【編者按】CIMT2025(第十九屆中國國際機(jī)床展覽會)于4月21-26日在北京隆重舉辦。展會之后,主辦方中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會收到來自協(xié)會分會的展品評述文章,現(xiàn)部分編發(fā)供業(yè)界參考。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人。
CIMT2025以空前的規(guī)模成就陶瓷磨具展商數(shù)量顯著增加,為同行提供了一個(gè)難得的觀察行業(yè)發(fā)展的窗口。本文重點(diǎn)關(guān)注CIMT2025中與磨床適配的普通陶瓷磨具展品的變化趨勢和未來發(fā)展方向。
陶瓷磨具是一種以陶瓷結(jié)合劑為粘結(jié)劑的磨具,此類產(chǎn)品的強(qiáng)度優(yōu)于樹脂磨具,具有不易堵塞、切削鋒利、磨削效率高、熱膨脹量小等特點(diǎn),主要適配于各類機(jī)床,作為切磨拋的工具使用。中國是全球最大的陶瓷磨具生產(chǎn)國和消費(fèi)國,得益于汽車、航空航天、電子信息等高端制造業(yè)的快速發(fā)展,陶瓷磨具在金屬加工等傳統(tǒng)領(lǐng)域需求穩(wěn)定,同時(shí)向精密制造領(lǐng)域延伸。
一、部分參展企業(yè)及展品類型簡述
據(jù)筆者統(tǒng)計(jì),本次涉及陶瓷磨具展品的參展企業(yè)共有22家,其中具有代表性的企業(yè)有白鴿磨料磨具有限公司、山東魯信四砂泰山磨具有限公司、蘇州遠(yuǎn)東砂輪有限公司、江西冠億研磨股份有限公司、四砂泰利萊(青島)研磨股份有限公司、圣戈班磨料磨具(上海)有限公司、3M中國、萊斯豪爾等。
白鴿磨料磨具有限公司前身為1956年建成的中國第二砂輪廠,是國家“一五”期間重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一,現(xiàn)隸屬于國機(jī)精工集團(tuán)股份有限公司。本次白鴿展出了高效高精密陶瓷微晶剛玉磨齒砂輪,針對高檔轎車、新能源、高鐵等領(lǐng)域?qū)荦X輪磨削的技術(shù)需求,解決核心關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,實(shí)現(xiàn)高精密齒輪磨削工藝國產(chǎn)化。
山東魯信四砂泰山磨具有限公司前身為1950年成立的中國第四砂輪廠,現(xiàn)隸屬魯信創(chuàng)投集團(tuán)。本次展出的緩進(jìn)給強(qiáng)力磨砂輪,應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)葉片葉根、大型汽輪機(jī)、燃?xì)廨喨~片葉根的成型磨削。展品由很鋒利的氧化鋁和特種新型磨料組成,配以組織極為松散的氣孔結(jié)構(gòu),確保金屬工件大進(jìn)給切削不易堵塞燒傷。
蘇州遠(yuǎn)東砂輪有限公司前身為成立于1951年的蘇州砂輪廠,現(xiàn)隸屬創(chuàng)元科技股份有限公司。展出高效磨軋輥陶瓷微晶砂輪,應(yīng)用于多種復(fù)雜難加工材質(zhì)的鋼材軋輥磨削的中、粗、精磨,具有強(qiáng)度高、形狀保持性好、磨削效率高、單次進(jìn)刀量大、修整間隔短、不易燒傷、不易產(chǎn)生振紋、加工粗糙度較低等優(yōu)點(diǎn),能夠滿足大尺寸以及多種材質(zhì)軋輥的粗/精磨削要求。
江西冠億研磨股份有限公司創(chuàng)立于1998年,是目前國內(nèi)較大的陶瓷磨具研發(fā)制造企業(yè)。本次攜多款低溫結(jié)合劑陶瓷磨具參展,其中有代表性的是高效低溫直線導(dǎo)軌磨砂輪,以成組的方式應(yīng)用在直線導(dǎo)軌磨削作業(yè)中。砂輪的組織硬度分布均勻,磨削負(fù)荷小,不燒傷工件,能夠更好滿足超高精度、超高承載直線導(dǎo)軌的磨削需求。
四砂泰利萊(青島)研磨股份有限公司是施華洛世奇-泰利萊集團(tuán)的控股企業(yè),是兼具陶瓷微晶剛玉磨料、陶瓷磨具和超硬磨具的綜合型生產(chǎn)企業(yè),優(yōu)勢在于可以依托泰利萊自有的下游產(chǎn)業(yè)鏈和先進(jìn)研發(fā)體系,快速反饋新產(chǎn)品特點(diǎn)及存在的問題,及時(shí)調(diào)整工藝配方。本次展會攜多款由自主研發(fā)的陶瓷剛玉磨料和磨具產(chǎn)品參展。
圣戈班磨料磨具(上海)有限公司隸屬于法國圣戈班集團(tuán),后者在收購美國諾頓后成為磨料磨具行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)之一,本次展會以圣戈班諾頓的名義參展。本次展會攜帶多款以QuantumTM和TG?(二者均為陶瓷微晶磨料)為原料制作的砂輪產(chǎn)品,結(jié)合Vitrium3 TM陶瓷結(jié)合劑技術(shù),產(chǎn)品具有很高的金屬去除率和形狀保持性,實(shí)現(xiàn)高速磨削。此外,參展的多款砂輪還采取WORTEX 2TM的氣孔組織結(jié)構(gòu)技術(shù),結(jié)合了工程級3D磨料配比分布工藝,具有優(yōu)異的滲透性,能夠讓冷卻液充分進(jìn)入磨削區(qū)域,有效避免工件燒傷,并能容納更多的金屬屑,避免砂輪表面產(chǎn)生堵塞。
3M中國攜帶包括軸承、航空渦輪機(jī)、汽車、新能源等多個(gè)領(lǐng)域的解決方案亮相,其砂輪產(chǎn)品包含了微復(fù)制技術(shù)、TrizactTM金字塔技術(shù)、CubitronTM‖磨料技術(shù)的綜合應(yīng)用。3M研發(fā)的CubitronTM‖砂輪具有高氣孔率的特點(diǎn),在保證了散熱排屑能力的同時(shí),確保每個(gè)磨料顆粒在垂直力作用下更容易碎裂,從而形成自銳效果,大大降低了燒傷問題,有效延長工具使用壽命。
德國萊斯豪爾帶來了代表性的Reishauer磨齒機(jī)用蝸桿磨砂輪產(chǎn)品,依托自身對于磨削工藝的深入研究,以盡可能少的結(jié)合劑和盡可能高的氣孔率為設(shè)計(jì)基礎(chǔ),使用了四類氧化鋁混合物磨粒制備砂輪,可以在相同夾具上進(jìn)行磨削和后續(xù)拋光,并可根據(jù)客戶的具體要求,在一定程度調(diào)整砂輪的工藝配方。
二、國內(nèi)外陶瓷磨具展品的共性和差別
1.國內(nèi)陶瓷微晶磨料制砂輪的快速發(fā)展
陶瓷微晶磨料主要采用“溶膠—凝膠”和“引晶—凝膠”兩種方法制作,以高硬度、優(yōu)異韌性和鋒利度為代表,尤其是其自銳機(jī)制,使得切削表現(xiàn)更為卓越,因此受到國內(nèi)外先進(jìn)陶瓷制造企業(yè)的青睞并廣泛應(yīng)用。因此,陶瓷微晶磨料砂輪的占比,較五年前的10%逐步提升至30-50%。同時(shí),與之適配的設(shè)計(jì)方案、低溫結(jié)合劑技術(shù)和制造工藝也快速成熟。
以陶瓷微晶磨料制作的砂輪在國外已有近40年的發(fā)展史,技術(shù)儲備充足,而國內(nèi)在2016年后才開始快速普及,兩者在砂輪設(shè)計(jì)工藝、結(jié)合劑技術(shù)、磨削參數(shù)積累等方面存在二到三代的技術(shù)差。因此,國內(nèi)的陶瓷微晶磨料砂輪相較于國際同類產(chǎn)品,在質(zhì)量穩(wěn)定性和性能層面仍有一定差距,在高端應(yīng)用領(lǐng)域競爭力仍顯不足,但在中端應(yīng)用領(lǐng)域憑借較好的高性價(jià)比正在快速替代進(jìn)口產(chǎn)品。
2.“整體磨削解決方案服務(wù)商”從理念轉(zhuǎn)向?qū)嶋H
能夠根據(jù)客戶磨削應(yīng)用場景的需求,提供整體解決方案是磨具企業(yè)整體實(shí)力的體現(xiàn),也是企業(yè)從“產(chǎn)品供應(yīng)商”轉(zhuǎn)向“服務(wù)供應(yīng)商”的重要一步。在CIMT2025展會,幾家國內(nèi)龍頭企業(yè)均表示可根據(jù)客戶需求提供整體磨削解決方案,其中既有直接與下游對接聯(lián)合研發(fā)的形式,也有客戶提供磨削參數(shù)后進(jìn)行開發(fā)的形式。這背后體現(xiàn)了國內(nèi)企業(yè)在技術(shù)儲備、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Αa(chǎn)品質(zhì)量、服務(wù)意識等方面均有較大進(jìn)步。
參展的國際企業(yè)則在這方面走得更遠(yuǎn)。這些大多擁有百年歷史的企業(yè),其研發(fā)體系已經(jīng)非常成熟,一般都有1-2代的技術(shù)儲備,以利其在市場競爭中處于領(lǐng)先地位。這些企業(yè)參展不以某類產(chǎn)品的創(chuàng)新為宣傳點(diǎn),而是展示針對某個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的磨削解決方案,承諾能夠?yàn)榉?wù)對象提供包括“設(shè)計(jì)、工藝、性能、品質(zhì)、安全、綠色、售后”于一體的磨削解決方案。
三、從參展產(chǎn)品看未來陶瓷磨具發(fā)展趨勢
1.國內(nèi)外產(chǎn)品差距縮小,進(jìn)口替代趨勢加快
陶瓷磨具是磨料磨具產(chǎn)品序列中最能體現(xiàn)企業(yè)科研實(shí)力和品控能力的產(chǎn)品,也是種類較多的磨具產(chǎn)品之一。隨著國產(chǎn)機(jī)床技術(shù)加速突破,相適配的磨具產(chǎn)品也迎來了一輪變革突進(jìn)的新機(jī)遇。尤其是當(dāng)前逆全球化趨勢中,產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的安全問題日益凸顯,倒逼我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級加速,解決“卡脖子”問題,也促進(jìn)了國內(nèi)企業(yè)的進(jìn)口替代。本次展會期間有多家參展企業(yè)展示了供應(yīng)國內(nèi)大型機(jī)床企業(yè)配套使用的專用陶瓷磨具產(chǎn)品。
面對進(jìn)口替代的挑戰(zhàn),幾家在研發(fā)端長期領(lǐng)先的跨國企業(yè)也轉(zhuǎn)變策略,推出符合中國市場需求的專供產(chǎn)品。這類產(chǎn)品的共性是,在保持高穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上,性能較高端產(chǎn)品稍有下降,但性價(jià)比更高。
2.專業(yè)化訂制產(chǎn)品漸成主流
本屆展會上“磨削整體解決方案服務(wù)商”的增多,標(biāo)志著過去大量標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前機(jī)床行業(yè)的發(fā)展趨勢。根據(jù)客戶需求提供非標(biāo)訂制化產(chǎn)品服務(wù)成為參展企業(yè)的核心賣點(diǎn),這對企業(yè)的“數(shù)據(jù)采集—設(shè)計(jì)生產(chǎn)—使用指導(dǎo)—售后服務(wù)”等各個(gè)環(huán)節(jié)均提出較高的要求。多數(shù)企業(yè)都強(qiáng)調(diào)陶瓷磨具產(chǎn)品制作過程中“設(shè)計(jì)”的核心地位,突出展示自身對于配方設(shè)計(jì)的理解和技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)。在現(xiàn)場已有企業(yè)采用3D打印技術(shù)制作用在特殊磨削上應(yīng)用的異形小磨頭。
3.企業(yè)研發(fā)方向?qū)⒕劢褂凇案咚佟⒏咝А⒏呔⒎€(wěn)定、綠色”的陶瓷磨具產(chǎn)品
評價(jià)一款陶瓷磨具是否領(lǐng)先,就是對其各項(xiàng)指標(biāo)的綜合考量,諸如安全性能、組織及硬度均勻性、制造精度及工作層的形狀保持性、平衡性、磨削效率、耐用度、使用壽命、磨削出的工件表面質(zhì)量、不同批次產(chǎn)品的同一性,等等。目前國內(nèi)陶瓷砂輪的線速度仍大多在60m/s以內(nèi),而國外產(chǎn)品則以80m/s為主。其中的差距,一是來自于砂輪自身工藝,二是與機(jī)床的適配要求不同。未來,隨著國產(chǎn)機(jī)床的技術(shù)發(fā)展,與之適配的國內(nèi)陶瓷磨具產(chǎn)品也必將朝著“高速、高效、高精、穩(wěn)定、綠色”方向發(fā)展,這對磨料磨具行業(yè)在高性能磨料的開發(fā)、高性能結(jié)合劑的研制、砂輪新型結(jié)構(gòu)的理解等方面,均提出了更高的要求。
四、結(jié)語
CIMT2025匯集了全球范圍內(nèi)最具代表性的陶瓷磨具制造商,反映了中國作為全球最大的磨料磨具生產(chǎn)和消費(fèi)國的吸引力。我國陶瓷磨具行業(yè)正在經(jīng)歷一輪深刻變革,以“高速、高效、高精、穩(wěn)定、綠色”為特點(diǎn)的訂制化陶瓷磨具產(chǎn)品已經(jīng)成為企業(yè)研發(fā)和競爭的焦點(diǎn),從“賣產(chǎn)品”到“提供服務(wù)”已經(jīng)成為企業(yè)未來發(fā)展轉(zhuǎn)型的核心命題。相信在不遠(yuǎn)的CCMT2026(第十四屆中國數(shù)控機(jī)床展覽會)上,我們將看到更多的個(gè)性化產(chǎn)品和特色服務(wù)型企業(yè)。