2004年銷售額仍保持增長(zhǎng)勢(shì)頭
日本機(jī)械工具2003年的產(chǎn)值反映出汽車工業(yè)和模具等產(chǎn)業(yè)正在全面復(fù)蘇。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年工具產(chǎn)值達(dá)3287.56億日元，比2002年增長(zhǎng)9.1%。其中，硬質(zhì)合金工具的產(chǎn)值為1848億日元，比2002年增長(zhǎng)11.9%，高速鋼工具、CBN工具及金剛石工具等均分別達(dá)到兩位數(shù)增長(zhǎng)。2003年出現(xiàn)的顯著增長(zhǎng)勢(shì)頭，迄今仍在持續(xù)。
根據(jù)日本媒體在2004年4月進(jìn)行的問卷調(diào)查，2003年度切削工具的實(shí)際銷售額超過(guò)2002年的企業(yè)，占調(diào)查總數(shù)的86%，余下14%的企業(yè)銷售額則與上一年度持平。2003年7月曾作過(guò)同樣的調(diào)查，當(dāng)時(shí)銷售額增加的企業(yè)占44%，持平的企業(yè)占43%，下降的企業(yè)占13%。在距該次調(diào)查不足一年的時(shí)間內(nèi)，切削工具的市場(chǎng)情況有了非常明顯的改善。
在上次調(diào)查中，預(yù)計(jì)2004年度銷售額增長(zhǎng)的企業(yè)為79%，持平企業(yè)占21%，減少的企業(yè)為零。實(shí)際上，各企業(yè)銷售額均超過(guò)了原定指標(biāo)。順便說(shuō)明一下，2004年度調(diào)查(2003年度的實(shí)際銷售額)的企業(yè)中，有不少家的增長(zhǎng)率高達(dá)20%，每家公司平均增長(zhǎng)14.7%。
另外，2004年的銷售預(yù)計(jì)中，增長(zhǎng)企業(yè)占93%，持平企業(yè)僅占7%，沒有銷售下降的企業(yè)。許多公司預(yù)計(jì)實(shí)際銷售額將有大幅度增長(zhǎng)。在這種需求轉(zhuǎn)旺的環(huán)境條件下，切削工具廠商們以進(jìn)一步提高售后服務(wù)質(zhì)量和刺激需求增長(zhǎng)為目標(biāo)，正在大力開發(fā)新產(chǎn)品和拓展新的銷售渠道。
開發(fā)超細(xì)晶粒制品，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加工
目前，機(jī)床行業(yè)正在朝著高速、高精度和多軸、多功能、適應(yīng)環(huán)保的方向大力進(jìn)行技術(shù)開發(fā)。切削工具的產(chǎn)品開發(fā)也必須與這種趨勢(shì)相對(duì)應(yīng)，如在高速銑削方面，就正在進(jìn)行多功能、小直徑、干式加工等多種技術(shù)的開發(fā)工作。
下面，在2004年度問卷調(diào)查的基礎(chǔ)上，介紹各公司工具制品的開發(fā)狀況。
首先，就高速銑削的相關(guān)技術(shù)來(lái)看，高速銑削加工要求所用刀具必須具有很高的耐磨性、耐熱性和良好的韌性?；诖?，硬質(zhì)合金立銑刀的新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，這類立銑刀采用超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金作為基體材料，并進(jìn)行復(fù)合涂層處理，使切削性能得到很大提高。
超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金是將原材料的顆粒進(jìn)一步微細(xì)化，平均粒徑在1μm以下，有的甚至小至數(shù)nm，這樣可提高材料的抗彎強(qiáng)度，使之具有極為優(yōu)異的韌性。在車削加工中，當(dāng)被加工材料直徑很小，或者立銑刀直徑很小時(shí)，由于轉(zhuǎn)速受到限制，很難進(jìn)行高速切削。使用以往的硬質(zhì)合金刀具，極易產(chǎn)生崩刃，而采用超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金刀具，由于韌性很高，而且可在刀具切削刃上作成大前角，因此，可獲得良好的加工表面粗糙度。
普遍重視涂層技術(shù)
涂層是提高刀具切削性能的有效手段，各公司對(duì)此均極為重視。在涂層技術(shù)方面，目前已由單層向多層發(fā)展，不同涂層材料組合起來(lái)，進(jìn)行重迭多層涂覆，可有效提高刀具切削性能。例如，最外層涂覆TiN，可降低與切屑的摩擦；第2層涂覆Al2O3，可提高刀具的抗粘附和抗前面磨損性能；第3層涂覆TiCN，可提高抗后面磨損和抗前面磨損性能。
刀具表面涂覆多層鍍膜后，硬度可達(dá)2500～3000HV，耐熱性也得到很大改善，切削溫度即使達(dá)到850～900℃的高溫，刀具材料仍不會(huì)被氧化，且保持良好的硬度。鍍膜多層化還可提高韌性，使刀具表層的裂紋很難擴(kuò)展到內(nèi)部，因此，可有效防止崩刃的產(chǎn)生。
在涂層材料方面，TiC和TiN涂層適用于鋼的高速切削，金剛石和CBN涂層也已達(dá)到實(shí)用化水平。最值得注意的是金剛石涂層，在切削過(guò)程中，隨著溫度的升高，金剛石容易分解為石墨，因此，不能用于含有碳元素的鋼材的切削加工，金剛石涂層刀具主要用于鋁等輕合金材料的高速高精度切削加工。
最近開發(fā)出一種納米級(jí)微細(xì)晶粒涂層，如日立工具公司的“TH涂層”和“CS”涂層，前者的涂層材料為TiSiN，后者的涂層材料為CrSiN，兩者的晶粒直徑均為5nm。TH涂層的硬度高達(dá)3600HV，主要用于高硬度材料的高速加工；CS涂層的硬度達(dá)2600HV，主要用于低硬度及軟質(zhì)材料的高速加工。
有一個(gè)值得注意的技術(shù)動(dòng)向，即許多廠家已把涂層技術(shù)應(yīng)用到工具以外的金屬制品的表面改性處理，以防止金屬質(zhì)量下降和減輕磨損。這為工具廠商開拓了一個(gè)新的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。如日立工具公司最初是為了改善本公司刀具產(chǎn)品的性能，開發(fā)出先進(jìn)的涂層技術(shù)，現(xiàn)在已將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到模具零件、汽車零件上，藉以提高該類零件的使用壽命，日立工具公司已從模具廠家和汽車廠家獲得了大宗訂單。另外，生產(chǎn)FA制品的相關(guān)廠家，也正在開展機(jī)械零件的涂層業(yè)務(wù)。涂層技術(shù)擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域如此廣闊，工具廠家應(yīng)特別關(guān)注這一技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向。
改進(jìn)刀具形狀，提高切削效率
改進(jìn)刀具形狀是工具廠家長(zhǎng)期致力的技術(shù)課題，2004年度的調(diào)查表明，各廠商仍在大力開展此項(xiàng)工作。隨著成形技術(shù)的進(jìn)步，已能按用戶加工要求制作出各種工具形狀，使切削性能得到很大提高。
從改進(jìn)刀具形狀的觀點(diǎn)來(lái)考慮，首先應(yīng)提高工具材料的剛性，以便增大每齒切屑排出量。如目前已開發(fā)出4齒立銑刀，這是一種可進(jìn)行強(qiáng)力切削的刀具，它的加工效率達(dá)到原來(lái)2齒立銑刀的4倍以上。
在改進(jìn)刀具形狀方面，立銑刀的進(jìn)展最為明顯?，F(xiàn)已生產(chǎn)出一種刀齒中心帶切削刃的立銑刀，可獲得良好的加工表面。另外，還開發(fā)出一種刃尖形狀為橢圓形的球頭立銑刀，增大了切削刃與工件的接觸面積。這些形狀經(jīng)過(guò)改進(jìn)的立銑刀制品，用于模具等工件的高精度加工，可縮短加工時(shí)間，提高加工效率。在這方面的代表性產(chǎn)品有：OSG公司的WX系列立銑刀(4齒)，其振擺精度在3μm以下，R精度為±3μm；Kennametal公司的HANIT 4多功能立銑刀(4齒)，這是一種高韌性、高硬度兼?zhèn)涞牡毒?，加工范圍廣泛；Valenite公司的Val mill采用新型刀片，耐磨性和切削性能均大幅度提高，并可進(jìn)行深槽、螺旋孔、傾斜切削等多種加工；住友電工公司的GS Mill立銑刀系列，有2齒和4齒兩種，分球頭和平頭兩大類，刀具直徑范圍為φ0.5～φ12mm，加工范圍廣泛，從軟鋼到中高硬度鋼均可加工；Dijet公司的SKS型立銑刀，刃形經(jīng)過(guò)改進(jìn)，加大加工深度也不會(huì)增大切削阻力，最大特點(diǎn)是加工效率非常高。
此外，在刀片夾緊或切削頭夾緊方面，也已開發(fā)出多種高精度強(qiáng)力夾緊裝置，可進(jìn)行振擺誤差小的高精度加工作業(yè)。
努力開發(fā)高附加值刀具產(chǎn)品
本次調(diào)查表明，各工具廠家仍然非常重視高附加值刀具產(chǎn)品的開發(fā)工作。除了在耐磨性、耐熱性等刀具基體特性方面不斷改進(jìn)外，還加強(qiáng)了干式切削刀具的開發(fā)工作。隨著對(duì)環(huán)保要求的日益提高，干式加工用刀具的需求迅速增長(zhǎng)，由于干式切削不使用切削液，因此，所用刀具對(duì)被加工材料應(yīng)具有相應(yīng)的潤(rùn)滑性能。如鈴木工機(jī)公司的小型硬質(zhì)合金整體式滾刀，經(jīng)過(guò)特殊的ML涂層處理，可用于滲碳淬火齒輪(60HRC)的精密切削加工。不二越公司開發(fā)出一種用于半干式切削的拉刀，基體材料為高性能粉末高速鋼，經(jīng)TiAlN涂層處理，刀具壽命提高20%以上。
另外，隨著復(fù)合加工機(jī)床的普及，多道工序可在一臺(tái)機(jī)床上完成，因此，要求所用刀具也必須多功能化，如一把刀具可進(jìn)行切槽、切側(cè)壁、鉆孔等多種加工。這種多功能刀具可減少換刀時(shí)間，縮短加工周期，由于不用對(duì)刀具進(jìn)行重新調(diào)試，因此，可保持很高的加工精度。如山田機(jī)床工具公司正在銷售一種精密加工刀具，加工部分的切削頭長(zhǎng)度僅47mm，比過(guò)去的產(chǎn)品縮短了10mm，這種刀具極易安裝在復(fù)合機(jī)床上進(jìn)行多功能切削加工。日立工具公司epoch立銑刀的新品種EPP3-CS立銑刀(3齒)也是一種也是一種多功能立銑刀。
本文介紹的新型超微細(xì)晶?；w材料+復(fù)合涂層鍍膜、干式加工用刀具、多功能刀具等多種新產(chǎn)品和新技術(shù)，均與開發(fā)高附加值刀具制品緊密相關(guān)，目前，各工具廠商均在開發(fā)這類產(chǎn)品方面投入了大量人力和物力，可以預(yù)計(jì)，今后新產(chǎn)品開發(fā)的競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。
（轉(zhuǎn)載）
