今天压语,當(dāng)我們正在為實(shí)施“十二五”規(guī)劃而整裝待發(fā)的重要時(shí)刻腰懂,回顧“十一五”期間大家熟知的與裝備制造業(yè)相關(guān)的一些重大成就鼠证,一定會感到我們從事切削加工和刀具制造的行業(yè)在“十二五”期間所肩負(fù)的重大責(zé)任,并對即將遇到的挑戰(zhàn)和機(jī)遇作好充分的準(zhǔn)備。
首先沈跨,來看刀具的大用戶汽車工業(yè)的狀況。在2009年我國汽車產(chǎn)量達(dá)到1379.10萬輛兔综,首次超過日本成為世界汽車生產(chǎn)大國饿凛,2010年1~9月我國的汽車產(chǎn)銷均超1300萬輛,全年有望超過1700萬輛软驰,為2005年產(chǎn)量的3倍多涧窒。“十二五”規(guī)劃預(yù)測到2015年我國的汽車產(chǎn)量將達(dá)到2000~2500萬輛锭亏。汽車工業(yè)的發(fā)展與切削加工和刀具密切相關(guān)纠吴。
再看能源工業(yè)。首先慧瘤,歷時(shí)18年舉世矚目的三峽工程到2010年底已基本建成呜象,其中26臺70萬kW發(fā)電機(jī)組全部并網(wǎng)發(fā)電膳凝。在風(fēng)電領(lǐng)域,截止2009年恭陡,我國風(fēng)電新增裝機(jī)達(dá)到1380萬kW蹬音,超過美國,成為當(dāng)年新增風(fēng)電裝機(jī)容量世界的國家休玩;2020年將達(dá)到2.3億kW著淆,相當(dāng)于13個(gè)三峽電站。在核電領(lǐng)域拴疤,2010年10月20日我國一座自己設(shè)計(jì)建造的秦山核電二期工程(3號機(jī)組)投入商業(yè)運(yùn)行永部,至此我國投入商業(yè)運(yùn)行的核電基地已有4個(gè),核電機(jī)組數(shù)量達(dá)13個(gè)呐矾,裝機(jī)容量1000萬kW苔埋;到2020年我國核電的裝機(jī)容量將達(dá)4000萬kW。能源工業(yè)對先進(jìn)刀具將會有很大的需求蜒犯。
近幾年组橄,我國高速列車技術(shù)發(fā)展之快受到世界各國的高度關(guān)注,隨著滬杭高速的通車罚随,我國投入運(yùn)營的高速鐵路運(yùn)行里程已達(dá)7431公里玉工,居世界一;2011年京滬高速鐵路通車后淘菩,我國的高速鐵路將達(dá)1.3萬公里遵班;到2020年預(yù)計(jì)將建成1.6萬公里的高速鐵路網(wǎng)。我國高速鐵路的領(lǐng)先優(yōu)勢和發(fā)展勢頭給刀具行業(yè)提供了新的發(fā)展機(jī)遇潮改。
在航空航天領(lǐng)域狭郑,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的民用支線飛機(jī)AJR21已有四架投入試飛,累計(jì)飛行時(shí)間600多小時(shí)汇在,計(jì)劃首架飛機(jī)將于今年交付用戶運(yùn)營翰萨。而大家期盼已久的國產(chǎn)大飛機(jī)C919的開發(fā)工作進(jìn)展迅速,將于2014年首飛趾疚,2016年交付用戶缨历,由此將逐步結(jié)束我國長期依賴進(jìn)口國外大型民用飛機(jī)的局面以蕴。在航天事業(yè)方面糙麦,“十一五”期間,我國先后成功發(fā)射了嫦娥一號和二號探月飛船丛肮,成為世界探月俱樂部的第五個(gè)成員赡磅。我國將在2025年前后實(shí)現(xiàn)載人登月,中國人登上月球的夢想正在變成現(xiàn)實(shí)宝与。航空航天工業(yè)的難加工材料焚廊、合成材料的加工是切削技術(shù)的制高點(diǎn)冶匹,將帶動我國切削加工和刀具技術(shù)水平攀上新的高度。
通過以上這些例子咆瘟,我們自然會聯(lián)想到這樣的事實(shí):汽車嚼隘、機(jī)車、各種電站的發(fā)電機(jī)組袒餐、航空航天器等機(jī)械零件加工效率的高低和加工質(zhì)量的好壞飞蛹,都直接取決于刀具的切削性能;而在裝備制造行業(yè)灸眼,很多新產(chǎn)品的開發(fā)和新材料的應(yīng)用也都少不了切削加工工藝和刀具的創(chuàng)新卧檐。可見焰宣,國民經(jīng)濟(jì)中很多重要工業(yè)部門的發(fā)展和進(jìn)步都離不開切削加工技術(shù)和刀具霉囚。另一方面,也正是制造業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大需求匕积,推動著切削加工技術(shù)的快速發(fā)展和創(chuàng)新盈罐。
因此,伴隨著制造業(yè)的發(fā)展闸天,切削加工技術(shù)和刀具的發(fā)展和創(chuàng)新同樣取得了很大的進(jìn)展暖呕。經(jīng)過了從上個(gè)世紀(jì)末到本世紀(jì)初的發(fā)展,從世界范圍看苞氮,切削加工技術(shù)進(jìn)入了現(xiàn)代切削技術(shù)的發(fā)展階段湾揽,并顯現(xiàn)出現(xiàn)代切削技術(shù)的明顯特征,包括:切削加工技術(shù)水平全面提高笼吟,切削加工的效率成倍提高库物;開發(fā)了高速切削、高效切削贷帮、硬切削戚揭、干切削等新的切削工藝和新的加工方法,突破了傳統(tǒng)切削加工的工藝范疇撵枢;刀具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)全面更新:硬質(zhì)合金成為主要的刀具材料民晒,涂層刀具的比例顯著增加,可轉(zhuǎn)位刀具的比例提高锄禽,整體硬質(zhì)合金的標(biāo)準(zhǔn)通用刀具進(jìn)入實(shí)用階段潜必,應(yīng)用量不斷增加;刀具的創(chuàng)新速度大大加快沃但,新牌號磁滚、新涂層、新結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn),整個(gè)行業(yè)充滿著活力垂攘;切削技術(shù)的內(nèi)涵更加擴(kuò)大维雇,材料科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用效果顯著,刀具應(yīng)用技術(shù)重要性增加晒他;刀具行業(yè)確立了“面向制造業(yè)吱型,面向用戶”的經(jīng)營理念,完成了從傳統(tǒng)的刀具行業(yè)向現(xiàn)代刀具行業(yè)的轉(zhuǎn)型陨仅,形成了刀具行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的機(jī)制唁影。
從我國刀具行業(yè)的現(xiàn)狀來看,一方面我們在以上六個(gè)方面也取得了不小的進(jìn)步掂名,為我國制造業(yè)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)据沈,但是與國外的先進(jìn)水平比,與先進(jìn)制造業(yè)對高性能刀具的要求相比饺蔑,還有一定的差距锌介。主要差距在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整、刀具的創(chuàng)新和行業(yè)的轉(zhuǎn)型三方面猾警,我們必須在“十二五”期間取得新的進(jìn)展孔祸,以滿足“十二五”發(fā)展規(guī)劃對刀具行業(yè)的需求,并為更長遠(yuǎn)的發(fā)展打下基礎(chǔ)发皿。
刀具材料的發(fā)展
現(xiàn)在已是硬質(zhì)合金為主要刀具材料的時(shí)代崔慧,與高速鋼相比,硬質(zhì)合金有著更好的性能和更高的切削效率穴墅,它和超硬刀具材料一起是現(xiàn)代切削技術(shù)高效率的重要的保證惶室。我國目前硬質(zhì)合金刀具的比例約40%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工業(yè)發(fā)達(dá)國家的水平玄货,制約了我國刀具產(chǎn)品總體水平的提高皇钞。而沒有好的刀具材料,任何刀具的創(chuàng)新和切削加工的進(jìn)步都缺少必要的物質(zhì)基礎(chǔ)松捉,只能是空中樓閣夹界。然而要從根本上解決這個(gè)問題,涉及行業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整隘世,除了現(xiàn)有的株洲鉆石切削刀具股份有限公司外可柿,要加快具有硬質(zhì)合金材料和刀具研發(fā)能力的生產(chǎn)基地的建設(shè)進(jìn)程,迅速增加硬質(zhì)合金刀具在所有刀具中的比重丙者。這是一項(xiàng)投入較大的工程复斥,需要政府有關(guān)部
刀具材料是刀具工業(yè)的基礎(chǔ),刀具材料的發(fā)展對刀具切削性能的提高起著決定性的作用蔓钟。沒有好的刀具材料永票,好的刀具從何而來卵贱?高效切削從何而來滥沫?1900年高速鋼問世侣集,使切削速度較原合金鋼刀具提高3倍;20世紀(jì)中期推廣使用的硬質(zhì)合金刀具兰绣,又使切削速度較高速鋼提高2~3倍世分;現(xiàn)在使用的立方氮化硼和陶瓷等超硬材料刀具,又使切削速度提高數(shù)倍∽罕纾現(xiàn)在的刀具材料主要有高速鋼臭埋、硬質(zhì)合金和超硬材料三大類。
⊥涡(1)高速工具鋼GB/T9943-2008《高速工具鋼》將高速鋼分成三個(gè)檔次:即低合金高速鋼(HSS-L)瓢阴、普通高速鋼(HSS)、高性能高速鋼(HSS-E)健无。所謂低合金高速鋼是指鎢當(dāng)量(W+2Mo)小于12%但必須≥7%的高速鋼荣恐。此鋼??過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚捕瓤伞?3HRC累贤,在軋制麻花鉆叠穆、機(jī)用絲錐等低速切削刀具中發(fā)揮重要作用,但國內(nèi)不少刀具專家則不認(rèn)同臼膏,他們說低合金高速鋼不符合高速鋼性能要求硼被,涉嫌假冒偽劣,在國際上聲譽(yù)不好渗磅,應(yīng)該把它從高速鋼中驅(qū)逐出去嚷硫。事實(shí)上,HSS-L自20世紀(jì)80年代在我國問世至今始鱼,在全國各地论巍,特別在江浙,假冒偽劣非常猖獗风响,用合金鋼冒充低合金高速鋼嘉汰,明知道不屬高速鋼,在商品上還堂而皇之地標(biāo)上“HSS”状勤,真是“此地?zé)o銀三百兩”鞋怀。
HSS-E是在HSS的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加Co、V持搜、Al等元素密似,并相應(yīng)提高C,以提高其硬度和紅硬性葫盼。材料的價(jià)格雖貴残腌,但在切削難加工材料時(shí)突顯其能。由于數(shù)控機(jī)床、加工中心和難加工材料的迅速發(fā)展抛猫,HSS-E的應(yīng)用還會逐漸增加蟆盹。
粉末高速鋼力學(xué)性能較冶煉高速鋼顯著提高,強(qiáng)度可提高20%~30%闺金,韌性提高1.5~2倍逾滥。并且安全性、可靠性強(qiáng)败匹,刀具壽命是HSS鋼刀具的幾倍仍至數(shù)十倍寨昙,國外早已普遍運(yùn)用,但國內(nèi)至今很少采用掀亩。
√蚰摹(2)硬質(zhì)合金 高速鋼稱霸刀具材料100多年,時(shí)下由于高速切削槽棍、干切削尸红、硬切削的飛快發(fā)展,硬質(zhì)合金成了刀具材料新霸主刹泄。近年來因添加稀土金屬的硬質(zhì)合金外里、納米技術(shù)的應(yīng)用、提高強(qiáng)度和韌性的超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金和超硬涂層技術(shù)的開發(fā)和利用特石,顯著提高了硬質(zhì)合金的高效切削性能盅蝗,大大拓寬了硬質(zhì)合金的應(yīng)用領(lǐng)域,現(xiàn)在高效先進(jìn)刀具姆蘸,基本上是硬質(zhì)合金的一統(tǒng)天下墩莫。PVD、CVD等表面強(qiáng)化技術(shù)在刀具上獲得重大發(fā)展逞敷,就連硬質(zhì)合金等超硬刀具也要錦上添花狂秦。但應(yīng)切記,再好涂層必須有好的前處理作支撐推捐,如硬度低下或過熱超標(biāo)的高速鋼刀具裂问,涂層不會有好結(jié)果。所以要想使表面強(qiáng)化好牛柒,基礎(chǔ)一定要打牢堪簿。為趕超世界強(qiáng)國作出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)∑け冢 好的刀具材料必須有好的熱處理作支撐椭更。比如王牌高速鋼M42的應(yīng)用就是如此。目前對M42鋼使用上存在兩個(gè)誤區(qū):一是盲目追求高硬度蛾魄;二是公式化的熱處理工藝虑瀑。超硬高速鋼并非一定要超硬度湿滓。M42鋼通過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚梢赃_(dá)到68~70HRC舌狗,如此高的硬度對大多數(shù)刀具來說是不適用的叽奥,刀具壽命歷來不依硬度高低論英雄,我們追求高硬度把夸,但不唯高硬度,要在滿足韌性的前提下力求高硬度铭污。雖是同一牌號的高速鋼制作不同的刀具恋日,熱處理工藝應(yīng)該有所不用,即應(yīng)提倡熱處理工藝個(gè)性化嘹狞,公式化的熱處理工藝已經(jīng)?落伍岂膳。
(3)超硬刀具材料 這類材料主要指陶瓷磅网、立方氮化硼谈截、金剛石。它們有很高的硬度和耐磨性涧偷,故可提高切削效率簸喂,近年來在制造業(yè)的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。超硬刀具及其材料國內(nèi)均有生產(chǎn)基地及供應(yīng)商燎潮,關(guān)鍵問題看用戶是否誠心使用喻鳄。國家十二五規(guī)劃對新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持,立方氮化硼整體聚晶刀片必將帶來新的切削技術(shù)革命确封。在模具加工業(yè)中除呵,超硬刀具發(fā)揮了重要作用,深信這類刀具材料將有十分廣闊的應(yīng)用前景爪喘。