目前,各工具廠商都在大力開(kāi)發(fā)涂層技術(shù)。如果僅僅局限于改進(jìn)基體材料硬質(zhì)合金和高速鋼,并不能從原材料方面進(jìn)一步改善刀具的性能,因此,只有開(kāi)展優(yōu)異的涂層材料,才能使刀具性能得到突破性的提高。

掌握涂層工藝的關(guān)鍵技術(shù)

近10年來(lái),工具行業(yè)已廣泛采用TiAlN涂層,但僅僅對(duì)已有涂層工藝的改進(jìn),已不能滿足當(dāng)前用戶對(duì)刀具性能提出的更高要求锌钮。

鑒于此,日立工具公司提出了新的涂層概念,即促使鍍膜晶體組織微細(xì)化。經(jīng)過(guò)與歐洲工具廠商的共同研究,開(kāi)發(fā)成功一種全新的涂層爐,該裝置可生成由納米級(jí)晶粒組成的鍍膜,由此而出現(xiàn)了“納米涂層”這一新的技術(shù)概念引矩×呵穑“納米”是1mm的百萬(wàn)分之一單位。迄今為止,日立工具公司是全世界首家成功開(kāi)發(fā)如此微細(xì)化涂層技術(shù)的公司旺韭。由于晶粒達(dá)到納米級(jí)微細(xì)程度,鍍膜不會(huì)出現(xiàn)多孔間隙,這可大大抑制切削加工過(guò)程中鍍膜出現(xiàn)氧化現(xiàn)象础辉。不產(chǎn)生氧化,也就不會(huì)損傷刀具切削鋒利度,同時(shí),還可保持較長(zhǎng)的使用壽命。

納米涂層新型切削工具

目前,采用納米涂層技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)的鍍膜有兩種,一種是以TiSiN為主要成分的“TH涂層”,一種是以CrSiN為主要成分的“CS涂層”妄舅。前者主要用于高硬度材料的加工,后者主要用于低硬度及軟質(zhì)材料的加工,這兩種涂層刀具均已于2002年初投放市場(chǎng)知狂。

“TH涂層”徹底改變了加工高硬度材料時(shí),TiAlN系鍍膜長(zhǎng)期以來(lái)未能解決的鍍膜氧化和硬度欠佳問(wèn)題。TH鍍膜表面有5nm級(jí)超細(xì)晶粒規(guī)則排列,高速加工時(shí),可防止氧氣進(jìn)入鍍膜內(nèi)部,因此可有效抑制氧化發(fā)生和绳。TH鍍膜氧化起始溫度為1100℃,硬度達(dá)3600HV,從而大大超過(guò)了TiAlN系鍍膜性能,對(duì)各種極難加工的高硬度材料,均可進(jìn)行穩(wěn)定的高速刻模加工啰痒。

“CS涂層”重點(diǎn)在降低摩擦系數(shù),以便抑制在低硬度材料高速加工時(shí)切削刃出現(xiàn)的粘附問(wèn)題。粘附嚴(yán)重,勢(shì)必?fù)p傷加工表面質(zhì)量,同時(shí)也會(huì)縮短刀具自身壽命挺教。CS鍍膜是在原用低摩擦系數(shù)涂層CrN的基礎(chǔ)上,又添加Si锥拖。僅有CrN成分,在加工時(shí)氧化嚴(yán)重,添加Si并使鍍膜晶粒微細(xì)化,從而大幅度降低了摩擦系數(shù)。用CrSiN涂層刀具加工鋁及不銹鋼等難加工材料時(shí),效果極為顯著阎肌。

日立工具公司2002年7月又開(kāi)發(fā)出一種以TiBoN為主要成分的新鍍膜“TB涂層”,此種涂層雖然不是納米涂層,但以B(硼)為主要成分的鍍膜,在世界上尚屬首創(chuàng)昌漏。TB鍍膜也是以降低摩擦系數(shù)為目的,但與前述CS鍍膜不同,它在高溫條件下仍可保持優(yōu)異的低摩擦特性,在每齒進(jìn)給量超過(guò)1mm的重型強(qiáng)力切削等加工中,可大幅度抑制因高切削負(fù)荷帶來(lái)的月牙洼磨損。

加工成本降低50%

日立工具公司有關(guān)人士指出,新型鍍膜“并非使工具延長(zhǎng)壽命的涂層,而是一種旨在提高工具性能,從而大力縮短加工時(shí)間的鍍膜”将遮。

在目前通貨緊縮的情況下,應(yīng)盡可能不增加用戶的工作量,延長(zhǎng)加工時(shí)間,采用小批量生產(chǎn)去創(chuàng)造效益,為此,關(guān)鍵的措施是必須使加工成本大幅度降低布筷。生產(chǎn)成本中,工具費(fèi)用僅占5%,電力及人工費(fèi)用等加工費(fèi)用占了生產(chǎn)成本的大部分。

日立工具公司將新開(kāi)發(fā)的工具應(yīng)用在高性能機(jī)床上,在最佳的加工時(shí)段內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn),從而起到實(shí)實(shí)在在的降低加工成本的效果近弟。該公司近期開(kāi)展了一個(gè)讓加工費(fèi)用減少一半的“PRODUCTION50”活動(dòng),并利用傳統(tǒng)的加工費(fèi)用計(jì)算公式,舉出具體實(shí)例數(shù)據(jù),顯示出實(shí)際降低加工成本的效果缅糟。

工具行業(yè)為了滿足用戶希望降低工具費(fèi)用的要求,大都著力在如何削減刀具的價(jià)格,而“PRODUCTION50”的最大特點(diǎn),并不是降低刀具的價(jià)格。日立工具公司認(rèn)為,在不降低刀具價(jià)格的前提下,使用該公司的工具產(chǎn)品,仍能獲得良好效益祷愉。從流通方面來(lái)看,不降低工具價(jià)格,可保證經(jīng)銷商有較高的盈利率,工具生產(chǎn)商也可獲得良好收益窗宦。可見(jiàn)“PRODUCTION50”不僅對(duì)用戶有利,對(duì)制造商二鳄、經(jīng)銷商也同樣有好處赴涵。該公司認(rèn)為“PRODUCTION50”是一種“一舉三得”的“多贏”指標(biāo)媒怯。公司對(duì)此進(jìn)行了廣泛的調(diào)研活動(dòng),結(jié)果表明,目前在機(jī)械加工行業(yè)內(nèi)對(duì)該公司的這種理念尚未全面認(rèn)同,“多贏”效果的體現(xiàn)也需要時(shí)間來(lái)證實(shí)；當(dāng)前,仍有不少用戶舍不得在工具方面稍微追加一些費(fèi)用,對(duì)盈利率的理解也尚未完全統(tǒng)一髓窜。因此,該公司倡導(dǎo)的“減少加工費(fèi)用50%”的活動(dòng),目前還處于起動(dòng)階段扇苞。

追求高效益

日立工具公司認(rèn)為,任何一種工具都不能滿足一切用戶的需求,價(jià)格低廉的產(chǎn)品是這樣,功能、價(jià)格很高的產(chǎn)品也是如此,它們都有自己特定的適用領(lǐng)域纱烘。高效益的工具,必然面向追求高效益的用戶杨拐。該公司今后擬大力采用納米涂層技術(shù),開(kāi)發(fā)更多高性能的工具制品祈餐；迄今尚未采用新型涂層的部分產(chǎn)品,將逐步改用新型涂層,計(jì)劃到2004年末,公司工具制品將全部采用新型涂層擂啥。納米涂層技術(shù)除用于工具制品外,目前正在探討如何有效地將其用于模具及其他零件的表面處理。

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