日本刀具市场需求分析

　　一、刀具需求继续增长
　　
　　随着经济景气的扩大，日本制造业的设备开动率维持在高水平。在此背景下，2005年日本的机床用刀具的生产额比前一年增加了15.7%，连续两年实现以两位数增长。从2003年开始的景气扩大倾向在2006年仍将持续，制造业的生产依然看好，因此预计机床用刀具的需求仍将维持在高水平。处在坚挺的需求环境中的各刀具厂家，为了更进一步提高对顾客的服务质量和扩大需求，正倾力开发高速高效、多功能、适合环保等的刀具产品。
　　
　　2006年刀具需求继续扩大
　　
　　机床用刀具2005年的生产额比前一年增加15.7%，达4533.55亿日元。这反映出不仅在日本国内，还随着海外生产扩大需求激增的汽车关联产业以及模具、数码家电等整个产业景气的恢复，市场生气勃勃。生产额占整个刀具55.9%的超硬刀具同比增加19.1%，为2532.17亿日元；特殊钢刀具同比增加15.5%，为1024.78亿日元；金刚石刀具增加了6.8%，为748.92亿日元。除了金刚石刀具外，均达到两位数增长。
　　
　　2006年，机床用刀具的需求因国内制造业生产活跃和外需仍然维持高水平，所以依然看好。处在坚挺的需求环境中的各刀具厂家，为了更进一步提高对顾客的服务质量和扩大需求，正倾力开发新产品和开拓新销路。
　　
　　在占机床用刀具整个生产额55.9%（2005年）的超硬刀具中，超硬刀片比前一年增加了17.6%，超硬钻头增加了35.2%，超硬立铣刀增加了37.9%，增长均达到两位数，维持了良好的势头。超硬刀具业界自“泡沫经济”崩溃后，一直将需求规模超过2000亿日元看作景气好，而低于 2000亿日元则视为不景气。1992～2005年之间，超过2000亿日元的有5次，而低于2000亿日元的有9次，但现在这个景气的分歧点被顶了上来。超硬刀具2005年的出口也很顺利，比前一年增加了17.8%，为683亿日元，特别是对以中国为主的东南亚的出口出现了高增长，出口比率为 23.3%，创历史新高。
　　
　　多样的刀具特性，快速的应对方案
　　
　　作为刀具主要客户的机床业，高速高精度化、多轴多功能化和适应环保的技术开发正取得进展，随之也要求刀具的开发要适应这种技术进步。于是，展开了适应高速铣削的、多功能化的、直径微小化的、适应干式加工的等涉及众多方面的刀具开发工作。
　　
　　随着机床的高刚性、高速高精度化，CBN（立方氮化硼）和金刚石刀具成为高速、高性能、高精度加工不可缺少的工具。
　　
　　在淬火钢、烧结合金和铸铁等难切削材料加工领域，追求高速、高效、高精度和长寿命的CBN刀具新产品和新材质的开发竞争正如火如荼。烧结合金材料用金属陶瓷刀具也可以加工，随着在材料中使用比例的增加，已进化成更坚硬、更强韧和更难加工的材料。而且，由于零件形状的复杂化和对尺寸精度的要求越来越高，CBN刀具的适用范围在不断增加。举例来说，也有这样的产品：针对多种材料特性和诸多形状的烧结合金，将几种刀尖形状处理的刀具进行标准库存，从高精度加工到对高强度材料的强断加工，对所有的烧结合金材料都可以实施高速和高效加工。
　　
　　另一方面，金刚石刀具令人瞩目的不是材料面、钎焊刀和铰刀等新产品，而是刀片可换式刀具和铣刀等新产品。最近，为适应高速加工机床的普及，在市场上出现了小型轻量化的刀具和立铣刀。
　　
　　现在市场上开始销售一种主要用于模具粗加工、切屑排出量是传统铣刀10倍以上的刀片可换式刀具。模具自由曲面的加工向来是使用球头立铣刀，但这种球头刀刃上不但容易算出刀具对自由曲面的轨迹，而且有许多缺点，如球头尖端横刃的切削性差，进给量和残留将影响加工面质量，而要改善加工面，刀具的切削长度将变得很大等。作为解决这些问题的方法，RC立铣刀的使用日益增多。
　　
　　高耐磨性、高耐热性和高强韧性
　　
　　为了适应高速铣削加工，要求刀具有高耐磨性、高耐热性和高强韧性。于是，在超微粒子基体上施加复合多层膜涂层来提高切削功能的超硬立铣刀等产品不断增多。
　　
　　超微粒子超硬合金是将材料的粒度微粒化至lμm以下，使其增加抗弯能力和提高韧性。其中也有使用几纳米（纳米是十亿分之一米）的超微细粒子的。在加工中，当工件直径小或立铣刀直径小时，回转数有限难以实现高速切削，因为传统的超硬刀具会发生崩裂。而超微粒子超硬合金刀具由于韧性高，可以将刀刃设定为大前角，从而切削出良好的加工面。
　　
　　复合涂层是将多种涂层材料组合起来，一层又一层地涂覆在基体上，以提高刀具切削性能。例如，为了减小与切屑的摩擦，最外层可以涂覆氮化钛涂层；为了提高耐粘附性和前刀面的耐磨性，第二层可以使用氧化铝涂层，为了提高前、后刀面的耐磨性，第三层可以使用碳化钛涂层。
　　
　　在刀具表面涂覆多层膜，可使硬度提高到2500～3000Hv，且耐热性显著改善，在850～900℃的高温下刀具材料也不会发生氧化，仍可保持硬度。由于涂层是多层涂覆的，因此韧性提高，表层发生裂纹也难以扩展，可以防止刀具崩刃。
　　
　　已经被实际使用的涂层材料除了适合高速切削钢的碳化钛和氮化钛以外，还有金刚石和CBN。当然，由于金刚石涂层在切削过程中因温度上升会分解为石墨，因此不适合用于含碳的钢的切削，通常用于铝等轻合金材料的高速切削。最近，为满足高硬度钢的高速切削和软钢的高效率加工需求，涂覆有纳米微细晶粒的硅系纳米涂层刀具等也出现了。
　　
　　为减轻环境负荷而使用新技术
　　
　　对金属材料进行涂层处理，可以防止金属的劣化和磨损，也出现了将此作为新技术发展的机遇。
　　
　　成形技术的进步使得能够自由地制造各种形状的刀具，这也有助于提高刀具性能。在改善刀具形状设计方面，有正在开发中的强力型4刃立铣刀，这种刀具由于材质的提高，增加了每刃排屑量，提高了加工效率，可比传统的2刃立铣刀效率提高4倍。为缩短对模具等工件的高精度精加工时间，正在开发的新型刀具形状设计还有：将切削刃开到刀尖中心以实现良好面加工的立铣刀、将球头立铣刀的刀刃形状改为椭圆形以加大加工件接触面的椭圆立铣刀等。此外，还有通过提高刀片、刀头夹紧装置的精度和强度以减小振摆和误差的高品位加工刀具等。
　　
　　除了改善刀具最基本的耐磨性和耐热性以外，出于环保考虑、适合干式切削的刀具开发也十分活跃。由于干式切削不使用冷却液，因此要求刀具对工件有润滑特性。作为生态环境保护的对应技术，建议使用通过压缩空气将微量切削油雾化来实现冷却润滑的MQL切削等新技术，以减轻环境负荷。例如，进行 AlCrSiN涂层后可以不使用任何切削油进行高至80m/min高速干式切削的AT涂层高速钢立铣刀正投入市场。
　　
　　正如利用一台复合加工机床可以完成多个加工工序一样，刀具行业也在开发用一把刀具可以进行沟槽、侧面、孔等多种加工的多功能型刀具，以此实现缩短换刀时间和无需刀具预调带来的高精度和高效率。

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