划时代MIRACLE涂层的进化

昵称2530266 2017-07-12

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在TiN涂层为主流的1980年代后期，颠覆过往常识的含Al丰富的(Al,Ti)N涂层膜横空出世。这就是MIRACLE涂层。下面将带您去了解改变了硬质合金工具历史的MIRACLE涂层的进化历程。

11987-担负公司命运而生的MIRACLE涂层

含Al丰富的(Al,Ti)N涂层膜“MIRACLE涂层”诞生于1987年。它是大型高速钢工具厂株式会社神户制作所工具事业部(现三菱综合材料明石制作所) 在进军硬质合金工具领域之际开发成功的新型涂层膜。之后，该涂层在1988年的JIMTOF(日本国际机床展)上进行了样品展示，并先后于1990年以硬质合金钻头“MIRACLE 钻头”、1991年以硬质合金立铣刀 “MIRACLE立铣刀”进军硬质合金工具领域。在“将产能在淬火后以放电加工为主流的当时，通过在淬火后以切削方式一步完成加工，大幅缩短了模具制作的前置时间，MIRACLE实在是创造奇迹的工具。该MIRACLE立铣刀于1995年获得了日本机械学会技术奖，当年一同获得该奖的还有“新干线 Nozomi”。小小的立铣刀与新干线这样的庞然大物并列，这场面一定很有趣。

21996-多样化MIRACLE涂层技术

凭借始祖MIRACLE涂层含Al丰富的(Al,Ti)N的最大特点，和为发挥这一特性提支持的丰富制作技术经验，MIRACLE涂层技术开始展开到丰富多样的商品。例如60HRC以上的高硬度钢的加工。将如今在PVD涂层中广为采用的Si率先添加到涂层中的，应该是本公司率先开发的。添加了Si的(Al,Ti,Si)N涂层是对MIRACLE涂层的高硬度、高氧化起始温度的特点进一步加以完善的涂层，结合新开发的硬质合金母材和形状，使得60HRC以上的高硬度钢的加工成为可能。还有将(Al,Ti)N推广至高速钢工具领域的VIOLET涂层。对涂层业者来说，实际上高速钢是比硬质合金还要难以处理的材料。要发挥涂层的特性，最好是在尽可能高的温度下进行涂膜，但是温度超过550℃后，高速钢的硬度就会下降。因此必须在如此微妙的平衡中进行优化。从事VIOLET涂层产品开发的每一代担当者都曾遇到过这一难关，通过将其克服达到技术上的进化。

32000- 成为刀片、硬质合金钻头的主力技术

2000年，明石制作所成为三菱综合材料旗下的企业。MIRACLE涂层技术被迅速推广至刀片、硬质合金钻头等三菱综合材料的拳头产品、在当时，一说起刀片，则言必称CVD，PVD仅仅作为其补充而存在。但是，MIRAC涂层凭借其性能与工具形状开发，没过多久便夺取了主力技术的宝座。尤其是VP15TF通过MIRACLE涂层性能与母材性能强强联手，发挥出优异的通用性，很快就成为了刀片的主力材质之一。此外，MIRACLE涂层还被推广到了三菱综合材料所擅长的硬质合金钻头领域。尽管很遗憾明石制作所于1990年推出的MIRACLE钻头并未形成热卖，但随着向当时开发的三菱综合材料的ZET1钻头、乃至新形状的WSTAR钻头的展开， MIRACLE涂层终于在硬质合金钻头领域开花结果。在整体立铣刀领域，也开发出了在(Al,Ti,Si)N中融入单相纳米结晶技术的IMPACT MIRACL涂层。并且，通过与三菱综合材料的硬质合金材料技术相互融合，IMPACTMIRACL立铣刀也已经推出市场。IMPACT MIRACL系列能够切削高速工具钢，这标志着“可以用工具加工工具的时代”已经到来。

42012-进一步进化的MIRACLE

近年，在PVD涂层领域，通过针对性开发进一步发挥高性能的涂层成为了主流。此外，涂层也不再只是单单一种涂层膜，而是通过丰富多样的涂层膜成分和不同技术的组合，不断加速进化。三菱综合材料将其最新的PVD涂层技术命名为“MIRACLE Σ”，向用户进行提案。这其中，SMART MIRACLE涂层是针对难切削材料加工用途而开发的涂层，其利用最新技术成膜的(Al,Cr)N类涂层在Ni基合金及Ti基合金等的加工方面拥有长寿命。还通过超平滑表面ZERO-μsurface来抑制粘结现象、降低切削阻力，从而实现了令人惊讶的高效加工。如果有机会，希望大家观察实物以了解其平滑性，进行实际切削加工来感受其性能。刀片方面，发布了铣削用MP61/ MP71/MP91系列共6种材质。分别针对 P、M、S类所要求的性能进行了优化，是能够满足各种需求的涂层材料群。对于铣削加工的磨损和热龟裂问题，通过名为TOUGH-ΣTechnology的Al-Ti-Cr-N类复合涂层加以解决。此外，在车削用途方面开发出了难切削材料用的MP90系列。以含Al丰富的(Al,Ti)N这一MIRACLE涂层的特点为基础推进开发，进一步提升了Al含量的涂层。在钻头方面，开发出通用材质DP1020。凭借针对硬质合金钻头而优化的Al-Ti-Cr-N类复合涂层，大幅降低了棱边磨损。进而利用超平滑表ZERO-μ surface与独创的冷却孔形状TRI-cooling技术，降低了切削阻力，大幅改善了深孔加工时的排屑性能，实现了稳定的钻孔加工。