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淺析我國硬質合金涂層刀具市場發(fā)展趨勢

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時間：2011-05-18 15:09:03 [收藏]
    全球原材料的上漲及全球化競爭對手數(shù)目不斷的增加，以高品質產(chǎn)品、優(yōu)良的服務為客戶創(chuàng)造價值成為競爭的關鍵，為此，刀具制造商也在積極地為自身發(fā)展以及為整個行業(yè)...
    關鍵詞：發(fā)展 趨勢 市場 我國
        全球原材料的上漲及全球化競爭對手數(shù)目不斷的增加，以高品質產(chǎn)品、優(yōu)良的服務為客戶創(chuàng)造價值成為競爭的關鍵，為此，刀具制造商也在積極地為自身發(fā)展以及為整個行業(yè)的進步尋求更好的出路。

        眾所周知，涂層技術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合金中，涂層硬質合金刀具占了80%，而其中CVD(化學涂層)又占了60%～65%，其余為PVD(物理涂層)。

        一、硬質合金涂層刀具

        硬質合金刀具的硬涂層可提高刀具壽命和生產(chǎn)率?；瘜W氣相沉積(CVD)技術已從早期的單涂層發(fā)展到現(xiàn)在的由Tic、TiN、TiCN和Al2O3復合多涂層，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用。

        二、硬質合金涂層刀具市場分析

        從刀具行業(yè)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，未來硬質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)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國已經(jīng)成為世界上最大的機床消費國，緊接著為日本、美國、意大利等。從刀具產(chǎn)值來看，硬質合金刀具的產(chǎn)量近年持續(xù)增長，而高速鋼刀具開始呈現(xiàn)下降趨勢，硬質合金的進出口量均顯著增長，主要的出口對象為亞洲，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為是提高產(chǎn)量、降低制造成本的加工技術。干式加工或微量潤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。對刀具制造商和涂層供應商而言，最重要的是生產(chǎn)率。切削性能(切削速度，單位時間切削量)提高20%，制造成本將減少15%。越來越嚴苛的加工要求需要刀具材料和涂層進一步發(fā)展，改善加工條件及改進刀具設計。目前面對的挑戰(zhàn)及需要改進的地方主要包括：機械和結構特性：硬度、強度、耐磨性；熱和化學特性：耐熱性、絕緣性、催化性；生物特性：適應性、殺蟲特性；電子和光學特性：反射性、透明性等。近年來，(Ti，Al)涂層的硬質合金刀具在高性能刀具市場上已經(jīng)占據(jù)了主導地位。在某些特殊應用場合的高需求促進了特殊涂層或精確涂層的發(fā)展。

        三、硬質合金涂層刀具市場發(fā)展趨勢

        “納米”一詞源自希臘語的“矮子”，1納米等于10的負9次方米，納米技術是指設計、生產(chǎn)能夠將物質結構的外型及尺寸控制在納米級的裝置和系統(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原因，一是其表面/體積比使其具備了獨特的表面特性優(yōu)勢；二是量子效應。

        納米材料和納米結構材料的主要形式有：原子簇、納米粒子、納米層、納米纖維；多層式(層的厚度在納術級范圍內(nèi))；納米結構涂層或納米涂層；納米結構的粒狀材料等。納米級涂層：涂層至少有一個尺寸(如晶粒或獨立的層)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、更高的硬度和強度，微小的顆粒尺寸改變了涂層的破裂形式和材料去除機制，但關健問題是在熱應力下保持顆粒的尺寸。

        納米混合涂層包含至少兩個相位(晶相和非晶相)或兩個結晶狀態(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度間的平衡點，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、分解拐點和偏析現(xiàn)象。納米多層結構由不同材料的納米層交替組成，具有各向異性的特性，加強了單層鍍層的性能，通過不同的交替層相互輔助，改善了涂層特性。

        據(jù)相關業(yè)內(nèi)人士樂觀估計，在未來6～7年間納米技術所創(chuàng)造的價值將達到30億美元，即使是悲觀的估計也可達到10億美元。

        四、結語

        涂層硬質合金自問世以來，在機械加工刀具方面得到了廣泛應用，顯著提高了金屬切削加工效率。盡管中國的刀具涂層技術與工業(yè)發(fā)達國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和應用技術的水平，大力推廣應用涂層刀具，就一定能促進切削加工和機械制造水平的提高。小編相信我國的硬質合金刀具市場前景一定會非?？捎^。
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