技術(shù)

與國外相比，我國刀具PVD涂層技術(shù)的研究和開發(fā)起步并不太晚，而且在發(fā)展初期大量引進了當(dāng)時國際上最先進的各類涂層設(shè)備，八十年代后期國產(chǎn)涂層設(shè)備也得到了迅速發(fā)展，但該項技術(shù)真正廣泛應(yīng)用于高速鋼刀具卻是在九十年代中期。
到目前為止，雖然國內(nèi)對硬質(zhì)合金刀具TiCN涂層的研究已取得突破，但國內(nèi)市場的涂層產(chǎn)品仍以TiN涂層為主。分析其原因，可歸納為以下幾點：

（1）前期集中引進對國內(nèi)PVD技術(shù)后續(xù)發(fā)展的影響

八十年代中期國外PVD技術(shù)及裝備的集中引進雖然使我國發(fā)展該項技術(shù)有了一個高起點，同時也解決了高速鋼刀具的涂層問題，但由于引進設(shè)備的廠家都是國內(nèi)的刀具生產(chǎn)骨干企業(yè)（其刀具產(chǎn)品的國內(nèi)市場占有率很高），這些先進涂層設(shè)備的引進在相當(dāng)長一段時間內(nèi)已可滿足這些企業(yè)的生產(chǎn)要求，因此對國產(chǎn)PVD技術(shù)和設(shè)備的需求不太強烈，這在一定程度上影響了國產(chǎn)PVD設(shè)備在刀具制造領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展；另一方面，八十年代中期PVD技術(shù)還處于發(fā)展初期，隨著該項技術(shù)的不斷發(fā)展，進入九十年代后新技術(shù)層出不窮，這些企業(yè)早期引進的技術(shù)亟待更新，但昂貴的價格使企業(yè)很難再次引進新技術(shù)和新設(shè)備，國內(nèi)也因此錯失了發(fā)展提高PVD技術(shù)的最佳時期。

（2）對新工藝的研發(fā)重視不夠

盡管八十年代國內(nèi)引進了當(dāng)時最先進的PVD技術(shù)，但當(dāng)時PVD技術(shù)尚處于發(fā)展初期，國內(nèi)對其后續(xù)發(fā)展空間及發(fā)展速度無法充分估計；此外，物理涂層技術(shù)是集電子物理、材料、真空控制技術(shù)于一體的新型技術(shù)，在研究、生產(chǎn)、應(yīng)用等方面對人員配置有較高要求，而大部分引進PVD技術(shù)的企業(yè)偏重生產(chǎn)，對開發(fā)人員及資金配置不足，難以推動工藝技術(shù)的進一步自主開發(fā)，新工藝、新技術(shù)仍需再引進，而再引進的費用十分昂貴（如Balzers公司的設(shè)備從TiN涂層工藝升級為TiCN涂層工藝，僅硬件改造費即需30萬美元），因此影響了國內(nèi)涂層技術(shù)新工藝和裝備的研發(fā)。

（3）國產(chǎn)設(shè)備開發(fā)缺乏統(tǒng)一性、合理性及協(xié)作性

八十年代后期，國內(nèi)一些真空設(shè)備制造廠及科研單位對PVD刀具涂層市場過于樂觀，紛紛加大各類PVD涂層設(shè)備的開發(fā)力度，但由于缺乏對切削工藝及刀具涂層工藝的深入了解，與工具廠合作不夠，因此開發(fā)的涂層設(shè)備大多無法滿足刀具涂層工藝的要求，尤其是精密高速鋼刀具涂層技術(shù)尚達不到批量生產(chǎn)水平。由于此類設(shè)備大多只能用于麻花鉆的涂層，而麻花鉆涂層費用極低，相應(yīng)涂層設(shè)備的利潤也很低，因此到九十年代以后，大部分真空設(shè)備制造廠已把發(fā)展方向轉(zhuǎn)向其它行業(yè)（如裝飾涂層等）。

（4）售后服務(wù)欠缺制約了國產(chǎn)涂層設(shè)備的推廣應(yīng)用

迄今為止，國內(nèi)大部分涂層設(shè)備生產(chǎn)廠還不能提供完整的刀具涂層工藝技術(shù)（包括前處理工藝、涂層工藝、涂后處理工藝、檢測技術(shù)、涂層刀具應(yīng)用技術(shù)等），這種技術(shù)不完整性給用戶的生產(chǎn)帶來許多技術(shù)問題；此外，由于設(shè)備生產(chǎn)廠不能提供長期技術(shù)服務(wù)，導(dǎo)致國產(chǎn)涂層設(shè)備難以保證長時期穩(wěn)定、正常使用，從而極大限制了PVD涂層設(shè)備的推廣應(yīng)用。

（5）涂層質(zhì)量不穩(wěn)定制約了涂層技術(shù)的推廣應(yīng)用

引進設(shè)備的高昂成本導(dǎo)致涂層價格居高不下，涂層費用甚至可超過刀具價格的50%；由于引進渠道不一，設(shè)備選擇依據(jù)不同，導(dǎo)致設(shè)備工藝水平相差較大，影響了涂層刀具的使用效果；由于國產(chǎn)涂層刀具質(zhì)量不穩(wěn)定，涂層刀具檢驗標(biāo)準(zhǔn)不完備，因此在應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)造成了涂層價格高、涂層質(zhì)量不穩(wěn)定且涂層后刀具性能改善不明顯的不良印象，嚴(yán)重影響了刀具涂層技術(shù)的推廣應(yīng)用和快速發(fā)展。

（6）國內(nèi)機械加工水平不高制約了涂層技術(shù)的快速發(fā)展

在二十世紀(jì)八十年代，我國數(shù)控機床的應(yīng)用還十分有限，機械加工仍處于較低水平，高速鋼刀具的應(yīng)用占全部刀具的80%以上，硬質(zhì)合金刀具仍以焊接刀具為主，可轉(zhuǎn)位刀片以車削類刀具為主（一般多采用CVD涂層），整體硬質(zhì)合金立銑刀、鉆頭、鉸刀等應(yīng)用較少，因此對PVD硬質(zhì)合金刀具涂層的要求并不十分迫切，這在一定程度上也影響了涂層技術(shù)的進一步發(fā)展。
對策建議

隨著我國汽車、航空、航天、重機等工業(yè)的發(fā)展以及數(shù)控機床的迅速普及，我國機械加工技術(shù)正朝著高速加工、綠色制造的方向發(fā)展，高速滾齒、高速銑削以及干式切削工藝的應(yīng)用對刀具涂層技術(shù)提出了更高要求。

以齒輪高速滾削加工為例，先進的工藝需要采用滾刀MoS2軟涂層技術(shù)，與TiN涂層相比，使用壽命可提高一倍以上。在高速銑削加工中，硬質(zhì)合金銑削類刀具多選用TiAlN、TiAlCN或TiNAlN涂層，單一的TiN涂層已不適合此類加工。市場的需求迫使國內(nèi)必須加速PVD新技術(shù)的研究和開發(fā)。

筆者認(rèn)為，要使我國新型PVD涂層技術(shù)得到快速而有序的發(fā)展，應(yīng)努力做好以下幾方面工作：

（1）加強項目的規(guī)劃與管理

工具行業(yè)管理部門應(yīng)加強PVD涂層項目的規(guī)劃與管理