超硬材料用途新探索

/超硬材料用途新探究據(jù)日本大阪金剛石工業(yè)公司大浦桂一會長供給的資料，世界超硬磨粒工具市場消費量已達到33億美元，其中石材及建筑業(yè)用量約占近一半，達到49.4%；磨具類約占30%；復(fù)合聚晶工具占18.2%。磨具這一品種，CBN磨具占磨具總量28%。與世界市場相比較,明顯國內(nèi)市場劃分比例與之有較大差異，其一：石材及建筑業(yè)用工具我國比例高達70%～80%，遠(yuǎn)高于國際市場比例；其二：磨具、CBN磨具比例偏低。究其原因，其一之比例偏高由于我國高檔次金剛石偏少，因此不少石材工具只能用、低檔金剛石替代，造成鋸片等工具壽命低；或者為了達到肯定工具壽命，加大金剛石濃度，故并非我國石材建筑業(yè)特別發(fā)達之故。其二由于我國加工鑄鐵、鋼材等選用磨具依舊一般磨具，CBN磨具用量非常有限，頂多只能算作起步階段。因此這一塊具有極大開發(fā)潛力。將來若干年超硬材料制品新產(chǎn)品開發(fā)方向是什么？應(yīng)就下列方面進行認(rèn)真調(diào)研、借鑒國外使用信息,摸清國內(nèi)市場需求，訂立出切合實際開發(fā)計劃。汽車行業(yè)（包括其它一些動力機械等）今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)，汽車工業(yè)將一直作為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)而獲得較高速進展。汽車工業(yè)進展有賴汽車裝備水平加工工藝水平提高，特別是機床數(shù)控化相應(yīng)的加工工具（包括刃具、磨具）先進程度。努力開發(fā)汽車零部件加工必不可少的先進超硬材料刀具、磨具，是磨料磨具行業(yè)為適應(yīng)汽車工業(yè)進展促進自身進展的需要。針對我國汽車工業(yè)現(xiàn)狀，借鑒發(fā)達國家成熟閱歷，我們應(yīng)重要開發(fā)：加工活塞環(huán)用CBN磨盤；高精度高耐磨軸承加工用CBN砂輪（包括樹脂陶瓷結(jié)合劑）；各種鑄鐵零部件加工用PCBN刀具磨具、珩磨工具；各種液壓件加工用小孔磨頭；轎車窗玻璃、汽車后視鏡等玻璃加工用各種金剛石砂輪、套鉆；塑料、橡膠其它非金屬材料加工用金剛石磨輪；鋁合金件加工用CPD刀具；各種用途金剛石修整滾輪等等。硬脆非金屬材料加工這一范圍特別廣，應(yīng)將重點依舊放與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)緊密相關(guān)建筑建材行業(yè)、道路交通設(shè)施等行業(yè)上。單獨就材料而論，重點可放耐磨地磚、玻璃陶瓷等加工上。國內(nèi)耐磨地磚業(yè)近幾年來引進了100多條先進生產(chǎn)線（重要來自意大利、德國、日本），所配套板平磨輥、磨輪、磨邊輪倒角砂輪都需國產(chǎn)化。這一塊市場前景廣闊，難度也相對較大，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，僅沿海某省有數(shù)百家地磚生產(chǎn)企業(yè)，97年進口加工地磚磨輪過億元人民幣。全國生產(chǎn)地磚企業(yè)上千家，95年墻地磚產(chǎn)量達到9000萬，這一行業(yè)進展趨勢釉面磚漸漸為耐磨地磚所取代，因此地磚加工量愈來愈大，行業(yè)大有用武之地之處。雖然近年來有不少金剛石制品廠開發(fā)了加工地磚磨輪，但還都不夠成熟。玻璃行業(yè)應(yīng)著眼于各種用途平板玻璃加工，由于它量大面廣，重點突破平板玻璃校平、磨進、倒斜面、磨弧拋光等工序用金剛石磨輪，要達到進口自動生產(chǎn)線上規(guī)定加工效率、精度砂輪壽命，需要業(yè)內(nèi)人士投入極大熱誠、人力資金方能有所作為。燈飾玻璃加工近年來也有很大進展，這一行業(yè)情況參差不齊，既有特別先進自動化加工設(shè)備，也有相對落后手工磨削設(shè)備，燈具需加工玻璃件少則幾件，多則上萬件甚至十多萬件，因此應(yīng)針對市場需要，開發(fā)不同用途、不同質(zhì)量水平、價格檔次各異金剛石加工工具。陶瓷材料進展很快，由過去重要作為生活用材進展到工業(yè)用材、工具材料工程材料。陶瓷材料加工離不開金剛石。雖然我國精密陶瓷應(yīng)用還剛剛起步，依照進展趨勢，21世紀(jì)必將獲得廣泛應(yīng)用，新材料工業(yè)緊要成員。因此要在生活陶瓷、電子陶瓷加工閱歷基礎(chǔ)上，努力開發(fā)新金剛石加工工具，用于解決精密陶瓷加工問題。木制品與塑料制品加工木材加工及家具業(yè)已大量使用自動化機床替代傳統(tǒng)手工作業(yè)方式，此外利用木材加工產(chǎn)生廢棄材料如鋸屑、刨屑、短材，以及林業(yè)資源修剪下來一些樹枝、雜木，經(jīng)粉碎加工再加入塑料類粘結(jié)劑，再經(jīng)一系列處理，制成“再生材料”，這種材料加工難度比原木更難。因此就產(chǎn)生了兩大需求：第一，自動化加工木材及塑料制品需要采納諸多類型硬質(zhì)合金或高速鋼刃具。由于木材、塑料等導(dǎo)熱性差，高速加工下刃具極易磨鈍或變形，因此刃具更換或磨加工變得頻繁，為此而產(chǎn)生了專用于木工塑料用刃具金剛石CBN系列砂輪。用于木工刃具磨加工金剛石砂輪計有97種形狀173個規(guī)格（包括尺寸、粒度），加工塑料制品刃具砂輪有20種形狀28個規(guī)格。國內(nèi)木材及塑料行業(yè)已有不少引進或仿制先進生產(chǎn)線，工具生產(chǎn)廠已提出諸多磨輪訂貨意向。第二，用于木工、塑料工業(yè)金剛石或CBN復(fù)合聚晶工具也已提上了日程，特別木質(zhì)地板條加工用PCD刃具，國內(nèi)已有相當(dāng)用量（重要云南、四川及東北等地），因此開發(fā)PCD工具用于林產(chǎn)品加工也是當(dāng)務(wù)之急。修整工具開發(fā)修整工具在行業(yè)上基本屬于缺門產(chǎn)品，行業(yè)形成規(guī)模生產(chǎn)初期，還有幾個廠生產(chǎn)金剛石修整筆之類產(chǎn)品，當(dāng)前除個別單位生產(chǎn)修整滾輪外，其余修整工具行業(yè)內(nèi)幾乎空白。翻開國外產(chǎn)品樣本，你可以看到幾乎全部超硬材料制品企業(yè)都生產(chǎn)金剛石修整工具。以winter公司為例，該公司生產(chǎn)多點式單點式兩大類修整工具，其多點式有Fliese、Igel、pro—dress、Rondist四個品種計17種型號。單點式有Single—point、one—way、profile三個品種計23種型號。以適用于各種用途、各種磨削方式，包括砂輪機上磨具整形修整之用。為什么國內(nèi)修整工具在行業(yè)內(nèi)形不成產(chǎn)品系列，可能與我們未開發(fā)天然金剛石產(chǎn)品有很大關(guān)系，此外國內(nèi)磨床自動化程度低也原因之一，不少用戶都本身購進大粒金剛石用銅焊焊接成修整工具（單粒），這對于一般磨床可能問題不大，而對于自動化加工設(shè)備確定不行。制作修整工具選用金剛石時，依據(jù)用途不同，可以用天然金剛石、合成單晶或聚晶金剛石，甚至復(fù)合聚晶金剛石，因此行業(yè)內(nèi)完全有條件使用。各種聚晶產(chǎn)品的應(yīng)用開發(fā)依據(jù)1994年GE公司供給資料顯示，1993年世界超硬磨粒制品市場PCD、PCBN切削刀具、PCD拉絲模、PCD礦山鉆探工具全年消耗量達到6.03億美元，占整個制品消耗量18.2%，足以說明其市場容量大，進展前景廣闊。近年來國內(nèi)PCD、PCBN制品有了較大進展，但市場份額還很小，重要原因：品種單一，很難適應(yīng)市場多變需求；國產(chǎn)設(shè)備不能適應(yīng)采納此類工具；供需雙方缺乏溝通合作，認(rèn)得水平滯后；復(fù)合聚晶工具加工，特別磨加工還存在肯定問題。復(fù)合聚晶工具開發(fā)方面可走“先易后難”路子，例如可先開發(fā)多種材料加工用PCD/PCBN車刀，由于車刀形狀較簡單，而國產(chǎn)車床（包括一般車床數(shù)控車床）基本適合使用PCD/PCBN車刀，所加工對象重要鑄鐵、淬硬鋼、鋁合金、碳纖維等材料，加工難度不大，加工效果很顯著，因此很易為用戶接受。礦山及油氣進鉆進用工具，要求PCD有很高質(zhì)量，工具制作難度也很大，技術(shù)含量高，價格水平也很高，屬高技術(shù)產(chǎn)品，因此要PCD制造質(zhì)量水平上下功夫