拓展陶瓷刀具市场的五个要素

国际金属加工网 2016年12月15日

陶瓷刀具固有的高硬度和耐热性使其非常适合切削加工淬硬钢和高温合金。它们可以采用比硬质合金刀具更高的切削速度,且其加工成败通常与机床的刚性和稳定性关系很大。以下是对陶瓷刀具市场影响较大的五个重要因素。

图1 加工中的NTK陶瓷刀具

1 陶瓷刀具的技术进步

绿叶(Greenleaf)公司销售和营销经理Bill Greenleaf认为,陶瓷刀具终将成为既能加工难加工材料,又适合加工常规材料的首选刀具,这是陶瓷材料、切削技术和机床技术不断进步的结果。他指出,如今的机床功能更先进,可以充分发挥陶瓷刀具不断改进的切削性能。CAM软件包提供了更丰富的编程技巧,设计开发的陶瓷刀片新牌号可以采用更高的切削速度和进给率,并提供更长的刀具寿命。NTK刀具美国公司营销和产品开发经理Neal Buschmohle表示,刀具行业正在开发耐磨性、强韧性、一致性和重复性更好的陶瓷牌号。其中许多产品(如氧化铝陶瓷刀片)的硬车削生产率正越来越接近CBN刀具的生产率,预计在未来3年内就能与CBN刀具并驾齐驱。在某些特定加工中,NTK的一些陶瓷牌号已经可以替代CBN刀具。京瓷精密工具公司高级应用工程师Eric Jenkins指出,陶瓷刀具最重要的发展趋势之一就是实现更复杂的倒棱钝化和刃口制备。这对于优化陶瓷刀具性能至关重要。例如,用于硬车削的陶瓷刀片通常需要对切削刃进行倒棱钝化,以提高刀片强度。这是因为硬车削的切削力可能要比常规“软切削”的切削力大30%—80%。

2 陶瓷刀具使用技能的培训

陶瓷刀具的使用方法与硬质合金刀具有许多不同之处。陶瓷刀具的基本原理可能并不难懂,但其中却包含了一些深刻的道理。初次接触陶瓷刀具的使用者,应该对其有更多了解。Greenleaf公司经常对自己的客户进行培训,通过专门的培训计划,或通过从事工厂培训的销售和服务工程师,传授正确运用陶瓷刀具的技能。

图2 京瓷公司开发的陶瓷刀具

Jenkins也认为,在刚开始使用陶瓷刀具时,掌握相关知识非常重要。他说,“应该告诫操作者,对陶瓷刀具要轻拿轻放。例如,不要将陶瓷刀具随便扔到工具箱里。此外,在刀片转位时也应小心操作,如果把紧固螺钉拧得过紧,可能会将陶瓷刀片压裂。操作者还应信任加工程序。对于陶瓷刀具而言,采用较高的切削速度属于正常现象,而对一些初次使用陶瓷刀具的操作者来说,如此高的切削速度可能显得很不寻常。”Buschmohle认为,机床操作者学习陶瓷刀具使用技能的目的各不相同,有些人可能只打算简单了解陶瓷刀具即可。另一些人则可能有一些编程背景,他们很容易确定陶瓷刀具对提高生产率的作用。他们看到了加工效率的提高,知道陶瓷刀具能帮助自己更轻松、更高效地完成加工任务。这种操作者可以成为优秀的陶瓷刀具销售人员。

3 机床稳定性是陶瓷刀具成功的关键

除了刚性和稳定性以外,陶瓷刀具对加工机床并无特殊要求。Jenkins表示在生产现场见到的大多数机床都可以使用陶瓷刀具,但加工成功和失败的区别往往与整个工艺系统的稳定性有关,包括机床在车间的布局、工件的装夹情况和刀具夹头的悬伸长度。硬质合金刀具脆性较大,因而对刚性问题比较敏感,但硬质合金的韧性通常比陶瓷好,承受不稳定加工条件的能力更强。可与陶瓷刀具相比,硬质合金刀具的切削速度相对较低。通常用陶瓷刀具加工一个航空零件所花的时间可能只是用硬质合金刀具完成相同工作所需时间的几分之一。

许多企业的加工设备尚未升级换代,仍在使用功率较小的老式机床,这对陶瓷刀具的应用是一个不利因素。机床功率不足对加工影响很大。那些拥有新型机床的客户在选择刀具上具有明显优势。

图3 加工中的绿叶陶瓷刀具

4 通过社交媒体分享加工诀窍

过去,陶瓷刀具曾被认为是一种非主流的利基技术,现在由于制造业网上社区的兴起,这种看法正在逐渐改变。社交媒体和互联网的普及,为加工和编程人员共享成功应用先进陶瓷刀具所需的加工技术提供了更多机会。各种社交网站(如Facebook、Twitter和YouTube)不断发布有关陶瓷刀具的各种教学视频和使用诀窍,内容涵盖了从编程技巧到成本分析的方方面面。而且这些信息被广泛关注和传播:大量的评论、提问和视频分享证明,如果有人想知道他是否可以在某种加工中使用陶瓷刀具,就能在互联网上找到答案,他只需对其加以验证即可。

5 不断扩大的最终用户市场

由于需要加工的难加工材料越来越多,随着机床、陶瓷材料和编程技术的进步,陶瓷刀具的最终用户市场正在不断扩大。过去陶瓷刀具主要应用于加工设备较先进的大型生产企业。如今,大多数机加工车间都已具备了成功应用陶瓷刀具所需的机床和加工技术。Jenkins也认为,陶瓷刀具市场正在不断增长。航空航天和医疗器件市场的增长趋势最明显。这两个行业可利用陶瓷刀具来加工其零件材料,达到延长刀具寿命、缩短加工周期的目的。Buschmohle表示,航空航天业有许多新产品被源源不断地开发出来,他对这一市场的前景非常乐观。他认为,在今后5—10年里,航空航天业将会非常繁荣,它应该是增长最快的领域。 此外,他认为在货运设备、发电设备、刹车制造等行业也会有大幅增长。最后,陶瓷刀具在刀具市场上的影响力将取决于零件制造商尝试将其引入加工车间的意愿。那些注重提高切削生产率的制造商将会获得更高的回报。


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