[发明专利]陶瓷工具

说明书

本发明涉及含氧化锆与碳化硅的氧化铝基的陶瓷切削工具，具体涉及到用于黑色及有色金属与合金高速粗机加工的陶瓷切削工具。

过去，氧化锆曾按规定的量，添加到美国专利4534345与4507224号中所述的精选出的氧化铝-碳化硅晶须增强的组成中，用以提高断裂韧度和/或抗弯强度（参看：美国专利4657877与4749667号，日本特许公告昭62-265182号;Clausen等人的“晶须增强的氧化物陶瓷”，Journal    de    Physigue    Collogue    Cl，增刊，47卷2期，1986，2月，Cl-693至Cl-702页;Becher等人的“由晶须增强来韧化陶瓷”，见Bradt等人编的“陶瓷断裂力学”（第七版），纽约Plenum出版社（1986），61-73页。

业已指出，此种氧化锆应为单斜晶相和/或（亚稳的）四方晶相的，以提高断裂韧度和/或抗弯强度;又经进一步指出，这种亚稳的四方晶相的取得，是通过减小氧化锆的粒度，或通过采用立方晶系的氧化锆稳定化促进剂，例如氧化钇、氧化钙、氧化镁与稀土氧化物等，它们的总量则低于使立方的氧化锆晶相完全稳定化所需的量。

业已提出了由含氧化铝、氧化锆与碳化硅晶须的种种组成，掺或不掺以其它添加剂来构成切削刀具（参见日本特许申请86107916.8号，1987，1，21，作为0208910号公布;美国专利4749667号;“多重韧化的陶瓷”，Techno    Japan，19卷10期，1986，10，78页;欧洲专利申请号863015970，1986，11，17，作为0194811号公布）。

上面所引文件中没有一个指出或提到过，对于用在软钢类高速粗机加工中的金属刀具，它们的切削性能是可以通过下述方式显著提高的，即把氧化铝基的陶瓷组成控制到一种组合形式的临界范围内，而这种范围则是本申请人现在所发现的对于氧化锆、氧化镁、碳化硅与四方晶相氧化锆等的含量范围。

本发明提供了一种氧化铝基的制品，特别是提供了一种陶瓷切削刀具，它含有（按体积百分率V/O计）约1.5至37.5V/O碳化硅晶须、约5至17.5V/O氧化锆，剩余物为氧化镁或其它镁-氧化合物添加剂，以及至少2V/O四方晶相的氧化锆。已经令人惊奇地得知，尽管发现了少量的氧化镁添加剂能在室温时减少四方晶（即亚稳四方晶）的氧化锆量，但这种添加剂一有效的添加量，却能在高速粗加工如AISI（美国钢铁学会）1045钢之类的软钢时，给予切削刃的寿命以显著的肯定影响。

所添加的氧化镁量以约0.03至3V/O为宜，更好约为0.03至2.0V/O;而最好约为0.04至1.0V/O。

根据本发明，氧化铝基的陶瓷组成所含的碳化硅晶须量，以约为2.5至35V/O为宜，而更好是约为5至32.5V/O。

根据本发明，氧化锆的含量以7.5至17.5V/O为宜，而更好是约为10至15V/O。根据本发明，氧化锆中要有显著部分属于四方晶氧化锆，且必须构成此组成的至少2V/O。在此组成中，较佳情形至少要有4V/O的，更好至少要有6V/O的，而最好至少要有8V/O的四方晶氧化锆。

当阅读了本发明结合以下简明的附图所作的详细说明后，就会更清楚地理解本发明的上述特点和其它特点，在附图中：

图1是本发明的一种方形切削刀具之实施例的等比例的示意图。

图2中所示曲线，表明组成中四方晶氧化锆的体积百分率相对于氧化镁或氧化钇添加剂的函数关系。

本发明提供了如图1所示的，最好是可换位型的一种金属切削刀具10，它具有前刀面30、侧面50以及一在此前刀面与侧面会合处的切削刃70。切削刃70最好呈图1所示的倒角状态（例如K-棱刃）。此切削刀具是从一种氧化铝基的陶瓷组成料构成，此组成含约1.5至37.5V/O的碳化硅晶须;约5至17.5V/O的氧化锆和一种剩余物氧化镁或其它镁-氧化合物添加剂，所添加的量，能有效地提高其切削刃的金属切削寿命。碳化硅晶须、氧化锆与剩余物氧化镁极其均匀地分布于氧化铝基的母体中。