CN104520252A - 陶瓷组合物和切削工具 - Google Patents

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Abstract

一种陶瓷组合物，其主要由氧化铝(Al2O3)、碳化钨(WC)和氧化锆(ZrO2)形成，其中，在作为氧化铝(Al2O3)晶粒与碳化钨(WC)晶粒邻接的界面的第1晶粒间界和作为2个氧化铝(Al2O3)晶粒邻接的界面的第2晶粒间界处分布有锆(Zr)。

Description

陶瓷组合物和切削工具
技术领域
本发明涉及陶瓷组合物和切削工具。
背景技术
主要由氧化铝(Al2O3)形成的陶瓷组合物具有比较优异的机械特性、耐反应性以及耐热性，因此被利用于工具、结构构件以及结构部件等。氧化铝-碳化钨系陶瓷组合物是在氧化铝中添加了碳化钨(WC)的陶瓷组合物，其具有更加优异的机械特性和耐热性。因此，氧化铝-碳化钨系陶瓷组合物也被利用于切削工具和模具等(例如参照专利文献1、2)。
氧化铝-碳化钨-氧化锆系陶瓷组合物是进一步在氧化铝和碳化钨中添加了氧化锆(ZrO2)的陶瓷组合物，具有更加优异的机械特性。因此，氧化铝-碳化钨-氧化锆系陶瓷组合物也可以利用于要求更高的耐冲击性和耐热性等的耐热合金用的切削工具(例如参照专利文献3)。
耐热合金用的切削工具大多利用晶须系陶瓷组合物。晶须系陶瓷组合物是在氧化铝中添加了碳化硅晶须的陶瓷组合物。晶须系陶瓷组合物存在如下问题：作为原料的碳化硅晶须比较昂贵、为了避免形成针状晶体的碳化硅晶须造成的健康危害而在处理中需要注意。氧化铝-碳化钨-氧化锆系陶瓷组合物可以实现与晶须系陶瓷组合物同等的机械特性和耐久性，而且在成本和健康危害方面优于晶须系陶瓷组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-279121号公报
专利文献2：日本特开平6-009264号公报
专利文献3：日本特开平9-221352号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1～3的陶瓷组合物中存在由于拉伸残留应力而导致氧化铝晶粒间的结合力降低的课题，所述拉伸残留应力是由于氧化铝和碳化钨之间的热膨胀率之差而在氧化铝晶粒中产生的拉伸残留应力。氧化铝晶粒间的结合力的降低会加速陶瓷组合物中产生的龟裂的恶化，因此会使陶瓷组合物的机械特性降低，结果使陶瓷组合物的耐久性降低。
用于解决问题的方案
本发明是为了解决上述课题而作出的，可以通过以下的实施方式的形式来实现。
(1)根据本发明的一个实施方式，提供主要由氧化铝(Al2O3)、碳化钨(WC)和氧化锆(ZrO2)形成的陶瓷组合物。在该陶瓷组合物中，在作为氧化铝(Al2O3)晶粒与碳化钨(WC)晶粒邻接的界面的第1晶粒间界与作为2个氧化铝(Al2O3)晶粒邻接的界面的第2晶粒间界处分布有锆(Zr)。根据该实施方式，通过在第1晶粒间界和第2晶粒间界处分布的锆(Zr)，能够提高各晶粒间界处的晶粒间的结合力。因此，能够提高氧化铝-碳化钨-氧化锆系陶瓷组合物的机械特性，结果提高其耐久性。“主要由氧化铝(Al2O3)、碳化钨(WC)和氧化锆(ZrO2)形成”是指除了氧化铝、碳化钨、氧化锆以外，含有不可避免的杂质。“不可避免的杂质”是指在制造工序中不可避免地混入的铁(Fe)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)中的至少1种，其量为固溶于碳化钨而不会使弯曲强度、硬度、热导率降低的程度的量(例如0.1质量％以下)。
(2)在上述陶瓷组合物的截面中，不与其他碳化钨(WC)晶粒邻接且被氧化铝(Al2O3)晶粒和氧化锆(ZrO2)晶粒中的至少一种晶粒包围的碳化钨(WC)晶粒的截面积A和与其他碳化钨(WC)晶粒邻接的碳化钨(WC)晶粒的截面积B的关系可以满足1.5≤A/(A+B)×100≤50.0。根据该实施方式，能够兼具以下效果：被具有较高的热膨胀率的氧化铝、氧化锆所包围的碳化钨晶粒中产生的压缩残留应力所带来的晶粒的强化、以及碳化钨晶粒彼此连接而形成的热导路所带来的热导性的提高。因此能够提高氧化铝-碳化钨-氧化锆系陶瓷组合物的机械特性和耐热性，结果进一步提高其耐久性。
(3)上述陶瓷组合物中，可以是碳化钨(WC)占20.0体积％以上且50.0体积％以下，氧化锆(ZrO2)占0.1体积％以上且18.0体积％以下，氧化铝(Al2O3)占剩余部分。根据该实施方式，能够提高氧化铝-碳化钨-氧化锆系陶瓷组合物的机械特性和耐热性，结果进一步提高其耐久性。
本发明也能以陶瓷组合物以外的各种方式来实现。例如，也能够以由上述陶瓷组合物形成的切削工具、由上述陶瓷组合物形成的模具、制造上述陶瓷组合物的制造方法等方式来实现。
附图说明
图1是示出作为一个实施方式的陶瓷组合物中的典型结构的说明图。
图2是示出作为一个实施方式的陶瓷组合物中的典型晶粒间界的说明图。
图3是示出陶瓷组合物的制造方法的工序图。
图4是示出关于陶瓷组合物的机械特性、热特性以及耐久性的评价试验的结果的表格。
图5是示出关于陶瓷组合物的机械特性、热特性以及耐久性的评价试验的结果的表格。
图6是示出试样SC1中的晶粒间界的说明图。
图7是示出试样SC2中的晶粒间界的说明图。
图8是示出分散剂的添加量与浆料的粘度的关系的图表。
图9是示意性示出与分散剂的添加量相对应的浆料的状态的说明图。
图10是示出试样3中的结构的说明图。
图11是示出试样4中的结构的说明图。
图12是示出关于陶瓷组合物的机械特性、热特性以及耐久性的评价试验的结果的表格。
图13是示出关于陶瓷组合物的机械特性、热特性以及耐久性的评价试验的结果的表格。
具体实施方式
A.陶瓷组合物的构成
作为本发明的一个实施方式的陶瓷组合物是主要由氧化铝(Al2O3)、碳化钨(WC)和氧化锆(ZrO2)形成的氧化铝-碳化钨-氧化锆系陶瓷组合物。在作为本发明的一个实施方式的陶瓷组合物中，在作为氧化铝(Al2O3)晶粒与碳化钨(WC)晶粒邻接的界面的第1晶粒间界与作为2个氧化铝(Al2O3)晶粒邻接的界面的第2晶粒间界处分布有锆(Zr)。
图1是示出作为一个实施方式的陶瓷组合物中的典型结构的说明图。图1的(A)栏所示的图像是用扫描型电子显微镜(Scanning Electron Microscope、SEM)对实施镜面研磨后实施了热蚀刻的陶瓷组合物中的任意表面进行观察而得到的图像。图1的(B)栏所示的图像是示意性表现图1的(A)栏所示的图像中的晶粒的图像。图1的(A)栏和(B)栏各自所示的图像的1边对应于实际的陶瓷组合物中的10μm(微米)的长度。
作为一个实施方式的陶瓷组合物为多晶体，其具备多个氧化铝晶粒10、多个碳化钨晶粒20和多个氧化锆晶粒30。氧化铝晶粒10是由氧化铝(Al2O3)形成的晶粒。碳化钨晶粒20是由碳化钨(WC)形成的晶粒。氧化锆晶粒30是由氧化锆(ZrO2)形成的晶粒。
多个碳化钨晶粒20包括不与其他碳化钨晶粒20邻接且被氧化铝晶粒10和氧化锆晶粒30中的至少一种晶粒包围的碳化钨晶粒20(A)、与其他碳化钨晶粒20邻接的碳化钨晶粒20(B)。在本实施方式的说明中，作为表示碳化钨晶粒的标记，与周围的晶粒的关系未特定时使用标记“20”，与周围的晶粒的关系特定时使用标记“20(A)”和标记“20(B)”。碳化钨晶粒20(A)是不与其他碳化钨晶粒20邻接的晶粒，碳化钨晶粒20(B)是与1个以上的其他碳化钨晶粒20邻接的晶粒。
图2是示出作为一个实施方式的陶瓷组合物中的典型晶粒间界的说明图。图2的(A)栏的纸面左侧所示的图像是用扫描透射型电子显微镜(Scanning Transmission Electron Microscope、STEM)对作为氧化铝晶粒10与碳化钨晶粒20邻接的任意界面的第1晶粒间界40进行观察而得到的图像。图2的(A)栏的纸面右侧所示的图像是用能量色散型X射线分光器(EnergyDispersive X-ray Spectrometer、EDS)对第1晶粒间界40周边的锆(Zr)元素的浓度进行测定而得到的图表。
关于图2的(A)栏中的图表的横轴，其作为横穿第1晶粒间界40的直线上的位置，表示从氧化铝晶粒10中的位置A1起，经过第1晶粒间界40上的位置A2，直到碳化钨晶粒20中的位置A3为止的各位置。从位置A1到位置A3的距离为约50nm(纳米)。图2的(A)栏中图表的纵轴表示锆元素的浓度。在作为一个实施方式的陶瓷组合物中，在氧化铝晶粒10与碳化钨晶粒20邻接的第1晶粒间界40处分布有锆(Zr)。
图2的(B)栏的纸面左侧所示的图像是用STEM对作为2个氧化铝晶粒10邻接的任意界面的第2晶粒间界50进行观察而得到的图像。图2的(B)栏的纸面右侧所示的图像是用EDS对第2晶粒间界50周边的锆元素的浓度进行测定而得到的图表。关于图2的(B)栏中的图表的横轴，其作为横穿第2晶粒间界50的直线上的位置，表示从一个氧化铝晶粒10中的位置A4起，经过第2晶粒间界50上的位置A5，直到另一个氧化铝晶粒10中的位置A6为止的各位置。从位置A4到位置A6的距离为约50nm。图2的(B)栏中的图表的纵轴表示锆元素的浓度。在作为一个实施方式的典型陶瓷组合物中，在2个氧化铝晶粒10邻接的第2晶粒间界50处分布有锆(Zr)。
作为一个实施方式的陶瓷组合物通过在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50处分布的锆(Zr)而能够提高各晶粒间界的晶粒间的结合力。因此，能够提高氧化铝-碳化钨-氧化锆系陶瓷组合物的机械特性，结果提高其耐久性。
在作为一个实施方式的陶瓷组合物中，优选的是，在陶瓷组合物的任意截面中，碳化钨晶粒20(A)的截面积A与碳化钨晶粒20(B)的截面积B的关系满足1.5≤A/(A+B)×100≤50.0。由此，能够兼具以下效果：被具有较高的热膨胀率的氧化铝、氧化锆包围的碳化钨晶粒20(A)中产生的压缩残留应力所带来的晶粒的强化、以及碳化钨晶粒20(B)彼此连接而形成的热导路所带来的热导性的提高。因此，能够提高氧化铝-碳化钨-氧化锆系陶瓷组合物的机械特性和耐热性，结果进一步提高其耐久性。
在作为一个实施方式的陶瓷组合物中，优选的是，碳化钨(WC)占20.0体积％以上且50.0体积％以下、氧化锆(ZrO2)占0.1体积％以上且18.0体积％以下、氧化铝(Al2O3)占剩余部分。由此，能够提高氧化铝-碳化钨-氧化锆系陶瓷组合物的机械特性和耐热性，结果进一步提高其耐久性。在作为一个实施方式的陶瓷组合物中，优选的是，弯曲强度(依照日本工业规格JIS R1601的基于外部支点间距离(跨度，span)30mm的条件的3点弯曲强度)高于1100MPa、且热导率(依照日本工业规格JIS R 1611的室温下的热导率)高于26W/(m·K)。
B.陶瓷组合物的制造方法
图3为示出陶瓷组合物的制造方法的工序图。图3的制造方法是用于制造上述作为一个实施方式的陶瓷组合物的制造方法。制造陶瓷组合物时，首先，制造者分别称量作为陶瓷组合物的原料的氧化铝粉末、碳化钨粉末和氧化锆粉末(工序P105)。
在陶瓷组合物的原料中可以使用平均粒径0.5μm左右的氧化铝粉末。原料的氧化铝粉末的平均粒径可以低于0.5μm，也可以超过0.5μm。本实施方式的说明中的粉末的平均粒径均为使用激光衍射式粒度分布测定装置测得的值。
在陶瓷组合物的原料中可以使用平均粒径0.7μm左右的碳化钨粉末。原料的碳化钨粉末的平均粒径可以低于0.7μm，也可以超过0.7μm。
在陶瓷组合物的原料中可以使用平均粒径0.7μm左右、且用作为稳定剂的3mol％(摩尔百分比)的氧化钇(Y2O3)进行了部分稳定化的氧化锆粉末(3YSZ粉末)。原料的氧化锆粉末的平均粒径可以低于0.7μm，也可以超过0.7μm。原料的氧化锆粉末不限于3YSZ粉末，也可以使用含有氧化锆的其他粉末。
称量各粉末后(工序P105)，制造者进行预粉碎(工序P110)。在预粉碎中，制造者使用球磨机，将氧化铝粉末和氧化锆粉末与溶剂(例如乙醇)一同混合并将各粉末的颗粒粉碎(工序P110)。在本实施方式中，进行预粉碎的时间为约20小时，在其他实施方式中，可以低于20小时，也可以超过20小时。
进行预粉碎后(工序P110)，制造者在球磨机内的混合物中加入碳化钨粉末、溶剂和分散剂，进一步进行混合和粉碎(工序P120)。由此，制造者得到分散有氧化铝、碳化钨以及氧化锆的各颗粒的浆料。在本实施方式中，加入碳化钨粉末进一步混合和粉碎的时间为约20小时，在其他实施方式中，可以低于20小时，也可以超过20小时。
添加在混合物中的分散剂例如可以使用FLOWLEN G-700(共荣社化学株式会社制)、SN DISPERSANT9228(SAN NOPCO LIMITED制)、MALIALIM AKM-0531(日油株式会社制)、KAOCER8000(花王株式会社制)等。分散剂的投入量优选相对于全部原料粉末的质量为1.5质量％以上且3.5质量％以下，在本实施方式中为2.0质量％。在其他实施方式中，分散剂的投入量可以低于1.5质量％，也可以超过3.5质量％。
制作浆料后(工序P120)，制造者由浆料制作混合粉末(工序P130)。由浆料得到的混合粉末中混杂有氧化铝、碳化钨以及氧化锆的各颗粒。在本实施方式中，制造者通过用开水加热浆料并进行脱气而从浆料中去除溶剂，然后将从浆料中去除了溶剂的粉体过筛，由此制作混合粉末。
制作混合粉末后(工序P130)，制造者利用热压由混合粉末制作陶瓷组合物(工序P150)。在本实施方式中，在热压中，制造者将混合粉末填充在碳制的模具中，一边对该混合粉末进行单轴加压一边加热。由此，制造者得到作为混合粉末烧结而成的烧结体的陶瓷组合物。
本实施方式中的热压(工序P150)的条件如下。
·焙烧温度：1750℃
·焙烧时间：2小时
·压力：30MPa(兆帕斯卡)
·环境气体：氩(Ar)
经过上述工序，陶瓷组合物制成。制造者也可以在进行热压后(工序P150)利用切削、磨削以及研磨中的至少1种加工法对陶瓷组合物的形状、表面进行精加工。制造者还可以使用上述的制造方法制作由陶瓷组合物制成的切削工具。
[实施例]
C.评价试验
图4和图5是示出关于陶瓷组合物的机械特性、热特性以及耐久性的评价试验的结果的表格。试验者制作多个试样作为陶瓷组合物，对于各试样，调查晶粒间界处的锆(Zr)元素的有无、面积率A/(A+B)×100、机械特性、热特性和耐久性。
对于各试样的晶粒间界的Zr元素的有无，试验者按照以下步骤进行调查。
步骤1.使用聚焦离子束装置(FIB装置、Focused Ion Beam system)，从各试样的任意部分切下100nm见方的薄片，用STEM观察该薄片的任意表面，确认第1晶粒间界40和第2晶粒间界50
步骤2.如用图2所说明的那样，利用EDS从各试样中的第1晶粒间界40和第2的晶粒间界50的各晶粒间界分别测定5个部位的Zr元素浓度，由此确认晶粒间界处的Zr元素的有无
对于各试样的面积率A/(A+B)×100，试验者按照以下步骤进行调查。
步骤1.用SEM观察实施镜面研磨后实施了蚀刻的各试样的任意表面，从将该表面扩大1万倍拍摄的图像中分别选择5处任意的10μm见方的区域
步骤2.使用图像分析软件(三谷商事株式会社制“WinRoof”)，算出所选择的区域中碳化钨晶粒20(A)和碳化钨晶粒20(B)所占的面积(A+B)、以及所选择的区域中碳化钨晶粒20(A)所占的面积A
步骤3.用面积A除以面积(A+B)，由此算出面积率A/(A+B)×100
对于各试样的机械特性，试验者由各试样制作试验片，并使用试验片求出弯曲强度、破坏韧性以及硬度。试验片的形状是截面为长方形的棱柱，其尺寸为全长40mm、宽度4mm、厚度3mm。关于弯曲强度，试验者依照日本工业规格JIS R 1601在外部支点间距离(span)30mm的条件下求出各试样的3点弯曲强度。关于破坏韧性，试验者依照日本工业规格JIS R 1607所规定的IF(Indentation Fracture)法求出各试样的破坏韧性值(临界应力扩大系数)KIC。关于硬度，试验者依照日本工业规格JIS R 1610求出各试样的维氏硬度。
对于各试样的热特性，试验者求出热膨胀系数和热导率。关于热膨胀系数，试验者依照日本工业规格JIS R 1618求出600℃下的各试样的热膨胀系数。关于热导率，试验者依照日本工业规格JIS R 1611求出室温下的各试样的热导率。
对于各试样的耐久性，试验者由各试样制作切削工具并使用该切削工具进行切削试验后，评价切削工具中的刃缘的状态和磨耗量作为耐久性。由各试样制作的切削工具的形状是由依照日本工业规格JIS B 4120的称呼标记“RCGX120700T01020”所特定的形状。切削试验中所切削的被切削材料是由Inconel 718制成的铸造品(“Inconel”是注册商标)，其形状是外径250mm的开孔圆盘形状。
切削试验的条件如下。
·切削速度：240m/分钟、360m/分钟、480m/分钟
·走刀次数：5次走刀
·每次走刀的长度：200mm
·切入量：1.0mm
·进给量：0.2mm/转
·冷却水：有
对刃缘的状态的评价基准如下。
“○(优)”：无缺损、无剥落(剥离)
“△(可)”：无缺损、有剥落(剥离)
“×(差)”：有缺损
对磨耗量的评价基准如下。
“○(优)”：磨耗量低于0.6mm
“△(可)”：磨耗量为0.6mm以上且低于1.0mm
“×(差)”：1.0mm以上
“-(无标记)”：由于刃缘的缺损而无法评价磨耗量
C1.关于晶粒间界的Zr的有无的评价
试样1是将55.0体积％的氧化铝粉末、40.0体积％的碳化钨粉末和5.0体积％的氧化锆粉末作为原料，按照图3的制造方法制作的陶瓷组合物。试样1中，氧化铝粉末的平均粒径为约0.5μm，碳化钨粉末的平均粒径为约0.7μm，氧化锆粉末的平均粒径为约0.7μm。图1和图2所示的各图像示出试样1的结构。在试样1中，面积率A/(A+B)×100为9.0％。在试样1中，第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的结晶界面处均有Zr分布。
试样SC1是除了氧化锆粉末的平均粒径与试样1的原料相比大约1.7μm、不进行预粉碎(工序P110)而一次性地将全部原料混合并粉碎以外与试样1同样地制作的陶瓷组合物。在试样SC1中，面积率A/(A+B)×100为10.5％。
图6是示出试样SC1中的晶粒间界的说明图。图6的(A)栏中，对于试样SC1，与图2同样地图示出第1晶粒间界40的图像和对第1晶粒间界40的周边的Zr元素的浓度进行测定而得到的图表。图6的(A)栏中的图表的横轴对应于横穿第1晶粒间界40的直线上的位置B1、B2、B3。图6的(B)栏中，对于试样SC1，与图2同样地图示出第2晶粒间界50的图像和对第2晶粒间界50的周边的Zr元素的浓度进行测定而得到的图表。图6的(B)栏中的图表的横轴对应于横穿第2晶粒间界50的直线上的位置B4、B5、B6。在试样SC1中，第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的结晶界面处均无Zr分布。
试样SC2是除了不进行预粉碎(工序P110)而一次性地将全部原料混合并粉碎以外与试样1同样地制作的陶瓷组合物。在试样SC2中，面积率A/(A+B)×100为11.2％。
图7是示出试样SC2中的晶粒间界的说明图。图7的(A)栏中，对于试样SC2，与图2同样地图示出第1晶粒间界40的图像和对第1晶粒间界40的周边的Zr元素的浓度进行测定而得到的图表。图7的(A)栏中的图表的横轴对应于横穿第1晶粒间界40的直线上的位置C1、C2、C3。图7的(B)栏中，对于试样SC2，与图2同样地图示出第2晶粒间界50的图像和对第2晶粒间界50的周边的Zr元素的浓度进行测定而得到的图表。图7的(B)栏中的图表的横轴对应于横穿第2晶粒间界50的直线上的位置C4、C5、C6。在试样SC2中，第1晶粒间界40处有Zr分布，但第2晶粒间界50处无Zr分布。
回到图4的说明，关于试样1、试样SC1以及试样SC2的机械特性，试样1的弯曲强度是试样SC1的弯曲强度的2倍以上，并且是试样SC2的弯曲强度的1.6倍以上。关于作为其他机械特性的破坏韧性和硬度，各试样是同等的。关于试样1、试样SC1和试样SC2的热特性(热膨胀系数和热导率)，各试样是同等的。
在试样1的切削试验中，在所有切削速度下均未产生缺损、剥落，且磨耗量低于0.6mm。与此相对，在试样SC1、SC2的切削试验中，在所有切削速度下均有缺损产生。
可以认为试样1、试样SC1以及试样SC2的弯曲强度和切削试验的结果的起因在于：由于分布在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50处的Zr而使各晶粒间界的晶粒间的结合力提高。
通过比较试样1、试样SC1和试样SC2可知，作为原料的氧化锆粉末的粒径会对第1晶粒间界40处的Zr的有无造成影响。作为原料的氧化锆粉末的粒径过大时，如试样SC1那样在第1晶粒间界40处无Zr分布。因此，为了使Zr分布在第1晶粒间界40处，作为原料的氧化锆粉末的平均粒径优选为与作为其他原料的碳化钨粉末的平均粒径同等的程度。
通过比较试样1、试样SC1和试样SC2可知，制造工序中的预粉碎(工序P110)对第2晶粒间界50处的Zr的有无造成影响。不实施预粉碎(工序P110)时，如试样SC1，SC2那样在第2晶粒间界50处无Zr分布。因此，为了使Zr分布在第2晶粒间界50处，优选在制造工序中实施预粉碎(工序P110)。通过预粉碎(工序P110)，能够使作为Zr元素的供给源的氧化锆微细并且均质地分散。其结果，能够使Zr扩散并分布在第2晶粒间界50处。
C2.关于分散剂的添加量和面积率A/(A+B)×100的评价
图4所示的试样2～6和试样SC3～SC6是除了制造时添加的分散剂的添加量不同以外与试样1同样地制作的陶瓷组合物。关于分散剂的添加量，相对于2.0质量％的试样1，试样SC3中为最小的0.1质量％、试样6中为最大的3.5质量％。在试样2～6和试样SC3～SC6中，第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的结晶界面处均有Zr分布。
图8是示出分散剂的添加量与浆料的粘度的关系的图表。在图8的图表中，横轴表示分散剂的添加量，纵轴表示浆料的粘度。混合了陶瓷组合物的原料粉末的浆料的粘度随着分散剂的添加而急剧降低(状态S1)。比该状态S1进一步增加分散剂的添加量时，浆料的粘度缓慢降低成为最低值(状态S2)。比该状态S2再进一步增加分散剂的添加量时，浆料的粘度随着分散剂的增量而缓慢增加(状态S3)。
图9是示意性示出与分散剂的添加量相对应的浆料的状态的说明图。图9的纸面左侧的图像示意性地示出图8的状态S1的浆料。图9的纸面中央的图像示意性地示出图8的状态S2的浆料。图9的纸面右侧的图像示意性地示出图8的状态S3的浆料。
在状态S1的浆料中，源自原料粉末的若干颗粒150以聚集的状态分散在溶剂110中。在状态S2的浆料中，源自原料粉末的每个颗粒150因分散剂而以基本上分离的状态分散在溶剂110中。在状态S3的浆料中，因分散剂而各自分离的若干颗粒150因分散剂彼此的交联而以再聚集的状态分散在溶剂110中。
在分散剂的添加量为0.1～0.3质量％的试样SC3，SC4中，浆料为状态S1。在分散剂的添加量为0.8～1.0质量％的试样SC5、SC6中，浆料为状态S2。在分散剂的添加量为1.5～3.5质量％的试样1～6中，浆料为状态S3。
图10为示出试样SC3中的结构的说明图。图10的(A)栏所示的图像是与图1的图像同样地用SEM观察试样SC3的任意表面而得到的图像。图10的(B)栏所示的图像是示意性地表示图10的(A)栏所示的图像中的晶粒的图像。在图10所示的试样SC3中，碳化钨晶粒20(A)的比例比图1所示的试样1少。
图11是示出试样4中的结构的说明图。图11的(A)栏所示的图像是与图1的图像同样地用SEM观察试样4的任意表面而得到的图像。图11的(B)栏所示的图像是示意性地表示图11的(A)栏所示的图像中的晶粒的图像。在图11所示的试样4中，碳化钨晶粒20(A)的比例比图1所示的试样1多。
在面积率A/(A+B)×100为1.5～50.0％的试样2～6的切削试验中，与试样1同样地，在所有切削速度下均未产生缺损、剥落，且磨耗量低于0.6mm。与此相对，在面积率A/(A+B)×100低于1.5％的试样SC3、SC4的切削试验中，在切削阻力较大的低速的切削试验(切削速度：240m/分钟和360m/分钟)中产生了缺损、在较高速的切削试验(切削速度：480m/分钟)中产生了剥落并且磨耗量比试样1～6更为增加。由该结果可知：由于在试样SC3、SC4中面积率A/(A+B)×100低于1.5％，因此氧化铝的晶粒生长深化、以及被具有较高的热膨胀率的氧化铝、氧化锆包围的碳化钨晶粒20(A)中产生的压缩残留应力所带来的晶粒的强化不充分的情况是由弯曲强度的不足引起的。
另外，在面积率A/(A+B)×100超过50.0％的试样SC5、SC6的切削试验中，在成为较高温的高速的切削试验(切削速度：360m/分钟和480m/分钟)中产生缺损、在较低速的切削试验(切削速度：240m/分钟)中产生剥落并且磨耗量比试样1～6更为增加。该结果可认为起因于：在试样SC5、SC6中碳化钨晶粒20(B)之间连接的热导路所带来的热导性的提高不充分，因此热导率不足。
因此，从兼具碳化钨晶粒20(A)的晶粒的强化和碳化钨晶粒20(B)所带来的热导性的提高的观点出发，碳化钨晶粒20(A)的截面积A与碳化钨晶粒20(B)的截面积B的关系优选满足1.5≤A/(A+B)×100≤50.0。另外，从使面积率A/(A+B)×100的调节容易的观点出发，分散剂的添加量优选多于使浆料成为状态S2的量。
C3.关于碳化钨的量的评价
图5所示的试样7～9和试样SC7～SC9是除了氧化铝和碳化钨的量不同以外与试样1同样地制作的陶瓷组合物。图5所示的试样SC10是除了作为原料的氧化铝粉末和碳化钨粉末的量不同、焙烧温度为1800℃以外与试样1同样地制作的陶瓷组合物。碳化钨的量相对于40.0体积％的试样1，在试样SC7中为最小的10.0体积％、在试样SC10中为最大的60.0体积％。试样7～9和试样SC7～SC10中，第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有Zr分布，面积率A/(A+B)×100为3.9～48.0％。
在碳化钨的量为20.0～50.0体积％的试样7～9的切削试验中，与试样1同样地，在所有切削速度下均未产生缺损、剥落，且磨耗量低于0.6mm。与此相对，在碳化钨的量低于20.0体积％的试样SC7、SC8的切削试验中，产生缺损、剥落并且磨耗量比试样1、7～9更为增加。该结果可认为起因于：碳化钨的量不充分，因此弯曲强度、硬度以及热导率不足。
另外，在碳化钨的量超过50.0体积％的试样SC9、SC10中，尽管机械特性和热特性较高，但在其切削试验中，产生缺损、剥落并且磨耗量比试样1、7～9更为增加。该结果可认为起因于：由于碳化钨的量过剩，因此碳化钨容易受到因化学反应而变质成较脆的物质(例如氧化钨(WO3))的影响，陶瓷组合物整体的耐反应性降低。
因此，从提高机械特性、热特性以及耐反应性的观点出发，在陶瓷组合物中，优选碳化钨占20.0体积％以上且50.0体积％以下。
C4.关于氧化锆的量的评价
图5所示的试样10和试样SC11是除了氧化铝和氧化锆的量不同以外与试样1同样地制作的陶瓷组合物。图5所示的试样11、12和试样SC12、13是除了作为原料的氧化铝粉末和氧化锆粉末的量不同、焙烧温度为1700℃以外与试样1同样地制作的陶瓷组合物。氧化锆的量相对于5.0体积％的试样1，在试样SC11中为最小的0.05体积％，在试样SC13中为最大的25.0体积％。在试样10～12和试样SC12、SC13中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有Zr分布，面积率A/(A+B)×100为8.5～12.2％。在试样SC11中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均无Zr分布，面积率A/(A+B)×100为8.2％。
在氧化锆的量为0.1～18.0体积％的试样10～12的切削试验中，与试样1同样地，在所有切削速度下均未产生缺损、剥落，且磨耗量低于0.6mm。与此相对，在氧化锆的量低于0.1体积％的试样SC11的切削试验中，在所有切削速度下均产生了缺损。该结果可认为起因于：由于氧化锆的量不充分，因此无法使第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有Zr分布。
另外，在氧化锆的量为18.5～25.0体积％的试样SC12、SC13的切削试验中，产生了缺损、剥落并且磨耗量比试样1、10～12更为增加。该结果可认为起因于：由于氧化锆的量过剩，因此硬度和热导率不足并且热膨胀系数增加。
C5.与晶须系陶瓷组合物的比较
图5所示的试样SC14是由晶须系陶瓷组合物制成的市售的切削工具(日本特殊陶业株式会社制“WA1”)。在试样1的切削试验中，在所有切削速度下均未产生缺损、剥落，且磨耗量低于0.6mm。与此相对，在试样SC14的切削试验中，在成为较高温的高速的切削试验(切削速度：360m/分钟和480m/分钟)中产生缺损，在较低速的切削试验(切削速度：240m/分钟)中产生剥落并且磨耗量比试样1更为增加。由试样1与试样SC14的比较可明确：通过使Zr分布在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50处，能够使氧化铝-碳化钨-氧化锆系陶瓷组合物的耐久性比晶须系陶瓷组合物更为提高。
D.其他实施方式
本发明不受上述实施方式、实施例、变形例的限定，可以在不脱离其主旨的范围内以各种构成来实现。例如，与发明内容的部分所记载的各实施方式中的技术特征对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征可以为了解决上述课题的一部分或全部、或者为了达成上述效果的一部分或全部而适当进行替代或组合。另外，其技术特征只要在本说明书中未作为必要的特征进行说明，则可以适当删除。
使锆(Zr)有效地分布在陶瓷组合物的晶粒间界处的方法并不限于上述实施方式中的预粉碎(工序P110)，也可以是以下方法。
·利用压缩力和剪切力使颗粒复合化的方法(例如，使用HosokawaMicron Corporation制NOBILTA(注册商标)对粉体进行处理的方法)
·使用珠磨机对粉体进行处理的方法
·使用通过醇盐法制作的超微粒氧化锆的方法
通过这些方法，也能够使作为Zr元素的供给源的氧化锆微细并且均质地分散。其结果，能够使Zr扩散并分布在陶瓷组合物的晶粒间界处。
提高陶瓷组合物的晶粒间界的结合力的元素并不限于上述实施方式中的锆(Zr)，也可以是以下元素。
·属于周期表的IVa～VIa族的过渡金属(不包括钨(W))
·钇(Y)
·钪(Sc)
·镧系元素(从原子序数57到71的任意元素，特别优选铕(Eu)和镱(Yb)。)
陶瓷组合物的成分并不限于上述实施方式中的氧化锆(ZrO2)，也可以是属于周期表的IVa～VIa族的过渡金属的化合物(不包括钨(W))、钇化合物、钪化合物、镧系化合物中的至少1种化合物。换言之，陶瓷组合物也可以主要由如下物质形成：氧化铝(Al2O3)；碳化钨(WC)；属于周期表的IVa～VIa族的过渡金属的化合物(不包括钨(W))、钇化合物、钪化合物、镧系化合物的至少1种化合物。在该陶瓷组合物中，在作为氧化铝(Al2O3)晶粒和碳化钨(WC)晶粒邻接的界面的第1晶粒间界与作为2个氧化铝(Al2O3)晶粒邻接的界面的第2晶粒间界处，也可以分布有属于周期表的IVa～VIa族的过渡金属(不包括钨(W))、钇(Y)、钪(Sc)、镧系元素中的至少1种(以下，分布在第1晶粒间界和第2晶粒间界处的元素也称为“添加成分”，这些元素的化合物也称为“添加成分的化合物”)。根据该实施方式，通过分布在第1晶粒间界和第2晶粒间界处的添加成分，能够提高各晶粒间界中的晶粒间的结合力。因此，能够提高氧化铝-碳化钨系陶瓷组合物的机械特性，结果提高其耐久性。
在使用了提高晶粒间界的结合力的添加成分的化合物的陶瓷组合物的截面中，不与其他碳化钨(WC)晶粒邻接、被氧化铝(Al2O3)、属于周期表的IVa～VIa族的过渡金属(不包括钨(W))的化合物、钇化合物、钪化合物、镧系化合物中的至少一种的晶粒包围的碳化钨(WC)晶粒的截面积A和与其他碳化钨(WC)晶粒邻接的碳化钨(WC)晶粒的截面积B的关系优选满足1.5≤A/(A+B)×100≤50.0。
另外，在使用了提高晶粒间界的结合力的添加成分的化合物的陶瓷组合物中，优选的是，碳化钨(WC)占20.0体积％以上且50.0体积％以下，锆化合物占0.1体积％以上且18.0体积％以下，氧化铝(Al2O3)占剩余部分。另外，在使用了提高晶粒间界的结合力的添加成分的化合物的陶瓷组合物中，优选的是，碳化钨(WC)占20.0体积％以上且50.0体积％以下，锆化合物占0.1体积％以上且18.0体积％以下，属于周期表的IVa～VIa族的过渡金属(不包括锆(Zr)和钨(W))的化合物、钇化合物、钪化合物、以及镧系化合物占0.1体积％以上且1.0体积％以下，氧化铝(Al2O3)占剩余部分。另外，在使用了提高晶粒间界的结合力的添加成分的化合物的陶瓷组合物中，实质上不包含锆化合物时，优选的是，碳化钨(WC)占20.0体积％以上且50.0体积％以下，属于周期表的IVa～VIa族的过渡金属(不包括锆(Zr)和钨(W))的化合物、钇化合物、钪化合物、以及镧系化合物占0.1体积％以上且1.0体积％以下，氧化铝(Al2O3)占剩余部分。添加成分的化合物的含量超过1.0体积％时，由于添加成分固溶于碳化钨(WC)而使陶瓷组合物的特性劣化。此处，添加成分的化合物是指添加成分的氧化物、添加成分的碳化物、添加成分的氮化物、添加成分的碳氮化物、或它们的组合。
图12是示出关于陶瓷组合物的机械特性、热特性以及耐久性的评价试验的结果的表格。试验者制作多个试样13、14、15、16、17、SC15、SC16作为陶瓷组合物，对于各试样，与图4和图5的评价试验同样地调查各种特性。试样13与图4、5的试样1同样，试样13的添加成分为氧化锆粉末。
试样14是以59.5体积％的氧化铝粉末、40.0体积％的碳化钨粉末、0.5体积％的氧化钇(Y2O3)粉末作为原料，与试样1同样地制作的陶瓷组合物。试样14的添加成分的化合物为氧化钇(Y2O3)粉末。在试样14中，氧化钇粉末的平均粒径为约0.8μm。在试样14中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的Y元素分布。在试样14中，面积率A/(A+B)×100为10.1％。
试样15是除了添加成分的化合物为0.5体积％的氧化铌(Nb2O5)粉末以外与试样14同样地制作的陶瓷组合物。在试样15中，氧化铌粉末的平均粒径为约0.7μm。在试样15中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的Nb元素分布。在试样15中，面积率A/(A+B)×100为9.2％。
试样16是除了添加成分的化合物为0.5体积％的氧化铬(Cr2O3)粉末以外与试样14同样地制作的陶瓷组合物。在试样16中，氧化铬粉末的平均粒径为约1.1μm。在试样16中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的Cr元素分布。在试样16中，面积率A/(A+B)×100为11.1％。
试样17是除了添加成分的化合物为0.25体积％的氧化锆粉末和0.25体积％的氧化钇粉末以外与试样14同样地制作的陶瓷组合物。在试样17中，氧化锆粉末的平均粒径为约0.7μm、氧化钇粉末的平均粒径为约0.7μm。在试样17中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的Zr元素和Y元素分布。在试样17中，面积率A/(A+B)×100为10.6％。
试样SC15是除了添加成分的化合物为0.5体积％的氧化铁(Fe2O3)粉末以外与试样14同样地制作的陶瓷组合物。在试样SC15中，氧化铁粉末的平均粒径为约0.9μm。在试样SC15中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均无作为添加成分元素的Fe元素分布。可认为该结果是因为：由于烧结时Fe元素成为液相而发生偏析、以及Fe元素与其他添加成分反应而生成化合物，从而Fe元素无法对结晶界面同样地进行扩散。在试样SC15中，面积率A/(A+B)×100为10.0％。
试样SC16是除了添加成分的化合物为0.5体积％的氧化钙(CaO)粉末以外与试样14同样地制作的陶瓷组合物。在试样SC16中，氧化钙粉末的平均粒径为约1.1μm。在试样SC16中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均无作为添加成分元素的Ca元素分布。可认为该结果是因为：由于烧结时Ca元素成为液相而发生偏析、以及Ca元素与其他添加成分反应而生成化合物，从而Ca元素无法对结晶界面同样地进行扩散。在试样SC16中，面积率A/(A+B)×100为10.0％。
对于试样14～17，与试样13同样地，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有各添加成分元素分布，试样14～17的基本特性(弯曲强度、破坏韧性等)与试样13同等。因此，试样14～17的各切削试验的结果与试样13同样良好。
与此相对，在试样SC15、SC16中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均无各添加成分元素分布，试样SC15、SC16的弯曲强度与试样13～17相比为3分之2以下。因此，在试样SC15、SC1的切削试验中，在所有切削速度下均产生缺损。
根据图12的评价试验的结果，从提高陶瓷组合物的耐久性的观点出发，优选的是，在第1晶粒间界40与第2晶粒间界50处分布有锆(Zr)、属于周期表的IVa～VIa族的过渡金属、钇(Y)、钪(Sc)、镧系元素的至少1种。
图13是示出关于陶瓷组合物的机械特性、热特性以及耐久性的评价试验的结果的表格。试验者制作多个试样A、B、C、D、E、F、G、H、I、X作为陶瓷组合物，对于各试样，与图4和图5的评价试验同样地调查各种特性。
试样A是以59.0体积％的氧化铝粉末、40.0体积％的碳化钨粉末和1.0体积％的氧化锆粉末作为原料，与试样1同样地制作的陶瓷组合物。试样A的添加成分的化合物为氧化锆粉末。在试样A中，氧化锆粉末的平均粒径为约0.7μm。在试样A中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的Zr元素分布。在试样A中，面积率A/(A+B)×100为8.6％。
试样B是以58.3体积％的氧化铝粉末、40.0体积％的碳化钨粉末和1.7体积％的氧化锆粉末作为原料，与试样1同样地制作的陶瓷组合物。试样B的添加成分的化合物为氧化锆粉末。在试样B中，氧化锆粉末的平均粒径为约0.7μm。在试样B中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的Zr元素分布。在试样B中，面积率A/(A+B)×100为8.6％。
试样C是以50.0体积％的氧化铝粉末、40.0体积％的碳化钨粉末和10.0体积％的氧化锆粉末作为原料，与试样1同样地制作的陶瓷组合物。试样C的添加成分的化合物为氧化锆粉末。在试样C中，氧化锆粉末的平均粒径为约0.7μm。在试样C中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的Zr元素分布。在试样C中，面积率A/(A+B)×100为9.3％。
试样D是以59.5体积％的氧化铝粉末、40.0体积％的碳化钨粉末和0.5体积％的碳化钛(TiC)粉末作为原料，与试样1同样地制作的陶瓷组合物。试样D的添加成分的化合物为碳化钛粉末。在试样D中，碳化钛粉末的平均粒径为约0.8μm。在试样D中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的钛(Ti)元素分布。在试样D中，面积率A/(A+B)×100为10.3％。
试样E是以59.5体积％的氧化铝粉末、40.0体积％的碳化钨粉末和0.5体积％的碳化钒(VC)粉末作为原料，与试样1同样地制作的陶瓷组合物。试样E的添加成分的化合物为碳化钒粉末。在试样E中，碳化钒粉末的平均粒径为约1.2μm。在试样E中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的钒(V)元素分布。在试样E中，面积率A/(A+B)×100为10.9％。
试样F是以59.5体积％的氧化铝粉末、40.0体积％的碳化钨粉末和0.5体积％的二碳化三铬(Cr3C2)粉末作为原料，与试样1同样地制作的陶瓷组合物。试样F的添加成分的化合物为二碳化三铬粉末。在试样F中，二碳化三铬粉末的平均粒径为约1.0μm。在试样F中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的铬(Cr)元素分布。在试样F中，面积率A/(A+B)×100为12.0％。
试样G是以59.5体积％的氧化铝粉末、40.0体积％的碳化钨粉末和0.5体积％的碳化锆(ZrC)粉末作为原料，与试样1同样地制作的陶瓷组合物。试样G的添加成分的化合物为碳化锆粉末。在试样G中，碳化锆粉末的平均粒径为约1.1μm。在试样G中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的锆(Zr)元素分布。在试样G中，面积率A/(A+B)×100为10.5％。
试样H是以59.5体积％的氧化铝粉末、40.0体积％的碳化钨粉末和0.5体积％的碳化铌(NbC)粉末作为原料，与试样1同样地制作的陶瓷组合物。试样H的添加成分的化合物为碳化铌粉末。在试样H中，碳化铌粉末的平均粒径为约1.0μm。在试样H中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的铌(Nb)元素分布。在试样H中，面积率A/(A+B)×100为11.3％。
试样I是除了添加成分的化合物为0.25体积％的氧化锆(ZrO2)粉末和0.25体积％的碳化锆(ZrC)粉末以外与试样H同样地制作的陶瓷组合物。在试样I中，氧化锆粉末的平均粒径为约0.7μm、碳化锆粉末的平均粒径为约1.1μm。在试样I中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的锆(Zr)元素分布。在试样I中，面积率A/(A+B)×100为9.9％。
试样X是除了添加成分的化合物为0.5体积％的氧化镁(MgO)粉末以外与试样H同样地制作的陶瓷组合物。在试样X中，氧化镁粉末的平均粒径为约0.8μm。在试样X中，在第1晶粒间界40和第2晶粒间界50的任意结晶界面处均有作为添加成分元素的镁(Mg)元素分布。在试样X中，面积率A/(A+B)×100为9.6％。
试样A～I的各切削试验的结果在所有切削速度下均为良好。在试样X的切削试验中，在所有切削速度下均产生缺损。
根据试样1～12和试样A、B、C的评价结果，从确保耐缺损性的观点出发，作为添加成分的氧化锆(ZrO2)进一步优选为1.0体积％以上且15.0体积％以下，更优选为1.7体积％以上且10.0体积％以下。
陶瓷组合物中的氧化锆晶粒30的至少一部分也可以是氧化锆(ZrO2)因碳化而变质得到的碳化锆(ZrC)，也可以是ZrO2与ZrC的固溶体。即，陶瓷组合物也可以主要由氧化铝(Al2O3)、碳化钨(WC)和锆化合物(例如、ZrO2、ZrC等的至少1种)形成。
附图标记说明
10…氧化铝晶粒
20…碳化钨晶粒
30…氧化锆晶粒
40…第1晶粒间界
50…第2晶粒间界
110…溶剂
150…颗粒

Claims (10)

1.一种陶瓷组合物，其特征在于，其为主要由氧化铝(Al2O3)、碳化钨(WC)和氧化锆(ZrO2)形成的陶瓷组合物，
在作为氧化铝(Al2O3)晶粒与碳化钨(WC)晶粒邻接的界面的第1晶粒间界和作为2个氧化铝(Al2O3)晶粒邻接的界面的第2晶粒间界处分布有锆(Zr)。
2.根据权利要求1所述的陶瓷组合物，其中，
在所述陶瓷组合物的截面中，不与其他碳化钨(WC)晶粒邻接且被氧化铝(Al2O3)晶粒和氧化锆(ZrO2)晶粒中的至少一种晶粒包围的碳化钨(WC)晶粒的截面积A和与其他碳化钨(WC)晶粒邻接的碳化钨(WC)晶粒的截面积B的关系满足1.5≤A/(A+B)×100≤50.0。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的陶瓷组合物，其中，
碳化钨(WC)占20.0体积％以上且50.0体积％以下，
氧化锆(ZrO2)占0.1体积％以上且18.0体积％以下，
氧化铝(Al2O3)占剩余部分。
4.一种切削工具，其是由权利要求1～权利要求3中的任一项所述的陶瓷组合物制成的。
5.一种陶瓷组合物，其特征在于，其为主要由氧化铝(Al2O3)、
碳化钨(WC)、以及
不包括钨(W)的属于周期表的IVa～VIa族的过渡金属的化合物、钇化合物、钪化合物、镧系化合物中的至少1种化合物形成的陶瓷组合物，
在作为氧化铝(Al2O3)晶粒与碳化钨(WC)晶粒邻接的界面的第1晶粒间界和作为2个氧化铝(Al2O3)晶粒邻接的界面的第2晶粒间界处，分布有不包括钨(W)的属于周期表的IVa～VIa族的过渡金属、钇(Y)、钪(Sc)、镧系元素的至少1种。
6.根据权利要求5所述的陶瓷组合物，其中，
在所述陶瓷组合物的截面中，不与其他碳化钨(WC)晶粒邻接且被氧化铝(Al2O3)、不包括钨(W)的属于周期表的IVa～VIa族的过渡金属的化合物、钇化合物、钪化合物、镧系化合物中的至少1种晶粒包围的碳化钨(WC)晶粒的截面积A和与其他碳化钨(WC)晶粒邻接的碳化钨(WC)晶粒的截面积B的关系满足1.5≤A/(A+B)×100≤50.0。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的陶瓷组合物，其中，
碳化钨(WC)占20.0体积％以上且50.0体积％以下，
锆化合物占0.1体积％以上且18.0体积％以下，
氧化铝(Al2O3)占剩余部分。
8.根据权利要求5或权利要求6所述的陶瓷组合物，其中，
碳化钨(WC)占20.0体积％以上且50.0体积％以下，
锆化合物占0.1体积％以上且18.0体积％以下，
不包括锆(Zr)和钨(W)的属于周期表的IVa～VIa族的过渡金属的化合物、钇化合物、钪化合物以及镧系化合物占0.1体积％以上且1.0体积％以下，
氧化铝(Al2O3)占剩余部分。
9.根据权利要求5或权利要求6所述的陶瓷组合物，其中，
碳化钨(WC)占20.0体积％以上50.0体积％以下，
不包括锆(Zr)和钨(W)的属于周期表的IVa～VIa族的过渡金属的化合物、钇化合物、钪化合物以及镧系化合物占0.1体积％以上且1.0体积％以下，
氧化铝(Al2O3)占剩余部分。
10.一种切削工具，其是由权利要求5～权利要求9中的任一项所述的陶瓷组合物制成的。
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