現(xiàn)代化的歷史進(jìn)程促使全球?qū)δ茉吹男枨蠹眲≡鲩L(zhǎng)；今天的能源消耗大約是200年前的25倍。據(jù)最新的人口研究預(yù)計(jì)，到2050年，全球人口將達(dá)90億，這意味著人口將比當(dāng)前人口多出大約25%。國(guó)際能源署（IEA）預(yù)計(jì)到2035年，為滿足全球?qū)δ茉吹男枨?，平均每?.6萬(wàn)億美元的前所未有的投資是非常必要的。在研發(fā)及制造技術(shù)方面進(jìn)行大規(guī)模投資對(duì)保持長(zhǎng)期的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是至關(guān)重要的。
勘探與生產(chǎn)公司，以下稱之為E&P公司，以各國(guó)政府持續(xù)需求為驅(qū)動(dòng)力，專注于深水和超深水油氣儲(chǔ)量的勘探及開(kāi)采。這些深水及超深水項(xiàng)目持續(xù)推動(dòng)著技術(shù)走向更前沿。潛在的投資者和跨國(guó)能源公司預(yù)見(jiàn)其上游產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)長(zhǎng)期投資。對(duì)當(dāng)今勘探與生產(chǎn)而言，最重要也最具挑戰(zhàn)性的尖端技術(shù)應(yīng)用于深水領(lǐng)域，一旦成功就為大幅增加世界上已探明的石油儲(chǔ)量帶來(lái)絕佳的契機(jī)。隨著勘探拓展到更深的水域，面對(duì)環(huán)境，本具的尖端性，本地基礎(chǔ)設(shè)施支持最小化等方面的挑戰(zhàn)，凸顯出了更高的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性的要求。
海洋勘探越來(lái)越深意味著前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)。應(yīng)用于如此惡劣環(huán)境下的設(shè)備，必須采用前沿技術(shù)及先進(jìn)的工程技術(shù)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。對(duì)伊斯卡的刀具工程師而言，面對(duì)著因諸如不銹鋼，雙相不銹鋼，超級(jí)合金，Inconel鉻鎳鐵合金及鈦合金等難加工材料加工需求的快速增長(zhǎng)所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。源于在許多酸堿溶液及含氯溶液環(huán)境中的機(jī)械性能及耐腐蝕性能，這些昂貴的難加工材料被廣泛應(yīng)用于離岸工程項(xiàng)目。
不過(guò)，切削刀具的供應(yīng)商通常將這些非標(biāo)準(zhǔn)材料歸類為耐高溫合金。一般而言，相對(duì)于耐熱合金，中碳鋼更易于切削；所以他們將刀具的重點(diǎn)研究方向定位于耐熱合金的切削技術(shù)及切削參數(shù)上。要達(dá)到優(yōu)化切削參數(shù)及選刀方案的目的，充分考慮被加工材料的性能乃至性能對(duì)加工的影響是非常重要的。一般而言，為選擇合適的切削參數(shù)及刀具，需評(píng)估以下4種主要物理性能：抗拉強(qiáng)度，硬度，延展性及導(dǎo)熱性。
為配合深海工程對(duì)安全密封及環(huán)境法規(guī)的要求，E & P公司將選擇足以勝任的設(shè)備以耐受腐蝕環(huán)境，經(jīng)受高壓及高溫。例如，Inconel 718就因其適合的出色的耐腐蝕特性而被上游勘探公司所廣泛采用。鎳基超級(jí)合金因奧氏體金相組織而具有高的抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度，滿足了極限環(huán)境下的高安全可靠需求。
此外，加工Inconel 718的主要問(wèn)題是處理刀片切削刃處的非常高的切削溫度，這源于被加工材料中的磨粒（鎳含量高達(dá)50-55%，鉻含量達(dá)17-21%）所導(dǎo)致的高磨損率，崩刃，溝槽磨損，刀片破損。Inconel 718 對(duì)殘留應(yīng)力具有冶金敏感性，且切削加工過(guò)程會(huì)產(chǎn)生加工硬化，這使得即便在低的切削速度下，刀片切削刃都可能產(chǎn)生高的塑性變形進(jìn)而大幅降低刀具的預(yù)期壽命。
伊斯卡作為全球最先進(jìn)的金屬切削刀具公司之一，已成功研制出合金牌號(hào)IC806，旨在提升超級(jí)合金的加工效率。采用結(jié)合了超細(xì)晶粒硬質(zhì)基體及薄的PVD涂層以及涂層后處理技術(shù)的新涂層牌號(hào)，能收獲大幅提高的刀具壽命及更高的加工可靠性。
加工高溫合金不僅僅意味著挑選合適的基體及涂層，還意味著選擇正確的切削刀具及幾何形狀。例如，通常在井架上完成鎳基合金油井管的加工，井架是已完成的油氣井上用的組件。必須采用硬質(zhì)合金刀具加工井架內(nèi)壁相對(duì)薄的鎳基層。加工過(guò)程通常被稱之為粗鏜，除了苛刻的安裝夾持外，刀具大懸伸，加工余量不均勻，斷續(xù)切削等也為加工增加了困難。以上不利因素常常引起振動(dòng)，導(dǎo)致刀具壽命因此而縮短。因而，鎳基合金油井管加工過(guò)程成為了制造過(guò)程的瓶頸，最終導(dǎo)致加工費(fèi)用高居不下。
對(duì)于伊斯卡的應(yīng)用工程師而言解決方案是明晰的，對(duì)于這一應(yīng)用，他們推薦采用專為加工高溫合金而研制的ISO系列SNMG 432-EM-R硬質(zhì)合金刀片。采用此刀片加工的一大重要特征是非刀尖圓角加工，而是以45°主偏角加工。這有效減少了溝槽磨損，一并提高了切削速度及進(jìn)給量，且同時(shí)收獲了高的刀具壽命。
通過(guò)對(duì)刀片鋒利切削刃進(jìn)行細(xì)微的刃口處理使之得到強(qiáng)固，加以13°前角設(shè)計(jì)，使得刀片在加工諸如鎳基合金這類難加工材料時(shí)可實(shí)現(xiàn)6mm的大切削深度。
然而，不管是刀片涂層還是斷屑槽都無(wú)法確保加工高溫合金時(shí)的高效率，因?yàn)楹玫那行伎刂剖请y以企及的。
正如前面所提及的，加工高溫合金的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量切削熱。通過(guò)冷卻液可有效減少切削熱，降低了切屑的延展性使之易于折斷。事實(shí)上，在高溫合金的加工中基本摒棄了外冷卻方式，而是采用了貫穿主軸與刀具的內(nèi)冷卻方式。
當(dāng)今的CNC數(shù)控機(jī)床一般都標(biāo)配了常規(guī)的冷卻系統(tǒng)，可以提供低壓冷卻。然而，在加工高溫合金時(shí)，產(chǎn)生的切削溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冷卻液的沸點(diǎn)，這使得冷卻液在抵達(dá)切削區(qū)域前就蒸發(fā)為蒸汽，使得切削刃受到熱沖擊，進(jìn)而對(duì)刀片壽命造成負(fù)面影響。
高壓冷卻系統(tǒng)能對(duì)冷卻液進(jìn)行加壓，通過(guò)小的冷卻噴口為切削區(qū)域帶來(lái)足夠的冷卻液流量，克服了切削區(qū)域切削溫度太高的障礙。在高壓的作用下，通過(guò)冷卻噴嘴的冷卻液具有非常高的速度。隨之而來(lái)的效果是顯而易見(jiàn)的，作用于切屑的沖擊力非常大，切削溫度明顯降低，保護(hù)切削刃免于受到熱沖擊，確保了硬質(zhì)合金刀片壽命的提高，工件表面質(zhì)量高。伊斯卡的JHP系統(tǒng)正是應(yīng)用于車削中心，立式車床及多任務(wù)機(jī)床的高壓冷卻系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。
伊斯卡，作為金屬切削的領(lǐng)袖企業(yè)，正是最早應(yīng)市場(chǎng)需求而設(shè)計(jì)并提供高壓及超高壓冷卻刀具系統(tǒng)的供應(yīng)商之一。
采用JHP高壓冷卻系統(tǒng)易于獲得小切屑，不再因切屑纏繞于工件或夾具而頻繁停機(jī)。額外的特點(diǎn)或者說(shuō)是優(yōu)點(diǎn)提升了生產(chǎn)率，削減了昂貴的加工成本?，F(xiàn)已證實(shí)，在加工不銹鋼及高溫合金時(shí)通過(guò)采用高壓冷卻，能實(shí)現(xiàn)刀具壽命及切屑控制的大幅提升。對(duì)當(dāng)今油氣工業(yè)而言，伊斯卡新一代高壓冷卻刀具在提升生產(chǎn)率方面是不可或缺的。
當(dāng)油氣工業(yè)用戶對(duì)生產(chǎn)效率進(jìn)行評(píng)估時(shí)，伊斯卡孔加工系列因涵蓋孔徑及孔深范圍寬，效率高，被證實(shí)為最值得推薦的解決方案之一。
舉例說(shuō)明，束魔變色龍槍鉆（SUMOGUN）是當(dāng)前市場(chǎng)上僅有的一款帶兩個(gè)有效切削刃的夾持可換刀頭的槍鉆。相比于傳統(tǒng)的焊接式槍鉆，采用束魔變色龍槍鉆使得生產(chǎn)率明顯提升。每個(gè)束魔變色龍槍鉆鉆桿可夾持一定直徑范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)束魔變色龍鉆（SUMOCHAM）刀頭。根據(jù)加工的ISO材料的不同，可選擇不同幾何形體的刀頭。束魔變色龍槍鉆的刀頭可實(shí)現(xiàn)在機(jī)更換，這意味著不必因更換刀頭從機(jī)床上取下槍鉆。與市場(chǎng)上的大多數(shù)傳統(tǒng)槍鉆相比，束魔變色龍槍鉆帶兩個(gè)直排屑槽，夾持標(biāo)準(zhǔn)束魔變色龍鉆刀頭，能以高得多的進(jìn)給率鉆削深孔。
新型束魔變色龍槍鉆可夾持不同刀頭，能根據(jù)被加工材料及應(yīng)用的不同而靈活應(yīng)用。通過(guò)采用聚酰胺塑料扳手可輕松實(shí)現(xiàn)刀頭的裝卸。
標(biāo)準(zhǔn)模塊式束魔變色龍槍鉆的驅(qū)動(dòng)桿也是模塊式的，這是其另一特點(diǎn)。這款革新的槍鉆尾端為螺紋連接式，可連接于不同類型及規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)桿。
新型標(biāo)準(zhǔn)束魔變色龍槍鉆直徑范圍為14-25mm，夾持標(biāo)準(zhǔn)束魔變色龍鉆刀頭。每種直徑的槍鉆均提供兩款排屑槽長(zhǎng)度，分別為400mm及800mm，可應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)臥式銑削中心，臥式車床，多任務(wù)機(jī)床及專機(jī)。所有鉆桿均經(jīng)鍍鎳處理，使得排屑更容易且更流暢。
對(duì)于油氣工業(yè)的大直徑鉆削應(yīng)用，采用伊斯卡的復(fù)合變色龍鉆（COMBICHAM）系列是大幅提升生產(chǎn)能力及效率的最佳方案之一。
這種新型模塊式鉆削系列直徑范圍為26-50mm，鉆深可達(dá)5xD。復(fù)合變色龍鉆（COMBICHAM）夾持一個(gè)束魔變色龍鉆（SUMOCHAM）刀頭，2片標(biāo)準(zhǔn)的帶修光刃的精密磨制方刀片SOGX/SOGT，刀片規(guī)格因鉆徑大小而不同，采用了領(lǐng)先科技的束魔合金牌號(hào)IC808（PVD涂層）。源于全效率設(shè)計(jì)，鉆頭可實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給鉆削，能獲得高的鉆削效率，高精度及高的被加工表面質(zhì)量。
建議在油氣工業(yè)深孔鉆削零部件的深腔加工中，堅(jiān)持選用可靠的刀具以確保剛性，刀具壽命，重復(fù)定位精度，高精度并優(yōu)化刀具壽命。
比如將伊斯卡最先進(jìn)的加工技術(shù)整合于一體的“多合一”整體硬質(zhì)合金立銑刀EFP。該銑刀集伊斯卡飛碟銑刀（FEEDMILL），分屑槽銑刀（CHIP SPLITTER）及防振降噪銑刀（CHATTERFREE）這三種革新的立銑刀的優(yōu)點(diǎn)于一身，攜最前沿設(shè)計(jì)為一體，用于型腔銑時(shí)具有出色的優(yōu)勢(shì)。EFP整體硬質(zhì)合金飛碟銑刀憑借其大圓弧切削刃的結(jié)構(gòu)，在0.3-1.0mm的切削深度下能實(shí)現(xiàn)高達(dá)0.5mm/齒的每齒進(jìn)給。隨之而來(lái)的是采用此刀具能顯著縮短加工周期，由此為工廠帶來(lái)生產(chǎn)率的提升。
獨(dú)特的切削刃結(jié)構(gòu)使得切削載荷軸向指向機(jī)床主軸，這使得即便在大懸伸加工中，也具有高的加工穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)高的進(jìn)給率。此獨(dú)特的特點(diǎn)使得其在高溫合金的型腔及凹腔加工中具有高的金屬去除率。在型腔加工中，相比于其余粗加工立銑刀，這款帶分屑槽切削刃的立銑刀加工的側(cè)壁更平整，被加工表面光潔度更高。分屑槽銑刀的排屑槽還結(jié)合了防振降噪（CHATTERFREE）不等齒距設(shè)計(jì)使得切削力分布更佳，是成功的快速去除大余量解決方案。
此獨(dú)特的整體硬質(zhì)合金立銑刀直徑范圍為6-20mm，具有4個(gè)或5個(gè)切削刃。合金牌號(hào)為IC903，該牌號(hào)為在超細(xì)晶?；w上進(jìn)行前沿的AL-TEC涂層，兼具出色的耐磨性及韌性。
當(dāng)油氣工業(yè)的零部件夾持于帶ISO40 / CAT40 / BT40柄部接口的低功率機(jī)床時(shí)，采用EFP整體硬質(zhì)合金立銑刀也可實(shí)現(xiàn)高效加工。
毫無(wú)疑問(wèn)，石油、天然氣工業(yè)通過(guò)各種途徑關(guān)聯(lián)著我們生命中的每一天：為我們的汽車加油；為我們的家庭供暖；為我們的食材烹煮。油氣工業(yè)為全球69億人口帶來(lái)他們?nèi)粘Ｋ枘茉吹?0%。另外40%的能源來(lái)自于煤、核電、水力發(fā)電，以及諸如風(fēng)電、潮汐能發(fā)電乃至類似于柴火這樣的生物質(zhì)能這類“可再生能源”。全球?qū)δ茉吹男枨笕栽诔掷m(xù)增長(zhǎng)，尤其是像中國(guó)、印度這樣的發(fā)展中國(guó)家；與此同時(shí)，油氣工業(yè)仍在繼續(xù)探尋新能源。一些位于具有挑戰(zhàn)性區(qū)域的油氣逐漸被發(fā)現(xiàn)，例如深水，北極以及一些有政治紛爭(zhēng)的地區(qū)。
為滿足全球范圍內(nèi)對(duì)能源需求的快速增長(zhǎng)，政府部門頒發(fā)了越來(lái)越多的深水鉆探許可證。源于對(duì)深水油氣的勘探及抽取有空前增長(zhǎng)的預(yù)期，E&P公司預(yù)見(jiàn)離岸工程將迎來(lái)強(qiáng)勁的增長(zhǎng)。
今天，盡管典型的深水工程水深范圍為1500-2000米，但水深達(dá)7000米的超深水工程數(shù)量在持續(xù)增加。在深水的不利環(huán)境下，為遵循苛刻條件下的安全法則，需要巨大的投入來(lái)獲得特制的設(shè)備及特殊材料。
為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，保持生產(chǎn)加工的經(jīng)濟(jì)性，伊斯卡研制了革新而前沿的刀具，用于加工能勝任深水不利環(huán)境的特殊材料。越來(lái)越多的差異化需求，驅(qū)動(dòng)伊斯卡走上了一條革新之路，研制新產(chǎn)品，提供前沿的刀具解決方案，并已印制出完整的解決方案單行本；同時(shí)通過(guò)強(qiáng)大的全球營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)保障每一位客戶得到技術(shù)支持及后勤、物流支持。伊斯卡，致力于為綠色環(huán)保的環(huán)境創(chuàng)建解決方案?！?/p>
