淺析我國(guó)硬質(zhì)合金涂層刀具市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)

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摘要：全球原材料的上漲及全球化競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手?jǐn)?shù)目不斷的增加，以高品質(zhì)產(chǎn)品、優(yōu)良的服務(wù)為客戶創(chuàng)造價(jià)值成為競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵，為此，刀具制造商也在積極地為自身發(fā)展以及為整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步尋求更好的出路。　　　　眾所周知，涂層技術(shù) 　　全球原材料的上漲及全球化競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手?jǐn)?shù)目不斷的增加，以高品質(zhì)產(chǎn)品、優(yōu)良的服務(wù)為客戶創(chuàng)造價(jià)值成為競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵，為此，刀具制造商也在積極地為自身發(fā)展以及為整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步尋求更好的出路。
　　
　　眾所周知，涂層技術(shù)是提升刀具性能的主要手段之一。通過涂層提高了切削刀具抗各種磨損的能力，延長(zhǎng)了刀具的壽命，提高了被加工零件的表面精度，也提高了切削速度和進(jìn)給速度，從而提高了金屬切削效率。據(jù)慧聰網(wǎng)小編了解，在切削刀具主流材料的硬質(zhì)合金中，涂層硬質(zhì)合金刀具占了80%，而其中CVD（化學(xué)涂層）又占了60％～65%，其余為PVD（物理涂層）。
　　
　　一、硬質(zhì)合金涂層刀具
　　
　　硬質(zhì)合金刀具的硬涂層可提高刀具壽命和生產(chǎn)率?；瘜W(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)已從早期的單涂層發(fā)展到現(xiàn)在的由Tic、TiN、TiCN和Al2O3復(fù)合多涂層，而且通過選擇涂層的順序及涂層的總厚度來滿足特種金屬切削的要求，尤其是Al2O3涂層可提供包括高的抗擴(kuò)散性磨損、優(yōu)良的抗氧化性和高的熱硬度等極好的高溫性能，所以在鑄鐵及鋼等材料高速加工獲得廣泛應(yīng)用。
　　
　　二、硬質(zhì)合金涂層刀具市場(chǎng)分析
　　
　　從刀具行業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，未來硬質(zhì)合金所占比率將逐步增大。而高速鋼產(chǎn)品的比率將逐步減少。據(jù)日本刀具協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)已經(jīng)成為世界上最大的機(jī)床消費(fèi)國(guó)，緊接著為日本、美國(guó)、意大利等。從刀具產(chǎn)值來看，硬質(zhì)合金刀具的產(chǎn)量近年持續(xù)增長(zhǎng)，而高速鋼刀具開始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，硬質(zhì)合金的進(jìn)出口量均顯著增長(zhǎng)，主要的出口對(duì)象為亞洲，其次為歐洲，然后為北美及其他地區(qū)。
　　
　　高速加工已被普遍認(rèn)為是提高產(chǎn)量、降低制造成本的加工技術(shù)。干式加工或微量潤(rùn)滑概念是如今加工業(yè)為減少環(huán)保及生產(chǎn)成本的主要目標(biāo)。對(duì)刀具制造商和涂層供應(yīng)商而言，最重要的是生產(chǎn)率。切削性能(切削速度，單位時(shí)間切削量)提高20%，制造成本將減少15%。越來越嚴(yán)苛的加工要求需要刀具材料和涂層進(jìn)一步發(fā)展，改善加工條件及改進(jìn)刀具設(shè)計(jì)。目前面對(duì)的挑戰(zhàn)及需要改進(jìn)的地方主要包括：機(jī)械和結(jié)構(gòu)特性：硬度、強(qiáng)度、耐磨性；熱和化學(xué)特性：耐熱性、絕緣性、催化性；生物特性：適應(yīng)性、殺蟲特性；電子和光學(xué)特性：反射性、透明性等。近年來，(Ti，Al)涂層的硬質(zhì)合金刀具在高性能刀具市場(chǎng)上已經(jīng)占據(jù)了主導(dǎo)地位。在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合的高需求促進(jìn)了特殊涂層或精確涂層的發(fā)展。
　　
　　三、硬質(zhì)合金涂層刀具市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)
　　
　　“納米”一詞源自希臘語的“矮子”，1納米等于10的負(fù)9次方米，納米技術(shù)是指設(shè)計(jì)、生產(chǎn)能夠?qū)⑽镔|(zhì)結(jié)構(gòu)的外型及尺寸控制在納米級(jí)的裝置和系統(tǒng)，其范圍界定在0.1～100nm范圍內(nèi)。納米之所以重要主要有兩點(diǎn)原因，一是其表面/體積比使其具備了獨(dú)特的表面特性優(yōu)勢(shì)；二是量子效應(yīng)。
　　
　　納米材料和納米結(jié)構(gòu)材料的主要形式有：原子簇、納米粒子、納米層、納米纖維；多層式(層的厚度在納術(shù)級(jí)范圍內(nèi))；納米結(jié)構(gòu)涂層或納米涂層；納米結(jié)構(gòu)的粒狀材料等。納米級(jí)涂層：涂層至少有一個(gè)尺寸(如晶?；颡?dú)立的層)小于100nm。
　　
　　納米晶粒涂層比傳統(tǒng)的粗粒涂層具有更低的磨損率、更高的硬度和強(qiáng)度，微小的顆粒尺寸改變了涂層的破裂形式和材料去除機(jī)制，但關(guān)健問題是在熱應(yīng)力下保持顆粒的尺寸。
　　
　　納米混合涂層包含至少兩個(gè)相位(晶相和非晶相)或兩個(gè)結(jié)晶狀態(tài)。尺寸、體積和納米晶粒的分布以及非晶相的厚度需要優(yōu)化，以找到在超硬度和強(qiáng)度間的平衡點(diǎn)，需要考慮熱穩(wěn)定性，在涂層過程中及后來的階段顯示出的非混合性、分解拐點(diǎn)和偏析現(xiàn)象。納米多層結(jié)構(gòu)由不同材料的納米層交替組成，具有各向異性的特性，加強(qiáng)了單層鍍層的性能，通過不同的交替層相互輔助，改善了涂層特性。
　　
　　據(jù)相關(guān)業(yè)內(nèi)人士樂觀估計(jì)，在未來6～7年間納米技術(shù)所創(chuàng)造的價(jià)值將達(dá)到30億美元，即使是悲觀的估計(jì)也可達(dá)到10億美元。
　　
　　四、結(jié)語
　　
　　涂層硬質(zhì)合金自問世以來，在機(jī)械加工刀具方面得到了廣泛應(yīng)用，顯著提高了金屬切削加工效率。盡管中國(guó)的刀具涂層技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有一定的差距，但是只要我們努力提高刀具涂層技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的水平，大力推廣應(yīng)用涂層刀具，就一定能促進(jìn)切削加工和機(jī)械制造水平的提高。小編相信我國(guó)的硬質(zhì)合金刀具市場(chǎng)前景一定會(huì)非常可觀。