中國刀具行業(yè)發(fā)展問策

    在新型刀具材料、耐磨涂層、刀具結(jié)構(gòu)和數(shù)字化制造技術(shù)等方面的開發(fā)，都不斷有進步。
《機電商報》：近年來，高速切削、高效切削成為行業(yè)的熱門話題，具體而言，刀具的發(fā)展有哪些更新的方向呢？
沈壯行：目前，機床行業(yè)已經(jīng)迅速進入了數(shù)字化制造技術(shù)和裝備為特點的新發(fā)展時期，傳統(tǒng)的標準化工具已不能滿足其需要，刀具行業(yè)因此而進入了“高精度、高效率、高可靠性和專用化”的現(xiàn)代刀具生產(chǎn)新格局。具體在新型刀具材料、耐磨涂層、刀具結(jié)構(gòu)和數(shù)字化制造技術(shù)等方面的開發(fā)，都不斷有進步。
高翔：就刀具技術(shù)本身而言，涂層技術(shù)和超硬材料技術(shù)有了重大突破，舉幾個實例說明：
荷蘭Hauzer技術(shù)鍍層公司*實現(xiàn)用物理氣相沉積（PVD）制備了AlTiN-Al2O3涂層，并且由Walter公司推出了相應刀具產(chǎn)品。較低的涂層溫度（6000℃）保持了切削刃的韌性，在加工不銹鋼或難加工材料時，AlTiN-Al2O3涂層刀具的切削壽命是AlTiN涂層刀具的2倍。
超硬涂層和納米涂層的實用化。如Balzers公司的AlCrN涂層硬度3200HV，開始氧化溫度1100℃。Platit公司的nACo納米結(jié)構(gòu)涂層硬度達到4500HV，開始氧化溫度1100℃。切削試驗中納米多涂層鉆頭的壽命是普通AlTiN涂層的4倍。
新型立方氮化硼（PCBN）刀具的硬度達到3000～5000HV、耐高溫1400～1500℃、化學穩(wěn)定性好、摩擦系數(shù)低，出現(xiàn)了帶孔、有后角和帶三維斷屑槽型的PCBN刀片，已廣泛用于汽車和模具行業(yè)中難加工鑄鐵和淬硬鋼的車、銑、鏜加工，不但可用于精加工，也用于粗加工實現(xiàn)以車、銑代磨，大幅度提高了加工效率。
吳天明：首先是材料方面，例如汽輪機行業(yè)大量使用的轉(zhuǎn)子輪槽銑刀由于型線復雜，仍使用高速鋼材料，近幾年，它的發(fā)展也很快，我們引進的日本OSG、SANYO刀具，材料已改成了粉末冶金高速鋼，而意大利CARBITAL公司推出的輪槽刀具則采用粉末冶金高速鋼和粉末冶金硬質(zhì)合金混合的材料。
涂層方面，高速鋼主要還是PVD，巴爾查斯涂層已經(jīng)發(fā)展到第六代G6涂層，這種AlCrN涂層非常薄，但硬度極高，可顯著減小刀具的磨損和摩擦，SANYO的刀具就用這個涂層。當然，硬質(zhì)合金刀具通過涂層其壽命也提高了2～3倍。
幾何角度方面來看，原來0°前角、0°螺旋角的銑刀，現(xiàn)在改進成具有一定的前角和螺旋角，我們從德國公司買了工具磨床，準備自己改進。
由于以上三方面的改進，使輪槽銑刀逐漸實現(xiàn)二合一甚至三合一，僅用一把半精刀就取代了原先用的V形刀、加深刀和半精刀，加工效率可以提高2～3倍。
楊曉：就涂層而言，目前一些先進刀具企業(yè)都在想辦法將氧化鋁涂層加厚以增加硬度又能保證其不易剝落，也就是在改善涂層和刀具的結(jié)合方式、改進過渡層、改變涂層晶粒成長方式等方面作一些努力，使涂層粘結(jié)更牢固一些。另外，比如說以前有些教材說化學涂層厚度不能超過12μm，但現(xiàn)在肯納有兩種涂層材料都到了24μm，這也是一個方向。而且涂層技術(shù)的多樣化現(xiàn)在也逐漸能夠做到滿足刀具的個性化的需求。
我們的“差別”不應該僅僅理解成直觀的材料、涂層和刀具產(chǎn)品上的差距，還要意識到我們在產(chǎn)品技術(shù)積累、企業(yè)管理、營銷理念等等方面的差距
《機電商報》：顯然，這些新的方向始終是由國外刀具巨頭所*的，行業(yè)的話語權(quán)長時間掌握在別人那里，我們國內(nèi)的刀具企業(yè)到底差距在哪里？
高翔：首先在規(guī)模上，我們同山特維克可樂滿、肯納金屬等跨國公司就差得很大。我們的“差別”不應該僅僅理解成直觀的材料、涂層和刀具產(chǎn)品上的差距，還要意識到我們在產(chǎn)品技術(shù)積累、企業(yè)管理、營銷理念等等方面的差距。常聽到國內(nèi)有的企業(yè)談到他們的某些產(chǎn)品性能已與國外產(chǎn)品無異，但就是難以進入大的合資轎車廠。缺乏提供成套先進刀具的能力恐怕是原因之一，開發(fā)能力不足和和缺少技術(shù)創(chuàng)新源泉也是重要原因。不解決這些問題我們的差距就會越拉越大。
陳明：首先是刀具材料，它是制約刀具切削性能穩(wěn)定性的重要方面，我們同國外的差距不小。我們做過系統(tǒng)試驗分析，幾何形狀、材料牌號完全一樣的國產(chǎn)刀具和國外刀具相比，國產(chǎn)刀具性能穩(wěn)定性不夠，在加工中刀具會莫名其妙損壞。我們分析原因，原來是材料組織不均勻，機械性能指標離散性太大。
其次就是我們的涂層技術(shù)也不過關(guān)，制約了*刀具的健康發(fā)展。相對來說，國內(nèi)涂層技術(shù)發(fā)展還是比較快的，尤其是在對國外進口涂層設備及其工藝進行消化吸收的基礎上，國內(nèi)已經(jīng)掌握了有關(guān)核心技術(shù)，開發(fā)出特色刀具產(chǎn)品，比如上海工具廠引進先進的涂層系統(tǒng)，開發(fā)出系列整體硬質(zhì)合金和高速鋼涂層刀具，提升了產(chǎn)品的競爭力。
當然，歸根結(jié)底，我認為*大的差距還是在于發(fā)展理念，國內(nèi)不少企業(yè)往往僅盯著眼前的問題，只是思索如何解決眼下的吃飯問題，缺少技術(shù)儲備和人才儲備思想。當然這也不能完全怪罪企業(yè)，目前不少企業(yè)也確實存在著這樣的生存問題。
胡祖光：盡管我個人并不了解機床行業(yè)發(fā)展方面的確切數(shù)據(jù)，但卻能夠明顯感覺到我們在刀具發(fā)展和技術(shù)進步方面同國外的差距比機床要大。現(xiàn)在國際上新的材料、涂層、結(jié)構(gòu)設計都發(fā)展得非常快，一定意義上這種差距還在不斷加大。包括我們公司在內(nèi)，國內(nèi)企業(yè)的設計開發(fā)基本上以仿制為主，新材料應用還只是中檔水平，高端刀具方面國外占有較大的優(yōu)勢。
劉獻禮：從刀具本身來看，我覺得*大的差距在材料，我們刀具的穩(wěn)定性的確達不到發(fā)達國家的水平，而且品種不夠多，即便是通用刀具型號種類也不全。盡管有些能仿制國外，實際上有一些還根本仿制不了，高端產(chǎn)品我們還是很難生產(chǎn)。
楊曉：我個人對理念方面的差距感觸較深，國外大企業(yè)經(jīng)幾十年甚至上百年的發(fā)展，使得其理念比較理性，比如在競爭方面一般都不會盲目地惡性競爭或重復生產(chǎn)，他們會為了各自長遠的發(fā)展，與其它廠商合作，尤其是在別人已經(jīng)占領(lǐng)的產(chǎn)品需求不大的市場領(lǐng)域。國內(nèi)一些企業(yè)重復生產(chǎn)、大打價格戰(zhàn)，甚至為了減少刀具成本不惜以降低質(zhì)量為代價，這也是不符合用戶利益的，*終只會造成自己競爭力下降，微薄的利潤只能在短期內(nèi)解決“吃飯問題”，根本無法創(chuàng)造足夠的創(chuàng)新資金。因此，雖然國內(nèi)許多企業(yè)能進行仿制，但卻無力進行原創(chuàng)性的技術(shù)創(chuàng)新。所以，國內(nèi)許多企業(yè)只能跟在國外廠商的后面，缺乏原創(chuàng)性的產(chǎn)品。而創(chuàng)新是一個企業(yè)領(lǐng)導市場、避免價格戰(zhàn)的重要法寶。
吳天明：我覺得明顯的差距在于技術(shù)創(chuàng)新水平不強，也就是前面所說的能仿制但不能創(chuàng)新，甚至有一些仿制都做不到，材料也不改進，涂層也不考慮，切削角度也沒改變，這樣的刀具恐怕很快就會失去市場。不過我倒是覺得相比而言，國內(nèi)有些民營企業(yè)做得還不錯，在設備上肯投資，也能夠積極跟蹤國際技術(shù)水平。
外企的不斷進入對行業(yè)也帶來了不少好的影響，他們滿足了國內(nèi)先進制造業(yè)的要求，也因此對國產(chǎn)刀具水平的提升產(chǎn)生了促進作用，外企進入也可能加快行業(yè)洗牌。
《機電商報》：現(xiàn)在像山特維克可樂滿、肯納、伊斯卡等等大企業(yè)都已經(jīng)全面進入中國市場，甚至在中國設廠、建設生產(chǎn)基地，未來幾年會不會對行業(yè)造成比較大的影響？
沈壯行：首先應該看到外資企業(yè)進入對中國制造技術(shù)現(xiàn)代化是有幫助的。當然，對中國企業(yè)也造成很大壓力，這是對外開放必然要面對的問題。關(guān)鍵看中國企業(yè)能否正確應對，揚長避短，走出一條和現(xiàn)代技術(shù)接軌的發(fā)展道路。
楊曉：我個人認為應該會產(chǎn)生一個洗牌的作用，好的廠商會向國外先進水平靠攏，差的廠很可能就會被淘汰出局。這首先取決于行業(yè)、企業(yè)領(lǐng)導層的思路，當然也會有資金、人才等其它方面的影響。還有一個問題就是，國外公司在中國設廠的越來越多，隨著在中國市場的時間越來越長，會更加了解中國客戶，原來直接從國外搬過來的各種理念、模式也會逐漸得到改善從而更加適應中國市場的狀況，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代也會更多地考慮中國市場的需要，在中國本土的競爭能力會逐步提高。到那時，有些廠商想要趕超他們也許會更困難。
陳明：一些人認為外企爭奪了我們的勞動力資源和物質(zhì)資源，而且不可否認他們從國內(nèi)企業(yè)吸引了不少技術(shù)人員甚至高層次人才。現(xiàn)在的市場經(jīng)濟是開放的，外企的不斷進入對行業(yè)也帶來了不少好的影響，他們滿足了國內(nèi)先進制造業(yè)的要求，也因此對國產(chǎn)刀具水平的提升產(chǎn)生了促進作用。不進則退，慢進也是退步。
政府應該加大政策支持和導向力度，國內(nèi)企業(yè)不支持的話，行業(yè)發(fā)展確實有困難
《機電商報》：有沒有一些合理有效的途徑來促進行業(yè)水平的提升？
沈壯行：從目前情況來看，在短期內(nèi)造就山特維克可樂滿、肯納這樣的“刀具航母”是不現(xiàn)實的。企業(yè)應該根據(jù)自身條件，找準市場定位，在“發(fā)揮優(yōu)勢、主攻專長、強化服務”方面下功夫，轉(zhuǎn)變經(jīng)營思想，從傳統(tǒng)工具產(chǎn)業(yè)依靠廉價勞動力、大批量重復生產(chǎn)低附加值標準刀具的經(jīng)營方針，轉(zhuǎn)變到依靠科技進步和勞動者聰明才智、為制造業(yè)提供高效裝備和優(yōu)質(zhì)服務的軌道上來。
不能停留在引進技術(shù)和裝備上，還要通過各種形式加強和國際同行間的交流合作，比如貼牌生產(chǎn)、技術(shù)合作、建立合資企業(yè)甚至并購等等，當然合資、并購過程中，如何溝通中西文化，相互借鑒吸收，使之達到互利雙贏的目的，都需要在實踐中摸索和探討。
另一方面，也需要政府通過各種手段規(guī)范市場環(huán)境，給企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造公平競爭的條件，以及在產(chǎn)業(yè)政策方面加以引導。
胡祖光：造成差距的原因是多方面的，我們基礎比較差，計劃經(jīng)濟時代企業(yè)尋求“大而全”，水平不高，投入也不多。談到途徑，我也覺得政府應該加大政策支持和導向力度，甚至可以像日本韓國那樣對民族工業(yè)進行保護，國內(nèi)企業(yè)不支持的話，行業(yè)發(fā)展確實有困難，但刀具水平再不提高，真會成為瓶頸制約制造業(yè)的發(fā)展。
在高端產(chǎn)品上與國外合資可以更好地吸收國外的先進技術(shù)、加速人才培養(yǎng)，畢竟單買設備帶不來多少進步，買技術(shù)成本又太高。合資之后，工人、技術(shù)人員能夠得到外方的全面培訓，從而促進市場觀念、管理觀念的轉(zhuǎn)變。
還有一個關(guān)鍵問題就是資金投入，籌措資金可以是企業(yè)自行積累或貸款，但是上市也是籌措發(fā)展資金的一種途徑。
產(chǎn)學研合作是一種實現(xiàn)高效切削、優(yōu)化社會資源的有效途徑
《機電商報》：產(chǎn)學研合作這種方式，近些年逐漸引起了各方的重視，甚至被提到戰(zhàn)略的高度，這種方式對于行業(yè)提升是否也是一種促進呢？
高翔：確實，國外的許多刀具公司與高校都有著十分密切的關(guān)系，或者說高校是他們重要的技術(shù)源泉，但是國內(nèi)由于各種原因這種關(guān)系似未形成大氣候。
中國刀協(xié)在產(chǎn)學研合作上也做了一點嘗試，就是群鉆產(chǎn)業(yè)化協(xié)調(diào)。2003年我們邀請武漢大學、湖南大學、北京理工大、江蘇天工集團、海南高超鉆頭有限公司，還有知名鉆頭專家美籍華人沙濟倫博士開了兩次會，進行一些協(xié)調(diào)工作，并達成了群鉆產(chǎn)業(yè)化實施綱要。 
劉獻禮：我覺得目前刀具行業(yè)的產(chǎn)學研合作應該是比較成熟的，通過產(chǎn)學研合作也的確能夠提升行業(yè)的水平。其實高校的研發(fā)本身就應該依托于企業(yè)的需求，我們也一直跟企業(yè)之間有密切的合作。像我們本身也在做CBN刀具的產(chǎn)業(yè)化，跟不少企業(yè)之間的產(chǎn)學研合作都進行得不錯，也有企業(yè)直接希望我們能夠提供一些解決方案。
胡祖光：我們從2001年就開始與上海交大合作，當時涉及一些項目的性能評價，考慮到上海交大在這方面的設備、人才實力，我們走到了一起，后來又成立了聯(lián)合實驗室，逐漸有了進一步的合作。上海交大方面進行了大量的試驗，建立數(shù)據(jù)信息，進行理論分析、應用技術(shù)分析，減少了我們許多投入，而且在人才上也為我們解決了一些問題。雙方也可以共同研發(fā)一些項目，總之這么長時間的合作很不錯，對我們幫助也很大。*近我們又開始了在涂層方面的合作研發(fā)。
陳明：產(chǎn)學研合作是一種實現(xiàn)高效切削、優(yōu)化社會資源的有效途徑，因為很多檢測設備、理論研究對企業(yè)而言可能不太現(xiàn)實，高校有這個條件來建設大平臺，況且科研機構(gòu)的研發(fā)工作本身就應該為經(jīng)濟社會服務的。
在上海市和學校的支持下，我們成立了上海交通大學－上海工具廠有限公司聯(lián)合實驗室和上海交通大學－寶鋼股份特殊鋼分公司切削技術(shù)研究中心。而且還聯(lián)合20多家高校、研究所和航空航天、汽車、模具制造企業(yè)，成立了具有良好互利合作關(guān)系的上海市切削與刀具協(xié)作組。我們將刀具開發(fā)企業(yè)、工件材料開發(fā)企業(yè)和刀具應用企業(yè)聯(lián)合在一起，形成了產(chǎn)學研大平臺，這個大平臺為各方進行信息技術(shù)交流和人才交流提供很好的機會，得到雙贏效果，所以大家的積極性和主動性都很高。
我們在研究中左手有材料、右手有刀具，所以舞臺越做越大，每天都在產(chǎn)生數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)及時反饋服務于相關(guān)企業(yè)，同時，我們也在積累數(shù)據(jù)，對各類切削數(shù)據(jù)進行歸納總結(jié)，以數(shù)據(jù)庫的形式服務于整個切削加工制造業(yè)。而且產(chǎn)學研合作對于我們的人才培養(yǎng)也有利，學生不僅能夠很好地掌握基礎理論，也可以深入實踐掌握應用技術(shù)。