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1、对外经济贸易大学高级工商管理硕士( E M B A ) 学位论丈论文题目：堡庭丞鲢壹型淦星垫查壹哩垒鱼 基窑笠基王绝苤遮送题目短焦盟蕴主题词：亘堑蛙盟窥：金查盒佳垒厘麦型挝型焦丕研究生姓名：蒸丝型导师姓名：盐塑刖论文起止时间：2 塑焦生旦至! ! 旦刖若合资合作项目需要对项目的技术先进性、市场支持度、相关政策支持、经营方案设计等进行详细的调研和分析。本文是在2 0 0 3 年5 月至9 月本人组织相关团队进行了详细调研的基础上，并结合E M B A 学习所涉及的企业战略、市场营销、组织行为学等课程的内容，并在我的导师林汉川教授的细心指导下完成的。保定天威赛利涂层技术有限公司于2 0 0 3 年
2、9 月成立至今正在逐步完善项目进程，也取得了一定的经营业绩。本人结合所学通过对此项目可行性研究的补充和完善，使自身的认识得到了提高。在此非常感谢国际工商管理学院的各位老师在我学习期间给予我的教诲，并希望继续给予我帮助和指教。第一章项目概况第一节项目简况项目名称：真空等离子纳米镀膜项目企业性质：合资企业企业名称：保定天威赛利涂层技术有限公司投资规模：1 5 6 亿元人民币服务对象：工业刀具、模具、轴承、零部件、电子、医疗器械等相关行业项目性质：新材料技术在表面处理领域的开发与应用第二节项目背景 一、鲤匮途星在些筮星班丛兰趋势 、表面硬凑涂层技术磅究s 应舄的必要性切削刀具、工具、模具、零部件等基
3、础工业装备( 以下统称工件) 的表面纳 米镀膜技术硬质涂层技术是近几十年应高品质、高性能工业装备市场需求发 展起来的材料表面改性技术。硬质涂层技术( 1 ) 是一项涉及材料学、电子、机械等多门学科的综合技术，利用该技术对工业用刀具、模具及零部件等进行表面 硬化处理，具有显著、优质的耐腐蚀、耐磨损及润滑性能，从而能够有效地提高各类工件的品质与产品附加值、工作性能、效率与工件使用寿命：降低生产成本、节省材料、减少资源消耗，具有独特的经济效益和社会效益，符含可持续发展战略的内在要求。硬质涂层技术通常可分为化学气相沉积( C V D ) ( 2 ) 技术和物理气相沉积 ( P V D ) ( 3 )
4、技术两大类。为满足现代机械加工对高效率、高精度、高可靠性的要求，世界各国制造业 对涂层技术的发展及其在刀具制造中的应用日益重视。中国的刀具涂层技术经过多年发展，目前正处于关键时期，即原有技术已不能满足切削加工日益提高的要求，国内各大工具厂的涂层设备也到了必须更新换代的时期。因此，充分了解国 内外刀具涂层技术的现状及发展趋势，瞄准国际涂层技术先进水平，有计划、按步骤地发展刀具涂层技术，对于提高中国切削刀具制造水平具有重要意义。硬质涂层加工涉及服务对象，主要是刀具，如模具、轴承、零部件及电子等 行业，此外还包括高保真电声、手术器械、仪表、钟表五金工具，录音机磁头，光盘，红外热成像等等，而且涂层加工
5、过程绿色环保。曾有人说：“二十一世纪是真空镀膜的肘代”大有取代传统表面处理工艺一电镀韵趋势。 中国的一半财政收入来自于制造业，工业制成品占出口总额的比例达9 0 ， 外商直接投资中超过2 0 的份额投入到制造业；中国正逐步进人世界工厂的角 色，然而工欲菩其事，必先利其器，刀具虽小却在提高工件质量、提高工作效率方面发挥着不可替代的作用。制造业的发展也对刀具提出了更高的要求，使刀具 在涂层材料结构、规格等方面为适应生产加工需要不断发展，应该说在刀具上进行涂层加工是改善刀具的有效捷路。2 鱼处熊厦途星蓬盔的班邀壁筮照趋势 、国外C V D 技术的发展现状与趋势( 4 )二十世纪六十年代以来，C V
6、D 技术被广泛应用于硬质合金可转位刀具的表 面处理。由于C V D 工艺气相沉积所需金属源的制备相对容易，可实现T i N 、T i C 、T i C N 、T i B N 、T i B 2 、A 1 2 0 3 等单层及多层复合涂层的沉积，涂层与基体结合强度较高，薄膜厚度可达7 8 t J m ，因此到八十年代中后期，美国已有8 5 的硬质 合金工具采用了表面涂层处理，其中C V D 涂层占到9 9 ；到九十年代中期，C V D 涂层硬质合金刀片在涂层硬质合金刀具中仍占8 0 以上。尽管C V D 涂层 具有很好的耐磨性，但C V D 工艺亦有其先天缺陷，主要是：一、工艺处理温度 高，易造成
7、刀具材料抗弯强度下降；二、薄膜内部呈拉应力状态，易导致刀具使用时产生微裂纹。八十年代末，K r u p pW i d i a 开发的低温化学气相沉积( P C V D ) 技术达到了实用水平，其工艺处理温度已降至4 5 0 6 5 0 ，有效抑制了n 相的产生，可用于 螺纹刀具、铣刀、模具的T i N 、T i C N 、T i C 等涂层，但迄今为止，P C V D 工艺在刀具涂层领域的应用并不广泛。九十年代中期，中温化学气相沉积( M T - C V D ) 新 技术的出现使C V D 技术发生了革命性变革。M T - C V D 技术是以舍C N 的有机物乙腈( C H 3 C N )
8、作为主要反应气体、与T i C L 4 、H 2 、N 2 在7 0 0 N 9 0 0 。C 下产生分解、化学反应生成T i C N 的新工艺。采用M T - C V D 技术可获得致密纤维状结晶形态的 涂层，涂层厚度可达8 1 0 v m ( 新型M T - C V D 涂层的剖面结构见图1 ) 。这种涂 层结构具有极高的耐磨性、抗热震性及韧性，并可通过高温化学气相沉积( H T - C V D ) _ T _ 艺在刀片表面沉积A 1 2 0 3 、1 1 N 等抗高温氧化性能好、与被加工材料 亲和力小、自润滑性能好的材料。M T - C V D 涂层刀片适于在高速、高温、大负荷、 干式切
9、削条件下使用，其寿命可比普通涂层刀片提高一倍左右。图1 新型M T - C V D 涂层剖面图目前，C V D ( 包括M T - C V D ) 技术主要用于硬质合金车削粪刀具的表面涂层，涂层刀具适用于中型、重型切削的高速粗加工及半精加工。采用C V D 技术 还可实现a - A 1 2 0 3 以及纯金刚石涂层，这是P V D 技术目前难以实现的，因此在 千式切削加工中，C V D 涂层技术仍占有极为重要的地位。戳国外P V D 技术的发曩觋状与趋势( 5 )P V D 技术是一种当前国际上最先进的并已在欧美国家广泛应用的离子镀膜 技术。这种技术具有成本低，生产效率高，操作方便等特点，可以
10、在广泛的基体上镀制不同材质的膜层以达到不同的要求与效果。P V D 技术目前在装饰镀膜与 工具镀膜两方面得到广泛应用：将P V D 膜( 钛金、锆金) 镀于钟表、首饰、五金、卫生洁具、灯饰、餐具、工艺制品等表面，可使其显出雍容华贵，光彩夺目 的美丽效果，而且永不磨损；将P V D 膜镀于各种工具、模具表面，不但使其具有极为美观的视觉效果，更重要的是大幅度地提高了其寿命( 3 1 0 倍) ，有效地提高了切削速度、性能、精度以及工件表面的光洁度。一般工模具采用该项技术镀层后，可达到如下效果：高速钢刀具可提高使用寿命2 8 倍，提高切削效率3 0 5 0 i 硬质合金刀具可提高使用寿命1 3 倍；
11、精密模具可提高加工寿命2 5 倍。( 5 )P V D 技术出现于二十世纪七十年代末，由于其工艺处理温度可控制在1 5 0 。C以下，因此可作为最终处理工艺用于高速钢类刀具的涂层。由于采用P V D 工艺可大幅度提高高速钢刀具的切削性能，所以该技术自八十年代以来得到了迅速推 广，至八十年代末，工业发达国家高速钢复杂刀具的P V D 涂层比例已超过6 0 。P V D 技术在高速钢刀具领域的成功应用引起了世界各国制造业的高度重视，人们在竞相开发高性能、高可靠性涂层设备的同时，也对其应用领域的扩展 尤其是在硬质合金、陶瓷类刀具中的应用进行了更加深入的研究。研究结果表明： 与C V D 工艺相比，P
12、 V D 工艺处理温度低，在6 0 0 以下时对刀具材料的抗弯强 度无影响( 试验结果见表1 ) ；薄膜内部应力状态为压应力，更适于对硬质台金精 密复杂刀具的涂层；P V D 工艺对环境无不利影响，符合现代绿色制造的发展方 向。随着高速切削加工时代的到来，高速钢刀具应用比例逐渐下降、硬质合金刀具和陶瓷刀具应用比例上升已成必然趋势，因此，工业发达国家自九十年代初就开始致力于硬质合金刀具P V D 涂层技术的研究，至九十年代中期取得了突破性 进展，P V D 涂层技术已普遍应用于硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。表1 不同温度下P V
13、D 涂层对硬质合金材料抗弯强度的影响”1硬质合金平均抗弯强度( M P a )牌号未涂层涂层( 3 0 06 C )涂层( 6 0 0 。C )涂层( 7 0 0 。C ) M 2 02 1 0 92 2 6 62 1 2 92 0 5 9 M 3 02 2 8 52 4 6 92 3 7 01 8 9 4目前P V D 技术不仅提高了薄膜与刀具基体材料的结合强度，涂层成分也由 第一代的T i N ( 6 ) 发展为T i C 、T i C N 、Z r N 、C r N 、M o S 2 、T i a l N 、T i a l C N 、T i N - A I N 、D L C ( 7 )
14、、C N x 等多元、复合涂层。Z X 涂层( 即T i N _ A l N 涂层，其结构见图2 ) 等纳米级涂层的出现使P V D 涂层刀具的性能有了新突破( z x 涂层特性见图3 ) 。这种新涂层与基体结构强度高，涂层膜硬度接近C B N ( 8 ) ，抗氧化性能好，抗剥离性强，而且可显著改善刀具表面粗糙度，有效控制精密刀具的刃1 3 形状及精 度，其精密加工质量与未涂层刀具相比毫不逊色。经过几十年的研究和开发，各种刀具涂层工艺已广泛应用于硬质合金和高速 钢切削刀具。涂层工艺的主要发展阶段及应用领域见表2 。图2Z X 涂层特性麓2 x 澡患 豫展穰臁壤接遥C B 翔耐砻蛀。辩辩赛 雯强
15、大鞲襄魏羹表藿赣鹳崖图3Z X 涂层结构表2主要涂层工艺发展时段及应用领域( 9 )哒弱，t ，j深艨爝黪3 爨纛囊”；| | I | i ；| 灏簿；一- j 垮；疆l 弹羧蘩鍪黻蠹浚l 辫萋蘩威用领域，一誊蠢j ，臻；叠1 1 9 6 8 年T c 、1 1 NC V D硬质舍金刀具、模具涂层 1 9 7 3 年T i C N 、可C - I - A 1 2 0 3C V D硬质合金刀具、模具涂层 1 9 7 9 年T i NP V D高速钢刀具涂层 1 9 8 1 年T i C4 - A 1 2 0 34 - T i N 、A I O NC V D硬质合金刀具涂层 ，9 8 2 年T j
16、 C NM T - C V D硬质合金刀具涂层硬质合金高速钢铣刀、1 9 8 4 年T i C NP V D 钻头类刀具涂层 1 9 8 6 芷D i a m o n d 、C B NC V D 、P V D硬质合金刀具涂层硬质合金铣刀类涂层( 用于钢、1 9 8 9 年T i A I NP V D 铸铁加工) 1 9 9 0 年T i N 、1 1 C N 、T I cP C V D模具、螺纹刀具、铣刀等 1 9 9 1 年T j A I N + C r CP V D车、铣削钛合金 1 9 9 3 年T i N4 - T i C N ( C V D ) + T i N ( P V D )C V D + P V D硬质合金铣削类刀具 1 9 9 3 年C r NP V D钛合金、铜合金加工 1 9 9 4 年M o S 2P V D高速钢复杂刀具涂层 1 9 9 5 笠1 1 N A J N尸V D硬质合垒铣刀片涂层硬质合金车削类刀具涂层1 9 9 6 年厚膜纤维状T i C NM C V D ( 用于粗
