我国硬质合金刀片行业需求分析：下游制造业景气度提升+量价齐升带来发展机遇

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发表时间：2022-06-16 16:49作者：君和高科

刀片是实现刀具功能、决定刀具性能的关键耗材，根据加工方式，刀片可分为车削、铣削和钻削刀片。硬质质合金刀片生产制造具有较高的技术壁垒与工艺要求硬，这是由于是技术密集型产品，涉及材料、粉末冶金、机械加工、模具、表面镀膜、工业设计等多个专业学科，因此制造工序长、流程复杂、关键质量控制点多，工艺控制难度大。目前硬质质合金刀片生产技术主要有基体材料技术、槽型结构技术、精密成型和涂层技术是硬质合金刀片的四大核心技术。

硬质合金刀片设计制造的关键技术要点

所处领域	技术名称	技术难点
基体材料领域	基体牌号开发技术	硬质合金基体是由难熔金属化合物（WC、TiC、TaC、NbC 等）与粘结金属（Co、Ni、Fe 等）构成的合金材料，是硬质合金数控刀片的“骨骼”，用粉末冶金方法生产。如何通过成分和结构的调整平衡硬质合金的硬度和韧性，开发出更具有针对性的基体材料，一直是行业研发的重点和难点。
	碳含量控制技术	硬质合金的性能对碳含量的变化十分敏感，碳含量波动范围越小，基体的性能越稳定。硬质合金各生产流程都难以避免碳的流入或流失，生产环境、接触介质、生产工艺等都会对产品碳含量造成影响，因此碳含量控制技术成为数控刀片的重要壁垒。
	晶粒度控制技术	硬质合金基体中晶粒大小和晶粒分布状态是影响其物理性能的重要因素。硬质合金基体晶粒度主要受原料晶粒度、球磨工艺、烧结工艺等影响，晶粒度波动范围越窄，硬质合金性能越稳定。
槽型结构领域	槽型结构设计技术	刀片槽型结构由一系列具有特定几何特征的刃口结构和断屑结构组成，是切削的直接受力和主要磨损部位，合理的槽型结构可以减少切削阻力、增强断屑能力，解决金属切削断屑清理问题，达到高效切削的加工需求。厂商需根据加工材料、加工方式和加工参数的差异，结合硬质合金基体自身材料特性，对刃口模块（如前角、刀尖圆弧、棱宽、刃倾角）和断屑模块（形状、大小及位置、槽宽、槽深、反屑角）等几何特征进行研究，提升刀片性能。
精密成型领域	模具制备技术	模具是实现刀具产品设计功能和外观的关键点。硬质合金数控刀片模具采用硬度HRA87以上的硬质合金作为材料，槽型结构复杂，切削、磨削等传统加工手段无法满足模具需求。因此，模具的制备通常采用电脉冲加工方式，从而得到很高的加工精度。
	混合料制备技术	硬质合金混合料由碳化钨、钴、钽铌及其他稀有元素通过成型剂粘合团聚在一起，混合料的料粒形貌、粒度分布等均影响其流动性和松装密度，进而影响压制压力、压坯密度、压制单重等压制成型性能。
	压制成型控制技术	压制成型是将硬质合金混合料填充到模腔内，上、下冲头在压机驱动下对腔内的粉末施压，形成压坯的技术。硬质合金压制成型是决定硬质合金产品几何尺寸精度和表面质量的关键技术。
	烧结成型控制技术	硬质合金烧结过程复杂，既有物理变化，也有化学反应。由于烧结后的毛坯相对于压坯体积会收缩40-50%，烧结成型控制的重难点是在体积收缩状况下保证烧结体的均匀收缩和尺寸的一致性。
表面涂层领域	PVD涂层开发技术	PVD是指在真空条件下，用物理的方法使材料沉积在工件上的薄膜制备技术。PVD 涂层材料是当今涂层材料研究的前沿。其中，涂层材料开发和结构开发是涂层开发的两大方向。
表面涂层领域	CVD 涂层开发技术	CVD 是指用化学方法使材料沉积在工件上的薄膜制备技术。CVD涂层内应力形式与PVD涂层不同，因此可以制备更厚的涂层。CVD涂层涂覆过程中，不同层间涂层材料的结合是困扰业界的核心难题。