切削刀具材料种类多样:硬质合金、聚晶金刚石、高速钢、陶瓷等,每一种材料都会有多种不同等级的牌号可选。
在金属切削加工不同的历史阶段,每一种刀具新材料的引入及使用都会导致切削效能的显著提高,继而使工业制造生产率大幅提升。然而,如果说上世纪后半叶是以刀具材料快速地发展为标志,那么当前我们并未看见在这一领域有任何显著的新解决方案,这是否意味着新刀具材料的发展已抵达巅峰,正陷入停滞?
答案当然是否定的。新的研发和使用已深入到切削刀具材料的方方面面,更专注于内部结构,需要借助于扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBCD)和其他复杂的方式来观察。尤其是刀具材料涂层,尽管涂层的厚度非常薄,只能以微米来衡量,但是可以复合成非常多的种类,作用非常大。
硬质合金是由硬质合金晶粒通过粘结剂(主要为钴)粘结在一起的合金材料,绝大多数用于制造切削刀具的硬质合金都覆合了耐磨涂层。在性能上,涂层后的硬质合金达到了在高效率、刀具寿命以及使用成本之间合理的平衡。
新的发展集中于三个方向:硬质合金生产制造技术、前沿的涂层方式、技术创新的涂层后处理技术。材料组合中除了硬质合金是基本元素外,涂层和涂层后处理的选项更多,从而获得更多的切削刀具牌号。当前领先的刀具制造商们在以上几个发展方向上都取得了重大的成功,向市场推出了大量新的产品牌号。
上图为硬质合金混合料
切削刀具的用户可通过对生产率、刀具寿命及制造成本等要求来考量分析选取刀具的牌号。事实上,在更有效开发适应客户需求的新产品的背景下,很多客户会把刀具的通用性和高效率作为衡量加工改善的主要标准。
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