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超硬多家企业荣获中国行业标志性品牌
6月12日，中国品牌研究院公布第二届中国行业标志性品牌名单。本次共评定出288个中国行业标志性品牌。这是中国品牌研究院继2006之后，第二次评定中国行业标志性品牌。 有关超硬行业获得中国行业标志性品牌有： 石材 中国钻头工具行业标志性品牌 博深 博深工具股份有限公司 河北 石家庄 中国人造金刚石行业标志性品牌 黄河旋风 河南黄河实业集团股份有限公司 河南 许昌 中国磨料磨具行业标志性品牌 白鸽 白鸽磨料磨具有限公司 河南 郑州 中国硬质合金行业标志性品牌 钻石 株洲硬质合金厂 湖南 株洲 2008年10月10日，在第三届中国品牌节上，将举行标志性品牌颁奖典礼，并在会上颁发288个中国行业标志性品牌。 中国品牌研究院院长郑展威认为，标志性品牌将成为企业所能获得的行业高荣誉。“中国行业标志性品牌”的评定，就是要在全社会营造良好的品牌创新氛围，使更多中国企业在品牌建设方面有更出色的表现。 据中国品牌研究院院长郑展威介绍，中国行业标志性品牌在一些行业的竞争相当激烈。这是因为一个行业只能产生一个标志性品牌，在中国有些行业光是中国商标就有几十个，因此评定的中国行业标志性品牌只能是“优中选优”，而不像中国商标那样，只要符合一定的条件就可以获取，没有名额上的限制。因此，要获得中国行业标志性品牌是一件很难的事。
超硬新材料的应用
据报道，超硬材料的用途非常广泛，无论是钻探石油和修公路用的钻头，还是精密仪器和手表表面的抗摩涂层，都需要使用超硬材料。加州大学洛杉矶分校科学家开发出一种制造超硬材料的新方法，他们制造的超硬材料具有的耐摩性和抗裂性。他们的发现已经刊登在4月20日出版的《科学杂志》上。 这项研究的合著者查德·B·凯恩是加州大学洛杉矶分校无机化学、材料科学和工程学教授。他认为，金刚石之所以是世界上硬的材料，是因为金刚石的碳原子间具有极短的共价键。实事上，世界上所用的大多数金刚石都是人工合成的，而且价格非常昂贵。金刚石粉未可用于制造石油钻头、筑路机和挖山洞用的挖穴机。然而，金刚石不能用于切割钢铁，因为切割钢铁将毁坏金刚石刀片。凯恩说，立方结构的氮化硼是金刚石的替代品，可以用来用来切割钢铁，但它是在非常高的温度和压力条件上合成的，其价格比金刚石还要昂贵。 超硬材料具有“超级不可压缩性”，意思是它们具有抵抗外形变化的抗性，这正是产生硬度的必要条件。制造超硬材料的方法有两种：一种是通过使用碳元素并将其与硼或氮合成在一起来仿制金刚石，从而保持较短的共价键；另一种是寻找具有“不可压缩性”的金属并设法使其坚硬。凯恩和他的同事正在发展第二种方法。凯恩说：“我们的设想是合成一种‘不可压缩的’金属，这种金属碰巧是低硬度的，但它具有可以使其变硬的短共价键。”凯恩是加州大学洛杉矶分校加州纳米系统研究院成员，该研究院鼓励通过跨学科合作来解决纳米科学和纳米技术领域的相关问题。石材 锇是一种相对柔软的金属元素，是目前所知道的具“不可压缩性”的金属，2005年，凯恩的研究团队把锇元素与短共价键原子合成在一起，制造出一种几乎与金刚石同样“不可压缩的”材料。它是如此坚硬，甚至可以在硬度达9级的蓝宝石上划出痕迹（硬度的划分级别为1－10级）。“我们发现，如果我们把硼和锇结合在一起，我们只能使锇金属中锇原子的分隔距离扩大10%，这已经非常不错了；如果你想尽可能地缩小原子之间的分隔距离，就需要寻找更好的过渡金属。”凯恩说：“于是我们仔细搜索了所有过渡金属以确认是否有比锇更好的过渡金属，从而使膨胀系数少于10%。我们发现只有铼具有这种潜力，因此，我们制造出二硼化铼。” 铼是一种高密度、低硬度的金属，它在元素周期表中刚好排在锇元素的后面。“我们合成出了短共价键，我们只能使铼金属中铼原子的分隔距离扩大5%，从而使其既具有‘不可压缩性’又非常坚硬。铼金属中的铼原子之间的距离仅膨胀了5%——这是这篇科学论文的关键。在某个方向上，二硼化铼的‘不可压缩性’与金刚石相同，在另一个方向上，二硼化铼的‘可压缩性’仅比金刚石稍高。”在低作用力下，二硼化铼的硬度与立方结构的氮化硼相等，而氮化硼是第二硬的材料。在更高的作用力下，二硼化铼的硬度仅比氮化硼稍低。凯恩称：“我们的材料非常坚硬，足以划破金刚石，比二硼化锇要硬得多。” 而且其它超硬材料，包括金刚石和立方结构的氮化硼都是在昂贵的高压条件下制造出来的。凯恩说，“我们的材料只需要通过一种简单的程序就可以制造出来，不需要使用压力。”在谈到合作时，凯恩说，“我之所以来到加州大学洛杉矶分校，之所以喜欢这个地方，是因为无论你做什么，比如，以我个人来说，无论你何时想要制造一种新材料，你经常需要你自己不具有的设备和技能。而加州大学洛杉矶分校拥有材料制造领域的和相应的设备，每次我有疑问时，所有人都乐于帮助我进行实验并积极地与我合作。”凯恩认为，尽管新超硬材料有的潜力，但它们还不可能在短时间内取代金刚石。
大型金刚石圆锯片基体在石材开采中的应用
一、前言 众所周知，我l玉l的石材资源雄居。近年来，随着建筑行业的高速发展和人们生活水平的提高，石材以其特的天然属性越来越受到人们的青睐，市场的需求量日益增加。同前我国的石材加工技术已经接近世界水平，但石材的开采技术还远远落后于发达国家。 目前我国的矿山开采主要有如下几种方式：爆破作业、火焰切割法、膨胀剂法等。其开采方法普通存在着劳动生产率低，成材率低，资源浪费严重，安全性差等缺点。近年来，部分企业采用金刚石串珠绳锯，金刚石链锯等进行矿山开采，虽然取得了良好的效果，但设备投入大，开采成本高等，目前尚无法大规模使用。如何提高石材的开采质量及效率，尽量减少对环境的破坏，降低工人的劳动强度等，成为我国石材荒料开采迫切需要解决问题。 二、切割原理 针对以上情况，我国科技人员将板材切割机理巧妙应用于矿山开采中，取得了良好效果。其基本原理为：在矿山表而铺设轨道，通过主机带动超大型金刚石圆锯片（Ф2000～3500mm）高速旋转，实现在轨切割。由于该方式投入少、、安全、环保、节能及开采成本低等优点，广泛受到矿山开采企业的青睐。 三、技术要求 此开采方法除要求锯机要有良好的精度外，超大型金刚石圆锯片的规格、质量等是此项技术的关键。众所周知，决定开采荒料的大小是由网锯片规格决定的。目前，市场上要求板材的幅宽达到了1.5m左右。因此，与之相配套的金刚石圆锯片的规格达到Ф3500以上，同时，野外作业环境如矿山作业而平整度，冷却排屑等相对板材切割，条件更加恶劣。因此，对锯片基体的制造提出了更加严格的要求。 宜昌黑旋风锯业有限责任公司根据市场的需求，从2003年开始开发了Ф2300mm以上矿山锯片基体，经过几年的探索，现已能生产Ф3500mm规格大型圆锯片基体。 针对矿山切割的特点，黑旋风锯业有限责任公司主要有三方面技术突破： 1.产品的热处理方法：如此大规格锯片基体的热处理，目前国内尚无的设备，我们采用特的热处理工艺，很好地解决了大规格、薄厚度基体的热处理难题，硬度能较好的控制在HRC38±3的范围，提高了锯片基体的刚性，增加了产品的使用寿命。 2.加工方式：锯片基体端面的磨削也是产品加工的难点。我们白己开发了平面磨床和车床，很巧妙地解决了这一难题，产品的厚度公差均能达到国家标准的要求，大大提高了产品静平衡指标，同时由于去除了材料表面的氧化层与脱碳层，产品的疲劳寿命大为提高。 3.针对矿山锯片在切割过程中排屑困难的实际，公司在基体的外形上亦作了大胆探索：我们采用在锯片基体适当部位加工数量不等的掏空孔，在不影响锯片整体强度的前提下，提高了冷却和排屑效率，延长了刀头的使用寿命，降低了能源，并且缩短了荒料开采时间。 四、与传统开采方式经济技术指标的对比 新开采方式的应用，提高了资源利用率和开采速度，由于开采质量的提高，相应增加了产品的附加值。降低了生产成本，同时克服了传统的开采方式存在的安全性能差，对环境破坏严重等缺点，具有的经济效益和社会效益。石材 各种开采力式对比见下表。各种开采方式对比表指标项目成本(元／m3)矿山成材率(%)荒料规整度作业环境污染情况爆炸法1205～30极差极差差膨胀法25330～50差差差火焰切割法30030～50差差差锯片切割法60≥90平整、规整好好 五、使用要求 1.安装前的准备 （1）锯机轨道的铺设要求枕木牢固平整，以免锯机在切割过程中的晃动，锯机轨道平行度公差要≤5mm，水平度公差≤2mm。 （2）为锯片在切割过程中的平整度和强度，装夹锯片用法兰盘直径>i280ram，法兰盘的不平度直接影响锯片的端跳。因此，用户在使用前要检查法兰盘的精度，一般Ф280mm的法兰盘其不平度<0.05mm，并法兰盘的清洁，不得残留石屑和污物。 （3）经常检验锯机轴的精度，其主轴的径向跳动≤0.03mm，以避免锯片在切割过程中产生抖动，影响锯片的使用寿命和材料的切割质量。 （4）冷却水的大小直接影响锯片的冷却效果，排屑能力和刀头的切割寿命。因此建议Ф2000（或Ф2200）冷却水量≥100 1/min，Ф2800（或Ф3000）冷却水量≥160 1/rnin，并充分注入到锯片切割缝内。 2.使用的规范性 由于超大型金刚石网锯片价格昂贵，因此规范化使用能大大增加产品的使用寿命，降低生产成本，所以在产品的使用过程中要强调规范操作。 （1）新基体在使用前应空转30min以上，使以锯片基体在使用中通过离心力的作用，应力分布更加均匀化。 （2）有条件企业在新锯片使用前先开刃，否则新刀头开始使用时，要求下刀量≤l5mm／次，行走速度≤l000mm／min，待刀头中金刚石完全出刃后，方可增大进刀量。 （3）正常切割时，根据切割对象硬度的大小合理确定一次进刀量，（b2000（或Ф2200）规格锯片控制在30～50mm／次内，Ф2800（或Ф3000）锯片控制在20～30mm／次内，为不影响切割效率，尽量做到浅进刀、快走刀的切割工艺，减少锯片基体由于法向力的过大而引起的变形。 （4）在矿山的切割中，由于在两端处下刀时，锯片参与切割的齿数大大增加，因而阻力亦相应增大。因此，下刀时应采用点动往复的切割方式，每次点动下刀量不能超过2mm/次。 （5）锯片在使用过程中，应严格监控切割时的状态和切割对象硬度的变化，遇到作业面凸出太多时，应及时调整切割深度和行走速度。 六、结论 用超大型金刚石圆锯片开采荒料能降低开采成本20％以上，荒料成材率可达到90％以上。开采方法简单，占地面积小，对环境破坏少，开采荒料规整。因此，具有的推广价值。
刀具涂层技术现状及其展望
对刀具进行涂层是机械加工行业前进道路上的一大变革，它是在刀具韧性较高的基体上涂覆一层、二层乃至多层耐磨的难熔化合物，从而使刀具的性能得到改善。经涂层的刀具可以提高加工效率、加工精度、延命、降低成本，因而，受到普遍关注。 现状 自20世纪60年代末代CVD气相沉积TiC硬质合金刀片问世以来，涂层技术对硬质合金刀具的发展起了的促进作用。20世纪80年代初PVD气相沉积TiN在高速钢刀具上成功应用，被誉为高速钢刀具性能的一场革命。从此，涂层技术取得了飞速的发展，涂层工艺越来越成熟，涂层刀具应用范围越来越广泛。 西方工业发达国家使用的涂层刀具占可转位刀片的比例已由1978年的26%上升到2005年的90%，新型的数控机床所用的刀具中80%左右是涂层刀具。瑞典山特维克可乐满和美国肯纳金属公司的涂层刀片的比例已达85%以上，美国数控机床上使用的硬质合金涂层刀片的比例为80%，瑞典和德国车削用的涂层刀具都在70%以上。日本、俄罗斯涂层技术开发和应用也走在世界前列。我国涂层刀具起步晚，但进步快，涂层网点遍布全国，不少城市都有自己的涂层中心，承接对外加工业务，厂矿也不甘示弱，国内几家大的工具厂拥有涂膜机都在10台以上，但多数应用在麻花钻等低端产品上。德国等工业发达国家的涂层公司纷纷在我国安营扎寨，大搞涂层刀具对外加工。由于资源匮乏和机械加工的化，以及数控技术进步及难加工材料增多，涂层刀具正以惊人的发展速度被动式向前挺进。 涂层技术的新发展 纵观CVD、PVD技术的发展过程，可以发现几个共同的规律。当代涂层产品进入市场后，要解决的是涂层设备的国产化问题，以满足市场需要；其次是开发新一代的涂层成分，以提高刀具的加工效率；第三是研制多层涂层及控制技术，使被涂刀具表层具有多种材料的综合力学性能，对切削、拉铣等不同加工对象实施个性化服务。涂层技术的新发展主要表现在以下三个方面： （1）膜系材料多元化 目前应用多的涂层物质是TiC、TiN、TiCN和Al2O3。当今在硬质合金涂层刀具中应用多的TiAlN三元涂层，并可以通过调整Al元素的成份比例来获得不同膜层性能。涂层材料由初的TiC和TiN单层发展到现在的复合涂层。复合涂层及相关技术的出现，使涂层既可以提高与基体的结合强度，又具有多种材料的复合性能。近几年开发的TiN/NbN、TiN/CNx等多元复合薄材料，使涂层刀具寿命有很大的提高。涂层工艺组合的多样化带来了TiAlN、TiAlCN、CrSiN等多元复合涂层，使刀具获得高耐磨、低摩擦、热稳定好和抗氧化性能等优良的综合性能。 （2）软涂层 高硬度是早期涂层技术开发追求的主要目标，然而并不是所有的材料都适合于硬涂层。如高强度铝合金、钛合金及某些贵重材料都不适合用硬涂层刀具加工，而软涂层则较好地解决了上述材料的难加工问题。软涂层主要有MoS2、WS2、TaS2等。 （3）纳米涂层 近期美国学者开发出纳米涂层刀具，这种涂层刀具可采用多种涂层材料的不同组合，以满足不同功能和性能要求，设计合理的纳米涂层，可使刀具材料具有的减摩抗磨功能和自润滑性能，适用于高速干切削，尤其适于在数控机床上使用。具有一定代表性的是AlTiN晶粒与无定型的Si3N4纳米组分构成的纳米混合膜，其硬度可达到45GPa，膜层的稳定性和抗氧化性可达1000℃。 PVD、CVD将长期共存 早在20多年前，PVD涂层投入工业生产以来，人们一直在探索用PVD代替CVD的问题，几经周折，设想和实践都成为泡影。 尽管PVD有CVD难以比拟的优点，也可以进行Al2O3以外的多种硬质涂层，但事实表明：CVD车、铣刀具还是优于PVD。今后两种涂层在切削刀具涂层中将长期共存和相互补充，并因各自优点而在涂层产品中占据属于自己的份额。两种技术也可以相互结合，取长补短，如目前应用的PCVD涂层技术就是例证。 涂层刀具的应用 涂层技术目前广泛应用于机械、电子、光学、航空航天、化工、轻纺及食品工业等各个部门。运用高科技手段不仅能沉积各类金属和合金，还能沉积多种化合物，不仅能在金属基体上沉积，而且在陶瓷、金刚石、玻璃甚至塑料等非金属上沉积，可以毫不夸张地讲，涂层技术已渗透到国民经济各个领域，其作用和效能有目共睹，不管是国内还是国外机床工具博览会上，人们都会看到品种繁多、方法各异的涂层工具，应用实例举不胜举。 涂层中应注意的几个问题： （1）理想的刀具材料 用于涂层的刀具材料是理想的好材料，不能停留在合格的水平上。俗话说好钢要用在刀刃上，目前刀具材料市场不规范，鱼龙混杂，假冒伪劣猖獗。在选材、用材时应加强检查，把好各道关卡，不然前功尽弃。 （2）硬度检查 硬度不合适的刀具若涂层，涂层技术再高明也无济于世。例如65HRC以下的高速钢刀具，硬度大于68HRC的501钢立铣刀，以及所谓的低合金高速钢钻头，涂层效果就不一定好。通过适当的热处理，将刀具硬度控制在客户满意的范围内，再施以理想涂层，将是锦上添花。JB/T8365-96《氮化钛涂层刀具技术规范》，要求高速钢刀具涂层硬度≥2000HV，但目前市场上不少涂层产品达不到此值，往往是低硬度的装饰镀，或是涂层厚度达不到要求。 （3）退磁 涂层前应进行退磁处理，因为磁性会影响涂层效果。
刀具选择面临的两大问题
在金属切削加工中，刀具选择几乎是每一个工艺工程师面临的问题。 刀具选择要考虑许多问题，相应地就有许多原则，如效率原则、加工精度原则、稳定性原则、经济性原则等等。 谈一下效率原则。效率原则其实与其他原则不可分割，尤其是经济性原则。要求效率的主要目的就是整个加工的经济性。但效率特别重要，所以把它立出来，单讨论一下。 效率原则是在可接受的加工精度和可接受的稳定性前提下的效率。没有这个基本条件，效率无从谈起。就像我们希望我们的交通工具（譬如汽车）能够给我们带来更快的速度，但安全是位的。一旦有飞机失事后，许多人会慎重考虑是否真的继续选择飞机出行，航空公司也会重新审视已有的安全策略。没有安全，飞机就不会成为的交通工具。刀具的选择同样如此。 其次，我们也不会在所有的条件下都强调效率，追求效率有一些约束条件。一个零件加工效率的提高需要与其他零件的效率相适应，一个工序的效率提高更需要与其他工序的效率相适应。如果忽视这些约束条件，一味追求效率，会吃力不讨好。就像上海到北京的火车，现在晚上8点左右发车，第二天早上10点到达。如果能够提前到8点到达，也许受欢迎；但如果提前到6点，也许受欢迎程度反而下降。因为列车员会在到站前提个小时甚至两个小时整理旅客床铺，早上4点或5点起床大部分旅客不会太乐意的。工厂也是如此，尤其在流水线生产条件下更是如此。我们需要解决的是整个流水线中的“瓶颈”工序。只要提高了这个工序的生产能力，就能够提高整条生产线的生产能力，提高整个产品的生产能力，缩短制造周期，这是许多企业所期望的。而单机或柔性制造系统的需求又不一样。他们所受的约束较少，即与其他工序的相关度较小。由于柔性化，某个零件或某个工序制造周期的缩短常常意味着能够使该设备投入其他零部件或其他工序的生产，从而创造更多的效益。 我认为在市场竞争日益激烈的今天，企业对工艺工程师的期望已经不是解决简单的工艺问题，而是期望工艺工程师们能对企业有更大的贡献度。如果我们的工艺工程师能从企业全局出发，为企业改进制造流程作出贡献，一定会获得企业主的和赞许。 就国外现代金属加工企业调查的数据，刀具本身在制造成本中所占比例并不是很高，通常在2%～4%之间，高的会到7%左右。但刀具对加工效率的影响却非常。一台几十万美元的设备能否发挥应有的作用，常常取决于一把几美元的刀具。我曾经得到过的一个成本分析实例表明，减少30%的采购价格（指刀具性能没有任何改变）或延长50%的刀具寿命（通常需要依赖刀具制造者的技术进步）都只能降低制造成本1%左右——因为刀具成本只占到制造总成本的4%。但如果加工参数能提高20%，大约可以降低15%的制造成本——虽然如果切削速度提高20%，刀具成本会提高50%，但因为加工周期缩短，总成本还是有大幅度的下降。
第五届郑州国际超硬材料及制品研讨会征文
由中国机床工具工业协会超硬材料分会和国家超硬材料及制品工程技术研究中心主办，中国机床工具工业协会超硬材料分会、郑州磨料磨具磨削研究所承办的“第五届郑州国际超硬材料及制品研讨会”将于2008年9月5日～9月7日在郑州召开，并隆重纪念我国人造金刚石诞生45周年，大会筹委会秘书处特向行业人士广泛征文。论文将择优结集由出版社正式出版。敬请您在百忙中抽空撰文，继续关心、支持、指导行业健康发展。 有关论文要求如下： 一、论文内容： 1、综述类文章要求以近五年取得的科技成果为主，论述取得进步的理论、行业现状、发展方向及其在国际、国内的水平，相关数据应详实、可靠，推测性的数据依据要充分。 2、单项研究方面的论文应交待清楚所用材料、设备、仪器的条件，应有相关对比数据，结论要明确且对行业发展具指导性意义。 3、论文涉及的范围可为：人造金刚石、立方氮化硼、聚晶、薄（厚）膜、纳米金刚石、各种各类工具、各种各类原辅材料、各类设备和仪器。凡超硬材料及制品制造、应用、检测等方面的理论、试验、工艺、方法等均可。
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