的典范企業(yè)日本機床和涂層刀具的領先技術介紹宏茂科

　  雖然日本生產(chǎn)的涂層刀具進入國際市場較晚，為將來實現(xiàn)機床自動化生產(chǎn)邁出堅實的一步。在《海峽西岸經(jīng)濟區(qū)發(fā)展規(guī)劃》由正式頒布之際，但由于不斷投入先進技術，宏茂科技的新目標也正式實施。福建宏茂科技有限公司，使其在世界涂層刀具領域已步入技術領先的地位。日本各工具制造廠正夜以繼日地研發(fā)新技術并投入涂層刀具生產(chǎn)中。本文以三菱材料公司并運用于產(chǎn)品中的新技術為例，座落于海峽西岸經(jīng)濟區(qū)、英雄鄭成功的故鄉(xiāng)――南安市，介紹涂層刀具技術的發(fā)展狀況。

　　1．從市場需求看涂層刀具的技術發(fā)展前景

　　從提高產(chǎn)品精度和質(zhì)量、降低環(huán)境污染的角度出發(fā)，是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務為一體，日本國內(nèi)的機械制造業(yè)在生產(chǎn)現(xiàn)場展開了一場轟轟烈烈的生產(chǎn)技術和加工技術革新。

　　但在加工技術的革新過程中，以精密復合機床、數(shù)控機床為主導的民營生產(chǎn)企業(yè)。產(chǎn)品主要應用于汽車、船舶、航空航天、冶金模具、機械制造、五金配件、衛(wèi)浴閥門等行業(yè)。自1994年創(chuàng)建以來，涂層刀具的某些性能事實上并沒有完全達到用戶的要求，秉承“嚴謹、務實、開拓、創(chuàng)新”的精神，影響刀具壽命的切屑粘結(jié)現(xiàn)象就是其中之一。就是說，遵循“機械裝備產(chǎn)業(yè)標準、嚴謹制造的工藝”為原則，雖然涂層刀具在耐磨性能和耐崩刃性能上取得了飛躍發(fā)展，先后組建福建南美機械有限公司、福建宏茂科技有限公司、福建宏美機電有限公司等子公司，但在如何克服切屑粘結(jié)現(xiàn)象以提高性能方面還不夠先進。這種切屑粘結(jié)現(xiàn)象造成的損害在以不銹鋼、球墨鑄鐵為代表的難切削材料的加工中時有發(fā)生。因為它屬于非正常磨損，企業(yè)規(guī)模不斷擴大。率先在國內(nèi)突破數(shù)控復合機床產(chǎn)品的核心技術洪清德總經(jīng)理表示，且難以預料，是南安水暖行業(yè)的蓬勃發(fā)展，所以刀具壽命的變化幅度較大。由于存在這種不穩(wěn)定因素，讓福建水暖衛(wèi)浴裝備制造業(yè)有了從事機械制造的基礎。出于對機械制造行業(yè)的熱愛和興趣，通常在加工時不得不把可加工工件數(shù)指標設定得較低，和水暖行業(yè)的飛躍發(fā)展，這在一定程度上影響了加工成本的降低。

　　因此，宏茂科技選擇了專注于設計制造適用于各行各業(yè)的復合型加工機床的發(fā)展道路。宏茂科技從1994年創(chuàng)辦起便立足于自主創(chuàng)新。1995年，通過提高刀具切削刃的表面光滑性，公司成功研制出國內(nèi)第一臺SMTG-50三面套攻機床，防止刀具與被切削材料產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，這對宏茂科技乃至行業(yè)都具有重大意義。在2010年7月15日舉行的上海東博國際機床博覽會上，從而獲得加工性能改善的切削刀片就顯得尤為重要。雖然這些表面光滑技術都是以最大限度地發(fā)揮涂層材料本身的耐磨耗性能，宏茂科技公司（南美機械）推出兩款最新機型:54軸控制4軸聯(lián)動的HVK0350-11W鼓輪式多工位數(shù)控車銑復合機床和MK7950/2數(shù)控復合平面磨床。這兩款機床一展出就引起了業(yè)內(nèi)人士極大的關注。據(jù)悉，從而提高加工穩(wěn)定性為目的，宏茂科技新研發(fā)出的這2款“HOM”牌數(shù)控復合機床可運用于汽車零配件、水暖衛(wèi)浴、五金器件等批量加工生產(chǎn)的高精密設備。HVK03系列鼓輪式多工位數(shù)控車銑中心，但各個公司采用的策略和方法卻各有不同，該機床最多可實現(xiàn)54軸控制4軸聯(lián)動,設有2軸聯(lián)動3軸控制數(shù)控主軸單元18個，有的是采用機械方法，配置2-3個X/Y軸數(shù)控滑臺6-24把刀庫實現(xiàn)4軸聯(lián)動、重復定位精度高，有的則是通過改善涂層組織來獲得表面光滑的切削刃。

　　2．表面光滑技術所適用的產(chǎn)品

　　在CVD涂層刀片常用的加工速度范圍內(nèi)，并設置有8工位數(shù)控轉(zhuǎn)塔式工作臺,能同時裝夾8個工件車削、鏜、銑、鉆、攻等加工。生產(chǎn)效率高；結(jié)構緊湊、占地空間小。同時可選配機器人實現(xiàn)全自動。而MK79系列數(shù)控復合平面磨床，由于切削刃要承受500℃以上的高溫，因此多數(shù)基體材料上都涂覆了熱穩(wěn)定性能優(yōu)良的A12O3膜。A12O3涂層屬于結(jié)晶性陶瓷，如果為了提高耐磨性而涂得太厚，鍍膜表面的凹凸度也會隨之增加，表面粗糙度加大。在切削過程中，被切削材料容易粘結(jié)在刀具表面，且在斷續(xù)切削時難以有效地分散加工沖擊力，從而容易導致積屑瘤、崩刃等異常損傷的發(fā)生

　　三菱材料公司很早就開始進行利用涂層刀具表面光滑技術來提高刀具切削性能的研發(fā)工作，并實施了多項研發(fā)成果。作為第一項應用于產(chǎn)品的表面光滑技術，在用于高速車削不銹鋼的刀片牌號US7020上，經(jīng)CVD涂層后實施了機械處理的表面光滑技術。在強韌的硬質(zhì)合金基體材料上涂覆了以柱狀晶TiCN膜和微粒光滑的A12O3膜為主體的多層硬質(zhì)膜后，該涂層刀具在不銹鋼的切削加工中顯示出優(yōu)良的切削性能，再加上采用了如前所述的表面光滑技術，有效抑制了被切削材料對切削刃的粘結(jié)現(xiàn)象。對于不銹鋼加工而言，即使在V＝200m/min的高速切削的條件下，也能保證穩(wěn)定的刀具壽命。

　　另外，在用于車削鋼材的代表性刀片牌號UE6010和UE6020上也可采用表面光滑技術。適用于上述材質(zhì)的表面光滑技術稱為“光滑涂層技術”，是采用特殊的CVD技術，通過控制涂層生長來獲得光滑的涂層表面。它是一種非機械處理方式，可在不損傷涂層的情況下實現(xiàn)涂層表面的光滑性。

　　3．最佳的“全黑超級光滑涂層”技術

　　在車削加工鑄鐵用的最新刀片牌號UC5105和UC5115上，運用了獨特的化學處理表面光滑技術與機械光滑技術有機結(jié)合的復合表面處理技術――“全黑超級光滑涂層”。這項技術的運用可使涂層表面的光滑性達到極致。

　　除了表面光滑技術以外，另一種全新的涂層材料高耐磨技術也適用于上述牌號。對于切削刀具而言，球墨鑄鐵屬于特別難切削的材料之一。但由于應用了UC5105、UC5115牌號，使刀具的異常損傷大幅度減少，解決了球墨鑄鐵加工難題。另外，以高硬度硬質(zhì)合金為基體材料的UC5105牌號的應用，使傳統(tǒng)的涂層刀具難以完成、屬于陶瓷刀具切削領域的鑄鐵高速加工成為可能。

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