Keramische Werkstoffe

Keramische Werkstoffe weisen einige interessante Eigenschaften wie gute Chemikalienbeständigkeit, große Härte und gute Verschleißbeständigkeit auf. Viele keramische Werkstoffe können nur mittels Schleifen bearbeitet werden, was hohe Kosten (bis 80% der Gesamtkosten) verursacht. Der erfolgreiche Einsatz von Keramik scheitert oft an der Missachtung keramikgerechter Designregeln. Keramische Werkstoffe sind spröde, weshalb keine Gratbildung auftritt. Einige Sorten wie die Glaskeramik MACOR kann im Gebrauchszustand zerspant werden (Abb. 74, links). Zirkonoxid kann in angesintertem Zustand gefräst werden. Anschließend wird es bei normaler Sintertemperatur zu voller Dichte gesintert. Der auftretende Schwund muss bei der Bearbeitung eingerechnet werden (Abb. 74, rechts). Ein Sonderfall sind sogenannte schwindungsfreie Keramiken. Es handelt sich um intermetallische Phasen. Pulverpresslinge werden bearbeitet und anschließend gesintert. Die Verdichtung des Porenraumes wird durch eine Oxidationsreaktion kompensiert, sodass bei der Zerspanung kein Maßvorhalt zu berücksichtigen ist (Abb. 75).

Abb. 74:    Mikrozerspanbare keramische Werkstoffe: Links: Kammstruktur aus Glaskeramik (MACOR®). Kanalbreite 0,4 mm. Tiefe am Anfang 2,9 mm, am Ende 0,6 mm. Rechts: Zyklonmischer, gefräst in vorgesintertem Zirkonoxid.

Abb. 75:    Gefräste Teststrukturen aus schwindungsfreier Keramik (ZrSi2). Links im Grünzustand, rechts gesintert als ZrSi2O4.