硬质合金刀片的生产

  可转位刀片的生产技术基于粉末冶金技术，生产流程：硬质合金混合料制备、压制、烧结、后处理及涂层。尽管数十年来以上基本工序保持不变，但随着科学技术的进步，却对刀片的生产制造产生了显著影响。

  随着越来越多具有前沿的自动化及计算机控制的先进工业设备走进硬质合金制造企业，硬质合金生产过程的技术控制越来越稳定、可控及可靠。其结果就是所生产刀片的机械加工性能变得越来越一致，加工结果具有可预见性且不因刀片批号不同导致加工结果不同，新技术还使得烧结刀片的尺寸公差带更窄、精度更高，硬质合金刀片性能得到极大提升。

  现如今，一台典型的刀片压机往往是由计算机控制的、高度集结了工程学的设备。某些压机的设计还可进行多轴向压制。来自压制技术的非凡进步使得生产具有复杂形状的刀片成为可能，比如刀尖高度差异非常大的刀片（见图1）。先进的压制技术确保能收获更优化的刀片形状，不仅能保证刀片表面的光滑与刀片生产过程的稳定，还提高了刀片表面的精度等级。此外，现代计算机辅助设计与制造技术（CAD/CAM）的应用也为刀片的生产制造带来了益处，使得提高刀片设计水平、获得更佳的压制模具部件形状及精度成为可能。具有以最终烧结产品为导向来模拟压制生产过程的能力，在设计的初始阶段，就能从设计的角度对压制烧结结果予以修正，以促使成功研制出新刀片。

  对刀片烧结先进技术的掌控也有助于在生产过程中提高刀片的品质。在烧结过程进行工艺控制以获取非均匀结构的梯度硬质合金基体，确保合金表面带有薄层的富钴层。带有梯度层的硬质合金基体能阻断表面裂纹的发展， 保障了硬质合金基体具有更佳的抗脆裂性及抗破损性。当今，梯度硬质合金基体往往应用于进行车削加工的刀具中。

涂层技术的发展

  涂层硬质合金的引入及该领域的持续发展，显著提高了刀具的切削速度。从加工实例来看，30年前，采用伊斯卡非涂层硬质合金牌号IC20车削灰铸铁的切削速度大约为100m/mi n；现在，采用伊斯卡涂层硬质合金牌号IC5005的切削速度达600m/min。在另一案例中， 相同时期， 采用伊斯卡非涂层牌号IC50M铣削马氏体不锈钢的切削速度为80m/m i n；现在采用涂层牌号IC5500的切削速度达300m/min。这些令人印象深刻的数据充分解读了涂层硬质合金为刀具切削速度的提升带来的跨越式发展。

  涂层技术主要沿两个基本方向持续发展：化学气相沉积涂层（CVD）和物理气相沉积涂层（PVD）。CVD涂层的重大发展来自于对氧化铝陶瓷涂层的引入。氧化铝陶瓷涂层在高温下具有出色的隔热性能、耐磨性及化学稳定性，这使得刀具能以更高的切削速度加工。

  PVD涂层因此能提供全新等级的耐磨性更高的纳米涂层。相比于常规PVD涂层方式，图2所示的涂层由最大值为50nm的涂层复合而成，已被证明大大提高了涂层的结合强度。

  现代技术的发展使得操作人员能对刀片涂覆CVD和PVD两种涂层，复合涂层方式对涂层性能的控制更佳。例如，伊斯卡硬质合金牌号DT7150就是在韧性的基体上进行中温化学涂层（MTCVD）及TiAlN （PVD）涂层。最初研发此涂层的目的是提高具有特殊用途硬铸铁的生产率。

  刀片技术的另一主要先进生产制造方式就是涂层后处理技术。例如，伊斯卡推出的束魔技术（SUMOTEC）就采用了对已完成表面涂层的刀片进行后序处理的方法。前沿的束魔涂层后处理技术提高了硬质合金牌号的强度及耐磨性，使得生产率更高。对于CVD涂层而言，因硬质合金基体与涂层热膨胀系数的不同会导致内应力的产生。而PVD涂层则有表面液滴残留的问题。