金剛石作為一種超硬刀具材料應(yīng)用于切削加工已有數(shù)百年歷史。在刀具發(fā)展歷程中,從十九世紀末到二十世紀中期,刀具材料以高速鋼為主要代表;1927年德國首先研制出硬質(zhì)合金刀具材料并獲得廣泛應(yīng)用;二十世紀五十年代,瑞典和美國分別合成出人造金剛石,切削刀具從此步入以超硬材料為代表的時期。二十世紀七十年代,人們利用高壓合成技術(shù)合成了聚晶金剛石(PCD),解決了天然金剛石數(shù)量稀少、價格昂貴的問題,使金剛石刀具的應(yīng)用范圍擴展到航空、航天、汽車、電子、石材等多個領(lǐng)域。
金剛石刀具的應(yīng)用
工業(yè)發(fā)達國家對金剛石刀具的研究開展較早,其應(yīng)用已比較成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金剛石以來,對金剛石刀具切削性能的研究獲得了大量成果,金剛石刀具的應(yīng)用范圍及使用量迅速擴大。
PCD刀具的發(fā)展歷程
金剛石刀具廣泛應(yīng)用于難加工有色金屬及非鐵類難加工材料,特別是鋁和銅及其合金,比例達到 80%以上。金剛石與鐵親和作用很強,高溫下極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),同時金剛石中的碳原子還會擴散到鐵中,影響其切削性能。因此金剛石刀具不宜加工黑色金屬及其它鐵系材料。
金剛石刀具應(yīng)用于各行業(yè)的比例
由圖可知,金剛石刀具在金屬切削領(lǐng)域的應(yīng)用主要是汽車 ( 包括發(fā)動機關(guān)鍵部位) 和航空航天,此外還有高精度醫(yī)療器械、精密電子元件等; 非金屬加工方面,有工程陶瓷、石材、木材、碳纖維塑料、合成線材等。
金剛石刀具應(yīng)用于各種切削加工方式的比例
各種類型金剛石刀具
根據(jù)加工對象,金剛石刀具分為金剛石金屬切削刀具和金剛石木工刀具,從結(jié)構(gòu)上主要有可轉(zhuǎn)位式和焊接式。目前,金剛石刀具的應(yīng)用范圍已由傳統(tǒng)的車削加工向鉆削、銑削加工、高速切削擴展,在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。電動汽車的高速發(fā)展,在給傳統(tǒng)汽車行業(yè)帶來沖擊的同時,也給刀具行業(yè)帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。
金剛石刀具的發(fā)展趨勢
近年來,金剛石刀具的應(yīng)用趨勢持續(xù)呈上升趨勢發(fā)展,已經(jīng)在在數(shù)控機床行業(yè)占據(jù)了主導(dǎo)地位。制造業(yè)的加工技能受金剛石刀具行業(yè)的影響較大,而制造業(yè)的發(fā)展也會促進金剛石刀具行業(yè)的發(fā)展。
目前,國際上著名的人造金剛石復(fù)合片生產(chǎn)商主要有英國DeBeers公司、美國GE公司、日本住友電工株式會社等。國內(nèi)金剛石刀具市場隨著刀具技術(shù)水平的發(fā)展也不斷擴大,清華大學(xué)、大連理工大學(xué)、華中科技大學(xué)、吉林工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等均在積極開展這方面的研究。國內(nèi)從事金剛石刀具研發(fā)、生產(chǎn)的有上海舒伯哈特、鄭鉆精密、上海譽和、鄭州新亞、河南四方達、成都工具研究所、成都戴夢迪、富耐克等幾十家單位。
金剛石刀具正在成為航空航天、汽車、電子等材料加工發(fā)展中的主導(dǎo)刀具,應(yīng)用范圍越來越廣泛。金剛石刀具的發(fā)展趨勢呈以下幾個方面:1、新型金剛石刀具材料利用增多。PCBN、PCD等刀具材料的韌性進一步增強,利用領(lǐng)域日趨增多。2、金剛石刀具研發(fā)更具針對性。金剛石刀具制造商研發(fā)的重點再也不是通用品牌和通用結(jié)構(gòu)。面對復(fù)雜多變的利用場合和加工條件,研發(fā)針對性更強的刀片槽形結(jié)構(gòu)、牌號及相應(yīng)配套刀具取代通用的槽形、牌號的刀片及刀具。3、金剛石刀具制造商角色轉(zhuǎn)變。從純正的金剛石刀具制備、供應(yīng),擴大至新切削工藝的開拓及相應(yīng)成套技能和解決方案的開拓,為用戶供應(yīng)全面的技能支撐。4、信息化程度提高,金剛石刀具制造企業(yè)合作增強,市場競爭減輕。
不過金剛石刀具行業(yè)問題突出,金剛石刀具發(fā)展很快但跟不上市場需求,金剛石原材料產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、品級仍以低端為主,在加上規(guī)模以上金剛石刀具企業(yè)數(shù)量少、行業(yè)缺乏知識產(chǎn)權(quán)、專業(yè)技術(shù)人員匱乏,導(dǎo)致國內(nèi)金剛石刀具仍以低端為主,在低端市場血拼價格,產(chǎn)品盲目仿造,高端市場被進口刀具壟斷。伴隨著原材料、用工成本的不斷增加,國內(nèi)部分刀具企業(yè)只能在懸崖的邊緣苦苦掙扎,中國金剛石刀具行業(yè)已經(jīng)陷入混亂的泥潭。
為解決這一現(xiàn)狀,促進刀具行業(yè)加快優(yōu)化與創(chuàng)新、走向積極健康的發(fā)展趨勢、提高刀具企業(yè)知名度,金剛石刀具網(wǎng)整合全網(wǎng)優(yōu)勢資源,聯(lián)合行業(yè)專家學(xué)者,為中國金剛石和立方氮化硼刀具生產(chǎn)商提供及時準確的市場信息,優(yōu)質(zhì)的原輔材料,幫助企業(yè)把握廣闊的發(fā)展空間和眾多潛在的商業(yè)伙伴。金剛石刀具網(wǎng)還支持多種方式展示刀具產(chǎn)品及特色,以最方便、快捷的方式達成交易,擴大企業(yè)業(yè)務(wù),減少線下業(yè)務(wù)成本,解決刀具企業(yè)在研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和管理等方面所遇到的問題。
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