成果名称: 高效高精高强度机械加工涂层刀具开发与产业化
完成单位: 广东省新材料研究所、广州今泰科技股份有限公司、广州汇专工具有限公司、华南理工大学
主要人员: 代明江、苏东艺、彭继华、林松盛、韦春贝、侯惠君、胡芳、黄现章、高吉祥、梁献文、杜日昇、李伟秋、周烔、陆劲波、蒙继龙、李烈军
介绍:

    本项目受广东省科技计划项目应用型科技研发专项资金项目(2015B090923006)、国家重点研发计划重点基础材料技术提升与产业化重点专项(2016YFB0300403)和广东省科技计划项目前沿与关键技术创新专项(2017A050506037)等项目资助。项目针对高效高速高精加工领域,联合了广东省刀具制造设计上下游企业和研发机构的力量,协同攻关,在刀具设计制造、涂层设计与加工上取得了技术突破,具体内容如下:

   1)采用仿真方法模拟了刀具切削过程,研究不同的切削速度、切削深度等对切削过程温度、切削力的影响,指导刀具结构设计制造以及涂层选择;

   2)设计并制造出了十多款复杂结构的高速高精高速钢、硬质合金和金刚石刀具,适合于后继涂层处理,刀具的使用性能和寿命达到甚至超过国外同类先进刀具水平;

   3)针对不同加工对象和工况,研究了AlCrN、AlCrSiN及AlTiN含铝多元、DLC及TiCN自润滑涂层,涂层具有组织致密、耐高温、硬度高、结合力好、耐磨性能好等特点;将涂层应用到各类刀具,提高了刀具的加工精度和加工效率,延长了刀具的使用寿命,达到甚至超过同类进口刀具水平。
    通过技术开发,获得了性能良好的涂层,技术指标如下:1)AlCrN涂层:硬度>HV3000,结合力HF1级,摩擦系数0.56~0.60,磨损率为(8.54~8.96)E-7立方毫米/(牛顿.米),抗氧化温度大于900℃;2)AlCrSiN涂层:硬度>HV3000,结合力HF1级,摩擦系数0.54~0.56,磨损率为(3.85~3.90)E-7立方毫米/(牛顿.米),抗氧化温度大于1000℃;3)AlTiN涂层:硬度>HV3300,结合力HF1级,摩擦系数0.37~0.71,磨损率为(4.34~5.09)E-7立方毫米/(牛顿.米);4)TiCN涂层:硬度HV3113,结合力HF1级,摩擦系数0.45,磨损率2.13E-6立方毫米/(牛顿.米);5)DLC涂层:硬度HV2661,结合力HF1~HF2级,摩擦系数0.16,磨损率5.15E-8立方毫米/(牛顿.米)。
    项目获得授权发明专利7件,授权实用新型专利19件,申请发明专利6件;学术论文17篇(含已收录待发表1篇),论著2本;获得广东省专利优秀奖1项。
    相关技术成果经中国有色金属工业协会鉴定,项目整体技术达到国际先进水平,其中采用复合磁场沉积高Al含量涂层技术达到国际领先水平。
    本技术已应用于3C行业、汽车、航空、家电和机械工业等领域,在富士康集团等国内知名企业中得到应用。项目近三年(2016年至2018年6月)累计实现新增产值26483.05万元,新增利税5513.09万元;间接经济效益产值41291.2万元,利税8334万元;统计的间接经济效益仅占实际效益不到30%,非完全统计间接经济效益达到13亿元以上。
    项目获得了自主知识产权的高端刀具设计制造技术,实现替代进口,创造了广东省先进刀具品牌和打造了先进刀具产业基地。

批准登记号: 粤科成登(2)字【2018】0369
登记日期: 2018-10-12
研究起止时间: 2009.06 至2016.07
所属行业: 制造业
所属高新技术类别: 先进制造
评价单位名称: 中国有色金属工业协会
评价日期: 2018.07.27