从刀具行业的统计数据可以看出,未来硬质合金所占比率将逐步增大。而高速钢产品的比率将逐步减少。据日本刀具协会的统计数据显示,中国已经成为世界上最大的机床消费国,紧接着为日本、美国、意大利等。从刀具产值来看,硬质合金刀具的产量近年持续增长,而高速钢刀具开始呈现下降趋势,硬质合金的进出口量均显着增长,主要的出口对象为亚洲,其次为欧洲,然后为北美及其他地区。
高速加工已被普遍认为是提高产量、降低制造成本的加工技术。干式加工或微量润滑概念是如今加工业为减少环保及生产成本的主要目标。对刀具制造商和涂层供应商而言,最重要的是生产率。近年来,(Ti,Al)涂层的硬质合金刀具在高性能刀具市场上已经占据了主导地位。在某些特殊应用场合的高需求促进了特殊涂层或精确涂层的发展。
“纳米”一词源自希腊语的“矮子”,1纳米等于10的负9次方米,纳米技术是指设计、生产能够将物质结构的外型及尺寸控制在纳米级的装置和系统,其范围界定在0.1~100nm范围内。纳米之所以重要主要有两点原因,一是其表面/体积比使其具备了独特的表面特性优势;二是量子效应。
纳米材料和纳米结构材料的主要形式有:原子簇、纳米粒子、纳米层、纳米纤维;多层式(层的厚度在纳术级范围内);纳米结构涂层或纳米涂层;纳米结构的粒状材料等。纳米级涂层:涂层至少有一个尺寸(如晶粒或独立的层)小于100nm。纳米晶粒涂层比传统的粗粒涂层具有更低的磨损率、更高的硬度和强度,微小的颗粒尺寸改变了涂层的破裂形式和材料去除机制,但关健问题是在热应力下保持颗粒的尺寸。纳米混合涂层包含至少两个相位(晶相和非晶相)或两个结晶状态。尺寸、体积和纳米晶粒的分布以及非晶相的厚度需要优化,以找到在超硬度和强度间的平衡点,需要考虑热稳定性,在涂层过程中及后来的阶段显示出的非混合性、分解拐点和偏析现象。纳米多层结构由不同材料的纳米层交替组成,具有各向异性的特性,加强了单层镀层的性能,通过不同的交替层相互辅助,改善了涂层特性。
涂层硬质合金自问世以来,在机械加工刀具方面得到了广泛应用,显著提高了金属切削加工效率。尽管中国的刀具涂层技术与工业发达国家相比尚有一定的差距,但是只要我们努力提高刀具涂层技术和应用技术的水平,大力推广应用涂层刀具,就一定能促进切削加工和机械制造水平的提高。相信我国的硬质合金刀具市场前景一定会非常可观。 |