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3. 立方氮化硼生產(chǎn)有所發(fā)展、應(yīng)用潛在市場(chǎng)很大

　　立方氮化硼（CBN）是1957年，由美國(guó)G.E.Co首先研制成功的高科技磨削材料。它的問世給硬韌難加工材料的加工帶來(lái)了革命性變革，它不僅大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率、加工精度和加工質(zhì)量，而且減輕了能量消耗和環(huán)境污染。因此，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入了大量的人力、物力進(jìn)行CBN及制品的開發(fā)和應(yīng)用研究。
　　1966年CBN在鄭州磨料磨具磨削研究所問世，1983年完成高品級(jí)CBN的研制，1994年又完成了微晶立方氮化硼的科研任務(wù)。通過實(shí)驗(yàn)研究，該課題所制得的CBN微晶，在主要性能上接近G.E.Co CBN550產(chǎn)品水平。
　　自1966年我國(guó)研究成功立方氮化硼后至今已有34個(gè)年頭了，經(jīng)過34年的發(fā)展，始終沒有形成規(guī)模生產(chǎn)的格局，CBN生產(chǎn)的總態(tài)勢(shì)是分散附屬在為數(shù)不多的金剛石生產(chǎn)企業(yè)中，生產(chǎn)量小、品種單一、品級(jí)不高。雖然在此期間國(guó)內(nèi)推出了一些CBN及其制品的科研成果，但得到推廣的不多，從而嚴(yán)重地制約著CBN的發(fā)展。為此，這里將要著重提及的是發(fā)展中的河南富耐克超硬材料有限公司。
　　該公司的前身是武陡超硬材料廠，始建于1988年，1997年到鄭州國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)落戶、1988年河南省科學(xué)技術(shù)委員會(huì)授予高技術(shù)企業(yè)的光榮稱號(hào)、1999年11月通過國(guó)際ISO9002質(zhì)量管理體系認(rèn)證、通過十多年的發(fā)展已成為我國(guó)唯一的、最大的、專業(yè)化CBN生產(chǎn)企業(yè)。
　　該公司生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)年產(chǎn)量CBN單晶1800萬(wàn)克拉、微粉200萬(wàn)克拉、CBN陶瓷砂輪500片、CBN刀具2000把、年實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)值3250萬(wàn)元，其中，CBN單晶及微粉產(chǎn)品為主要產(chǎn)品，80%出口美國(guó)、日本、歐洲、臺(tái)灣、等國(guó)家和地區(qū)。
　　目前，全球需求量為1.5億克拉，并以每年25%的速度遞增，該公司已于一些國(guó)際知名的磨具制造企業(yè)建立長(zhǎng)期供貨關(guān)系，其中有享譽(yù)全球的美國(guó)、德國(guó)、奧地利、日本磨具制造企業(yè)，說(shuō)明該公司產(chǎn)品得到了國(guó)際的認(rèn)可，表明我國(guó)CBN產(chǎn)品具有較高水平，是有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的。
　　為了保持在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力，該公司以院所為依托，不斷開發(fā)出新產(chǎn)品，并形成產(chǎn)品系列。
　　CBN—800是在1988年鄭州磨料磨具磨削研究所轉(zhuǎn)讓的黑色CBN技術(shù)的基礎(chǔ)上經(jīng)過不斷完善的產(chǎn)品。
　　CBN—900、CBN—990和CBN—850所采用技術(shù)是與吉林大學(xué)合作，于1998年研制成功的。
　　CBN—800已生產(chǎn)900萬(wàn)克拉以上，CBN—900、CBN—850產(chǎn)品已分別生產(chǎn)300萬(wàn)克拉以上，表明上述CBN單晶已具備產(chǎn)業(yè)化條件。

4. PDC（PCBN)的開發(fā)與應(yīng)用

　　鄭州磨料磨具磨削研究所于1969年率先開展PCD的研制。工藝方法與國(guó)外顯著不同。其設(shè)計(jì)思路一般基于兩個(gè)方面，其一，選擇的粘結(jié)劑應(yīng)與金剛石有一定的粘結(jié)作用；另一是，選擇的粘結(jié)劑在高壓高溫下生成的物相自身應(yīng)具有良好的耐磨性，80年代中期以前，大部分生產(chǎn)廠采用Ni-Si-B體系和80年代中期以后，普遍采用Ti-Si-B體系就是根據(jù)上述原則選定的，可以認(rèn)為，我國(guó)的聚晶燒結(jié)體不論在理論研究，還是在工藝研究方面均有獨(dú)到之處，特別是在確定和控制聚晶燒結(jié)體耐磨性的工藝方法，自銳性研究以及結(jié)構(gòu)與性能方面的研究取得了令人矚目的成果。我國(guó)PCD的耐熱性能事世界一流的，這已為世界所認(rèn)可。
　　刀具用PCD于PCBN圓片有越來(lái)越大趨勢(shì)，因?yàn)槠渲睆皆酱?，可切割的刀頭數(shù)量越多，也越經(jīng)濟(jì)，故進(jìn)口大片子走俏國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。作為石油、地質(zhì)鉆探用PCD并非越大越好，實(shí)踐證明，最大以Φ 19mm較為理想，河南新亞公司的石油與地質(zhì)鉆頭用PCD的規(guī)格較全，基本上滿足了市場(chǎng)需求。
　　4.1 石油和地質(zhì)鉆頭
　　PCD 1972年成功地用于地質(zhì)鉆探，在國(guó)外無(wú)此先例，另PCD用于鉆頭內(nèi)外徑的保徑及可制成擴(kuò)孔器，亦屬我國(guó)首創(chuàng)。1975年《人民日?qǐng)?bào)》稱人造金剛石已成套地用于地質(zhì)鉆探（包括人造金剛石單晶和多晶金剛石、鉆頭制造、鉆進(jìn)工藝），不僅是中國(guó)的技術(shù)進(jìn)步，也推動(dòng)了其他國(guó)家將人造金剛石用于地質(zhì)鉆探的步伐。1975年P(guān)CD成功用于石油鉆探，在勝利油田用噴射式三刮刀PCD鉆頭，一只鉆頭可鉆穿三組地層，每只鉆頭進(jìn)尺2400米以上，最高可達(dá)3135米，時(shí)效60米/時(shí)（平均），與硬質(zhì)合金三刮刀鉆頭相比，每口井當(dāng)時(shí)可節(jié)約2萬(wàn)元，時(shí)間節(jié)省78%。與牙輪鉆為主的井相比，可節(jié)約成本137-226%，時(shí)間可節(jié)約5-8天。
　　1987年在勝利油田渤南地區(qū)會(huì)戰(zhàn)中，有55口井從二開使用這種鉆打到井深2000—2600米、平均單只進(jìn)尺2104.77米，與同地相同井段使用的P型牙輪鉆頭相比，機(jī)械轉(zhuǎn)速提高70%，每米鉆進(jìn)成本可減少14.9元，降低34.41%。渤南會(huì)戰(zhàn)共使用127只PCD刮刀鉆頭，累計(jì)進(jìn)尺222,631米，占鉆井總進(jìn)尺的40.1%，可節(jié)省鉆井費(fèi)用330多萬(wàn)元。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，14年來(lái)僅在勝利油田共推廣應(yīng)用4000多只PCD刮刀鉆頭，總進(jìn)尺800多萬(wàn)米，與牙輪鉆頭相比，以每米鉆進(jìn)成本減少14.9元計(jì)，可節(jié)省鉆井費(fèi)用約1億1920萬(wàn)元，并為勝利油田實(shí)現(xiàn)鉆井速度翻番和鉆井速度連續(xù)8年穩(wěn)居全國(guó)同行業(yè)之首發(fā)揮了重要的作用。
　　隨著工農(nóng)業(yè)的增長(zhǎng)，我國(guó)的能源消耗速度增加，保持與增加原油、天然氣的產(chǎn)量是一項(xiàng)基本國(guó)策，為此國(guó)家制定了穩(wěn)定東部，開發(fā)西部的方針，從而適合于油田鉆進(jìn)的PDC鉆頭需要量相應(yīng)增加。
　　我國(guó)是煤炭生產(chǎn)大國(guó)，在煤田勘探中PDC鉆頭用量也日益增多，與硬質(zhì)合金鉆頭相比效果十分顯著。
　　4.2 切削刀具
　　80年代中期，我國(guó)已開始進(jìn)行PCD和PCBN刀具的研制，PCD和PCBN刀具的需求以汽車和摩托車制造廠和其另配件生產(chǎn)企業(yè)為主，大約占整個(gè)國(guó)內(nèi)的需求的80%以上，其余分布在家用氣器、通用機(jī)械等行業(yè)，需求量逐年上升，80年代每年2000—3000把，到97年大約需求26000把。
　　歐洲工具制造商對(duì)PDC和硬質(zhì)合金工具壽命做了比較，表明PDC工具長(zhǎng)10倍，這些數(shù)據(jù)基于一定范圍的木制品的平均結(jié)果，包括中密度纖維板、硬天然木材和原紙板和層壓紙板。
　　木材加工業(yè)中使用PCD切削工具進(jìn)行大批量生產(chǎn)的三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：增加了工具壽命；減少了非工作時(shí)間；改進(jìn)了加工質(zhì)量。
　　在歐洲，強(qiáng)化復(fù)合地板的年使用量已達(dá)6000—7000萬(wàn)平方米。目前，國(guó)內(nèi)已有十幾家中外合資企業(yè)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)強(qiáng)化復(fù)合地板，所使用刀具全部從國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格昂貴，交貨期長(zhǎng)，修磨不便。因此，給發(fā)展這種專用刀具提供了很大空間。
　　4.3 拉絲模
　　1978年P(guān)CD成功應(yīng)用于拉絲模，不僅提高了拉絲的質(zhì)量和效率，還促使了拉絲工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

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