專利名稱：氧化鋁-氧化鋯-碳化硅-氧化鎂組成與切削工具的制作方法
技術領域：
本發明涉及含氧化鋯與碳化硅的氧化鋁基的陶瓷切削工具，具體涉及到用于軟鋼與球墨或可鍛鑄鐵高速粗機加工的陶瓷切削工具。
過去，氧化鋯曾按規定的量，添加到美國專利4534345與4507224號中所述的精選出的氧化鋁-陶化硅晶須增強的組成中，用以提高斷裂韌度和/或抗彎強度(參看美國專利4657877與4749667號;日本特許公告昭62-265182號;Clausen等人的“晶須增強的氧化物陶瓷”，JournaldePhysiqueColloqueC1，增刊，47卷2期，1986，2月，C1-693至C1-702頁;Becher等人的“由晶須增強來韌化陶瓷”，見Bradt等人編的“陶瓷斷裂力學”(第七版)，紐約Plenum出版社(1986)，61-73頁。
業已指出，此種氧化鋯應為單斜晶相和/或(亞穩的)四方晶相的，以獲得改進了的斷裂韌度和/或抗彎強度;又經進一步指出，這種亞穩的四方晶相的取得，是通過減小氧化鋯的粒度，或通過采用立方晶系的氧化鋯穩定化促進劑，例如氧化釔、氧化鈣、氧化鎂與稀土氧化物等，它們的總量則低于使立方的氧化鋯晶相完全穩定化所需的量。
業已提出了由含氧化鋁、氧化鋯與碳化硅晶須的種種組成，摻或不不摻以其它添加劑來構成切削刀具(參看日本特許申請86107916.8號，1987，1，21以0208910號公布;美國專利4749667號;“多重韌化的陶瓷”，TechnoJapan，19卷10期，1986，10，78頁;歐州專利申請號86301597.0，1986，11，17以0194811號公布)。
上引文件對于這類工具所切削的材料作了說明，這類工具業已用來機加工鑄鐵、淬硬鋼與鎳器超合金。所有這些材料在金屬切削過程遇到的高溫條件下，對于切削刀具中的碳化硅都具有較低的反應率。上面所引文件中沒有一個指出或提到過，對于用在軟鋼類高速粗機加工中的金屬刀具，它們的切削性能是可以通過下述方式顯著提高的，即把氧化鋁基的陶瓷組成控制到一種組合形式的臨界范圍內，而這種范圍則是本申請人現在所發現的對于氧化鋯、氧化鎂、碳化硅與四方晶相氧化鋯等的含量范圍。
申請人意外地發現氧化鋁基的陶瓷切削刀具，當它含有(按體積百分率v/o計)約1.5至17.5v/o碳化硅晶須、約5至17.5v/o氧化鋯，而其余為氧化鎂或其它鎂-氧化物添加劑，以及至少4v/o四方晶相的氧化鋯時，則在從事軟鋼的高速粗加工時，它的切削刀具有很長的壽命。已然令人驚奇地得知，盡管有了以上發現，但少量的氧化鎂添加劑能在室溫時減少四方晶(即亞穩四方晶)的氧化鋯量，而這種添加劑一有效的添加量，卻能在高速粗加工如AISI(美國鋼鐵學會)1045鋼之類的軟鋼時，給予切削刀的壽命以顯著的肯定影響。
根據本發明，業已出奇地發現，能夠在現有的組成中將氧化鎂添加劑加到這樣一個有效數量，當按1000表面英寸/分，0.025英寸/轉與0.100英寸切削深度，來加工布氏硬度值為190至200的AISI1045軟鋼時，使得切削刀至少有12分鐘的壽命，氧化鎂添加劑更好地能產生至少15分鐘的切削刀壽命，最好地能提供至少20分鐘的壽命。所添加的氧化鎂量以約0.03至3v/o為宜;更好約為0.03至2.0v/o;而最好約為0.04至1.0v/o。
根據本發明，氧化鋁基的陶瓷組成所含的碳化硅晶須量，以約為2.5至15v/o為宜，而更好是約為2.5至10.5v/o。
根據本發明，氧化鋯的含量以7.5至17.5v/o為宜，而更好是約為10至15v/o。根據本發明，氧化鋯中要有顯著部分(最好至少是其22%)屬于四方晶的氧化鋯，且必須構成組成的至少4v/o。在此組成中，較佳情形至少要有6v/o的，更好至少要有7v/o的，而最好至少要有8v/o的四方晶形的氧化鋯。
當閱讀了本發明結合以下簡明的附圖所作的詳細說明后，就會更清楚地理解本發明的上述特點和其它特點，在附圖中

圖1是本發明的一種方形切削刀具之實施例的等比例的示意圖。
圖2中所示曲線，表明組成中四方晶氧化鋯的體積百分率相對于氧化鎂或氧化釔添加劑的函數關系。
本發明提供了如圖1所示的，最好是可換位型的一種金屬切削刀具10，它具有前刀面30、側面50以及一在此前刀面與側面會合處的切削刃70。切削刃70最好呈倒角狀態(例如K-棱刃)，如圖1所示。此切削刀具是從一種氧化鋁基的陶瓷組成料構成，此組成含約1.5至17.5v/o的碳化硅晶須;約5至17.5v/o的氧化鋯;其余為氧化鎂或其它鎂-氧化合物添加劑，所添加的量，對于高速粗加工軟鐵基合金，例如那種硬度為約190至200BHN(布氏硬度值)的AISI1045鋼時，能有效地提高其切削刃的金屬切削壽命。碳化硅晶須、氧化鋯與其余的氧化鎂極其均勻地分布于氧化鋁基的母體中。
碳化硅晶須存在的數量級至少約為1.5v/o，以確保切削刃壽命取得最低的改進水平。更理想的情況是，碳化硅晶須含量約為2.5v/o或更高。碳化硅晶須含量以不超過組成的17.5v/o為宜。我們肯定，超出上述值的碳化硅晶須含量，會使這種切削刀在高速粗加工軟鋼時顯著地降低其壽命。因此，為了進一步最大限度地提高切削刃在高速粗加工AISI1045之類的軟鋼時的壽命，最好使碳化硅晶須的最高含量在氧化鋁基的陶瓷組成中，保持在或者低于約15v/o，而更好是在或低于約10.5v/o。
這里所用的碳化硅晶須可以是任何一種市售的，過去用于機加工鎳基超合金的金屬切削刀具中的品種。
在本發明中的不太理想的情況下，也可用大致上等軸形的或片晶形的碳化硅顆粒，來部分地置換碳化硅晶須。
氧化鋯含量在此種陶瓷組成中的范圍約為5至17.5v/o。據信在此范圍之外的氧化鋯含量所給出的組成，在高速粗加工AISI1045鋼之際，會減低切削刃的壽命。為了最大限度地提高切削刃的壽命，氧化鋯含量在此種組成中的范圍應為約7.5至17.5v/o，而更好是約為10至15v/o。雖則我們認為四方晶氧化鋯的濃度需最大化以取得最佳的切削性能，但在我們看來，至少是同等重要的是，在室溫下要存在有盡可能多的四方晶氧化鋯，可用于使切削刀在機加工過程遇到的溫度下，或在盡可能接近這樣的溫度下變形韌化。如此，本發明的關鍵之處即在于發現了，以某一少量但卻是有效量存在的氧化鎂，乃是使切削刃壽命最大限度提高的決定因素。根據本發明，至少應存在有約22體積百分率的氧化鋯，而在陶瓷組成中至少有4v/o必須是四方晶氧化鋯。理想的情況下，此種四方晶氧化鋯構成陶瓷組成的至少約6v/o，更理想的是至少此組成的約7v/o，而最為理想的則是占此組成的至少約8.0v/o。
氧化鎂添加劑，盡管會減少在室溫下觀察到的四方晶氧化鋯量，但以約占此種陶瓷組成的0.03至3v/o的量添加為宜，更好是在約0.03至2v/o的范圍，而最好是約0.04至1.0v/o。氧化鎂可在正好要進行致密壓制之前與氧化鋁或氧化鋯混合，或者同氧化鋁或氧化鋯予混合或預合金化。最好是將氧化鎂粉末預混合，這是由于據信這種預混合的氧化鎂能更有效于生產出高溫的亞穩的四方晶氧化鋯，從而允許添加較少量的氧化鎂，使高量氧化鎂添加劑(例如熔點較低的玻璃與Mg-Al-O形成物)帶來的有害影響減至最小。等價量的其它鎂-氧化合物，例如碳酸鎂，或須要求補加煅燒之類處理工序以生成氧化鎂，而可用于置換全部或部分的氧化鎂添加劑。在將這種混合了的組成料燒結之后，此種氧化鎂添加劑可能不作為獨立的相存在，而僅僅是一種殘余物。這種殘余物例如可以包括氧化鎂-氧化鋁的固溶體、鋁酸鎂、一種氧化鎂-氧化鋯的固溶體和/或一種玻璃，后者例如是由二氧化硅所形成，它有可能以薄膜形式存在于碳化硅晶須上面。
此種陶瓷組成的其余部分基本上是氧化鋁，而最好是除雜質之外完全為氧化鋁。總之，這里給出的氧化鋁基的陶瓷組成含有至少40v/o的氧化鋁，而最好是至少約有50v/o的氧化鋁。
碳化鈦，可以作為晶須和/或基本上是等軸的晶粒形式，按此種陶瓷組成約2至35v/o的量，最好是按約10至30v/o的量加入。碳化鈦與氧化鋁相比具有較高的熱膨脹系數。因而可以相信，以碳化鈦作添加劑，就可允許在室溫下保持有更多的四方晶氧化鋯。碳化鈦晶須可按A.Kato等“碳化鈦晶須在化學汽相沉積法的生長速率”，J.Cryst.Growth37(1977)，293-300頁;以及N.Tamari等“各種金屬與耐火氧化物對于用化學汽相沉積法生長TiC晶須的生長效應”，J.Cryst.Growth46(1979)，221-237頁中所述的方法制造與獲取。碳化鈦晶須及其摻入與應用于氧化鋁基切削刀具的情形，已公開于Mehrotra等的美國專利申請編號056091(1987，5，28申請)中，并已轉讓給Kennametal公司，現在是美國專利4852999號。
這里所用的氧化鋁粉末應為高純(即純度高于99%)氧化鋁，例如以下各公司所生產的ALCOA(例如級別為A16SG的);Ceralox(例如級別為HPA-0.5的含或不含氧化鎂)或RegholdsChemicals(級別為RC-HP或RC-HP-DBM的)。
氧化釔、氧化鈣、稀土氧化物與其它一些化合物，由于會降低從四方晶到單斜晶的轉變溫度，對切削刃的壽命有不利影響，因而要是存在的話，也最好只是作為雜質存在。
上述原料，依據本發明，可予研磨、混合和在高溫下致密化，以產生出至少是98%而最好至少是99%的致密的氧化鋁基的陶瓷料，這種陶瓷料具有氧化鋁基質的母體，此母體最好完全是氧化鋁，其中的碳化硅、來自氧化鎂添加劑的氧化鎂殘留物、氧化鋯與碳化鈦，如果存在，也至少要非常均勻地分布。熱壓或燒結溫度最好保持為低于1700℃，更理想是低于1650℃，而最理想應低于約1600℃，以使氧化鋯晶粒的生長減至最小，而由此使最終產品中存在的四方晶氧化鋯相達到最大限度。在切削刀具中的氧化鋯平均粒度不應超過5微米左右，最好不超過2微米，而更理想不應超過1微米。但是，氧化鋯的平均粒度又應大到在使用中足以使絕大多數四方晶的氧化鋯轉變為單斜晶的氧化鋯。此種氧化鋯的最小尺寸將取決于陶瓷組成，目前未予測定。
申請人雖不愿意為任何特殊理論所束縛，但要對本發明提出下述解說。在氧化鋁-碳化硅晶須-氧化鋯的組成中，可在室溫下獲得的亞穩的四方晶氧化鋯，它的數量可以通過減小氧化鋯的粒度，或通過添加所謂的立方型穩定劑例如氧化釔、氧化鈣和/或稀土氧化物而增加(參看英國MagnesiumElectron(鎂電子)公司，1986年MagnesiumElectron出版物No.113;Stevens的“氧化鋯-氧化鋯與氧化鋯陶瓷引論”)。雖然上述文獻一般將氧化鎂包括在前面說及的那種穩定劑的表中，但申請人發現，當于這里提出的組成中添加約0.03至3v/o量的氧化鎂，則氧化鎂會減少室溫下的四方晶氧化鋯量。當把氧化釔加到氧化鋯中，它常會使氧化鋯的四方晶與立方晶相穩定到較低的溫度。所有上述的穩定劑以及絕大多數雜質，除氧化鎂外，都會以類似方式影響Zr O2(即它們含減低使氧化鋯相穩定的溫度)。在室溫下，某些氧化鋯可能以亞穩的四方晶氧化鋯存在。在張應力的作用下，這種四方晶氧化鋯可轉變為單斜晶的，而引起變形韌化。但是，隨著溫度的升高，四方晶氧化鋯成為穩定的，因而不能由之轉變為單斜晶結構。這樣，任何使四方晶氧化鋯在較低溫度下穩定的雜質或添加劑，例如氧化釔，都不適用于金屬切削目的，因為在高速加工中，切削刀片的溫度會升高至1000至1200℃。于是，根據本發明的理論，為了高溫的變形韌化，需用那些能升高氧化鋯從單斜晶到四方晶的轉變溫度的添加劑。我們已發現只有兩種氧化物添加劑;Mg O與Hf O2能提高上述轉變溫度。據此我們確信，通過用氧化鎂或二氧化鉿使氧化鋯合金化，在將氧化鋯粒度保持到很小的條件下，就能在金屬切削的高溫下使大部分氧化鋯保持為亞穩的四方晶氧化鋯。人們深信，上述事實有助于提高刀具在金屬加工中的壽命。應該注意到，氧化鋯通常含有高達約2w/o(重量百分率)的作為雜質的二氧化鉿。
通過下面僅僅用作解釋本發明的例子，當可更清楚地看到氧化鎂添加劑對于金屬切削性能有顯著的積極影響。
制定了名義組成為Al2O3，10v/oSi Cw(碳化硅晶須)，10v/oZr O2的六種組成(表1)。準備了Y2O3與Mg O的少量添加劑。在混合物號6的情形，約0.05w/o(近似0.06v/o)的Mg O業已由此種粉末的制造廠家與Al2O3混合好。這就使得混合物號6具有約0.04v/o的氧化鎂含量。首先將Al2O3與Zr O2(以及助穩添加劑，如果有的話)的稀漿(丙醇)于缸式磨機中，用Al2O3旋風分離機(cycloid)混合1小時，制備好這些粉末的50克配合料。然后加入經聲波處理的Si Cw稀漿，將此整個的混合料混勻處理1小時。Al2O3與Zr O2稀漿業經事先研磨，取得了分別為0.5至0.6微米和0.6至0.8微米的粒度(對應于BET(布瑙紀-埃梅特-泰勒)法測得的比表面積分別為10至14平米/克與20至40平米/克)。此時將此種混合物用盤式烘干器干燥，通過100目篩篩分，并在表1下方所示的溫度與壓力下，在氬氣氛中于直徑為1英寸的石墨模具中熱壓1小時。這樣制得的坯料的致密度高于99%，經切割、研磨與拋光，用于測量物理與機械性質。這種坯料也切割與研磨，以用于生產供金屬切削實驗的可分度的切削刀具。
表1組成名義組成Al2O3-10v/o Si Cw-10v/o Zr O2Al2O3Alcoa A16SGSiCwTokai碳公司(日本東京)，TOKAWHISKER(TOKAMAX)，1級(0.3-1.0微米自己，20-50微米長)Zr O2Zircar-不穩定的MgOFisher科學公司，試劑級，BET＝40.4平米/克Y2O3Molycorp，BET＝15.4平米/克熱壓混合溫度壓力組成物號(℃)(磅/平方英寸)116504000名義的2 1650 4500 名義的+1v/o Y2O3316254500名義的+1v/oMgO4 1600 4500 名義的+1v/o Y2O3+1v/oMg O5 1625 4500 名義的，除所用Al2O3為Ceralox的級別為HPA-0.5的(中間粒度為0.5-0.7微米)6 1625 4500 名義的，除所用Al2O3為Ceralox的級別為HPA-0.5的含有MgO(0.05w/o)
表2性質四方晶ZrO混合 RA 抗彎韌度在Zr O2在復合材料物號硬度 Krc(E&C)〔1〕(MPam
)中的v/o 中的v/o193.35.59848.4293.34.9710010393.65.96707493.64.63989.8593.95.83848.4693.85.88767.6(1)EvansandCharles，“由壓痕法測量斷裂韌度”，J.AmericanCeramicSociety，59卷，7-8期，371-372頁，應用18.5公斤載荷。
(2)對已拋光表面用X射線衍射測得的結果。此氧化鋯的其余部分假定為單斜晶的氧化鋯。可能以少量存在的立方晶氧化鋯則包括在四方晶氧化鋯的測定值內。
表2中示明了此種熱壓復合材料的物理與機械性質。
對Porter-Heuer(Porter等，J.American Ceramic Society，62卷，5-6期(1979)，298-305頁)的公式進行了修改，并用來根據單斜晶Zr O2的111反射的峰值強度(Im(111))與四方晶Zr O2的111反射的峰值強度(It(111))，來估算單斜晶Zr O2(Vm)的分率Vm＝ (1.603Im(111))/(1.603Im(111)+It(111)) (1)與Vt＝1-Vm(2)其中的Vt為四方晶Zr O2的分率。
估算的四方晶Zr O2在此整個復合材料中的體積分率為(Vt)Vt＝VtVz(3)式中的Vz為加到此混合物中整個Zr O2的體積分率。以上關系式中假定了，在固化過程中除了前面討論到的相轉變外，Zr O2基本上保持不變。
圖2表明在此種復合材料中，各種添加劑對四方晶氧化鋯量的影響。從圖中可以清楚看到，氧化鎂添加劑會降低四方晶氧化鋯的數量(曲線1)，而氧化釔添加劑則會增加四方晶氧化鋯在室溫下的數量(曲線2)。
表3加工AISI1045＊鋼(192-200BHN)刀具材料切削刀壽命與損毀方式平均壽命(分鐘)混合物114BK14.7BK14.4混合物28BK12.6BK10.3混合物315.9BK29.2BK22.6混合物41.7FW7.7FW4.7混合物517FW7.5BK12.3混合物622.9DN32.9FW27.9實驗條件1000sfm(表面英尺/分)0.025ipr(英寸/轉)0.100英寸doc(切削深度)SNGN-453T(根據美國國家標準協會(ANSI)B212.4-1986的美國國家標準標號)可分度的切削刀具型
(切削刀的配制0.008英寸×20°K-棱刀)15°導角(旁鋒緣角)-5°副前面-5°縱向前角無冷卻劑切削刀壽命的標準FW-0.015″均勻的側面磨損MW-0.030″集中的側面磨損CR-0.004″月牙洼磨損DN-0.030″切削凹口深度CH-0.030″集中的磨損或碎裂BK-斷裂＊AISI1045相當于統一編號系統(UNS)的標號-G10450。
可換位的刀具切削刃在高速粗加工已預加工的AISI1045鋼時的壽命如表3所示。從表中可清楚看到，通過添加氧化鎂，切削刃的壽命獲得了顯著的改進;而當加入氧化釔時，盡管在含氧化釔的這種復合材料中出現有高含量的四方晶氧化鈦，但刀具的壽命降低了。
表4組成名義組成Al2O3-5v/oSiW-10v/oZr O2Al2O3Ceralox-HPA-.5，不含Mg O
SiCwTokai1級Zr O2Magnesium Electron(SC15)-不穩定的(粒度.5至.6微米，BET5至8平方米/克)熱壓混合物號溫度，℃壓力，磅/平方英寸組成715355000名義的+.05v/oMgO815505000名義的+.25v/oMgO915505000名義的+.50v/oMgO1015505000名義的+1.0v/oMgO1115505000名義的+3.0v/oMgO表4中所示的第二列混合物7至11是用來進一步說明氧化鎂含量對四方晶氧化鋯含量與切削刃壽命的影響。其中的所有試樣經歷的處理與熱壓，基本上與相對于混合物號1-6所描述的相同。
上述這些復合材料的物理與機械性質列出于表5中。從此表可清楚看到，四方晶氧化鋯的含量仍然明顯地隨氧化鎂添加量的增加而下降。這一結果也示明于圖2的曲線3中。可以看到，混合物7至11中的四方晶氧化鋯含量要比曲線1所表示之復合材料中的高。此結果據信是由于在第二組混合物中所用的SiC含量較低(5v/o相對于10v/o)。
表5
可換位的切削刃在高速粗加工AISI1045鋼時的壽命示明于表6。
表6粗加工AISI1045鋼(197-199BHN)切削刀壽命與平均壽命刀具材料損毀方式(分鐘)混合物號719BK5CH/BK12812.6DN/CH1BK6.8912.3DN14.1DN13.2109.7BK7.18.4117.0BK6.8DN6.9用來給出表5與6中數據的實驗步驟與條件以及切削刃的壽命標準，與相對于表2與表3中所述的相同。
在本發明的另一例子中，給出了含Al2O3-2.5v/oSi Cw-10v/o Zr O2-1.05v/o Mg O的一種組成。首先將Al2O3(Ceralax的，級別為HPA-0.5，含Mg O(0.05w/o))與Zr O2(Magnesium Electron的SC15)和Mg O(Fisher的，試劑級)的稀漿(丙醇)，于缸式磨機中用Al2O3旋風分離機(cycloid)混合1小時，制備了這種組成的50克配合料。然后加入經聲波處理的Si Cw(Tokai的，1級)稀漿，將此整個混合料混勻處理1小時。此含Al2O3與Zr O2的稀漿業經事先研磨，取得了分別為約0.5～0.7微米與約0.5至0.6微米的平均粒度。此時將此種混合物用盤式烘干器干燥，通過100目篩篩分，并在室溫下于30000磅/平方英寸下進行等靜壓壓實。然后從所得的冷卻的已壓實之坯料下切下小片件，并于氬氣氛中于1700℃燒結1小時，繼于17000磅/平方英寸壓力，1600℃下以及氬氣氛中作熱等靜壓處理。這樣制得的試樣的致密度＞99%(即全致密)。如同以前的例子中所述，再把這些試樣加工成用于物理與機械實驗目的，并研磨成可換位的切削刀具。已經測定出這些試樣中含有約6.6v/o的四方晶氧化鋯。估計按此方式處理過的材料中的氧化鋯粒度約為5微米或較小。表3中所述的這種切削刀具類型已在表3中采用的條件下實驗過。獲得了14.4分(DN損毀)與18.9分(FW與CH損毀)的切削刃壽命。
我們確信，若將這種切削刃搪磨和/或將這種刀具的表面磨光或拋光，除去表明上的較之材料本體含有較高百分率的單斜晶氧化鋯與較低百分率的四方晶氧化鋯那層材料(即形成一個拋光了的表面，便可使得切削刃的壽命延長或使之較為均一。已知研磨產生的應力會形成這樣的表面層，其中一部分亞穩定的四方晶氧化鋯已然轉變為單斜晶氧化鋯。最好是至少使刀具在應用過程中將遇到高溫的那些表面區，具有最大量的可用于在高溫下轉變晶相的四方晶氧化鋯。
這里所涉及的所有專利、專利申請與各種文件的內容，都已綜合于此作為參考。
研究過本專利說明書或實施了這里所公開的發明內容后，熟悉本工藝的人將會弄清本發明的其它實施例。本說明書與所考慮到的例于僅僅用于示范目的，至于本發明的真實范圍與精神則由后附權利要求說明。
權利要求
1.一種金屬切削刀具，它包括一前刀面、一側面以及在此前刀面與側面會合處的切削刃；此切削刀具具有氧化鋁基的陶瓷組成，此組成基本上包括約1.5至17.5v/o的碳化硅晶須、約5至17.5v/o的氧化鋯、按照約0.03至3v/o加入的氧化鎂添加劑剩余物，而氧化鋁則基本上構成了該組成的余剩部分；上面所說及的碳化硅晶須、氧化鋯以及剩余物氧化鎂添加劑，都是大致均勻地分散在此氧化鋁形成的母體材料中；其中，在該陶瓷組成中至少有約4.0v/o的為四方晶氧化鋯。
2.如權利要求1所述的金屬切削刀具，其中所說組成的至少約6.0v/o是四方晶氧化鋯。
3.如權利要求1所述的金屬切削刀具，其中所說組成的至少7v/o是四方晶氧化鋯。
4.如權利要求1所述的金屬切削刀具，它含有約0.03至2v/o的所述的剩余物氧化鎂添加劑。
5.如權利要求1所述的金屬切削刀具，它含有約0.04至1v/o的所述的余剩物氧化鎂添加劑。
6.如權利要求1所述的金屬切削刀具，它含有約2.5至15v/o的碳化硅晶須。
7.如權利要求1所述的金屬切削刀具，它含有約2.5至10.5v/o的碳化硅晶須。
8.如權利要求1所述的金屬切削刀具，它含有約7.5至17.5v/o的氧化鋯。
9.如權利要求1所述的金屬切削刀具，它含有10至15v/o的氧化鋯。
10.如權利要求1所述的金屬切削刀具，其中所說的氧化鋯所具有的平均粒度小于2微米。
11.如權利要求1所述的金屬切削刀具，其中所說的氧化鋯所具有的平均粒度小于或等于1微米。
12.一種金屬切削刀具，它包括一前刀面、一側面以及在此前刀面與側面會合處的切削刃;此切削刀具具有氧化鋁基的陶瓷組成，此組成包括約1.5至17.5v/o的SiCw、約5至17.5v/o的ZrO以及一種氧化鎂添加劑的余剩物，后者所添加的量，能使此刀具在1000表面英尺/分、0.025英寸/轉與0.100英寸切削深度的條件下，加工布氏硬度值在190至200范圍內的AISI1045鋼時，有效地獲得至少12分鐘的壽命;此金屬切削刀具還包括有氧化鋁基的母體材料，其中，所說的碳化硅晶須、氧化鋯與剩余物氧化鎂添加劑則非常均勻分布于其中;同時其中的四方晶氧化鋯則構成了此氧化鋁基陶瓷組成的至少4v/o。
13.如權利要求12所述的金屬切削刀具，其中述及的壽命至少約15分鐘。
14.如權利要求12所述的金屬切削刀具，其中述及的壽命至少約20分鐘。
15.如權利要求12所述的金屬切削刀具，它含有至少約6v/o的四方晶氧化鋯。
16.如權利要求12所述的金屬切削刀具，它含有至少約7v/o的四方晶氧化鋯。
17.如權利要求12所述的金屬切削刀具，它含有至少約8v/o的四方晶氧化鋯。
18.如權利要求12所述的金屬切削刀具，慶祝所說的氧化鋁基的母體材料除雜質外完全為氧化鋁。
19.如權利要求12所述的金屬切削刀具，其中所說的氧化鋯所具平均粒度不大于5微米。
20.如權利要求12所述的金屬切削刀具，其中所說的氧化鋯所具平均粒度小于2微米。
21.一種氧化鋁基的陶瓷組成，它基本上包括約1.5至17.5v/o的碳化硅晶須、約5至17.5v/o的氧化鋯，按約0.03至3v/o量加入的一種余剩物氧化鎂添加劑，而氧化鋁則基本上構成了前述組成的其余部分;其中，所述的碳化硅晶須、氧化鋯與殘余物氧化鎂添加劑是非常均勻地分散于上述氧化鋁形成的母體材料中，且此種陶瓷組成的至少約4.0v/o是四方晶氧化鋯。
22.如權利要求21所述的氧化鋁基的陶瓷組成，其中此組成的至少約6.0v/o是四方晶氧化鋯。
23.如權利要求21所述的氧化鋁基的陶瓷組成，其中此組成的至少約7v/o是四方晶氧化鋯。
24.如權利要求21所述的氧化鋁基的陶瓷組成，它含有約0.03至2v/o的所說剩余物氧化鎂添加劑。
25.如權利要求21所述的氧化鋁基陶瓷組成，它含有約0.04至1v/o的所述剩余物的氧化鎂添加劑。
26.如權利要求21所述的氧化鋁基陶瓷組成，它含有約2.5至15v/o的碳化硅晶須。
27.如權利要求21所述的氧化鋁基陶瓷組成，它含有約2.5至10.5v/o的碳化硅晶須。
28.如權利要求21上述的氧化鋁基陶瓷組成，它含有約7.5至17.5v/o的氧化鋯。
29.為權利要求21所述的氧化鋁基陶瓷組成，它含有10至15v/o的氧化鋯。
30.如權利要求21所述的氧化鋁基陶瓷組成，其中所說的氧化鋯所具的平均粒度小于2微米。
31.如權利要求21所述的氧化鋁基陶瓷組成，其中所述的氧化鋯所具的平均粒度小于或等于1微米。
全文摘要
給出了一種具有氧化鋁基陶瓷組成的金屬切削刀具，它(按體積百分率V/O計)包括約1.5至17.5碳化硅須晶、約1.5至17.5的氧化鋯以及作為剩余物的氧化鎂添加劑，后者所添加的量能有效地提高此刀具切削刀的金屬切削壽命，而上述碳化硅產晶須、氧化鋯與剩余物氧化鎂是極其均勻地分布于一種氧化鋁基的母體材料中。此氧化鋁基陶瓷組成中至少4V/O為四方晶氧化鋯。
文檔編號C04B35/645GK1042682SQ8910832
公開日1990年6月6日 申請日期1989年11月3日 優先權日1988年11月3日
發明者潘卡耶·庫馬·麥羅特拉, 埃利薩比斯·R·比爾曼 申請人:鈷碳化鎢硬質合金公司