作者簡(jiǎn)介:王光祖,男,教授級(jí)高工,我國(guó)著名超硬材料專家,中國(guó)第一顆人造金剛石研制者之一,是中國(guó)六面頂壓機(jī)合成工藝(人造金剛石中間試驗(yàn)課題)的主要負(fù)責(zé)人,創(chuàng)造性地解決了該類型壓機(jī)的高壓密封問(wèn)題,是中國(guó)人造金剛石工業(yè)化生產(chǎn)的主要參加者,是中國(guó)人造金剛石工業(yè)從無(wú)到有,從小到大的參與者和見(jiàn)證人。1978年分別獲全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)和河南省科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng);1988年獲機(jī)械電子工業(yè)部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng);先后完成部級(jí)重點(diǎn)課題8項(xiàng)。1989年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。主要專著有《超硬材料制造工藝學(xué)》、《超硬材料》、《立方氮化硼合成與應(yīng)用》、《金剛石合成系統(tǒng)工程問(wèn)與答》、《人造金剛石探秘—王光祖論文集》、《納米金剛》等。主編《超硬材料譯文集》共11集,近百萬(wàn)字。他為中國(guó)人造金剛石科研、生產(chǎn)和發(fā)展嘔心瀝血45年。而今花甲之年的他,仍然十分關(guān)心中國(guó)金剛石工業(yè)的發(fā)展以及納米金剛石、金剛石薄膜等前沿技術(shù)的發(fā)展。至今筆耕不輟,指導(dǎo)新生研究力量,為我國(guó)金剛石工業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。
摘要:中國(guó)金剛石科技工作者歷經(jīng)40多年的不懈探索,用具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鉸式六面頂金剛石合成壓機(jī),不但使中國(guó)金剛石工業(yè)成為世界大國(guó),而且躋身于世界強(qiáng)國(guó)行列。本文將從世界用于合成金剛石的三大類型超高壓高溫裝置,特別是六面頂與兩面頂壓機(jī)的特點(diǎn)、兩面頂壓機(jī)在中國(guó)、走六面頂及其大型化之路等問(wèn)題進(jìn)行闡述。指出,在解決高品級(jí)金剛石工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)問(wèn)題上,我國(guó)采用的是兩面頂與六面頂并舉的技術(shù)路線。可是,實(shí)踐的結(jié)果,兩面頂技術(shù)不論是引進(jìn)的,還是土生土長(zhǎng)的,都未能在中國(guó) “開(kāi)花結(jié)果”,唯獨(dú)具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的六面頂壓機(jī)為中國(guó)高品級(jí)金剛石走向世界立了汗馬功勞,因此,在金剛石行業(yè)內(nèi)形成了“沒(méi)有六面頂,就沒(méi)有中國(guó)金剛石工業(yè)發(fā)展的今天”這樣一個(gè)共認(rèn)。用中國(guó)六面頂壓機(jī)合成高品級(jí)金剛石的成功,不僅滿足國(guó)產(chǎn)高端金剛石制品發(fā)展的需要,而且躋身國(guó)際市場(chǎng),更重要的是六面頂壓機(jī)大大動(dòng)搖了長(zhǎng)期以來(lái)世界兩大金剛石霸主的根基。更耐人尋味是,過(guò)去西方從事金剛石制造公司所不屑一顧的中國(guó)六面頂壓機(jī),現(xiàn)今競(jìng)相購(gòu)買,六面頂金剛石壓卻成了“香餑餑”。
關(guān)鍵詞:六面頂 兩面頂 高品級(jí)金剛石
1. 引言
中國(guó)第一顆人造金剛石是用兩面頂壓機(jī)研制出來(lái)的。從45年中國(guó)金剛石工業(yè)的發(fā)展歷程來(lái)看,我國(guó)走的是“六面頂”和“兩面頂”并舉的技術(shù)路線。以鄭州磨料磨具磨削研究所為代表的“六面頂”技術(shù)路線和以北京人工晶體研究所為代表的“兩面頂”技術(shù)路線,而“兩面頂”則走了既引進(jìn),又自主研發(fā)的技術(shù)之路。
鉸鏈?zhǔn)搅骓敵邏焊邷亟饎偸铣蓧簷C(jī)(以下簡(jiǎn)稱六面頂壓機(jī)),是具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的發(fā)明,是中國(guó)金剛石工業(yè)形成、壯大與發(fā)展的的基石,是中國(guó)成為世界金剛石大國(guó),進(jìn)而又躋身世界金剛石強(qiáng)國(guó)行列的“利器”,而今還成了世界同仁的“香餑餑”。因此,國(guó)內(nèi)外同仁發(fā)出同一個(gè)聲音,沒(méi)有六面頂,就沒(méi)有中國(guó)金剛石工業(yè)發(fā)展的今天。中國(guó)金剛石產(chǎn)量占世界3/4,長(zhǎng)期以來(lái),在國(guó)際低、中端市場(chǎng)上非中國(guó)莫屬,高端市場(chǎng)所占份額廖廖。所以,人們腦海里形成了六面頂只能生產(chǎn)中、低品級(jí)金剛石的印象。如果從高新技術(shù)產(chǎn)品具有技術(shù)含金量高、附加值高的特征來(lái)衡量,有人說(shuō)六面頂金剛石不屬于高新技術(shù)產(chǎn)品不能說(shuō)沒(méi)有一點(diǎn)道理。
但是我國(guó)從事金剛石研發(fā)的科技人員從未放棄繼續(xù)創(chuàng)新進(jìn)取的步伐,他們從觸媒合金、高純石墨、傳壓密封介質(zhì)、合成工藝、壓機(jī)大型化、溫度壓力控制系統(tǒng)、硬質(zhì)合金頂錘等全方位的技術(shù)創(chuàng)新,近年來(lái)在高品級(jí)金剛石合成技術(shù)上取得了重大突破,可規(guī)模化生產(chǎn)高品級(jí)金剛石,參與國(guó)際高端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。事實(shí)證明,六面頂壓不但能生產(chǎn)高品級(jí)金剛石,而且生產(chǎn)成本低于兩面頂產(chǎn)品,為此給大家傳遞一個(gè)技術(shù)信息,那就是六面頂壓機(jī)不僅能規(guī)?;a(chǎn)與國(guó)際同類品牌水平的高檔金剛石,而且在培育寶石級(jí)鉆石的研發(fā)工作中也獲得成功。在國(guó)際高品級(jí)金剛石市場(chǎng)上,中國(guó)的話語(yǔ)權(quán)也越來(lái)越多了。
2. 兩面頂壓機(jī)在中國(guó)
人造金剛石是超高壓高溫技術(shù)發(fā)展的最輝煌的、最重大技術(shù)成果。所謂高壓技術(shù)是在同一空間領(lǐng)域同時(shí)獲得所需要的高壓、高溫,并持續(xù)所需要持續(xù)的時(shí)間的技術(shù)或手段。產(chǎn)生超高壓的裝置有單壓源與多壓源之分。目前,世界上用于金剛石合成的高壓高溫壓機(jī)有三大類型:一是以西方國(guó)家為代表的兩面頂壓機(jī);二是以中國(guó)為代表的鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C(jī);三是以俄羅斯為代表的雙凹砧型的壓機(jī)。其中一與三是屬于單壓源壓機(jī),兩面頂年輪模具發(fā)展較早,成熟程度高,技術(shù)門(mén)檻高,所以一直占踞高品級(jí)金剛石市場(chǎng);而六面頂技術(shù)設(shè)備與模具構(gòu)成一體、模具簡(jiǎn)單、操作方便、成本低、競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng),所以發(fā)展速度非常驚人。
中國(guó)第一顆人造金剛石是在我國(guó)自行設(shè)計(jì)與制造的61-型兩面頂壓機(jī)研制成功的,而成為世界上笫六個(gè)掌握這門(mén)當(dāng)時(shí)視為絕密高新技術(shù)的國(guó)家,在這六個(gè)國(guó)家中的五個(gè)均為工業(yè)較發(fā)達(dá)的國(guó)家,中國(guó)則是唯一的科學(xué)技術(shù)與工業(yè)落后國(guó)家。但中國(guó)依靠自己的技術(shù)力量,做到了工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家所能辦成的事,從而拉開(kāi)了中國(guó)人造金剛石的科研與生產(chǎn)的序幕。國(guó)外怎能不驚訝!我們?cè)跄懿蛔院姥?
1964年起,國(guó)內(nèi)開(kāi)展了兩種裝置工業(yè)金剛石的開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng),通用機(jī)械研究所繼續(xù)積極開(kāi)發(fā)大型“兩面砧”裝置,相繼在北京、長(zhǎng)春、上海、沈陽(yáng)、哈爾濱、西安等地協(xié)作建立車間和實(shí)驗(yàn)基地,但后因技術(shù)不成熟而均未能發(fā)展起來(lái)[1]。
二十世紀(jì)六十代中后期,北京人工晶體研究所建立兩面砧裝置的研究基地,承擔(dān)起了兩面頂在中國(guó)繼續(xù)研發(fā)的重任,60年代末完成高壓腔直徑20mm,70年中期完成直徑32mm的研制工作。在這期間直徑32mm腔體在該所生產(chǎn)成功,并推廣到武漢、無(wú)錫、長(zhǎng)沙、吉林等地,但推廣工作困難重重。由于該所科技工作者的知難而進(jìn)和不懈的努力終于取得了國(guó)家重點(diǎn)工業(yè)性試驗(yàn)項(xiàng)目60MN“兩面砧”成套技術(shù)的重大進(jìn)展。20世紀(jì)90年代初用該所自主研發(fā)的ф65mm大型纏繞式超高壓模具已合成出金剛石,于是發(fā)出了正式投產(chǎn)指日可待的喜訊。遺憾的是,這一令人為之振奮的喜事沒(méi)有降臨[2]。
為了加快我國(guó)超硬材料制造技術(shù)的發(fā)展,1979年~1980年間,地質(zhì)部鉆探工具廠和核工業(yè)232廠先后從瑞典和芬蘭引進(jìn)了QRD-18型兩面頂高溫高壓合成設(shè)備,高壓模具直徑40.5mm,該設(shè)備大體反映了De Beers公司1976年1969年前后的水平。
80年代初,笫六砂輪廠為了生產(chǎn)鋸用金剛石,從德國(guó)Klockner引進(jìn)了一臺(tái)5000噸兩面頂壓機(jī),引進(jìn)后壓機(jī)就沒(méi)有運(yùn)行起來(lái)。
1989年從美國(guó)購(gòu)買Elwood制5000噸兩面頂壓機(jī)在深圳建亞洲金剛石公司,也因未能跨過(guò)“高壓模具”這道鬼門(mén)關(guān),縱使與外來(lái)的和尚一起念經(jīng),祈禱,也回天無(wú)力了[3]。
1992年“八達(dá)-溫特”人造金剛石公司,引進(jìn)德國(guó)Winter公司的粉末原料金剛石合成技術(shù),準(zhǔn)備生產(chǎn)高品級(jí)鋸用金剛石,這項(xiàng)計(jì)劃先后投資金額高達(dá)9億人民幣,投資是“亞洲金剛石公司”的4倍多。但不該有的GE封殺了“亞洲”和De Beers癱瘓了“八達(dá)”,嚴(yán)重失誤的設(shè)備和技術(shù)引進(jìn)事件接連發(fā)生了,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),上述引進(jìn)花了2.5億美元之多,上述引進(jìn)的教訓(xùn)是深刻的。
國(guó)內(nèi)引進(jìn)兩面頂金剛石合成壓機(jī),可以說(shuō)無(wú)例外的以失敗而告終,究其原因,很簡(jiǎn)單除合成的關(guān)鍵技術(shù)受制于人外,更重要是年輪模具中的壓缸壽命短、進(jìn)口成本太高,財(cái)力無(wú)法支撐而告終。
1993年人工晶體研究所根據(jù)姚裕成的設(shè)計(jì)開(kāi)始安裝14臺(tái)2500噸纏繞式“兩面頂”,其后又加裝2臺(tái)3000噸上述壓機(jī),1995年又由太原重機(jī)追加了1臺(tái)6000噸Elwood設(shè)計(jì)的三柱式壓機(jī),但終因技術(shù)不成熟,這項(xiàng)雄心勃勃的計(jì)劃也無(wú)聲無(wú)息了。
2003年筆者應(yīng)四川藝精長(zhǎng)運(yùn)超硬材料公司的邀請(qǐng),在綿陽(yáng)主持了由姚裕成提供纏繞式兩面頂壓機(jī)及金剛石合成技術(shù)實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的可行性論證。
在國(guó)內(nèi)引進(jìn)技術(shù)失敗的形勢(shì)下,為什么還要冒風(fēng)險(xiǎn)支持這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施呢?原因有兩:一是姚裕成設(shè)計(jì)的纏繞式模具確有其技術(shù)特點(diǎn),二是倘若這項(xiàng)自主創(chuàng)新的技術(shù)通過(guò)小規(guī)模的生產(chǎn)驗(yàn)證并獲得成功,將對(duì)上述引進(jìn)技術(shù)失敗起到起死回生的作用呢!? 2004年共有16臺(tái)2500噸壓機(jī)及18臺(tái)3000噸纏繞式模具的兩面頂壓機(jī),可生產(chǎn)較粗(30/40)的鋸用級(jí)金剛石,但其成本仍然較高,持續(xù)生產(chǎn)仍有困難。
四十五年來(lái),中國(guó)自主研發(fā)的兩面頂在金剛石工業(yè)化生產(chǎn)中未能形成氣候,花巨資引進(jìn)的兩面頂也未能在中國(guó)“開(kāi)花結(jié)果”,其中年輪式模具和硬質(zhì)合金壓缸是制約兩面頂發(fā)展的因素。這就是兩面頂在中國(guó)的現(xiàn)實(shí)。
3. 走六面頂及其大型化之路
以鄭州磨料磨具磨削研究所為主,濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所加盟,于1964年開(kāi)始了鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C(jī)的設(shè)計(jì)、制造與合成工藝的實(shí)驗(yàn)研究。經(jīng)過(guò)一年多的努力我們很快就完成了國(guó)家下達(dá)的中間試驗(yàn)任務(wù),為中國(guó)的金剛石實(shí)施工業(yè)化生產(chǎn)奠定了設(shè)備和技術(shù)基礎(chǔ)。并為中國(guó)第一家金剛石及制品專業(yè)生產(chǎn)廠——第六砂輪廠提供了全套工藝設(shè)計(jì)和人員培訓(xùn),其后這項(xiàng)成果以“打人民戰(zhàn)爭(zhēng)”的方式無(wú)償向全國(guó)推廣。
1969年底,我們實(shí)驗(yàn)研究小組,根據(jù)合成棒逐步擴(kuò)大,不僅能提高合成金剛石的單次產(chǎn)量,而且還能提高金剛石質(zhì)量的事實(shí),使我們萌發(fā)出提高金剛石的質(zhì)量,必須是走高壓腔體擴(kuò)大化道路的意識(shí),于是率先向笫一機(jī)械工業(yè)部提出試制6×35MN鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C(jī)的設(shè)想與建議,部領(lǐng)導(dǎo)改為6×50MN(超高油壓150MPa,工作缸徑655mm)了。該壓機(jī)1974年安裝于鄭州磨料磨具磨削研究所,標(biāo)志著中國(guó)超高壓裝置大型化邁出了實(shí)質(zhì)性的笫一步。遺憾的是,由于硬質(zhì)合金頂錘的質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求,致使壓機(jī)無(wú)法投入運(yùn)行。使我們認(rèn)識(shí)到要實(shí)現(xiàn)超高壓裝置大型化,硬質(zhì)合金頂錘大型化是先導(dǎo)、是基礎(chǔ),是決定超高壓裝置大型化進(jìn)程與成敗的決定性因素的道理[4]。
近年來(lái)我國(guó)六面頂壓機(jī)的大型化發(fā)展迅猛,其主要原因,就是我國(guó)具備了提供金剛石生產(chǎn)所需的大直徑硬質(zhì)合金頂錘的技術(shù)和能力,這條從實(shí)踐中悟出來(lái)的道理成了筆者主持或參與指導(dǎo)大型壓機(jī)發(fā)展可行性論證必須考慮的基本原則。
在世界范圍內(nèi),傳統(tǒng)的觀點(diǎn)是兩面頂壓機(jī)優(yōu)于六面頂壓機(jī)。但是,長(zhǎng)期從事兩面頂研發(fā)的周大偉認(rèn)為[5],這兩種類型的壓機(jī)客觀地講是各有各的優(yōu)勢(shì)。與兩面頂壓機(jī)比,六面頂壓機(jī)的優(yōu)勢(shì)是:
(1) 省去一個(gè)年輪式預(yù)應(yīng)力模具系統(tǒng)。六面頂壓機(jī)用四個(gè)非加熱頂錘及它們的支承系統(tǒng)替代了兩面頂所用的復(fù)雜的模具系統(tǒng),這樣在六面壓機(jī)的發(fā)展過(guò)程中不再受模具技術(shù)的約束。;
(2) 省去一個(gè)大型機(jī)架,六面頂以其油缸殼體的餃鏈連接方式替代兩面頂整體式大型機(jī)架,對(duì)于壓機(jī)制造而言,不能不說(shuō)是一種簡(jiǎn)化的過(guò)程。
(3) 高壓腔體受力更為理想。
近年來(lái),國(guó)產(chǎn)的大型六面頂壓機(jī)得到了國(guó)外廠家的認(rèn)同與青睞,值得中國(guó)金剛石人驕傲和自豪的是,美國(guó)US Synthetic公司、Tribocol(特博克)公司、日本住友電工、昭和電工、韓國(guó)ILJin公司、ADICO公司、伊朗、印度等都購(gòu)買了中國(guó)產(chǎn)的大型六面頂壓機(jī),主要用于金剛石單晶、PCD、PDC、PCBN復(fù)合片生產(chǎn)[6] 這里要特別指出的是世界高品級(jí)金剛石霸主之一的元素六公司成百臺(tái)的購(gòu)買中國(guó)的大型六面頂壓機(jī),一部份運(yùn)往南非,另一部分在我國(guó)蘇州建廠。你還把具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的六面頂壓機(jī)金剛石排除在高科技產(chǎn)品之外嗎?這里要特別指出的是,這樣做只會(huì)削弱我國(guó)六面頂金剛石在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力,讓外國(guó)用中國(guó)的設(shè)備超越中國(guó)?
4. 高品級(jí)金剛石的研制與特性
用六兩面頂能否合成高品級(jí)金剛石?這個(gè)問(wèn)題早在上個(gè)世紀(jì)80年代初我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果就給出了明確肯定的答案—可以。因?yàn)楫?dāng)時(shí)壓機(jī)太小,單次產(chǎn)量太低,沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益,而沒(méi)有投產(chǎn)的價(jià)值。
高品級(jí)金剛石生產(chǎn)技術(shù)是一個(gè)精細(xì)的系統(tǒng)工程。要實(shí)現(xiàn)由生產(chǎn)大國(guó)向強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變,使高品級(jí)金剛石生產(chǎn)技術(shù)水平與經(jīng)濟(jì)效益上獲得雙贏,必須走高壓腔體大型化之路;為了克服金剛石生產(chǎn)過(guò)程中,由于體積縮小,導(dǎo)致高壓腔體內(nèi)壓力下降,而又得不到及時(shí)補(bǔ)壓的弊端,必須對(duì)現(xiàn)有六面頂高壓腔體結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新;為了達(dá)到高品級(jí)金剛石生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)“三高一低”之目的,必須走合成原材料粉末化之路;為了解決好壓力、溫度控制過(guò)程的穩(wěn)定性和重復(fù)性,盡量減少人為的隨機(jī)性,能夠準(zhǔn)確地按工藝人員所議設(shè)定的工藝方案運(yùn)行,溫度、壓力控制必須走“智能化”之路。在此筆者想用一個(gè)簡(jiǎn)要的方式來(lái)表達(dá)高品級(jí)金剛石是怎樣成功的,即鉸鏈?zhǔn)搅骓敻邏呵惑w大型化+高壓模具結(jié)構(gòu)的“兩面頂”化+高壓高溫控制技術(shù)的“智能化、精細(xì)化”+合成用觸媒與石墨原料粉末化=高品級(jí)金剛石。準(zhǔn)確地說(shuō)應(yīng)該是上述四大技術(shù)因素的綜合體現(xiàn)[7]。
這里還要特別提及的是,為什么引入粉末觸媒后金剛石的質(zhì)量來(lái)了個(gè)飛躍。因?yàn)槲覀兘裉焖捎玫姆勰┯|媒合成工藝具有兩大特點(diǎn):一是反應(yīng)腔中反應(yīng)的比較接近于均勻連續(xù)的介質(zhì)體系;二是為金剛石提供了一個(gè)“單間”生長(zhǎng)條件,可以將每一個(gè)觸媒粒子作為一個(gè)熱力學(xué)體系進(jìn)行分析,彼此關(guān)系可用簡(jiǎn)單的物理聯(lián)系來(lái)考慮,為金剛石各晶面生長(zhǎng)提供了比較一致的條件,使金剛石質(zhì)量有了重大躍升[8]。從以下數(shù)據(jù)中可以得到佐證。
表1、 金剛石單晶測(cè)試數(shù)據(jù)(賈攀數(shù)據(jù))[9]
注: B1和B2分別代表兩面頂壓機(jī)生產(chǎn)的20/30和30/40目金剛石;C1和C2分別代表六面頂壓機(jī)生產(chǎn)的20/30和30/40目金剛石。
由表1可得出:
?。?)B系列金剛石略優(yōu)于C系列金剛石。這種差別可通過(guò)改變選型工藝或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)償。
?。?)像C1和C2的高品級(jí)金剛石,2007年之前用六面頂壓機(jī)還生產(chǎn)不出,因?yàn)楣に嚭秃诵募夹g(shù)還未進(jìn)步到較高水準(zhǔn)。由此可知,高質(zhì)量金剛石不依賴于用哪類壓機(jī)(兩面頂或六面頂),而依賴于核心技術(shù)和工藝。
(3)金剛石樣品的價(jià)格是:B1$0.95/ct;B2$0.50/ct;C1$0.58/ct;C2$0.32/ct。C系列金剛石價(jià)格比B系列低近40%,若考慮性價(jià)比,C系列也許是更好的選擇。六面頂壓機(jī)生產(chǎn)金剛石的質(zhì)量可以說(shuō)量已達(dá)兩面頂所產(chǎn)金剛石的最高水平(MBS970)。
表2、40/45金剛石樣品的主要特性
由表2可見(jiàn),C1的TTI值已經(jīng)不次于D1和E1了。但TI—TTI和TTI/TI兩項(xiàng)數(shù)據(jù)稍有差異。
表3、金剛石的相對(duì)透光面積和透光亮度(周大偉數(shù)據(jù),2005)[5]
從表3中的數(shù)據(jù)可以看出就透度而言,六面頂金剛石已經(jīng)足以與兩面頂產(chǎn)的金剛石相媲美了。
周大偉等[10]根據(jù)測(cè)試的結(jié)果認(rèn)為,單從沖擊韌性值講,六面頂生產(chǎn)的高品質(zhì)鋸片級(jí)金剛石與兩面頂產(chǎn)鋸片級(jí)金剛石已經(jīng)沒(méi)有明顯的差異。目前兩者的差異主要表現(xiàn)在TI與TTI的差值上,只有縮小TI與TTI的差異,才能提高產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性和抗疲勞性能。
劉一波等[11]的研究結(jié)果表明,國(guó)外金剛石的純凈度都高于國(guó)產(chǎn)的金剛石。國(guó)產(chǎn)金剛石的橢圓度值在1.0874~1.0875之間,小于國(guó)外的金剛石。而圓度與橢圓度有相對(duì)應(yīng)的關(guān)系,所以就橢圓度與圓度這兩個(gè)指標(biāo)而言,國(guó)產(chǎn)金剛石的晶形優(yōu)于國(guó)外品牌金剛石。
5. 結(jié)論
5.1 六面頂壓機(jī)在中國(guó)的成功發(fā)展是有內(nèi)在的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。實(shí)踐證明,我們選擇以六面頂壓機(jī)大型化來(lái)做大做強(qiáng)超硬磨料的道路是完全正確的。正如大家所說(shuō),沒(méi)有六面頂壓機(jī)就沒(méi)有中國(guó)金剛石行業(yè)的今天。
5.2 兩面頂壓機(jī)在中國(guó)的現(xiàn)實(shí)是,引進(jìn)的無(wú)一例外的處于癱瘓,國(guó)產(chǎn)的在規(guī)模化生產(chǎn)上也未能形成氣候。除生產(chǎn)技術(shù)掌握在人家手里外,其中模具是兩面頂發(fā)展的關(guān)鍵性制約因素。
5.3 需要特別指出的,兩面頂模具的核心是硬質(zhì)合金壓缸,單個(gè)重量大,25MN的用30~50kg/個(gè),60MN的用120~150kg/個(gè),100MN的用300kg/個(gè),這是大型化必須要闖過(guò)特大技術(shù)難關(guān)。這樣的技術(shù)難關(guān)我國(guó)現(xiàn)階段的硬質(zhì)合金生產(chǎn)企業(yè)的制造技術(shù)能力是不可能解決的。所以,大型的兩面頂壓機(jī)引進(jìn)的失敗,應(yīng)該是意料之中的,教訓(xùn)是深刻的[13]。
5.4 用六面頂壓機(jī)不僅能生產(chǎn)出足以與國(guó)外同類相媲美的高品級(jí)金剛石,而且還能培育出寶石級(jí)的鉆石。
5.5 六面頂壓機(jī)是中國(guó)金剛石工業(yè)生產(chǎn)的主流,近年來(lái),受到包括元素六在內(nèi)的世界頂級(jí)公司的青睞,而成為“香餑餑”。
5.6 用六面頂壓機(jī)生產(chǎn)的高品級(jí)金剛石在質(zhì)量上與兩面高品級(jí)金剛石相近,由于生產(chǎn)成本上的優(yōu)勢(shì),而具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力并將動(dòng)搖世界金剛石霸主的壟斷地位。
參考文獻(xiàn):
1. 王光祖,中國(guó)超硬材料發(fā)展30年—紀(jì)念我國(guó)人造金剛石誕生30周年[C].中國(guó)超硬材料發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)論文集,1993,11:5~20
2. 王光祖,黃國(guó)梁,超硬材料發(fā)展與硬質(zhì)合金頂砧、壓缸的大型化[J].金剛石與磨料磨具工程,1996,4:39~42
3. 宋健民,鉆石爭(zhēng)霸戰(zhàn),第二集,p.59
4. 王光祖,秦宇,餃鏈?zhǔn)搅骓攭簷C(jī)大型化的演變過(guò)程回顧[J].中國(guó)研磨2007,11:86~89
5. 周大偉,發(fā)展六面頂壓機(jī)的優(yōu)勢(shì)[C].中國(guó)超硬材料新技術(shù)研討會(huì)論文集,2004,12:24~27
6. 郭滇生,徐祖全等,我國(guó)超硬材料六面頂液壓機(jī)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)勢(shì)[C].中國(guó)超硬材料發(fā)展論壇論文集,2008,6:58~62
7. 王光祖,高品級(jí)金剛石生產(chǎn)的四大技術(shù)支撐[J].磨料磨具通訊,2008,5:1~4
8. 陳啟武,李飛躍等,20世紀(jì)的超硬材料[C].超硬材料論文集,2003,4:1~8
9. 賈攀 盧燦華等,兩面頂及六面頂壓機(jī)所產(chǎn)金剛石性能的對(duì)比研究[C].第五屆鄭州國(guó)際超硬材料及制品研討會(huì)論文集,2008,9:22~26。
10. 周大偉,王志欣等,兩面頂和六面頂鋸片級(jí)人造金剛石性能對(duì)比[C].中國(guó)超硬材料技術(shù)發(fā)展論壇論文集,2005,10:32~36
11. 劉一波,姚炯彬等,國(guó)產(chǎn)與國(guó)外高品級(jí)金剛石性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)[C].中國(guó)超硬材料技術(shù)發(fā)展論壇論文集。2005,10:47~52