當(dāng)前國內(nèi)刀具行業(yè)的總體狀態(tài)是起點(diǎn)低、起步晚，先進(jìn)的高性能刀具僅僅是隨著近年來數(shù)控高速機(jī)床的發(fā)展才開始研發(fā)生產(chǎn)，因此高性能刀具產(chǎn)品基礎(chǔ)比較薄弱，發(fā)展速度緩慢，競爭力不強(qiáng)。我國刀具制造行業(yè)要在國內(nèi)刀具市場占有更多的市場份額及參與國際競爭，最根本的出路就是提升企業(yè)的整體刀具技術(shù)水平，在以下三個(gè)方面要有所突破。
提高以硬質(zhì)合金為主的各種刀具材料性能在現(xiàn)代刀具材料的發(fā)展中，硬質(zhì)合金起著主導(dǎo)作用(約占64%)。此外，其他刀具材料的性能也得到了顯著改善，擴(kuò)大了各自的應(yīng)用領(lǐng)域，形成了各種刀具材料既有獨(dú)特優(yōu)勢、使用范圍又相互替代補(bǔ)充的整體格局。正是刀具材料的全面、迅速發(fā)展，為當(dāng)今高速、高效金屬切削加工奠定了基礎(chǔ)。
硬質(zhì)合金的性能不斷改進(jìn)，應(yīng)用面不斷擴(kuò)大，成為切削加工的主要刀具材料，對(duì)推動(dòng)切削效率的提高起到了重要作用。首先，細(xì)顆粒、超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料的開發(fā)顯著提高了硬質(zhì)合金材料的強(qiáng)度和韌性，用它制造的整體硬質(zhì)合金刀具(尤其是量大面廣的中小規(guī)格通用刀具如鉆頭、立銑刀、絲錐等)大量替代傳統(tǒng)的高速鋼刀具，使切削速度和加工效率大幅度提高，將量大面廣的通用刀具帶入了高速切削范疇。其次，硬質(zhì)合金加壓燒結(jié)等新工藝的開發(fā)和應(yīng)用提高了硬質(zhì)合金的內(nèi)在質(zhì)量，針對(duì)不同加工需求開發(fā)專用牌號(hào)的做法進(jìn)一步提高了硬質(zhì)合金的使用性能。開發(fā)了具有良好抗塑性變形能力和韌性表層的梯度硬質(zhì)合金，作為化學(xué)涂層硬質(zhì)合金刀片牌號(hào)的基體材料，提高了涂層硬質(zhì)合金刀片的切削性能和應(yīng)用范圍。
陶瓷和金屬陶瓷刀具材料品種增多，強(qiáng)度和韌性提高，應(yīng)用領(lǐng)域和加工范圍不斷擴(kuò)大，可在鋼材、鑄鐵的精加工、半精加工中替代硬質(zhì)合金，提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前，此類刀具材料不僅可用于單件、小批量生產(chǎn)，而且已應(yīng)用于流水線的批量生產(chǎn)，由于價(jià)格較低，可作為干切削、硬切削的首選刀具。
PCD、CBN超硬刀具材料改性和制造工藝的改進(jìn)，使其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。用CBN制造的缸孔鏜刀已可用在自動(dòng)生產(chǎn)線以及鑄鐵、淬硬件的加工中，并從精加工領(lǐng)域擴(kuò)大到半精加工領(lǐng)域，使切削加工效率大幅提高。鋁合金是汽車工業(yè)廣泛使用的重要材料，鋁合金的高效加工是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。目前，由于廣泛應(yīng)用各種高性能PCD刀具，使切削效率顯著提高，最高切削速度已達(dá)7000m/min。產(chǎn)品已從車刀、面銑刀擴(kuò)大到立銑刀、鉆頭、鉸刀、成形刀具等。
涂層作為提高刀具性能的關(guān)鍵技術(shù)刀具涂層技術(shù)近年來取得了重大進(jìn)展，表面涂層已成為提高刀具性能的關(guān)鍵技術(shù)。化學(xué)氣相沉積(CVD)仍然是可轉(zhuǎn)位刀片的主要涂層工藝，已開發(fā)出中溫CVD、厚膜Al2O3、過渡層等新工藝，在改進(jìn)基體材料性能的基礎(chǔ)上，使CVD涂層的耐磨性和韌性均得到顯著提高。CVD金剛石涂層也取得了較大進(jìn)展，提高了涂層表面質(zhì)量，并進(jìn)入實(shí)用階段。目前，國外硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的涂層比例已達(dá)75%左右。在此期間，物理氣相沉積(PVD)涂層技術(shù)的進(jìn)展尤為引人注目，在涂層爐結(jié)構(gòu)、工藝過程、自動(dòng)控制技術(shù)等方面都取得了新進(jìn)展，不僅開發(fā)了適用于高速切削、干切削、硬切削的高耐熱性涂層(如超級(jí)TiAlN)以及綜合性能更好的TiAlCN通用涂層和DLC、W/C減摩涂層，而且通過對(duì)涂層結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，開發(fā)了納米、多層結(jié)構(gòu)涂層，大幅度提高了涂層的硬度和韌性。
PVD涂層技術(shù)的新進(jìn)展顯示了涂層技術(shù)對(duì)提高刀具性能的巨大潛力和獨(dú)特優(yōu)勢，通過對(duì)涂層工藝參數(shù)的控制和對(duì)靶材、反應(yīng)氣體的調(diào)整，可不斷開發(fā)出新的高性能涂層，以滿足加工多樣性的需要。涂層技術(shù)將成為提高和改善刀具性能的捷徑，有著十分廣闊的應(yīng)用前景。
提高以硬質(zhì)合金為主的各種刀具材料性能在現(xiàn)代刀具材料的發(fā)展中，硬質(zhì)合金起著主導(dǎo)作用(約占64%)。此外，其他刀具材料的性能也得到了顯著改善，擴(kuò)大了各自的應(yīng)用領(lǐng)域，形成了各種刀具材料既有獨(dú)特優(yōu)勢、使用范圍又相互替代補(bǔ)充的整體格局。正是刀具材料的全面、迅速發(fā)展，為當(dāng)今高速、高效金屬切削加工奠定了基礎(chǔ)。
硬質(zhì)合金的性能不斷改進(jìn)，應(yīng)用面不斷擴(kuò)大，成為切削加工的主要刀具材料，對(duì)推動(dòng)切削效率的提高起到了重要作用。首先，細(xì)顆粒、超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料的開發(fā)顯著提高了硬質(zhì)合金材料的強(qiáng)度和韌性，用它制造的整體硬質(zhì)合金刀具(尤其是量大面廣的中小規(guī)格通用刀具如鉆頭、立銑刀、絲錐等)大量替代傳統(tǒng)的高速鋼刀具，使切削速度和加工效率大幅度提高，將量大面廣的通用刀具帶入了高速切削范疇。其次，硬質(zhì)合金加壓燒結(jié)等新工藝的開發(fā)和應(yīng)用提高了硬質(zhì)合金的內(nèi)在質(zhì)量，針對(duì)不同加工需求開發(fā)專用牌號(hào)的做法進(jìn)一步提高了硬質(zhì)合金的使用性能。開發(fā)了具有良好抗塑性變形能力和韌性表層的梯度硬質(zhì)合金，作為化學(xué)涂層硬質(zhì)合金刀片牌號(hào)的基體材料，提高了涂層硬質(zhì)合金刀片的切削性能和應(yīng)用范圍。
陶瓷和金屬陶瓷刀具材料品種增多，強(qiáng)度和韌性提高，應(yīng)用領(lǐng)域和加工范圍不斷擴(kuò)大，可在鋼材、鑄鐵的精加工、半精加工中替代硬質(zhì)合金，提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前，此類刀具材料不僅可用于單件、小批量生產(chǎn)，而且已應(yīng)用于流水線的批量生產(chǎn)，由于價(jià)格較低，可作為干切削、硬切削的首選刀具。
PCD、CBN超硬刀具材料改性和制造工藝的改進(jìn)，使其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。用CBN制造的缸孔鏜刀已可用在自動(dòng)生產(chǎn)線以及鑄鐵、淬硬件的加工中，并從精加工領(lǐng)域擴(kuò)大到半精加工領(lǐng)域，使切削加工效率大幅提高。鋁合金是汽車工業(yè)廣泛使用的重要材料，鋁合金的高效加工是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。目前，由于廣泛應(yīng)用各種高性能PCD刀具，使切削效率顯著提高，最高切削速度已達(dá)7000m/min。產(chǎn)品已從車刀、面銑刀擴(kuò)大到立銑刀、鉆頭、鉸刀、成形刀具等。
涂層作為提高刀具性能的關(guān)鍵技術(shù)刀具涂層技術(shù)近年來取得了重大進(jìn)展，表面涂層已成為提高刀具性能的關(guān)鍵技術(shù)。化學(xué)氣相沉積(CVD)仍然是可轉(zhuǎn)位刀片的主要涂層工藝，已開發(fā)出中溫CVD、厚膜Al2O3、過渡層等新工藝，在改進(jìn)基體材料性能的基礎(chǔ)上，使CVD涂層的耐磨性和韌性均得到顯著提高。CVD金剛石涂層也取得了較大進(jìn)展，提高了涂層表面質(zhì)量，并進(jìn)入實(shí)用階段。目前，國外硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的涂層比例已達(dá)75%左右。在此期間，物理氣相沉積(PVD)涂層技術(shù)的進(jìn)展尤為引人注目，在涂層爐結(jié)構(gòu)、工藝過程、自動(dòng)控制技術(shù)等方面都取得了新進(jìn)展，不僅開發(fā)了適用于高速切削、干切削、硬切削的高耐熱性涂層(如超級(jí)TiAlN)以及綜合性能更好的TiAlCN通用涂層和DLC、W/C減摩涂層，而且通過對(duì)涂層結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，開發(fā)了納米、多層結(jié)構(gòu)涂層，大幅度提高了涂層的硬度和韌性。
PVD涂層技術(shù)的新進(jìn)展顯示了涂層技術(shù)對(duì)提高刀具性能的巨大潛力和獨(dú)特優(yōu)勢，通過對(duì)涂層工藝參數(shù)的控制和對(duì)靶材、反應(yīng)氣體的調(diào)整，可不斷開發(fā)出新的高性能涂層，以滿足加工多樣性的需要。涂層技術(shù)將成為提高和改善刀具性能的捷徑，有著十分廣闊的應(yīng)用前景。