前言

　　建房始于筑基。房屋的整體強(qiáng)度和可靠性取決于地基的牢靠程度。對(duì)切削刀具研發(fā)制造而言，地基所指為切削刀具的材料。切削刀具材料種類多樣：硬質(zhì)合金、聚晶金剛石、高速鋼、陶瓷等，每一種材料都會(huì)有多種不同等級(jí)的牌號(hào)可選。在金屬切削加工不同的歷史階段，每一種刀具新材料的引入及使用都會(huì)導(dǎo)致切削效能的顯著提高，繼而使工業(yè)制造生產(chǎn)率大幅提升。然而，如果說上世紀(jì)后半葉是以刀具材料快速的發(fā)展為標(biāo)志，那么當(dāng)前我們并未看見在這一領(lǐng)域有任何顯著的新解決方案，這是否意味著新刀具材料的發(fā)展已抵達(dá)巔峰，正陷入停滯?

　　答案當(dāng)然是否定的。新的研發(fā)和使用已深入到切削刀具材料的方方面面，更專注于內(nèi)部結(jié)構(gòu)，需要借助于掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、電子背散射衍射(EBCD)和其他復(fù)雜的方式來觀察。尤其是刀具材料涂層，盡管涂層的厚度非常薄，只能以微米來衡量，但是可以復(fù)合成非常多的種類，作用非常大。

　　硬質(zhì)合金是由硬質(zhì)合金晶粒通過粘結(jié)劑(主要為鈷)粘結(jié)在一起的合金材料，絕大多數(shù)用于制造切削刀具的硬質(zhì)合金都復(fù)合了耐磨涂層。在性能上，涂層后的硬質(zhì)合金達(dá)到了在高效率、刀具壽命以及使用成本之間合理的平衡。新的發(fā)展集中于三個(gè)方向：硬質(zhì)合金生產(chǎn)制造技術(shù)，前沿的涂層方式，技術(shù)創(chuàng)新的涂層后處理技術(shù)。材料組合中除了硬質(zhì)合金是基本元素外，涂層和涂層后處理的選項(xiàng)更多，從而獲得更多的切削刀具牌號(hào)。當(dāng)前領(lǐng)先的刀具制造商們?cè)谝陨蠋讉€(gè)發(fā)展方向上都取得了重大的成功，向市場(chǎng)推出的大量新的產(chǎn)品牌號(hào)。

　　切削刀具的用戶可通過對(duì)生產(chǎn)率、刀具壽命及制造成本等要求來考量分析選取刀具的牌號(hào)。事實(shí)上，在更有效開發(fā)適應(yīng)客戶需求的新產(chǎn)品的背景下，很多客戶會(huì)把刀具的通用性和高效率作為衡量加工改善的主要標(biāo)準(zhǔn)。

　　直面挑戰(zhàn)

　　做為金屬切削行業(yè)領(lǐng)先者的伊斯卡公司對(duì)所面對(duì)的挑戰(zhàn)非常敏銳，一直在創(chuàng)新升級(jí)刀具的硬質(zhì)合金牌號(hào)。伊斯卡的刀具材料解決方案，開發(fā)時(shí)充分考量了現(xiàn)代金屬切削加工的趨勢(shì)。以被加工工件的切削材料為例，諸如鈦合金、耐熱鋼及超級(jí)合金等難加工材料，近幾年，它們?cè)诤芏喙I(yè)零件中的應(yīng)用份額顯著增加，與這些材料的傳統(tǒng)消費(fèi)者航空工業(yè)一樣，它們?cè)谀茉垂I(yè)、汽車工業(yè)、石油和天然氣工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多。難加工材料應(yīng)用的增長對(duì)切削刀具提出了技術(shù)解決方案的需求。根據(jù)各大類切削加工所需的刀具形狀，伊斯卡公司的專家在過去數(shù)年打造出了升級(jí)的硬質(zhì)合金牌號(hào)：合適的硬質(zhì)合金基體，新的復(fù)合涂層以及新的涂層后處理方式。

　　針對(duì)銑削加工應(yīng)用，伊斯卡開發(fā)出PVD涂層的IC882牌號(hào)及CVD涂層的IC5820牌號(hào)，以上兩種巧克力色的硬質(zhì)合金牌號(hào)適合加工鈦合金、高溫合金和不銹鋼。涂層后處理方法是這些牌號(hào)密不可分的部分，提高了刀具抗崩刃性、抗溝槽磨損性，抗積屑瘤性，以實(shí)現(xiàn)更長的刀具壽命。IC882牌號(hào)在加工工況惡劣的情況下展示出令人印象深刻的性能;IC5820牌號(hào)也在高壓冷卻的銑削加工中表現(xiàn)出色。

　　在孔系加工應(yīng)用中，伊斯卡推出IC5500牌號(hào)，一種CVD多涂層的新牌號(hào)，涂層后新的處理方式延長了刀具壽命。隨著該牌號(hào)在鉆孔應(yīng)用中的極大成功，IC5500也被應(yīng)用于銑削產(chǎn)品，如伊斯卡用于渦輪葉片三維表面加工的全新圓刀片，也是基于此牌號(hào)來開發(fā)生產(chǎn)。

　　在車削加工應(yīng)用中，PVD涂層的硬質(zhì)合金牌號(hào)IC806被特別設(shè)計(jì)用于高溫超級(jí)合金的加工應(yīng)用。隨著該牌號(hào)獲得了航空零部件客戶較高的認(rèn)可和普及，伊斯卡也同時(shí)拓展IC806牌號(hào)應(yīng)用于螺紋車削加工。

　　除涂層硬質(zhì)合金外，金屬切削加工還需要應(yīng)用到其它硬質(zhì)切削材料，如陶瓷、金剛石及立方氮化硼(CBN)。將它們應(yīng)用于難加工材料的加工有助于大幅提高生產(chǎn)效率。最近幾年，伊斯卡通過推出多種非硬質(zhì)合金牌號(hào)豐富了切削材料范圍，包括用于高溫合金切削的陶瓷牌號(hào)IS25及IS35，以及用于淬硬件車削加工的CBN牌號(hào)IB20H。

　　當(dāng)然，制造業(yè)客戶的需求并不局限于難加工超級(jí)合金或鈦合金的高效加工。各種常規(guī)鋼材類仍然是主流的工件材料。伊斯卡堅(jiān)持不懈地開發(fā)最先進(jìn)的最合適的解決方案，包括研發(fā)出技術(shù)創(chuàng)新的切削材料。例如切槽切斷加工應(yīng)用中的兩種全新的PVD涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)：IC1010及IC1030，被廣泛用于加工不銹鋼件及鋼件的TANG-GRIP系列刀片及DO-GRIP系列刀片，超硬晶粒牌號(hào)IC1010推薦用于高線速度切削條件下的切槽及切斷加工，韌性更好的IC1030牌號(hào)適用于斷續(xù)加工和惡劣工況的加工條件。

　　結(jié)語

　　切削牌號(hào)的不斷優(yōu)化升級(jí)是刀具制造商們?nèi)〉贸晒Φ闹匾M成部分，而切削刀具的技術(shù)創(chuàng)新也需要強(qiáng)固的基礎(chǔ)。這就是為什么伊斯卡以“創(chuàng)新不止”的座右銘為引導(dǎo)并激勵(lì)新刀具材料的開發(fā)。