Промышленность выпускает четыре группы режущей керамики: оксидную (белая керамика) на основе Al₂O₃, оксидно-карбидную (черная керамика) на основе композиции Al₂O₃–TiC, оксидно-нитридную на основе Al₂O₃–TiN и нитридную керамику на основе Si₃N₄.

Основной особенностью режущей керамики является отсутствие фазы связки, которая значительно снижает степень ее разупрочнения при высоких температурах резания, повышает пластичную прочность, что и определяет возможность применения для керамики высоких скоростей резания, намного превосходящих скорости резания инструментами из твердого сплава. Если предельный уровень скоростей резания для твердосплавного инструмента при чистовом точении сталей с малыми критериями затупления составляет 500–600 м/мин, то для инструмента, оснащенного режущей керамикой, он увеличивается до 900–1000 м/мин.

Составы основных типов режущей керамики и области применения представлены в табл. 2.10.

Недостаток оксидной керамики – ее относительно высокая чувствительность к резким температурным колебаниям (тепловым ударам). Указанное является главной причиной микро- или макровыкрашиваний режущей кромки и контактных площадок инструмента уже на первых минутах резания, приводящего к отказам из-за хрупкого разрушения инструмента. Поэтому охлаждение при резании керамикой не применяют.

В последние годы появились новые марки оксидной керамики, в состав которых введена окись циркония (ZrО₂) и выполнено ее армирование «нитевидными» кристаллами карбида и нитрида кремния (SiС, Si₃N₄) (так называемая «вискеризированная керамика»). Армированная керамика имеет высокую твердость (HRА 92) и повышенную прочность на изгиб (R_bm до 1000 МПа). Перспективным направлением является создание слоистой керамики. Примером такого композита является ВОК-95С, ВОК-95М, рабочий слой которого сформирован из керамики ВОК-71, а подложка (основа) – из твердого сплава.

Параллельно с усовершенствованием керамических материалов на основе оксида алюминия созданы новые марки режущей керамики на основе нитрида кремния Si₃N₄ (силинит-Р). Этот керамический материал имеет высокую прочность на изгиб (R_bm = 800 МПа), низкий коэффициент термического расширения, что выгодно отличает его от оксидных керамических материалов. Это позволяет с успехом использовать инструмент с нитридной| керамикой при черновом точении, получистовом фрезеровании чугуна, а также чистовом точении высоколегированных и термообработанных (до HRС 60) сталей и сплавов.

Особой сферой использования инструментов с нитридной керамикой на базе Si₃N₄ является обработка жаропрочных «суперсплавов» на основе Ni.

Режущую керамику выпускают в виде неперетачиваемых сменных пластин с отрицательными фасками по периметру с двух сторон. Фаска необходима для упрочнения режущего лезвия. Ее ширина 0,2–0,8 мм, передний угол отрицательный от –10º до –30º.

Допустимая величина изнашивания керамических пластин немного меньше, чем для твердосплавных. Так максимальный износ по задней поверхности не должен превышать 0,3–0,5 мм, а при чистовых операциях 0,25–0,30 мм.

В современных условиях инструмент оснащенный керамикой, рекомендуют для чистовой обработки серых, ковких, высокопрочных и отбеленных чугунов, низко- и высоколегированных сталей, в том числе закаленных (до HRC 55–60), цветных сплавов, конструкционных полимерных материалов для областей применения К01–К05, Р01–Р05. В указанных условиях инструмент, оснащенный пластинами из режущей керамики, заметно превосходит по работоспособности твердосплавный инструмент.

Применение керамического инструмента при обработке с повышенными значениями глубины резания и подачи при прерывистом резании резко снижает его эффективность вследствие высокой вероятности внезапного отказа из-за хрупкого разрушения режущей части.

Как один из первых способов устранения основных недостатков керамических инструментов стало создание металло-композитов, которые содержат тугоплавкие окислы (Al₂O₃), карбиды (WC, TiC, ZrC, Cr₃C₂, Mo₂C), нитриды (TiN) материалов и металлическую связку (Ni, Mo, W, Cr). Эти материалы получили название керметы. По данным разных фирм процентное содержание в кермете как твердой фазы (окисла, карбидной или нитридной), так и металлической варьируется в достаточно широких пределах и потому керметы могут считаться и керамикой, и безвольфрамовыми твердыми сплавами. Марки, которые предлагаются рядом западных фирм, по своим свойствам занимают промежуточное место между указанными материалами.