摘要 全球化和信息革命是21世紀世界經濟發展的兩大特點,而技術創新乃是企業發展的不懈動力。剛剛過去的2007年,山高刀具公司的全球銷售額近10億美金左右,同比增長13%。而在大中華區,由...
全球化和信息革命是21世紀世界經濟發展的兩大特點,而技術創新乃是企業發展的不懈動力。剛剛過去的2007年,山高刀具公司的全球銷售額近10億美金左右,同比增長13%。而在大中華區,由于中國制造業的迅猛發展,因此山高中國的銷售額己突破3億元人民幣,同比增長近40%,是山高全球市場發展速度最快的地區之一。
同時,山高中國的面貌一年又變了一個樣,公司近期又擴大了生產和辦公場地共計2400m2。去年底舉行的2007年度亞太地區技術研討會,就是在新落成的虹漕路456號8號樓2層的培訓中心舉行的。其中新樓一層用于生產非標刀具和切削演示,二層為制造部、設計部、技術中心的辦公室及相關配套設施。今年伊始,以CEO Mr.Kai W?rn帶隊的總部高層領導,還特地來滬參加為慶祝新辦公樓落成而舉行的剪彩儀式。
值得指出的是,山高刀具所取得的這些成績,主要應歸咎于我們的先進產品山高刀具每年所投入的技術研發費用,要占我們銷售額的5%左右,大到切削原理,小在金相分析,我們有一支團隊始終鍥而不舍地作出不懈努力。
在機械加工領域,山高始終把握著金屬切削刀具的前沿技術與發展方向。經過百年傳承,山高的產品系列已從初期的單一銑刀系列發展到上世紀末期的集銑、車、鉆等多系列直至目前涵蓋車、銑、鉆、鉸、鏜及刀柄系統等全系列。其市場形象也從當年的“銑削之王”發展成為“可信賴刀具系統供應商”,進而演變為“機加工整體方案提供者”,我們的目標是成為客戶的戰略合作伙伴。
在擴大產品系列的同時,創新一直是山高產品發展的主旋律。公司上世紀80年代后推出的45°主偏角面銑刀和“小魔王”可換刀頭球頭立銑刀,分別解決了當時困擾著刀具界的74°主偏角銑刀銑削鋼件材料時徑向切削力過大及小徑刀桿可換刀頭與桿體連接這兩大難題。山高的硬質合金刀片材質等級也在過去的20年間,由兩位數系列發展到四位數系列。同時,新材質的開發成功也使切削參數不斷得以提高。
在尋求對于改進寬范圍材料加工能力的影響因素的過程中,山高已經探索了直至原子層面的所有可能性。這導致了新型刀片鍍層技術的誕生,它被證明在性能上大大超越了原有的水平,特別是加工鋼件。2007年山高已經推出了Duratomic車削刀片新材質等級TP2500,將鋼件加工的性能提高到一個新的高度。
Duratomic是山高刀具的最新研發成果。Duratomic具有極佳的韌性和耐磨性,它將成為今后幾年(刀片)鍍層研發的方向,而且將對金屬加工生產率的提升產生巨大的影響。
之后山高又推出了用于不銹鋼車削的Duratomic材質等級TM2000、TM4000。隨后把Duratomic技術推廣到銑削領域,新推出了用于銑削加工的Duratomic材質等級MP1500、MP2500、MK1500、MK3000。因此可以預見,2008年必將是Duratomic材質等級在金屬加工領域大顯身手的一年。
那么,Duraromic的奧秘在哪里?它的優異性能是如何實現的呢?
我們有許多方法可以改進鍍層產品的性能,如在鍍層爐內對化學成分進行微調、各個鍍層的結構控制更仔細、鍍層刀片的頂部與底部的精磨、甚至鍍層后對切削刃進行拋光,所有這些都對最終用戶均有好處。
在過去的幾年中,除了這些改進之外,山高嘗試了采用一種相對而言更基本的方法來提高鍍層的性能。例如,有些同行認為,對某些材質等級的刀片切削刃進行拋光的理由之一,就是去除鍍層本身的瑕疵。山高也使用了這一措施,因為通過拋光確實可以改善光滑性、消除殘余應力狀態并減少切削的摩擦。但是,如果這些瑕疵并非首要因素的話會怎么樣呢?這一問題的提出使得山高認識到還必須致力于改善各個鍍層結構的完整性。
如果我們從最初的地方開始,有兩種不同形式的氧化鋁應用于鍍層:k和a。兩者區別在于晶體結構的不同。例如,陶瓷衛浴產品和紅寶石都是由氧化鋁制成的。這兩者的區別在于原子的排列方式。當用作刀具材料時,我們更希望使用a相的氧化鋁。然而,k相更容易沉積,所以先沉積k相再在熔爐里對鍍層熱處理,使之轉換為a相。在進行這種處理時會產生體積上的收縮,其直接后果是不可避免地產生裂紋。直到山高的鍍層專家解決了如何直接沉積a相氧化鋁,使得結構變得無裂縫。
大家還可以用另外一種材料進行類比,我們都知道金剛石是人類已知最堅硬的材料,從某個結晶方向可以被相對容易地劈開,金剛石可以非常好地抵抗任何形式的破損或磨損。通過仔細地調整鍍層的循環,山高的研發團隊已經掌握如何控制這些鍍層的晶體結構,以提高韌性和耐磨性。這個就是我們已經命名的“Duratomic”工藝,即希望它能反映出我們通過原子級的工藝來控制鍍層使其更耐用的想法。通過把另一種結晶方向引入切削,就能提高刀具的韌性和耐磨性。
山高研發團隊所做的是從化學上改變氧化鋁(Al2O3)層的晶體結構,以創造出一種能提供更長的刀具壽命并提高切削能力的鍍層。我們相信這將會完全改變未來材料等級研發的性能預期。用Duratomic技術開發鍍層可以與任意不同的基體相結合,創造出新一代的有顛峰性能且應用廣泛的材料等級。
傳統氧化鋁鍍層的硬度約為27.5(GPa)。Duratomic的硬度大約是30.5(GPa),提高了10%-15%。硬度的提高將直接轉換為耐磨性的增加,因此,也提高了刀具壽命。在一個典型的應用中,鍍層的工作溫度也由915℃下降到880℃,足以大大提高抗月牙洼磨損性能。
該材質等級表現為黑色,是由于氧化鋁粘合到其下面的碳氮化鈦層所造成的。Ti(C,N)是非常堅硬且耐磨的。在它的下面是一個嶄新的基體,它被認為是這一鍍層的理想搭檔,而且也以富鈷區為特色,它意味著鈷元素由這一結構的芯部轉移到表面。毫無疑問的是,山高提高了這一材質等級的韌性。
刀具的技術創新,不僅僅是材質的創新,刀具結構創新的例子也比比皆是。山高鉸刀新產品Precifix正是集合了Precimaster和Bifix的優點而創造的。Precifix的產品名稱本身就是另外兩種鉸刀名稱的前后綴合成的,而且其設計理念也體現了這一點。Precifix是一種刀片可調的鉸刀,保證IT6級精度。由于使用了單一的可調螺釘系統,因此調整操作盡可能地簡化:無須調整倒錐。它的優勢主要有:經濟性,采用成本較低的可轉位刀片;模塊化,使用與Precimaster相同的刀桿;靈活性,同一種刀頭具備兩種冷卻方式(通孔或盲孔)。
以上這些研發成果,據用戶試用后反映,效果相當出色,故訂貨也絡繹不絕,同時我更相信,在新的一年中,必將又有更好的新產品應運而生。目前,山高員工正信心百倍,上下一心繪制新的發展宏圖。
(來源:《工具技術》 作者:山高刀具(上海)有限公司董事總經理 蔣文德