图1  重达20000lb的模具钢的切削成为了Mecon Industries公司发展的阻碍

高难度加工的挑战总是会提醒刀具制造商要时刻跟上最新的切削刀具发展形势。对于Mecon Industries公司来说，问题在于Kennametal全新的Beyond刀具平台与其他可能无法顺利完成加工的刀具之间有何区别，是否能够像承诺的一样按时完成加工任务。

Beyond是 Kennametal公司最新推出的刀具产品线，包含了针对铸铁、钢件、不锈钢和高温合金进行切削加工的新材质和槽型的完整产品组合。Beyond刀具专为提高金属去除率和延长刀具寿命而设计，在很多应用领域中效果都非常显著。Kennametal高级产品经理Ujjwal(UJ)Baid说：“根据加工应用，实际测试显示我们的产品在任何场合都能获得30%~300%的提高。”

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许多技术特点支持了Beyond的性能升级。Beyond刀具采用了新的涂层表面去应力处理，提高了切削刃的韧性、可靠性、切深处抗缺口性能，以及微抛光表面减小摩擦和工件粘结(BUE)的特点。细微颗粒的氧化铝层提高了切削速度和生产效率。

所有新的Beyond刀片采用CVD (化学气相沉积) 涂层，但在传统CVD 涂层存在高应力的地方，Beyond刀片的所有表面采取了独特的去应力处理，提高了涂层的附着力，减少了细微碎裂。“切削刃上更多均衡可靠的磨损能够提高并获得稳定的刀具寿命”，Kennametal公司全球车削系统专家Kent Mizgalski说，“光滑的表面减少了摩擦力，同时也是适应多种应用和提高切削速度的另一个因素。无论是内部测试还是实际应用，配合合适的槽型，我们已经见证了其在切屑控制和刀具寿命方面的巨大提高”。

工具钢的切削

工具钢材料是为极端的韧性和耐久性场合而设计的。在加工工具钢时，刀具使用者会发现还有很多方面都需要弥补——更强的功率，更高的性能，更重要的是，更多的知识。Mecon Industries公司（位于Scarborough，Ontario）的车间经理Bruno Cecchini在经历了超过45年的亲身体验后深刻地认识到了这一点。Cecchini从1962年Mecon刚成立时就来到了公司工作，他亲眼见证了Mecon公司对几种特殊设备的开发——制造卷绕设备，可用于金属装配行业的卷板机、回卷机和矫直机，还有压弯机的模具。

压弯机的模具是用来将金属弯曲成特定形状的工具。弯曲大或厚的金属板要依靠模腔的尺寸、模具的强度、冲压机的形状和压弯机的吨位来完成。“我们进行设计、制造并测试定制用于弯曲任何厚度及金属类型的压弯机，从钢和铝到锌合金之类的特别材料。”他说，“我们生产的刨床，长度范围是12~30ft（1ft=0.033m）。我们还有一台200t的液压设备用于测试。我们能够提供一次成形的工具，通过弯曲和减少锤打次数相结合来完成一个工件的加工。同时我们也有一系列的标准品来满足现货供应。”

Mecon的客户可以根据自己的压弯机吨位，以及需要完成的加工情况来订购材料类型，如要加工工件的厚度和模具的硬度。如果没有其他详细说明，Mecon就会采用布氏硬度（HB）265~280的预硬模具钢制造压弯机模具。

前所未有的压力

最近，Mecon正面临着一项严峻的挑战。客户Hodgson Custom Rolling公司需要一个长度为14ft、厚度为22in（1in=25.4mm）、模腔18in的模具，用于弯曲2~4in厚的金属板。指定的模具钢韧性非常高，Mecon传统的刨床设备切了3次就无法继续使用了。

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通常，模具是客户为他们的最终用户生产所需要产品的工具，所以当模具客户说他们需要某些工具时，绝不是无稽之谈。“我们确实处在压力之下”，Cecchini 形容目前处境时说，“我们已经承诺了交货期，但现在有一块重达20000lb（1lb=0.454kg）、硬度35HRC的钢件(转换成布氏硬度是323，大大高于Mecon 的标准范围)，我们无法切削。”（图1）

一般情况下，Mecon的刨床是模具加工的重负荷机器，最高的切削效率一般在200ft/min，Cecchini说。降低速度并没有帮助，他们使用的传统刀具在切削了3次之后就无法继续使用了，因此，他们正在寻找能够帮助他们“切削更多次数而且获得相同结果”的刀具供应商。这种情况一直延续，直到Kennametal公司的金属切削销售工程师Dan Atwell带着公司全新的BeyondTM系列刀片样品来到Mecon的工厂。Atwell带来了Kennametal公司新的Beyond材质的KCP40 样品。根据Mecon机床操作者David Filipovic的经验，在对Mecon的标准模具钢进行加工时，刀片的每个刃口也只能使用15min 或20min就无法继续使用了。“我们把Kennametal全新的Beyond材质的KCP40 安装在我们的刨铣床上，测试后的最终切削参数是切深0.750in，表面切削速度是200ft/min，进给速度是0.032ft/min。”他说，“我们能切削16ft，大约每个刃口需要80min。”（图2）

图2  Mecon公司的机床操作者David Filipovic (左)、车间经理 Bruno Cecchini (中)、和 Kennametal公司的 Dan Atwell (右)正在讨论全新的Kennametal Beyond刀具

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在切削35 HRC的工具钢时，每个刃口要进行大约500次切削，每个刀片超过5h的刀具寿命已经是“难以置信”，Cecchini描述说。“切屑很漂亮而且光滑”，Bruno Cecchini，“只需使用5个刀片，我们就能在这个加工中切除超过4000lb的切屑。”

“如果没有使用这些新的BeyondTM刀具，我们肯定会在这次加工中遭受损失，也不可能按时交货。”Mecon 的总裁David Foscarini说。

“我们邀请其他刀具供应商看这些刀具的切削情况，他们唯一能表达的就是惊讶。Dan 带来两种刀片给我们试切，但我们只需要测试一种就已经够了。”Bruno Cecchini 补充说。当您面临切削工具钢能给您带来收益的时候，这对于刀具生产商已经是高度的赞扬了。