工具工業(yè)的發(fā)展及其對刀具材料的要求

    當前，切削技術快速發(fā)展，已經(jīng)進入了現(xiàn)代切削技術新階段，刀具材料、涂層技術、刀具結構均取得了全面的進步，加工效率成倍提高。同時，切削技術和刀具也成為制造業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品和新工藝、應用新材料的基礎工藝和建立創(chuàng)新體系的關鍵技術。如今，在加工波音F/A-18E/F戰(zhàn)斗機控制系統(tǒng)安裝板的過程中，工夾具數(shù)從53減至6，加工時間從1028小時減至43.9小時，零件數(shù)從44減至6，重量從10磅減至9磅，成本降低了73%；模具加工工藝的革新則使得模具的生產(chǎn)效率提高了30%～50%，減少拋光工作量60%～100%，模具開發(fā)周期縮短40%。 
  
    現(xiàn)代切削加工成本模型改變了刀具用戶的傳統(tǒng)觀念，也改變了刀具制造商的經(jīng)營理念，符合切削技術發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律，把切削技術引上了快速持續(xù)發(fā)展的道路，并進入了現(xiàn)代切削技術新階段。

    現(xiàn)代刀具工業(yè)也進入了新的發(fā)展階段，刀具工業(yè)由脫離用戶、脫離使用的低級階段進入了面向用戶、面向使用的高級階段；生產(chǎn)企業(yè)由單純的刀具供應商轉變?yōu)橄冗M切削技術和刀具的開發(fā)商、加工效率和成套加工方案的供應商和服務商，并深入?yún)⑴c到制造業(yè)的發(fā)展中，成為制造業(yè)發(fā)展必須依靠的專業(yè)化的社會資源和合作伙伴。

    同時，形成了清晰的二元行業(yè)結構，一元是少數(shù)綜合性的大公司，他們以量大面廣的車、銑、鉆等通用刀具產(chǎn)品為主，以成千上萬的規(guī)格品種和全面的開發(fā)、服務能力，占有刀具市場的大半江山，并對行業(yè)的發(fā)展及切削技術進步的方向起著主導作用，推動著整體切削技術水平的提高。另一元則是大量專業(yè)化的中小刀具公司，這類公司的特點是精通該類專業(yè)刀具的使用工藝領域，圍繞著工藝進行成套技術的開發(fā)，成為該項工藝的專家，或依靠自己的專有技術，創(chuàng)新加工工藝和刀具。他們對切削技術和刀具發(fā)展做出的貢獻是綜合大公司所無法取代的。

    刀具材料和涂層技術成為現(xiàn)代刀具制造商的核心技術，在此基礎上，通過對刀具材料、涂層、刀具結構的系統(tǒng)優(yōu)化，使刀具新產(chǎn)品開發(fā)的速度加快，效果顯著。

    在刀具材料方面，各種刀具材料均取得了全面的發(fā)展，它們各自既有獨特的優(yōu)勢和使用范圍，又相互替代補充，使切削加工的不同領域、不同工序的效率和總體切削水平有了顯著提高，開創(chuàng)了高速切削的新階段；硬質(zhì)合金成為主要刀具材料，切削加工實現(xiàn)向硬質(zhì)合金時代過渡。另一方面，超硬刀具的應用比例持續(xù)增加，而且品種增加、性能改善、韌性和可靠性提高，并開發(fā)了硬切削、干切削、以車（銑）代磨等新工藝。涂層也為刀具材料的發(fā)展起著重要作用，通過基體與涂層的優(yōu)化組合，刀具的切削性能進一步得到提高。

    對高速鋼刀具而言，其比例不斷縮小，性能逐漸提高。在銑削、鉆削、鉸削等方面，高速鋼刀具的比例已分別降至33%、51%、26%；但在攻絲、齒輪加工、鋸切、拉削等方面，其所占比例仍比較高，分別為95%、81%、95%、86%。PM高速鋼因其良好的韌性，進展較好，其在鉆頭、絲錐、立銑刀、拉刀、齒輪刀具中所占比例分別達到1%、10%、20%、50%、70%。而且新的PM高速鋼去除了90%的雜質(zhì)，強度提高了20%。高速鋼刀具的PVD涂層近年來也有長足的發(fā)展，在拉刀、鉆頭、絲錐中均有很大比例應用涂層高速鋼刀具。另外，近年來，在攻絲、鉆削方面也出現(xiàn)了一定比例的內(nèi)冷卻高速鋼刀具。