刀具市场细分进入性分析及产业链竞争格局预测

日期: 2020-04-14
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刀具市场细分进入性分析及产业链竞争格局预测

 

1、加工各种外表面的刀具:刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。 绝大多数的刀具是机用的,但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。 

目前,加工各种外表面的刀具包括:车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等;

2、孔加工刀具:孔加工刀具是内孔表面也是零件上的主要表面之一,主要包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等。根据零件在机械产品十的作用不同,不同结构的内孔有不同的精度和表面质量要求。按照孔与其他零件相对连接关系的不同,可分为配合孔与非配合孔;按其几何特征的不同,可分为通孔、盲孔、阶梯孔、锥孔等;按其几何形状不同,可分为圆孔、非圆孔等。 

3、螺纹加工刀具:螺纹加工刀具主要包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等;

4、齿轮加工刀具:齿轮加工刀具主要用于各种圆柱齿轮、锥齿轮和其他带齿零件齿部。其产品主要包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮和拉刀等;

5、切断刀具:切断加工对刀具要求很高,由于随着刀具接近中心线,切削力和摩擦也不断增大。目前市场上切断刀具主要包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。

6、组合刀具等:组合刀具主要用于汽车飞轮、刹车盘等部件。根据零件的工艺要求,组合刀具分为:

①同类工艺组合刀具,由同类型的刀具组合在一起,如组合铣刀、组合镗刀和组合铰刀等。

②非同类工艺组合刀具,由不同类型的刀具组合在一起,如钻头与扩孔钻组合,钻头、扩孔钻与锪钻(见钻头)组合,钻头、扩孔钻与铰刀组合等。

按切削运动方式和相应的刀刃形状分:

1、通用刀具:通用刀具主要包括:车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等;

2、成形刀具:这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状,如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等;

3、展成刀具:展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件工业自动化网版权所有,如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。

刀具主要材料:

(1)高速钢:高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢,又称高速工具钢或锋钢。据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国刀具市场竞争力分析及投资战略预测研发报告》统计数据显示:高速钢是美国的F.W.泰勒和M.怀特于1898年创制的。高速钢的工艺性能好,强度和韧性配合好,因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具,也可制造高温轴承和冷挤压模具等。除用熔炼方法生产的高速钢外,20世纪60年代以后又出现了粉末冶金高速钢,它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。

目前,我国高速钢主要生产企业有江苏天工、上钢五厂、河冶科技、宝钢等,主要进口地区集中在日本、俄罗斯、德国、奥地利、法国、乌克兰、巴西等国家。

高速钢刀具:高速钢刀主要包括复杂成型高端刀具(叶根铣刀,齿轮滚刀,拉刀,丝锥)以及量大价值低的低端刀具。其材料主要由两种基本成分构成:

一种是金属碳化物(碳化钨、碳化钼或碳化钒),它赋予刀具较好的耐磨性;

二是分布在周围的钢基体,它使刀具具有较好的韧性和吸收冲击、防止碎裂的能力。

专家表示:随着中国制造业的产业快速升级,先进切削工艺及硬质合金刀具的不断推广,高速钢刀具在国内市场日益萎缩,目前其份额已不足60%;金属陶瓷在钢及铸铁的精密车削中保持优势,其市场份额约为5%;陶瓷刀具在高速铣削,尤其是航空难加工材料领域中得到推广,约占市场份额的2%;超硬材料PCD/PCBN的市场份额约为3%,主要集中在有色金属及黑色金属的加工。

近年来,随着粉末冶金高速钢(P/MI-ISS)刀具切削性能的提高,高速钢刀具的市场占有率有所回升。与普通高速钢刀具相比,粉末冶金高速钢刀具硬度更高、韧性更好、更耐磨损,因此在某些应用领域(如高冲击性、大切除量的加工场合),粉末冶金高速钢刀具有逐渐取代脆性较大、在切削冲击下易发生碎裂的整体硬质合金刀具的趋势。

硬质合金:硬质合金由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,特别是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的温度下也基本保持不变,在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料,如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等,用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材,也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。目前我国硬质合金主要生产企业为株洲601硬质合金集团、盈通硬质合金、深圳金洲、厦门金鹭等。

硬质合金刀具:硬质合金刀具作为现代超硬刀具,主要要应用于航天航空、军事装备、深海作业等高端领域。数据显示:我国目前年刀具销售额为412亿元,其中硬质合金刀具所占比例不足40%,不仅与国际市场刀具产品结构相去甚远,也不能满足国内制造业对硬质合金刀具日益增长的需求。

近年来,我国相关政府部门加大对硬质合金产业大力支持和扶持,以株洲为我国硬质合金生产基地的产业链不断完善。随着硬质合金所占比率将逐步增大,高速钢产品的比率将逐步减少,未来我国硬质合金刀具市场需求前景看好。

金属陶瓷:金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的结构材料。主要分为以陶瓷为基质和以金属为基质两类。由于金属陶瓷具有金属和陶瓷的优点,它密度小、硬度高、耐磨、导热性好,不会因为骤冷或骤热而脆裂。另外,在金属表面涂一层气密性好、熔点高、传热性能很差的陶瓷涂层,也能防止金属或合金在高温下氧化或腐蚀。金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性,又具有陶瓷的耐高温 、耐腐蚀和耐磨损等特性。

目前在我国,金属陶瓷广泛地应用于火箭、导弹、超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等地方。国内主要生产企业有南通高欣金属陶瓷复合材料有限公司、北京大华陶瓷厂、成都旭光电子股份有限公司等。 

金属陶瓷刀具:金属陶瓷也叫烧结碳化物,它是陶瓷一金属复合材料以TiC为主要成分的合金,其硬度与耐热性接近陶瓷而抗弯强度和断裂韧性比陶瓷高,其中金属碳化物是硬质相,一般占80%以上;其余为铁、钴、镍等金属相。作为粘结剂。

由于金属陶瓷的导热性、耐热性、抗粘结性和化学稳定性比高速钢好得多,因此在刀具材料中获得了广泛应用。特别是在发达国家,金属陶瓷的应用规模不断扩大,如日本的金属陶瓷刀片已占可转位刀片总数的30%,迄今仍在扩大应用范围。美国目前金属陶瓷刀片只有5%-8%,但市场应用规模增长速度达到20%以上。

(4)陶瓷:陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。陶瓷材料一般硬度较高,但可塑性较差。目前国内主要品牌为东鹏陶瓷、新中源陶瓷、冠珠陶瓷、红叶陶瓷、蒙娜丽莎陶瓷、宏宇陶瓷、马可波罗陶瓷、斯米克陶瓷、鹰牌陶瓷以及金舵陶瓷等。

陶瓷刀具:目前在中国,用作陶瓷刀具的材料已形成氧化铝陶瓷、氧化铝—金属系陶瓷、氧化铝—碳化物陶瓷、氧化铝—碳化物金属陶瓷、氧化铝—氮化物金属陶瓷及最新研究成功的氮化硼陶瓷刀具。在国外,德国陶瓷刀具已不仅用于普通机床,且已将其作为一种高效、稳定可靠的的具用于数控机床加工及自动化生产线;日本陶瓷刀具在产品种类、产量及质量上均具国际先进水平;美国在氧化物—碳化物—氮化物陶瓷刀具研制开发方面一直占世界领先地位;中国陶瓷刀具开发应用也取得许多重大成果。

专家表示:陶瓷刀具材料是一种最有前途的高速切削刀具材料,在生产中有广泛的应用前景。据了解,在德国约70%加工铸件的工序是用陶瓷刀具完成的,而日本陶瓷刀具的年消耗量已占刀具总量的8%-10%。我国陶瓷刀具的发展也十分迅速,研究与开发水平与国际相当。随着特种陶瓷材料研究与开发工作的不断深入,陶瓷刀具在金属切削加工业中的应用比例必然不断扩展;随着航空、航天工业发展的需要,必须满足提高Ti合金和Ni基高温合金等工件材料切削效率的要求,特种陶瓷刀具材料将会作出更大的贡献。

聚晶立方氮化硼:立方氮化硼聚晶是由立方氮化硼微粉在结合剂存在下,高温高压烧结而成的立立氮化硼多晶体。立方氮化硼聚晶中的结合剂成分主要有:金属结合剂、金属陶瓷结合剂以及陶瓷结合剂等。目前,国内主要生产企业有瓦萨琪钻石刀具有限公司、上海井研精密工具有限公司以及富耐克公司等。

(5)聚晶立方氮化硼刀具:PCBN刀具可加工硬度在HRC60以上的淬火钢、模具钢、工具钢、合金钢、灰口铁、白口铁、硬质合金、陶瓷等传统刀具难加工的材料,适用于普通机床、专用机床、自动线以及数控机床,广泛应用于军工、汽车、冶金轧辊、轴承、模具等行业的切削加工。

PCBN刀具能以车、铣代磨,切削精度较高,明显提高了工作效率,特别是在自动线、数控机床和高硬度工件的加工方面优势更加明显。其使用寿命是硬质合金刀具的5~25倍,高耐磨性大大减少了换刀和磨刀的次数,而不重磨机夹PCBN刀具也与硬质合金机夹刀具一样不用磨刀。此外,PCBN刀具也可不用冷却液而进行干式高速切削,适应日益提高的国家环保要求和“低碳经济”要求。实行“绿色切削”,减少了污染,省去了冷却费用,是机械加工中利国利民的上佳选择,未来该产品在我国刀具行业发展前景较好。

(6)聚晶金刚石等:聚晶金刚石(微粉)是利用独特的定向爆破法由石墨制得,高爆速炸药定向爆破的冲击波使金属飞片加速飞行,撞击石墨片从而导致石墨转化为聚晶金刚石。其结构与天然的金刚石极为相似,通过不饱和键结合而成,具有很好的韧性。目前国内主要生产企业为四方达、聚晶金刚石企业有限公司等。

聚晶金刚石刀具:当前,国外发达国家对PCD刀具的研究起源于20世纪50年代初期,其应用已比较成熟。国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国DeBeers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。

国内PCD刀具市场随着刀具技术水平的发展也不断扩大。其产品主要研究机构有清华大学、大连理工大学、华中理工大学、吉林工业大学、哈尔滨工业大学等。从事PCD刀具研发、生产的有上海舒伯哈特、郑州新亚、南京蓝帜、深圳润祥、成都工具研究所等几十家单位。

目前,PCD刀具的加工范围已从传统的金属切削加工扩展到石材加工、木材加工、金属基复合材料、玻璃、工程陶瓷等材料的加工。通过对近年来PCD刀具应用的分析可见,PCD刀具主要应用于以下两方面:

(1)难加工有色金属材料的加工:用普通刀具加工难加工有色金属材料时,往往产生刀具易磨损、加工效率低等缺陷,而PCD刀具则可表现出良好的加工性能。如用PCD刀具可有效加工新型发动机活塞材料——过共晶硅铝合金(对该材料加工机理的研究已取得突破)。

(2)难加工非金属材料的加工:PCD刀具非常适合对石材、硬质碳、碳纤维增强塑料(CFRP)、人造板材等难加工非金属材料的加工。如华中理工大学1990年实现了用PCD刀具加工玻璃;目前强化复合地板及其它木基板材(如MDF)的应用日趋广泛,用PCD刀具加工这些材料可有效避免刀具易磨损等缺陷。

专家表示:随着PCD刀具切削性能的不断提高和PCD刀具价格的不断下降,PCD刀具对于广大用户具有了前所未有的吸引力,这将有力推动PCD刀具的普及应用以及PCD刀具技术更快地向前发展。

刀具涂层技术:刀具表面涂层,主要通过提高刀具表面硬度,热稳定性,降低摩擦系数等方法来提升切削速度,提高进给速度,从而提高切削效率,并大幅提升刀具寿命。其主要优势为:

--由于表面涂层材料具有很高的硬度和耐磨性,且耐高温。故与未涂层的刀具相比,涂层刀具允许采用较高的切削速度,从而提高了切削加工效率;或能在相同的切削速度下,提高刀具寿命。

--由于涂层材料与被加工材料之间的摩擦系数较小,故涂层刀具的切削力小于未涂层的刀具;

--用涂层刀具加工,零件的已加工表面质量较好;

--由于涂层刀具的综合性能良好,故涂层硬质合金刀片有较好的通用性,一种涂层硬质合金牌号的刀片具有较宽的使用范围。

刀具涂层技术现状及研究进展:自从20世纪60年代以来,经过近半个世纪的的发展,刀具表面涂层技术已经成为提升刀具性能的主要方法。当前,涂层高速钢刀具和涂层硬质合金刀具已占全部刀具使用总量的70%以上,技术较成熟国家主要集中在日本、德国、美国等地区。

在中国,刀具涂层技术与工业发达国家相比尚有很大差距,涂层刀具的数量也差得很远,大致只占全部刀具的20%。其中数控机床和加工中心上使用得居多,在普通的非数控机床上则相当少,主要是受到认识问题和价格等因素的影响。其图层技术主要研究进展为:

1、多元、复合硬质涂层材料的发展

刀具表面的硬质薄膜对材料有如下要求:①硬度高、耐磨性能好;②化学性能稳定,不与工件材料发生化学反应;⑧耐热耐氧化,摩擦系数低,与基体附着牢固等。单一涂层材料很难全部达到上述技术要求。涂层材料的发展,已由最初的单一TiN涂层、TiC涂层,经历了TiC-Al2O3-TiN复合涂层和TiCN、TiAlN等多元复合涂层的发展阶段,现在最新发展了TiN/NbN、TiN/CN,等多元复合薄膜材料,使刀具涂层的性能有了很大提高。

硬质涂层材料中,工艺最成熟、应用最广泛的是TiN。目前,工业发达国家TiN涂层高速钢刀具的使用率已占高速钢刀具的50%-70%,有的不可重磨的复杂刀具的使用率已超过90%。由于现代金属切削对刀具有很高的技术要求,TiN涂层日益不能适应。TiN涂层的耐氧化性较差,使用温度达500℃时,膜层明显氧化而被烧蚀,而且它的硬度也满足不了需要。


2、低压气相合成金刚石薄膜的应用

在上述硬质薄膜材料中,显微硬度HV能够超过50GPa的有3种:金刚石薄膜、立方氮化硼CBN、氮化碳β-C3N4。这些为数不多的超高硬度薄膜材料的出现,为涂层刀具硬质薄膜的发展开辟了十分稀少而昂贵的天然金刚石远远满足不了现代工业的需要。20世纪50年代中期,美国通用汽车公司人工合成了金刚石,得到颗粒状和粉末状金刚石。由于颗粒状金刚石加工困难,很难把它涂到刀具表面。机械行业常用的聚品金刚石刀片(PCD)也由于几何形状单一,无断屑槽和合理的几何参数,限制了其性能的发挥。70年代初采用低压化学气相沉积方法合成了金刚石薄膜,经过20多年的技术攻关,低压气相合成金刚石的技术终于有了重大突破,研究金刚石成为世界性的热门课题。

金刚石和石墨是同素异形体,金刚石品体是立方品系,属Fd3m空间群;而石墨是六角品系,属R3m空间群。由于原子之间的键合方式不同,使其性能差异十分巨大。从热力学的理论来看,石墨比金刚石更稳定。低压气相生长金刚石,在碳的相图中,是在石墨为稳态而金刚石为亚稳态的区域中进行。然而,由于两相的化学势十分接近,两相都能生成。低压气相合成金刚石的关键技术是抑制石墨相,促进金刚石相生长。常用的合成方法有热丝法,等离子体增强化学气相沉积(PECVD),包括微波PCVD、电子回旋共振ECR—PCVD、直流和射频PCVD等方法,直流和高频电弧放电热等离子体法等。反应过程中输入的能量(如射频功率、微波功率等)、反应气体的激活状态和最佳配比、沉积过程的成核模式等,对于生成金刚石膜有决定性作用。衬底材料的晶型和点阵常数对金刚石膜成核生长影响很大,当金刚石相和石墨相在衬底上同时成核时,石墨相就会迅速生长。如果存在高浓度的原于氢就会对长出的石墨相起腐蚀作用而将石墨相除去,虽然它也能对金刚石相起腐蚀作用,但速度却慢得多,从而达到抑制石墨相生长的目的。许多沉积金刚石薄膜的温度要求为600℃-900℃,因此该技术常用于硬质合金刀具表面沉积金刚石薄膜。金刚石硬质合金刀具的商品化,是近几年涂层技术的重大成就。

3、立方氮化硼CBN薄膜技术尚待突破

与人工合成金刚石薄膜相比,人工合成CBN薄膜的研究工作开展得较晚。BN有3种异构体:CBN立方品系闪锌矿结构,F43m空间群;h—BN六方品系石墨结构,P6/mmc空间群;w—BN六方品系纤锌矿结构,P63mc空间群。

3种异构体的性能差别很大,h—BN具有与石墨极为相似的结构,质地很软。而w—BN和CBN中,B、N原子都要被此形成四配位结构,它们都是超硬材料。用高温高压方法得到的CBN是颗粒状晶体,最高显微硬度可达84.3GPa,CBN薄膜的最高显微硬度为61.8GPa,其综合性能并不亚于金刚石薄膜。CBN在硬度和导热率方面仅次于金刚石,热稳定性极好,在大气中加热至1000℃也不发生氧化。CBN对于铁族金属具有极为稳定的化学性能,与金刚石不宜加工钢材不同,它可以广泛用于钢铁制品的精加工、研磨等。CBN涂层除具有优良的耐磨损性能外,还可以在相当高的切削速度下加工耐热钢、钛合金、淬火钢,能切削高硬度的冷硬轧辊、掺碳淬火材料和对刀具磨损非常严重的Si-Al合金等。低压气相合成CBN薄膜的方法主要有CVD和PVD法。CVD包括化学输运PCVD,热丝辅助加热PCVD、ECR-CVD等;PVD则有反应离子束镀、活性反应蒸镀、激光蒸镀离子束辅助沉积法等。

CBN的合成技术,在基础研究和应用技术方面都还有不少工作要做,包括反应机制和成膜过程、等离子体诊断和质谱分析、最佳工艺条件的确定、高效率设备的开发等。

4、有可能超过金刚石硬度的氮化碳

20世纪80年代末,美国科学家IIU和Co-henE4设计了类似p-Si3N4的新型化合物p-C3N4,采用固体物理和量子化学理论,计算了它的体模量、能带和品格常数,发现氮化碳的体模量达到金刚石的数值范围。由于物质的硬度与体模量成正比,这样序C3N4的硬度有可能达到金刚石的硬度,这引起世界各国科学家的关注。1994年,IIU公布了他的研究新成果E53,他采用了可变品格模型分子动力学(VCS—MD)从头计算法,扩展了低能量C3N4固体的理论研究,指出C3N4可能具有3种结构:六角品系的p相、立方品系的闪锌矿结构和三角品系的类石墨结构。1996年,美国的Jeter和Hemley仍然采用第一性原理从头计算法,但改变了计算过程。使用初始条件时,采用共扼梯度法使电子自由度达到最小;使用边界条件时采用周期函数,将电子的波函数以平面波展开;使用了扩展标准守恒和强度守恒(ENHC)阳势。得到了5种结构的C3N4,它们分别是n相、p相、立方相缺陷闪锌矿结构、立方相硅锌矿E结构和类石墨相。除类石墨相以外,其它4种都是超硬材料。其中立方相硅锌矿E结构c—C3N4的体模量超过了金刚石。因此,氮化碳有可能具有达到或超过金刚石的硬度。

合成氮化碳的成功,是分子工程学十分杰出的范例。作为超硬材料的氮化碳,预期还有其它许多宝贵的物理化学性质,研究氯化碳成为世界材料科学领域的热门课题。合成氮化碳的主要方法有直流和射频反应溅射法、激光蒸发和离子束辅助沉积法、ECR—CVD法、双离子束沉积法等。日本冈山大学采用电子束蒸发离子束辅助沉积法获得的氮化碳薄膜,达到目前氮化碳的最高显微硬度:63.8GPa。我国清华大学也获得60.8GPa的高硬度氮化碳。武汉大学合成的氮化碳硬度达到50.OGPa,并沉积到高速钢麻花钻上,获得非常好的钻孔性能。制备氮化碳超硬涂层的关键技术是避免石墨相的析出。


目前,在我国硬切削技术已成为汽车齿轮内孔精加工、淬硬模具加工等实用、高效的新工艺。与此同时,根据不同的加工要求,还出现了高进给速度的高效加工工艺(HPM)和高生产率加工工艺(HSM),反映出高速切削技术的巨大发展潜力。

2、硬质合金刀具材料性能提高:目前我国硬质合金材料性能的提高主要体现在:

(1)细颗粒、超细颗粒硬质合金材料的开发显著提高了硬质合金材料的强度和韧性,用它制造的整体硬质合金刀具(尤其是量大面广的中小规格通用刀具如钻头、立铣刀、丝锥等)用于替代传统的高速钢刀具,使切削速度和加工效率大幅度提高,把量大面广的通用刀具带入了高速切削范围。

(2)硬质合金加压烧结等新工艺的开发和应用,提高了硬质合金的内在质量,针对不同加工需求开发专用牌号的做法进一步提高了硬质合金的使用性能。开发了具有良好抗塑性变形能力和韧性表层的梯度硬质合金,作为化学涂层硬质合金刀片牌号的基体材料,提高了涂层硬质合金刀片的切削性能和应用范围。

专家表示:硬质合金的性能不断改进,应用面不断扩大,成为切削加工的主要刀具材料,对推动切削效率的提高起到了重要作用。

3、涂层技术提高刀具性能:近几年,我国刀具涂层技术取得了重大进展。化学涂层(CVD)仍然是可转位刀片的主要涂层工艺,已开发出中温CVD、厚膜Al2O3、过渡层等新工艺,在改进基体材料的基础上,使CVD涂层的耐磨性和韧性均得到提高;CVD金刚石涂层也取得了较大进展,提高了涂层表面光洁度,并进入实用阶段。

目前,国外硬质合金可转位刀片的涂层比例已达70%以上。在此期间,物理涂层(PVD)的进展尤为引人注目,在涂层炉结构、工艺过程、自动控制技术等方面都取得了新进展,不仅开发了适用于高速切削、干切削、硬切削的高耐热性涂层(如超级TiAlN)以及综合性能更好的TiAlCN 通用涂层和DLC、W/C减摩涂层,而且通过对涂层结构的创新,开发了纳米、多层结构,大幅度提高了涂层硬度和韧性。

PVD涂层技术的新进展,显示了涂层技术对提高刀具性能的巨大潜力和独特优势,通过对涂层工艺参数的控制和对靶材、反应气体的调整,可不断开发出新的高性能涂层,以满足加工多样性的需要。涂层技术将成为提高和改善刀具性能的捷径,有着十分广阔的应用前景。

4、切削加工配套技术提高:切削加工配套技术(包括刀柄与机床主轴的联接方式、刀具在刀柄中的夹紧方式、刀具系统平衡及刀具管理等)是随着切削加工技术的进步而逐渐发展起来的,是现代切削技术不可缺少的组成部分,并与切削技术和刀具保持着快速同步发展,不断改变着切削技术的内涵,推动切削技术进步。

总之,世界经济一体化的趋势下,全球制造业加速向中国地区转移已是大势所趋,中国也将逐步发展成为世界级的制造业基地。中国要成为刀具制造大国就必须注重高性能刀具发展。既要重视量大面广的硬质合金刀具,也要关注使用需求急剧增长的超硬刀具和高性能高速钢刀具。随着近几年国家对刀具产业的大力支持和发展,未来我国刀具产品应用领域和生产技术将不断扩大和完善。

刀具发展的主流方向:根据制造业发展的需要,未来多功能复合刀具、高速高效刀具将成为刀具发展的主流。面对日益增多的难加工材料,刀具行业必须改进刀具材料、研发新的刀具材料和更合理的刀具结构。其主要体现在:

①硬质合金材料及涂层应用增多。涂层刀具的应用越来越普遍,细颗粒、超细颗粒硬质合金材料是发展方向;纳米涂层、梯度结构涂层及全新结构、材料的涂层将大幅度提高刀具使用性能;物理涂层(PVD)的应用继续增多。

②新型刀具材料应用增多。陶瓷、金属陶瓷、氮化硅陶瓷、PCBN、PCD等刀具材料的韧性进一步增强,应用场合日趋增多。硬质合金刀具逐渐取代高速钢刀具,特别是圆形刀具。

③切削技术快速发展。高速切削、硬切削、干切削继续快速发展,在欧洲,高速加工用新型刀具市场占有量不断增长,应用范围在迅速扩大。

④从刀具制造商合作方式来看,在高新领域市场将出现很多大公司强强联合,市场垄断性较强。


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