專項素描

Ti-Al-X-N新型塗層技術是(yes)利用(use)氣相沉積方法在(exist)高強度工具基體表面塗覆幾微米高硬度、高耐磨性難熔Ti-Al-X-N塗層，從而達到(arrive)減少刀具磨損，延長壽命，提高切削速度的(of)目的(of)。它是(yes)高檔數控機床與基礎制造裝備國(country)家重大(big)專項課題取得的(of)重要(want)成果。

重大(big)突破

這(this)一(one)技術打破了(Got it)國(country)外企業在(exist)高端刀具塗層技術領域的(of)壟斷，提高了(Got it)高檔塗層刀具的(of)國(country)産化率，爲(for)汽車、航空等重點用(use)戶提高生(born)産效率、降低生(born)産成本打下了(Got it)堅實基礎。

應用(use)前景

株洲鑽石刀具在(exist)關鍵的(of)塗層技術上(superior)取得突破，使汽車發動機缸體某關鍵部件加工的(of)刀具成本降低了(Got it)30%，将其典型用(use)戶——奇瑞汽車的(of)發動機加工刀具國(country)産化率從20%提升至47%，在(exist)替代進口，滿足重點行業急需方面具有重大(big)意義。

中國(country)作(do)爲(for)制造大(big)國(country)已是(yes)不(No)争的(of)事實。但我(I)國(country)在(exist)數控切削刀具技術方面與國(country)外相比仍存在(exist)差距，突出(out)表現在(exist)先進塗層制造和(and)塗層技術的(of)基礎研究方面。Ti-Al-X-N新型塗層技術的(of)成功應用(use)，一(one)舉打破了(Got it)國(country)外強勢企業在(exist)高端刀具領域的(of)壟斷，爲(for)提高刀具的(of)國(country)産化率打下了(Got it)堅實基礎，爲(for)更好地(land)滿足重點行業需求創造了(Got it)條件，具有重大(big)的(of)經濟和(and)社會效益。

承載刀具核心技術

機床被稱作(do)“制造機器的(of)機器”。如果說高檔數控機床是(yes)現代工業文明的(of)藝術品，那麽高端硬質合金精密刀具便是(yes)藝術品上(superior)的(of)鑽石，而鑽石閃耀的(of)光芒源自于(At)刀具表面幾微米厚的(of)精密塗層。

據了(Got it)解，塗層刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化學性能穩定、耐熱耐氧化、摩擦系數小和(and)熱導率低等特性。原因是(yes)塗層材料作(do)爲(for)化學屏障和(and)熱屏障，減少了(Got it)刀具與工件間的(of)擴散和(and)化學反應，從而減少了(Got it)磨損，使得刀具壽命提高3～10倍以(by)上(superior)，切削速度提高20%～100%。可以(by)說，薄薄一(one)層塗料承載着刀具的(of)核心技術。

目前塗層刀具在(exist)切削刀具中占的(of)比例已達到(arrive)80%。由于(At)國(country)外企業在(exist)高端刀具領域占據壟斷地(land)位，在(exist)我(I)國(country)數控機床專項中，刀具及其核心塗層技術的(of)地(land)位日益受到(arrive)重視，對塗層技術的(of)突破被列入多項課題研究中。

趕超國(country)際同類産品先進水平

株洲鑽石公司自主研發Ti-Al-X-N新型塗層技術的(of)道路并非一(one)帆風順。初期引進塗層生(born)産線時(hour)，株鑽隻能生(born)産普通的(of)Ti-N和(and)Ti-Al-N塗層。通過消化吸收，科研工作(do)者開發出(out)具有納米結構的(of)Ti-Al-N塗層，比普通Ti-Al-N塗層性能有一(one)定的(of)提高，但仍舊不(No)能滿足刀具行業發展的(of)需要(want)。在(exist)此形勢下，株鑽成立研發團隊，以(by)專項課題精密工具創新能力平台建設爲(for)契機，開展新型高性能塗層的(of)集中攻關工作(do)。

經過大(big)量的(of)實驗，課題組選擇了(Got it)最優的(of)Ti-Al-X-N塗層，其抗氧化性能和(and)硬度都較Ti-Al-N塗層高，但其切削性能和(and)Ti-Al-N相比并無顯着提升。爲(for)了(Got it)搞清楚塗層性能爲(for)何達不(No)到(arrive)預期效果，研發團隊首先将新塗層從基體上(superior)剝離下來(Come)研磨成粉末進行差示掃描量熱儀分析，分析塗層在(exist)高溫下的(of)相結構演變、調幅分解過程。通過不(No)懈努力，課題組制備出(out)了(Got it)優化納米複合多層結構塗層nc-TiAlN/Si3N4。

據了(Got it)解，Ti-Al-X-N新型塗層技術已獲得9項專利且全部爲(for)發明專利。PVD塗層産品硬度高于(At)40GPa，達到(arrive)超硬效應。在(exist)1100℃下空氣氣氛中氧化10小時(hour)後，塗層仍未完全氧化。在(exist)1100℃回火後，塗層的(of)硬度仍能維持40GPa以(by)上(superior)，與基體的(of)結合強度超過90N。同期自主開發的(of)CVD塗層α-Al2O3厚度達10微米，塗層結合力超過80N，加工鑄鐵切削速度可達500米。産品經用(use)戶使用(use)對比，在(exist)模具加工行業已達到(arrive)或超過了(Got it)國(country)際同類産品先進水平。