第九届国际机床展览会(CIMT2005)于2005年4月11日至17日在北京国际展览中心隆重举行。刀具展品是展览会中的重要内容。来自14个国家和地区的100余家刀具厂商参加了展出。其中，中国约有60家，台湾地区和韩国各约10家。美国、瑞典、日本、以色列、德国、韩国等国家的刀具制造和经销的知名厂商都参加了展出。

随着近年来机床工业的进展，随着机械工业、汽车工业、航空航天工业、电子工业、能源工程和材料科学的进步，刀具技术也迅速发展。本次展览会上的刀具展品，标志着当今世界上刀具技术的最高水平，显示了刀具技术的发展趋势。通过展出和技术交流，将对我国的刀具工业、机械制造和机械加工的技术水平，起着重要的推动作用。本文将从刀具材料、刀具结构和刀具系统等方面，评介本次展览会上刀具产品及其技术水平，并对亚洲部分国家和地区的刀具厂商作重点介绍。

1.刀具材料发展迅速

刀具材料历来是决定刀具使用性能的关键因素，在本次展览会上得到了充分体现。

新品种的涂层(镀膜)刀具琳琅满目

国内外各工具厂和硬质合金刀具厂都在涂层材料和镀膜结构上不断创新，有效地提高了刀具的切削性能。高速钢刀具一般采用PVD(物理气相沉积)涂层技术，改变了过去采用单一的涂层材料TiN的状况。在本次展览会上，用TiCN、TiAIN、CrN等作为涂层材料的高速钢刀具大量涌现。TiAIN的硬度和工作温度均高于TiN，TiCN的硬度亦高于TiN，已得到广泛应用。成都凯贝克纳米镀膜技术公司展出了上述材料的单层和多层的纳米涂层刀具，显示了很高的技术水平。硬质合金涂层刀片(刀具)进一步广泛应用，各厂家都有展品，涂层工艺以CVD(化学气相沉积)为主，兼用PVD工艺。涂层材料有TiC、 TiN、 TiCN、Al2O3、(Ti，Al)N及Ti(C,N,O)等单层和多层组合。并出现了纳米涂层(Nanocoating)技术，其涂层材料颗粒尺寸在 100nm以下，显示了良好的切削性能。

日本泰珂洛超硬工具(上海)公司(Tungaloy，东芝)推出了T9000系列的多层涂层硬质合金刀片，在涂层中采用了膜—膜与膜—基体之间的先进“架桥”技术，使结合力增强，能更好地抗剥落。该公司还在涂层中生成了超硬柱状的Ti化合物，提高了硬质合金刀片的耐磨损与抗崩刃的性能。日本住友电工公司 (Sumitomo)将每层膜厚为1nm的TiN和AIN超薄膜交互叠积2000层，提高了涂层硬质合金刀具的耐磨性。住友公司还推出了在硬质合金刀片 (刀具)上涂覆类金刚石DLC(Diamond Like Carbon)的DL1000涂层，用于切削铝合金和非铁金属，能抗粘结，有效地降低已加工表面粗糙度;日本三菱综合材料株式会社 (Mitsubishi)也有DLC涂层产品。DLC的硬度很高，与工件材料之间的摩擦系数很小，仅为0.2。三菱公司还开发了单相纳米结晶的 “Impact miracle”涂层，具有更高的硬度与耐热性;据称，用于硬质合金整体立铣刀，硬度可达3700HV，高于过去的(Al,Ti,Si)N和 (Al，Ti)N涂层，其氧化温度有所提高，摩擦系数有所减小。展品中还出现了软涂层或软、硬组合的涂层刀具产品。软涂层材料一般为MoS2和WC/C 等;软、硬结合有TiAIN/MoS2、TiAIN/WC/C 及TiN/TiCN/MoS2等。软涂层与工件材料之间的摩擦系数很小，如MoS2或WC/C与钢铁之间的摩擦系数均小于0.2。瑞典三高刀具公司 (Seco)在部分铣刀刀体表面上也进行了涂层，涂层材料的硬度和耐磨性高于刀体，从而耐磨，提高了刀体使用寿命。

金属陶瓷向更强韧、更耐磨的方向发展

金属陶瓷(Cermet)不同于陶瓷(Ceramics)。陶瓷一般以Al2O3或Si3N4为基体;而金属陶瓷的基体是TiCN或TiC，用Ni 为粘结相，属于硬质合金。与一般硬质合金的基体WC相比，TiCN和TiC的硬度和耐磨性更高，抗氧化性和化学稳定性更好。TiCN基硬质合金的断裂韧性更好，高于TiC基硬质合金约30%。近年，TiC基已经用得很少，代之以TiCN基。如泰珂洛公司推出了NS系列的TiCN基金属陶瓷，其切削性能优于 WC基硬质合金。该公司还在金属陶瓷的表面进行涂层，涂层材料为(Ti, Al)N或Ti(C,N,O)，形成AT与GT新系列，它们的表面硬度和耐磨性比NS系列进一步提高。三菱公司也有超微粒金属陶瓷NX2525为基体，再进行涂层(TiAlN/TiN)的AP25N、UP35N和VP45N新系列，其韧性与耐磨性进一步提高。

对金属陶瓷还可添加纳米材料改性，使之进一步增韧。

超细晶粒硬质合金广泛应用

硬质合金的硬质相晶粒细化，可以提高合金的硬度与韧性。这对于制造小直径的整体钻头、立铣刀特别有用。各公司采用的平均晶粒度在1μm以下。 如泰珂洛公司有牌号为F、M、EM10、UM的超细微粒硬质合金，抗弯强度达2.5~3.5GPa。三菱公司有SF10、MF10和MF2O等牌号。黛杰工业株式会社(Dijet)有FB、FZ系列。

采用了ISO的H、S、N新系列

过去，国际标准化组织(ISO)将刀具(工具)用硬质合金分为三类，即(1)P类，主要用于切削钢材;(2)K类，主要用于切削铸铁;(3)M类，为通用型硬质合金。随着工程材料技术的进展，被加工材料的种类不断增多。近年，ISO又增设了三类硬质合金：(1)H类，用于切削高硬材料：(2)S类，用于切削高温合金、耐热材料;(3)N类，用于切削有色金属。故当今硬质合金已分为P、M、K、H、S、N六大类。各大硬质合金及其刀具(工具)的制造厂家已将硬质合金材质按此标准分类，供用户选择。应当注意，立方氮化硼PCBN用于切削淬硬钢，被列入了硬质合金的H类。热压聚晶金刚石PCD主要用于切削有色金属，被列入了N类。本次展览会中所发的资料、样本，都采用了上述新标准。

超硬刀具展品非常丰富

国内外各大硬质合金工具厂的产品中，均有PCBN和PCD刀具。参展的超硬材料专业制造厂家也不少，展出了品种齐全的超硬刀具。所用的PCBN和PCD复合片部分自制，部分是购自GE公司和DeBeers公司。

有一种人造的化学气相沉积(CVD)的金刚石刀具这次展出甚少。CVD金刚石，是用CVD工艺在刀具或基体上沉积金刚石薄膜(~10μm厚)或厚膜 (厚度 0.5mm以上)。厚膜需与基体分离，再切割成一定形状，然后钎焊在硬质合金上，形成复合片。CVD金刚石的各项机械、物理性能介于天然金刚石和PCD之间，更接近于天然金刚石。CVD金刚石可用于制造刀具和各种工具。在本次展览会上，只有北京天地东方超硬材料公司和河南黄河实业集团公司有CVD厚膜金刚石刀具和工具的产品。

高速钢刀具材料品种齐全

从展览会刀具展品的总体看，硬质合金刀具的数量增多，高速钢刀具相对较少。过去用高速钢制造的麻花钻、立铣刀、丝锥、齿轮刀具等，已部分地被硬质合金所代替。但高速钢刀具仍占一定数量。

国内厂家的高速钢刀具，所用材料多为通用高速钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。也可以接受订货，专制高钴高速钢M42(110 W1.5 Mo9.5Cr4VCo8)、含钴高速钢Co5Si(W12Mo3Cr4V3Co5Si)、无钴高性能高速钢501(W6Mo5Cr4V2A1)与 V3N(W12Mo3Cr4V3N)等高档高速钢刀具。

国外厂家的高速钢刀具所用材料多为M2(W6Mo5Cr4V2)、M36(W6Mo5Cr4V2Co8)及M42等。

在数控机床上，有些重要工序的高速钢刀具用粉末冶金高速钢制造。粉末冶金高速钢能彻底消除熔炼高速钢中碳化物偏析的缺陷，可适当增加含钒量而不增加刀具刃磨的难度。粉末高速钢多用Erasteel 国际集团公司的产品。

添加稀土元素的刀具材料一枝独秀

在硬质合金中添加少量的稀土元素(如Y、Ce等)，可改善材料的性性，主要是显著提高抗弯强度和冲击韧性。其原因是稀土元素能够强化材料(硬质合金)的硬质相和粘结相，并净化其晶界。中国稀土元素资源丰富，研究和研制工作开展较多。硬质合金制造厂已有添加稀土元素的硬质合金产品。在全世界，中国在这方面是领先的。参展的株洲钻石切削刀具公司有YT5R(P30~P40)牌号，可用于重切削。株洲公司和自贡硬质合金厂还成功研制了YG8R、 YT14R、 YW2R、YS25R等牌号的稀土硬质合金。

2.刀具结构不断创新

除刀具材料外，刀具结构也是决定刀具使用性能的重要因素。结构决定刀体和刀片的空间位置安排，既要保证刀具的刚性和容屑空间，又要使尺寸紧凑;还能灵活多样地设计与制订“切削图形”;保证得到合理的刀具几何角度，并便于调节尺寸;适当地变革，可使不同工序的刀具组合，成为“复合刀具”。

伊斯卡刀具公司(Iscar)推出了“模块式霸王刀”，仅使用同一刀杆，便可实现切断、车削外圆、切槽和端面槽的多种加工。该公司还新出了“五星型霸王刀”，具有5个有效的切削刃，可进行精切浅槽、切断、切凹槽和倒角等多种加工。

伊斯卡公司还展出了“钻、车、镗复合刀具”和钻、车、镗、螺纹复合刀具”。用一把刀具，可以完成多个工序的工作。为了在汽车制造中，高效率地加工发动机曲轴，德国瓦尔特公司(Walter)推出了三种铣(拉)刀，对曲轴的轴颈进行外铣、内铣和车—车—拉加工。效率高，加工质量稳定。可以看出，对刀齿和切削图形的安排，必须精心设计;对刀体和刀片的精度，必须有严格要求。从展览会中获悉，美国肯纳飞硕金属公司(Kennametl)和瑞典山特维克可乐满公司 (Sandvik Coromant)也有与瓦尔特公司相同或相似的加工曲轴的刀具。

黛杰等公司对球头铣刀和钻头采用热胀套装刀杆，以加强细长刀具的刚度，取得很好效果。

刀具材料和刀具结构的改进，都是为了提高加工效率或是提高加工质量，现再着重介绍各厂家展出的高效率刀具。如瓦尔特公司设计了新型 “Tiger•tec可转位刀片”，与新开发的“Xtra•tec刀体”配合，加工铸铁与钢材，可以成倍地提高加工效率。再如三高公司推出了“快豹铣刀” (Quattro mill)，高强的方刀片，能承受切削深度达6mm，每齿进给量达0.25mm/Z的负荷。用以铣削合金钢，可用V=160m /min，ap=3mm，f=0.2mm/z的用量;加工不锈钢，可用 V=220m/min，ap=1mm，f=0.17mm/z的用量。工作平稳，加工表面良好，比原用刀具提高效率50～60%。黛杰公司的SKS型超高效率加工模具的铣刀(Ф50～100mm)，fz=4mm/z, V=20000mm/min。三菱公司的“ 高进给圆弧头铣刀”和以斯卡公司的“飞碟铣刀”，在 为1.5mm的情况下， 可达3.5mm/z。伊斯卡公司的“风火轮铣刀”，采用锯齿形的切削刃，前后互相错叠，切削深度 可达8mm，尚能流畅排屑，切削轻快平稳。

山特维克可乐满公司推出了CoroDrill可转位刀片的硬质合金钻头。有4个带有Wiper修光刃的刀尖可资应用，钻体刚性好，且进行了表面处理;排屑流畅。硬质合金可转位刀片可选用三种专门设计的GR、GM、LM槽形，供不同工件材料的钻孔。与过去著名的U钻相比，切削速度可由U钻的 260mm/min提高到414m/min，进给速度可由414mm/min提高到824mm/min，刀具寿命从20min提高到25min。

3.刀具系统(工具系统)品种齐全

随着数控机床和加工中心的兴起，工具系统的重要性日益提高。 工具系统包括刀柄、接杆、夹头直至刀具一系列的组成部分。系统的设计须与机床配合，刚性好，夹紧可靠，刀具高速旋转时保持平衡，接触精度高。

工具系统分车削类和镗铣类，又分整体式和模块式。工具系统种类繁多，各国家、各公司自订不同的标准，令人眼花缭乱。由于机床主轴转速的不断提高，工具系统的标准又进行了更新。比较知名和重要的标准有：

中国的GB10944—89对7：24圆锥工具柄部作了统一规定。日本也有JIS B 6339的柄部标准。

中国参照德国Walter公司的Novex工具系统和Komet公司的ABS工具系统，开发了国内的TMG10、TMG21及TMG28工具系统与模块式工具系统。

国外知名的有瑞典山特维克(Sandvik)公司的CAPTO工具系统、日本大昭和(Big Daishowa)公司的BIG-PLUS工具系统、美国肯纳(Kennametal)公司的KM工具系统和国际ISO规定的HSK工具系统。HSK刀柄采用1：10的锥度，开始由德国阿亨大学开发，被列入德国标准DIN69893;后又被国际标准化组织所采纲，公布为ISO/DIS12164。

在本次展览会上，上述标准的产品都有。各国的公司分别展出了自己的刀具系统。由于数控机床和加工中心迅速发展，中国自己制造的设备逐步增多，又进口了各国家、各厂商的机床，其刀具和工具标准尚难以作统一规定。

中国知名的大型工具厂，如成都量具刃具厂、哈尔滨量具刃具厂、哈尔滨第一工具厂等都制造工具系统，但规格与标准不全。众多的国内中小型工厂，也有工具系统产品，都发挥了一定作用。

近年，成都兴起了一家“英格数控刀具模具公司”，生产数控刀具与工具系统，发展很快。最近，又与美国Centrix公司合资，成立了“中外合资、森泰英格 (成都)数控刀具有限公司”。此次展出，产品很多，面貌焕然一新。森泰英格公司的主要产品有：各种外圆和内孔的数控车刀;外圆、内孔和端面的数控切槽刀; 用于小型精密自动车床的Swiss车刀;DIN69871-B标准和ANSI B5.50 CAT标准的7:24工具系统;7：24预平衡/在线动平衡工具系统;HSK工具系统;TMG21模块式工具系统;高精度热装刀柄(包括TMG21和 HSK)。该公司的迅速发展，预计将为国内机械制造行业提供优质的数控刀具和工具系统做出较大贡献。

国内数控设备增加很快，国产的数控刀具与工具系统尚不能满足需求，每年必须购买相当数量的国外数控刀具与工具系统。因此，代理经营国外产品的商家就可发挥重要作用而不可或缺。在本次展览会上，北京金万众机电技术有限公司的展台引人注目。该公司主要代理销售日本大昭和精机株式会社的数控工具系统;日本住友公司的硬质合金与超硬刀具;日本OSG公司的螺纹加工刀具和铣削、钻削刀具及高速钢、硬质合金原材料;瑞士PWB公司的对刀仪;美国微佰公司的硬质合金刀具。该公司所做的贡献和取得的效益都相当可观。根据弗戈工业媒体在全国的抽样调查，该公司被评为“最佳刀具代理商”第一名，并获得了颁发的奖牌。

在展览会上，从事外国刀具代理业务的北京京以刀具有限公司的成果也引人注意。该公司销售加工中心工具系统以及品种齐全的高速钢与硬质合金刀具，除车刀、铣刀、钻头、铰刀、丝锥外，还有各种齿轮、滚压刀具和拉刀等。该公司的贡献和效益也相当可观。

4.台湾地区和韩国的刀具工业

据不完全统计，台湾约有50余个刀具厂家，这次参展近10家。多数厂家规模较小，但就本次展览会的展品来看，台湾在切削刀具产品的制造方面，也有一定实力。例如正河源机械配件公司和普慧企业股份公司规模较大，在各种刀具和刀柄系列方面有较多的产品。台湾一品钻石工业公司和台湾钻石工业股份公司，在超硬刀具、工具及磨具、砂轮方面，能提供比较齐全的产品。

韩国的刀具工业有较强的实力。随着汽车工业的发展，其机床、刀具工业也有了很大进展。最为突出的是两家硬质合金刀具公司：韩国冶金株式会社 (Korlog)和韩国特固克刀具公司(TaeguTec)。它们生产的刀片、刀具及刀柄系列产品相当齐全，在国际上占有一定地位。其产品在中国市场上占有一定份额。韩国的超硬刀具也有一定的生产能力。参展的韩国大龙精机株式会社(Dragon)专为汽车工厂制造和提供各种齿轮、链轮、花键、蜗轮滚刀以及部分铣刀、铰刀，有较高水平。北京现代汽车的制造，就是用的这家公司的刀具。

5.中国株洲钻石切削刀具公司简介

株洲钻石切削刀具公司是中国最大的硬质合金刀具、刀片制造厂，其硬质合金材料的产量在全世界名列前茅。近年来在刀具材料新品种的研制上有很大进展，硬质合金刀具及数控机床上所用的刀具系统的产品也已起步发展。

该公司推出了涂层硬质合金新系列：

切削钢材的YBC系列(MT—TiCN/Al2O3/TiN)

YBC151—精加工;YBC251—半精加工;YBC351—粗加工。

切削不锈钢的YBM系列(TiCN/Al2O3/TiN)

YBM151—精加工;YBM251—半精加工;YBM351(PVD，TiAlN/TiN，粗加工)。

切削铸铁的YBD系列(MT—TiCN/Al2O3/TiN)

YBD051—精加工，半精加工;YBD151—高速精加工;

YBD251—粗加工。

除此之外，还有被称为“黑金刚”的高效率加工铸铁的硬质合金刀片，用CVD工艺涂层(Al2O3/TiCN)，牌号有YBD052、YBD102、 YBD152和YBD252等。

TiCN基金属陶瓷，可加工钢材和铸铁

YNG051—精加工;YNG151—半精加工

PCBN刀具，YCB011—加工淬硬钢和高硬度材料

PCD刀具，YCD011—加工有色金属和非金属材料

还有若干涂层与未涂层的铣削牌号与车削牌号

该公司可转位刀片的规格、品种也很齐全。并有超细晶粒和添加稀土元素的硬质合金产品。

近年，还自行开发了D系列的断屑槽型：DF—用于精加工;DM—用于半精加工;DR—用于粗加工。还有PM槽型，比DM更适合于宽阔的断屑范围。

从硬质合金材料和刀片的品种、质量来衡量，株洲公司已步入国际先进行列，在国内外影响较大。

该公司还有很多刀具产品：各种可转位车刀、面铣刀、盘铣刀、方肩铣刀、立铣刀、钻头;整体硬质合金钻头、铰刀、螺纹刀及立铣刀、球头铣刀等。刀具系统的制造，亦已起步。

近年，还开发了“小松鼠系列的切断、切槽刀”，一把刀可完成切断、切槽(外圆表面和内孔表面)、仿形切削和一般车削外圆与镗孔多工序的加工。“小松鼠”刀的形状和用途与以斯卡公司的“霸王刀”极其相似。

6.结束语

2005年的中国国际机床展览会结束了。参观的人们从中了解到不少情况，学习到不少内容。值得人们深思的是：

在科技发展迅速和数控机床应用日趋广泛的今天，对切削刀具提出了更新、更高的要求。刀具的作用在当代机械制造中显得更为突出。

近年，刀具技术水平显著提高，各国家、各公司竞争激烈，争奇斗艳，不断推出新的产品。

中国的刀具行业，做了很多工作，取得了很大进步。而中国在刀具(特别是在数控刀具)的需求方面，量大而面广。中国刀具行业的技术水平，与国际先进行列相比，尚存在着不小的差距，应当奋发图强，迎头赶上，为建设刀具强国而努力奋斗。