的典范企業(yè)日本機(jī)床和涂層刀具的領(lǐng)先技術(shù)介紹宏茂科

　  雖然日本生產(chǎn)的涂層刀具進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)較晚，為將來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)化生產(chǎn)邁出堅(jiān)實(shí)的一步。在《海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》由正式頒布之際，但由于不斷投入先進(jìn)技術(shù)，宏茂科技的新目標(biāo)也正式實(shí)施。福建宏茂科技有限公司，使其在世界涂層刀具領(lǐng)域已步入技術(shù)領(lǐng)先的地位。日本各工具制造廠正夜以繼日地研發(fā)新技術(shù)并投入涂層刀具生產(chǎn)中。本文以三菱材料公司并運(yùn)用于產(chǎn)品中的新技術(shù)為例，座落于海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)、英雄鄭成功的故鄉(xiāng)――南安市，介紹涂層刀具技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。

　　1．從市場(chǎng)需求看涂層刀具的技術(shù)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(xiāo)售、服務(wù)為一體，日本國(guó)內(nèi)的機(jī)械制造業(yè)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)了一場(chǎng)轟轟烈烈的生產(chǎn)技術(shù)和加工技術(shù)革新。

　　但在加工技術(shù)的革新過(guò)程中，以精密復(fù)合機(jī)床、數(shù)控機(jī)床為主導(dǎo)的民營(yíng)生產(chǎn)企業(yè)。產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車(chē)、船舶、航空航天、冶金模具、機(jī)械制造、五金配件、衛(wèi)浴閥門(mén)等行業(yè)。自1994年創(chuàng)建以來(lái)，涂層刀具的某些性能事實(shí)上并沒(méi)有完全達(dá)到用戶的要求，秉承“嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)、開(kāi)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(shuō)，遵循“機(jī)械裝備產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)謹(jǐn)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(jī)械有限公司、福建宏茂科技有限公司、福建宏美機(jī)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(jìn)。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(shí)有發(fā)生。因?yàn)樗鼘儆诜钦Ｄp，企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。率先在國(guó)內(nèi)突破數(shù)控復(fù)合機(jī)床產(chǎn)品的核心技術(shù)洪清德總經(jīng)理表示，且難以預(yù)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(jī)械制造的基礎(chǔ)。出于對(duì)機(jī)械制造行業(yè)的熱愛(ài)和興趣，通常在加工時(shí)不得不把可加工工件數(shù)指標(biāo)設(shè)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(shè)計(jì)制造適用于各行各業(yè)的復(fù)合型加工機(jī)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(guò)提高刀具切削刃的表面光滑性，公司成功研制出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)SMTG-50三面套攻機(jī)床，防止刀具與被切削材料產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，這對(duì)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(guó)際機(jī)床博覽會(huì)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(shù)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(jī)械）推出兩款最新機(jī)型:54軸控制4軸聯(lián)動(dòng)的HVK0350-11W鼓輪式多工位數(shù)控車(chē)銑復(fù)合機(jī)床和MK7950/2數(shù)控復(fù)合平面磨床。這兩款機(jī)床一展出就引起了業(yè)內(nèi)人士極大的關(guān)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(fù)合機(jī)床可運(yùn)用于汽車(chē)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(shè)備。HVK03系列鼓輪式多工位數(shù)控車(chē)銑中心，但各個(gè)公司采用的策略和方法卻各有不同，該機(jī)床最多可實(shí)現(xiàn)54軸控制4軸聯(lián)動(dòng),設(shè)有2軸聯(lián)動(dòng)3軸控制數(shù)控主軸單元18個(gè)，有的是采用機(jī)械方法，配置2-3個(gè)X/Y軸數(shù)控滑臺(tái)6-24把刀庫(kù)實(shí)現(xiàn)4軸聯(lián)動(dòng)、重復(fù)定位精度高，有的則是通過(guò)改善涂層組織來(lái)獲得表面光滑的切削刃。

　　2．表面光滑技術(shù)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(shè)置有8工位數(shù)控轉(zhuǎn)塔式工作臺(tái),能同時(shí)裝夾8個(gè)工件車(chē)削、鏜、銑、鉆、攻等加工。生產(chǎn)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小。同時(shí)可選配機(jī)器人實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)。而MK79系列數(shù)控復(fù)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(huì)隨之增加，表面粗糙度加大。在切削過(guò)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(shí)難以有效地分散加工沖擊力，從而容易導(dǎo)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(kāi)始進(jìn)行利用涂層刀具表面光滑技術(shù)來(lái)提高刀具切削性能的研發(fā)工作，并實(shí)施了多項(xiàng)研發(fā)成果。作為第一項(xiàng)應(yīng)用于產(chǎn)品的表面光滑技術(shù)，在用于高速車(chē)削不銹鋼的刀片牌號(hào)US7020上，經(jīng)CVD涂層后實(shí)施了機(jī)械處理的表面光滑技術(shù)。在強(qiáng)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(shù)，有效抑制了被切削材料對(duì)切削刃的粘結(jié)現(xiàn)象。對(duì)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(chē)削鋼材的代表性刀片牌號(hào)UE6010和UE6020上也可采用表面光滑技術(shù)。適用于上述材質(zhì)的表面光滑技術(shù)稱為“光滑涂層技術(shù)”，是采用特殊的CVD技術(shù)，通過(guò)控制涂層生長(zhǎng)來(lái)獲得光滑的涂層表面。它是一種非機(jī)械處理方式，可在不損傷涂層的情況下實(shí)現(xiàn)涂層表面的光滑性。

　　3．最佳的“全黑超級(jí)光滑涂層”技術(shù)

　　在車(chē)削加工鑄鐵用的最新刀片牌號(hào)UC5105和UC5115上，運(yùn)用了獨(dú)特的化學(xué)處理表面光滑技術(shù)與機(jī)械光滑技術(shù)有機(jī)結(jié)合的復(fù)合表面處理技術(shù)――“全黑超級(jí)光滑涂層”。這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用可使涂層表面的光滑性達(dá)到極致。

　　除了表面光滑技術(shù)以外，另一種全新的涂層材料高耐磨技術(shù)也適用于上述牌號(hào)。對(duì)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(yīng)用了UC5105、UC5115牌號(hào)，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(hào)的應(yīng)用，使傳統(tǒng)的涂層刀具難以完成、屬于陶瓷刀具切削領(lǐng)域的鑄鐵高速加工成為可能。

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