新型涂層類刀具推動制造業(yè)變大變強

【中鎢在線新聞網(wǎng)-鎢新聞】

涂層刀具是在強度和韌性較好的硬質(zhì)合金或高速鋼基體表面上，利用氣相沉積方法涂覆一薄層耐磨性好的難熔金屬或非金屬化合物而獲得的。Ti-Al-X-N新型涂層技術(shù)是利用氣相沉積方法在高強度工具基體表面涂覆幾微米高硬度、高耐磨性難熔Ti-Al-X-N涂層，從而達到減少刀具磨損，延長壽命，提高切削速度的目的。它是高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備國家重大專項課題取得的重要成果。

這一技術(shù)打破了國外企業(yè)在高端刀具涂層技術(shù)領(lǐng)域的壟斷，提高了高檔涂層刀具的國產(chǎn)化率，為汽車、航空等重點用戶提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本打下了堅實基礎(chǔ)。

株洲鉆石刀具在關(guān)鍵的涂層技術(shù)上取得突破，使汽車發(fā)動機缸體某關(guān)鍵部件加工的刀具成本降低了30%，將其典型用戶——奇瑞汽車的發(fā)動機加工刀具國產(chǎn)化率從20%提升至47%，在替代進口，滿足重點行業(yè)急需方面具有重大意義。

中國作為制造大國已是不爭的事實。但我國在數(shù)控切削刀具技術(shù)方面與國外相比仍存在差距，突出表現(xiàn)在先進涂層制造和涂層技術(shù)的基礎(chǔ)研究方面。Ti-Al-X-N新型涂層技術(shù)的成功應用，一舉打破了國外強勢企業(yè)在高端刀具領(lǐng)域的壟斷，為提高刀具的國產(chǎn)化率打下了堅實基礎(chǔ)，為更好地滿足重點行業(yè)需求創(chuàng)造了條件，具有重大的經(jīng)濟和社會效益。

涂層刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化學性能穩(wěn)定、耐熱耐氧化、摩擦系數(shù)小和熱導率低等特性。原因是涂層材料作為化學屏障和熱屏障，減少了刀具與工件間的擴散和化學反應，從而減少了磨損，使得刀具壽命提高3～10倍以上，切削速度提高20%～100%。可以說，薄薄一層涂料承載著刀具的核心技術(shù)。

目前涂層刀具在切削刀具中占的比例已達到80%。由于國外企業(yè)在高端刀具領(lǐng)域占據(jù)壟斷地位，在我國數(shù)控機床專項中，刀具及其核心涂層技術(shù)的地位日益受到重視，對涂層技術(shù)的突破被列入多項課題研究中。

據(jù)了解，Ti-Al-X-N新型涂層技術(shù)已獲得9項專利且全部為發(fā)明專利。PVD涂層產(chǎn)品硬度高于40GPa，達到超硬效應。在1100℃下空氣氣氛中氧化10小時后，涂層仍未完全氧化。在1100℃回火后，涂層的硬度仍能維持40GPa以上，與基體的結(jié)合強度超過90N。同期自主開發(fā)的CVD涂層α-Al2O3厚度達10微米，涂層結(jié)合力超過80N，加工鑄鐵切削速度可達500米。產(chǎn)品經(jīng)用戶使用對比，在模具加工行業(yè)已達到或超過了國際同類產(chǎn)品先進水平。

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