——哈尔滨汽轮机厂有限责任公司副总工艺师顾祖慰先生专访
荣格贸易出版公司4月底举办的高效刀具研讨会上，顾祖慰副总工艺师以其《干式冷风切削技术在车、铣高效加工中的应用研讨》获得了听众的赞赏。顾总工是上海人，在上世纪五十年代，响应国家号召，到东北工作。如今，这个立足基层50余年，为推动刀具技术在汽轮机行业的应用发展贡献了自己的青春的专家，在今天的后生们看来，顾总工的信念是那么的遥远，然而，这种思想确实影响，感召，鼓励了整个一代人。今天的中国，在技术、经济飞速发展的时候，似乎缺少了一点顾总工他们的热血壮志，踏实勤勉。已经到了享受天伦之乐年龄的顾总工，依然在努力贡献着。回首过去，谈及今天，顾总工的心里有非常多的自豪和感慨。
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记者：您为何对刀具事业如此执着，有什么难忘的经历？
顾祖慰副总工艺师（以下简称顾）：从学校毕业后，我于1954年到上海汽轮机厂参加我国第一台6000千瓦汽轮机的试制，以后又响应支援国家重点建设的号召，到东北哈尔滨汽轮机厂参加我国最大功率的汽轮机制造。在这五十多年从事刀具工作中，我不但直接参与了工厂绝大部分新刀具的研制和应用，同时也看到了我国刀具发展的全过程。我的一生已和刀具结缘，产生了深厚的感情，每当看到由于自己和同事们的努力研发、创造出一种又一种新刀具，解决了工厂一个又一个加工难题和关键问题，使零件质量得到保证，加工效率成倍或成几十倍的提高，就会感到无比的兴奋和欢乐。我曾经对自己有过诺言，只要身体条件许可，我将为国家的刀具事业发展贡献终生。
但搞刀具攻关、创新，不总是一帆风顺的，其中既有技术难点又有加工条件、设备等限制，有时还会遇到个别人的冷嘲热讽，记得在我厂生产第一台60万千瓦汽轮机时，工厂有一种叫冷凝器管板的零件，其材料为低碳合金钢，小孔的直径和深度之比达1：25，它既有孔的精度和粗糙度要求，同时孔壁之间厚度只有3毫米，钻孔时稍有偏差，两孔即会穿通，引起报废。
该种零件的加工在国内外一般都在数控钻床上进行，但当时我们工厂只有普通的摇臂钻床，如要购置数控钻床，不但一台要6~7百万人民币，更主要的是，工厂要求该零件生产出来的周期为二个月。当工厂将将这一攻关任务交给我时，我也感到很棘手，有人也对我直言“你要在普通摇臂钻上干出数千个高精度的深孔，而且还要保证一个孔不坏，在国内外还未有先例”。
但是，通过攻关组对多个攻关方案进行夜以继日的试验，最后，推出了阶梯式高速钢加长麻花钻、硬质合金带导向扩孔钻、铰刀对该零件进行了加工，经检验，数千多个孔加工质量全部合格，达到了图纸技术要求，而在三台摇臂钻床上加工完全部零件仅花费了45天。此攻关课题，经市科委组织专家鉴定，认为该成果是在国内闯出了一条深孔加工的新路，填补了在普通机床上用常规刀具加工出高精度深孔的空白。厂领导也给予我们高度评价和一定的奖励。当时，我感受最深的是我们没有辜负工厂领导对我们的信任，我们用自己的实际行动、用创新的刀具，为我国生产出具有国际影响的第一台大型60万千瓦汽轮机厂做出了微薄的贡献，我们自己也感到了欣慰。
记者：您认为当前国内的刀具制造水平和能力与现实生产需要之间有什么问题？
顾：我国工具行业通过“六五”、“七五”、“八五”的技术引进和改造取得了长足的进步，现已有一批具有八、九十年代技术水平的刀具应用于生产，其中较为突出的是硬质合金可转位车刀、铣刀、镗刀等刀具，现在大中企业已广为应用，同时一批高速钢和硬质合金高效刀具也被不少工厂采用，如高速钢大螺旋角丝锥、高性能铝高速钢钻头、铣刀、整体硬质合金刀具、涂层刀具，超硬刀具等。
但从整体来说，我个人认为国内生产的刀具制造水平和能力还远不能适应现在工厂日益发展的生产需要，其具体表现在刀具（刀片）品种、规格少，刀具性能（效率、寿命）和制造质量满足不了生产需要（不稳定，但也有少量国产刀具已达国外同类刀具水平）研发力量不足、满足不了生产需要刀具更新慢、使用指导（技术资料）和现场服务不到位，涂层刀具（刀片）应用面小（涂层刀具、刀片现大部分仅应用于数控机床），从我厂刀具应用情况来看由于工厂急需提高生产效率来满足生产的需要，而国内现在能提供的刀具由于前述原因还不能适应生产，我厂现在每年需购买进口刀具约3000~4000万元，而购买国内刀具仅占其1/3~1/4。
记者：刀具高效切削技术的开发近来有哪些新的途径？
顾：刀具高效切削技术的开发，通常主要是在刀具材料、结构、几何角度和切削用量的优选四个方面。目前国内外在高效切削新途径方面还有以下几种：
刀具表面处理——主要是通过对刀具表面的处理来提高刀具刀刃的硬度，从而达到提高切削效率、延长刀具寿命，降低成本的目的。现最普遍采用的表面处理技术为涂层处理，涂层种类有CVD（化学涂层）、PVD（物理涂层）两种。近来，它由当初的TiN、TiC单一涂层，发展到现在的TiAlN、TiCN等复合涂层，涂层刀具对象也有原来的高速钢，普通硬质合金刀具扩展到氮化硅陶瓷、涂层焊接式硬质合金刀具和钛基硬质合金（金属陶瓷），另外PVD涂层近期发展的一个特色是纳米涂层的实用化。日立公司开发的TiSiN涂层、硬度可达3600HV涂覆的刀具可加工45~60HRC的淬硬钢。
多元共渗处理是用添加硫、氮、硼、碳、稀土等元素的化学热处理方法使刀具表面变硬（硬度可达68~71HRC）。处理后的刀具表面粗糙度、尺寸、几何精度、刃口锋利度均能保持原始状态不变，此技术通常应用于各类高速钢刀具，经多元表面处理后可提高刀具寿命、效率50%~200%，其他正在研究和应用的刀具表面处理方法还有深冷处理、磁化处理和金刚石涂膜等技术。
冷风切削技术的应用——冷风切削技术属半干切削，它利用普通的压缩空气，经一个制冷设备将压缩空气过滤、烘干、制冷后和微量植物油混合，然后将制冷达零下40~50°C的气体通过喷管直接喷射到刀具的切削刃，使切削温度急剧下降，从而使刀具切削力减小、耐用度提高。冷风切削技术适用于各类金属切削刀具（包括磨削）的应用，特别对难加工材料的切削，其刀具寿命和效率的提高更为显著。
高速插铣技术——是一种新的工艺方法，刀具采用硬质合金可转位插铣刀，工作时，刀具进行横向走刀铣削的同时还进行高速纵向铣削。这种插铣技术最大特点是刀具单位材料切除率较常规铣削有大幅度提高，且纵向切削时，刀杆受力情况较好，有利于切削用量的增加。
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记者：您对刀具国产化工作有何好的建议？
顾：当前国家机械工业的生产形势很好，不少企业已超负荷运行，采用高效刀具来提高生产效率是解决这一矛盾的重要措施。由于国内生产供货的刀具在质量、品种等方面还不能满足用户的要求，所以向国外购置先进的高效刀具已成为各生产厂的一个重要选择。
总体来说，从国外著名工具公司进口的刀具，的确能起到高效切削的效果，但其价格也特别昂贵，一般它的价格是国内同类刀具价格的5～10倍，对于经济条件不是十分好的企业，这种价格难以接受，同时长期大批使用进口刀具也将影响民族工业的发展。
目前现实情况来看，我们国家的一些工具制造骨干企业，如株洲硬质合金厂、自贡硬质合金厂、哈尔滨量具刃具厂、哈尔滨第一工具厂、成都量具刃具厂、成都英格刀具公司、陕西硬质合金厂等，通过“八五”、“九五”的技术改造引进了一批具有世界一流先进水平的机床和装备，制造实力大为增加，同时选派的技术人员通过在国内外的技术培训，也基本能胜任高效刀具的设计和制造，其中他们开发研制的一些高效刀具（刀片），其性能基本上已达到了国外同类刀具的水平。
为加快刀具国产化步伐，首先要破除迷信外国产品，一切依靠外国的想法和做法，更主要的我们自己要开发研制出更多高质量、多品种受工厂欢迎的高效刀具。
国内主要生产高效刀具的骨干企业，要主动带着自己的新产品到基层工厂去试用，去技术交流，让使用工厂有关技术人员和操作工人能了解刀具的性能，并通过使用试用再加以完善，同时还要广泛征求、听取使用工厂的意见，哪些高效刀具是它们急需的。通过对同行业的应用分析，分批分期给予解决，在用户使用这些刀具时，要热情服务，做到让用户满意，因为每一个用户都是对工具厂及其刀具的一个宣传平台。
另外，有条件开发高效刀具的大中企业，自己也可自行仿制、研制高效刀具，因为它们对自己的产品加工、机床和刀具的应用情况最熟悉，刀具应用时出现的问题他们自己改进也最方便。我们哈尔滨汽轮机厂通过自行开发研，制了不少高效关键刀具如φ800不等齿可转位槽铣刀、大直径高速钢复合钻、波刃形锥铣刀及偏心式重型硬质合金可转位车刀等，自行开发研制的刀具其应用效果基本也都接近国外同类刀具的水平。
记者：全国“刀协”提出，要在近两年内提高刀具切削效率20%的“20”工程，您认为这个战略如何才能切实可行？
顾：全国刀具协会提出要在近两年内在机械制造企业，提高切削效率20%（又称“20”工程），这一号召和目标，我认为是及时和必要的，也是完全有可能实现的。当前在很多机械制造厂，其生产能力适应不了生产形势发展的要求，并且生产能力不足已成为瓶颈，通常最简单的措施是增加设备进行技术改造，但这需要资金和时间。刀具创新和先进刀具的推广应用，则是快速提高生产效率的一条捷径，同时又有着投资少、收效快（大）的特点。
要实现或者提前实现“20”工程，根据在工厂的经验，建议在以下几方面做一些工作：通过搜集、了解、总结，将同行业或自己工厂某一车间使用的行之有效的先进刀具在全厂全面推广应用（可应用的机床上），这一做法已在不少工厂收到了显著成效； 发动全厂金切工人和工艺技术人员提出合理化建议（在刀具方面的改进：如刀具材料、涂层种类、刀片槽型、合理切削用量、刀具结构和几何角度等）； 进行先进刀具的研发和创新（包括一些小改小革项目）。
记者：能否谈谈高效刀具在贵厂的应用情况？
顾：近十多年来为适应工厂生产发展需要我们有选择性的进口了国外不少高效刀具。这些高效刀具的使用，提高效率几倍至十几倍，使我厂产品的生产周期大为缩短，但在同时我们也自行开发研制了不少高效刀具，如加工低碳钢、低合金钢的硬质合金铰刀，与原用高速钢扩孔钻、铰刀相比，切削效率提高23倍，一年可为工厂节省上百万元的资金，因此获得了黑龙江科技进步二等奖。硬质合金大直径复合钻（φ85~120）的开发研制，使原来要用扩孔钻多次多把在汽缸缸体上扩孔的刀具变成一把刀具一次钻孔完成全部孔的加工，切削效率较原用刀具提高12~16倍。我们和工具厂合作开发的高性能高速钢内容屑丝锥，使用切削效率不但成倍提高，而且还解决了长期未解决的攻丝精度和粗糙度不稳定的弊病，同时刀具寿命和原用刀具相比，提高10倍以上。
