substrate besitzen. Überraschenderweise wurden die besten Werkzeuglebensdauerleistungen mit Substratzusammensetzungen erzielt, die einen geringeren SiC-Whiskergehalt aufweisen, als er verwendet wird für SiC-Whisker-verstärkte, nicht-beschichtete Schneideinsätze aus den im Handel erhältlichen Qualitäten nach dem Stand der Technik, die zum Zerspanen von Legierungen auf Nickelbasis verwendet werden. Wie oben erwähnt, enthalten diese Zusammensetzungen nach dem Stand der Technik zwischen 30 und ungefähr 36 Vol.-% SiC-Whisker, die in einer Aluminiumoxid-Matrix verteilt sind. Diese Höhe des Whiskergehalts führte auch zu einer maximalen Bruchzähigkeit des Materials.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der SiC-Whiskergehalt des Substrats dagegen auf über 5 Vol.-% und weniger als 30 Vol.-% begrenzt, also auf einen Zusammensetzungsbereich, der im Vergleich zu handelsüblichen Schneideinsatzzusammensetzungen nach dem Stand der Technik eine verminderte Bruchzähigkeit besitzen sollte. Tatsächlich wurde herausgefunden, daß bei weichen Stählen, wie bei AISI 1045-Stahl, der SiC-Whiskergehalt des Substrats wenigstens ungefähr 5 und weniger als ungefähr 20 Vol.-% betragen sollte.
Ohne sich an eine Theorie binden zu wollen, geht die Anmelderin davon aus, daß die vorteilhaften und unerwarteten Ergebnisse, die durch die vorliegende Erfindung erhalten werden, mit der folgenden Theorie erklärt werden können:
Es wird davon ausgegangen, daß zum Maximieren der Werkzeuglebensdauer beim Hochgeschwindigkeits-Grobzerspanen von Stahl abgewogen werden muß zwischen der Bruchzähigkeit und der chemischen Reaktivität des Substrats, das die in einer Aluminiumoxidmatrix verteilten SiC-Whisker enthält. Während sich die Bruchzähigkeit im Bereich von 30 bis 36 Vol.-% SiC-Whisker auf ein Maximum erhöht, geht man davon aus, daß sich die chemische Reaktivität des Substrats beim Zerspanen von Stahl erhöht, wenn der SiC-Whiskergehalt erhöht wird. Obwohl bei der vorliegenden Erfindung das Substrat mit einem Aluminiumoxidüberzug beschichtet wird, um das Substrat vor Berührung mit dem Stahl zu schützen, wird während des Gebrauchs der Aluminiumoxidüberzug abgenutzt, wodurch das Substrat in einen direkten Druckkontakt mit den heißen Stählspänen gelangt, die sich mit hohen Geschwindigkeiten über seine Spanfläche bewegen. Unter diesen Umständen geht man davon aus, daß je größer der SiC-Whiskergehalt ist, desto größer wird die Reaktivität des Substrats sein und desto höher ist die Wahrscheinlichkeit eines frühen Werkzeugausfalls aufgrund von Rißausbreitung. Daher wird die Theorie aufgestellt, daß zum Maximieren der Werkzeuglebensdauer abgewogen werden muß zwischen der Reaktivität und der Bruchzähigkeit des Substrats unter dem Aluminiumoxidüberzug. Es wird weiterhin die Theorie aufgestellt, daß sich der SiC-Whiskergehalt, bei dem ein Gleichgewicht auftritt, entsprechend der Zusammensetzung und der Härte des Stahls verschiebt. Z. B. wird davon ausgegangen, daß weichere Stähle, wie Stähle mit geringem und mittlerem Kohlenstoffgehalt, eine höhere Reaktivität mit den SiC-Whiskern als härtere Stähle aufweisen. Zusätzlich wird davon ausgegangen, daß beim Drehen von weichem Material die Bruchzähigkeit des Einsatzes nicht allzu hoch sein muß. Daher wird die optimale Schneidwerkzeug-Lebensdauer beim Hochgeschwindigkeits-Grobzerspanen von Stählen mit niedrigem oder mittlerem Kohlenstoffgehalt bei einem niedrigeren SiC-Whiskergehalt erzielt.
Die Erfindung ergibt sich deutlicher aus den folgenden Beispielen.
Es werden ungefähr 725 bis 750 g der in Tabelle I gezeigten Gemische 1 bis 5 hergestellt, indem zuerst ein Agglomerat aus SiC-Whiskern (0,3 bis 0,7 um Durchmesser bei einer lange von 20 bis 50 um) durch Ultraschallvibration ungefähr 1/2 Stunde lang aufgetrennt wird, dann werden die jeweiligen Mengen hochreines Aluminiumoxid, 3,2 bis 3,5 l Isopropylalkohol und 2,3 kg 6,35 mm- Aluminiumoxidkugeln zugegeben. Diese Materialien werden gründlich, aber sanft in einem Mahlbehälter ungefähr eine Stunde lang vermischt, um eine im wesentlichen homogene Verteilung der SiC-Whisker im Aluminiumoxid zu erreichen, ohne daß übermäßig viele SiC-Whisker aufbrechen. Das hochreine Aluminiumoxid (ALCOA Klasse A16SG) wurde vorher gemahlen, um eine durchschnittliche Größe von ungefähr 0,5 bis 0,6 um zu erzielen. Nach dem Mischen werden die Pulvergemische getrocknet und durch ein 0,149 mm-Sieb (100 mesh) geführt, um alle großen Agglomerate zu entfernen. Das Pulver von jedem Gemisch wird dann in einem Graphitgesenk mit einem Durchmesser von 44,45 mm (1,75 inch) bei 1800ºC und einem Druck von 27,6 MPa (4000 psi) eine Stunde lang heißgepreßt, um im wesentlichen vollständig hohlraumfreie Blöcke (mit einer Dichte von wenigstens 98 % der theoretischen Dichte) zu erhalten, ohne daß die Whiskermorphologie merklich verschlechtert wird. Während des Heißpressens wurde eine Argon-Schutzatmosphäre mit einem Druck von ungefähr einer Atmosphäre aufrechterhalten.
Die heißgepreßten Blöcke werden zu Schneideinsätzen des Typs SNG-453T geschnitten und geschliffen. Das T steht für K-Steg oder Abschrägung. Bei den vorliegenden Einsätzen besitzt die verwendete Abschrägung eine vorspringende Breite von 0,2 mm (0,008 inch) in der Ebene der Spanfläche, und sie fallt in einem Winkel von 20º von der Ebene der Spanfiäche zur Schneidkante und zur Freifläche hin ab. Einige Einsätze jeder Zusammensetzung wurden dann mit einem 3 bis 5 um dicken Aluminiumoxidüberzug beschichtet, der mit herkömmlichen Verfahren der Dampfabscheidung bei ungefähr 950ºC auf das Einsatzsubstrat aufgebracht und daran gebunden wird. Tabelle I Gemisch-Zusammensetzungen Nominelle Zusammensetzung Gemisch Nr. SiC-Whisker Vol.-%
Dann wurden Schneideinsätze jeden Gemischs (sowohl in beschichtetem als auch nicht-beschichtetem Zustand) beim Hochgeschwindigkeits-Grobdrehen von AISI 1045-und 4340-Stählen unter den in den Tabellen II und III angegebenen Zerspanungsbedingungen und mit den dort genannten Ergebnissen verwendet. Tabelle II Hochgeschwindigkeits-Grobzerspanung von AISI 1045-Stahl Schneideinsatzmaterial Gemisch Nr. Einsatzlebensdauer (Minuten) Durchschnitt Ausfallgrund beschichtet
1. Die erste Spalte der Einsatzlebensdauer wurde beim Drehen von 1045-Stahl mit einer Brinell-Härte von 192 bis 202 und einer Oberflächengeschwindigkeit von 305 m/Minute (1000 Fuß/Minute), einem Vorschub von 0,64 mm/Umdrehung (0,025 inch/Umdrehung) und einer Schnittiefe von 2,54 mm (0,1 inch) bestimmt.
2. Die zweite Spalte der Einsatzlebensdauer wurde unter den gleichen Bedingungen bestimmt, wie sie zur Bestimmung der ersten Spalte verwendet wurden, mit der Ausnahme, daß eine andere Drehbank und ein Vorschub von 0,61 mm/Umdrehung (0,024 inch/Umdrehung) verwendet wurden.
SNT =Schneidnuttiefe: Verschleißgrenze ≥0,76 mm (0,03 inch)
A =Abplatzungen: Verschleißgrenze ≥0,76 mm (0,03 inch)
B =Bruch
KV =Kolkverschleiß: Verschleißgrenze ≥0,1 mm (0,004 inch)
FV = Freiflächenverschleiß: Verschleißgrenze ≥038 mm (0,015 inch) Tabelle III Hochgeschwindigkeitsgrobzerspanung von AISI 4340-Stähl Schneideinsatzmaterial Gemisch Nr. Einsatzlebensdauer¹ (Minuten) Ausfallgrund beschichtet
1. Nicht-beschichtete Einsätze wurden unter den Bedingungen getestet, die in Tabelle II unter 1. beschrieben wurden, und beschichtete Einsätze wurden unter den Bedingungen getestet, die unter 2. der Tabelle II beschrieben wurden, bis auf die Ausnahme, daß das verwendete Arbeitsmaterial AISI 4340-Stahl mit einer Brinell-Härte von 295 war.
Wie aus den obigen Tabellen und aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, die die Schneidwerkzeug-Lebensdauer als Funktion des SiC-Whiskergehalts zusammenfassen, wird eine erhebliche und unerwartete Verbesserung der Schneidwerkzeug-Lebensdauer durch Beschichten spezieller Zusammensetzungen von SiC-Whiskerverstärkten Aluminiumoxid-Schneideinsätzen mit Aluminium erzielt. Beim 1045- Stahl, der ein relativ weiches Material ist (Brinell-Härte 192 bis 202), wurden die höchsten Schneidwerkzeug-Lebensdauern bei Aluminiumoxid-beschichteten Einsätzen mit einem Substrat aus dem Gemisch Nr. 1 erzielt (15 Vol.-% SiC- Whisker). Wenn der SiC-Whiskergehalt erhöht wird, vermindert sich die Lebensdauer. Dies ist wahrscheinlich auf die erhöhte Reaktivität des Substrats mit dem Stahl zurückzuführen. Obwohl keine Tests mit einem SiC-Whiskergehalt von unterhalb 15 Vol.-% durchgeführt wurden, geht man davon aus, daß Substrate, die weniger als 5 Vol.-% SiC-Whiskergehalt aufweisen, keine ausreichende Bruchzähigkeit zum Zerspanen des Materials aufweisen würden. Daher gehen wir davon aus, daß zum Zerspanen von mittleren Kohlenstoffstählen, wie z. B. 1045, der SiC-Whiskergehalt des Substrats vorzugsweise zwischen 5 und 20 Vol.-% liegen sollte und insbesondere vorzugsweise zwischen 10 und 18 Vol.-%, um beim Hoehgeschwlndigkeits-Grobzerspanen eine maximale Werkzeuglebensdauer zu erreichen.
Beim 4340-Stahl, der üblicherweise eine Brinell-Härte von 295 aufweist, stellte sich die Schneidwerkzeug-Lebensdauer der getesteten, Aluminiumoxid-beschichteten Materialien bei einem SiC-Whiskergehalt von ungefähr 25 Vol.-% (Gemisch Nr. 3) auf einem Maximum ein. Wenn der SiC-Whiskergehalt bis auf 30 bis 35 Vol.-% erhöht wurde, wurde eine deutliche Verminderung der Schneidwerkzeug-Lebensdauer beobachtet. Diese Lebensdauerverminderung ist wahrscheinlich auf die erhöhte Reaktivität des Substrats zurückzuführen. Wenn der SiC-Whiskergehalt bis auf 20 und 15 Vol.-% vermindert wird, fällt die Schneidwerkzeug-Lebensdauer signifikant ab. Diese Verminderung allerdings ist wahrscheinlich auf die Verminderung der Bruchzähigkeit aufgrund des geringeren SiC-Whiskergehalts zurückzuführen. Daher gehen wir davon aus, duß zum Zerspanen von niedrig legierten Stählen, wie 4340-Stahl, der SiC-Whiskergehalt des Substrats vorzugsweise geringer als 30 und mehr als 20 Vol.-% beträgt und insbesondere vorzugsweise weniger als 28 und mehr als 22 Vol.-%, um beim Hochgeschwindigkeits-Grobzerspanen eine maximale Werkzeuglebensdauer zu erzielen.
Es ist nun offensichtlich, daß im Bereich von 5 bis weniger als 30 Vol.-% SiC- Whisker eine Reihe von Aluminiumoxid-beschichteten Qualitäten entwickelt werden können, die zum Hoehgeschwindigkefts-Grnbzerspanen von einer Vielzahl von Stählen ausgelegt sind, wie z. B. Stähle mit einem geringen, einem mittleren und einem hohen Kohlenstoffgehalt, niedrig legierte Stähle und nichtrostende Stähle. Die spezifisch benötigte Substratzusammensetzung hängt von der Reaktivität des Substrats mit dem Stahl und der Härte oder Festigkeit des Stahls zusammen.
Es wird davon ausgegangen, daß akzeptable Ergebnisse mit einer Dicke des Aluminiumoxidüberzuges im Bereich von 1,5 bis 10 um und insbesondere vorzugsweise zwischen 3 und 7 um erzielt werden. Es wird erwartet, daß weitere Verbesserungen der Lebensdauer dadurch erreicht werden können, daß ein TiN-Überzug auf dem Aluminiumoxidüberzug aufgebracht und an ihn gebunden wird. Es wird gegenwartig erwogen, den TiN-Überzug direkt auf den Aluminiumoxidüberzug aufzubringen oder ihn mittels eines Zwischenüberzuges aus z. B. TiCN an den Aluminiumoxidüberzug zu binden. Es ist nach dem Stand der Technik gut bekannt, daß TiN-Überzüge einen geringeren Reibungsbeiwert als Aluminiumoxidüberzüge besitzen. Wenn ein TiN-Überzug verwendet wird, sollte er vorzugsweise eine Dicke im Bereich von ungefähr 0,5 bis 10 um und insbesondere vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 um besitzen.
Es wird zusätzlich davon ausgegangen, daß zwischen dem Aluminiumoxidüberzug und dem Substrat ein Zwischenüberzug aufgebracht werden kann, um die Haftung des Aluminiumoxidüberzuges zu verbessern. Es wird gegenwärtig erwogen, daß dieser Zwischenüberzug ein Titanarbid-, ein Titannitrid- oder ein Titancarbonitrid-Überzug sein kann.
Zusätzlich wird erwogen, zur Verbesserung der Sinterbarkeit dieser Materialien eine Sinterhilfe zuzugegeben. Man geht gegenwärtig davon aus, daß Zirkonoxid, Magnesiumoxid und/oder Seltenerdoxide, z. B. Yttriumoxid, in geringen Mengen von ungefähr 2 Vol.-% oder weniger verwendet werden können. Zirkonoxid kann dagegen in größeren Mengen, aber nicht mehr als 20 Vol.-% des Substrats, zugegeben werden, um die Bruchzähigkeit des Substrats weiter zu erhöhen.
Es wird weiterhin davon ausgegangen, daß die Herstellungskosten der vorliegenden Erfihdung vermindert werden können, wenn der hier verwendete Schritt des Heißpressens, um das Substrat wenigstens im wesentlichen bis zur theoretisch möglichen, maximalen Dichte zu verdichten, durch die von P. K. Mehrotra et al. in der US-A-4 820 663 beschriebenen Verdichtungsverfahren ersetzt wird. In diesem Patent wird ein Whisker enthaltendes Keramiksubstrat bis auf eine im wesentlichen der maximal erreichbaren Dichte entsprechenden Dichte durch ein Verfahren gesintert, das die folgenden Schritte enthält: (a) Bilden eines Preßkörpers einer sinterbaren Keramikzusammensetzung; (b) Aufbringen eines Überzuges auf den Preßling durch Dampfabscheidung einer Keramikzusammensetzung, die vor oder während des folgenden Schrittes des isostatischen Pressens nicht verglast; und (c) Erhitzen und isostatisches Pressen des beschichteten Preßlings in einer Atmosphäre, die mit dem Überzug und/oder dem Preßling bei den Preßtemperaturen und den Preßdrücken reagiert, um eine Annäherung der Dichte des Preßlings an die theoretisch mögliche, maximale Dichte zu erreichen.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich dem Fachmann aus dieser Beschreibung oder durch Ausführen der in ihr offenbarten Erfindung.

Claims

1. Schneideinsatz, umfassend:

eine am Zusammentreffen einer Spanfläche und einer Freifläche des Schneideinsatzes gebildete Schneidkante;

eine Abschrägung mit einer in der Ebene der Spanfläche vorspringenden Breite, wobei die Abschrägung von der Ebene der Spanfläche zur Schneidkante und Freifläche hin abfällt;

wobei der Schneideinsatz ein Substrat und einen an das Substrat gebundenen Überzug aus Aluminiumoxid aufweist und das Substrat aus mehr als 5 und weniger als 30 Vol.-% Siliciumcarbid-Whiskern und weniger als 95, jedoch mehr als 70 Vol.-% Aluminiumoxid zusammengesetzt ist.

2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, worin die SiC-Whisker mindestens 5 bis weniger als etwa 20 Vol.-% des Substrats ausmachen.

3. Schneideinsatz nach Anspruch 1, worin die SiC-Whisker 20 bis weniger als 30 Vol.-% des Substrats ausmachen.

4. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Aluminiumoxidüberzug eine Dicke von zwischen etwa 1,5 und 10 um aufweist.

5. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Aluminiumoxidüberzug eine Dicke von zwischen etwa 3 und etwa 7 um aufweist.

6. Schneideinsatz nach Anspruch 1, worin die SiC-Whisker zwischen etwa 22 und 28 Vol.-% des Substrats ausmachen.

7. Schneideinsatz nach Anspruch 1, worin die SiC-Whisker zwischen etwa 10 und 18 Vol.-% des Substrats ausmachen.

8. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich über dem Aluminiumoxidüberzug einen daran gebundenen Überzug aus TiN aufweist.

9. Schneideinsatz, umfassend:

und einen an das Substrat gebundenen Aluminiumoxidüberzug;

wobei das Substrat mehr als 5 und weniger als 30 Vol.-% SiC-Whisker enthält, die in einer Matrix auf Basis von Muminiumoxid verteilt sind.

10. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 9, worin das Substrat zusätzlich ein Sinterhilfsmittel enthält.

11. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 9, worin das Substrat zusätzlich Zirkoniumoxid in einer Menge von mehr als etwa 2 Vol.-%, jedoch nicht mehr als 20 Vol.-% des Substrats, enthält.

12. Schneideinsatz nach Anspruch 9 oder 11, worin das Substrat mehr als 5 und weniger als etwa 20 Vol.-% Siliciumcarbid-Whisker enthält.