明白機械工具技術は「勾配多層複合コーティング」技術の開発に成功し、刃の寿命と切削品質の二重向上を実現した。

明白機械工具技術有限公司の研究開発センターは最近、重要な技術的ブレークスルーを発表しました。同社は、国内の著名な研究機関との約7ヶ月にわたる共同研究を経て、新しい「CrAlN/TiSiN/AlCrTiSiON勾配多層複合コーティング」技術の開発に成功し、スリッターシャーブレード、合金ブレード、ステンレス鋼ブレード、丸刃などの主要製品に安定的に適用しています。国家切削工具品質監督検査センターによる試験と、複数の顧客による現場での検証の結果、この新しいコーティングを施したブレードは、高速乾式切削条件下において、従来のコーティングブレードと比較して耐用年数が150%以上向上し、切削面品質も40%以上向上することが実証されました。これは、明白が工具コーティング技術において業界のトップランクに躍り出たことを意味します。

業界の課題解決：高温酸化と塗膜剥離の克服という喫緊の必要性

金属圧延や精密スリット加工などの高速・高負荷条件下では、ブレードの作業面温度は800～1000℃に達することがあります。従来のTiAlN、CrAlSiNなどのコーティングは、長期間の高温摩擦により、深刻な酸化摩耗や界面破壊に直面します。コーティングの剥離や硬度低下によりブレード寿命が​​急激に低下し、頻繁なブレード交換は生産効率や加工品質に深刻な影響を与えます。複数の鉄鋼加工および新エネルギー材料スリット加工企業で綿密な調査を行った後、明白研究開発チームは2025年末に正式にプロジェクトを開始し、ブレード寿命を制限するこの中核的な技術的ボトルネックを克服することを決意しました。

グラデーション多層構造設計：「単一保護」から「相乗効果による強化」へ

従来の単層または二層コーティング設計の概念を超え、研究開発チームは「勾配遷移＋多層複合＋前酸化保護」という革新的な技術ルートを提案しました。コーティング構造は内側から外側に向かって4つの層で構成されています。最下層はCrAlN（クロムアルミニウム窒化物）で、鋼基材への強力な密着性と強固なアンカー基盤を提供します。中間層はTiSiN（チタンシリコン窒化物）で、高い硬度と優れた熱安定性を提供します。最上層はAlCrTiSiON（アルミニウムクロムチタンシリコン酸窒化物）で、前酸化処理によりコーティング表面に緻密な酸化保護層をその場で形成し、高温酸化環境下でのコーティングの構造安定性を大幅に向上させます。各層の間にはナノスケールの勾配遷移層が設けられ、コーティングの総厚は3～5μmに制御され、層間応力集中を効果的に排除し、コーティング剥離のリスクを排除します。

性能向上：硬度、耐熱性、摩擦低減における包括的なリーダーシップ

試験結果によると、新しい勾配多層複合コーティングは、3600 HVを超える硬度、950℃を超える酸化開始温度、0.22という低い摩擦係数を実現しています。高速乾式切断シミュレーション試験では、この新しいコーティングを施したスリッターせん断刃は、厚さ3mmのステンレス鋼帯を25,000メートル以上連続切断し、刃先の摩耗は従来のTiAlNコーティング刃のわずか5分の2に抑えられ、耐用年数が150%以上向上しました。さらに、新しいコーティング刃の切断面粗さRa値は0.8μm以下に安定して制御され、バリの高さは従来のコーティング刃に比べて40%低減され、切断品質が飛躍的に向上しました。

顧客からの好意的なフィードバック、大規模導入が間近に迫る

現在、この新しいコーティング技術は明白の複数の主力製品に適用され、6社の顧客に納入され、実機での試験が行われています。江蘇省のステンレス鋼帯加工企業の生産マネージャーは、「明白の新しいコーティングブレードは5日間連続稼働しましたが、刃先は良好な状態を保っていました。ブレード交換頻度は1日2回から2日に1回に減り、全体的なコスト削減効果は非常に大きいです」と報告しています。浙江省のエネルギー企業は、高強度ケイ素鋼のスリット加工において、新しいコーティングブレードが期待以上の性能を発揮したと述べ、明白のコーティングブレードを年間調達リストに加えることを決定しました。

輸入依存からの脱却は、塗料自給自足への重要な一歩である。

従来、明白のハイエンドブレードの一部のコーティング工程は外部委託されており、高コストがかかるだけでなく、納期も外部サプライヤーに依存していました。今回、新たな勾配多層複合コーティング技術の開発と自社コーティング設備の導入により、同社はハイエンドコーティング工程の自給自足を実現しました。試算によると、自社コーティングによりブレード全体のコストを約25%削減し、納期を5～7日短縮できる見込みです。同社の技術責任者は、「コーティングの自給自足は、明白が産業チェーンを改善し、コアコンピタンスを強化するための重要なステップです。今後もコーティング分野での取り組みを深め、さまざまな作業条件に対応した専門的なコーティングソリューションを開発していきます」と述べています。

継続的なイノベーション、コーティング技術の新たな方向性を切り拓く

同社の研究開発責任者は、「勾配多層複合コーティングの開発成功は、明白が長年にわたり表面工学分野で培ってきた技術の集大成です。今後もコーティングプロセスの研究を深め、新たなコーティング材料や構造設計を探求し、より長寿命で低コストな製品をお客様に提供し続けていきます」と述べました。また、同社の総経理は、明白は今後も年間売上高の8%以上を研究開発に投資し、持続的な技術革新を通じて高品質な企業発展を推進していくと強調しました。

ウェブサイト：www.mingbaiblade.com