我国刀具pvd涂层技术发展的问题与对策

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1、我国刀具PVD涂层技术发展的问题与对策2010-05-2514:22:46

2、分类:PVD

3、举报

4、字号订阅   与国外相比,我国刀具PVD涂层技术的研究和开发起步并不太晚,而且在发展初期大量引      进了当时国际上最先进的各类涂层设备,八十年代后期国产涂层设备也得到了迅速发展,但      该项技术真正广泛应用于高速钢刀具却是在九十年代中期。      到目前为止,虽然国内对硬质合金刀具TiCN涂层的研究已取得突破,但国内市场的涂层      产品仍以TiN涂层为主。分析其原因,可归纳为以下几点:      (1)前期集中引进对国内PVD技术后续

5、发展的影响      八十年代中期国外PVD技术及装备的集中引进虽然使我国发展该项技术有了一个高起点,      同时也解决了高速钢刀具的涂层问题,但由于引进设备的厂家都是国内的刀具生产骨干企业      (其刀具产品的国内市场占有率很高),这些先进涂层设备的引进在相当长一段时间内已可      满足这些企业的生产要求,因此对国产PVD技术和设备的需求不太强烈,这在一定程度上影响      了国产PVD设备在刀具制造领域的应用与发展;另一方面,八十年代中期PVD技术还处于发展      初期,随着该项技术的不断发展,进入九十年代后新技术层出不穷,这

6、些企业早期引进的技      术亟待更新,但昂贵的价格使企业很难再次引进新技术和新设备,国内也因此错失了发展提      高PVD技术的最佳时期。      (2)对新工艺的研发重视不够      尽管八十年代国内引进了当时最先进的PVD技术,但当时PVD技术尚处于发展初期,国内      对其后续发展空间及发展速度无法充分估计;此外,物理涂层技术是集电子物理、材料、真      空控制技术于一体的新型技术,在研究、生产、应用等方面对人员配置有较高要求,而大部      分引进PVD技术的企业偏重生产,对开发人员及资金配置不足,难以推动工艺技术的进

7、一步自      主开发,新工艺、新技术仍需再引进,而再引进的费用十分昂贵(如Balzers公司的设备      从TiN涂层工艺升级为TiCN涂层工艺,仅硬件改造费即需30万美元),因此影响了国内涂层技      术新工艺和装备的研发。      (3)国产设备开发缺乏统一性、合理性及协作性      八十年代后期,国内一些真空设备制造厂及科研单位对PVD刀具涂层市场过于乐观,纷纷      加大各类PVD涂层设备的开发力度,但由于缺乏对切削工艺及刀具涂层工艺的深入了解,与工      具厂合作不够,因此开发的涂层设备大多无法满足刀具涂层工艺的要

8、求,尤其是精密高速钢      刀具涂层技术尚达不到批量生产水平。由于此类设备大多只能用于麻花钻的涂层,而麻花钻      涂层费用极低,相应涂层设备的利润也很低,因此到九十年代以后,大部分真空设备制造厂      已把发展方向转向其它行业(如装饰涂层等)。      (4)售后服务欠缺制约了国产涂层设备的推广应用      迄今为止,国内大部分涂层设备生产厂还不能提供完整的刀具涂层工艺技术(包括前处      理工艺、涂层工艺、涂后处理工艺、检测技术、涂层刀具应用技术等),这种技术不完整性      给用户的生产带来许多技术问题;此外,由于设备生

9、产厂不能提供长期技术服务,导致国产      涂层设备难以保证长时期稳定、正常使用,从而极大限制了PVD涂层设备的推广应用。      (5)涂层质量不稳定制约了涂层技术的推广应用      引进设备的高昂成本导致涂层价格居高不下,涂层费用甚至可超过刀具价格的50%;由于      引进渠道不一,设备选择依据不同,导致设备工艺水平相差较大,影响了涂层刀具的使用效      果;由于国产涂层刀具质量不稳定,涂层刀具检验标准不完备,因此在应用领域内造成了涂      层价格高、涂层质量不稳定且涂层后刀具性能改善不明显的不良印象,严重影响了刀具涂层   

10、   技术的推广应用和快速发展。      (6)国内机械加工水平不高制约了涂层技术的快速发展      在二十世纪八十年代,我国数控机床的应用还十分有限,机械加工仍处于较低水平,高      速钢刀具的应用占全部刀具的80%以上,硬质合金刀具仍以焊接刀具为主,可转位刀片以车削      类刀具为主(一般多采用CVD涂层),整体硬质合金立铣刀、钻头、铰刀等应用较少,因此对      PVD硬质合金刀具涂层的要求并不十分迫切,这在一定程度上也影响了涂层技术的进一步发展      。         对策建议      随着我国汽车、航空、航天、重机等

11、工业的发展以及数控机床的迅速普及,我国机械加      工技术正朝着高速加工、绿色制造的方向发展,高速滚齿、高速铣削以及干

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