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　　自1923年硬質(zhì)合金成功研制以來(lái)，距今已有整整100年的歷史。這種合金以抵御高溫和快速加工的能力而聞名，是很多現(xiàn)代機(jī)床刀具的根基，對(duì)金屬切削工具制造商也有著與眾不同的意義。為紀(jì)念這一劃時(shí)代的歷史事件, 全球金屬切削領(lǐng)域?qū)I(yè)企業(yè)山特維克可樂滿Sandvik Coromant 部門經(jīng)理Rickard Sundstr?m撰文，通過硬質(zhì)合金的豐富發(fā)展史，探討如何確保未來(lái)對(duì)該材質(zhì)的供應(yīng)，以及對(duì)于行業(yè)的不凡意義和百年展望。

　　歷史上的很多著名時(shí)期都會(huì)以當(dāng)時(shí)的某種材料命名，例如石器時(shí)代、鐵器時(shí)代等。根據(jù)工具材料對(duì)時(shí)代進(jìn)行命名，證明了材料對(duì)于社會(huì)的重要意義，以及人類不斷提升以找到更優(yōu)材料的驅(qū)動(dòng)力。經(jīng)過幾個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，工具的應(yīng)用范圍和精密程度發(fā)生了重大改變，但是其作用始終未變 ，對(duì)于今日世界的運(yùn)行依然發(fā)揮著同樣至關(guān)重要的作用。

　　初期發(fā)展

　　第一批普通合金鋼的誕生歸功于Robert Forester Mushet，他在1868年發(fā)現(xiàn)：向鋼中加入鎢，可增加其硬度，甚至在經(jīng)過空氣冷卻處理之后依然硬度不減。這個(gè)發(fā)現(xiàn)構(gòu)成了合金發(fā)展的基礎(chǔ)，成就了工具鋼的使用。1900年代早期，金屬的形成和加工仍然屬于高深技藝，技藝精湛的手工匠人將工具鋼作為切削刀具材質(zhì)使用。

　　但由于批量生產(chǎn)需求的增加，尤其是汽車等行業(yè)的起飛，一個(gè)事實(shí)變得清晰明了：即工具鋼沒有能力繼續(xù)跟上時(shí)代的發(fā)展。其有限的耐熱能力導(dǎo)致其面對(duì)高溫時(shí)會(huì)軟化，尤其是在刀具與工件的交互處，從而難以實(shí)現(xiàn)高速切削。

　　因此，高速鋼應(yīng)運(yùn)而生，其中的鈷含量高于工具鋼。額外添加的鈷提升了高速鋼的熱硬性，從而大幅提高了切削速度。更快速的切削速度使生產(chǎn)率進(jìn)一步提高，總生產(chǎn)成本下降，最終成為降低車輛價(jià)格的因素之一，讓大眾都能夠買得起車。

　　硬質(zhì)合金問世

　　高速鋼的成功實(shí)現(xiàn)了行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，最終促成了硬質(zhì)合金的發(fā)明。1923年3月30日，Osram當(dāng)時(shí)的研發(fā)主管Karl Schr?ter成功申請(qǐng)到第一項(xiàng)專利 “Gesinterte harte Metallegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung” (DE420689)。該材質(zhì)最初用于燈泡行業(yè)的拉拔模具，其后硬質(zhì)合金被開發(fā)出來(lái)，經(jīng)測(cè)試后用于切削刀具。1927年，該材質(zhì)亮相于萊比錫 (Leipzig) 一場(chǎng)展覽。精細(xì)的硬質(zhì)合金粒子通過金屬粘結(jié)劑，粘結(jié)成復(fù)合材料硬質(zhì)合金。最常見的硬質(zhì)合金包括碳化鎢 (WC)、碳化鈦 (TiC) 和碳化鉭 (TaC)，鈷和鎳常被用作粘結(jié)金屬。

　　如果說高速鋼的誕生變革了制造業(yè)市場(chǎng)，那么硬質(zhì)合金以同樣的方式促成了更快速的加工。鋼件切削速度甚至可以高達(dá)每分鐘150米，幾乎比高速鋼快四倍。

　　正是此時(shí)，山特維克開始研制硬質(zhì)合金刀具。山特維克可樂滿Sandvik Coromant品牌于1942年創(chuàng)立，唯一目的是提供以硬質(zhì)合金為基礎(chǔ)的現(xiàn)代切削刀具。第二年，山特維克可樂滿首批用于金屬切削的硬質(zhì)合金刀具制造成功，而后的五十和六十年代，隨著工業(yè)化的起飛，需求只增不減。

　　1969年，山特維克可樂滿Sandvik Coromant于全球首先推出陶瓷涂層硬質(zhì)合金刀片。這種陶瓷“Gamma涂層”極大提高了刀具的耐磨和耐熱能力，使金屬切削性能提升了50%之多?？蓸窛M持續(xù)發(fā)展其硬質(zhì)合金產(chǎn)品，為各種行業(yè)研發(fā)新材質(zhì)的鉆頭。2005年，其GC4225硬質(zhì)合金成為全世界暢銷材質(zhì)。

　　有限資源

　　那么硬質(zhì)合金的未來(lái)如何呢？硬質(zhì)合金生產(chǎn)的核心金屬包括鎢和鈷等，但是這些資源的供應(yīng)有限。以鈷為例，它是鋰離子電池的常用成分，有利于延長(zhǎng)電池壽命。然而，不斷飆升的需求以及開采難題意味著我們到2028年就可能會(huì)面臨該資源的短缺問題。

　　為了保護(hù)這些有限的資源，制造商和供應(yīng)商必須承擔(dān)起相應(yīng)責(zé)任，為資源的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮應(yīng)有作用?？赏ㄟ^維修和翻新舊刀具的方式使刀具得到二次、甚至三次再利用。而對(duì)于完全不可再用的刀具，可通過回購(gòu)項(xiàng)目售出，使廢料得以循環(huán)再用，制成新材質(zhì)。在山特維克可樂滿Sandvik Coromant，這兩種服務(wù)我們均提供，例如我們最近的鋼件車削刀片包含至少40%的回收再用材質(zhì)。在設(shè)計(jì)刀具之時(shí)就盡早考慮諸如供應(yīng)和可持續(xù)性等問題，避免不必要的材料浪費(fèi)。

　　展望未來(lái)

　　原材料的供應(yīng)將成為影響硬質(zhì)合金未來(lái)的一個(gè)要素。山特維克可樂滿Sandvik Coromant將繼續(xù)提升并充分利用可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃。尤其是我們回收業(yè)務(wù)很可能成為關(guān)鍵的發(fā)展方向，因?yàn)榫推渌枘茉炊裕@仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

　　雖然實(shí)現(xiàn)了重大創(chuàng)新飛躍，但是舊的切削刀具材質(zhì) (例如高速鋼) 對(duì)于整體市場(chǎng)依然發(fā)揮著重要作用。毋庸置疑的是，盡管硬質(zhì)合金已經(jīng)發(fā)展了100年，但如今它對(duì)于很多行業(yè)而言依然是至關(guān)重要的切削刀具用材。當(dāng)然，其進(jìn)步空間也一直存在，應(yīng)用也在變化。未來(lái)，新的應(yīng)用將不斷出現(xiàn)，所以我們將一直面臨挑戰(zhàn)：不斷推出更新、更好的解決方案。

　　山特維克可樂滿

　　山特維克可樂滿Sandvik Coromant 隸屬于全球工業(yè)集團(tuán)山特維克，是世界領(lǐng)先的金屬切削刀具制造商，同時(shí)也是刀具解決方案和專業(yè)加工知識(shí)的提供者，致力于制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不斷推出創(chuàng)新技術(shù)，在滿足金屬切削行業(yè)當(dāng)前要求的同時(shí)，引領(lǐng)世界進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代。教育支持、廣泛的研發(fā)投入和強(qiáng)大的客戶合作關(guān)系確保了機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展，改變、引領(lǐng)和推動(dòng)了制造業(yè)的未來(lái)。山特維克可樂滿在全球擁有1700多項(xiàng)專利，員工超過7,700名，足跡遍布世界150個(gè)國(guó)家。

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