经过了从上个世纪末到本世纪初的发展,从世界范围看,切削加工技术进入了现代切削技术的发展阶段,并显现出现代切削技术的明显特征,包括切削加工技术水平全面提高,切削加工的效率成倍提高;开发了高速切削、高效切削、硬切削、干切削等新的切削工艺和新的加工方法,突破了传统切削加工的工艺范畴;硬质合金刀具产品的结构全面更新硬质合金成为主要的硬质合金刀具材料,涂层硬质合金刀具的比例显着增加,可转位硬质合金刀具的比例提高,整体硬质合金的标准通用硬质合金刀具进入实用阶段,应用量不断增加;硬质合金刀具的创新速度大大加快,新牌号、新涂层、新结构不断涌现,整个行业充满着活力;切削技术的内涵更加扩大,材料科学和计算机技术的应用效果显着,硬质合金刀具应用技术重要性增加;硬质合金刀具行业确立了面向制造业,面向用户的经营理念,完成了从传统的硬质合金刀具行业向现代硬质合金刀具行业的转型,形成了硬质合金刀具行业持续快速发展的机制硬质合金铣刀
我国众多的硬质合金刀具企业,只做硬质合金刀具不生产硬质合金刀具材料,应该更加重视硬质合金刀具结构的创新 伴随着制造业的发展,切削加工技术和硬质合金刀具的发展和创新同样取得了很大的进展
从我国硬质合金刀具行业的现状来看,一方面我们在以上六个方面也取得了不小的进步,为我国制造业的发展做出了重要的贡献,但是与国外的先进水平比,与先进制造业对高性能硬质合金刀具的要求相比,还有一定的差距
主要差距在产品结构的调整、硬质合金刀具的创新和行业的转型三方面,我们必须在十二五期间取得新的进展,以满足十二五发展规划对硬质合金刀具行业的需求,并为更长远的发展打下基础
硬质合金刀具材料的研究现状
由于硬质合金刀具材料的耐磨性和强韧性不易兼顾,因此使用者只能根据具体加工对象和加工条件在众多硬质合金牌号中选择适用的刀具材料,这给硬质合金刀具的选用和管理带来诸多不便
为进一步改善硬质合金刀具材料的综合切削性能,目前的研究热点主要包括以下几个方面
)细化晶粒
通过细化硬质相晶粒度、增大硬质相晶间表面积、增强晶粒间结合力,可使硬质合金刀具材料的强度和耐磨性均得到提高
当wc晶粒尺寸减小到亚微米以下时,材料的硬度、韧性、强度、耐磨性等均可提高,达到完全致密化所需温度也可降低
普通硬质合金晶粒度为;,细晶粒硬质合金晶粒度为;(微米级),超细晶粒硬质合金晶粒度可达;以下(亚微米、纳米级)
超细晶粒硬质合金与成分相同的普通硬质合金相比,硬度可提高hra以上,抗弯强度可提高mp
常用的晶粒细化工艺方法主要有物理气相沉积法、化学气相沉积法、等离子体沉积法、机械合金化法等
等径侧向挤压法(ecae)是一种很有发展前途的晶粒细化工艺方法
该方法是将粉体置于模具中,并沿某一与挤压方向不同(也不相反)的方向挤出,且挤压时的横截面积不变
经过ecae工艺加工的粉体晶粒可明显细化
由于上述晶粒细化工艺方法仍不够成熟,因此在硬质合金烧结过程中纳米晶粒容易疯长成粗大晶粒,而晶粒普遍长大将导致材料强度下降,单个的粗大wc晶粒则常常是引起材料断裂的重要因素
另一方面,细晶粒硬质合金的价格较为昂贵,对其推广应用也起到一定制约作用
)涂层硬质合金
在韧性较好的硬质合金基体上,通过cvd(化学气相沉积)、pvd(物理气相沉积)、hvof(hv o-f t s)等方法涂覆一层很薄的耐磨金属化合物,可使基体的强韧性与涂层的耐磨性相结合而提高硬质合金刀具的综合性能
涂层硬质合金刀具具有良好的耐磨性和耐热性,特别适合高速切削;由于其耐用度高、通用性好,用于小批量、多品种的柔性自动化加工时可有效减少换刀次数,提高加工效率;涂层硬质合金刀具抗月牙洼磨损能力强,刀具刃形和槽形稳定,断屑效果及其它切削性能可靠,有利于加工过程的自动控制;涂层硬质合金刀具的基体经过钝化、精化处理后尺寸精度较高,可满足自动化加工对换刀定位精度的要求
上述特点决定了涂层硬质合金刀具特别适用于fms、cims(计算机集成制造系统)等自动化加工设备