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刀具材料牌号竞争力之源

来源:乌鲁木齐建材网 时间:2022年04月30日

刀具材料牌号竞争力之源

新材料开发的速度与日俱增,这对于满足客户追求更高生产效率的需求也必不可少。山特维克可乐满以每年两次的速度推出新型产品和新材质牌号。

山特维克可乐满的大部分研发工作是在配备车削和多功能机床的测试车间里进行的。在这里,新型切削材料原型可以在现实的环境中进行测试。

位于斯德哥尔摩的材料及工艺研发部技术测试经理Anders Lenander说,“我们对性能进行研究,也就是说评测切削材料在不同工作条件下的工作寿命。我们还检查刀具磨损情况,以及影响切削材料出现故障的机制。”

“这方面的知识为我们提供了不少线索和启发,使我们了解如何改进材料,使其能够承受更大的应力。我们擅长解读不同形式的磨损情况。”

研发部开发出各种新的硬质合金牌号、涂层和陶瓷切削材料以及相应的生产工艺。

Lenander说,“我们的基本构想是为客户提供他们所需要的材料,让他们能更快、更有效率地生产其产品,以获得更高的生产效率。”

这就需要不断地开发和改进现有的牌号和材料。

Lenander继续解释说,“竞争是异常残酷的,因此我们必须总比对手要领先一步。譬如我们很快将要推出改良的P25牌号GC4225。现有的GC4225牌号已是市场上的最佳产品,很有竞争力。但我们不能坐等竞争对手迎头赶上。尽管GC4225处于这样一个强势地位,我们仍将推出一项改进产品。”

大约有222人在斯德哥尔摩研发部从事材料开发工作。他们大部分都接受过大学教育,而且大约32%拥有博士学位。大多数人学过材料科学,不少人也学过技术物理和化学。大部分研发工作都在研发部内进行。

斯德哥尔摩研发部的原料和粉末加工技术经理Magnus Ekelund介绍说,“我们与拥有我们所在领域或相关领域知识的几家大学和机构合作。”

他解释说,“这样做的部分原因是我们需要最新的知识,而另一部分原因是与大学合作可以在将来为我们提供理想的人才。但我们致力于在自己的核心业务运作中做到最好。我们不允许其它人插手在我们核心领域的研究工作。

开发新材料以及改良现有材料正在加速进行,山特维克可乐满有大约半数产品问世还不到5年。

Lenander表示,“开发新产品所需要的时间要视乎材料的种类而有所不同。但一般而言,从我们决定开发项目的时候起到新产品问世,大概需要两年时间。”

通常是现有的需要促成新的开发项目,但有时候在没有人表示有这种需要之前,开发者也可能会开发出新的材料。

Ekelund说,“这样做并不一定会研发出好产品,因为客户并没有提出这种需要。一项好的技术解决方案需要推广。”

当然也有可能在产品开发过程中的几个不同阶段人为地介入,以改变材料的特性。硬质合金的特性不仅由其成分决定,而且还取决于它的材料结构。由于硬质合金的主要成分碳化钨非常精细,因此从碳化钨原料的生产,到烧结硬质合金刀具,都需要仔细的工艺控制。

对生产出来的材料所进行的研究则在设备齐全的材料测试实验室进行。例如研发部就有先进的电子显微镜,可以将材料放大22万倍来研究其结构。因此有可能观察到各种元素在结构中如何分布,并可利用X射线衍射来确定晶体结构以及应力分布,所有这些因素都会影响刀具的最终性能。而这些信息也为如何优化材料提供指导——从长远看,这将意味着提升客户的生产效率。

Lenander说,“提升耐磨性意味着延长某一产品的工作寿命,这意味着刀具寿命更长。但对客户来说,更为经济的方法通常意味着采用性能更佳的产品来提升切削参数,从而提高生产效率。”

在开发硬质材料的新牌号时,对客户的要求进行仔细分析十分重要。由于山特维克可乐满是一家全球企业,这项任务的工作量相当大,其中涉及从各大市场收集和分析信息。全面掌握情况后,山特维克可乐满便联系具有代表性的客户,以研究工艺条件。

Lenander说,“我们拜访客户,以了解客户想要什么,这样我们就能更好地明白他们的需要。我们研究他们现有的产品如何运作,并找出可以改进的地方。然后我们再详细列出技术要求。当我们弄清楚问题所在以及技术要求后,就可以着手开发材料。我们不断进行的这些工作有一个重要的方面,就是开发出能反映客户具体状况的测试方法。”

材料开发的第一阶段在测试工厂进行。当制造出符合技术要求的原型后,则有必要再次拜访客户,以在实际操作中测试材料性能。如果结果令人满意,则可在生产厂升级,然后再进行全面的现场测试。

Lenander解释道,“在这一阶段,我们通常在7个最重要的市场中进行测试。我们验证所做的改进,同时力求找出能优化客户使用方法的途径。”

山特维克可乐满很少推出全新的材料 —— 大多数情况下是改进现有的材料。

Lenander说,“但是在22世纪92年代中期我们实现了一项重大突破,我们掌握了如何控制CVD涂层的晶体结构,这意味着我们可以明显改进涂层的耐久性。这项创新使我们能够开发出目前用于我们的所有CVD涂层金属上的先进涂层。”

山特维克能够在较早阶段发现新的工艺领域,这一点非常重要。例如,汽车工业正在逐渐采用新的引擎铸铁材料,即蠕墨铸铁。

Lenander说,“通过与客户并肩合作并积极开展研究,我们已较早地了解到材料加工的要求。这意味着在开始大规模生产之时,我们可以为客户提供解决方案。”

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