材料发展趋势

刀具材料及发展趋势

[摘 要] 本文重点阐述了高速钢、硬质合金、陶瓷刀具、超硬刀具材料等的切削性能和应用范围。并对刀具材料的发展动向也作出了预测与展望。

[关键词] 刀具材料 切削加工 发展趋势

0.引言

切削加工是现代制造业应用最广泛的加工技术之一。据统计，国外切削加工在整个制造加工中所占比例约为80％～85％，而在国内这一比例则高达90％。刀具是切削加工中不可缺少的重要工具，无论是普通机床，还是先进的数控机床(nc)、加工中心(mc)和柔性制造系统(fmc)，都必须依靠刀具才能完成切削加工。刀具的发展对提高生产率和加工质量具有直接影响。材料、结构和几何形状是决定刀具切削性能的三要素，其中刀具材料的性能起着关键性作用。国际生产工程学会(cirp)在一项研究报告中指出：“由于刀具材料的改进，允许的切削速度每隔l0年几乎提高一倍”。刀具材料已从20世纪初的高速钢、硬质合金发展到现在的高性能陶瓷、超硬材料等，耐热温度已由500～600℃提高到1200℃以上，允许切削速度已超过1000m／min，使切削加工生产率在不到100年时间内提高了100多倍。因此可以说，刀具材料的发展历程实际上反映了切削加工技术的发展史。我们应当重视刀具材料的选择和使用，关注新型刀具材料的研制和发展趋势。 1.刀具材料应具备的性能

性能优良的刀具材料，是保证刀具高效工作的基本条件。刀具切削部分在强烈摩擦、高压、高温下工作，应具备如下的基本要求：一是高硬度和高耐磨性；二是足够的强度与韧性；三是高耐热性、导热性和小的膨胀系数；四是良好的工艺性和经济性。

2.刀具材料的种类

常用刀具材料有工具钢(包括碳素工具钢、合金工具钢)、高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬刀具材料（金刚石、立方氮化硼）以及涂层刀具材料。碳素工具钢和合金工具钢因其耐热性很差，仅用于手工工具。陶瓷和超硬刀具材料则由于性质脆、工艺性差及价格昂贵等原因，目前尚在有限的范围内使用。当今，用得最多的为高速钢和硬质合金，几乎各占一半。涂层刀具材料是最近几十年才发展起来的。

新材料行业发展规划

我国新材料产业已经取得了长足进步，在石墨烯、气凝胶等材料领域与国际先进水平处于同一起跑线，产业规模也在持续扩大，应用领域不断拓宽。但在关键材料领域，我国市场对外依赖度较大，自给率不足，国产化水平低，未来仍需不断突破技术瓶颈。总的来看，新材料是制造业转型升级的基础性和支柱性战略产业，是国民经济发展的新动力，未来发展前景广阔。

全行业实施“由大变强、靠新出强”的发展战略，在产业结构调整、方式转变等方面取得了长足进步，为国民经济和城乡建设的快速发展提供了重要的保障。

为了加快区域产业结构调整和优化升级，推进未来几年产业健康快速发展，按照“领先发展、科学发展、又好又快发展”和“产业倍增”的战略部署，结合区域产业发展情况，制定本规划。

第一部分 指导思路

坚定不移贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念，坚持“全面推进、重点突出、分类实施、因地制宜、政府引导、市场推动”基本原则，采取强制与激励相结合方式，从政策法规、体制机制、标准规范、技术推广等方面全面推进产业发展。

第二部分 原则

1、坚持开放发展。充分利用国内外两个市场和资源，本着互利共赢，坚持引进来和走出去并重，引资和引技引智并举，加快产业全球布局和国际交流合作，形成新的比较优势。

2、政府引导，市场推动。以政策、规划、标准等手段规范市场主体行为，研究运用价格、财税、金融等经济手段，发挥市场配置资源的决定性作用，营造有利于产业发展的市场环境。

3、创新供给。深入实施创新驱动发展战略，把产业做大做优做强的基点放在大力创新上。瞄准重点方向，着力提升技术、人才等创新要素供给水平，着力提升产品、服务等附加值和国际竞争力，推动新技术、新业态加速产业化，着力形成产业发展新动力。

4、因地制宜，示范引领。着眼区域实际，充分考虑经济社会发展水平，逐步研究制定适合区域特点的能效标准。制定合理技术路线，采用适宜技术、产品和体系，总结经验，开展多种示范。

中国新材料产业空间演变呈现三大新趋势

2012-04-11中国经营网

赛迪经略管理顾问有限公司 韩向宏

新材料产业作为七大战略新兴产业之一，是众多高技术产业发展的基础和先导，在优化产业结构、推进产业升级以及创造新的经济增长点等方面具有重要的战略意义。经过几十年的发展，中国新材料产业在体系建设、产业规模、技术进步等方面已经取得了显著成就，已初步呈现出集群化发展特征，形成“东部沿海集聚，中西部特色发展”的空间布局。

综合考虑资源条件、产业基础和市场需求等因素，中国新材料产业空间演变将呈现三大趋势：

一、将呈“强者愈强、梯度演进”的空间演变趋势

环渤海、长三角和珠三角地区作为目前国内三大综合性新材料产业聚集区，企业分布密集，高校及科研院所众多，并拥有资金、市场等优势，新材料产业的高端要素必将进一步向这些区域聚集，呈现“强者愈强”的态势;中部地区在承接东部产业转移时拥有区位优势，加上雄厚的原材料工业基础，产业规模将不断壮大;西部地区在国家政策的推动下，依托资源优势，特色新材料产业集群将不断涌现;整体上，东、中、西三大区域将表现出“梯度演进”的特征。

1、东部沿海地区：创新实力强，将成为产业高端要素的汇集地

东部沿海地区是我国经济发展最发达和最具活力的地区，在人力资源、科技、资本等生产要素市场、产业配套能力和政策支持等各方面具备了较为雄厚的发展基础，是中国新材料产业研发、高端制造的先导区。其中，环渤海地区拥有多家大型企业总部和重点科研院校，是国内科技创新资源最为集中的地区;长三角和珠三角地区制造业发达，是新材料产业的重要研发生产基地，也是新材料产品的重要消费市场。巨大的市场需求和雄厚的产业基础，在吸引国内外大型企业的总部和研发中心向长三角地区聚集的同时，也为国内创新型中小企业的成长壮大提供了发展空间。

2、中部地区：工业基础雄厚，将成为承接国际和东部沿海地区产业转移的桥头堡

在新一轮国际产业转移和东部产业结构调整加快的新形势下，中部地区面临通过承接国际国内产业转移加快发展的历史性机遇。中部地区是中国重要的能源和原材料生产基地，工业基础雄厚，在承接新材料产业转移方面，具有承东启西的区位优势和独特的产业与要素优势。未来，加强与东部沿海地区对接、加快承接东部地区新材料产业梯度转移将成为中部地区发展新材料产业的重要方向。

材料的发展趋势综述

1. 可持续发展：随着人们对环境保护的关注增加，材料的发展趋势之一是朝着可持续和环保的方向发展。这包括使用可再生材料、回收利用废弃材料和减少资源消耗等。

2. 高性能材料：现代社会对材料的需求越来越高，要求材料具有更高的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等特性。因此，高性能材料的研究和开发成为材料发展的重要趋势。

3. 智能材料：随着科技的进步，智能材料正在迅速发展。这些材料具有能够感应、响应和适应环境变化的特性，可以进行自修复、自重组和自传感等功能。

4. 纳米材料：纳米技术的发展带动了纳米材料的研究和应用。纳米材料具有独特的物理和化学特性，可以用于提高材料的强度、导电性、导热性等。

5. 生物材料：生物材料是一种以生命体内的材料为模板设计和合成的材料。生物材料具有良好的生物相容性和生物降解性，可以用于医学领域的人工器官、组织工程和药物传递等应用。

6. 3D打印材料：随着3D打印技术的发展，相应的材料也在不断创新。3D打印材料具有可塑性强、可定制、快速制造等特点，可以应用于各种领域，如航空航天、医疗和制造业等。

7. 易处理材料：现代制造技术对材料的处理要求越来越高，因此易处理材料也成为发展趋势之一。易处理材料具有良好的加工性能和可塑性，可以方便地进行成型、切削和焊接等操作。

总的来说，材料的发展趋势是朝着可持续、高性能、智能化、纳米化、生物化、可定制和易处理的方向发展。这些趋势将推动材料科学的进一步发展和应用。