【編者按】株洲鉆石刀具在關(guān)鍵的涂層技術(shù)上取得新突破，使汽車發(fā)動機缸體某關(guān)鍵部件加工的刀具成本降低了30%，將其典型用戶——奇瑞汽車的發(fā)動機加工刀具國產(chǎn)化率從20%提升至47%穿扳，在替代進(jìn)口，滿足重點行業(yè)急需方面具有重大意義国旷。Ti-Al-X-N新型涂層技術(shù)的成功應(yīng)用矛物，一舉打破了國外強勢企業(yè)在高端刀具領(lǐng)域的壟斷，為提高刀具的國產(chǎn)化率打下了堅實基礎(chǔ)跪但，為更好地滿足重點行業(yè)需求創(chuàng)造了條件履羞，具有重大的經(jīng)濟和社會效益。

　　專項素描

　　Ti-Al-X-N新型涂層技術(shù)是利用氣相沉積方法在高強度工具基體表面涂覆幾微米高硬度屡久、高耐磨性難熔Ti-Al-X-N涂層忆首，從而達(dá)到減少刀具磨損，延長壽命被环，提高切削速度的目的糙及。它是高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備國家重大專項課題取得的重要成果。

　　重大突破

　　這一技術(shù)打破了國外企業(yè)在高端刀具涂層技術(shù)領(lǐng)域的壟斷筛欢，提高了高檔涂層刀具的國產(chǎn)化率浸锨，為汽車、航空等重點用戶提高生產(chǎn)效率蝴勉、降低生產(chǎn)成本打下了堅實基礎(chǔ)私庇。

　　中國作為制造大國已是不爭的事實。但我國在數(shù)控切削刀具技術(shù)方面與國外相比仍存在差距挺赞，突出表現(xiàn)在先進(jìn)涂層制造和涂層技術(shù)的基礎(chǔ)研究方面侧焚。

　　承載刀具核心技術(shù)

　　機床被稱作“制造機器的機器”。如果說高檔數(shù)控機床是現(xiàn)代工業(yè)文明的藝術(shù)品津阻，那么高端硬質(zhì)合金精密刀具便是藝術(shù)品上的鉆石摆地，而鉆石閃耀的光芒源自于刀具表面幾微米厚的精密涂層。

　　據(jù)了解宵渡，涂層刀具具有表面硬度高增量、耐磨性好、化學(xué)性能穩(wěn)定狰碟、耐熱耐氧化童唧、摩擦系數(shù)小和熱導(dǎo)率低等特性。原因是涂層材料作為化學(xué)屏障和熱屏障钉呐，減少了刀具與工件間的擴散和化學(xué)反應(yīng)镐胃，從而減少了磨損，使得刀具壽命提高3～10倍以上，切削速度提高20%～100%躲雅《︽ⅲ可以說，薄薄一層涂料承載著刀具的核心技術(shù)相赁。

　　目前涂層刀具在切削刀具中占的比例已達(dá)到80%相寇。由于國外企業(yè)在高端刀具領(lǐng)域占據(jù)壟斷地位，在我國數(shù)控機床專項中钮科，刀具及其核心涂層技術(shù)的地位日益受到重視唤衫，對涂層技術(shù)的突破被列入多項課題研究中。

　　趕超國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平

　　株洲鉆石公司自主研發(fā)Ti-Al-X-N新型涂層技術(shù)的道路并非一帆風(fēng)順绵脯。初期引進(jìn)涂層生產(chǎn)線時佳励，株鉆只能生產(chǎn)普通的Ti-N和Ti-Al-N涂層。通過消化吸收桨嫁，科研工作者開發(fā)出具有納米結(jié)構(gòu)的Ti-Al-N涂層植兰，比普通Ti-Al-N涂層性能有一定的提高份帐，但仍舊不能滿足刀具行業(yè)發(fā)展的需要璃吧。在此形勢下，株鉆成立研發(fā)團(tuán)隊捎霍，以專項課題精密工具創(chuàng)新能力平臺建設(shè)為契機忌颠，開展新型高性能涂層的集中攻關(guān)工作。

　　經(jīng)過大量的實驗缨吸，課題組選擇了最優(yōu)的Ti-Al-X-N涂層敲非，其抗氧化性能和硬度都較Ti-Al-N涂層高，但其切削性能和Ti-Al-N相比并無顯著提升源照。為了搞清楚涂層性能為何達(dá)不到預(yù)期效果笋窍，研發(fā)團(tuán)隊首先將新涂層從基體上剝離下來研磨成粉末進(jìn)行差示掃描量熱儀分析，分析涂層在高溫下的相結(jié)構(gòu)演變锁销、調(diào)幅分解過程项凉。通過不懈努力，課題組制備出了優(yōu)化納米復(fù)合多層結(jié)構(gòu)涂層nc-TiAlN/Si3N4赦牧。

　　據(jù)了解巧糖，Ti-Al-X-N新型涂層技術(shù)已獲得9項專利且全部為發(fā)明專利。PVD涂層產(chǎn)品硬度高于40GPa胳瑟，達(dá)到超硬效應(yīng)蜻蒋。在1100℃下空氣氣氛中氧化10小時后，涂層仍未完全氧化厢岂。在1100℃回火后光督，涂層的硬度仍能維持40GPa以上，與基體的結(jié)合強度超過90N。同期自主開發(fā)的CVD涂層α-Al2O3厚度達(dá)10微米结借，涂層結(jié)合力超過80N娄涩，加工鑄鐵切削速度可達(dá)500米。產(chǎn)品經(jīng)用戶使用對比映跟，在模具加工行業(yè)已達(dá)到或超過了國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平蓄拣。

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