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(hù)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(hù)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(guò)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。化學(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(guò)選擇涂層的順序及涂層的總厚度來(lái)滿(mǎn)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(lái)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(lái)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(kāi)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(lái)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(chóng)特性；電子和光學(xué)特性：反射性、透明性等。近年來(lái)，(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(yǔ)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?xún)?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(wèn)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(guò)程中及后來(lái)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(guò)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(lè)觀估計(jì)，在未來(lái)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(yǔ)
　　
　　涂層硬質(zhì)合金自問(wèn)世以來(lái)，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?？捎^。