Инструментальные материалы. 2

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ  МАТЕРИАЛЫ

Уровень производительности механической обработки в значительной степени зависит от качества применяемого режущего инструмента,  и особенно его режущей части. Свойства материала, из которого выполнена режущая часть инструмента, определяют допустимый предел механической и тепловой нагрузок на режущую кромку, а следовательно, диапазон скоростей резания и сечений срезаемого слоя.

В настоящее время в мировой  практике используется очень большая  номенклатура инструментальных материалов, различающихся по своей структуре, химическому составу и свойствам. Правильный выбор инструментального материала для конкретных условий работы невозможен без знания основных физических явлений, сопровождающих процесс резания в данных условиях, а также без знания основных свойств инструментальных материалов. Поскольку в большинстве стран используются различные маркировки материалов, рассмотрим основные закономерности, определяющие свойства инструментальных материалов.

СВОЙСТВА  ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Область рационального применения любого инструментального материала определяется совокупностью его эксплутационных свойств, а также экономическими факторами. К важнейшим эксплутационным свойствам инструментальных материалов относятся: твердость, прочность, износостойкость и теплопроводность.

Твердость контактных поверхностей инструмента должна быть выше твердости  обрабатываемого материалов. Однако с увеличением твердости ухудшается сопротивляемость инструментального материала хрупкому разрушению. Поэтому для каждой пары обрабатываемого и инструментального материалов существует оптимальное значение отношения твердости инструментального материала к твердости обрабатываемого материала, при котором интенсивность износа инструмента минимальная.

Прочность  инструментального материала представляет собой способность материала сопротивляться пластическому и хрупкому разрушению  в условиях механических и тепловых, в том числе знакопеременных нагрузок. Прочность зависит от ударной вязкости, предела выносливости и предела текучести в условиях сжатия и изгиба, а также от законов изменения этих характеристик при увеличении температуры.

Износостойкость измеряется отношением работы, затраченной на удаление определенной массы инструментального материала, к величине этой массы. При абразивном изнашивании износостойкость определяется твердостью контактных поверхностей; при адгезионном – микропрочностью  поверхностных слоев и склонностью к адгезии; при диффузионном изнашивании -  степенью инертности инструментального материала по отношению к обрабатываемым.

Для характеристики режущих  свойств инструментальных материалов при повышенных температурах пользуются понятиями красностойкости, теплостойкости, сопротивления тепловому удару и теплопроводности.

Под красностойкостью понимается температура, вызывающая снижение твердости инструментального материала не ниже заданного значения. Красностойкость быстрорежущих сталей составляет 620-640⁰С. Контрольная норма твердости после нагрева до таких температур, выдержки в течение 4 часов и последующего охлаждения составляет HRC 58.

Под теплостойкостью  инструментального материала понимают его способностью сохранять при нагреве твердость, достаточную для осуществления процесса резания. Теплостойкость характеризуется так называемой критической температурой. Критическая температура – это температура, устанавливающаяся в процессе резания, при которой инструментальный материал еще не теряет своих режущих свойств, и инструмент, из которого он изготовлен, способен резать.

Сопротивление тепловому  удару характеризует возможность разрушения инструмента в результате действия термических напряжений. Эта характеристика особенно важна в условиях использования относительно хрупких инструментальных материалов при прерывистом резании.

Теплопроводность инструментального материала определяет интенсивность теплоотвода из зоны резания, а следовательно, влияет на температуру контактных поверхностей инструмента.

Наиболее важным из технологических  свойств инструментальных материалов является их обрабатываемость в горячем (ковка, штамповка, литье, сварка и др.)  и холодном (резание) состояниях. Для закаливаемых материалов не меньшую значимость имеют условия их термической обработки: интервал закалочных температур, деформации при термообработке, склонность к перегреву и др.

Стоимость инструментального  материала относится к экономическим  факторам. Инструментальный материал должен быть по возможности дешевым.  Однако, это требование условно, поскольку в ряде случаев более дорогой, но более качественный материал может обеспечить более экономичную обработку.

Невозможно создать  такой универсальный инструментальный материал, который был бы одинаково  пригоден для всего многообразия условий механической обработки. Поэтому в промышленности используется широкая номенклатура инструментальных материалов, объединенных в следующие основные группы: углеродистые и легированные инструментальные стали, быстрорежущие стали, твердые сплавы, режущая керамика, сверхтвердые инструментальные материалы.

УГЛЕРОДИСТЫЕ  И ЛЕГИРОВАННЫЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ

В группу углеродистых инструментальных сталей входят стали с содержанием углерода от 0,6 до 1,4%. В результате закалки (температура 760-820⁰С) и последующего отпуска достигается твердость  HRC 61-63. Структура стали после термообработки состоит из мартенсита, карбидов (цементит) и некоторого количества остаточного аустенита.

Углеродистые стали  отличаются высокой механической прочностью на изгиб (200-220 кгс/мм²), достаточно хорошей обрабатываемостью резанием и шлифованием, а также сравнительно низкой стоимостью.

К недостаткам следует  отнести низкую закаливаемость, склонность к перенапряжению и деформациям при закалке. Основным недостатком  этих сталей является их низкая теплостойкость (критическая температура 200-250⁰С). При более высоких температурах в зоне резания в результате структурных превращений снижается твердость и увеличивается интенсивность износа инструмента.

Поэтому область применения этих сталей ограничивается ручными  инструментами, а также машинами инструментами, работающими с малыми  скоростями резания (ножовочные полотно, напильники, метчики, плашки, развертки).

Легированные инструментальные стали отличается от углеродистых присадкой легирующих элементов: вольфрама, ванадия, хрома, кремния, марганца и др. Легирующие элементы снижают критическую скорость закалки, поэтому дл получения мартенсита эти стали закаливают в масле, что позволяет снизить термические напряжения и деформации, улучшить прокаливаемость и получить  более однородную структуру по сравнению с углеродистыми сталями, закаливаемыми в воде.

Кроме того, карбиды большинства  легирующих элементов более устойчивы, чем карбид железа (цементит), поэтому легированные инструментальные стали обладают  несколько большей теплостойкостью, чем углеродистые. Твердость легированных сталей после термообработки в зависимости от химсостава колеблется в пределах HRC 63-67, теплостойкость 250-260⁰С.

Используются легированные стали для изготовления разверток, фасонных резцов, плашек, метчиков и других инструментов, работающих с невысокими скоростями резания. 

БЫСТРОРЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ

Быстро режущие стали  представляют собой группу инструментальных сталей с повышенным содержанием  вольфрама, молибдена и хрома. Кроме  того, в ряде марок сталей, отличающихся повышенной теплостойкостью, дополнительно вводится определенное количество ванадия и кобальта.

В настоящее время  в России выпускается более 30 марок  быстрорежущих сталей, в США –  более 25 марок, большое количество марок  и в других странах. В большинстве случаев (за исключением России, Германии и некоторых других  стран) обозначение марки быстрорежущей стали не несет информации о ее химическом составе, определяющем режущие свойства инструмента из этой стали. Например, в США быстрорежущие стали делятся на две группы: М (молибденовые) и Т (вольфрамовые). Разные марки сталей обозначаются этими буквами с соответствующими индексами.

 В России принято буквенно-цифровое  обозначение, отражающее примерное процентное содержание основных легирующих элементов. Например, P12Ф2К8М3 означает: Р - сталь быстрорежущая; буквы Ф, К, М означают, соответственно, ванадий, кобальт, молибден; цифра, стоящая после буквы Р, означает примерное содержание вольфрама, остальные цифры означают содержание соответствующих легирующих элементов.

Наряду с обозначениями, принятыми в национальных стандартах, согласно стандарту  ISO в специальной технической литературе  широко используется условное обозначение быстрорежущих сталей виде набора цифр, расположенных в строго определенном порядке и показывающих среднее содержание основных легирующих элементов: W – Мо – V – Co. Например, сталь Р6М5К5 обозначается 6-5-2-5. Для сталей с повышенным содержанием углерода впереди ставится буква С. Большинство марок быстрорежущих сталей содержат в своем составе хром в количестве 3,5-5,0%.

Основным  легирующим элементом  в большинстве быстрорежущих  сталей является вольфрам. Теплостойкость стали тем выше, чем больше растворяется карбидов в аустените при нагреве под закалку. Однако растворимость карбидов ограничена. Так, максимальное количество вольфрама в виде растворенных карбидов вольфрама составляет около 7%, а максимальное растворенное количество карбидов углерода – 0,4%. Остальное количество вольфрама и углерода находится в виде избыточной карбидной фазы. Поэтому состав твердого раствора у таких сталей, как  18-1-1 (Р18) и 9-1-2 (Р9), примерно одинаков, и инструменты из этих сталей в диапазоне высоких скоростей резания обладают примерно одинаковой стойкостью,  что  объясняется их примерно одинаковой теплостойкостью. При низких скоростях резания, например,  протягивании, инструменты из стали 18-1-1 обладают большей износостойкостью, что объясняется большим содержанием свободных карбидов.

Стали с высоким содержанием  карбидов вольфрама (12-18%) и малым  содержанием других легирующих элементов отличаются широким интервалом закалочных температур, малой чувствительностью к перегреву и хорошей обрабатываемостью. Однако вольфрам является дорогостоящим и дефицитным материалом, запасы которого постоянно и быстро уменьшаются во всем мире. Поэтому во всех странах в последнее время создаются быстрорежущие стали, в которых часть вольфрама заменяется другими легирующими элементами, в частности, молибденом. 

Молибден и вольфрам образуют однотипные карбиды. Замену вольфрама молибденом проводят обычно в сочетании 2:1. Одной из наиболее распространенных в мировой практике сталей такого типа является сталь 6-5-2 (Р6М5). С уменьшением содержания вольфрама и увеличением содержания молибдена уменьшается карбидная неоднородность стали, увеличивается ее прочность, вязкость и теплопроводность. Однако вольфрамомолибденовые стали обладают большей склонностью к обезуглероживанию, меньшей стабильностью режущих свойств и допускают более узкий интервал закалочных температур, т.е. требует более высокой технологии инструментального производства.

Для улучшения режущих  свойств быстрорежущих сталей в  их состав вводятся ванадий и кобальт. При содержании ванадия более 1% он находится в стали в виде несвязанных карбидов, обладающих большей твердостью, чем карбиды вольфрама. Поэтому ванадиевые стали отличаются более высокой износостойкостью при сравнительно низких скоростях резания. Однако с увеличением содержания ванадия уменьшается теплопроводность стали, поэтому при высоких скоростях резания они практически не имеют преимуществ перед вольфрамовым и молибденовым сталями.

Кроме того, низкая теплопроводность может быть причиной образования  дефектного слоя в процессе заточки  контактных поверхностей инструмента, что также приводит к снижению его стойкости. Содержание ванадия в сталях может доходить до 5%. Ванадиевые стали  наиболее эффективны для инструментов, предназначенных  для чистовой обработки, а также для инструментов, работающих с низкими скоростями резания (развертки, протяжки, шеверы и д.р.).

Быстрорежущие стали  с содержанием кобальта более 5% называются кобальтовыми. Кобальт не образует карбидов, однако способствует большему растворению карбидов вольфрама и молибдена, а также образует с этими металлами очень твердые интерметаллические соединения. Теплостойкость кобальтовых сталей доходит до 650⁰С, теплопроводность на 25-30%выше, чем у ванадиевых сталей. Однако, этим сталям присуща повышенная хрупкость и склонность к обезуглероживанию при нагреве. Кроме того, кобальт, как и вольфрам, является дефицитным материалом. Поэтому содержание кобальта в быстрорежущих сталей редко превышает 10%.

Увеличение содержания углерода на 0,1-0,2% позволяет увеличить  теплостойкость сталей на 15-20⁰С и твердость на 2-2,5 HRC. Однако при этом увеличивается склонность к обезуглероживанию при нагреве.

Следует отметить, что  во всех случаях химический состав быстрорежущих сталей должен быть хорошо сбалансирован. Повышение концентрации кобальта, ванадия, углерода и других элементов затрудняет их металлургический передел, операции обработки давлением и приводит к увеличению карбидной неоднородности.

Коренное улучшение  структуры быстрорежущих сталей, практически однородное распределение карбидов при малых размерах зерен (до 1-2мкм) стали возможными при освоении производства порошковых сталей включает в себя следующие этапы: получение мелкозернистого порошка путем путем распыления расплава быстрорежущей стали; получение цельного слитка из порошка путем горячего или холодного прессования в специальных тонкостенных контейнерах; пластическая деформация слитка для получения требуемого профиля заготовки.

Порошковые стали по сравнению с обычными того же состава  характеризуется повышенной вязкостью, прочностью, плотностью, более низкими температурами, меньшими размерными деформациями и лучшей шлифуемостью. В этих сталях содержание ванадия может быть доведено до 7-8,5% и углерода до 2-2,8% без увеличения карбидной неоднородности. Однако, эти стали обладают худшей обрабатываемостью резанием и имеют в 1,5-2 раза большую стоимость.

Из порошковых быстрорежущих сталей изготавливают  инструменты сложного профиля, больших размеров, с минимальными деформациями после термической обработки (фасонные резцы, протяжки, червячные фрезы и т.п.).

Как  правило, инструмент из быстрорежущей стали приобретает  свои режущие свойства в результате термической обработки и последующих операций шлифования и заточки. Тем не менее, существуют методы дальнейшего улучшения режущих свойств таких инструментов путем химико-термической обработки. Такие методы (например, азотирование – насыщение поверхностного слоя азотом; цианирование – насыщение одновременно азотом и углеродом) позволяют увеличить твердость поверхностных слоев при достаточно вязкой сердцевине, повысить износостойкость и снизить коэффициент трения. Химико-термическая обработка проводится в твердых, жидких или газообразных средах при температурах, не вызывающих фазовых превращений в закаленных быстрорежущих сталях.

Увеличение работоспособности  инструментов из быстрорежущих сталей достигается в ряде случаев нанесением  на контактные поверхности износостойких покрытий  карбидов и нитридов тугоплавких металлов пластическим деформированием, хромированием поверхностей, обработкой холодом и другими методами.

ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ

Твердые сплавы представляют в настоящие время наиболее широкий класс инструментальных материалов. Они обладают высокой твердостью и износостойкостью (сохраняющимися при высоких температурах), значительным пределом  прочности при сжатии, хорошей теплопроводностью. Замена инструмента из быстрорежущей стали твердосплавными позволяет повысить уровень скоростей резания в 2-3 раза или увеличить стойкость в 3-5 раз. На передовых промышленных предприятиях доля токарного твердосплавного инструмента достигает 80%, фрезерного 60%.

Твердые сплавы представляют собой продукты порошковой металлургии, состоящие из зерен карбидов тугоплавких металлов (WС, TiC, TaC), скрепленных вязкой металлической связкой. В качестве связки чаще всего используется кобальт, отличающейся хорошей способностью смачивать карбиды вольфрама. В твердых сплавах, не содержащих WC, в качестве связки используется никель с добавками молибдена. Карбиды WC, TiC, TaC обладают высокой твердостью и тугоплавкостью. Чем больше в твердом сплаве карбидов, тем выше его твердость и теплостойкость, но ниже механическая прочность. При увеличении содержания кобальта увеличивается прочность, но твердость и теплостойкость снижаются.

Все твердые сплавы можно  разделить на 4 группы: вольфрамовые, спекаемые из карбидов вольфрама и кобальта; титано-вольфрамовые, состоящие из карбидов титана, карбидов вольфрама и кобальта; титано–тантало–вольфрамовые, спекаемые из карбидов титана, карбидов тантала, карбидов вольфрама и кобальта; безвольфрамовые,  не содержащие карбидов вольфрама (в западной технической литературе последнюю группу называют титановыми сплавами).

Технологии изготовления всех видов инструментальных твердых сплавов примерно одинаковы. Прежде всего необходимо  получить исключительно чистое сырье – карбиды и металлы в виде тонкодисперсных порошков. Затем производятся размол и смешивание порошков в необходимой концентрации. После добавления пластификатора из приготовленной смеси прессуются заготовки. Окончательной операцией является спекание, заключающееся в нагреве заготовок до 1350-1550⁰С, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении. При спекании плавится металлическая фаза, обволакивая и частично растворяя зерна карбидов. После остывания получается монолитное изделие с минимальной пористостью и относительно равномерными свойствами по объему. В случае необходимости поверхности режущих пластин или заготовок инструментов подвергаются шлифованию и доводке.

Вольфрамовые твердые сплавы состоят из твердого раствора кобальта в карбиде вольфрама и избыточных кристаллов карбидов вольфрама. В России сплавы этой группы обозначаются буквами ВК, где В означает вольфрам, К – кобальт. Цифра, стоящая за буквой К, означает процентное содержание кобальта, остальное – карбиды вольфрама. Например, ВК6 означает 6% Со,  94%WC. Буквы, стоящие за цифрой, означают: М – мелкозернистый сплав, ОМ – особо мелкозернистый, К – крупнозернистый.

Сплавы группы ВК могут содержать  от 98 до 80% WC при соответствующем увеличении содержания кобальта, что приводит к уменьшению твердости, но увеличивает прочность и ударную вязкость. Критическая температура, допускаемая сплавами ВК, составляет 800-850⁰С.

Эти сплавы используются в условиях обработки, характеризующихся  сравнительно низкими температурами  и меняющейся во времени нагрузкой. Это обработка чугуна, бронзы, а также резание высокопрочных нержавеющих никелевых  и титановых сталей и сплавов.

Увеличение размеров зерен карбидов по сравнению с  обычными (3-5мкм) приводит к увеличению относительной толщины прослойки  кобальтовой фазы, а следовательно, к увеличению прочности сплава. При уменьшении размеров зерен увеличивается твердость и износостойкость. Кроме того, у инструментов из мелкозернистых сплавов удается получить более острую режущую кромку.

Титано-вольфрамовые твердые сплавы при содержании TiC менее 15% имеют структуру, состоящую из твердого раствора  WC в TiC, твердого раствора Co в WC и TiС, а также избыточных карбидов WC. Если в сплаве более 15% TiC, то весь вольфрам растворяется в TiC и структура состоит из твердого раствора WC  в TiC и твердого раствора  Со в WC и TiC.

В России сплавы этой группы обозначаются буквами ТК, где  Т  со следующей за ней цифрой означают процентное содержание TiC, К – процентное содержание Со, остальное WC.

Твердость и теплостойкость твердых сплавов группы ТК выше, чем у сплавов ВК. Критическая температура достигает 850-900⁰С. Содержание TiC меняется в разных сплавах от 5 до 30%, при этом содержание кобальта соответственно меняется от 4 до 12%. С увеличением содержания кобальта увеличивается прочность, но уменьшается твердость.

Твердые сплавы группы ТК используются при чистовой и черновой обработке сталей в условиях образования сливной стружки. При неравномерной нагрузке, больших припусках и повышенных требованиях к надежности инструмента используются  сплавы с большим содержанием кобальта.

Титано-тантало-вольфрамовые твердые сплавы являются универсальными и могут использоваться при обработке сталей и чугунов, особенно в условиях прерывистого резания.

Критическая температура  для сплавов этой группы равна 750⁰С. Основными их преимуществами являются более высокая прочность по сравнению по сплавами ТК и меньшая стоимость по сравнению со сплавами ВК.

Принятое в России обозначение группы ТТК означает: ТТ со следующей за ними цифрой – процентное содержание TiC и TaC, К - процентное содержание Со, остальное WC.

Безвольфрамовые твердые сплавы имеют в своем составе в качестве износостойкой фазы карбиды и карбонитриды титана, а  в качестве связки применяют никель с добавками молибдена и ниобия. Кроме того количестве карбиды других элементов.

Безвольфрамовые сплавы обладают примерно одинаковой твердостью с титано-вольфрамовыми, но превосходят их по окалино-стойкости. Образующаяся на их поверхности при резании пленка окислов прочно сцеплена с основой и играет роль твердой смазки. Кроме того, безвольфрамовые сплавы мало склонны к адгезионному взаимодействию, что особенно важно при обработке никелевых и других вязких материалов.

К недостаткам безвольфрамовых  сплавов следует отнести более  низкие по сравнению с титано-вольфрамовыми сплавами значения модуля упругости, теплопроводности, а также более высокий коэффициент термического расширения, что предопределяет их более высокую чувствительность к ударным и тепловым нагрузкам. Поэтому при изготовлении инструментов из этих сплавов необходимо тщательно подбирать условия пайки и заточки.

В России наибольшее распространение  получили безвольфрамовые сплавы КНТ016 и ТН020, применяемые вместо сплавов Т15К6, Т14К8 и ВК8 при обработке конструкционных, нержавеющих и инструментальных сталей. В США фирма «Adamas Carbide Co»  выпускает безвольфрамовые сплавы Titan 50,60,80,100 на основе карбидов титана и молибдена. В порядке увеличения номера увеличивается прочность сплавов Titan. Сплавы Titan 100 имеет прочность 1000 МПа и по своим режущим свойствам конкурирует с режущей керамикой.

Увеличение объема производства и потребления безвольфрамовых  твердых сплавов связано  с дефицитом вольфрама и кобальта. Поэтому в США, Германии, Японии, России и других промышленно развитых странах постоянно проводятся исследования в целях разработки новых безвольфрамовых твердых сплавов и замены ими традиционных инструментальных материалов.

В настоящее время  более 120 заводов-изготовителей во всем мире производят более 2500 сортов твердых сплавов для режущего инструмента. Международной организацией стандартов ИСО разработана система классификаций твердых сплавов по группам применяемости. Система ИСО твердые сплавы классифицируют на три основные группы резания Р, М, K, которые, в свою очередь делятся на подгруппы применения в зависимости от условий обработки. Все ведущие фирмы-изготовители наряду с товарной маркой своего сплава указывают его соответствие той или иной группе (и подгруппе) применяемости по ИСО. Увеличение индекса соответствует увеличению прочности и уменьшению износостойкости твердого сплава.

Основными путями улучшения  качества твердых сплавов являются совершение технологии их изготовления и совершенствование состава. Так, легирование сплавов ВК карбидами хрома и ванадия позволяет резко ограничить рост зерен при спекании, а следовательно, увеличить прочность кобальтовой связки. Замена карбидов тантала карбидами гафния и ниобия, имеющими более высокую износостойкость при равной прочности, позволяет увеличивать работоспособность твердых сплавов и снизить их стоимость. Легирование рутением позволяет расширить диапазон применяемости сплавов группы Р30 от Р25 до Р40, особенно в условиях прерывистого резания.

Появление качественно  новой группы инструментальных материалов характеризуется, прежде всего, резким ростом оптимальных скоростей резания. Хотя сверхтвердые материалы и минералокерамика известны достаточно давно, объективные предпосылки для дальнейшего расширения областей и увеличения объемов применения режущего инструмента, оснащенного минералокерамикой,  ПСТМ на основе кубического нитрида бора (ПКНБ) и поликристаллического алмаза (ПКА), особенно активно формируются именно в настоящее время.

Широкое применение режущих  инструментов из ПСТМ и минералокерамики на современном этапе предопределяют три основных фактора:

- интенсивная автоматизация процессов механической обработки и прямо связанная с этим возможность реализации высоких скоростей резания (500-5000 м/мин), оптимальных для ПСТМ и минералокерамики, на современных станках с ЧПУ, обрабатывающих центрах и автоматических линиях;

- неуклонное уменьшение  припусков на механическую обработку  деталей за счет развития малоотходных заготовительных технологий (точное литье, порошковая металлургия, обработка давлением);

- повышение эксплуатационных  характеристик конструкционных  материалов (неизбежно сопряжено с ухудшением их обрабатываемости инструментом из традиционных материалов и требует применения новых, более износостойких инструментальных материалов).

РЕЖУЩАЯ КЕРАМИКА

Режущая керамика, как  инструментальный материал появилась  в 30-годах ХХ столетия, однако настоящее промышленное применение она получила лишь в последние 15-20 лет.

Высокая прочность и  прочность на сжатие, сохраняющиеся  при высоких температурах, высокая  износостойкость и сопротивление  окислению, но существенно более низкая прочность на изгиб по сравнению с твердыми сплавами – таковы типичные свойства режущей керамики. Теплостойкость ее достигает  1200⁰С.

По составу режущую  керамику разделяют на группы: оксидную, оксидно-карбидную (смешанную) и нитридную.

Оксидная керамика обычно содержит не менее 99,7% окиси алюминия Al₂O₃. Оксидно-карбидная керамика кроме Al₂O₃ содержит в своем составе 30-40% карбидов тугоплавких металлов (TiC, TaC и др.), добавляемых с целью увеличения ее прочности. Основу нитридной керамики составляет нитрид кремния Si₃N₄ с добавлением различных окислов, чаще всего Al₂O₃.

Разработан новый материал ОНТ-20 (кортинит), имеющий мелкозернистую структуру. К этой группе относится и материал силинит-Р (смешанная керамика на основе нитрида кремния Si₃W₄)

Износостойкость режущего инструмента, оснащенного минералокерамикой, в 5–10 раз выше, чем у твердых сплавов Т30К4, ВК3М и ВК6М при увеличении производительности в 2 раза.

Существенное влияние  на свойства режущей керамики оказывает  наличие примесей  и размер зерен. С уменьшением размера зерен твердость увеличивается.

Режущую керамику получают путем холодного прессования  с последующим спеканием или путем горячего изостатического прессования в виде блоков, которые в дальнейшем разрезают алмазными кругами на режущие пластины. Режущая керамика выпускается в основном, в виде механически закрепляемых режущих пластин для оснащения токарных резцов, фрез и других инструментов. Предпочтительной областью применения является обработка закаленных конструкционных сталей в условиях получистового и чистового точения, а также точения и фрезерования чугунов.