硬質合金刀具

高效切削是20 世紀90 年代迅速走向實際應用的先進加工技術,在航空航天、精密模具、汽車零部件,以及精密機械等行業得到廣泛的應用。統計數據表明,在金屬切削領域,（1）刀具價格降低30%,最終產品的單件成本降低1%；（2）刀具壽命提高50%,單件成本降低1%；（3）切削效率提高20%,單件成本可降低20%。可以看出,高效切削可以通過提高加工效率,來達到在產品生命周期內減少相應的人工成本、能源消耗、設備折舊等各方面支出的目的,從而大大降低產品成本。不僅如此,高效的生產效率可以幫助企業抓住市場機遇,從而提升企業的綜合競爭力。

硬質合金刀具物理性能均衡,是非常理想的刀具材料。事實上,硬質合金在過去90年的時間中,一直在提高切削速度和切削效率方面扮演著重要的角色。隨著刀具涂層技術的進一步發展,硬質合金的切削性能發生了本質的變化,在高效切削加工中的應用范圍不斷擴大。作為刀具材料,硬質合金是目前高速切削技術中最重要的組成部分,在切削實踐中發揮著不可或缺的作用。

根據(中國整體硬質合金刀具消費市場走勢)統計,2010 年我國的金屬切削刀具市場容量已達330億元,約占全球市場的20%,已成為全球最大的刀具消費市場。其中包括進口刀具約110 億元和國產刀具約220 億元。進口的基本上是高端刀具,而國產刀具中的高端刀具只有20 億元,還不到國產刀具總量的10%。

可見,2010 年我國的高端刀具市場約有130 億元,國產率只有15%左右。

在110 億的進口刀具中,除了約10 億元的高性能高速鋼刀具外,主要是硬質合金刀具,約占100 億元,其中可轉位刀片和刀體約70億元,整體硬質合金刀具約20億元,刀柄約10億元。這些進口刀具大多進入了我國航空航天、汽車摩托車、軌道交通、能源電力、模具制造等重點行業的高端制造領域。

國產的220億元刀具中大部分屬于低端產品,絕大部分仍是高速鋼標準刀具,加工效率和加工精度都較低,常用于傳統機床和低精度機床上。從表2可以看出,我國在PCD/PCBN等超硬刀具的用量比例上與國外差別并不大,但在硬質合金刀具,尤其是整硬刀具的使用量比例上存在巨大差距。

整硬刀具大致可分為鉆頭、鉸刀、絲錐和立銑刀,鉆頭、鉸刀和絲錐為孔加工刀具,立銑刀主要用于銑削平面和曲面。整硬鉸刀和整硬絲錐的產值不大,鉆頭和立銑刀是整硬刀具的主要產品,占整硬刀具的98%以上。

國產整硬刀具往往集中在低檔鉆頭及銑刀和PCB 行業微徑刀具,該類刀具雖然市場可觀,但附加值很低,逐步淪為資源消耗型產品。高端整硬刀具市場則由歐美及日本產品占主導地位。

硬質合金具有很高的硬度、強度、耐磨性和耐腐蝕性,被譽為“工業牙齒”,用于制造切削工具、刀具、鉆具和耐磨零部件,廣泛應用于軍工、航天航空、機械加工、冶金、石油鉆井、礦山工具、電子通訊、建筑等領域,伴隨下游產業的發展,硬質合金市場需求不斷加大。并且未來高新技術武器裝備制造、尖端科學技術的進步以及核能源的快速發展,將大力提高對高技術含量和高質量穩定性的硬質合金產品的需求。據前瞻網分析,從《2013-2017年中國硬質合金行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》中預計到2015年我國硬質合金的產量將到達3萬噸,工業總產值達到約230億元。

韓國YesTool公司推出的“KRUZ”硬質合金機夾孔加工刀具,采用了硬質相晶粒分別為0.2+0.5+0.8μm的混合型高鈷(13%)超細晶粒度基體,使刀具基體材料的強度和硬度都有較大的提高,配以接近整體型鉆頭強度的機夾刀片幾何結構和夾緊方式以及獨創的鉆尖設計和高性能的氮化鈦(TiN)與氮鋁化鈦(TiAlN)納米物理涂層(PVD),不僅適用于加工軟質到硬質工件,甚至對極難加工的特殊材料工件,都能體現出優秀的切削性能。

瑞典山特維克可樂滿公司(SandvikCoromant)新推出的鋼材車削牌號GC4225、GC4235,采用了超細晶粒的梯度硬質合金基體,配以氮碳化鈦中溫化學涂層(MT-CVD)和細晶柱狀a-Al2O3化學涂層,表面則采用消除表面應力的后處理工藝,即通過噴丸處理去掉前刀面CVD涂層的拉應力表層(TiN),使露出表面的Al2O3的拉應力下降40%,內層涂層的應力下降20%,顯著改善了刀片的抗微崩刃性能和抗剝落能力,在提高刀刃完整性和可靠性的同時還提高了涂層表面的光潔度,降低了刀片與切屑之間的粘結性。GC4225可覆蓋從粗加工到精加工80%的應用領域,與一般的P25刀片比較刀具壽命可提高60%,生產效率提高33%,為鋼件加工的首選牌號。株洲鉆石切削刀具股份有限公司繼兩年前推出用于鑄鐵加工的YBD系列黑金剛牌號后,新推出的用于鋼材加工的第二代黑金剛系列牌號——YBC152和 YBC252也采用了表面富鈷的梯度硬質合金基體材料,配以厚層的纖維狀TiCN和細晶粒Al2O3的CVD涂層,具有極強的抗塑性變形能力和刃口強度,特別適合鋼材的高速加工。新一代黑金剛牌號刀片在相同切削條件下,可提高切削速度25%以上；在同樣切削速度下,刀具壽命可提高30%以上。在本次展會上推出表面富鈷梯度硬質合金基體材料新牌號的還有：美國Kennametal公司的通用材質牌號KU30T、Valenite公司的加工不銹鋼牌號VP5535、以色列ISCAR公司的適用于高速加工的改進型Al2O3MT-CVD復合涂層“a-TEC”系列(如：IC9150、IC9250、IC9350)牌號等。

在硬質合金中添加少量的元素可強化材料的硬質相和粘結相、凈化晶界并顯著提高材料的抗彎強度和沖擊韌性。日本住友電工硬質合金株式會社推出的ACE系列涂層牌號(AC700G、AC2000、AC3000),采用了加鋯(Zr)的硬質合金基體材料,使新牌號基體材料的紅硬性大幅度提高。日立工具技術株式會社新推出的HG系列涂層新牌號(HG8010、HG8025)則采用了所謂“三重鋯效果”的CVD涂層新技術,其“第一重鋯效果”就是在硬質合金基體材質中添加了鋯(Zr)元素,以提高基體的抗高溫變形能力；“第二重鋯效果”則是用細晶柱狀的鋯(Zr)涂層取代通常的MT-TiCN涂層,從而提高了涂層的抗氧化性；“第三重鋯效果”則是在涂層表面涂覆一層白色的鋯(Zr)涂層,以提高刀具表面的潤滑性、耐熱性和抗剝落性。這種新型涂層牌號刀片具有良好的耐熱性,特別適用于高效加工,與傳統刀片相比,可提高加工效率150%,降低加工成本20～30%。

超細晶粒硬質合金得到了越來越廣泛的采用。除上述幾家公司的新牌號采用了超細晶粒硬質合金基體外,Kennametal公司推出的新牌號KC5525、KC5510也采用了晶粒細化的高鈷硬質合金基體,擁有鈷含量達10%的超級細化晶粒的硬質合金基體,配以高鋁含量的TiAlNPVD涂層,使刀具在斷續切削時具有很高的刃口韌性的同時,又具有極強的抗熱變形能力。ISCAR公司推出的用于整體硬質合金立銑刀的“AL-TEC”涂層系列(如：IC900、IC903、IC908、IC910等)牌號,同樣采用了超細晶粒硬質合金基體,配以高鋁含量TiAlN(PVD)涂層,使其在銑削加工硬度高達60～62HRC的淬硬鋼時,與原有的IC903牌號相比,刀具壽命提高150%。Valenite公司的用于鑄鐵高速車削加工的VP1595牌號,也是在超細晶粒硬質合金基體上,采用MT-CVD涂覆18μm厚的TiCN/Al2O3/TiC涂層,后刀面則涂覆了一層灰色的TiC,以便于觀察刀具刃口的磨損情況和刀片轉位,該牌號在粗加工球墨鑄鐵時,加工效率比其它K05～K10牌號提高50%。

從上述新牌號可以看出,伴隨著基體材料性能的改進和提高,刀具涂層技術取得了更為迅猛的發展,中溫化學涂層、柱狀a-Al2O3化學涂層、高性能物理涂層、新型原子涂層、納米結構涂層、黃色三氧化二鋁化學涂層、白色鋯涂層、高鋁含量TiAlN涂層、TiSiN涂層、CrSiN涂層、AlCrSiN涂層、TiBON涂層等大量新型涂層呈現多樣化和系列化的趨勢,使硬質合金材料新牌號層出不窮,大大提高了硬質合金刀具的切削加工性能。

瑞典山高(SECO)公司繼兩年前推出TP1000、TP2000、TP3000三個高性能ISO-P類硬質合金涂層牌號后,新推出了號稱“新行業標準”的TP2500通用型ISO-P類硬質合金涂層新牌號,它是在山高公司新一代Triple-Zero基體材質上,采用了被稱為DurAtomic的涂層技術而形成的全新的硬質合金涂層牌號。DurAtomic涂層的a-Al2O3由原子長成,與通常的CVD涂層所生成的a-Al2O3相比,DurAtomic涂層具有更高的耐磨性和韌性。TP2500被設計成普通鋼件車削(ISOP15～P30)的首選牌號,也可作為ISOM20和ISOK30的補充牌號。據山高公司技術人員介紹,新的TP2500刀片可提高加工效率50%以上,提高刀具壽命300%以上。

德國藍幟金屬加工技術集團倍銳特公司(LMT-BOEHLERIT)利用中溫化學涂層技術開發出了“黃色氧化鋁復合涂層”技術,結合該公司新開發的Durotec齒狀過渡層技術,使黃色氧化鋁涂層和過渡層間在具有極好的粘合性的同時,又具有良好的散熱性,并推出了SteeltecLC215K和LC225K系列刀片牌號。SteeltecLC215K在切削鋼材時可以達到300m/min以上的切削速度,刀片壽命比現有其它刀片提高了30%。而SteeltecLC225K則在LC215K的基礎上進一步提高了刀片的韌性,使刀片使用壽命在原有的基礎上又延長了30%。

納米結構涂層(Nanocoating)技術迅速發展的涂層新技術,其涂層材料的晶粒度一般都在100nm以下,具有良好的切削性能。這次展會上,國內、外多家公司都有納米結構涂層新牌號推出。日本住友電工硬質合金株式會社推出的超級ZX涂層牌號(ACP200、ACP300、ACK300和AC530U),采用了相互交疊的總層數達1000層的超薄TiAlN與AlCrN納米級涂層,每層涂層的厚度約為10納米,大幅度提高了涂層表面的硬度和抗氧化性。與傳統的TiAlN涂層相比,超級ZX涂層的硬度提高了40%,開始氧化溫度也提升了200℃,從而提高刀具的加工效率1.5倍；在相同切削條件下,提高刀具壽命2倍。推出納米結構涂層新牌號的還有日本日立株式會社,該公司新推出的納米涂層ATH、ACS系列牌號與通常的TiAlN(PVD)涂層牌號相比,具有更高的硬度和耐氧化性,其耐氧化溫度達到1100℃,顯微硬度達到3600HV,可適用于從預硬鋼到淬火鋼的高速干式切削加工。株洲鉆石切削刀具股份有限公司新推出的納米結構nc-TiAlN涂層新牌號(YBG102、YBG202、YBG302和YBG203)是在超細晶粒硬質合金基體表面涂覆2～4μm的納米TiAlN,該系列牌號覆蓋了鋼、不銹鋼、鑄鐵、耐熱合金、高溫合金、鈦合金等大多數材料的車削和銑削加工,具有廣泛的適應性。

在涂層中,通過晶粒細化技術來提高涂層表面光潔度,使涂層表面光滑,以提高涂層刀具抗摩擦、抗粘結的能力也是涂層技術發展的一個方向。日本三菱綜合材料株式會社推出的高效加工鋼材的專利技術UC6110超級涂層硬質合金牌號,前刀面為由抑制結晶生長的細至納米級的TiCN與抑制結晶生長的納米級三氧化二鋁構成的納米結構CVD涂層,具有極高的韌性和超強的耐磨損性,外表面為一層黃色的特殊Ti金屬化合物,使涂層表面平滑化。后刀面為黑色的超平滑涂層,以確保刀具磨損的穩定性。住友電工硬質合金株式會社新推出的超級FF涂層牌號(AC410K、AC610M、AC630M、ACP100、ACK200),是在專用的硬質合金基體上,涂覆超細晶粒的TiCN,提高了涂層與基體的結合力,再在其上涂覆超細超平滑化的FF鋁基膜,使表面硬度提高了30%,表面粗糙度降低了50%,與通常的材質相比,可提高加工效率1.5倍,提高刀具壽命2倍以上。

從這次展會所推出的硬質合金刀具材料新牌號可以看出,當前硬質合金刀具材料牌號正向著兩個相反的方向發展,一方面,通用型牌號的適用面越來越廣,通用性越來越強。另一方面,專用型牌號越來越具有針對性,更加適應被加工材料和切削條件,從而達到提高切削效率的目的。如：美國Kennametal公司推出的新的KU系列(KU10T、KU25T、KU30T)牌號就具有非常廣泛的通用性。其中,KU10T和KU25T采用了具有高韌性的和高耐磨性的硬質合金基體,并配以高含鋁量的TiN+TiAlN復合PVD涂層；而KU30T則采用了韌性極好的富鈷層梯度硬質合金基體,配以TiN+TiCN+TiN復合CVD涂層。新的KU系列牌號可廣泛適用于鋼、不銹鋼、鑄鐵、非鈦合金、高溫合金和硬材料的車削、鏜孔、切槽、切斷和螺紋加工。該公司新推出的KC5510和KC5525則是專為高效率加工高溫合金而設計的牌號,晶粒細化的高鈷硬質合金基體,配以高性能的TiAlNPVD涂層,使刀片具有極強的抗熱變形能力,可以比其它PVD涂層刀具提高兩倍以上的切削速度。日本Tungaloy超硬工具株式會社推出的T6000系列牌號(T6020、T6030),則是專為不銹鋼車削加工開發的CVD牌號。ISCAR公司推出的專用于高速銑削加工灰鑄鐵和球墨鑄鐵的DO-TEC涂層牌號(DT7150),采用了Al2O3-MTCVD內涂層加TiAlNPVD外涂層的復合涂層技術,具有極高的耐磨性及抗剝落性。

從本次展會可以看到,金剛石CVD涂層刀具的性能又有了進一步的提高,產品覆蓋了可轉位刀具和整體硬質合金刀具。廈門金鷺特種材料有限公司展出了新開發的“青霜”系列超細結晶金剛石涂層立銑刀。與通常的金剛石涂層相比,“青霜”系列金剛石涂層為超細結晶,平均粒度<1μm,涂層表面更加光滑,刀具壽命可提高20倍以上。日本OSG公司也展出了適用于石墨電極和銅電極加工的超微粒結晶金剛石涂層銑刀,結晶粒度為1μm,涂層厚度6～20μm,使刀具的刃口更加鋒利,減少切削中的粘結,降低了工件表面的粗糙度。美國SGS刀具公司則推出了非晶體的金剛石(AmorphousDiamond)涂層立銑刀,用以加工最具磨損特性的材料。刀具表面是沿著刀具曲面精確形成的晶瑩光滑的厚度約為1μm的非晶體金剛石薄膜,其最顯著的特點是使刀具在具有金剛石極高的抗磨損能力(表面硬度達60～90GPa)的同時,又具有光滑的刀具表面,降低了刀具表面與工件的摩擦,從而大大降低了切削溫度。此外,非晶體金剛石涂層的另一大特點是對刀具基體材質沒有特殊要求,可在任何材質的刀具基體表面涂覆,其涂覆溫度僅為150℃。據介紹SGS非晶體金剛石刀具可比AlTiN涂層刀具的壽命長6倍。

納米及超細結構硬質合金將成為未來技術發展的新方向。普通結構硬質合金的耐磨性與韌性相互排斥,協調這種矛盾一直是硬質合金研究方面焦點。研究發現,在硬質合金粘結相含量一定的情況下,當碳化鎢(WC)晶粒度減小到0.8μm以下時,不僅合金的硬度提高,而且強度也有提高,隨著晶粒度的進一步減小,提高幅度更加明顯。

這種兼有高硬度和高強度的硬質合金刀具在加工硬而脆的材料(如冷鑄鐵等)時顯示出優異的使用性能。WC-10Co超細硬質合金的硬度(HRA)可達到93,橫向斷裂強度大于5000MPa。納米及超細晶粒硬質合金具有普通硬質合金不可比擬的優越性能,滿足現代加工工業以及特種應用領域對新材料加工要求的能力大副提高。納米及超細結構硬質合金的這種“雙高”(高耐磨性、高韌性)性能,特別適用于制造適應高負荷、高應力磨損、銳利、剛性好工具和模具,如印刷電路板(PCB)微鉆、V-CUT刀、銑刀等。

關于納米及超細結構硬質合金的晶粒度問題,目前沒有統一的標準。一般認為,晶粒度小于0.5μm的硬質合金為超細硬質合金,晶粒度小于0.2μm的硬質合金為納米硬質合金。在這方面,瑞典Sandvik和德國粉末冶金協會的分級標準相對權威。

20世紀90年代以來,圍繞細化晶粒,制取超細乃至納米結果硬質合金的研究開發已經成為世界硬質合金技術領域的一大熱點。美國Rutgers大學于1989年率先研制成功納米結構硬質合金并取得專利。納米結構硬質合金的問世,是硬質合金領域中具有劃時代意義的重大突破,為解決硬質合金強度和硬度之間的矛盾開辟了新的途徑。

硬質合金是一種金屬,通過硬度試驗可以反映硬質合金材料在不同的化學成分、組織結構及熱處理工藝條件下機械性能的差異,因此硬度試驗廣泛應用于硬質合金性能的檢驗、監督熱處理工藝的正確性及新材料的研究。

2011年中國硬質合金產量為2.35萬噸,硬質合金行業銷售收入209億元,硬質合金出口近5000噸,出口創匯超過3.6億美元,硬質合金深加工產品產量達到6600噸,占合金總產量的1/3。所生產的硬質合金產品品種基本齊全,規格型號超過4萬個,產量和品種基本能滿足中國各經濟領域的需求。

我國硬質合金產業存在的主要問題：一是企業規模較小,產業集中度不高。據不完全統計,199家硬質合金企業平均年產能176噸,平均年產量僅86噸,年產量在1000噸以上的企業只有4家。二是科技投入較少,缺乏高端技術人才,技術研發能力較弱。我國硬質合金工業在科技方面的投入不到銷售收入的3%,科技研發水平不高,原創性核心技術成果較少。三是產品質量水平較低,產品結構有待調整。我國硬質合金產量占世界總產量的40%以上,但硬質合金銷售收入不足全球的20%,主要是由于高性能超細合金、高精度高性能研磨涂層刀片、超硬工具材料、復雜大異制品、精密硬質合金數控刀具等高附加值產品產量較少、深加工配套不足以及品種不全所致。

隨著中國汽車產業急速擴張,汽車零部件加工的切削工具的需求不斷增大,中國鋼鐵、交通、建筑等領域對硬質合金的需求也愈發旺盛。在國外硬質合金跨國公司的戰略圖景中,中國市場已經悄然由配角變為主角。

分析指出,到“十二五”末期,我國硬質合金產量達到3萬噸,銷售收入達到300億元,深加工產品產量占硬質合金總量的40%以上。出口相比“十一五”將翻一番,力爭超過10億美元。硬質合金將向精深加工、工具配套方向發展;向超細、超粗及涂層復合結構等方向發展;向循環經濟、節能環保方向發展;向精密化、小型化方向發展。

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GB/T 11101-2009 硬質合金圓棒毛坯

GB/T 23369-2009 硬質合金磁飽和（MS）測定的標準試驗方法

GB/T 23370-2009 硬質合金壓縮試驗方法

GB/T 14388-2010 木工硬質合金圓鋸片

GB/T 6335.1-2010 旋轉和旋轉沖擊式硬質合金建工鉆第1部分：尺寸

GB/T 25667.1-2010 整體硬質合金直柄麻花鉆第1部分：直柄麻花鉆型式與尺寸

GB/T 25667.2-2010 整體硬質合金直柄麻花鉆第2部分：2°斜削平直柄麻花鉆型式與尺寸

GB/T 25667.3-2010 整體硬質合金直柄麻花鉆第3部分：技術條件

GB/T 6335.2-2010 旋轉和旋轉沖擊式硬質合金建工鉆第2部分：技術條件

GB/T 25670-2010 硬質合金斜齒立銑刀

GB/T 25666-2010 硬質合金直柄麻花鉆

GB/T 7963-1987 燒結金屬材料(不包括硬質合金) 拉伸試樣

GB/T 7964-1987 燒結金屬材料(不包括硬質合金) 室溫拉伸試驗

GB/T 7997-1987 硬質合金維氏硬度試驗方法

GB/T 26052-2010 硬質合金管狀焊條

GB/T 26053-2010 硬質合金噴焊粉

GB/T 26054-2010 硬質合金再生混合料

GB/T 25992-2010 整體硬質合金和陶瓷直柄球頭立銑刀尺寸

GB/T 26050-2010 硬質合金X射線熒光測定金屬元素含量熔融法

GB/T 26051-2010 硬質合金鈷粉中硫和碳量的測定紅外檢測法

GB/T 26280-2010 鑿巖用硬質合金整體釬

GB/T 3849.2-2010 硬質合金洛氏硬度試驗（A標尺）第2部分：標準試塊的制備和校準

GB/T 28248-2012 印制板用硬質合金鉆頭

GB/T 11108-1989 硬質合金熱擴散率的測定方法

GB/T 1817-1995 硬質合金常溫沖擊韌性試驗方法

硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能,特別是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的溫度下也基本保持不變,在1000℃時仍有很高的硬度。硬質合金廣泛用作刀具材料,如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等,用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材,也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。新型硬質合金刀具的切削速度等于碳素鋼的數百倍。

硬質合金還可用來制作鑿巖工具、采掘工具、鉆探工具、測量量具、耐磨零件、金屬磨具、汽缸襯里、精密軸承、噴嘴、五金模具（如拉絲模具、螺栓模具、螺母模具、以及各種緊固件模具,硬質合金的優良性能逐步替代了以前的鋼鐵模具）。

近二十年來,涂層硬質合金也問世了。1969年瑞典研制成功了碳化鈦涂層刀具,刀具的基體是鎢鈦鈷硬質合金或鎢鈷硬質合金,表面碳化鈦涂層的厚度不過幾微米,但是與同牌號的合金刀具相比,使用壽命延長了3倍,切削速度提高25%～50%。20世紀70年代已出現第四代涂層工具,可用來切削很難加工的材料。

硬質合金棒主要適用于鉆頭,立銑刀,絞刀。它也可用于切割,沖壓和測量工具。它被用于造紙,包裝,印刷,有色金屬加工行業。此外,它還廣泛用于加工高速鋼刀具,硬質合金銑刀,硬質合金刀具,NAS的切削刀具,航空刀具,硬質合金鉆頭,銑刀取芯鉆頭,高速鋼,taperd銑刀,公制銑刀,微型結束銑刀,鉸試點,電子刀具,階梯鉆,金屬切割鋸,雙保證金鉆,槍桿子,角度銑刀,硬質合金旋轉銼,硬質合金刀具等。

現階段,硬質合金刀具在發達國家已占刀具類型的主導地位,比重高達70%。而高速鋼刀具卻正以每年1%～2%的速度縮減,所占比例已降至30%以下。

同時,硬質合金切削刀具在我國也已經成為加工企業所需的主力刀具,被廣泛地應用在汽車及零部件生產、模具制造、航空航天等重工業領域,但我國刀具企業卻盲目地、大量地生產高速鋼刀以及一些低檔標準刀具,完全沒有考慮到市場飽和度和企業所需,最終把具有高附加值、高科技含量的中高端刀具市場“拱手相讓”給國外企業。

有資料顯示,我國刀具的年銷售額大約為145億元,其中硬質合金刀具所占的比重不足25%,但國內制造業所需的硬質合金刀具已經占據刀具的50%以上,這種盲目生產已經嚴重滿足不了國內制造業對硬質合金刀具日益增長的需求,從而形成了中高端市場的真空狀態,最終被國外企業所占據。

2007年,我國生產的1.65萬噸硬質合金中,有4500噸用于切削刀具生產上,數量上和日本相當。但制成刀具后的價值僅8億美元,遠不及日本的25億美元,這充分說明國內硬質合金高效刀具的整體生產水平與國外仍有相當大的差距。所以,在國內企業不能滿足市場需求的前提下,制造業的需求就不得不依靠大量進口來解決。有資料顯示,主要外商在中國中高端刀具市場上的銷售年增長率達30%,已超過國產刀具的年均增長水平。

WC理論含碳量為6.128%(原子50%),當WC含碳量大于理論含碳量,則WC中出現游離碳(WC+C)。游離碳的存在,燒結時使其周圍的WC晶粒長大,致使硬質合金晶粒不均勻。碳化鎢一般要求化合碳高(≥6.07%),游離碳(≤0.05%),總碳則決定于硬質合金的生產工藝和使用范圍。

正常情況下,石蠟工藝真空燒結用WC總碳主要決定于燒結前壓塊內的化合氧含量。含一份氧要增加0.75份碳,即WC總碳=6.13%+含氧量%×0.75(假設燒結爐內為中性氣氛,實際上目前多數真空爐為滲碳氣氛,所用WC總碳小于計算值)。

目前我國WC的總碳含量大致分為三種：石蠟工藝真空燒結用WC的總碳約為6.18±0.03%(游離碳將增大)。石蠟工藝氫氣燒結用WC的總碳含量為6.13±0.03%。橡膠工藝氫氣燒結用WC總碳=5.90±0.03%。上述工藝有時交叉進行,因此確定WC總碳要根據具體情況。

不同使用范圍、不同Co(鈷)含量、不同晶粒度的合金所用WC總碳可做一些小的調整。低鈷合金可選用總碳偏高的碳化鎢,高鈷合金則可選用總碳偏低的碳化鎢。總之,硬質合金的具體使用需求不同對碳化鎢粒度的要求也不同。

2、硬質合金超聲波清洗機在清洗液中的氣體被脫出后,超聲波效果更好。

3、清洗液可以被加熱到引火點以上,對污垢的溶解力倍增。

4、在清洗中利用高溫液體給清洗部品提供均等的熱量后進行干燥。

5、在真空中溶液沸點下降蒸發速度加快,因迅速形成高真空,覆蓋在物體上的溶劑一舉蒸發。