数控产品牌号的发展和涂层技术

　　中国正在从制造业大国向制造业强国迈进，数控刀具将得到越来越多的应用。公司作为国内刀具行业的龙头企业，数控刀具近十年来处于飞速发展阶段。硬质合金、涂层硬质合金、金属陶瓷、非金属陶瓷、超硬材料等各类数控刀具牌号门类齐全，互相补充，竞相发展，成为中国刀具行业的一大亮点。其中，作为公司核心产品的涂层硬质合金牌号发展尤其迅速，是公司快速发展的代表。
　　涂层硬质合金是刀具行业的又一次革命，是各知名刀具企业竞相争夺的制高点。通过多年的发展，公司目前开发的涂层牌号已能覆盖当前的主要加工领域，在不少领域已能和国际知名企业一争高低。但其发展道路是艰辛和曲折的。
　　早在上个世纪70年代，公司就开始了硬质合金涂层技术的研究，是我国最早研究涂层硬质合金的企业。
　　80年代通过设备引进，开始形成生产能力并有产品推向市场。80年代初，公司引进了高温涂层炉(HTCVD)，精磨、钝化等配套设备，生产了我国最早的化学涂层（CVD）刀具牌号CN系列和CA系列。CA系列有CA15、CA25两个牌号；CN系列有CN15、CN25、CN35三个牌号。它们均为多层涂层结构：CA系列涂层材料的TiC+ Al2O3；CN系列的涂层为TiC+HT-Ti(C,N)+TiN。CA15适于铸铁与有色金属材料的精加工，CA25适于铸铁及有色金属的半精加工和粗加工。CN15适于钢材高速连续精加工，CN25用于钢材半精加工和精加工，CN35用于钢材粗加工。
　　80年代中期，公司又引进了全套CVD涂层设备和技术，形成了YB系列的涂层硬质合金刀具牌号。YB120为TiC+HT-Ti(C,N)+TiN涂层，主要用于铣削；YB215和YB320为TiC+Al2O3涂层，主要用于铸铁加工；YB415和YB435为TiC+Al2O3+TiN涂层，主要用于钢材加工，其中YB415适用于精加工和半精加工，YB435适用于粗加工和半精加工。
　　伴随株洲钻石切削刀具股份有限公司的建成和投产，公司涂层牌号得到了迅猛发展。
　　2001年公司慎重决策，引进了当代国际上最先进的中温涂层炉（MTCVD），建成了最先进的数控生产线。在此基础上开发了新一代涂层硬质合金牌号。在铸铁加工领域推出了YBD151和YBD251两个新牌号；在钢材加工领域推出了YBC151、YBC251和YBC351三个新牌号；在不锈钢加工领域推出了YBM151、YBM251和YBM351三个新牌号；在钢材铣削加工领域推出了YBC301、YBG40两个新牌号。通过这一轮开发，公司专业化学涂层牌号初具规模，主要被加工材料都有了对应的牌号。由于产品性能比原有牌号优势明显，很快得到了广大用户的认可，销量大幅提升，为公司的迅速发展奠定了坚实基础。
　　在成功开发第一代高性能涂层产品后，公司加快了研发节奏，加大了研发力度。瞄准CVD涂层国际前沿技术，通过对专用基体、涂层基础技术和涂层工艺的潜心研究，公司于2005年正式推出了用于铸铁加工的"黑金刚"系列涂层牌号。该系列由YBD052、YBD102、YBD152和YBD252四个牌号构成，(A36页)用于各种铸铁材料的高效加工，可满足客户从车削到铣削、粗加工到精加工等多种需要。"黑金刚"系列几乎与国际知名公司的同类产品同期推出（比部分公司更早），赢得了市场先机。由于其卓越的性能，独特的设计，给用户留下了深刻的印象，迅速得到用户的认可，奠定了公司高端产品供应商的形象。
　　秉承"黑金刚"这一独特理念，2007年在对钢材加工的深入研究基础上，公司推出了YBC152和YBC252两个牌号，用于钢材的高效加工。2009年在对不锈钢加工的深入研究基础上，通过对基体和涂层的创新设计，推出了YBM253牌号，用于不锈钢的高效加工。2010年针对汽车行业和压缩机行业的需求，推出了铸铁加工的专用牌号YBD152C。加上即将于2011年推出的YBM153和YBC302，构成了一个"黑金刚"家族，给客户创造了巨大的价值，为中国刀具的振兴作出了重要贡献。
　　和化学涂层（CVD）牌号发展一样，公司物理涂层（PVD）牌号也取得了惊人的发展。公司物理涂层起步较晚，直到株洲钻石成立才后购买了第一台PVD涂层炉。根据供应商提供的涂层工艺，开发了最早的PVD涂层牌号YPC30S、YBD10N、YBG201和YBM252。由于并不是最先进的涂层工艺，加上对PVD涂层认识较少，销售业绩不理想。如YBD10N没有取得预期的效果。
　　随着对PVD涂层认识的深入，公司把握了物理涂层刀具将快速发展的趋势，果断加大了研发和设备的投入，使公司的PVD涂层牌号数量不断增加，销售收入突飞猛进。
　　2005年公司正式推出了PVD涂层通用加工系列。该系列由YBG102、YBG202、YBG302和YBG402四个牌号构成。其中YBG102适用于铸铁的铣削加工；YBG202和YBG302适用于各类被加工材料的中等负荷铣削以及不锈钢和高温合金的车削加工；YBG402适用于各类被加工材料的重负荷铣削。
　　根据市场需求，2007年后公司推出了多个专用PVD牌号：YBG152、YB212和 YBG252，丰富了PVD涂层牌号系列。其中YBG152主要用于铸铁的中等、重负荷的铣削加工；YBG212主要用于钢材的轻、中等负荷铣削加工及钻削加工；YBG252主要应用于各类材料精密铣削加工。
　　2009年推出的YBG205是公司PVD涂层牌号的典范。该牌号特别适合当今的高效加工，迅速得到用户认可，使公司PVD涂层进入世界先进行列。
　　除涂层硬质合金牌号外，其它数控刀具牌号的发展也精彩纷呈。硬质合金有YD101、YD201等牌号，用于有色金属和非金属材料的高效加工；金属陶瓷有YNG151、YNG151C等牌号，用于钢材的精密加工；非金属陶瓷有CA1000、CN1000、CN2000等牌号，用于高硬、高温材料的高效加工和绿色加工；超硬材料有YCD011、YCB011和YCB012牌号，YCD用于有色金属和非金属材料的高效加工，YCB011和YCB012用于高硬、高温材料的高效加工和绿色加工。特别是公司改进和优化了已有基体牌号，开发了涂层专用基体牌号，创新了涂层前后处理工艺。涂层材料的种类、涂层工艺不断增加，涂层技术有了质的飞跃。
　　在CVD涂层领域，公司早期采用的是高温涂层技术（HTCVD），主要涂层材料为TiC、TiN、HT-Ti(C,N)和混晶Al2O3，应用于CN、CA和YB系列牌号中。涂层厚度薄、晶粒粗大、结合强度低。株洲钻石成立后，引进新设备，形成中温涂层技术（MTCVD），主要涂层材料为TiN、MT-Ti(C,N)和κ-Al2O3，应用于YBD、YBC和YBM第一代产品牌号中。由于涂层为柱状晶结构，涂层厚度增加、晶粒细化、结合强度提高，耐磨性有了明显改善。但由于κ- Al2O3为亚稳结构，高温性能差，不适合当今的高效加工和绿色加工。
　　为此公司加大力度自主研发，掌握了涂层精细控制技术，先后开发了纯α- Al2O3涂层、细晶MT-Ti(C,N)涂层、细晶α- Al2O3涂层、超细晶MT-Ti(C,N)涂层，通过多层涂层技术应用于"黑金刚"家族，产品性能达到国际先进水平。
　　目前公司正在开发的新型过渡层技术和含锆涂层技术，将使公司涂层的耐磨性和结合强度再上一个新台阶。
　　在PVD领域，公司最早的涂层材料为TiN，应用于YPC30S等牌号中，耐磨性较差。随后开发的TiAlN涂层，主要应用于YBG201和YBM252牌号。由于高温性能差，不适合高速加工。通过此后多年的研究，公司完全掌握了两类先进的涂层技术：磁控溅射和多弧离子镀。在此基础上，公司开发了纳米多层涂层技术和AlTiN涂层，应用于YBG102、YBG202、YBG302和YBG402等多个牌号中。由于提高了涂层的耐磨性和高温性能，公司PVD涂层牌号迅速打开了市场局面。自主研发的含硅多元涂层技术达到国际先进水平，应用于YBG205牌号具有优异的高温性能，特别适合高效加工。目前公司正在研发新型多元涂层技术，将为用户提供更多更好的专用加工牌号。

（株洲钻石：陈响明）

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