刀具制造商在全球原材料的上漲及經(jīng)濟(jì)全球化競爭對手?jǐn)?shù)目不斷增加的大環(huán)境下，以高品質(zhì)產(chǎn)品加優(yōu)良的服務(wù)為客戶創(chuàng)造價(jià)值是競爭的關(guān)鍵．刀具制造商積極的為自身發(fā)展以及為整個行業(yè)的進(jìn)步尋求未來出路。

 

    不同區(qū)域的發(fā)展現(xiàn)狀
　　
    從歐洲GDP增長率和工業(yè)產(chǎn)值，以及加工設(shè)備進(jìn)出口及消費(fèi)等多頂指標(biāo)來看，斯洛伐克、捷克和波蘭排名前三甲。而在全球范圍內(nèi)機(jī)床產(chǎn)值排名前三位的為日本、德國與中國，按機(jī)床消費(fèi)排名前三位的則為中國、日本與美國。限制機(jī)床生產(chǎn)大國德國產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大的主要因素來自原材料成本的上升、人力資源缺乏與技術(shù)能力進(jìn)步減緩而導(dǎo)致的定單減少，其中原材料問題是最主要的影響因素。制造刀具的主要原材料硬質(zhì)合金和高速鋼中的重要輔助原材料APT（Ammonium Paratungstate）是此次會議中的一個熱點(diǎn)問題。APT的化學(xué)分子式為（NH4）[H2W12O42]4H2O，是生產(chǎn)鎢制品的主要中間原料和市場交易形式。由世界主要刀具材料分布圖可見，其中高速鋼占到35%，硬質(zhì)合金占15%。目前鎢的主要產(chǎn)區(qū)在阿爾卑斯山、喜瑪拉雅山脈以及太平洋周邊地區(qū)。中國擁有60%的鎢礦藏，國際市場上由于原材料緊缺，APT的價(jià)格在最近的幾年中從每噸50美元漲到每噸250美元左右。而成本的增加終將轉(zhuǎn)嫁到刀具終端用戶身上。目前世界上相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)針對此類情況，正在進(jìn)行積極研究，主要的研究方案是盡最大可能減少刀具中鎢的用量，主要方法為只在刀具的關(guān)鍵部分使用鎢或設(shè)計(jì)特殊的刀具幾何形狀。(數(shù)據(jù)來源：OECD，ifo-Institut，VDW，VDMA，National association，Gardner Publications，此數(shù)據(jù)不包含零部件)

 

    從美國刀具協(xié)會的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，美國2006年的工業(yè)產(chǎn)值增長為4%，預(yù)計(jì)2007年為3.2%；2006年底機(jī)床產(chǎn)值增長為5.2%，預(yù)計(jì)2007年增長為4.5%；2006年機(jī)床消費(fèi)量增長為29.9%，預(yù)計(jì)2007將為18%；金屬加工業(yè)的增長率將持續(xù)緩步正增長，2008年有望進(jìn)一步增長。從行業(yè)角度看，轎車和輕型卡車增長緩慢，2006年底為負(fù)增長（－4.2%），預(yù)計(jì)2007年可達(dá)到0.5%的微弱增長；重型卡車、建筑機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械及設(shè)備2006年為較大負(fù)增長，預(yù)計(jì)2007年增長速度將放緩．而2008年又將攀升；航空產(chǎn)品增長最為迅速，2006年底增長為22%，預(yù)計(jì)2007年增長為10%，2008年則為23%。從刀具行業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，未來硬質(zhì)合金所占比率將逐步增大．而高速鋼產(chǎn)品的比率將逐步減少。日本刀具協(xié)會的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國已經(jīng)成為世界上最大的機(jī)床消費(fèi)國，緊接著為日本、美國、意大利等。亞洲經(jīng)濟(jì)增長迅速，根據(jù)亞洲開發(fā)銀行的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國2007年的GDP增長約為10%，印度約為8%。在良好的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，日本金屬加工業(yè)近年也持續(xù)高增長，從刀具產(chǎn)值來看，硬質(zhì)合金刀具的產(chǎn)量近年持續(xù)增長，而高速鋼刀具開始呈現(xiàn)下降趨勢，硬質(zhì)合金的進(jìn)出口量均顯著增長，主要的出口對象為亞洲，其次為歐洲，然后為北美及其他地區(qū)。

  
    全球機(jī)床銷售的主要客戶群依次為通用機(jī)械和汽車行業(yè)，各自約占35%，其次為航空、醫(yī)療和模具業(yè)，客戶分布從10%到5%之間。從2006年不同組織的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出．在全球轎車行業(yè)增長中亞洲的貢獻(xiàn)最大，其中中國以絕對領(lǐng)先的40%的增長令人矚目，而同期全球平均增長率不到5%。
　　
    納米技術(shù)前景廣闊
　　
    西班牙科學(xué)研究機(jī)構(gòu)Inasmet Technalia的歐洲項(xiàng)目經(jīng)理Jose Luis Viviente博士負(fù)責(zé)納米技術(shù)項(xiàng)目第二階段，該項(xiàng)目側(cè)重發(fā)展納米技術(shù)在健康、航空、太空、汽車、能源等領(lǐng)城的應(yīng)用。

 

    他以納米技術(shù)是刀具的挑戰(zhàn)為題，介紹了納米技術(shù)的重要性以及在刀具領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，納米材料、納米結(jié)構(gòu)涂層、鍍膜涂層技術(shù)等。納米源自希臘語的“矮子”，1納米等于10的負(fù)9次方米，納米技術(shù)是指設(shè)計(jì)、生產(chǎn)能夠?qū)⑽镔|(zhì)結(jié)構(gòu)的外型及尺寸控制在納米級的裝置和系統(tǒng)，其范圍界定在0.1～100nm范圍內(nèi)。納米之所以重要主要有兩點(diǎn)原因，一是其表面/體積比使其具備了獨(dú)特的表面特性優(yōu)勢；二是量子效應(yīng)。目前面對的挑戰(zhàn)及需要改進(jìn)的地方主要包括：機(jī)械和結(jié)構(gòu)特性：硬度、強(qiáng)度、耐磨性；熱和化學(xué)特性：耐熱性、絕緣性、催化性；生物特性：適應(yīng)性、殺蟲特性；電子和光學(xué)特性：反射性、透明性等。樂觀的估計(jì)，在未來7～8年間納米技術(shù)所創(chuàng)造的價(jià)值將達(dá)到30億美元，即使是悲觀的估計(jì)也可達(dá)到10億美元。

 

    高速加工已被普遍認(rèn)為是提高產(chǎn)量、降低制造成本的加工技術(shù)。干式加工或微量潤滑概念是如今加工業(yè)為減少環(huán)保及生產(chǎn)成本的主要目標(biāo)。對刀具制造商和涂層供應(yīng)商而言，最重要的是生產(chǎn)率。切削性能（切削速度，單位時間切削量）提高20%，制造成本將減少15%。越來越嚴(yán)苛的加工要求需要刀具材料和涂層進(jìn)一步發(fā)展，改善加工條件及改進(jìn)刀具設(shè)計(jì)。在加工過程中，刀刃處會出現(xiàn)溫度和機(jī)械力的驟然變化以及劇烈的化學(xué)反應(yīng)．需要采用保護(hù)涂層以減少機(jī)械和熱負(fù)載。近年來，（Ti，Al）涂層的硬質(zhì)合金刀具在高性能刀具市場上已經(jīng)占據(jù)了主導(dǎo)地位。在某些特殊應(yīng)用場合的高需求促進(jìn)了特殊涂層或精確涂層的發(fā)展。

 

    納米材料和納米結(jié)構(gòu)材料的主要形式有：原子簇、納米粒子、納米層、納米纖維；多層式（層的厚度在納術(shù)級范圍內(nèi)）；納米結(jié)構(gòu)涂層或納米涂層；納米結(jié)構(gòu)的粒狀材料等。納米級涂層：涂層至少有一個尺寸（如晶粒或獨(dú)立的層）小于100nm。納米晶粒涂層比傳統(tǒng)的粗粒涂層具有更低的磨損率、更高的硬度和強(qiáng)度，微小的顆粒尺寸改變了涂層的破裂形式和材料去除機(jī)制，但關(guān)健問題是在熱應(yīng)力下保持顆粒的尺寸。納米混合涂層包含至少兩個相位（晶相和非晶相）或兩個結(jié)晶狀態(tài)。尺寸、體積和納米晶粒的分布以及非晶相的厚度需要優(yōu)化，以找到在超硬度和強(qiáng)度間的平衡點(diǎn)，需要考慮熱穩(wěn)定性，在涂層過程中及后來的階段顯示出的非混合性、分解拐點(diǎn)和偏析現(xiàn)象。納米多層結(jié)構(gòu)由不同材料的納米層交替組成，具有各向異性的特性，加強(qiáng)了單層鍍層的性能，通過不同的交替層相互輔助，改善了涂層特性。薄膜沉積技術(shù)主要分為物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積，分別具有不同的優(yōu)勢及工藝特點(diǎn)。物理涂層具有高度一致的厚度，可提供理想的化學(xué)計(jì)量控制和相對低的沉積溫度，允許整個表面同時進(jìn)行涂層，但需要注意沉積率，控制內(nèi)應(yīng)力以限制涂層厚度，以及與基體的粘著力。化學(xué)氣相沉積則具有一致的厚度和高沉積率，對復(fù)雜幾何外型具有一致的沉積性，但其具有溫度高、內(nèi)應(yīng)力大的問題。
　　
    世界上有多個學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)或私人研究組織都在積極進(jìn)行納米技術(shù)的研究，如由德國航空中心組織開展的為期4年的INNOVATIAL項(xiàng)目，研究內(nèi)容包括納米結(jié)構(gòu)高性能涂層的合成，以提供1000℃的環(huán)保溫度，新的涂層結(jié)構(gòu)如納米多層、合成涂層和金屬間相涂層（由高能量脈沖磁場噴涂）；進(jìn)一步理解沉積參數(shù)和納米結(jié)構(gòu)、相關(guān)機(jī)械性能的相關(guān)性，如微量元素、內(nèi)應(yīng)力形式、擴(kuò)散等，超硬特性的起源，強(qiáng)度及變形機(jī)制、氧化機(jī)制等。主要的兩個應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋簓-TiAl基體，應(yīng)用于航空、能源和汽車行業(yè)；鋼、硬質(zhì)合金和鑄鐵基體，應(yīng)用范圍更為廣泛，如刀具制造、液壓、能源及其他。而對市場，成本是最主要的挑戰(zhàn)，必須實(shí)現(xiàn)真正的增值或新的功能，需要強(qiáng)調(diào)的是市場需求而不是技術(shù)的需求，供應(yīng)商與用戶的合作關(guān)鍵是成本和性能。
　　
    航空技術(shù)的發(fā)展趨勢

 

    英國Sheffield大學(xué)先進(jìn)制造研究中心商務(wù)經(jīng)理Adrian Allen先生介紹了在航空領(lǐng)城的未來發(fā)展趨勢。其所在研究中心為Sheffield大學(xué)與Boeing公司共同組建，除了將科學(xué)理論轉(zhuǎn)為實(shí)際制造，還為高級制造問題尋找增值的解決方案。Adrian Allen先生還擁有一間工程咨詢公司。新型加工技術(shù)和設(shè)備以及IT和微電子技術(shù)的發(fā)展，在制造領(lǐng)域內(nèi)提供了更高級的實(shí)踐，對零件要求具有更優(yōu)異的性能、更快的加工速度、更低的成本和更高的環(huán)保性，促進(jìn)了材料科學(xué)的發(fā)展，理想的加工工藝要求具有高可靠性、高重復(fù)精度和可再現(xiàn)性。傳統(tǒng)的飛機(jī)零件則為薄璧零件、大型一體化零件，普遍的低產(chǎn)量。在未來，合成材料和鈦的應(yīng)用將減少金屬用量，并將大幅減少加工量。采用金屬直接沉積成型工藝將生產(chǎn)大尺寸、近凈型零件。其他具有潛力的技術(shù)還包括熔融成型、金屬注塑模具、激光金屬沉積技術(shù)、焊接技術(shù)、粉末冶金等。熔融成型可顯著減少零件重量（如圖所示引擎懸掛支撐可以減少50%的重量）。金屬沉積成型則主要應(yīng)用于快速原型、維修和復(fù)雜外型零件和混合元件，典型的應(yīng)用為骨頭移植零件的制造。
　　
    西班牙的刀具企業(yè)
　　
    為了對西班牙的刀具企業(yè)有更為直觀的認(rèn)識，主辦方組織了參觀當(dāng)?shù)毓�廠IZAR和TIVOLY。IZAR于1910年成立時就開始生產(chǎn)精密刀具（如鉆頭、立銑刀、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐和板牙等），在歐洲工業(yè)領(lǐng)域擁有一流的口碑。為了保證在切削和鉆孔時具有最優(yōu)性能，IZAR采用高品質(zhì)的原料如HSS、HSSE和HSSE-8%Co、PMX和HM等。先進(jìn)的刀具設(shè)計(jì)和外形確保了最佳的表面光潔度和切削性能。采用現(xiàn)代涂層技術(shù)使TiN涂層刀具的切削速度提高40%，TiAlN涂層刀具的切削速度提高75%。所有的產(chǎn)品都經(jīng)過嚴(yán)格的品質(zhì)檢測，確保其在市場上的優(yōu)良口碑，即使在最惡劣的加工條件下依可保持高效率。IZAR持續(xù)改進(jìn)整體品質(zhì)，例如采用ISO 9001:2000質(zhì)量保證體系等。IZAR在中國設(shè)有分公司。
　　
    TIVOLY工業(yè)集團(tuán)致力于刀具及相關(guān)產(chǎn)品、服務(wù)的概念設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和商業(yè)化，其總部設(shè)在法國，在西班牙、美國及中國均有制造工廠及分公司，在中國上海設(shè)有辦事處，并在嘉定地區(qū)有制造工廠。TIVOLY集團(tuán)總裁為Jean-Michel Tivoly先生，執(zhí)行總裁為Marc Tivoly和Jean-Francois Tivoly兄弟。1999年通過了波音認(rèn)證，其在美國的分公司是美國最大的絲錐生產(chǎn)私人企業(yè)。公司成立于1917年，憑借優(yōu)秀的價(jià)值觀和積極的行動，發(fā)展成為高速鋼刀具類全球前10名企業(yè)，集團(tuán)目前年銷售額為7500萬歐元，在全球有700名雇員。公司注重研發(fā)設(shè)計(jì)，以客戶為導(dǎo)向并追求高品質(zhì)產(chǎn)品，積極投身行業(yè)活動，與同行分享知識、經(jīng)驗(yàn)和信息，聆聽并尊重同行的觀點(diǎn)與意見，堅(jiān)守承諾，不斷的超越自我。其主要的客戶分布：DIY消費(fèi)類35%，小型工業(yè)、維修、MRO、建筑及工藝制品類35%、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域30%。