肯纳金属一场始于碳化钨硬质合金的切削革命

在切削刀具的发展历史中，创新是永不停歇的主旋律。从刀具材料来看，高速钢、硬质合金、陶瓷、金属陶瓷再到超硬刀具，材料技术的进步开发了切削刀具的更多可能。而为了能让刀具的性能得到更好的发挥，换刀系统、解决方案等全方位服务也日新月异。

肯纳金属（Kennametal）最初就是建立在技术突破的基础上，80多年来，“创新”一直是肯纳金属发展历程中最亮眼的关键词之一。基于先进的材料科学知识、扎实的研发功底、丰富的应用经验，肯纳金属始终保持着其技术领先地位，并在全球化的浪潮中与中国制造业的发展洪流交汇。冶金工业出版社1986年出版的教材《硬质合金使用手册》（见图1）中，已经出现了Kennametal的产品信息；在中英文词典中查询“Kennametal”，还会出现“钴碳化钨硬质合金”的释义。

肯纳金属的故事，正是要从这硬质合金讲起。

图1 《硬质合金使用手册》封面

从基体到涂层，创新始于材料研发

1938年，美国一位冶金学家Philip M. McKenna经过多年潜心研究，发明了碳化钨硬质合金，用于切削工具后大大提升了钢的切削效率，推动了从汽车生产到飞机再到整个机械行业金属加工的发展。利用这项发明，Philip创办了McKenna Metals Company（后来公司更名为Kennametal Inc.），自此拉开了肯纳金属这场切削刀具创新革命的序幕。成立初期，肯纳金属积极寻求新方法来开发碳化钨合金的韧性和耐磨性，并在20世纪40年代中期，开创性地将硬质合金刀具应用到采矿业，因此带动了采矿机械的持续发展。

由于具有硬度高、耐磨等一系列优良性能，硬质合金逐渐成为一种十分重要的刀具材料，广泛应用于切削铸铁、有色金属、钢材等。随着制造工业的飞速发展，新的工程材料对切削刀具提出了新的要求。

陶瓷材料在硬度高、耐磨性好的基础上，因其优异的高温力学性能，成为高速切削、干切削的理想刀具材料。基于刀具材料研究方面的知识积淀和敏锐嗅觉，肯纳金属领导了用于加工特殊航空材料的硅-氮塞隆（sialon）陶瓷材料的研发，并取得了专利权。肯纳金属将研制出的这种陶瓷材料命名为Kyon 2000，主要用于高速粗加工航空材料镍基合金，并于1981年在第四届欧洲机床工具展览会上首次展出，其大进给量和极高的切削速度，使当时的生产率再上一个台阶。1985年，作为Kyon 2000的延伸产品，Kyon 3000上市，主要用于铸铁的加工。这两种材料，使用至今一直保持着稳定的优越性能。

基体材料并不是提升刀具性能的唯一途径，20世纪六七十年代，化学气相沉积、物理气相沉积技术相继出现，为刀具的革新带来了新的突破点——涂层。涂层刀具可以将基体材料和涂层材料的优良性能结合起来，既能提高刀具的耐磨性，又不降低其韧性，可显著提高刀具寿命。肯纳金属再次站在了技术革新的前列。1970年肯纳金属成为第一个开发用于涂层刀片的富含钴基体材料的厂家，推出的KC850材质，有独特的硬质合金涂层，广泛应用于长屑材料加工，广受市场欢迎。此外，肯纳金属还是第一个使用物理气相沉积工艺为硬质合金刀具涂层的厂家，如KC730等；也是第一个将金刚石涂层用于硬质合金刀片并商业化的厂家，1993年就开始将金刚石涂层硬质合金刀片用于有色金属高速加工。

基于深厚的材料技术基础和蓬勃的创新活力，肯纳金属的刀具产品不断创造着切削加工的新纪录，年年推出新的产品：2017年的BE多功能模块化钻头，将整体硬质合金钻头和模块化钻头的优质性能完美结合，以全新的钻削理念，为客户节省加工成本；2018年推出的HARVI Ultra 8X高进给玉米铣刀创造了钛合金移除率的世界纪录，让大家感受到其震撼且高效的切削能力；2019年上市的拥有多项专利的HARVI?I TE四刃多功能整体硬质合金立铣刀（见图2），只需一种刀具就能完成多种金属材料的加工，而且更快速高效，为铣削设定了新的性能标准，荣获了2020年度爱迪生金奖-应用技术类（爱迪生奖是表彰优秀的创新产品和创新发明者的奖项）。

从可转位刀片到快速换刀系统，不断突破

除了刀具材料的发展，刀具结构的变化也在提升切削加工的效率和自动化水平方面发挥着不可磨灭的作用。其中焊接刀片到机夹可转位刀片的发展，可以说是刀具发展史中的一次革命。1946年，肯纳金属开发出Kendex产品线——机械夹持的可转位刀片系统。相比于传统焊接刀片，机夹可转位结构具有换刀时间短、定位精度高、刀具寿命长等优点，对增强刀具技术与自动化加工技术的匹配性有重要意义。机夹可转位刀片大大减少了一线工人自磨刀具的时间，但这还远远不是效率的终点。

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