实施方案
[0018] 现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0019] 纯氧化锆制成的陶瓷在950°左右，四方相会向单斜相相变。高速切削过程中，切削区的温度很高，能够达到甚至超过950°，从而使切削区的完全烧结的氧化锆陶瓷变成单斜相的，并且高温对材料有软化作用。PCBN(聚晶立方氮化硼)刀具能够在1400°下还保持很高的硬度，并且价格比PCD便宜。通过实验，采用PCBN刀具对完全烧结的氧化锆陶瓷进行高速铣削，结果表明：切削区的氧化锆陶瓷发生了相变，刀具磨损大大降低（与PCD刀具切削相比），加工后工件的表面质量较好。也就是说用PCBN刀具高速切削陶瓷在合适的参数组合下可以实现切削区的相变。
[0020] 氧化锆是氧原子与锆原子的结合而形成的化合物，存在立方相(c-ZrO2)、四方相(t-ZrO2)和单斜相(m-ZrO2)三种晶体结构，在不同温度下进行转变。m-ZrO2是低温相，在1170℃以下是稳定存在的，超过此温度转变为t-ZrO2。t-ZrO2和c-ZrO2称为高温相，只能在高温下才能稳定存在。
[0021] 氧化锆陶瓷可以分为稳定氧化锆陶瓷和部分稳定氧化锆陶瓷。稳定氧化锆陶瓷以m-ZrO2为主，可以在常温下稳定存在。但是氧化锆制品的生产过程往往都有一个从高温到室温的冷却过程，在这一过程中会发生t-ZrO2到m-ZrO2的相变，相变引起体积变化从而产生裂纹，甚至碎裂，因此工程意义不大。
[0022] 部分稳定氧化锆陶瓷是在氧化锆中添加适量的稳定剂，置换其中的锆离子，从而形成置换型固溶体，阻碍t-ZrO2向m-ZrO2的转变，使t-ZrO2和c-ZrO2在室温下保持亚稳定状态。常见的稳定剂有氧化钇(Y2O3)、氧化镁(MgO)、氧化铈(CeO2)、氧化钙(CaO)等稀土或碱土氧化物。Y-TZP陶瓷就是以Y2O3作为稳定剂的四方氧化锆多晶体。这种材料是由非常细小的晶粒组成，力学性能是迄今为止各类氧化物陶瓷中最高的。Y2O3摩尔分数一般以2%～3%为宜，并均匀分布，这也是通常所说的2Y-TZP和3Y-TZP，也是被广泛应用的氧化锆陶瓷，牙科和人工关节等医学领域用的就是3Y-TZP。因为稳定剂的作用，部分稳定氧化锆陶瓷中存在大量的t-ZrO2。这些t-ZrO2在一定的条件下可以发生向m-ZrO2的相变。
[0023] 纯氧化锆在950℃发生t-ZrO2到m-ZrO2的相变。而2Y-TZP和3Y-TZP这些常用的氧化锆陶瓷发生t-ZrO2到m-ZrO2的相变的温度，一般不超过400℃。因为氧化锆陶瓷导热系数比较低，分到的切削热比较少，所以要达到相变的温度，必须要高速切削才能产生足够的切削热。
[0024] 氧化锆相变增韧：从t-ZrO2到m-ZrO2的逆向转变过程属于马氏体转变，伴随着大约8%的剪切应变和3%～5%的体积膨胀。氧化锆相变增韧正是基于这一效应来增加氧化锆陶瓷的韧性，其机理主要分为应力诱导相变增韧和微裂纹增韧。氧化锆陶瓷韧性的增加和硬度的降低有利于切削加工，降低刀具磨损。
[0025] 关于导热系数：
[0026] PCD刀具导热系数为700w/m.k左右；CBN的耐热性可达1400～1500℃， CBN材料的导热系数低于金刚石但大大高于硬质合金；PCBN导热系数 82w/m.k；氧化锆陶瓷导热系数2.7w/m.k。
[0027] 通过上述导热系数可知，采用PCD刀具对氧化锆陶瓷进行切削，热量很容易通过PCD刀具传导，而氧化锆陶瓷的切削区不会有热量集聚，从而氧化锆陶瓷的切削区的温度达不到相变温度，这样PCD刀具切削的是四方相晶体结构氧化锆陶瓷，刀具容易磨损；而采用PCBN刀具对氧化锆陶瓷进行切削，热量相对不容易通过PCBN刀具传导，而氧化锆陶瓷的切削区便会有热量集聚，进而氧化锆陶瓷的切削区的温度容易达到相变温度，这样PCBN刀具切削的是由四方相转变为单斜相晶体结构的氧化锆陶瓷，刀具不容易磨损。
[0028] 以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
